JP2004010435A - 被覆光ファイバの製造装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂被覆後における変動幅を抑制できる、被覆光ファイバの製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプ４の直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路１０Ａを有する冷却管１０を配置し、この冷却管１０の出口における樹脂温度を６０℃以下に制御した。
【選択図】 図１
【解決手段】光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプ４の直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路１０Ａを有する冷却管１０を配置し、この冷却管１０の出口における樹脂温度を６０℃以下に制御した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆光ファイバを冷却する冷却管を備えた被覆光ファイバの製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、光ファイバ線引装置の概略図を示す。
【０００３】
光ファイバ線引装置では、図６Ａに示すように、ガラス母材を線引炉１内で加熱溶融し、炉下口から直径１２５μｍのファイバ２を引き出した後、まず低弾性のＵＶ硬化型の樹脂（プライマリー）をダイス３で塗布し、ＵＶランプ４でＵＶ光を照射し樹脂を硬化させて被覆する。
【０００４】
図６Ｂに示すように、ファイバ２の直径ｄ１＝１２５μｍに対し、プライマリー７を被覆した後の直径は、ｄ２＝１９７μｍである。ＵＶ照射直後の樹脂の温度は約１２０℃である。
【０００５】
ついで、被覆後のプライマリー７を空冷し、樹脂・エアー間の対流熱伝達により冷却する。樹脂周囲の空気温度は約５０℃である。
【０００６】
つぎに、その外側に高弾性のＵＶ硬化型の樹脂（セカンダリー）をダイス５で塗布し、ＵＶランプ６でＵＶ光を照射し、セカンダリーを硬化させて被覆する。このとき、図６Ｃに示すように、セカンダリー８を被覆した後の直径は、ｄ３＝２４０μｍである。
【０００７】
このようにファイバ２に対し連続的に２層の硬さの異なるＵＶ硬化型の樹脂を被覆した後、巻き取り手段９を通じ、速度１２００ｍ／分でファイバ２をボビン９Ａに巻き取る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プライマリー被覆用ＵＶランプ４の下端位置をＸ軸の原点０ｍとした場合、被覆後のプライマリー７を空冷しただけでは、図７に示すように、原点０ｍから略２．５ｍ離れた位置にて、略２０℃程度の冷却効果が得られるだけで、被覆後のプライマリー７の温度を低くすることができないという問題があった。プライマリー７の温度が高い場合、セカンダリー８に塗りむらが発生し、被覆後の直径変動幅が大きくなるという問題があった。また、プライマリー被覆周囲の気体の流速が遅い場合、被覆周囲のプライマリー揮発分を随伴しながらセカンダリーが被覆されるため、塗りむらが発生し、被覆後の直径変動幅が大きくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、樹脂被覆後における変動幅を抑制できる、被覆光ファイバの製造装置及び製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造装置において、この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造方法において、この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のものにおいて、前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のものにおいて、前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による被覆光ファイバの製造装置及び製造方法の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。
【００１７】
図１Ａに示すように、光ファイバ線引装置では、ガラス母材を線引炉１内で加熱溶融し、炉下口から直径１２５μｍのファイバ２を引き出した後、まず低弾性のＵＶ硬化型の樹脂（プライマリー）をダイス３で塗布し、ＵＶランプ４でＵＶ光を照射し樹脂を硬化させて被覆する。
【００１８】
図１Ｂに示すように、ファイバ２の直径ｄ１＝１２５μｍに対し、プライマリー７を被覆した後の直径は、ｄ２＝１９７μｍである。ＵＶ照射直後の樹脂の温度は約１２０℃である。
