JP2016124731A - Method for producing optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガラス光ファイバに被覆を形成した光ファイバの製造方法に関する。 The present invention relates to an optical fiber manufacturing method in which a coating is formed on a glass optical fiber.
光ファイバは、ガラスからなる光ファイバ母材の一端を線引炉にて加熱溶融し、この一端からガラス光ファイバを線引きし、線引きしたガラス光ファイバの外周に樹脂からなる被覆を形成することによって製造される。 An optical fiber is formed by heating and melting one end of an optical fiber preform made of glass in a drawing furnace, drawing the glass optical fiber from the one end, and forming a resin coating on the outer periphery of the drawn glass optical fiber. Manufactured.
光ファイバの被覆は、一般的に以下のように形成される。まず、紫外線硬化型樹脂(以下、適宜、樹脂と記載する)が溜められた樹脂塗布ダイスにガラス光ファイバを通過させ、樹脂を塗布する。次に、樹脂を塗布したガラス光ファイバを被覆形成装置に通過させる。 The coating of the optical fiber is generally formed as follows. First, a glass optical fiber is passed through a resin coating die in which an ultraviolet curable resin (hereinafter, appropriately referred to as a resin) is stored, and the resin is coated. Next, the glass optical fiber coated with resin is passed through a coating forming apparatus.
被覆形成装置は、たとえば石英ガラスからなり、紫外線を透過する透明管と、この透明管の外周に配置された紫外線源とを備えている。そして、この被覆形成装置の透明管内に、樹脂を塗布したガラス光ファイバを通過させながら、透明管の周囲から紫外線源によって紫外線を照射することによって樹脂を硬化させ、被覆を形成する。 The coating forming apparatus is made of, for example, quartz glass, and includes a transparent tube that transmits ultraviolet rays, and an ultraviolet ray source disposed on the outer periphery of the transparent tube. Then, while passing the glass optical fiber coated with the resin through the transparent tube of the coating forming apparatus, the resin is cured by irradiating ultraviolet rays from the periphery of the transparent tube with an ultraviolet source to form a coating.
ここで、紫外線硬化型樹脂は、一般に酸素(O2)濃度が高い雰囲気下で硬化させると、酸素と反応して硬化が不十分となり、品質の低い被覆となる。これを防ぐために、不活性ガス雰囲気下で樹脂に紫外線を照射する技術が開示されている(たとえば、特許文献1〜3参照)。 Here, when the ultraviolet curable resin is generally cured in an atmosphere having a high oxygen (O 2 ) concentration, it reacts with oxygen to be insufficiently cured, resulting in a low quality coating. In order to prevent this, the technique which irradiates ultraviolet rays to resin under inert gas atmosphere is disclosed (for example, refer patent documents 1-3).
しかしながら、近年、光ファイバの線引き速度は、よりいっそう高速化する傾向にあり、製造された光ファイバにおいて樹脂の硬化が不十分になり、表面性が悪くなる場合があるという問題がある。 However, in recent years, the drawing speed of an optical fiber tends to be further increased, and there is a problem that the resin is insufficiently cured in the manufactured optical fiber and the surface property may be deteriorated.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂が十分に硬化された良質な被覆を有し良好な表面性を有する光ファイバを製造可能な光ファイバの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical fiber capable of manufacturing an optical fiber having a good surface property having a good quality coating in which a resin is sufficiently cured. It is to provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、走行するガラス光ファイバの外周に紫外線硬化型の樹脂を塗布する樹脂塗布工程と、樹脂が塗布されたガラス光ファイバを第1不活性ガス雰囲気形成部に通過させて、樹脂の表面近傍に不活性ガスからなる随伴流を形成する随伴流形成工程と、随伴流に覆われた樹脂が塗布されたガラス光ファイバを、紫外線を出射する紫外光源および紫外線を透過する紫外線透過管を備えた紫外線照射部に通過させることにより、樹脂を硬化させて被覆を形成する被覆形成工程と、を含み、第1不活性ガス雰囲気形成部と、紫外線照射部とが離間しており、紫外線照射部におけるガラス光ファイバが挿入される側に設けられた、不活性ガスが供給される第2不活性ガス雰囲気形成部に、樹脂が塗布されたガラス光ファイバを通過させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical fiber manufacturing method according to one aspect of the present invention includes a resin coating step of applying an ultraviolet curable resin to the outer periphery of a traveling glass optical fiber, and a resin A glass optical fiber coated with a gas is passed through the first inert gas atmosphere forming section to form an accompanying flow comprising an inert gas in the vicinity of the surface of the resin, and a resin covered with the accompanying flow A coating forming step of curing the resin to form a coating by passing the coated glass optical fiber through an ultraviolet irradiation unit having an ultraviolet light source that emits ultraviolet rays and an ultraviolet transmission tube that transmits ultraviolet rays. The first inert gas atmosphere forming unit and the ultraviolet irradiation unit are spaced apart from each other, and the second inert gas is supplied to the ultraviolet irradiation unit on the side where the glass optical fiber is inserted. Sexual gas atmosphere forming part, and wherein the passing the glass optical fiber resin has been applied.
