JP3902009B2

JP3902009B2 - Optical fiber resin coating equipment

Info

Publication number: JP3902009B2
Application number: JP2002000160A
Authority: JP
Inventors: 貴弘濱田; 宗久藤巻
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2022-01-04
Also published as: JP2003201151A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は線引きされた光ファイバ裸線に被覆用の樹脂を塗布する光ファイバ用樹脂塗布装置に関し、特に高線速で均一に樹脂を塗布することができる光ファイバ用樹脂塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信などに広く用いられている光ファイバは、通常、石英ガラスからなるプリフォームを加熱溶融し線引きすることによって製造されている。
光ファイバは、傷つきにより強度が著しく低下して破断しやすくなり、また、外力によりマイクロベントが発生して伝送損失が増加しやすい。このため、線引き直後の光ファイバ裸線の外周にウレタンアクリレート系樹脂やエポキシアクリレート系樹脂などの樹脂を塗布したのち、該樹脂を紫外線照射や加熱により硬化させて被覆を設けた光ファイバ素線として、摩擦などから保護するようにしている。また、光ファイバ素線の被覆は通常２層設けられており、内側の一次被覆にはクッション効果をもつ軟らかい樹脂が、また、外側の二次被覆には摩擦に強い硬い樹脂が用いられている。
【０００３】
光ファイバ裸線に樹脂を塗布するには、該光ファイバ裸線の通り道に、液状の未硬化の樹脂を溜めるためのダイスと、ダイスから前記樹脂があふれることを防止するためのニップルとを具える光ファイバ用樹脂塗布装置を設け、前記光ファイバ裸線を前記樹脂の中に通す方法が一般的に行われている。
近年、光ファイバを製造する際の線引き速度は、例えば５００ｍ／分以上の高線速とすることが一般的になっているので、樹脂と光ファイバ裸線との間に働く摩擦が大きくなり、樹脂の流れが乱されることにより樹脂中に気泡が発生したり、光ファイバ裸線の外周に均一に樹脂が塗布されない、いわゆる偏肉が発生したり、または長手方向に被覆径が変動したりする等の問題が発生することがある。
【０００４】
このようにして、光ファイバの被覆が不均一になると、わずかな外力や温度変化によっても容易に曲がりやすくなり、伝送損失が著しく増加するおそれがある。このため、高線速にて走行する光ファイバ裸線に均一に樹脂を塗布できることを課題として、光ファイバ用樹脂塗布装置の構成や形状などについての試みがすでに数多くなされている。
【０００５】
例えば、特公平７−９１０９２号公報には、図７に示すような光ファイバ用樹脂塗布装置が開示されている。
図７において、符号１は光ファイバ裸線、２はニップル、３はダイスである。前記ニップル２の中心には、走行する光ファイバ裸線１を挿通するためのニップル孔１１が設けられている。また、ダイス３には、光ファイバ裸線１に塗布される樹脂４を溜めるためのダイス孔１２が設けられている。
前記ニップル２およびダイス３は、ニップル２の下面とダイス３の上面との間に適当な隙間６が設けられるように、また、ニップル孔１１とダイス孔１２とが同軸上に位置するように、ホルダー５にて保持されている。
そして前記隙間６を介して、ダイス孔１２に樹脂４が加圧供給できるようになっている。
【０００６】
前記隙間６から、前記ダイス孔１２に樹脂４を周方向より加圧供給すると、樹脂４はダイス孔１２内に溜まり、さらに、ニップル孔１１に界面が接触することによりメニスカス１３を形成する。
そして、ニップル孔１１およびダイス孔１２に光ファイバ裸線１を通すことにより、樹脂４が前記光ファイバ裸線１の外周に塗られ、さらにダイス３の出口１４において樹脂４が絞られるので、光ファイバ裸線１に樹脂４を均一な厚さに塗布することができるようになっている。
【０００７】
このような光ファイバ樹脂塗布装置において、ダイス孔１２の形状は、図８に示すように、入線側を出線側に向けて径が小さくなるテーパ部Ｔとし、また、出線側を一定径のストレート部Ｓとしている。前記テーパ部Ｔは、樹脂４の流れを細くして淀みを生じさせ、光ファイバ裸線１の外周に側圧を均等に付与することにより、光ファイバ裸線１がダイス孔１２の中心軸上を保って走行するのに寄与する。すなわち所謂セルフセンタリング力を働かせるために設けられている。また、ストレート部Ｓは、樹脂４の流れによるダイス孔１２の側壁からの反作用を抑制し、ダイス３の出口１４における樹脂４の流れの乱れを最小限にするために設けられている。
【０００８】
さらに、前記セルフセンタリング力の作用を大きくするため、ダイス孔１２のテーパ部Ｔのテーパ角Ａは２〜８°とされている。また、外径１２５μｍの光ファイバ裸線１から被覆径２５０μｍの光ファイバ素線を製造する実施例から、ストレート部Ｓの長さｂは、ダイス３の出口１４の口径ｄより長いことが好ましいとしている。
【０００９】
