JP2006124191A - 光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光ファイバ内にレーリー散乱が生じることを抑制し、伝送特性が劣化することを抑制する光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置を提供する。
【解決手段】 光ファイバ母材１１を溶融紡糸して光ファイバ裸線１３を形成する紡糸工程において、光ファイバ母材１１の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、光ファイバ裸線１３の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、光ファイバ母材１１の溶融変形部をなすガラスが外径１２５μｍの光ファイバ裸線１３になるまでの時間を０．１秒以上とする。また、光ファイバ母材１１の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、光ファイバ裸線１３の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、光ファイバ母材１１の溶融変形部および／または光ファイバ裸線１３を３０００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置に関し、特に、伝送損失の低い光ファイバ素線を得るための光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置に関するものである。

図４は、従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。
光ファイバ素線の製造においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１０１を紡糸炉１０２内に収容し、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その先端部分を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、外径１２５μｍまで引き落として、光ファイバ裸線１０３とする。

次いで、光ファイバ裸線１０３を、冷却筒を用いるか、あるいは、自然冷却により、次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで急冷する。

次いで、所定の温度まで冷却された光ファイバ裸線１０３の外周面に、被覆材塗布装置１０４にて一次被覆層形成用の被覆材が塗布される。引き続いて、ＵＶランプ１０５により、この一次被覆層形成用の被覆材が硬化されて、光ファイバ裸線１０３が一次被覆層で被覆される。

引き続いて、光ファイバ裸線１０３に形成された一次被覆層の外周面に、被覆材塗布装置１０６にて二次被覆層形成用の被覆材が塗布される。引き続いて、ＵＶランプ１０７により、この二次被覆層形成用の被覆材が硬化されて、一次被覆層の外周面が二次被覆層で被覆され、光ファイバ素線１０８となる。

さらに、線引き中の光ファイバ素線１０８は、ターンプーリ１０９によって別方向に向きを変えられ、引取機１１０、ダンサーロール１１１を順に経て、巻取ドラム１１２に巻き取られる。

近年、通信技術の発展に伴い、より伝送損失の低い光ファイバが求められている。光ファイバにおける伝送損失の劣化の一因としては、光ファイバ内に生じるレーリー散乱が挙げられる。
このレーリー散乱は、光ファイバ母材の先端部分を高温で溶融して、光ファイバ裸線を紡糸した直後に、この光ファイバ裸線を急冷する際に、これをなすガラス内に局所的に生じる歪や、ガラス中に添加されている元素の濃度の不均一性が原因で生じると考えられる。

そこで、例えば、特許文献１には、被覆層が設けられる前の光ファイバの冷却速度を制御して、光ファイバを徐冷することにより、光ファイバ内に生じるレーリー散乱を低減する方法が開示されている。

また、特許文献２には、光ファイバ母材のあるガラス部分が、紡糸炉内の最高温度位置に達してから外径１２５μｍの光ファイバ裸線になるまでの時間を制御することにより、光ファイバの伝送損失を低減する方法が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示されている方法では、高温下における光ファイバの温度測定は難しいため、光ファイバの温度測定は計算による推定に頼らざるを得ないので、光ファイバを効果的に徐冷することは難しい。

また、特許文献２に開示されている方法では、光ファイバ母材のあるガラス部分が、紡糸炉内の最高温度位置に達してから、最終的な外径の光ファイバ裸線になるまでという広い範囲（長い時間）において、光ファイバの徐冷方法を規定しているため、効率が悪いばかりでなく、光ファイバを徐冷するための装置が大掛かりになるので、光ファイバの製造装置全体に対して大きな改造を施さなければならないという問題があった。

さらに加えて、近年の製造技術の発展に伴って、光ファイバの線引速度の高速化が進んでいる。光ファイバの線引速度が速くなるに伴って、光ファイバ母材を溶融紡糸する際の光ファイバの変形速度（光ファイバ母材が溶融紡糸されてから、光ファイバ裸線の外径が所定の大きさに達するまでの速度）も速くなる。その結果、光ファイバ内に局所的に生じる歪も大きくなるため、光ファイバ内に生じるレーリー散乱が増加するから、光ファイバの伝送特性が劣化するという問題があった。
特開２０００−３３５９３３号公報 特開２００２−１６０９４６号公報

