JP3738875B2 - 光ファイバー用プリフォームとその製造方法 - Google Patents
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバーの製造に有用な、光ファイバー用プリフォームとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型の光ファイバー母材は、電気炉等の加熱炉で加熱された後、軸方向、特には鉛直方向に延伸される。この際、径比の２乗に比例して長くなるため、延伸後に所定の長さに切断されて光ファイバー用プリフォームとなる。光ファイバー用プリフォームは、端部からの割れを防止して輸送時の取扱いを容易にするため、ガラス旋盤で仕上げられて、両端部を溶断したテーパー状にされた後、線引き装置で線引きされて光ファイバーとしていた（特開昭56-14441号公報）。
【０００３】
線引きに際しては、まずガラス旋盤でプリフォームの一端にダミーバーを溶着し、表面に着いたゴミやシリカクラウドをファイヤーポリッシで取り除いた後、例えば、図１に示すような線引き装置に取り付ける。線引き装置では、ダミーバー付きプリフォーム１のダミーバー部２を線引き装置のフィーダー３にスクロールチャック４で把持させ、プリフォーム１の線引き開始端を加熱炉５の所定位置にセットして加熱を開始し、プリフォーム１の先端が軟化して垂れ落ちてくるのを待つ。先端が垂れ落ちてきたら、作業者がこの先端を捉えて引き出し外径測定器６に通す。所望の線径のファイバ７になったところで、ダイス８に通して樹脂による一次被覆を行った後、紫外線硬化装置９に導いて硬化する。次いでダイス10での二次被覆と紫外線硬化装置11での硬化を行って、線径と線速が設定値に達したところで、ガイドプーリー12及びキャプスタン（図示せず）を経て製品としてボビンに巻き取っている。
【０００４】
線引きが定常に達するまでの時間、すなわち、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間と、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間は、初期のプリフォームの形状に影響される。この影響はプリフォームの直径が大きくなるほど大きく、線引きが定常に達するまでの時間が長くなる。またプリフォームを火炎で局所的に加熱して溶断した場合は、プリフォーム両端のテーパー部に歪みが残ってしまう。残留した歪みが大きい場合、プリフォームが強い衝撃を受けたり、プリフォームにダミーバーの溶着などの熱的な衝撃が加わったりすると、その両端部に割れを生ずることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、光ファイバー母材を加熱し、軸方向に延伸して所定の長さに切断し、両端部を溶断してテーパー状をしたプリフォームを製造する際に、プリフォーム両端部での割れの発生を防止すると共に、線引き工程における線引きの開始から定常に達するまでの時間を短縮することのできる、光ファイバー用プリフォームとその製造方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間は、プリフォームの先端部のテーパー形状が長いほど短縮され、その後の線径及び線速が設定値になるまでの時間は、当初のプリフォームの先端部のテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状に近いほど短縮されること、さらには線引きが定常に達するまでの時間は、溶断されたプリフォームの両端のテーパー形状に影響されることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明の光ファイバー用プリフォームは、その両端部を、火炎による溶断によって式： 1/3Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が99％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状としてなり、該両端部の歪み量が 40kgf/cm 2 以下であることを特徴とする。この光ファイバー用プリフォームは、両端部の歪み量が40kgf/cm2 以下であるので、強い衝撃や熱的な衝撃が加わった場合でも割れを生ずることがない。
【０００８】
本発明の光ファイバー用プリフォームの製造方法は、光ファイバー母材を加熱し、軸方向に延伸した後、所定の長さに切断し、得られるプリフォームの両端部を溶断して、この両端部を、式： 1/3Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が99％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状とし、プリフォームの両端部の歪み量を 40kgf/cm 2 以下とすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の詳細を、光ファイバー用プリフォームの先端部分を拡大して示した図２に基づいて説明する。図２においてＤはプリフォームの直径、Ｐはプリフォームの直径Ｄが99％以下に縮径した点を表わす。
【００１０】
本発明の光ファイバー用プリフォームでは、プリフォームの両端部のテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状に近くなり、線引きが定常に達するまでの時間を短縮することができる。Ｌ＜ 1/3Ｄでは、先端が垂れ落ちるまでの時間が長くなり、さらにテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状になるまでに時間がかかるため、線径及び線速が設定値になるまでの時間も長くなってしまう。他方、Ｌ＞３Ｄの場合は、先端が垂れ落ちるまでの時間は短縮するが、テーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状になるまでに時間がかかるため、線径及び線速が設定値になるまでの時間も長くなってしまう。このためＬ＝Ｄとするのが最適となる。
【００１１】
また、残留する歪み量を40kgf/cm２ 以下とすることで、プリフォームが強い衝撃を受けたときやダミーバー溶着の際に発生する割れを防止することができる。残留する歪み量を減らすのは、冷却速度をコントロールすることで容易に行うことができる。残留する歪み量が40kgf/cm２ を超えると、ダミーバー溶着の際に割れが頻発するようになる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の具体的態様を実施例及び比較例を挙げて説明する。
【００１３】
（実施例）
図１に示した線引き装置を用いて直径30mmのプリフォームを線引きした。プリフォームの直径が99％以下に縮径した点Ｐから先端までの長さＬを30mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が10分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が10分で、合計20分であった。