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、第2不活性ガス雰囲気形成部の内部の酸素濃度を300ppm以下にすることを特徴とする。 An optical fiber manufacturing method according to an aspect of the present invention is characterized in that, in the above-described invention, the oxygen concentration inside the second inert gas atmosphere forming part is 300 ppm or less.
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、第2不活性ガス雰囲気形成部は、紫外線照射部の上部に配置された上部封止部材から構成されているとともに、紫外線透過管の一端を内包し、被覆形成工程において、上部封止部材内に少なくとも2系統の導入路を通じて不活性ガスを導入し、2系統の導入路のうちの、一方の1系統の導入路の供給口が紫外線透過管の内部に位置しているとともに、他方の1系統の導入路の供給口が上部封止部材の内部かつ紫外線透過管の外部に位置していることを特徴とする。 In the method for manufacturing an optical fiber according to one aspect of the present invention, in the above invention, the second inert gas atmosphere forming part is composed of an upper sealing member disposed above the ultraviolet irradiation part, One end of the permeation tube is included, and in the coating forming step, an inert gas is introduced into the upper sealing member through at least two systems of introduction paths, and one of the two systems of introduction paths is introduced. The supply port is located inside the ultraviolet transmissive tube, and the supply port of the other one system introduction path is located inside the upper sealing member and outside the ultraviolet transmissive tube.
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、被覆形成工程において、ガラス光ファイバの少なくとも近傍に35L/min以上の流量で不活性ガスを導入することを特徴とする。 An optical fiber manufacturing method according to an aspect of the present invention is characterized in that, in the above-described invention, an inert gas is introduced at least in the vicinity of the glass optical fiber at a flow rate of 35 L / min or more in the coating forming step.
本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、上記の発明において、光ファイバが、被覆層のうちの少なくとも1層が着色された光ファイバ着色心線であることを特徴とする。 In the optical fiber manufacturing method according to one aspect of the present invention, in the above invention, the optical fiber is an optical fiber colored core wire in which at least one of the coating layers is colored.
本発明に係る光ファイバの製造方法によれば、樹脂が十分に硬化された良質な被覆を有し表面性に優れた光ファイバを製造することが可能となる。 According to the method for manufacturing an optical fiber according to the present invention, it is possible to manufacture an optical fiber having a good quality coating in which a resin is sufficiently cured and having excellent surface properties.
以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、図において、同一または対応する要素には同一の符号を付す。 Embodiments of an optical fiber manufacturing method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals.
(光ファイバの製造装置)
図1は、本発明の実施の形態による光ファイバの製造方法の実施に用いる光ファイバの製造装置の全体構成を示す模式図である。図1に示すように、この製造装置100は、線引炉10、樹脂塗布ダイス20、被覆形成装置30、ガイドローラ40,50、および巻取りドラム60を備える。
(Optical fiber manufacturing equipment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of an optical fiber manufacturing apparatus used for carrying out an optical fiber manufacturing method according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the