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、光ファイバ内にレーリー散乱が生じることを抑制し、伝送特性が劣化することを抑制する光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、前記光ファイバ裸線を被覆材で被覆して光ファイバ素線を形成する被覆工程とを備えた光ファイバ素線の製造方法であって、前記紡糸工程において、前記光ファイバ母材の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、前記光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、前記光ファイバ母材の溶融変形部をなすガラスが外径１２５μｍの光ファイバ裸線になるまでの時間を０．１秒以上とする光ファイバ素線の製造方法を提供する。

前記紡糸工程において、前記光ファイバ母材の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、前記光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、前記光ファイバ母材の溶融変形部および／または前記光ファイバ裸線を３０００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却することが好ましい。

本発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、光ファイバ母材から溶融紡糸された光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、前記光ファイバ裸線に塗布した被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒とを備えた光ファイバ素線の製造装置であって、前記紡糸炉の後段に、前記紡糸炉側から順に光ファイバ裸線の外径を測定する外径測定装置と、光ファイバ裸線を徐冷する徐冷装置が設けられ、前記外径測定装置および前記徐冷装置は光ファイバ裸線の紡糸方向に沿って移動可能であり、前記徐冷装置に進入する際の光ファイバ裸線における引張応力が１０ＭＰａ以上となるように、前記外径測定装置と前記徐冷装置の距離が制御可能である光ファイバ素線の製造装置を提供する。

本発明の光ファイバ素線の製造方法によれば、紡糸工程において、光ファイバ母材の溶融変形部をなすガラスが、この溶融変形部における引張応力が１０ＭＰａ以上となる位置に達してから外径１２５μｍの光ファイバ裸線になるまでの時間を０．１秒以上とするから、光ファイバ母材の溶融変形部ａまたは光ファイバ裸線を効率的に徐冷することができるため、伝送損失の低い光ファイバ素線を製造することができる。

また、紡糸工程において、光ファイバ母材の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、光ファイバ母材の溶融変形部および／または光ファイバ裸線を３０００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却すれば、光ファイバ母材の溶融変形部または光ファイバ裸線をより効率的に徐冷することができる。

本発明の光ファイバ素線の製造装置によれば、紡糸炉の後段に、紡糸炉側から順に光ファイバ裸線の外径を測定する外径測定装置と、光ファイバ裸線を徐冷する徐冷装置が設けられ、外径測定装置および徐冷装置は光ファイバ裸線の紡糸方向に沿って移動可能であり、徐冷装置に進入する際の光ファイバ裸線における引張応力が１０ＭＰａ以上となるように、外径測定装置と徐冷装置の距離が制御可能であるから、光ファイバ裸線の線引速度（紡糸速度）が高速になっても、既設の紡糸炉を用いて、光ファイバ裸線内に生じるレーリー散乱を低減させることができる。また、線引き条件や、光ファイバ母材の条件を変更した場合でも、光ファイバ裸線の線引張力と光ファイバ裸線の外径から、適切な徐冷区間、すなわち、上記の引張応力が１０ＭＰａ以上となる区間を容易に求めることができるので、徐冷装置を光ファイバ裸線の紡糸方向に沿って移動させるだけで、損失特性に優れた光ファイバ素線を製造することができる。

以下、本発明を実施した光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成の一実施形態を示す模式図である。図２は、図１の一部を詳しく説明する模式図である。
図１および図２中、符号１１は光ファイバ母材、１２は紡糸炉、１３は光ファイバ裸線、１４は外径測定装置、１５は徐冷装置、１６は一次被覆材塗布装置、１７は一次被覆材架橋筒、１８は二次被覆材塗布装置、１９は二次被覆材架橋筒、２０は光ファイバ素線、２１はターンプーリ、２２は引取機、２３はダンサーロール、２４は巻取ドラムをそれぞれ示している。

この実施形態の光ファイバ素線の製造方法においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材１１を紡糸炉１２内に収容し、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガス雰囲気中で、その先端部分（以下、「溶融変形部」と称する。）を約２０００℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線１３とする（紡糸工程）。

次いで、外径測定装置１４によって外径が測定された光ファイバ裸線１３を、冷却筒を用いるか、あるいは、自然冷却により、次工程の一次被覆層の形成に好適な温度まで冷却する。

次いで、所定の温度まで冷却された光ファイバ裸線１３の外周面に、一次被覆材塗布装置１６にて一次被覆層形成用の被覆材が塗布される。引き続いて、一次被覆材架橋筒１７に設けられたＵＶランプにより、この一次被覆層形成用の被覆材が硬化されて、光ファイバ裸線１３が一次被覆層で被覆される（被覆工程）。