また、特開２００１−１５８６４４号公報には、前記特公平７−９１０９２号公報に記載の樹脂塗布装置に同様の構成を有し、ダイス孔１２のストレート部Ｓの長さｂが、ダイス３の出口１４の口径ｄより短いことを特徴とする樹脂塗布装置が開示されている。
この先行発明は、外径１２５μｍの光ファイバ裸線１の上に被覆径４００μｍ（被覆厚１３７．５μｍ）の被覆を施す場合、前記特公平７−９１０９２号公報に記載の樹脂塗布装置では、樹脂塗布が不安定になり、被覆径の変動が激しくなる問題に対処したものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の説明から明らかなように、従来の光ファイバ用樹脂被覆装置においては、被覆径すなわちダイス３の出口１４の口径ｄに対して、ダイス孔１２のストレート部Ｓの長さｂが適切に設定されている必要があり、また、このバランスが不適切であると、光ファイバ裸線１への樹脂の塗布が不均一になるおそれがある。しかしながら、ダイス孔１２のテーパ部Ｔのテーパ角Ａが２〜８°と小さいので、前記テーパ部Ｔとストレート部Ｓとの境界が不明確になりやすく、ダイス３の加工精度が低いという問題がある。また、製造したダイス３について、前記ストレート部Ｓの長さｂを検定しようとしても、その測定精度が低くなりやすいため、製造管理が困難である。このため、被覆径の再現性が悪く、樹脂被覆工程の制御が困難であり、生産性が劣っている。
【００１１】
従って、本発明の課題は、ダイスの加工精度の低さに基づく光ファイバの被覆径のバラツキを著しく小さくし、光ファイバ裸線への樹脂の塗布が極めて均一に実施できる光ファイバ用樹脂塗布装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置は、ニップル孔を有するニップルと、ダイス孔を有するダイスとを具え、前記ニップルと前記ダイスとは、前記ニップル孔および前記ダイス孔とが同軸上に位置するように配置されており、かつ前記ニップルの下面と前記ダイスの上面との間の間隙から、前記ダイス孔に樹脂を周方向より加圧供給しつつ、前記ニップル孔と前記ダイス孔とを通る光ファイバ裸線に対して前記樹脂が被覆されるようになっている光ファイバ用樹脂塗布装置において、
前記ダイスのダイス孔の形状は、入線側から順に、テーパ角が１０°以下である第１のテーパ部、テーパ角が１５〜９０°である第２のテーパ部、および、一定径のストレート部を含んでおり、かつ前記第２のテーパ部の長さが、０．０５〜０．６ｍｍであることを特徴とする。これにより、ダイス孔のテーパ部とストレート部との境界が明確に識別できるようになり、ダイスの加工精度および測定精度を向上させることができるので、光ファイバへの樹脂の塗布が極めて均一に実施できるようになる。
【００１３】
さらに、前記第２のテーパ部の長さが前記ストレート部の長さの０．１〜３倍であることが好ましい。これにより、第２のテーパ部の識別が一層容易になり、また、第２のテーパ部を設けたことによる樹脂の流れの乱れを抑制することができる。さらに、前記ストレート部の長さが、前記ダイスの出口の口径の０．４〜２倍とすることにより、樹脂の流れを一層安定させることができる。
【００１４】
さらに、前記テーパ部の段数は、３段以上としても同様な効果を得ることができる。すなわち、ダイスのダイス孔の形状が入線側から順に、出線側に向けて径が小さくなった３段以上のテーパ部と、出口に接し径が一定のストレート部とを含んでおり、全テーパ部の中で、ストレート部に接するテーパ部のテーパ角が１５〜９０°であり、その他のテーパ部のテーパ角は１０°以下とし、かつ、前記ストレート部に接するテーパ部の長さが、０．０５〜０．６ｍｍであるものとする。
【００１５】
このように、前記テーパ部の段数を３段以上としても、前記テーパ部とストレート部との境界を明確に識別することができるので、ダイスの加工精度および測定精度を高め、樹脂の塗布を安定に行うことができる。前記テーパ部の段数を３段以上の場合においても、テーパ部の段数が２段のものと同様に、前記ストレート部に接するテーパ部の長さを前記ストレート部の長さの０．１〜３倍とし、また、前記ストレート部の長さを、前記ダイスの出口の口径の０．４〜２倍とすることが好ましい。
【００１６】
以上の光ファイバ用樹脂塗布装置においては、さらに、前記ダイスの入口の周縁部に面取りを施すことが好ましい。これにより、樹脂の流れが一層滑らかになり、被覆径の変動を一層抑制するのに有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
図１は、本実施の形態の光ファイバ用樹脂塗布装置の概略断面図である。図１中、図７で用いた符号と同一の符号は、図７の構成と同様のものであることを意味する。
この光ファイバ用樹脂塗布装置によって光ファイバ裸線１に樹脂４を塗布するためには、従来の装置と同様に、ニップル２とダイス３との間の隙間６からダイス孔１２に樹脂４を周方向より加圧供給し、次いでニップル孔１１およびダイス孔１２に光ファイバ裸線１を通して該光ファイバ裸線１の外周を前記樹脂４に濡らし、さらに前記ダイス３の出口１４において前記樹脂４を絞って均一の厚さに塗布する。