【００１４】
（比較例１）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを５mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が20分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が30分で、合計50分であった。
【００１５】
（比較例２）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを 100mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が10分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が30分で、合計40分であった。
【００１６】
（比較例３）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを30mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は60kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れが発生して線引きが不可能であった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、プリフォーム両端部での割れが防止され、線引きが正常に達するまでの時間を短縮できるので、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する線引き装置の全体を示す、縦断面説明図である。
【図２】本発明によるプリフォームの先端部分を拡大して示す、拡大縦断面説明図である。
【符号の説明】
１‥ダミーバー付きプリフォーム、 ２‥ダミーバー部、
３‥線引き装置のフィーダー、 ４‥スクロールチャック、
５‥加熱炉、 ６‥外径測定器、
７‥ファイバ、 ８‥ダイス、
９‥紫外線硬化装置、 10‥ダイス、
11‥紫外線硬化装置、 12‥ガイドプーリー、
Ｄ‥プリフォームの直径、
Ｐ‥プリフォームの直径が99％以下に縮径した点。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバーの製造に有用な、光ファイバー用プリフォームとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大型の光ファイバー母材は、電気炉等の加熱炉で加熱された後、軸方向、特には鉛直方向に延伸される。この際、径比の２乗に比例して長くなるため、延伸後に所定の長さに切断されて光ファイバー用プリフォームとなる。光ファイバー用プリフォームは、端部からの割れを防止して輸送時の取扱いを容易にするため、ガラス旋盤で仕上げられて、両端部を溶断したテーパー状にされた後、線引き装置で線引きされて光ファイバーとしていた（特開昭56-14441号公報）。
【０００３】
線引きに際しては、まずガラス旋盤でプリフォームの一端にダミーバーを溶着し、表面に着いたゴミやシリカクラウドをファイヤーポリッシで取り除いた後、例えば、図１に示すような線引き装置に取り付ける。線引き装置では、ダミーバー付きプリフォーム１のダミーバー部２を線引き装置のフィーダー３にスクロールチャック４で把持させ、プリフォーム１の線引き開始端を加熱炉５の所定位置にセットして加熱を開始し、プリフォーム１の先端が軟化して垂れ落ちてくるのを待つ。先端が垂れ落ちてきたら、作業者がこの先端を捉えて引き出し外径測定器６に通す。所望の線径のファイバ７になったところで、ダイス８に通して樹脂による一次被覆を行った後、紫外線硬化装置９に導いて硬化する。次いでダイス10での二次被覆と紫外線硬化装置11での硬化を行って、線径と線速が設定値に達したところで、ガイドプーリー12及びキャプスタン（図示せず）を経て製品としてボビンに巻き取っている。
【０００４】
線引きが定常に達するまでの時間、すなわち、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間と、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間は、初期のプリフォームの形状に影響される。この影響はプリフォームの直径が大きくなるほど大きく、線引きが定常に達するまでの時間が長くなる。またプリフォームを火炎で局所的に加熱して溶断した場合は、プリフォーム両端のテーパー部に歪みが残ってしまう。残留した歪みが大きい場合、プリフォームが強い衝撃を受けたり、プリフォームにダミーバーの溶着などの熱的な衝撃が加わったりすると、その両端部に割れを生ずることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、光ファイバー母材を加熱し、軸方向に延伸して所定の長さに切断し、両端部を溶断してテーパー状をしたプリフォームを製造する際に、プリフォーム両端部での割れの発生を防止すると共に、線引き工程における線引きの開始から定常に達するまでの時間を短縮することのできる、光ファイバー用プリフォームとその製造方法を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題の解決のため鋭意研究の結果、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間は、プリフォームの先端部のテーパー形状が長いほど短縮され、その後の線径及び線速が設定値になるまでの時間は、当初のプリフォームの先端部のテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状に近いほど短縮されること、さらには線引きが定常に達するまでの時間は、溶断されたプリフォームの両端のテーパー形状に影響されることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明の光ファイバー用プリフォームは、その両端部を、火炎による溶断によって式： 1/3Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が99％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状としてなり、該両端部の歪み量が 40kgf/cm 2 以下であることを特徴とする。この光ファイバー用プリフォームは、両端部の歪み量が40kgf/cm2 以下であるので、強い衝撃や熱的な衝撃が加わった場合でも割れを生ずることがない。
【０００８】
