JP2001114536A - 光ファイバを被覆するための装置 - Google Patents
光ファイバを被覆するための装置Info
- Publication number
- JP2001114536A JP2001114536A JP2000249268A JP2000249268A JP2001114536A JP 2001114536 A JP2001114536 A JP 2001114536A JP 2000249268 A JP2000249268 A JP 2000249268A JP 2000249268 A JP2000249268 A JP 2000249268A JP 2001114536 A JP2001114536 A JP 2001114536A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insert
- die
- coating
- fiber
- coating material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
- C03C25/18—Extrusion
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバを被覆するための装置を提供す
る。 【解決手段】 被覆ダイは、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大きい
高熱伝導率を有するインサートを含んでいる。インサー
トは、５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有す
るダイヤモンド製であることが好ましい。被覆材の粘性
低下のほとんどは、ランド領域内のダイの内壁に極めて
近い部分で生じるため、この高熱伝導性インサートを使
用することにより、被覆材の粘性低下によって発生する
熱を効率的に放散させることができる。また、高熱伝導
性インサートは、ファイバが中心からずれている場合
に、ファイバの対向する両側の壁の温度差を無視できる
レベルにまで小さくし、したがって低線引き速度で広く
行われている条件、および結果として満足すべき中心に
置く力を取り戻す。
る。 【解決手段】 被覆ダイは、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大きい
高熱伝導率を有するインサートを含んでいる。インサー
トは、５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋの範囲の熱伝導率を有す
るダイヤモンド製であることが好ましい。被覆材の粘性
低下のほとんどは、ランド領域内のダイの内壁に極めて
近い部分で生じるため、この高熱伝導性インサートを使
用することにより、被覆材の粘性低下によって発生する
熱を効率的に放散させることができる。また、高熱伝導
性インサートは、ファイバが中心からずれている場合
に、ファイバの対向する両側の壁の温度差を無視できる
レベルにまで小さくし、したがって低線引き速度で広く
行われている条件、および結果として満足すべき中心に
置く力を取り戻す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被覆材が同心状に
塗布され、被覆材の厚さが均一になるような、光ファイ
バを被覆するための装置に関する。
塗布され、被覆材の厚さが均一になるような、光ファイ
バを被覆するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバはプリフォームから線
引きされた後、次の製造ステップまたは次の使用中にお
けるファイバ表面の損傷を防止するため、紫外（ＵＶ）
光への露光により硬化されるアクリレートベースの組成
物などの保護被覆材で被覆される。通常、この被覆ステ
ップは、線引きプロセスに必須の部分として、被覆ダイ
を使用して実施されている。被覆材は、単層または多層
に塗布することができる。
引きされた後、次の製造ステップまたは次の使用中にお
けるファイバ表面の損傷を防止するため、紫外（ＵＶ）
光への露光により硬化されるアクリレートベースの組成
物などの保護被覆材で被覆される。通常、この被覆ステ
ップは、線引きプロセスに必須の部分として、被覆ダイ
を使用して実施されている。被覆材は、単層または多層
に塗布することができる。
【０００３】被覆材層を塗布するプロセスで重要なこと
は、被覆材層をファイバに対して同心状に塗布するこ
と、および一層または複数層の被覆材の径が一様である
ことである。これらの特性は、光ファイバを接続しやす
くするために極めて重要である。
は、被覆材層をファイバに対して同心状に塗布するこ
と、および一層または複数層の被覆材の径が一様である
ことである。これらの特性は、光ファイバを接続しやす
くするために極めて重要である。
【０００４】参照により本明細書に組み込む、Ａｍｏｓ
らへの米国特許第５，３６６，５２７号で考察されてい
るように、被覆材を、増大する線引き速度で同心状によ
り一様に塗布することを確実にするために、大変な努力
がなされてきた。製造コストを下げ、ファイバの生産量
を増やすためには、線引き速度をより速くする必要があ
るが、線引き技法が十分に適合しない場合、ファイバ被
覆材の一様性に悪影響を与えることになってしまう。
らへの米国特許第５，３６６，５２７号で考察されてい
るように、被覆材を、増大する線引き速度で同心状によ
り一様に塗布することを確実にするために、大変な努力
がなされてきた。製造コストを下げ、ファイバの生産量
を増やすためには、線引き速度をより速くする必要があ
るが、線引き技法が十分に適合しない場合、ファイバ被
覆材の一様性に悪影響を与えることになってしまう。
【０００５】線引き速度を速くすることによる直接の結
果は、２０００℃近い温度でのファイバ形成とファイバ
被覆との間の遅延が減少することにある。その結果、被
覆装置に入るファイバの温度が高すぎ、強制冷却を適用
しない限り、被覆材を良好に塗布することができない。
第１の被覆材層を受ける前に、線引きされた光ファイバ
を冷却するための様々なシステムが、Ｐａｅｋらへの米
国特許第４，５９４，０８８号、Ｄａｒｃａｎｇｅｌｏ
らへの米国特許第４，５１４，２０５号、およびＣａｉ