この光ファイバ用樹脂塗布装置において、前記ダイス３のダイス孔１２の形状は、従来のものと同様に、入線側から順に、出線側に向けて径が小さくなったテーパ部Ｔと、一定径のストレート部Ｓとを含んでいる。
【００１８】
本実施の形態の光ファイバ用樹脂塗布装置が従来のものと異なる点は、図２（ａ）に示すように、テーパ部Ｔが２段であって、入線側の第１のテーパ部Ｔ₁のテーパ角Ａが１０°以下であり、出線側の第２のテーパ部Ｔ₂のテーパ角Ｂが１５〜９０°であり、かつ前記第２のテーパ部の長さが、０．０５〜０．６ｍｍであることである。
【００１９】
このように、ストレート部Ｓに接する第２のテーパ部Ｔ₂のテーパ角Ｂが大きく設定されているので、テーパ部Ｔとストレート部Ｓとの境界が明確になる。
従って、ダイス３の加工におけるテーパ部Ｔとストレート部Ｓの寸法精度を向上させることができるので、光ファイバの被覆径に対して、ストレート部Ｓの長さを適切に設定することが容易かつ確実となり、光ファイバの被覆径の変動や、被覆への気泡の混入などの問題が発生しにくくなるという優れた効果を奏する。
【００２０】
前記第２のテーパ部Ｔ₂は、テーパ角Ｂが大きいので、樹脂４の流れを乱し、樹脂４への気泡の混入の原因となるおそれがある。このため、前記第２のテーパ部Ｔ₂の長さａは、ストレート部Ｓの長さｂの０．１〜３倍とする（０．１ｂ≦ａ≦３ｂ）ことが好ましい。このａ／ｂの比の値が０．１未満では、前記第２のテーパ部Ｔ₂がストレート部Ｓに比して短すぎるので、テーパ部Ｔとストレート部Ｓの境界の識別が困難となり好ましくない。また、ａ／ｂの比の値が３を超えると、前記第２のテーパ部Ｔ₂が長すぎるために樹脂４の流れが乱されて、気泡が混入するおそれがある。
【００２１】
さらに、前記ストレート部Ｓの長さｂは、ダイス３の出口１４の口径ｄの０．４〜２倍とする（０．４ｄ≦ｂ≦２ｂ）ことが好ましい。
このｂ／ｄの比の値が前記範囲外であると、樹脂４の流れが不安定になりやすくなり、樹脂４に気泡が混入したり、被覆径の変動が激しくなったりするおそれがあるので好ましくない。
【００２２】
さらに、図２（ｂ）に示すように、前記ダイス３の入口１５の周縁部は斜面または曲面にて面取りしてもよい。これにより、樹脂の流れが一層滑らかになり、被覆径の変動を一層抑制するのに有効である。しかしながら、この面取り部Ｒが極端に大きいと塗布性が悪くなるので、面取り部Ｒの長さｃは、１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２３】
また、光ファイバ用樹脂塗布装置の他の形態としては、ダイス孔１２のテーパ部Ｔの段数を３段以上とし、全テーパ部の中で、ストレート部に接するテーパ部のテーパ角が１５〜９０°であり、その他のテーパ部のテーパ角は１０°以下であり、かつ前記ストレート部に接するテーパ部の長さが、０．０５〜０．６ｍｍであることを特徴とする構成も可能である。
【００２４】
例えば、図３（ａ）に示すダイス３は、３段のテーパ部Ｔ₁〜Ｔ₃を有し、ストレート部Ｓに接するテーパ部Ｔ₃のテーパ角Ａ₃が１５〜９０°の範囲内にあり、長さａ₃は０．０５〜０．６ｍｍの範囲内にある。また、テーパ部Ｔ₁のテーパ角Ａ₁およびＴ₂のテーパ角Ａ₂はそれぞれ１０°以下となっている。
このようなダイス３を用いても、被覆径の変動を小さく抑制することができる。テーパ部Ｔの段数を３段以上とした場合、テーパ部Ｔの段数が２段である場合に比して、例えば隣接するテーパ部間のテーパ角の変化を小さくすることができるので、樹脂４の流れを一層安定にすることができる。
【００２５】
これらのテーパ部Ｔの段数が３段以上である実施の形態においても、前記テーパ角が１５〜９０°となるテーパ部の長さａ₃は、ストレート部Ｓの長さｂの０．１〜３倍とし、前記ストレート部Ｓの長さｂは、ダイス３の出口１４の口径ｄの０．４〜２倍とすることが好ましい。
さらに、図３（ｂ）に示すように、前記ダイス３の入口１５の周縁部は斜面または曲面にて面取りしてもよい。これにより、樹脂の流れが一層滑らかになり、被覆径の変動を一層抑制するのに有効である。しかしながら、この面取り部Ｒが極端に大きいと塗布性が悪くなるので、面取り部Ｒの長さｃは、１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００２６】
次に本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置を用いて、光ファイバ裸線１に樹脂４を塗布する方法について説明する。図４は、光ファイバを製造する装置の一例を示す概略構成図であり、図４中、符号２１はプリフォームである。
プリフォーム２１は、線引炉３０内にて加熱溶融され、ファイバ化されて光ファイバ裸線１となる。この光ファイバ裸線１は、冷却装置３１により冷却された後、第１の樹脂塗布装置３２により一次被覆用樹脂を塗布されたのち、第１の樹脂硬化装置３３により前記一次被覆用樹脂を硬化させて一次被覆を設けられ、さらに、第２の樹脂塗布装置３４により二次被覆用樹脂を塗布されたのち、第２の樹脂硬化装置３５により前記二次被覆用樹脂を硬化させて二次被覆を設けられて、光ファイバ素線２２となる。そしてこの光ファイバ素線２２はターンプーリ３６を介して、巻取機３７により巻き取られる。
【００２７】