引き続いて、光ファイバ裸線１３に形成された一次被覆層の外周面に、二次被覆材塗布装置１８にて二次被覆層形成用の被覆材が塗布される。引き続いて、二次被覆材架橋筒１９に設けられたＵＶランプにより、この二次被覆層形成用の被覆材が硬化されて、一次被覆層の外周面が二次被覆層で被覆され、光ファイバ素線２０となる（被覆工程）。

さらに、線引き中の光ファイバ素線２０は、ターンプーリ２１によって別方向に向きを変えられ、引取機２２、ダンサーロール２３を順に経て、巻取ドラム２４に巻き取られる。

ここで、紡糸工程において、紡糸炉１２において加熱溶融された光ファイバ母材１１は、一定の速度、線引張力（Ｆ）で線引きされる。このとき、光ファイバ母材１１の溶融変形部および光ファイバ裸線１３に生じる引張応力（Ｔ）は、以下に示す関係式で定義される。
引張応力（Ｔ）＝線引張力（Ｆ）／光ファイバ母材１１の溶融変形部または光ファイバ裸線１３の断面積（Ａ）

上記の関係式から、引張応力（Ｔ）は、断面積（Ａ）すなわち光ファイバ母材１１の溶融変形部または光ファイバ裸線１３の外径が小さくなるにしたがって、大きくなることが分かる。
光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａをなすガラスが、所定の外径１２５μｍの光ファイバ裸線１３に変形するまでの速度（以下、「変形速度」と略す。）が大きくなると、引張応力（Ｔ）の変化率（変化速度）も大きくなるから、光ファイバ裸線１３内に局所的に生じる歪も大きくなるので、最終的に得られる光ファイバ素線２０の伝送損失が増大する。

そこで、この実施形態の光ファイバ素線の製造方法では、紡糸工程において、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａおよび光ファイバ裸線１３に生じる引張応力（Ｔ）が１０ＭＰａ以上となる区間（図２に示す、Ａ−Ａ線からＢ−Ｂ線に渡る区間Ｃ）を徐冷することにより、引張応力（Ｔ）の変化を緩やかにして、光ファイバ裸線１３内に生じるレーリー散乱を低減させている。その結果として、最終的に得られる光ファイバ素線２０の伝送損失を低減させることができる。これは、引張張力（Ｔ）の急激な変化が、光ファイバ裸線１３内に局所的に生じる歪に対して影響を及ぼすことを低減することにより、レーリー散乱が低減することによって得られる効果である。

一方、引張張力（Ｔ）が１０ＭＰａ未満の区間（図２に示す区間Ｃ以外の区間）では、光ファイバ裸線１３内に局所的に生じる歪は小さく、また、ガラスがまだ高温状態であるため、残留する歪も直ちに緩和されるため、光ファイバ裸線１３内に生じるレーリー散乱を低減させることによって得られる効果が小さく、この区間で光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａまたは光ファイバ裸線１３を徐冷しても、効果的に光ファイバ素線２１の伝送損失を低減することはできない。

具体的には、この実施形態の光ファイバ素線の製造方法では、紡糸工程において、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａにおける引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置（図２に示す、Ａ−Ａ線の位置）から、光ファイバ裸線１３の外径が１２５μｍになる位置（図２に示す、Ｂ−Ｂ線の位置）までの区間（図２に示す区間Ｃ）で、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａをなすガラスが外径１２５μｍの光ファイバ裸線１３になるまでの時間、すなわち、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａをなすガラスが外径１２５μｍの光ファイバ裸線１３に変形するまでの時間（以下、「変形時間」と略す。）を０．１秒以上として、この区間Ｃにおいて、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａまたは光ファイバ裸線１３を自然冷却により徐冷する。

上記の変形時間が長いほど、図２に示す区間Ｃにおいて、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａまたは光ファイバ裸線１３を効率的に徐冷することができるため、光ファイバ素線２１の伝送損失は低くなる。特に、変形時間を０．１秒以上とすると、伝送特性に優れた光ファイバ素線２１を得ることができる。なお、伝送損失に優れた光ファイバとは、シングルモードファイバにおいて広く伝送に用いられる波長域である１．５５μｍ帯の伝送損失が０．１８０ｄＢ／ｋｍ以下のものをいう。一方、変形時間を０．１秒未満とすると、区間Ｃにおいて、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａまたは光ファイバ裸線１３を効率的に徐冷することができなくなる。