ｎらへの米国特許第５，０４３，００１号に開示されて
いる。
果は、２０００℃近い温度でのファイバ形成とファイバ
被覆との間の遅延が減少することにある。その結果、被
覆装置に入るファイバの温度が高すぎ、強制冷却を適用
しない限り、被覆材を良好に塗布することができない。
第１の被覆材層を受ける前に、線引きされた光ファイバ
を冷却するための様々なシステムが、Ｐａｅｋらへの米
国特許第４，５９４，０８８号、Ｄａｒｃａｎｇｅｌｏ
らへの米国特許第４，５１４，２０５号、およびＣａｉ
ｎらへの米国特許第５，０４３，００１号に開示されて
いる。
【０００６】入るファイバの高い温度だけが、被覆材塗
布を妨げるおそれのある唯一の熱源ではない。線引き速
度を速くすることは、被覆材流の粘性低下によって発生
する熱の大きな増加の原因にもなっている。粘性低下に
関連する熱出力は、被覆材塗布器内のファイバに影響を
およぼす線引き速度および粘性抵抗を知ることで、容易
に計算することができる。塗布器毎の１Ｎの観測される
抵抗力に対して、現在の線引き速度９００から１，００
０ｍ／ｍｉｎで発生する熱出力は、約１５Ｗである。上
記システムはいずれも、この明らかに異なる熱源に対処
し、あるいは免れるようには構成されていない。
布を妨げるおそれのある唯一の熱源ではない。線引き速
度を速くすることは、被覆材流の粘性低下によって発生
する熱の大きな増加の原因にもなっている。粘性低下に
関連する熱出力は、被覆材塗布器内のファイバに影響を
およぼす線引き速度および粘性抵抗を知ることで、容易
に計算することができる。塗布器毎の１Ｎの観測される
抵抗力に対して、現在の線引き速度９００から１，００
０ｍ／ｍｉｎで発生する熱出力は、約１５Ｗである。上
記システムはいずれも、この明らかに異なる熱源に対処
し、あるいは免れるようには構成されていない。
【０００７】粘性低下は、被覆材流中のずり応力が最も
高いところで、すなわち塗布器室内、特にサイジングダ
イの最も狭い部分である円筒状ランド領域内のファイバ
の周囲で最も強く発生する。円筒状ランド領域では、ダ
イの内壁によって制限された狭い半径方向の範囲に、高
ずり速度および粘性低下が集中する。これは、ファイバ
の周囲のずり速度を最小にし、その結果としてダイの内
壁上でずり速度が最大になるようにした最適被覆条件の
結果である。熱の発生は、この周囲の領域で最も高くな
っている。
高いところで、すなわち塗布器室内、特にサイジングダ
イの最も狭い部分である円筒状ランド領域内のファイバ
の周囲で最も強く発生する。円筒状ランド領域では、ダ
イの内壁によって制限された狭い半径方向の範囲に、高
ずり速度および粘性低下が集中する。これは、ファイバ
の周囲のずり速度を最小にし、その結果としてダイの内
壁上でずり速度が最大になるようにした最適被覆条件の
結果である。熱の発生は、この周囲の領域で最も高くな
っている。
【０００８】被覆材径と被覆材の同心性は、数値シミュ
レーションが示すように、主としてランド領域内の温度
と圧力のプロファイルに左右されるため、一様に被覆す
るためにはこの熱源は特に有害である。このことは、ラ
ンド領域内のダイ温度を調節することによって被覆材径
を制御する技法を開示した米国特許第５，３６６，５２
７号、およびサイジングダイ内のランド領域を非軸対称
加熱することによって被覆材の同心性を制御するファイ
バ被覆システムを開示した、ＰＣＴ公報第ＷＯ９７／２
０２３７−Ａ２号で間接的に確認されている。後者のシ
ステムは、被覆材流中に生じる見掛けの非軸対称加熱あ
るいは温度プロファイルを補償することができる。しか
し、これらのシステムは極めて複雑で、被覆材径および
／または被覆材の同心性をモニタできること、ならびに
被覆ダイの温度を局部的に（例えば、ダイの底面部分
を）制御できなければならない。
レーションが示すように、主としてランド領域内の温度
と圧力のプロファイルに左右されるため、一様に被覆す
るためにはこの熱源は特に有害である。このことは、ラ
ンド領域内のダイ温度を調節することによって被覆材径
を制御する技法を開示した米国特許第５，３６６，５２
７号、およびサイジングダイ内のランド領域を非軸対称
加熱することによって被覆材の同心性を制御するファイ
バ被覆システムを開示した、ＰＣＴ公報第ＷＯ９７／２
０２３７−Ａ２号で間接的に確認されている。後者のシ
ステムは、被覆材流中に生じる見掛けの非軸対称加熱あ
るいは温度プロファイルを補償することができる。しか
し、これらのシステムは極めて複雑で、被覆材径および
／または被覆材の同心性をモニタできること、ならびに
被覆ダイの温度を局部的に（例えば、ダイの底面部分
を）制御できなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一様
な被覆された径をもたらすようファイバに同心状に塗布
される被覆材を光ファイバに被覆するための比較的簡単
な装置を提供することである。
な被覆された径をもたらすようファイバに同心状に塗布
される被覆材を光ファイバに被覆するための比較的簡単
な装置を提供することである。
【００１０】本発明の他の目的は、低線引き速度で広く
行われている被覆条件を可能な限り取り戻し、フィード
バックによって補償するのではなく、粘性低下による影
響の大部分を抑制することである。
行われている被覆条件を可能な限り取り戻し、フィード
バックによって補償するのではなく、粘性低下による影
響の大部分を抑制することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的お
よびその他の目的は、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大きい高熱伝
導率を有するインサートを含む被覆ダイを提供すること
によって実現される。好ましい実施形態によれば、イン
サートは、熱伝導率の範囲が５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋの
ダイヤモンド製である。
よびその他の目的は、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大きい高熱伝
導率を有するインサートを含む被覆ダイを提供すること
によって実現される。好ましい実施形態によれば、イン