線引炉10は、石英ガラスを主成分とする光ファイバ母材1の一端を加熱溶融するためのヒータ10aを有する。樹脂塗布装置としての樹脂塗布ダイス20は、線引炉10の下方において、光ファイバ母材1の一端から線引きしたガラス光ファイバ2の通路に配置されている。被覆形成装置30は樹脂塗布ダイス20の下方に配置されている。ガイドローラ40は、被覆形成装置30の下方に配置されている。ガイドローラ50は、ガイドローラ40で引き取った光ファイバ3を巻取りドラム60に導くように配置されている。ガイドローラ40は、線引速度を制御可能に構成されている。
The
図2は、図1に示す樹脂塗布ダイス20および被覆形成装置30の模式図である。図2に示すように、樹脂塗布ダイス20は、2種類の液状の樹脂を供給するための樹脂供給管20a,20bを備える。樹脂は紫外線硬化型の樹脂であり、2種類の液状の樹脂は一般的に、ガラス光ファイバ2の外周を被覆するプライマリ用樹脂、およびこのプライマリ用樹脂をさらに被覆するセカンダリ用樹脂である。樹脂塗布ダイス20は、ガラス光ファイバ2に塗布すべき2種類の液状の樹脂を、ガラス光ファイバ2の外周に塗布可能に構成されている(たとえば、特許文献4参照)。
FIG. 2 is a schematic diagram of the resin coating die 20 and the
また、被覆形成装置30は、保護管31、上部封止部材32、透明管33、紫外光源34、反射ミラー35、筐体36、下部封止部材37、および酸素濃度計38を備えて構成される。第1不活性ガス雰囲気形成部としての保護管31は、樹脂塗布ダイス20に連接して設けられている。
The
上部封止部材32は、保護管31の下方に保護管31と離間しつつ、筐体36の上側に設けられる。この上部封止部材32の上部には、ガラス光ファイバ2aが通過可能な開口(図示せず)が形成されている。また、ガラス光ファイバ2aが通過する紫外線透過管としての透明管33は、その筒状胴部が筐体36内に設けられている。そして、透明管33の上端が上部封止部材32に内包されるように配置される。さらに、下部封止部材37は、筐体36の下側に設けられ、下部にガラス光ファイバ2aが通過可能な開口(図示せず)が形成されている。透明管33の下端は、下部封止部材37に内包されるように配置される。また、下部封止部材37には、透明管33の内部の気体を排気するための排気管37aが連結されて設けられている。
The
紫外光源34および反射ミラー35はいずれも、筐体36の内部に配置されている。紫外線反射鏡としての反射ミラー35は、筐体36の内部において紫外光源34に対向して複数設けられている。そして、複数の反射ミラー35は、透明管33を挟むように設けられる。筐体36は、透明管33、紫外光源34、および反射ミラー35を固定保持するように設置される。また、酸素濃度計38は、酸素濃度センサ38aに接続され、上部封止部材32内の酸素濃度を計測可能に構成されている。
Both the
保護管31は管状に形成され、材質はたとえばガラス、金属、プラスチック等であるが、特に限定されない。また、保護管31と樹脂塗布ダイス20との間は、大気が侵入しない密閉構造となっている。この保護管31は、保護管31内に、たとえば窒素(N2)ガスなどの不活性ガスを供給するための不活性ガス供給管31aを有する。なお、不活性ガスとしては、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、またはヘリウム(He)ガスやアルゴン(Ar)ガス等を特に限定なく用いることができる。
The
不活性ガス供給管31aは、流量調節器(図示せず)を介して不活性ガスを供給するガス供給源(図示せず)に接続されている。流量調節器によって不活性ガスの供給量および流速が制御される。なお、流量調節器は、たとえばマスフローコントローラであるが、調節弁でもよい。
The inert
上部封止部材32は、たとえばステンレスからなり、鉄、アルミニウム、石英ガラス等を用いることもできる。上部封止部材32は、筒形胴部とガラス光ファイバ2aが挿入されて通過する開口が形成された天板とが、一体または別体をなして構成される。上部封止部材32の下部は、筐体36と連通されずにガラス光ファイバ2aを通過可能な状態で、筐体36の上部に固定されている。また、酸素濃度計38は、上部封止部材32内に設置される酸素濃度センサ38aを有する。この酸素濃度センサ38aによって酸素濃度計38は、たとえば上部封止部材32の内部において透明管33の近傍の酸素濃度を計測可能に構成されている。
The
透明管33は、たとえば、紫外線透過に適した透過率特性を有する石英ガラスからなるが、樹脂を硬化させるための紫外線を透過するものであれば特に限定されない。この透明管33は、樹脂を塗布したガラス光ファイバ2aが通過可能な筒形状、好適にはたとえば円筒形状の管から構成される。
The
下部封止部材37は、たとえばステンレスからなり、鉄、アルミニウム、石英ガラス等を用いることもできる。下部封止部材37は、筒形胴部とガラス光ファイバ2aが通過するための開口が形成された底板とが、一体または別体をなして構成される。下部封止部材37の上部は、筐体36と連通されずにガラス光ファイバ2aを通過可能な状態で、透明管33の下端を覆うように筐体36の下部に固定されている。
The
下部封止部材37に設けられた排気管37aは、調整弁を介して吸気ポンプ(いずれも図示せず)に接続されている。排気管37aを通じ、吸気ポンプによって透明管33から排出されたガスが排気される。また、上述したように下部封止部材37と筐体36とは連通していない。そのため、下部封止部材37内において排気管37aを通じて排気されなかったガスは、下部封止部材37内に留まるか、下部封止部材37の底板に形成された開口(図示せず)から排出される。
The
そして、上述した第2不活性ガス雰囲気形成部としての上部封止部材32、透明管33、および下部封止部材37は、順にガラス光ファイバ2aが挿通するように配置され、ガラス光ファイバ2aの周囲を不活性ガス雰囲気にする。なお、上部封止部材32、透明管33、および下部封止部材37の材料や形状については、必ずしも上述した材料や形状に限定されるものではない。
The
また、上部封止部材32において樹脂を塗布したガラス光ファイバ2aが通過する領域には、不活性ガス導入路321,322が設けられている。不活性ガス導入路321,322はそれぞれ、流量調節器を介して不活性ガス供給源(いずれも図示せず)に接続されている。
In addition, in the upper sealing
一方の導入路の1系統としての不活性ガス導入路321は、進入する樹脂を塗布したガラス光ファイバ2aの近傍に、第1流量で不活性ガスを供給可能に構成されている。そして、不活性ガス導入路321は、たとえばその供給口が透明管33の内部に位置する。また、他方の導入路の1系統としての不活性ガス導入路322は、たとえばその供給口が上部封止部材32の内部かつ透明管33の上部近傍に位置している。そして、不活性ガス導入路322は、上部封止部材32の内部における透明管33の上部近傍に、第2流量で不活性ガスを供給可能に構成されている。ここで、上述したように上部封止部材32と筐体36とは連通していない。そのため、透明管33内に導入されなかった不活性ガスは、上部封止部材32内に留まるか、または上部封止部材32の上部に形成された開口(図示せず)を通じて排出される。なお、不活性ガスとしては、窒素(N2)、二酸化炭素(CO2)、またはヘリウム(He)ガスやアルゴン(Ar)ガス等を特に限定なく用いることができる。