【００１９】
ＵＶランプ４は内径２０ｍｍ、高さＨ＝３００ｍｍの石英管を含み、ＵＶランプ４の直下には冷却管１０が設置されている。
【００２０】
この冷却管１０は、図２に示すように、略立方体状の金属製の管体１０Ａを含み、この管体１０Ａには、ファイバ２が通過する内径８ｍｍの通路１０Ｂが上下に貫通して形成され、この通路１０Ｂには、ヘリウムガスが流速３００ｃｍ／秒以上で下から上への上方流で供給されている。
【００２１】
これにより、被覆後のプライマリー７が、通路１０Ｂに供給されるヘリウムガスに接触し、樹脂・ヘリウムガス間の対流熱伝達により冷却される。
【００２２】
冷却管１０の管体１０Ａには、通路１０Ｂと交差しない貫通孔１０Ｃを通じて冷却水が供給され、水冷によって管体温度が一定に維持されている。ファイバ速度は１２００ｍ／分である。
【００２３】
この構成では、プライマリー７の冷却において、ＵＶランプ４の下端から冷却管１０の上端までの間が空冷であり、冷却管１０の内側がヘリウムガス冷却となる。樹脂周囲の空気温度は約５０℃である。
【００２４】
本実施形態では、図３に示すように、プライマリー７の温度が、空冷の領域では１２０℃から１１５℃にまで降下し、ヘリウムガス冷却の領域では１１５℃から５６℃にまで降下する。
【００２５】
すなわち、プライマリー７の温度が、ヘリウムガスを満たした冷却管１０の出口（Ｘ＝２．６ｍ）で６０℃以下になるように、予め、冷却管１０の長さが２０００ｍｍ程度に最適化されると共に、管体１０Ａを水冷することにより、冷却管１０の温度は一定に保たれる。
【００２６】
つぎに、図１Ａにて、プライマリー７の外側に高弾性のＵＶ硬化型の樹脂（セカンダリー）をダイス５で塗布し、ＵＶランプ６でＵＶ光を照射し、セカンダリーを硬化させて被覆する。ＵＶランプ６は内径２０ｍｍ、高さＨ＝３００ｍｍの石英管を含む。図１Ｃに示すように、セカンダリー８を被覆した後の直径は、ｄ３＝２４０μｍである。
【００２７】
このようにファイバ２に対し連続的に２層の硬さの異なるＵＶ硬化型の樹脂を被覆した後、巻き取り手段９を通じ、速度１２００ｍ／分でファイバ２をボビン９Ａに巻き取る。
【００２８】
図４は、冷却管１０の出口のプライマリー温度に対するセカンダリー被覆後の直径変動幅を示し、図５は、ヘリウムガス流速に対するセカンダリー被覆後の直径変動幅を示している。
【００２９】
いずれも試験値であるが、冷却管１０の出口のプライマリー温度が６０℃を越えた場合、セカンダリー被覆後の直径変動幅が大きくなり、また、ヘリウムガス流速が３００ｃｍ／秒に達しない場合、セカンダリー被覆後の直径変動幅が大きくなることが判明した。
【００３０】
上記構成では、冷却管１０の長さＬが長くなればなるほど、冷却管１０の出口におけるプライマリーの温度は低下する。しかし、図４を参照し、冷却管１０の出口のプライマリー温度が６０℃以下であれば、その直径変動幅は０．５μｍで略一定であり、それ以上、いかに温度低下させても、その直径変動幅が０．５μｍを大きく下回ることはない。
【００３１】
本実施形態では、冷却管１０の長さＬを、少なくとも１６００ｍｍ以上（図３）、ここでは２０００ｍｍに最適化し、管体１０Ａを水冷して冷却管１０の温度を一定に保つ構成としたため、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下（５６℃）に制御することができる。
【００３２】
従って、セカンダリー８に塗りむらが発生することがなく、被覆後の直径変動幅を０．５μｍに抑制できる。
【００３３】
また、冷却管１０内を流れるヘリウムガスの流速が３００ｃｍ／秒以上になるように設計したため、セカンダリー８に塗りむらが発生することがなく、被覆後の直径変動幅を０．５μｍに抑制できる。
【００３４】
例えば、冷却管１０内を流れるヘリウムガスの流速が、臨界領域２００ｃｍ／秒〜２５０ｃｍ／秒以下の場合、プライマリー被覆の周囲に発生する霧状のプライマリー揮発分（ミスト）の除去が不完全となり、セカンダリーを塗布する際にミストの随伴によって塗りむらが発生するからである。
【００３５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。上記実施形態では、冷却管１０の長さＬを最適化することにより、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下に制御したが、ほかの制御手段によって、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下に制御することは可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、被覆後のプライマリーを、冷却管を用いて、樹脂・ヘリウムガス間の対流熱伝達により冷却するため、十分な冷却効果が得られ、セカンダリーの被覆後の変動幅を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ，Ｂ，Ｃは、本発明による被覆光ファイバの製造装置及び製造方法の一実施形態を示す図である。