図２に示す区間Ｃにおいて、変形時間を０．１秒以上とするには、光ファイバ母材１１から光ファイバ裸線１３を溶融紡糸する速度（以下、「紡糸速度」と称する。）を遅くする。具体的には、紡糸速度を３００ｍ／分以下として、自然冷却する。

また、図２に示す区間Ｃにおいて、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａおよび光ファイバ裸線１３、あるいは、光ファイバ裸線１３を３０００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却することが好ましく、この冷却速度は１５００℃／秒〜３０００℃／秒であることがより好ましい。このようにすれば、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａおよび光ファイバ裸線１３、あるいは、光ファイバ裸線１３をより効率的に徐冷することができるため、光ファイバ素線２１の伝送損失を低減するより大きな効果が得られる。一方、冷却速度が３０００℃／ｓｅｃを超えると、区間Ｃにおいて、光ファイバ母材１１の溶融変形部１１ａまたは光ファイバ裸線１３を効率的に徐冷することができなくなる。

図２に示す区間Ｃにおいて、上記の冷却速度を３０００℃／ｓｅｃ以下とする方法は、上述のように、紡糸速度を３００ｍ／ｍｉｎ以下とし、かつ、自然冷却する方法に限定されるものではない。本発明の光ファイバ素線の製造方法では、光ファイバ素線の製造装置をなす外径測定装置と一次被覆材塗布装置の間に、光ファイバ裸線を徐冷するための徐冷装置を設けて、図２に示す区間Ｃと同様の区間において、光ファイバ裸線を徐冷してもよい。

また、この実施形態では、徐冷装置１５を設ける場合、外径測定装置１４および徐冷装置１５は、紡糸炉１２と一次被覆材塗布装置１６の間を、光ファイバ裸線１３の紡糸方向に沿って移動可能となっている。また、外径測定装置１４と徐冷装置１５の距離は、両者の順列を変えることなく、所望の大きさに制御可能となっている。

本発明では、徐冷装置１５内に進入する際の光ファイバ裸線１３における引張応力が１０ＭＰａ以上となるように、外径測定装置１４と徐冷装置１５の距離を制御する。このようにすれば、徐冷装置１５により区間Ｃを徐冷して、引張応力（Ｔ）の変化を緩やかにし、光ファイバ裸線１３内に生じるレーリー散乱を低減させることができる。

徐冷装置１５を設ける場合、区間Ｃにおいて、光ファイバ裸線１３を徐冷するように、徐冷装置１５を所定の位置に配置する。そして、外径測定装置１４によって外径が測定された光ファイバ裸線１３を、徐冷装置１５内に送り込み、この徐冷装置１５内において、光ファイバ裸線１３を徐冷する。

この徐冷装置１５により、光ファイバ裸線１３を徐冷する方法としては、徐冷装置１５内にヘリウム（Ｈｅ）ガスよりも対流熱伝達率の低い、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、空気から選択されるいずれか１種のガスを供給して、徐冷装置１５内をこのガス雰囲気とし、このガス雰囲気内において、光ファイバ裸線１３が急冷するのを防ぐ方法（以下、この方法を「方法α」と言う。）、徐冷装置１５を断熱材などで断熱して光ファイバ裸線１３の熱を保温する方法（以下、この方法を「方法β」と言う。）、徐冷装置１５にヒータを設け、このヒータで光ファイバ裸線１３を加熱して、光ファイバ裸線１３が急冷するのを防ぐ方法（以下、この方法を「方法γ」と言う。）、さらには、方法βと方法γを組み合わせた方法などが用いられる。これらの方法の中でも、光ファイバ裸線１３の温度調節の観点から、方法γが好ましい。

このように徐冷装置１５を紡糸炉１２と一次被覆材塗布装置１６の間に設けることにより、光ファイバ裸線１３の線引速度（紡糸速度）が高速になっても、既設の紡糸炉１２を用いて、光ファイバ裸線１３内に生じるレーリー散乱を低減させることができる。また、線引き条件や、光ファイバ母材１１の条件を変更した場合でも、光ファイバ裸線１３の線引張力と光ファイバ裸線１３の外径から、適切な徐冷区間、すなわち、上記の引張応力（Ｔ）が１０ＭＰａ以上となる区間を容易に求めることができるので、徐冷装置１５を光ファイバ裸線１３の紡糸方向に沿って移動させるだけで、損失特性に優れた光ファイバ素線２１を製造することができる。