本実施の形態の光ファイバ用樹脂塗布装置は、前記第１の樹脂塗布装置３２および第２の樹脂塗布装置３４の両方またはいずれか一方として、好適に使用することができる。
【００２８】
次に、本発明を試験例によってさらに詳しく説明する。
［試験例１］
実施例として、ダイス孔１２のテーパ部Ｔが２段であって、第２のテーパ部Ｔ₂のテーパ角Ｂがそれぞれ１５°、２０°、９０°である３種類の光ファイバ用樹脂塗布装置を製造した。また、比較例としては、ダイス孔１２のテーパ部Ｔが１段である従来の光ファイバ用樹脂塗布装置を用いた。
この４種類の光ファイバ用樹脂塗布装置について、それぞれ１０個製造した。
【００２９】
実施例の光ファイバ用樹脂塗布装置のダイス３においては、第１のテーパ部Ｔ₁の長さは２．０ｍｍ、第１のテーパ部Ｔ₁のテーパ角Ａは１０°、第２のテーパ部Ｔ₂の長さａは０．４ｍｍ、ストレート部Ｓの長さｂは０．２ｍｍ、ダイス３の出口１４の口径ｄは０．２５ｍｍとした。
また、比較例の光ファイバ用樹脂塗布装置のダイス３においては、テーパ部Ｔの長さは２．４ｍｍ、テーパ部Ｔのテーパ角Ａは１０°、ストレート部Ｓの長さｂは０．２ｍｍ、ダイス３の出口１４の口径ｄは０．２５ｍｍとした。
【００３０】
それぞれの光ファイバ用樹脂塗布装置について、ダイス孔１２のストレート部Ｓの長さｂを測定し、この測定値の標準偏差を算出した。
ダイス孔１２のストレート部Ｓの長さｂは、印象材を用いて該ダイス孔１２の型を取り、この型を工具顕微鏡にて観測することによって測定した。
図５に、この測定結果を示す。図５から明らかなように、第２のテーパ部Ｔ₂を設けることにより、ストレート部Ｓの長さｂのバラツキが極めて小さくなり、寸法の精度が著しく向上したことが分かる。
【００３１】
さらに、それぞれの光ファイバ用樹脂塗布装置を図４に示す光ファイバ製造装置に組み込み、光ファイバ素線２２を製造し、得られた光ファイバ素線２２の被覆径を外径測定装置（ＰｈｏｔｏｎＫｉｎｅｔｉｃｓ社製、型番ＰＫ２４００）を用いて測定した。
図６に、この測定結果を示す。図６から明らかなように、第２のテーパ部Ｔ₂を設けた実施例の光ファイバ用樹脂塗布装置によれば、被覆径のバラツキが極めて小さくなった。
【００３２】
［試験例２］
次に、２段のテーパ部Ｔを有するダイスを具えた光ファイバ用樹脂塗布装置について、図２（ａ）に示す各部の寸法の関係を明らかにするため、表１に示すように、各部の寸法を変化させてダイス３を製造し、それぞれのダイス３を光ファイバ用樹脂塗布装置に組み込み、光ファイバ素線２２を製造した。表１において、Ａ、Ｂ、ａ、ｂ、ｄは、図２（ａ）に示すとおりの部分の寸法を意味する。
得られた光ファイバ素線２２について、顕微鏡を用いて気泡の混入の有無を調べた。（気泡の数が、０個／ｍであるものを「良好」とし、５個以上／ｍであるものを「気泡発生」とし、５個未満／ｍであるものを「気泡混入」）として判定した。
【００３３】
【表１】

【００３４】
表１に示す結果から明らかなように、本実施の形態の光ファイバ用樹脂塗布装置によれば、気泡の混入のない良好な被覆を形成することができた。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ダイスの加工精度を向上し、光ファイバ裸線への樹脂の塗布が極めて均一に実施できるので、光ファイバの被覆径のバラツキを著しく小さくすることができる。また、被覆用の樹脂への気泡の混入を効果的に減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置の一例の概略断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置に用いられるダイスの一例の概略断面図である。
【図３】本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置に用いられるダイスの他の例の概略断面図である。
【図４】本発明の光ファイバ用樹脂塗布装置を用いて光ファイバを製造する装置の概略構成図である。
【図５】試験例１におけるダイスのストレート部の測定値の標準偏差を示すグラフである。
【図６】試験例２における光ファイバ素線の被覆径の測定値の標準偏差を示すグラフである。
【図７】従来の光ファイバ用樹脂塗布装置の一例の概略断面図である。
【図８】従来の光ファイバ用樹脂塗布装置に用いられるダイスの一例の概略断面図である。
【符号の説明】
１…光ファイバ裸線、２…ニップル、３…ダイス、４…樹脂、６…隙間、１１…ニップル孔、１２…ダイス孔、１４…ダイスの出口、１５…ダイスの入口、Ｒ…面取り部、Ｓ…ストレート部、Ｔ…テーパ部、Ｔ₁…第１のテーパ部、Ｔ₂…第２のテーパ部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber resin coating apparatus for coating a coated optical fiber to a drawn optical fiber bare wire, and more particularly to an optical fiber resin coating apparatus capable of uniformly coating a resin at a high linear velocity. .