【図２】Ａ，Ｂは、冷却管の部分を拡大して示す図である。
【図３】プライマリーの温度降下を示す線図である。
【図４】冷却管の出口のプライマリー温度に対するセカンダリー被覆後の変動幅を示す線図である。
【図５】ヘリウムガス流速に対するセカンダリー被覆後の変動幅を示す線図である。
【図６】Ａ，Ｂ，Ｃは、従来の被覆光ファイバの製造装置を示す図である。
【図７】従来のプライマリーの温度降下を示す線図である。
【符号の説明】
１ 線引炉
２ ファイバ
３ ダイス（プライマリー）
４ ＵＶランプ（プライマリー）
５ ダイス（セカンダリー）
６ ＵＶランプ（セカンダリー）
７ プライマリー
８ セカンダリー
１０ 冷却管
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆光ファイバを冷却する冷却管を備えた被覆光ファイバの製造装置及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、光ファイバ線引装置の概略図を示す。
【０００３】
光ファイバ線引装置では、図６Ａに示すように、ガラス母材を線引炉１内で加熱溶融し、炉下口から直径１２５μｍのファイバ２を引き出した後、まず低弾性のＵＶ硬化型の樹脂（プライマリー）をダイス３で塗布し、ＵＶランプ４でＵＶ光を照射し樹脂を硬化させて被覆する。
【０００４】
図６Ｂに示すように、ファイバ２の直径ｄ１＝１２５μｍに対し、プライマリー７を被覆した後の直径は、ｄ２＝１９７μｍである。ＵＶ照射直後の樹脂の温度は約１２０℃である。
【０００５】
ついで、被覆後のプライマリー７を空冷し、樹脂・エアー間の対流熱伝達により冷却する。樹脂周囲の空気温度は約５０℃である。
【０００６】
つぎに、その外側に高弾性のＵＶ硬化型の樹脂（セカンダリー）をダイス５で塗布し、ＵＶランプ６でＵＶ光を照射し、セカンダリーを硬化させて被覆する。このとき、図６Ｃに示すように、セカンダリー８を被覆した後の直径は、ｄ３＝２４０μｍである。
【０００７】
このようにファイバ２に対し連続的に２層の硬さの異なるＵＶ硬化型の樹脂を被覆した後、巻き取り手段９を通じ、速度１２００ｍ／分でファイバ２をボビン９Ａに巻き取る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プライマリー被覆用ＵＶランプ４の下端位置をＸ軸の原点０ｍとした場合、被覆後のプライマリー７を空冷しただけでは、図７に示すように、原点０ｍから略２．５ｍ離れた位置にて、略２０℃程度の冷却効果が得られるだけで、被覆後のプライマリー７の温度を低くすることができないという問題があった。プライマリー７の温度が高い場合、セカンダリー８に塗りむらが発生し、被覆後の直径変動幅が大きくなるという問題があった。また、プライマリー被覆周囲の気体の流速が遅い場合、被覆周囲のプライマリー揮発分を随伴しながらセカンダリーが被覆されるため、塗りむらが発生し、被覆後の直径変動幅が大きくなるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、樹脂被覆後における変動幅を抑制できる、被覆光ファイバの製造装置及び製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造装置において、この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のものにおいて、前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造方法において、この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項４記載のものにおいて、前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載のものにおいて、前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による被覆光ファイバの製造装置及び製造方法の一実施形態を添付した図面を参照して説明する。
【００１７】
図１Ａに示すように、光ファイバ線引装置では、ガラス母材を線引炉１内で加熱溶融し、炉下口から直径１２５μｍのファイバ２を引き出した後、まず低弾性のＵＶ硬化型の樹脂（プライマリー）をダイス３で塗布し、ＵＶランプ４でＵＶ光を照射し樹脂を硬化させて被覆する。