サートは、熱伝導率の範囲が５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋの
ダイヤモンド製である。
【００１２】粘性低下のほとんどは、ランド領域内のダ
イの内壁に極めて近い部分で生じるため、この高熱伝導
率インサートを使用することにより、被覆材中の粘性低
下によって発生する熱を最も効率的に放散させることが
できる。
イの内壁に極めて近い部分で生じるため、この高熱伝導
率インサートを使用することにより、被覆材中の粘性低
下によって発生する熱を最も効率的に放散させることが
できる。
【００１３】また、高熱伝導率インサートは、ファイバ
が中心からずれている場合に、ファイバの対向する両側
の壁の温度差を無視できるレベルにまで小さくし、した
がって、低線引き速度で広く行われている条件、および
結果として満足すべき中心に置く力を取り戻す。
が中心からずれている場合に、ファイバの対向する両側
の壁の温度差を無視できるレベルにまで小さくし、した
がって、低線引き速度で広く行われている条件、および
結果として満足すべき中心に置く力を取り戻す。
【００１４】インサートの高い熱伝導率がダイ内壁温度
間の差または不平衡を最小にし、その結果、内壁の温度
が概ね均一になることが分かっている。したがって、壁
温度の変動による中心に置くことに反する力の発生に関
して上記で考察した影響は、実質的に小さくなるかまた
は取り除かれる。特に、不均一粘性プロファイルによっ
て発生する局部的な熱は、熱伝導率が小さいダイの中で
は熱放散が少ないため比較的高く、熱伝導率が大きいダ
イの中で発生する熱は、速やかに放散され、温度の均一
性が実質的に改善される。したがって、ファイバの一方
の側面がダイの隣接する壁に向かって中心を外れ始めた
としても、ファイバのその側面の温度上昇は最小限であ
る。その結果、ファイバの周囲の粘性および圧力プロフ
ァイルは、ランド領域内のファイバの周囲で概ね均一に
維持され、したがってファイバが片側に線引きされるこ
とはなく、ダイのテーパ領域内で発生する中心に置く力
によって可能な限り最良の心出しを取り戻すことができ
る。
間の差または不平衡を最小にし、その結果、内壁の温度
が概ね均一になることが分かっている。したがって、壁
温度の変動による中心に置くことに反する力の発生に関
して上記で考察した影響は、実質的に小さくなるかまた
は取り除かれる。特に、不均一粘性プロファイルによっ
て発生する局部的な熱は、熱伝導率が小さいダイの中で
は熱放散が少ないため比較的高く、熱伝導率が大きいダ
イの中で発生する熱は、速やかに放散され、温度の均一
性が実質的に改善される。したがって、ファイバの一方
の側面がダイの隣接する壁に向かって中心を外れ始めた
としても、ファイバのその側面の温度上昇は最小限であ
る。その結果、ファイバの周囲の粘性および圧力プロフ
ァイルは、ランド領域内のファイバの周囲で概ね均一に
維持され、したがってファイバが片側に線引きされるこ
とはなく、ダイのテーパ領域内で発生する中心に置く力
によって可能な限り最良の心出しを取り戻すことができ
る。
【００１５】本発明の好ましい実施形態についての以下
の説明は、本発明の原理を例示するためのものであり、
本発明を制限するものではない。
の説明は、本発明の原理を例示するためのものであり、
本発明を制限するものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、ファイバ形成および被覆
ライン１０の基本構造を示す概略図である。ライン１０
は、光ファイバ形成装置１２、ファイバ径測定装置１
４、ファイバ被覆装置１６、一次被覆材塗布器１８、一
次被覆材硬化装置２０、二次被覆材塗布器２２、二次被
覆材硬化装置２４、被覆ファイバ径測定装置２６、およ
びキャプスタン２８を含んでいる。光ファイバ３０がフ
ァイバ形成装置１２から線引きされ、光ファイバ３０の
径を測定するファイバ径測定装置１４を通過する。光フ
ァイバ３０は次に、光ファイバ３０が一次層を被覆され
る一次被覆材塗布器１８を通過する。次に一次被覆材が
一次被覆材硬化装置２０で硬化された後、光ファイバ
は、二次被覆層が塗布される二次被覆材塗布器２２を通
過する。次に二次被覆材が二次被覆材硬化装置２４で硬
化された後、被覆光ファイバの最終径が測定装置２６で
測定される。光ファイバ３０は次にキャプスタン２８に
巻き取られ、スプール装置（図示せず）へもたらされ
る。
ライン１０の基本構造を示す概略図である。ライン１０
は、光ファイバ形成装置１２、ファイバ径測定装置１
４、ファイバ被覆装置１６、一次被覆材塗布器１８、一
次被覆材硬化装置２０、二次被覆材塗布器２２、二次被
覆材硬化装置２４、被覆ファイバ径測定装置２６、およ
びキャプスタン２８を含んでいる。光ファイバ３０がフ
ァイバ形成装置１２から線引きされ、光ファイバ３０の
径を測定するファイバ径測定装置１４を通過する。光フ
ァイバ３０は次に、光ファイバ３０が一次層を被覆され
る一次被覆材塗布器１８を通過する。次に一次被覆材が
一次被覆材硬化装置２０で硬化された後、光ファイバ
は、二次被覆層が塗布される二次被覆材塗布器２２を通
過する。次に二次被覆材が二次被覆材硬化装置２４で硬
化された後、被覆光ファイバの最終径が測定装置２６で
測定される。光ファイバ３０は次にキャプスタン２８に
巻き取られ、スプール装置（図示せず）へもたらされ
る。
【００１７】本発明は、図２に示す一次被覆材塗布器１
８の構成を対象にしたものである。図２は、被覆材塗布
器１８の断面図である。被覆材塗布器１８は、長手方向
に空間を有する円筒形ハウジング３２と、円筒形ハウジ
ング３２を通って長手方向に延びた同軸ボア３４、３６
および３８とを含んでいる。ハウジング３２は、鋼、ス
テンレス鋼、あるいはその他機械加工可能な金属などで
形成されている。ボア３６および３８は、合わさって内
部に突起した肩４０を形成し、肩４０にサイジングダイ
４２が取り付けられている。サイジングダイ４２のすぐ
上は、筒形の流れ配分領域４４になっており、そこにイ
ンレット４６を介して被覆材が供給される。ボア３４お
よび３６も同様に合わさって肩４８を形成し、肩４８に
案内ダイ５０が取り付けられている。案内ダイ５０は従
来型のもので、テーパ状の長手方向の開口５２、その後
部に案内ダイオリフィス５４に相当する円筒形開口を含
んでいる。案内ダイオリフィス５４が存在することによ
って、被覆装置を通るファイバ３０の最初の給送を容易