[0002]
[Prior art]
An optical fiber widely used for optical communication or the like is usually manufactured by heating and melting a preform made of quartz glass and drawing.
Optical fibers tend to break due to a marked decrease in strength due to damage, and micro venting occurs due to external forces, and transmission loss tends to increase. For this reason, after applying a resin such as urethane acrylate resin or epoxy acrylate resin to the outer periphery of the bare optical fiber immediately after drawing, the resin is cured by ultraviolet irradiation or heating to form an optical fiber strand provided with a coating. To protect against friction, etc. In addition, the coating of the optical fiber is usually provided in two layers, a soft resin having a cushioning effect is used for the inner primary coating, and a hard resin resistant to friction is used for the outer secondary coating. .
[0003]
In order to apply the resin to the bare optical fiber, a die for collecting liquid uncured resin in a path of the bare optical fiber and a nipple for preventing the resin from overflowing from the die are provided. In general, a method of providing an optical fiber resin coating apparatus and passing the bare optical fiber through the resin is generally performed.
In recent years, since the drawing speed when manufacturing an optical fiber is generally set to a high linear speed of, for example, 500 m / min or more, the friction acting between the resin and the bare optical fiber becomes large, When the flow of the resin is disturbed, bubbles are generated in the resin, the resin is not uniformly applied to the outer periphery of the bare optical fiber, so-called uneven thickness occurs, or the coating diameter varies in the longitudinal direction. Problems may occur.
[0004]
If the coating of the optical fiber becomes non-uniform in this way, it becomes easy to bend even with a slight external force or temperature change, and there is a risk that transmission loss will increase significantly. For this reason, many attempts have already been made on the configuration and shape of a resin coating apparatus for optical fibers, with the object of being able to uniformly apply a resin to a bare optical fiber traveling at a high linear velocity.
[0005]
For example, Japanese Patent Publication No. 7-91092 discloses a resin coating apparatus for an optical fiber as shown in FIG.
In FIG. 7, reference numeral 1 is a bare optical fiber, 2 is a nipple, and 3 is a die. At the center of the nipple 2, a nipple hole 11 for inserting the traveling optical fiber bare wire 1 is provided. The die 3 is provided with a die hole 12 for storing the resin 4 applied to the bare optical fiber 1.
The nipple 2 and the die 3 are arranged so that an appropriate gap 6 is provided between the lower surface of the nipple 2 and the upper surface of the die 3, and the nipple hole 11 and the die hole 12 are coaxially positioned. It is held by the holder 5.
The resin 4 can be pressurized and supplied to the die hole 12 through the gap 6.
[0006]
When the resin 4 is pressurized and supplied from the gap 6 to the die hole 12 in the circumferential direction, the resin 4 accumulates in the die hole 12, and the meniscus 13 is formed when the interface contacts the nipple hole 11.
Then, by passing the bare optical fiber 1 through the nipple hole 11 and the die hole 12, the resin 4 is applied to the outer periphery of the bare optical fiber 1, and the resin 4 is squeezed at the outlet 14 of the die 3. The resin 4 can be applied to the bare fiber 1 with a uniform thickness.
[0007]
In such an optical fiber resin coating apparatus, the shape of the die hole 12 is, as shown in FIG. 8, a tapered portion T whose diameter decreases with the incoming line side facing the outgoing line side, and the outgoing line side has a constant diameter. The straight part S is used. The taper portion T narrows the flow of the resin 4 to cause stagnation, and uniformly applies a lateral pressure to the outer periphery of the bare optical fiber 1 so that the bare optical fiber 1 moves on the central axis of the die hole 12. Contributes to keeping running. That is, it is provided in order to apply a so-called self-centering force. Further, the straight portion S is provided in order to suppress the reaction from the side wall of the die hole 12 due to the flow of the resin 4 and to minimize the disturbance of the flow of the resin 4 at the outlet 14 of the die 3.
[0008]
Further, in order to increase the action of the self-centering force, the taper angle A of the taper portion T of the die hole 12 is set to 2 to 8 °. Further, from an example of manufacturing an optical fiber having a coating diameter of 250 μm from a bare optical fiber 1 having an outer diameter of 125 μm, the length b of the straight portion S is preferably longer than the diameter d of the outlet 14 of the die 3. Yes.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-158644 has the same configuration as the resin coating apparatus described in Japanese Patent Publication No. 7-91092, and the length b of the straight portion S of the die hole 12 is A resin coating device characterized by being shorter than the diameter d of the outlet 14 is disclosed.