【００１８】
図１Ｂに示すように、ファイバ２の直径ｄ１＝１２５μｍに対し、プライマリー７を被覆した後の直径は、ｄ２＝１９７μｍである。ＵＶ照射直後の樹脂の温度は約１２０℃である。
【００１９】
ＵＶランプ４は内径２０ｍｍ、高さＨ＝３００ｍｍの石英管を含み、ＵＶランプ４の直下には冷却管１０が設置されている。
【００２０】
この冷却管１０は、図２に示すように、略立方体状の金属製の管体１０Ａを含み、この管体１０Ａには、ファイバ２が通過する内径８ｍｍの通路１０Ｂが上下に貫通して形成され、この通路１０Ｂには、ヘリウムガスが流速３００ｃｍ／秒以上で下から上への上方流で供給されている。
【００２１】
これにより、被覆後のプライマリー７が、通路１０Ｂに供給されるヘリウムガスに接触し、樹脂・ヘリウムガス間の対流熱伝達により冷却される。
【００２２】
冷却管１０の管体１０Ａには、通路１０Ｂと交差しない貫通孔１０Ｃを通じて冷却水が供給され、水冷によって管体温度が一定に維持されている。ファイバ速度は１２００ｍ／分である。
【００２３】
この構成では、プライマリー７の冷却において、ＵＶランプ４の下端から冷却管１０の上端までの間が空冷であり、冷却管１０の内側がヘリウムガス冷却となる。樹脂周囲の空気温度は約５０℃である。
【００２４】
本実施形態では、図３に示すように、プライマリー７の温度が、空冷の領域では１２０℃から１１５℃にまで降下し、ヘリウムガス冷却の領域では１１５℃から５６℃にまで降下する。
【００２５】
すなわち、プライマリー７の温度が、ヘリウムガスを満たした冷却管１０の出口（Ｘ＝２．６ｍ）で６０℃以下になるように、予め、冷却管１０の長さが２０００ｍｍ程度に最適化されると共に、管体１０Ａを水冷することにより、冷却管１０の温度は一定に保たれる。
【００２６】
つぎに、図１Ａにて、プライマリー７の外側に高弾性のＵＶ硬化型の樹脂（セカンダリー）をダイス５で塗布し、ＵＶランプ６でＵＶ光を照射し、セカンダリーを硬化させて被覆する。ＵＶランプ６は内径２０ｍｍ、高さＨ＝３００ｍｍの石英管を含む。図１Ｃに示すように、セカンダリー８を被覆した後の直径は、ｄ３＝２４０μｍである。
【００２７】
このようにファイバ２に対し連続的に２層の硬さの異なるＵＶ硬化型の樹脂を被覆した後、巻き取り手段９を通じ、速度１２００ｍ／分でファイバ２をボビン９Ａに巻き取る。
【００２８】
図４は、冷却管１０の出口のプライマリー温度に対するセカンダリー被覆後の直径変動幅を示し、図５は、ヘリウムガス流速に対するセカンダリー被覆後の直径変動幅を示している。
【００２９】
いずれも試験値であるが、冷却管１０の出口のプライマリー温度が６０℃を越えた場合、セカンダリー被覆後の直径変動幅が大きくなり、また、ヘリウムガス流速が３００ｃｍ／秒に達しない場合、セカンダリー被覆後の直径変動幅が大きくなることが判明した。
【００３０】
上記構成では、冷却管１０の長さＬが長くなればなるほど、冷却管１０の出口におけるプライマリーの温度は低下する。しかし、図４を参照し、冷却管１０の出口のプライマリー温度が６０℃以下であれば、その直径変動幅は０．５μｍで略一定であり、それ以上、いかに温度低下させても、その直径変動幅が０．５μｍを大きく下回ることはない。
【００３１】
本実施形態では、冷却管１０の長さＬを、少なくとも１６００ｍｍ以上（図３）、ここでは２０００ｍｍに最適化し、管体１０Ａを水冷して冷却管１０の温度を一定に保つ構成としたため、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下（５６℃）に制御することができる。
【００３２】
従って、セカンダリー８に塗りむらが発生することがなく、被覆後の直径変動幅を０．５μｍに抑制できる。
【００３３】
また、冷却管１０内を流れるヘリウムガスの流速が３００ｃｍ／秒以上になるように設計したため、セカンダリー８に塗りむらが発生することがなく、被覆後の直径変動幅を０．５μｍに抑制できる。
【００３４】
例えば、冷却管１０内を流れるヘリウムガスの流速が、臨界領域２００ｃｍ／秒〜２５０ｃｍ／秒以下の場合、プライマリー被覆の周囲に発生する霧状のプライマリー揮発分（ミスト）の除去が不完全となり、セカンダリーを塗布する際にミストの随伴によって塗りむらが発生するからである。