The inert
ここで、この実施の形態における不活性ガス導入路321,322の設置パターンの例について説明する。これらの設置パターンの例の略線図を図3、図4に示す。なお、図3および図4において、上図が側面側からの略線図であり、下図が上方からの略線図である。
Here, an example of an installation pattern of the inert
図3に示すように、この実施の形態による不活性ガス導入路の第1配置パターンは、不活性ガス導入路321A,322Aが、それぞれ上部封止部材32において同程度の高さで、断面円の両側の円筒部の側面から内側に延伸して設けられる設置パターンである。そして、不活性ガス導入路321Aを通じて、不活性ガスが第1流量で主に透明管33内に導入される。また、不活性ガス導入路322Aを通じて、不活性ガスが第2流量で主に上部封止部材32内に導入される。この場合、第1流量の不活性ガスおよび第2流量の不活性ガスは、いずれも同じ高さで対向した位置から上部封止部材32や透明管33の内部に導入される。なお、ガラス光ファイバ2aは、不活性ガス導入路321Aに形成された開口321Aaを通過する。
As shown in FIG. 3, the first arrangement pattern of the inert gas introduction passages according to this embodiment is such that the inert
一方、図4に示すように、この実施の形態による不活性ガス導入路の第2配置パターンは、不活性ガス導入路321B,322Bが、それぞれ上部封止部材32において互いに対向しつつ段違いで、断面円の両側の円筒部の側面から内側に延伸して設けられる配置パターンである。なお、不活性ガス導入路321B,322Bは、それぞれ逆の段違いとなっている。そして、不活性ガス導入路321Bを通じて、不活性ガスが第1流量で主に透明管33内に導入される。また、不活性ガス導入路322Bを通じて、不活性ガスが第2流量で主に上部封止部材32内に導入される。この場合、第1流量の不活性ガスおよび第2流量の不活性ガスは、それぞれ互いに段違いの高さで、上部封止部材32や透明管33の内部に導入される。なお、ガラス光ファイバ2aは、不活性ガス導入路321Bに形成された開口321Baを通過する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the second arrangement pattern of the inert gas introduction path according to this embodiment is that the inert
なお、図3および図4において、不活性ガス導入路321と不活性ガス導入路322とは、上方から俯瞰して、互いにたとえば90度をなして配置されているが、両者の配置はこの形態に限定されるものではない。具体的には、不活性ガス導入路321と不活性ガス導入路322とは、上側から俯瞰して上下に重なるように、すなわち互いに0度の角度を成すように配置してもよく、0度や90度以外の所定の角度を成すように配置してもよい。
3 and 4, the inert
また、図2に示すように、紫外光源34は、たとえばUVランプであるが、紫外線硬化型樹脂を硬化させることができる紫外線を出射可能であれば特に限定されない。反射ミラー35は、紫外線を反射可能な凹面鏡などから構成されるが、反射した紫外線をガラス光ファイバ2aに照射できる構造であれば、凹面鏡に限定されない。また、筐体36は、紫外線を外部に漏洩させない材質や構造にするのが好ましい。また、筐体36には、上部封止部材32および透明管33を筐体36に固定するための固定具を設けてもよい。以上の上部封止部材32、透明管33、紫外光源34、反射ミラー35、および筐体36から紫外線照射部39が構成される。
As shown in FIG. 2, the
(光ファイバの製造方法)
次に、上述のように構成された製造装置100を用いた実施の形態による光ファイバの製造方法について説明する。まず、光ファイバ母材1を線引炉10にセットする。次に、光ファイバ母材1の一端を線引炉10が有するヒータ10aにより加熱溶融し、加熱溶融した一端からガラス光ファイバ2を線引きする。線引きされたガラス光ファイバ2は、下方に走行し、樹脂塗布ダイス20を通過する。樹脂塗布ダイス20には、樹脂供給管20a,20bのそれぞれから供給された2種類の樹脂が貯留されている。樹脂塗布ダイス20は、走行しつつ通過するガラス光ファイバ2の外周に、たとえば内周のプライマリ被覆と外周のセカンダリ被覆との2層の樹脂を塗布する(たとえば、特許文献4参照)。このようにして、樹脂塗布工程が行われる。
(Optical fiber manufacturing method)
Next, the manufacturing method of the optical fiber by embodiment using the
続いて、2層の樹脂が塗布されたガラス光ファイバ2aは、樹脂を塗布された直後に被覆形成装置30に進入する。被覆形成装置30においては、樹脂を塗布されたガラス光ファイバ2aが紫外光源34により照射された紫外線により硬化され、光ファイバ3が形成される。このようにして、被覆形成工程が行われる。
Subsequently, the glass
次に、図1に示すガイドローラ40,50は、被覆が形成された光ファイバ3をガイドする。巻取りドラム60は、ガイドローラ40,50によってガイドされた光ファイバ3を最終的に巻き取る。なお、ガラス光ファイバ2,2a、および光ファイバ3の走行速度(線速)は、ガイドローラ40の回転数を調整することによって制御される。
Next, the
以下に、上述した被覆形成工程の詳細について説明する。すなわち、被覆形成装置30において、樹脂を塗布されたガラス光ファイバ2aは、最初に保護管31を通過する。保護管31内は、不活性ガス供給管31aを通じて供給された不活性ガスにより、不活性ガス雰囲気となっている。この不活性ガス雰囲気にガラス光ファイバ2aを通過させることにより、樹脂の周囲の表面近傍に不活性ガスからなる随伴流fを形成する。このようにして、随伴流形成工程が行われる。
Below, the detail of the coating | coated formation process mentioned above is demonstrated. That is, in the