In this prior invention, when a coating with a coating diameter of 400 μm (coating thickness: 137.5 μm) is applied to the bare optical fiber 1 with an outer diameter of 125 μm, the resin coating apparatus described in the above Japanese Patent Publication No. 7-91092 This is a solution to the problem that the coating becomes unstable and the coating diameter fluctuates greatly.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As is clear from the above description, in the conventional resin coating apparatus for optical fibers, the length b of the straight portion S of the die hole 12 is appropriately set with respect to the coating diameter, that is, the diameter d of the outlet 14 of the die 3. In addition, if this balance is inappropriate, there is a possibility that the resin is not uniformly applied to the bare optical fiber 1. However, since the taper angle A of the taper portion T of the die hole 12 is as small as 2 to 8 °, the boundary between the taper portion T and the straight portion S tends to be unclear, and the processing accuracy of the die 3 is low. is there. Moreover, even if it is going to test | inspect the length b of the said straight part S about the manufactured dice | dies 3, since the measurement precision tends to become low, manufacture management is difficult. For this reason, the reproducibility of the coating diameter is poor, the control of the resin coating process is difficult, and the productivity is inferior.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin coating apparatus for an optical fiber capable of significantly reducing the variation in the coating diameter of the optical fiber based on the low processing accuracy of the dies and applying the resin to the bare optical fiber very uniformly. It is an issue to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the optical fiber resin coating apparatus of the present invention includes a nipple having a nipple hole and a die having a die hole, and the nipple and the die are: The nipple hole and the die hole are arranged so as to be coaxially arranged, and resin is supplied to the die hole from the circumferential direction through a gap between the lower surface of the nipple and the upper surface of the die. However, in the resin coating apparatus for optical fiber, the resin is coated on the bare optical fiber passing through the nipple hole and the die hole,
The shape of the die hole of the die includes a first taper portion with a taper angle of 10 ° or less , a second taper portion with a taper angle of 15 to 90 °, and a straight portion with a constant diameter in order from the incoming line side. And the length of the second taper portion is 0.05 to 0.6 mm. This makes it possible to clearly identify the boundary between the taper part and the straight part of the die hole and improve the processing accuracy and measurement accuracy of the die, so that the resin can be applied to the optical fiber extremely uniformly. become able to.
[0013]
Furthermore, it is preferable that the length of the second tapered portion is 0.1 to 3 times the length of the straight portion. Thereby, the identification of the second taper portion is further facilitated, and the disturbance of the resin flow due to the provision of the second taper portion can be suppressed. Furthermore, when the length of the straight part is 0.4 to 2 times the diameter of the die outlet, the resin flow can be further stabilized.
[0014]
Furthermore, the same effect can be obtained even if the number of steps of the tapered portion is three or more. That is, the shape of the die hole of the die includes, in order from the incoming line side, three or more taper portions whose diameter decreases toward the outgoing line side, and a straight portion that is in contact with the outlet and has a constant diameter. The taper angle of the taper portion in contact with the straight portion is 15 to 90 ° , the taper angle of other taper portions is 10 ° or less, and the length of the taper portion in contact with the straight portion is 0 It shall be 0.05-0.6mm.
[0015]
In this way, even if the number of steps of the taper portion is three or more, the boundary between the taper portion and the straight portion can be clearly identified, so that the processing accuracy and measurement accuracy of the dice are improved and the resin application is stable. Can be done. Even when the number of steps of the tapered portion is three or more, the length of the tapered portion in contact with the straight portion is 0.1 to 3 of the length of the straight portion, similarly to the case where the number of steps of the tapered portion is two. The length of the straight portion is preferably 0.4 to 2 times the diameter of the outlet of the die.
[0016]
In the above optical fiber resin coating apparatus, it is further preferable to chamfer the peripheral edge of the entrance of the die. Thereby, the flow of the resin becomes smoother, which is effective for further suppressing the fluctuation of the coating diameter.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the optical fiber resin coating apparatus of the present embodiment. In FIG. 1, the same reference numerals as those used in FIG. 7 indicate the same configurations as those in FIG. 7.
In order to apply the resin 4 to the bare optical fiber 1 by this optical fiber resin coating apparatus, the resin 4 is circulated from the gap 6 between the nipple 2 and the die 3 to the die hole 12 as in the conventional apparatus. Then, the optical fiber bare wire 1 passes through the nipple hole 11 and the die hole 12 through the bare optical fiber 1 to wet the outer periphery of the bare optical fiber 1 with the resin 4, and the resin 4 is squeezed at the outlet 14 of the die 3. Apply to a uniform thickness.
In this optical fiber resin coating apparatus, the shape of the die hole 12 of the die 3 is, as in the prior art, a tapered portion T having a diameter that decreases from the incoming line side toward the outgoing line side, and a constant diameter. Of the straight portion S.
[0018]
The difference between the optical fiber resin coating apparatus of the present embodiment and the conventional one is that, as shown in FIG. 2A, the taper portion T has two stages, and the first taper portion T ₁ on the incoming line side. The taper angle A is 10 ° or less, the taper angle B of the second taper portion T ₂ on the outgoing line side is 15 to 90 °, and the length of the second taper portion is 0.05 to It is 0.6 mm.
[0019]
Thus, since the taper angle B of the second taper portion T ₂ in contact with the straight portion S is set large, the boundary between the taper portion T and the straight portion S becomes clear.
Accordingly, since the dimensional accuracy of the tapered portion T and the straight portion S in the processing of the die 3 can be improved, it is easy and reliable to appropriately set the length of the straight portion S with respect to the coating diameter of the optical fiber. Thus, there is an excellent effect that problems such as fluctuations in the coating diameter of the optical fiber and mixing of bubbles into the coating are less likely to occur.