【００３５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。上記実施形態では、冷却管１０の長さＬを最適化することにより、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下に制御したが、ほかの制御手段によって、冷却管１０の出口のプライマリー温度を６０℃以下に制御することは可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明では、被覆後のプライマリーを、冷却管を用いて、樹脂・ヘリウムガス間の対流熱伝達により冷却するため、十分な冷却効果が得られ、セカンダリーの被覆後の変動幅を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ，Ｂ，Ｃは、本発明による被覆光ファイバの製造装置及び製造方法の一実施形態を示す図である。
【図２】Ａ，Ｂは、冷却管の部分を拡大して示す図である。
【図３】プライマリーの温度降下を示す線図である。
【図４】冷却管の出口のプライマリー温度に対するセカンダリー被覆後の変動幅を示す線図である。
【図５】ヘリウムガス流速に対するセカンダリー被覆後の変動幅を示す線図である。
【図６】Ａ，Ｂ，Ｃは、従来の被覆光ファイバの製造装置を示す図である。
【図７】従来のプライマリーの温度降下を示す線図である。
【符号の説明】
１ 線引炉
２ ファイバ
３ ダイス（プライマリー）
４ ＵＶランプ（プライマリー）
５ ダイス（セカンダリー）
６ ＵＶランプ（セカンダリー）
７ プライマリー
８ セカンダリー
１０ 冷却管
Claims (6)
- 光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造装置において、
この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御したことを特徴とする被覆光ファイバの製造装置。 - 前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする請求項１記載の被覆光ファイバの製造装置。
- 前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載の被覆光ファイバの製造装置。
- 光ファイバ線引ライン上の樹脂被覆用ＵＶランプの直下に該光ファイバが通過しヘリウムガスが供給される通路を有する冷却管を配置した被覆光ファイバの製造方法において、
この冷却管の出口における樹脂温度を略６０℃以下に制御することを特徴とする被覆光ファイバの製造方法。 - 前記冷却管の管体を水冷したことを特徴とする請求項４記載の被覆光ファイバの製造方法。
- 前記ヘリウムガスの流速を３００ｃｍ／秒以上としたことを特徴とする請求項４又は５記載の被覆光ファイバの製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002166700A JP2004010435A (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 被覆光ファイバの製造装置及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002166700A JP2004010435A (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 被覆光ファイバの製造装置及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004010435A true JP2004010435A (ja) | 2004-01-15 |
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| JP2002166700A Pending JP2004010435A (ja) | 2002-06-07 | 2002-06-07 | 被覆光ファイバの製造装置及び製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2004010435A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101973714A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 中天科技光纤有限公司 | 光纤冷却管 |
-
2002
- 2002-06-07 JP JP2002166700A patent/JP2004010435A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN101973714A (zh) * | 2010-10-29 | 2011-02-16 | 中天科技光纤有限公司 | 光纤冷却管 |
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