次に、ガラス光ファイバ2aは、不活性ガスからなる随伴流fを伴って上部封止部材32に進入する。この随伴流fは、光ファイバの線引き速度が速いほど安定して形成され、ガラス光ファイバ2aから容易に剥ぎ取られることはない。ここで、随伴流fを安定して形成するための線引き速度は、500m/min以上であり、より好ましくは850m/min以上である。ガラス光ファイバ2aに塗布された樹脂は、随伴流fによって保護される。そのため、保護管31と上部封止部材32との間における、ガラス光ファイバ2aに塗布された樹脂が外気に曝される領域においても、酸素との接触が抑制される。
Next, the glass
さらに、上部封止部材32内には、不活性ガス導入路321,322を通じて不活性ガスがガラス光ファイバ2aの近傍に供給される。これにより、随伴流fがさらに増強され、ガラス光ファイバ2aの樹脂は、不活性ガス導入路321,322(主に不活性ガス導入路321)を通じて供給される不活性ガスにより保護される。これにより、ガラス光ファイバ2aの樹脂は、酸素との接触がより一層抑制される。また、不活性ガス導入路321,322(主に不活性ガス導入路322)を通じて上部封止部材32の内部に不活性ガスを供給することにより、上部封止部材32内の圧力を大気圧よりも大きくする。これにより、上部封止部材32の上部に設けられた、ガラス光ファイバ2aが通過する開口(図示せず)に対するシール性が向上する。したがって、開口を通じて外部から上部封止部材32内に酸素が侵入するのをより一層抑制できる。
Further, an inert gas is supplied into the upper sealing
ここで、上部封止部材32内におけるガラス光ファイバ2aの少なくとも近傍において、酸素濃度センサ38aにより計測される酸素濃度が300ppm以下になるようにすることが好ましい。これにより、ガラス光ファイバ2aの樹脂が酸素と接触するのをより一層抑制できる。ガラス光ファイバ2aの近傍における酸素濃度が300ppmを超えると、樹脂の硬化が不十分となり、形成される光ファイバの表面性が悪くなる場合がある。この場合、ボビンに整列巻きした際の巻き付けの状態が悪くなる。また、ケーブル化した場合に伝送損失(ロス)が悪化する可能性が生じる。
Here, it is preferable that the oxygen concentration measured by the
また、不活性ガス導入路321,322を通じて、上部封止部材32および透明管33の内部に供給される不活性ガスの流量、すなわち第1流量および第2流量の合計は、35L/min以上とするのが好ましい。なお、不活性ガス導入路を単一の導入路から構成してもよい。この場合も上部封止部材32内に導入する不活性ガスの流量は、35L/min以上が好ましい。これにより、随伴流fを増強できるとともに上部封止部材32内を大気圧より高い雰囲気圧力にすることができ、上部封止部材32の開口から酸素を含む外気が侵入するのを抑制できる。そのため、上部封止部材32内を通過するガラス光ファイバ2aに酸素が接触することをより一層抑制できる。
Further, the flow rate of the inert gas supplied to the inside of the upper sealing
また、吸気ポンプによって排気管37aを通じて透明管33および下部封止部材37内のガスを排気する。ここで排気するガスの流量は調整弁等で調整される。これにより、揮発した樹脂成分が内面に付着せずに十分に排気されるので、透明管33の曇りを抑制でき、樹脂に対して十分な量の紫外線を到達させることができる。ここで、揮発した樹脂成分を十分に排気するためには、透明管33内の雰囲気ガスの流速が1.8m/s以上であることが好ましい。
Further, the gas in the
また、被覆形成装置30は、ガスの排気に伴って振動が生じやすい。この振動が樹脂塗布ダイス20に伝わると、ガラス光ファイバ2に樹脂を塗布する際に塗布不良が起こり、これに起因して被覆不良が発生する可能性がある。そこで、この実施の形態においては、被覆形成装置30を樹脂塗布ダイス20と離間させて設ける。これによって、樹脂塗布ダイス20に被覆形成装置30の振動が伝わらないようにでき、塗布不良および被覆不良を抑制できる。
Further, the
このように、樹脂は酸素との反応が防止され、さらに透明管33においては内面の曇りが抑制されることで、十分な量の紫外線によって樹脂は十分に硬化する。その結果、良質な被覆を有する光ファイバ3が製造される。
In this way, the resin is prevented from reacting with oxygen, and further, the inner surface of the
以上説明したように、本発明による光ファイバの製造方法によれば、樹脂が十分に硬化された良質な被覆を有する光ファイバ3を製造することができる。特に、上述した実施の形態によれば、ガラス光ファイバ2aを不活性ガス雰囲気下に通過させて形成される随伴流fのみならず、上部封止部材32および透明管33内に不活性ガスを導入することで、ガラス光ファイバ2aの表面の樹脂と酸素とが接触するのを抑制している。これにより、良質な被覆を形成して、製造される光ファイバ3の表面性をより一層向上できる。
As described above, according to the method for manufacturing an optical fiber according to the present invention, it is possible to manufacture the
(変形例)
上述したこの実施の形態においては、プライマリ層用樹脂とセカンダリ層用樹脂を塗布した後に両者を硬化させる、いわゆるWet−on−Wet方式を用いた例について説明したが、必ずしもこの方式に限定されない。具体的には、プライマリ用樹脂を塗布した後に硬化させ、さらにその上にセカンダリ用樹脂を塗布して硬化させる、いわゆるWet−on−Dry方式を用いることも可能である。
(Modification)
In the above-described embodiment, an example using the so-called wet-on-wet method in which the primary layer resin and the secondary layer resin are applied and then cured is described, but the present invention is not necessarily limited to this method. Specifically, it is also possible to use a so-called wet-on-dry method in which a primary resin is applied and then cured, and a secondary resin is applied thereon and cured.