にしている。案内ダイオリフィス５４によって挿入され
るファイバが心出しされ、引っ掛かることなく容易に被
覆装置を通り抜けることができる。オリフィス５４は十
分に大きく、そのためファイバを線引きし被覆する操作
中に、オリフィスに接触することがない。
８の構成を対象にしたものである。図２は、被覆材塗布
器１８の断面図である。被覆材塗布器１８は、長手方向
に空間を有する円筒形ハウジング３２と、円筒形ハウジ
ング３２を通って長手方向に延びた同軸ボア３４、３６
および３８とを含んでいる。ハウジング３２は、鋼、ス
テンレス鋼、あるいはその他機械加工可能な金属などで
形成されている。ボア３６および３８は、合わさって内
部に突起した肩４０を形成し、肩４０にサイジングダイ
４２が取り付けられている。サイジングダイ４２のすぐ
上は、筒形の流れ配分領域４４になっており、そこにイ
ンレット４６を介して被覆材が供給される。ボア３４お
よび３６も同様に合わさって肩４８を形成し、肩４８に
案内ダイ５０が取り付けられている。案内ダイ５０は従
来型のもので、テーパ状の長手方向の開口５２、その後
部に案内ダイオリフィス５４に相当する円筒形開口を含
んでいる。案内ダイオリフィス５４が存在することによ
って、被覆装置を通るファイバ３０の最初の給送を容易
にしている。案内ダイオリフィス５４によって挿入され
るファイバが心出しされ、引っ掛かることなく容易に被
覆装置を通り抜けることができる。オリフィス５４は十
分に大きく、そのためファイバを線引きし被覆する操作
中に、オリフィスに接触することがない。
【００１８】サイジングダイ４２は、中にダイヤモンド
インサート５８が設けられたボア５６を有している。図
３ａから図３ｃを参照してみると、３種類のサイジング
ダイの構成がある。第１の実施形態による図３ａを参照
してみると、インレット端サイジングダイ４２は、比較
的広角度θ（約９０°）で画定された広い開口部を有す
る第１のテーパ開口６０を含んでいる。逆に、ダイヤモ
ンドインサート５８は、角度β（約１２°）で画定され
た比較的狭い開口部を有する第２のテーパ開口６２を含
んでおり、開口６２の後部は円筒形ランド開口部６４に
なっている。したがってこの実施形態では、熱伝導性ダ
イヤモンドインサート５８は、サイジングダイのテーパ
領域６２とランド領域６４の両方を含んでいる。したが
って、高速かつ高ずり速度の被覆材流が接触するあらゆ
る位置において、壁の連続性と滑らかさが保証されてい
る。それによって渦流を避けることができる。
インサート５８が設けられたボア５６を有している。図
３ａから図３ｃを参照してみると、３種類のサイジング
ダイの構成がある。第１の実施形態による図３ａを参照
してみると、インレット端サイジングダイ４２は、比較
的広角度θ（約９０°）で画定された広い開口部を有す
る第１のテーパ開口６０を含んでいる。逆に、ダイヤモ
ンドインサート５８は、角度β（約１２°）で画定され
た比較的狭い開口部を有する第２のテーパ開口６２を含
んでおり、開口６２の後部は円筒形ランド開口部６４に
なっている。したがってこの実施形態では、熱伝導性ダ
イヤモンドインサート５８は、サイジングダイのテーパ
領域６２とランド領域６４の両方を含んでいる。したが
って、高速かつ高ずり速度の被覆材流が接触するあらゆ
る位置において、壁の連続性と滑らかさが保証されてい
る。それによって渦流を避けることができる。
【００１９】インサートを延長してダイのテーパ領域６
２の一部を含むことは有利ではあるが、熱伝達のために
は必須ではない。例えば、第２の実施形態による図３ｂ
を参照してみると、サイジングダイ４２は、初めに比較
的広角度θ（約９０°）で画定され、次により狭い角度
β（約１２°）へテーパをつけられた単一のテーパ開口
部６６を含んでいる。インサート５８は、サイジングダ
イ４２の下流側に位置しており、サイジングオリフィス
７０を有するランド領域６８だけを含んでいる。オリフ
ィス７０の寸法は、被覆される光ファイバの直径、被覆
材の厚さ、使用する特定の被覆材を始めとする様々なパ
ラメータによって決定される。
２の一部を含むことは有利ではあるが、熱伝達のために
は必須ではない。例えば、第２の実施形態による図３ｂ
を参照してみると、サイジングダイ４２は、初めに比較
的広角度θ（約９０°）で画定され、次により狭い角度
β（約１２°）へテーパをつけられた単一のテーパ開口
部６６を含んでいる。インサート５８は、サイジングダ
イ４２の下流側に位置しており、サイジングオリフィス
７０を有するランド領域６８だけを含んでいる。オリフ
ィス７０の寸法は、被覆される光ファイバの直径、被覆
材の厚さ、使用する特定の被覆材を始めとする様々なパ
ラメータによって決定される。
【００２０】このように、この特定の実施形態では、熱
伝導性インサートはサイジングダイの円筒形ランド領域
しか含んでいない。サイジングダイ４２は、鋳鉄などの
鋳造金属または類似の機械加工可能な材料でできてい
る。粘性低下は主としてダイインサート５８のランド領
域６８の内壁にわたって生じるため、粘性低下によって
発生する熱の大部分を放散させるためには、この構成で
十分である。インサート５８の上流側内壁の不連続性を
避けるために、特別な注意を払わなければならない。イ
ンサート５８の上流側内壁部分は、被覆材流が極端に高
速かつ高ずり速度になる領域であるため、連続性が保た
れていない場合、被覆材流で乱流が始まる。成功裡に製
造できるとすれば、この実施形態は、最新技術のタング
ステンカーバイドダイより安価であろう。
伝導性インサートはサイジングダイの円筒形ランド領域
しか含んでいない。サイジングダイ４２は、鋳鉄などの
鋳造金属または類似の機械加工可能な材料でできてい
る。粘性低下は主としてダイインサート５８のランド領
域６８の内壁にわたって生じるため、粘性低下によって
発生する熱の大部分を放散させるためには、この構成で
十分である。インサート５８の上流側内壁の不連続性を
避けるために、特別な注意を払わなければならない。イ
ンサート５８の上流側内壁部分は、被覆材流が極端に高
速かつ高ずり速度になる領域であるため、連続性が保た
れていない場合、被覆材流で乱流が始まる。成功裡に製
造できるとすれば、この実施形態は、最新技術のタング
ステンカーバイドダイより安価であろう。
【００２１】図３ｃを参照してみると、熱伝導性インサ