本発明の光ファイバー用プリフォームの製造方法は、光ファイバー母材を加熱し、軸方向に延伸した後、所定の長さに切断し、得られるプリフォームの両端部を溶断して、この両端部を、式： 1/3Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が99％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状とし、プリフォームの両端部の歪み量を 40kgf/cm 2 以下とすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の詳細を、光ファイバー用プリフォームの先端部分を拡大して示した図２に基づいて説明する。図２においてＤはプリフォームの直径、Ｐはプリフォームの直径Ｄが99％以下に縮径した点を表わす。
【００１０】
本発明の光ファイバー用プリフォームでは、プリフォームの両端部のテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状に近くなり、線引きが定常に達するまでの時間を短縮することができる。Ｌ＜ 1/3Ｄでは、先端が垂れ落ちるまでの時間が長くなり、さらにテーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状になるまでに時間がかかるため、線径及び線速が設定値になるまでの時間も長くなってしまう。他方、Ｌ＞３Ｄの場合は、先端が垂れ落ちるまでの時間は短縮するが、テーパー形状が線引き定常時のネックダウン形状になるまでに時間がかかるため、線径及び線速が設定値になるまでの時間も長くなってしまう。このためＬ＝Ｄとするのが最適となる。
【００１１】
また、残留する歪み量を40kgf/cm２ 以下とすることで、プリフォームが強い衝撃を受けたときやダミーバー溶着の際に発生する割れを防止することができる。残留する歪み量を減らすのは、冷却速度をコントロールすることで容易に行うことができる。残留する歪み量が40kgf/cm２ を超えると、ダミーバー溶着の際に割れが頻発するようになる。
【００１２】
【実施例】
次に、本発明の具体的態様を実施例及び比較例を挙げて説明する。
【００１３】
（実施例）
図１に示した線引き装置を用いて直径30mmのプリフォームを線引きした。プリフォームの直径が99％以下に縮径した点Ｐから先端までの長さＬを30mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が10分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が10分で、合計20分であった。
【００１４】
（比較例１）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを５mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が20分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が30分で、合計50分であった。
【００１５】
（比較例２）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを 100mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は40kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れは発生しなかった。ファイバー設定径： 125μm 、線速：100mm/分のときの、線引きが正常に達するまでの時間は、プリフォームを加熱炉にセットしてから先端が垂れ落ちるまでの時間が10分、それから線径及び線速が設定値に達するまでの時間が30分で、合計40分であった。
【００１６】
（比較例３）
実施例と同じ装置を用いて同じ直径のプリフォームを線引きする際に上記Ｌを30mmとした場合、テーパー部分の残留歪み量は60kgf/cm２ で、ダミーバーの溶着の際の割れが発生して線引きが不可能であった。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、プリフォーム両端部での割れが防止され、線引きが正常に達するまでの時間を短縮できるので、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する線引き装置の全体を示す、縦断面説明図である。
【図２】本発明によるプリフォームの先端部分を拡大して示す、拡大縦断面説明図である。
【符号の説明】
１‥ダミーバー付きプリフォーム、 ２‥ダミーバー部、
３‥線引き装置のフィーダー、 ４‥スクロールチャック、
５‥加熱炉、 ６‥外径測定器、
７‥ファイバ、 ８‥ダイス、
９‥紫外線硬化装置、 10‥ダイス、
11‥紫外線硬化装置、 12‥ガイドプーリー、
Ｄ‥プリフォームの直径、
Ｐ‥プリフォームの直径が99％以下に縮径した点。
Claims (2)
- 両端部を、火炎による溶断によって式： 1/3Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が99％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状としてなり、該両端部の歪み量が 40kgf/cm 2 以下であることを特徴とする光ファイバー用プリフォーム。
- 光ファイバー母材を加熱し、軸方向に延伸した後、所定の長さに切断し、得られたプリフォームの両端部を溶断して、式： 1/3 Ｄ≦Ｌ≦３Ｄ（ここにＤはプリフォームの直径、Ｌはプリフォームの直径が 99 ％以下に縮径した点から先端までの長さを表わす）で示されるテーパー形状とし、プリフォームの両端部の歪み量を 40kgf/cm 2 以下とすることを特徴とする光ファイバー用プリフォームの製造方法。
Priority Applications (14)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06581999A JP3738875B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 光ファイバー用プリフォームとその製造方法 |
| EP03090252A EP1364918B1 (en) | 1998-11-05 | 1999-11-03 | A method and apparatus for manufacturing a preform and optical fibre from the preform |
| DE1999638158 DE69938158T8 (de) | 1998-11-05 | 1999-11-03 | Verfahren zum Herstellen einer Vorform und einer optischen Faser aus der Vorform |