図7は、変形例としてのWet−on−Dry方式を採用した光ファイバの製造装置の全体構成を示す模式図である。図7に示すように、光ファイバの製造装置200は、図1に示す製造装置100において、樹脂塗布ダイス20を樹脂塗布ダイス20Aに置き換えるとともに、保護管31を保護管31Aに置き換えている。また、製造装置200は、被覆形成装置30Aとガイドローラ40との間に、樹脂塗布装置としての樹脂塗布ダイス20B、保護管31B、および被覆形成装置30Bをさらに一組追加した構成を有する。その他の構成は製造装置100と同様であるので説明を省略する。なお、樹脂塗布ダイス20A,20Bはそれぞれ、液状の樹脂を供給するための樹脂供給管20Aa,20Baを備える。そして、ガラス光ファイバ2が被覆形成装置30Aを通過することによって、一次被覆光ファイバ2Aが形成される。続いて、一次被覆光ファイバ2Aが被覆形成装置30Bを通過することによって、光ファイバ3が形成される。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the overall configuration of an optical fiber manufacturing apparatus that employs a wet-on-dry system as a modification. As shown in FIG. 7, an optical
このような構成において上述した実施の形態による被覆形成装置30は、プライマリ用樹脂を硬化させる被覆形成装置30Aとしても、セカンダリ用樹脂を硬化させる被覆形成装置30Bとしても適用可能である。実施の形態による被覆形成装置30は、特に最外層を形成するセカンダリ用樹脂を硬化させる被覆形成装置30Bに採用すると効果が大きい。
In such a configuration, the
また、近年、コスト削減の観点から、被覆層であるプライマリ層またはセカンダリ層のいずれか一方を着色し、光ファイバの外周に着色層がない2層構造の光ファイバ着色心線が採用されている。このような2層構造の光ファイバ着色心線の場合、最外層に剛直な着色層を有する3層構造の着色心線と比較して表面性が劣るため、光ファイバ同士の摩擦等によりロスの増加が起きやすい。特に、光ファイバケーブルが後述するルースチューブケーブルの場合、光ファイバ同士が接触することでロスが増加する場合がある。したがって、本発明は、このような2層構造の光ファイバ着色心線を製造する場合に用いると特に有効である。 Further, in recent years, from the viewpoint of cost reduction, an optical fiber colored core wire having a two-layer structure in which either a primary layer or a secondary layer as a coating layer is colored and there is no colored layer on the outer periphery of the optical fiber has been adopted. . In the case of such a two-layered optical fiber colored core, the surface property is inferior to that of a three-layered colored core having a rigid colored layer as the outermost layer. Increase is likely to occur. In particular, when the optical fiber cable is a loose tube cable, which will be described later, the loss may increase due to contact between the optical fibers. Therefore, the present invention is particularly effective when used in manufacturing such a two-layered optical fiber colored core.