ート５８を、サイジングダイの内壁の一部または全体に
渡って十分な厚さを有するピロリチンダイヤモンドのよ
うな熱伝導性材料層７０に置き換えることによって、本
発明による第３の全く異なる実施形態を実現することが
できる。
ート５８を、サイジングダイの内壁の一部または全体に
渡って十分な厚さを有するピロリチンダイヤモンドのよ
うな熱伝導性材料層７０に置き換えることによって、本
発明による第３の全く異なる実施形態を実現することが
できる。
【００２２】本発明の重要な態様によれば、各実施形態
におけるダイインサート５８は、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大
きい高熱伝導性を有する材料でできている。このような
材料の例としては、天然または人工ダイヤモンド（熱伝
導率範囲５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋ）、または同位体純Ｃ
１２ダイヤモンド（熱伝導率５０Ｗ／ｃｍ・Ｋ）などあ
らゆる種類のダイヤモンドがある。他にも炭化ケイ素
（室温にて熱伝導率範囲１から１．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ）が
あるが、この材料は適してはいるが性能が劣る。
におけるダイインサート５８は、１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大
きい高熱伝導性を有する材料でできている。このような
材料の例としては、天然または人工ダイヤモンド（熱伝
導率範囲５から２０Ｗ／ｃｍ・Ｋ）、または同位体純Ｃ
１２ダイヤモンド（熱伝導率５０Ｗ／ｃｍ・Ｋ）などあ
らゆる種類のダイヤモンドがある。他にも炭化ケイ素
（室温にて熱伝導率範囲１から１．３Ｗ／ｃｍ・Ｋ）が
あるが、この材料は適してはいるが性能が劣る。
【００２３】これが、熱伝導率がわずか０．１５Ｗ／ｃ
ｍ・Ｋの従来の被覆ダイインサートとの相違である。イ
ンサートの高い熱伝導率が、ダイ内壁の温度間の差また
は不平衡を最小にし、その結果、内壁の温度がダイイン
サートの周辺一帯で概ね均一になることが分かってい
る。したがって、壁温度の変動による中心に置くことに
反する力の発生に関して上記で考察した影響は、実質的
に小さくなるかまたは取り除かれる。特に、不均一粘性
プロファイルによって発生する局部的な熱は、熱伝導率
が小さいダイの中では熱放散が少ないため比較的高く、
熱伝導率が大きいダイの中で発生する熱は速やかに放散
され、局部的な加熱が実質的に小さくなる。したがっ
て、ファイバの一方の側面が、ダイの隣接する壁に向か
って中心を外れ始めたとしても、ファイバのその側面に
接する液体中に残留する熱量は最小限に押さえられる。
その結果、ファイバの周囲の圧力プロファイルは、ラン
ド領域内で概ね均一なままであり、したがってファイバ
が片側に線引きされることはない。
ｍ・Ｋの従来の被覆ダイインサートとの相違である。イ
ンサートの高い熱伝導率が、ダイ内壁の温度間の差また
は不平衡を最小にし、その結果、内壁の温度がダイイン
サートの周辺一帯で概ね均一になることが分かってい
る。したがって、壁温度の変動による中心に置くことに
反する力の発生に関して上記で考察した影響は、実質的
に小さくなるかまたは取り除かれる。特に、不均一粘性
プロファイルによって発生する局部的な熱は、熱伝導率
が小さいダイの中では熱放散が少ないため比較的高く、
熱伝導率が大きいダイの中で発生する熱は速やかに放散
され、局部的な加熱が実質的に小さくなる。したがっ
て、ファイバの一方の側面が、ダイの隣接する壁に向か
って中心を外れ始めたとしても、ファイバのその側面に
接する液体中に残留する熱量は最小限に押さえられる。
その結果、ファイバの周囲の圧力プロファイルは、ラン
ド領域内で概ね均一なままであり、したがってファイバ
が片側に線引きされることはない。
【００２４】このように、本発明は、被覆材の同心性を
オンラインでモニタできることが要求される、上記で考
察した従来技術によるシステムに対し、はるかに単純な
解決法を提供している。
オンラインでモニタできることが要求される、上記で考
察した従来技術によるシステムに対し、はるかに単純な
解決法を提供している。
【００２５】特に、高い熱伝導率を有するダイインサー
トが、粘性加熱（流体摩擦を介して機械エネルギーが熱
エネルギーに変換されることによる）によって発生する
熱を、速やかに放散させる点において有利であること
は、数値シミュレーションによって確認されている。粘
性加熱はほとんどの場合、被覆材流中のずり速度が最も
高いところで発生する傾向がある。サイジングダイのラ
ンド領域では、ずり速度およびその結果による加熱が、
サイジングダイの内壁上で最も大きくなる。ダイの熱伝
導率が十分大きい場合、この熱を容易に取り出すことが
できる。
トが、粘性加熱（流体摩擦を介して機械エネルギーが熱
エネルギーに変換されることによる）によって発生する
熱を、速やかに放散させる点において有利であること
は、数値シミュレーションによって確認されている。粘
性加熱はほとんどの場合、被覆材流中のずり速度が最も
高いところで発生する傾向がある。サイジングダイのラ
ンド領域では、ずり速度およびその結果による加熱が、
サイジングダイの内壁上で最も大きくなる。ダイの熱伝
導率が十分大きい場合、この熱を容易に取り出すことが
できる。
【００２６】また、シミュレーションは、実際のファイ
バ製造においてはしばしば発生する状態であるが、ファ
イバの中心がサイジングダイに対してずれている場合、
ファイバの対向する側面のずり速度および粘性消散が、
不平衡になることを示している。ダイの熱伝導率が十分
に大きく、熱を半径方向に排出し、ダイの内壁の周りに
導いて可能な限り最良の温度均一性をもたらすものでな
い限り、この最初の不平衡が、次にファイバの対向する
側面に温度、被覆材粘性および圧力の不平衡を誘発す
る。シミュレーションの結果によれば、高熱伝導率イン
サ−トを使用した場合、ダイのテーパ領域内に実質的に
中心に置く力が発生し、中心を外れたファイバが引き戻
される。その反対に、ファイバの両側面の温度が不平衡
のまま放置され、制御されない場合、今度は被覆材の流
量が、特にランド領域内で不平衡になり、全体的な中心
に置く力が弱められ、被覆材の同心性を喪失する。