| DE69931825T DE69931825T8 (de) | 1998-11-05 | 1999-11-03 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Vorform und einer optischen Faser aus der Vorform |
| EP03090253A EP1364919B1 (en) | 1998-11-05 | 1999-11-03 | Method for manufacturing a preform and optical fibre from the preform |
| EP99250390A EP0999189B1 (en) | 1998-11-05 | 1999-11-03 | Process and apparatus for drawing a preform and for drawing an optical fibre from the drawn preform |
| KR1019990048941A KR100551100B1 (ko) | 1998-11-05 | 1999-11-05 | 광파이버 제조 방법, 프리폼 제조 방법 및 프리폼 제조 장치 |
| US09/434,280 US6386001B1 (en) | 1998-11-05 | 1999-11-05 | Optical fiber manufacture method including elongating a preform in a vertical direction and a horizontal direction |
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| US10/158,803 US20020144520A1 (en) | 1998-11-05 | 2002-06-03 | Optical fiber manufacture method, preform manufacture method, and preform manufacture apparatus |
| US10/158,804 US20020152772A1 (en) | 1998-11-05 | 2002-06-03 | Optical fiber manufacture method, preform manufacture method, and preform manufacture apparatus |
| US10/158,801 US6848276B2 (en) | 1998-11-05 | 2002-06-03 | Optical fiber manufacture method, preform manufacture method, and preform manufacture apparatus |
| US10/158,843 US20020139149A1 (en) | 1998-11-05 | 2002-06-03 | Optical fiber manufacture method, preform manufacture method, and preform manufacture apparatus |
| US11/046,889 US20050132753A1 (en) | 1998-11-05 | 2005-02-01 | Optical fiber manufacture method, preform manufacture method, and preform manufacture apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06581999A JP3738875B2 (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 光ファイバー用プリフォームとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000264662A JP2000264662A (ja) | 2000-09-26 |
| JP3738875B2 true JP3738875B2 (ja) | 2006-01-25 |
Family
ID=13298030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06581999A Expired - Fee Related JP3738875B2 (ja) | 1998-11-05 | 1999-03-12 | 光ファイバー用プリフォームとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3738875B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2003337232A (ja) * | 2002-05-17 | 2003-11-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光伝送体ならびにその製造方法および製造装置 |
| JP4496012B2 (ja) * | 2004-05-28 | 2010-07-07 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| WO2005115935A1 (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | ガラス母材とその製造方法並びに光ファイバの製造方法 |
| JP4728605B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2011-07-20 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ用母材及びその製造方法 |
| JP4691008B2 (ja) * | 2006-12-11 | 2011-06-01 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1087338A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 延伸方法 |
| JP3375547B2 (ja) * | 1998-08-11 | 2003-02-10 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバプリフォームの製造方法及び製造装置 |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP06581999A patent/JP3738875B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000264662A (ja) | 2000-09-26 |
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