[0020]
Since the second taper portion T ₂ has a large taper angle B, the flow of the resin 4 may be disturbed and air bubbles may be mixed into the resin 4. For this reason, it is preferable that the length a of the _second taper portion T2 is 0.1 to 3 times the length b of the straight portion S (0.1b ≦ a ≦ 3b). If the value of the ratio of a / b is less than 0.1, the second taper portion T ₂ is too short as compared with the straight portion S. Therefore, it is difficult to distinguish the boundary between the taper portion T and the straight portion S. Absent. Further, values of the ratio a / b exceeds 3, the disturbed flow of the resin 4 to the second tapered portion T ₂ is too long, there is a possibility that air bubbles are mixed.
[0021]
Further, the length b of the straight portion S is preferably 0.4 to 2 times the diameter d of the outlet 14 of the die 3 (0.4d ≦ b ≦ 2b).
If the value of this b / d ratio is outside the above range, the flow of the resin 4 tends to become unstable, and there is a possibility that bubbles will be mixed into the resin 4 or the coating diameter will fluctuate significantly. It is not preferable.
[0022]
Further, as shown in FIG. 2B, the peripheral edge portion of the inlet 15 of the die 3 may be chamfered with a slope or a curved surface. Thereby, the flow of the resin becomes smoother, which is effective for further suppressing the fluctuation of the coating diameter. However, if the chamfered portion R is extremely large, the applicability is deteriorated. Therefore, the length c of the chamfered portion R is preferably 1 mm or less.
[0023]
As another form of the optical fiber resin coating apparatus, the number of taper portions T of the die hole 12 is three or more, and the taper angle of the taper portion in contact with the straight portion among all the taper portions is 15 to 90. a °, other or less taper angle 10 ° taper portion, and the length of the tapered portion in contact with the straight portion, are also possible configuration, which is a 0.05~0.6mm .
[0024]
For example, the die 3 shown in FIG. 3A has three taper portions T _{1 to} T ₃ , and the taper angle A ₃ of the taper portion T ₃ in contact with the straight portion S is within a range of 15 to 90 °. And the length a ₃ is in the range of 0.05 to 0.6 mm. Further, the taper angle A ₂ of the taper angle A ₁ and T ₂ of the tapered portion T ₁ has a 10 ° or less, respectively.
Even if such a die 3 is used, fluctuations in the coating diameter can be suppressed to a small level. When the number of steps of the taper portion T is three or more, for example, the change in the taper angle between the adjacent taper portions can be reduced as compared with the case where the number of steps of the taper portion T is two. Can be made more stable.
[0025]
Also in the embodiment in which the number of stages of these taper portions T is three or more, the length a ₃ of the taper portion at which the taper angle is 15 to 90 ° is 0.1 to the length b of the straight portion S. The length b of the straight portion S is preferably 0.4 to 2 times the diameter d of the outlet 14 of the die 3.
Further, as shown in FIG. 3B, the peripheral edge portion of the inlet 15 of the die 3 may be chamfered with a slope or a curved surface. Thereby, the flow of the resin becomes smoother, which is effective for further suppressing the fluctuation of the coating diameter. However, if the chamfered portion R is extremely large, the applicability is deteriorated. Therefore, the length c of the chamfered portion R is preferably 1 mm or less.
[0026]
Next, a method of applying the resin 4 to the bare optical fiber 1 using the optical fiber resin coating apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an apparatus for manufacturing an optical fiber. In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a preform.
The preform 21 is heated and melted in a drawing furnace 30 to be converted into a fiber, thereby forming the optical fiber bare wire 1. After this optical fiber bare wire 1 is cooled by a cooling device 31, a primary coating resin is applied by a first resin coating device 32, and then the primary coating resin is cured by a first resin curing device 33. Then, after the secondary coating resin is applied by the second resin coating device 34, the secondary coating resin is cured by the second resin curing device 35 and then the secondary coating is performed. Are provided to form the optical fiber 22. The optical fiber 22 is wound up by a winder 37 through a turn pulley 36.
[0027]
The optical fiber resin coating apparatus according to the present embodiment can be suitably used as both or one of the first resin coating apparatus 32 and the second resin coating apparatus 34.
[0028]
Next, the present invention will be described in more detail with reference to test examples.
[Test Example 1]
As an example, a tapered portion T is 2-stage die hole 12, a second taper angle B, each 15 ° of the tapered portion T _2, 20 °, 3 kinds of optical fiber resin coating device is 90 ° Manufactured. Further, as a comparative example, a conventional optical fiber resin coating apparatus in which the taper portion T of the die hole 12 is one stage was used.
Ten pieces of each of these four types of optical fiber resin coating apparatuses were manufactured.
[0029]
In the die 3 of the optical fiber resin coating apparatus of the embodiment, the length of the first taper portion T ₁ is 2.0 mm, the taper angle A of the _first taper portion T ₁ is 10 °, and the second taper portion. The length a of T ₂ was 0.4 mm, the length b of the straight portion S was 0.2 mm, and the diameter d of the outlet 14 of the die 3 was 0.25 mm.
Further, in the die 3 of the optical fiber resin coating apparatus of the comparative example, the length of the taper portion T is 2.4 mm, the taper angle A of the taper portion T is 10 °, and the length b of the straight portion S is 0.2 mm. The diameter d of the outlet 14 of the die 3 was 0.25 mm.