(実施例1〜12、比較例1〜4)
次に、本発明の実施例1〜12、および比較例1〜4として、図1に示す光ファイバの製造装置100を用いて、実施条件を様々に変えて光ファイバの製造を行った。ここで、実施条件は、ガラス光ファイバ2aの線速、上部封止部材32および透明管33内に導入する不活性ガスの流量(第1流量、第2流量)、種類、流入位置、および紫外光源34のバルブの種類などである。
(Examples 1-12, Comparative Examples 1-4)
Next, as Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 4 of the present invention, optical fibers were manufactured using the optical
表1は、実施例1〜12における実施条件、上部封止部材32内の酸素濃度、Knot Test、および波長1.55μmにおけるルースチューブロスのそれぞれの計測値を示す表である。また、表2は、比較例1〜4における実施条件、上部封止部材32内の酸素濃度、Knot Test、および波長1.55μmにおけるルースチューブロスのそれぞれの計測値を示す表である。なお、表1、表2において、Knot Testが0.020以上0.100以下、およびルースチューブロスが0.23dB/km以下のすべての条件を満たした場合を「○」と判定した。一方、Knot Test、およびルースチューブロスのいずれか少なくとも1つが上述した条件を満たさなかった場合を「×」と判定した。
Table 1 is a table showing the measurement values of the implementation conditions in Examples 1 to 12, the oxygen concentration in the upper sealing
表1および表2において、流入位置の「図3」、「図4」はそれぞれ、上述した不活性ガス導入路321,322として、「第1配置パターンの不活性ガス導入路321A,322A」(図3参照)、「第2配置パターンの不活性ガス導入路321B,322B」(図4参照)を用いたことを意味する。なお、表1における実施例8は、不活性ガス導入路321を単一で用いた場合の実施例である。また、不活性ガスとしては、N2またはCO2のいずれかを用いた。また、比較例4においては、上部封止部材32および透明管33内に導入するガスとして不活性ガスが有効であることを確認するために、O2を用いた例を示す。
In Tables 1 and 2, “FIG. 3” and “FIG. 4” at the inflow positions are “inert
さらに、表1および表2において、バルブの「D」、「H」はそれぞれ、「Dバルブ」、「Hバルブ」を意味する。Dバルブはメタルハライドランプと同等の発光スペクトルを示す紫外線光源であり、Hバルブは高圧水銀ランプと同等の発光スペクトルを示す紫外線光源である。Hバルブは、長波長域(たとえば、350〜450nm)よりも短波長域(たとえば、200〜350nm)の発光強度が強い。一方、Dバルブでは、短波長域よりも長波長域の発光強度が強い。短波長の紫外線は光ファイバの表面に近い部分での硬化に有効であり、長波長の紫外線は光ファイバの表面から深い部分での硬化に有効である。そのため、これらの紫外線光源を紫外線硬化樹脂に配合する光開始剤の吸収ピークにあわせて選択し、光開始剤の吸収ピーク波長と発光スペクトルの発光強度が強い波長とを合わせることによって、光ファイバの表面近傍と深部との両方で効率良く硬化反応を起こすことができる。 Further, in Tables 1 and 2, “D” and “H” of the valves mean “D valve” and “H valve”, respectively. The D bulb is an ultraviolet light source showing an emission spectrum equivalent to that of a metal halide lamp, and the H bulb is an ultraviolet light source showing an emission spectrum equivalent to that of a high pressure mercury lamp. The H bulb has a higher emission intensity in a short wavelength region (for example, 200 to 350 nm) than in a long wavelength region (for example, 350 to 450 nm). On the other hand, in the D bulb, the emission intensity in the long wavelength region is stronger than the short wavelength region. The short wavelength ultraviolet light is effective for curing at a portion close to the surface of the optical fiber, and the long wavelength ultraviolet light is effective for curing at a portion deep from the surface of the optical fiber. Therefore, these UV light sources are selected according to the absorption peak of the photoinitiator blended in the UV curable resin, and the optical peak of the optical fiber is adjusted by combining the absorption peak wavelength of the photoinitiator with the wavelength having a strong emission intensity in the emission spectrum The curing reaction can be efficiently caused both in the vicinity of the surface and in the deep part.
また、表1および表2におけるKnot Testは、作製した光ファイバ表面の動摩擦力の評価である(特許文献5参照)。図5は、この実施例および比較例において実施したKnot Testの概要を示す模式図である。まず、図5に示すように作製した光ファイバの一端と他端との間で一重のループを作り、該ループに該一端を2回通して光ファイバを二重結びにすることにより、直径約7cmの円を作る。この状態で光ファイバは、点A〜Eの5箇所で自己と接触する。この光ファイバの両端を引張試験機により5mm/分の速度で引っ張る。このときの荷重を計測することにより、光ファイバ表面の動摩擦力を測定できる。 Moreover, Knot Test in Table 1 and Table 2 is evaluation of the dynamic friction force of the surface of the produced optical fiber (refer patent document 5). FIG. 5 is a schematic diagram showing an outline of the Knot Test performed in this example and the comparative example. First, a single loop is formed between one end and the other end of the optical fiber manufactured as shown in FIG. 5, and the one end of the optical fiber is passed through the loop twice so that the optical fiber is doubled. Make a 7cm circle. In this state, the optical fiber comes into contact with itself at five points A to E. Both ends of this optical fiber are pulled at a speed of 5 mm / min by a tensile tester. By measuring the load at this time, the dynamic friction force on the surface of the optical fiber can be measured.