以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。

（実験例１）
図１に示すような光ファイバ素線の製造装置を用いて光ファイバ素線を作製した。この実験例１では、外径測定装置と一次被覆材塗布装置の間に徐冷装置を設けた。
徐冷装置としては、長さ１５００ｍｍ、内径１０ｍｍの円筒形状のもので、かつ、光ファイバ裸線の通路の周囲には温度可変の電気ヒータが設けられているものを用いた。
この実験例１では、線引速度を６００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１００ｇｆ、徐冷装置における光ファイバ裸線の通路内の温度を１５００℃、徐冷装置内における光ファイバ裸線の冷却速度を２０００℃／ｓｅｃとした。
また、外径測定装置で測定された徐冷装置内に進入する際の光ファイバ裸線の外径と、光ファイバ裸線の線引張力とから、徐冷装置内に進入する際の光ファイバ裸線における引張応力を算出した。結果を表１に示す。
また、光ファイバ裸線が、引張応力が１０ＭＰａとなる位置から外径１２５μｍとなる位置に達するまでの時間（以下、「光ファイバ裸線の変形時間」と称することもある。）（秒）を測定した。結果を表１に示す。
さらに、得られた光ファイバ素線の波長１．５５μｍ帯における伝送損失を測定した。結果を表１および図３に示す。なお、図３は、光ファイバ裸線の変形時間と、光ファイバ素線の伝送損失との関係を示すグラフである。

（実験例２）
この実験例２では、線引速度を４００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を６０ｇｆ、徐冷装置における光ファイバ裸線の通路内の温度を５００℃、徐冷装置内における光ファイバ裸線の冷却速度を３２００℃／ｓｅｃとした以外は実験例１と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表１および図３に示す。

（実験例３）
この実験例３では、線引速度を１０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１２０ｇｆ、徐冷装置における光ファイバ裸線の通路内の温度を１５００℃、徐冷装置内における光ファイバ裸線の冷却速度を２１００℃／ｓｅｃとした以外は実験例１と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表１および図３に示す。

（実験例４）
この実験例４では、線引速度を１３００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１５０ｇｆ、徐冷装置における光ファイバ裸線の通路内の温度を５００℃、徐冷装置内における光ファイバ裸線の冷却速度を２８００℃／ｓｅｃとした以外は実験例１と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表１および図３に示す。

（実験例５）
この実験例５では、線引速度を１３００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１５０ｇｆ、徐冷装置における光ファイバ裸線の通路内の温度を１５００℃、徐冷装置内における光ファイバ裸線の冷却速度を２４００℃／ｓｅｃとした以外は実験例１と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表１および図３に示す。
（提案書には、実験例５は自然冷却と記載されておりますが、表には徐冷装置を使用と記載されております。ここでは、表の記載を採用しました。）

（実験例６）
図１に示すような光ファイバ素線の製造装置を用いて光ファイバ素線を作製した。この実験例６では、徐冷装置を設けずに、光ファイバ裸線を紡糸炉と冷却装置の間で自然冷却した。
この実験例６では、線引速度を６００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１００ｇｆ、光ファイバ裸線の冷却速度を１００００℃／ｓｅｃとした。
また、外径測定装置で測定された紡糸炉を出た直後の光ファイバ裸線の外径と、線引張力とから、紡糸炉を出た直後の光ファイバ裸線における引張応力を算出した。結果を表２に示す。
また、光ファイバ裸線が、引張応力が１０ＭＰａとなる位置から外径１２５μｍとなる位置に達するまでの時間（以下、「光ファイバ裸線の変形時間」と称することもある。）（秒）を測定した。結果を表２に示す。
さらに、得られた光ファイバ素線の波長１．５５μｍ帯における伝送損失を測定した。結果を表２および図３に示す。

（実験例７）
この実験例７では、線引速度を１０００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を１２０ｇｆ、光ファイバ裸線の冷却速度を１２０００℃／ｓｅｃとした以外は実験例６と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表２および図３に示す。