バ製造においてはしばしば発生する状態であるが、ファ
イバの中心がサイジングダイに対してずれている場合、
ファイバの対向する側面のずり速度および粘性消散が、
不平衡になることを示している。ダイの熱伝導率が十分
に大きく、熱を半径方向に排出し、ダイの内壁の周りに
導いて可能な限り最良の温度均一性をもたらすものでな
い限り、この最初の不平衡が、次にファイバの対向する
側面に温度、被覆材粘性および圧力の不平衡を誘発す
る。シミュレーションの結果によれば、高熱伝導率イン
サ−トを使用した場合、ダイのテーパ領域内に実質的に
中心に置く力が発生し、中心を外れたファイバが引き戻
される。その反対に、ファイバの両側面の温度が不平衡
のまま放置され、制御されない場合、今度は被覆材の流
量が、特にランド領域内で不平衡になり、全体的な中心
に置く力が弱められ、被覆材の同心性を喪失する。
【図１】本発明によるファイバ線引きおよび被覆装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】本発明による被覆材塗布器の断面図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態に関連したサイジングダ
イの断面図である。
イの断面図である。
【図３ｂ】本発明の他の実施形態に関連したサイジング
ダイの断面図である。
ダイの断面図である。
【図３ｃ】本発明の他の実施形態に関連したサイジング
ダイの断面図である。
ダイの断面図である。
１０ ファイバ形成および被覆ライン １２ 光ファイバ形成装置 １４ ファイバ径測定装置 １６ ファイバ被覆装置 １８ 一次被覆材塗布器 ２０ 一次被覆材硬化装置 ２２ 二次被覆材塗布器 ２４ 二次被覆材硬化装置 ２６ 被覆ファイバ径測定装置 ２８ キャプスタン ３０ 光ファイバ ３２ 円筒形ハウジング ３４、３６、３８ 同軸ボア ４０、４８ 肩 ４２ サイジングダイ ４４ 流れ配分領域 ４６ インレット ５０ 案内ダイ ５２ 開口 ５４ 案内ダイオリフィス ５６ ボア ５８ ダイヤモンドインサート ６０ 第１のテーパ形状の開口 ６４ 円筒形ランド開口部 ７０ サイジングオリフィス ７０ 熱伝導性材料層
Claims (13)
- 【請求項１】 光ファイバを被覆するための装置であっ
て、 テーパ領域と、隣接ランド領域とを備えるボアを有し、
前記ボアに硬化性被覆材が供給されるサイジングダイ
と、 前記被覆材を硬化させるための手段とを備え、前記サイ
ジングダイがハウジングとインサートとを含み、前記イ
ンサートが前記ボアの少なくとも前記ランド領域を画定
し、かつ１Ｗ／ｃｍ・Ｋより大きい熱伝導率を有する、
光ファイバを被覆するための装置。 - 【請求項２】 前記インサートがダイヤモンドインサー
トである、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記インサートが、ボアの前記テーパ領
域と前記ランド領域の両方を画定する、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項４】 前記ランド領域が、前記テーパ領域のす
ぐ下流側にある、請求項３に記載の装置。 - 【請求項５】 前記テーパ領域が、前記サイジングダイ
の入口部分の比較的広い開口部から、比較的広い開口部
の下流側の比較的狭い開口部へテーパがついている、請
求項１に記載の装置。 - 【請求項６】 前記インサートが、前記ハウジングに加
えられた被覆である、請求項１に記載の装置。 - 【請求項７】 前記インサートが炭化ケイ素である、請
求項１に記載の装置。 - 【請求項８】 光ファイバに被覆材を被覆するためのサ
イジングダイであって、 ハウジングと、 前記ハウジング内に置かれたダイインサートとを備え、
前記ハウジングと前記ダイインサートが共に、テーパ領
域と、前記テーパ領域の下流側に配置されているランド
領域とを有するボアを画定し、前記被覆材の塗布中に発
生する熱が前記インサートから効率的に取り出されるよ
う、前記ダイインサートの熱伝導率が１Ｗ／ｃｍ・Ｋよ
り大きい、光ファイバに被覆材を被覆するためのサイジ
ングダイ。 - 【請求項９】 前記ダイインサートがダイヤモンドイン
サートである、請求項８に記載のサイジングダイ。 - 【請求項１０】 前記ダイインサートが、前記ボアの少
なくとも前記ランド領域を画定する、請求項８に記載の
サイジングダイ。 - 【請求項１１】 前記ダイインサートが、前記ランド領
域の上流側にテーパがつけられた入口部分を含む、請求
項１０に記載のサイジングダイ。 - 【請求項１２】 前記ダイインサートが、前記ハウジン
グに加えられた被覆である、請求項１０に記載のサイジ
ングダイ。 - 【請求項１３】 前記ダイインサートが炭化ケイ素であ
る、請求項８に記載のサイジングダイ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/390,022 US6537377B1 (en) | 1999-09-03 | 1999-09-03 | Apparatus for coating optical fibers |
| US390022 | 1999-09-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001114536A true JP2001114536A (ja) | 2001-04-24 |
| JP4815045B2 JP4815045B2 (ja) | 2011-11-16 |
Family
ID=23540727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000249268A Expired - Fee Related JP4815045B2 (ja) | 1999-09-03 | 2000-08-21 | 光ファイバを被覆するための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6537377B1 (ja) |
| EP (1) | EP1081109B1 (ja) |
| JP (1) | JP4815045B2 (ja) |