[0030]
For each optical fiber resin coating device, the length b of the straight portion S of the die hole 12 was measured, and the standard deviation of the measured value was calculated.
The length b of the straight portion S of the die hole 12 was measured by taking a mold of the die hole 12 using an impression material and observing the mold with a tool microscope.
FIG. 5 shows the measurement results. As can be seen from FIG. 5, by providing the second tapered portion T ₂ , the variation in the length b of the straight portion S is extremely small, and the dimensional accuracy is remarkably improved.
[0031]
Further, each optical fiber resin coating apparatus is incorporated into the optical fiber manufacturing apparatus shown in FIG. 4 to manufacture the optical fiber 22, and the coating diameter of the obtained optical fiber 22 is measured using an outer diameter measuring device (Photon Kinetics). Measurement was performed using a model number PK2400).
FIG. 6 shows the measurement results. As is apparent from FIG. 6, according to the optical fiber resin coating apparatus of the example provided with the _second taper portion T2, the variation in the coating diameter was extremely small.
[0032]
[Test Example 2]
Next, in order to clarify the relationship of the dimensions of each part shown in FIG. 2 (a) for the optical fiber resin coating apparatus provided with a die having a two-stage tapered part T, as shown in Table 1, The dice 3 were manufactured by changing the dimensions, and each of the dice 3 was incorporated into an optical fiber resin coating apparatus to manufacture an optical fiber 22. In Table 1, A, B, a, b, and d mean the dimensions of the portions as shown in FIG.
About the obtained optical fiber strand 22, the presence or absence of mixing of a bubble was investigated using the microscope. (If the number of bubbles is 0 / m, “good”, 5 or more / m is “bubbles”, and less than 5 / m is “bubbles”) did.
[0033]
[Table 1]

[0034]
As is clear from the results shown in Table 1, according to the optical fiber resin coating apparatus of the present embodiment, it was possible to form a good coating free from bubbles.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the processing accuracy of the dies can be improved and the resin can be applied to the bare optical fiber very uniformly, so that the variation in the coating diameter of the optical fiber can be remarkably reduced. it can. Moreover, the mixing of bubbles into the coating resin can be effectively reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a resin coating apparatus for optical fibers according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of a die used in the optical fiber resin coating apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another example of a die used in the optical fiber resin coating apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an apparatus for producing an optical fiber using the optical fiber resin coating apparatus of the present invention.
5 is a graph showing a standard deviation of measured values of a straight portion of a die in Test Example 1. FIG.
6 is a graph showing the standard deviation of the measured value of the coating diameter of the optical fiber in Test Example 2. FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an example of a conventional optical fiber resin coating apparatus.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an example of a die used in a conventional optical fiber resin coating apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bare optical fiber, 2 ... Nipple, 3 ... Dies, 4 ... Resin, 6 ... Crevice, 11 ... Nipple hole, 12 ... Die hole, 14 ... Die exit, 15 ... Die inlet, R ... Chamfering part, S: Straight portion, T: Tapered portion, T ₁ : First tapered portion, T ₂ : Second tapered portion.

Claims

A nipple having a nipple hole and a die having a die hole, and the nipple and the die are arranged so that the nipple hole and the die hole are positioned coaxially, and a lower surface of the nipple The resin is applied to the bare optical fiber passing through the nipple hole and the die hole, while the resin is pressurized and supplied to the die hole from the circumferential direction through the gap between the die and the upper surface of the die. In the optical fiber resin coating device,
The shape of the die hole of the die includes a first taper portion with a taper angle of 10 ° or less, a second taper portion with a taper angle of 15 to 90 °, and a straight portion with a constant diameter in order from the incoming line side. And a length of the second taper portion is 0.05 to 0.6 mm.

2. The optical fiber resin coating apparatus according to claim 1, wherein the length of the second taper portion is 0.1 to 3 times the length of the straight portion. .

3. The optical fiber resin coating apparatus according to claim 2, wherein the length of the straight portion is 0.4 to 2 times the diameter of the outlet of the die.

A nipple having a nipple hole and a die having a die hole, wherein the nipple and the die are arranged so that the nipple hole and the die hole are positioned coaxially, the nipple and the die For the optical fiber, the resin is applied to the bare fiber of the optical fiber passing through the nipple hole and the die hole while the resin is pressurized and supplied to the die hole from the circumferential direction. In resin coating equipment,
The shape of the die hole of the die includes, in order from the incoming line side, a taper part having three or more steps whose diameter decreases toward the outgoing line side, and a straight part having a constant diameter. The taper angle of the taper portion in contact with the straight portion is 15 to 90 ° , the taper angle of the other taper portion is 10 ° or less, and the length of the taper portion in contact with the straight portion is 0.05. A resin coating apparatus for optical fibers, which is -0.6 mm.

5. The optical fiber resin coating apparatus according to claim 4, wherein the length of the taper portion in contact with the straight portion is 0.1 to 3 times the length of the straight portion. apparatus.

6. The optical fiber resin coating apparatus according to claim 5, wherein the length of the straight portion is 0.4 to 2 times the diameter of the outlet of the die.

7. The optical fiber resin coating apparatus according to claim 1, further comprising a chamfered peripheral portion of the inlet of the die.