また、実施例1〜12および比較例1〜4における光ファイバはいずれも、セカンダリ被覆が着色された2層構造の光ファイバ着色心線である。図6は、この光ファイバ着色心線を用いたルースチューブケーブル構造の断面図を示す。図6に示すようにルースチューブケーブル70は、テンションメンバ71、光ファイバ着色心線72、ルースチューブ73、ジェリー74、およびシース75から構成される。テンションメンバ71は、金属またはプラスチックからなる。テンションメンバ71の円柱側面に、金属またはプラスチックからなるルースチューブ73が光ファイバ着色心線72を挿通して複数設けられている。これらのルースチューブ73同士がプラスチックからなるシース75によって覆われ、それらの間隙がジェリー74により埋められている。
Moreover, all of the optical fibers in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 4 are optical fiber colored cores having a two-layer structure in which the secondary coating is colored. FIG. 6 shows a cross-sectional view of a loose tube cable structure using this optical fiber colored core wire. As shown in FIG. 6, the
なお、表1および表2におけるルースチューブロスの値は、ルースチューブケーブルを形成した後、光パルス試験器(OTDR:Optical Time Domain Reflectometer)によって測定した、ケーブル内の全ての光ファイバ着色心線の波長1.55μmにおけるロスの平均値である。 The values of loose tube loss in Tables 1 and 2 are the values of all the optical fiber colored core wires in the cable measured by an optical pulse tester (OTDR: Optical Time Domain Reflectometer) after the loose tube cable was formed. It is an average value of loss at a wavelength of 1.55 μm.
表1に示すように、本発明の実施例1〜12による光ファイバは、表面性が良好であるため、ルースチューブに用いてもロスの増加を抑制できた。また、表1に示す実施例1〜12と表2に示す比較例1〜4との比較から、上部封止部材32および透明管33内に導入するのは、不活性ガスであるのが好ましいことが確認できる。さらに、上部封止部材32および透明管33内に導入する不活性ガスの流量の合計が35L/min未満であって上部封止部材32および透明管33内の酸素濃度が300ppmを超える場合、Knot Testの数値が上述した好ましい範囲から外れてしまい、光ファイバ3の表面性が悪化することが確認できる。
As shown in Table 1, since the optical fibers according to Examples 1 to 12 of the present invention have good surface properties, increase in loss could be suppressed even when used for a loose tube. Moreover, it is preferable that it is an inert gas to introduce into the upper sealing
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。たとえば、上述の実施の形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、本発明の範囲内において必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。 Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary within the scope of the present invention.
たとえば、上述の実施の形態においては、不活性ガスを、上部封止部材32および透明管33の内部に第1流量で導入する不活性ガス導入路321と、第2流量で導入する不活性ガス導入路322との2系統を用いているが、これに限定されるものではない。具体的には、不活性ガスを、上部封止部材32および透明管33の内部に第3流量で導入する、さらなる不活性ガス導入路などを設けて、3系統以上の不活性ガス導入路を用いることも可能である。
For example, in the above-described embodiment, an inert
1 光ファイバ母材
2,2a ガラス光ファイバ
2A 一次被覆光ファイバ
3 光ファイバ
10 線引炉
10a ヒータ
20,20A,20B 樹脂塗布ダイス
20a,20b,20Aa,20Ba 樹脂供給管
30,30A,30B 被覆形成装置
31,31A,31B 保護管
31a 不活性ガス供給管
32 上部封止部材
33 透明管
34 紫外光源
35 反射ミラー
36 筐体
37 下部封止部材
37a 排気管
38 酸素濃度計
38a 酸素濃度センサ
39 紫外線照射部
40,50 ガイドローラ
60 巻取りドラム
70 ルースチューブケーブル
71 テンションメンバ
72 光ファイバ着色心線
73 ルースチューブ
74 ジェリー
75 シース
100,200 製造装置
321,321A,321B,322,322A,322B 不活性ガス導入路
321Aa,321Ba 開口
f 随伴流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical
Claims (5)
前記樹脂が塗布されたガラス光ファイバを第1不活性ガス雰囲気形成部に通過させて、前記樹脂の表面近傍に不活性ガスからなる随伴流を形成する随伴流形成工程と、
前記随伴流に覆われた前記樹脂が塗布されたガラス光ファイバを、紫外線を出射する紫外光源および前記紫外線を透過する紫外線透過管を備えた紫外線照射部に通過させることにより、前記樹脂を硬化させて被覆を形成する被覆形成工程と、を含み、
前記第1不活性ガス雰囲気形成部と、前記紫外線照射部とが離間しており、
前記紫外線照射部における前記ガラス光ファイバが挿入される側に設けられた、不活性ガスが供給される第2不活性ガス雰囲気形成部に、前記樹脂が塗布されたガラス光ファイバを通過させる
ことを特徴とする光ファイバの製造方法。 A resin application step of applying an ultraviolet curable resin to the outer periphery of the traveling glass optical fiber;
An accompanying flow forming step of passing the glass optical fiber coated with the resin through the first inert gas atmosphere forming portion to form an accompanying flow made of an inert gas in the vicinity of the surface of the resin;
The glass optical fiber coated with the resin covered with the accompanying flow is passed through an ultraviolet irradiation unit including an ultraviolet light source that emits ultraviolet rays and an ultraviolet transmission tube that transmits the ultraviolet rays, thereby curing the resin. And a coating forming step of forming a coating.
The first inert gas atmosphere forming part and the ultraviolet irradiation part are separated from each other,
Passing the glass optical fiber coated with the resin through a second inert gas atmosphere forming part to which an inert gas is supplied, provided on the side where the glass optical fiber is inserted in the ultraviolet irradiation part. A method for manufacturing an optical fiber.
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