| DE (1) | DE60015462T2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7165119B2 (en) * | 2003-10-14 | 2007-01-16 | America Online, Inc. | Search enhancement system and method having rankings, explicitly specified by the user, based upon applicability and validity of search parameters in regard to a subject matter |
| US7892460B1 (en) * | 2009-02-17 | 2011-02-22 | Paradigm Optics | Enclosed drawing method |
| JP7259840B2 (ja) * | 2018-03-22 | 2023-04-18 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法および製造装置 |
| CN114392888A (zh) * | 2021-06-07 | 2022-04-26 | 东莞庆泰电线电缆有限公司 | 线缆的涂层工艺与涂层系统和制备的线缆 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020237A2 (en) * | 1995-11-13 | 1997-06-05 | Corning Incorporated | Method and apparatus for coating optical fibers |
| JP2000128585A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Fujikura Ltd | 樹脂被覆装置 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1371318A (en) | 1973-03-29 | 1974-10-23 | Standard Telephones Cables Ltd | Coating glass optical fibre |
| US3944459A (en) * | 1974-12-04 | 1976-03-16 | Dow Corning Corporation | Method and apparatus for applying reinforced insulation to a conductor |
| US4046103A (en) | 1976-03-29 | 1977-09-06 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Impregnating die |
| US4253731A (en) | 1979-04-09 | 1981-03-03 | Honeywell Inc. | Infrared fiber of AgCl clad AgBr and method of fabrication |
| US4514205A (en) | 1981-11-05 | 1985-04-30 | Corning Glass Works | Fiber cooling apparatus |
| US4678274A (en) | 1983-12-27 | 1987-07-07 | Fuller Research Corporation | Low loss cladded optical fibers from halides and process for making same |
| US4649856A (en) | 1984-04-06 | 1987-03-17 | Northern Telecom Limited | Production of insulated electrical conductors |
| US4531959A (en) | 1984-10-04 | 1985-07-30 | Corning Glass Works | Method and apparatus for coating optical fibers |
| GB2170738B (en) | 1985-02-08 | 1988-05-25 | Stc Plc | Coating optical fibres |
| US4594088A (en) | 1985-05-28 | 1986-06-10 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for making, coating and cooling lightguide fiber |
| US4955689A (en) | 1987-12-17 | 1990-09-11 | Fuller Research Corporation | IR transmitting optical fiber |
| US5186870A (en) | 1987-12-17 | 1993-02-16 | Fuller Research Corporation | Process for fabricating an IR transmitting optical fiber |
| US5043001A (en) | 1990-05-29 | 1991-08-27 | Corning Incorporated | Method and apparatus for fiber cooling |
| US5151306A (en) | 1990-11-26 | 1992-09-29 | At&T Bell Laboratories | Methods of coating elongated strand material |
| GB9100631D0 (en) | 1991-01-11 | 1991-02-27 | De Beers Ind Diamond | Wire drawing dies |
| US5366527A (en) | 1993-04-05 | 1994-11-22 | Corning Incorporated | Method and apparatus for coating optical waveguide fibers |