（実験例８）
この実験例８では、線引速度を２００ｍ／ｍｉｎ、線引張力を６０ｇｆ、光ファイバ裸線の冷却速度を２０００℃／ｓｅｃとし、紡糸炉内で光ファイバ裸線の変形が終了するようにした以外は実験例６と同様にして、光ファイバ裸線の引張応力、光ファイバ裸線の変形時間および光ファイバ素線の伝送損失を測定した。結果を表２および図３に示す。

表１および表２の結果から、実験例１、実験例３および実験例５のように、徐冷装置を用いて、線引中の光ファイバ裸線における引張応力が１０ＭＰａ以上となる区間の冷却速度を遅くして、徐冷することにより、大気中で冷却する場合（実験例６および実験例７）よりも、波長１．５５μｍにおける伝送損失の低い光ファイバ素線が得られることが分かった。

また、図３の結果から、光ファイバ裸線の変形時間を０．１秒以上とすることにより、波長１．５５μｍにおける伝送損失の低い光ファイバ素線が得られることが分かった。

また、実験例４のように、徐冷装置を用いた場合でも引張応力が１０ＭＰａ以上となる区間の変形時間が十分でないと、伝送損失を低減する効果が小さいことが分かった。

また、実験例８のように、線引速度を遅くして、炉内で冷却して、紡糸炉内において光ファイバ裸線の変形が終了するように線引条件を最適化すれば、徐冷装置を設けなくても、既存の光ファイバ素線の製造装置によって波長１．５５μｍにおける伝送損失の低い光ファイバ素線が得られることが分かった。

本発明の光ファイバ素線の製造方法および光ファイバ素線の製造装置は、レイリー散乱の低減に有効な範囲を効率的に徐冷することで、伝送損失に優れた光ファイバ素線の製造にも適用可能である。

本発明の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。 図１の一部を詳しく説明する模式図である。 実験例において、光ファイバ裸線の変形時間と、光ファイバ素線の伝送損失との関係を示すグラフである。 従来の光ファイバ素線の製造方法で用いられる光ファイバ素線の製造装置の概略構成を示す模式図である。

符号の説明

１１・・・光ファイバ母材、１１ａ・・・溶融変形部、１２・・・紡糸炉、１３・・・光ファイバ裸線、１４・・・外径測定装置、１５・・・徐冷装置、１６・・・一次被覆材塗布装置、１７・・・一次被覆材架橋筒、１８・・・二次被覆材塗布装置、１９・・・二次被覆材架橋筒、２０・・・光ファイバ素線、２１・・・ターンプーリ、２２・・・引取機、２３・・・ダンサーロール、２４・・・巻取ドラム。

Claims (3)

1. 光ファイバ母材を溶融紡糸して光ファイバ裸線を形成する紡糸工程と、前記光ファイバ裸線を被覆材で被覆して光ファイバ素線を形成する被覆工程とを備えた光ファイバ素線の製造方法であって、
   前記紡糸工程において、前記光ファイバ母材の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、前記光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、前記光ファイバ母材の溶融変形部をなすガラスが外径１２５μｍの光ファイバ裸線になるまでの時間を０．１秒以上とすることを特徴とする光ファイバ素線の製造方法。
2. 前記紡糸工程において、前記光ファイバ母材の溶融変形部における引張張力が１０ＭＰａ以上となる位置から、前記光ファイバ裸線の外径が１２５μｍになる位置までの区間で、前記光ファイバ母材の溶融変形部および／または前記光ファイバ裸線を３０００℃／ｓｅｃ以下の冷却速度で冷却することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ素線の製造方法。
3. 光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、光ファイバ母材から溶融紡糸された光ファイバ裸線に被覆材を塗布する被覆材塗布装置と、前記光ファイバ裸線に塗布した被覆材に光を照射して、被覆材を硬化させる架橋灯を有する架橋筒とを備えた光ファイバ素線の製造装置であって、
   前記紡糸炉の後段に、前記紡糸炉側から順に光ファイバ裸線の外径を測定する外径測定装置と、光ファイバ裸線を徐冷する徐冷装置が設けられ、前記外径測定装置および前記徐冷装置は光ファイバ裸線の紡糸方向に沿って移動可能であり、前記徐冷装置に進入する際の光ファイバ裸線における引張応力が１０ＭＰａ以上となるように、前記外径測定装置と前記徐冷装置の距離が制御可能であることを特徴とする光ファイバ素線の製造装置。
   
   

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