| DE19801700A1 (de) | 1998-01-17 | 1999-07-22 | Cit Alcatel | Vorrichtung zum Beschichten einer Faser |
-
1999
- 1999-09-03 US US09/390,022 patent/US6537377B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-08-11 DE DE60015462T patent/DE60015462T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-11 EP EP00402283A patent/EP1081109B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-08-21 JP JP2000249268A patent/JP4815045B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997020237A2 (en) * | 1995-11-13 | 1997-06-05 | Corning Incorporated | Method and apparatus for coating optical fibers |
| JP2000128585A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-09 | Fujikura Ltd | 樹脂被覆装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60015462T2 (de) | 2005-10-27 |
| JP4815045B2 (ja) | 2011-11-16 |
| US6537377B1 (en) | 2003-03-25 |
| DE60015462D1 (de) | 2004-12-09 |
| EP1081109B1 (en) | 2004-11-03 |
| EP1081109A1 (en) | 2001-03-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0888196B1 (en) | Method and apparatus for coating optical fibers | |
| EP0177345B1 (en) | Method of coating optical fibers | |
| EP0114346B1 (en) | Multiple coating of fibers | |
| AU681863B2 (en) | Method and apparatus for coating optical waveguide fibers | |
| EP0306329B1 (en) | Methods of and apparatus for coating optical fiber | |
| US7605346B2 (en) | Powder delivery nozzle | |
| GB2115443A (en) | Metal coating of fibers | |
| US4374161A (en) | Pressure coating of fibers | |
| JPS61258062A (ja) | 繊維の被覆方法およびその装置 | |
| US4480898A (en) | Fibers with multiple coatings | |
| JPH0655989B2 (ja) | 繊維被覆装置 | |
| RU2116269C1 (ru) | Печь для формования оптических волокон и способ соединения заготовок оптических волокон | |
| JP2001114536A (ja) | 光ファイバを被覆するための装置 | |
| JPH04124048A (ja) | 光フアイバ用樹脂塗布装置 | |
| JP2004264847A (ja) | 被覆装置及び被覆塗布方法 | |
| JP2002274894A (ja) | 光ファイバ用樹脂被覆装置 | |
| EP3573936B1 (en) | Optical fiber coating die with reduced wetted length | |
| JPH0891862A (ja) | 光ファイバ線引方法および線引炉 | |
| US20040065119A1 (en) | Apparatus and method for reducing end effect of an optical fiber preform | |
| JP2003201151A (ja) | 光ファイバ用樹脂塗布装置 | |
| JPH01145352A (ja) | 金属被覆光ファイバ心線の製造方法及びこれに用いるダイス | |
| JPH06115972A (ja) | 光ファイバの線引方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070719 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20101026 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20101029 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110215 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110509 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110512 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110728 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110816 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110829 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |