JP4022120B2

JP4022120B2 - プラスチック光ファイバ熱処理装置

Info

Publication number: JP4022120B2
Application number: JP2002291126A
Authority: JP
Inventors: 博司小畑; 敏則隅; 伸二掛
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-10-03
Also published as: JP2004126281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック光ファイバ熱処理装置に関し、より詳細には、走行するプラスチック光ファイバに連続的に熱処理を施すプラスチック光ファイバ熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）の製造工程では、成形用口金から吐出されたＰＯＦを冷却固化し、延伸等した後に、あるいは、延伸を施しながら熱処理を行っている（例えば、特許文献１参照。）。このような熱処理工程では、線状のＰＯＦを連続的に熱処理装置の加熱炉に導入して走行させ、加熱炉内で加熱ガス、スチーム等の熱媒体に接触させている。
【特許文献１】
特開２００１−３０５３５３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このとき、高品質にＰＯＦを得るために、加熱炉の熱処理領域内で熱媒体の温度を均一にする必要がある。熱媒体の温度を均一にする手段として、加熱炉の外周に加熱手段を設ける方法が提案されている。しかしながら、この方法には、熱処理装置が大型化する等の問題があった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、内部の熱媒体の温度を均一化できるＰＯＦ熱処理装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
走行するプラスチック光ファイバを熱媒体に接触させることにより該プラスチック光ファイバに熱処理を施すプラスチック光ファイバ熱処理装置であって、
前記プラスチック光ファイバを連続的に通過させて熱処理を行う熱処理領域が内部に形成される内筒と、
前記内筒との間に空間部を形成するように該内筒を覆う外筒と、
前記内筒と外筒との間の空間を貫通して延び前記内筒の内部の熱処理領域に前記熱媒体を送り込む筒状の熱媒体導入口を備えた熱媒体供給手段と、
前記内筒の両端から流出した前記熱媒体を該内筒と前記外筒の間の空間に導く熱媒体導入手段と、を備えている、
ことを特徴とするプラスチック光ファイバ熱処理装置が提供される。
【０００５】
このような構成を有する本発明によれば、内筒から流出した熱媒体が内筒の外周に導かれるので、内筒からの熱の放出が抑制され、内筒内の熱媒体の温度が均一化される。
【０００６】
本発明の好ましい態様によれば、前記熱媒体供給手段が、前記内筒の下方から前記熱媒体を前記内筒内に供給する熱媒体供給口を備えている。このような構成によれば、供給される熱媒体の流れにより、内筒内を走行するＰＯＦが下方に垂れ下がることが抑制される。
【０００７】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記熱媒体供給口が、前記内筒の長手方向略中央に設けられている。このような構成によれば、内筒内を走行するＰＯＦの垂れ下がりがより効果的に抑制される。
【０００８】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記熱媒体導入手段が、前記外筒の両端を閉じる蓋手段を備えている。このような構成によれば、蓋手段により、内筒の両端から流出した熱媒体が内筒と外筒との間の空間に導かれる。蓋手段には、内筒内を通過するＰＯＦが挿通される孔が形成されているのが好ましい。
【０００９】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記熱媒体導入手段が、前記外筒に設けられた、熱媒体排出口を備えている。熱媒体排出口は、外筒の長手方向中央上部に形成されてるのが好ましい。又、熱媒体排出口にはファンが設けられているのが好ましい。
【００１０】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記熱媒体排出口が、前記熱媒体供給手段に連結されている。
【００１１】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記熱媒体供給口に、前記熱媒体の流入方向を変化させる整流手段が設けられている。前記整流手段は、前記熱媒体の流入方向を、前記内筒の幅方向で変更可能であるのが好ましい。前記整流手段は、前記熱媒体の流入方向を、前記内筒の長手方向で変更可能であるのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を図面に沿って詳細に説明する。図１は、本発明の好ましい実施形態のプラスチック光ファイバ用の熱処理装置１の構成を模式的に示す長手方向の断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【００１３】
本実施形態のプラスチック光ファイバ用の熱処理装置１は、内部でプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）を連続的に走行させながら、ＰＯＦに熱処理を施す装置である。図１および図２に示されているように、熱処理装置１は、四角柱状の内筒２と、内筒２を同心状に覆うように配置された四角柱状の外筒４とを備えている。内筒２内を、矢印Ａで示す方向に、連続的に走行するＰＯＦに熱処理が行われる。内筒２の外周面と、外筒４の内周面との間には、一定の厚さの空間Ｓが形成されている。
【００１４】
外筒４は、内筒２より長く、外筒４の両端は、それぞれ、内筒２の両端より外方に位置している。外筒４の両端の開口部には、これら開口部を覆う着脱可能な蓋部材６が取付けられている。蓋部材６には、熱処理装置１で熱処理が施されるプラスチック光ファイバＰＯＦが挿通される孔８が形成されている。本実施形態では、図２に示されているように、４本のＰＯＦが熱処理装置１内に並列状態で走行するので、これに対応し、両蓋部材６には、それぞれ、４つの孔８が形成されている。この孔８は、挿通されるＰＯＦが孔８の周囲に接触することがなく、熱処理装置１の内部に供給される熱媒体の漏れが最小限になるような寸法に設定される。蓋部材６付近に、ラビリンスシール、細管シール等の加熱流体漏洩防止機構を設けるのが好ましい。
【００１５】
本実施形態では、内筒２および外筒４はスチール系の金属で構成されている。また、外筒４の外周には、グラスウールなどの断熱材で構成された断熱層１０が設けられ、外部への熱の流出が抑制されている。
【００１６】
内筒２および外筒４の長手方向中央の底部を貫通して延びる筒状の熱媒体導入口１２が設けられ、ファン１４によって送風されヒータ１８で加熱された加熱空気（熱媒体）が、内筒２内に送り込まれるように構成されている。内筒２内は、通過するＰＯＦに加熱空気により熱処理が施される熱処理領域となる。
【００１７】
また、外筒４の長手方向中央の上部には、ファン（図示せず）が取付けられた熱媒体排出口２０が設けられ、内筒２の両端から、内筒２と外筒４の間の空間Ｓに流出した熱媒体を、外筒４外に導くように構成されている。本実施形態の熱処理装置１では、熱媒体排出口２０から排出された加熱空気を、リターンダクト２２を介してファン１４に導入して循環させられる構成となっている。
【００１８】
熱媒体導入口１２の内筒２への開口部手前側位置には、ファン１４から送られてきた加熱空気の内筒２内への流入方向を変更する整流手段２４が設けられている。整流手段２４は、所定間隔をおいて内筒２の幅方向に延びる複数枚の第１フラップ２６と、第１フラップ２６の下方（ファン１４側）で所定間隔をおいて内筒２の長手方向に延びる複数枚の第２フラップ２８とを備えている。第１および第２フラップ２６、２８は、アルミ系の金属で形成された、薄板であるのが好ましい。また、第１フラップ２６は内筒２の幅方向に延びる軸線を中心に、第２フラップ２８は内筒２の長手方向に延びる軸線を中心に、それぞれ、回転して、角度調整可能とされている。この角度調整は、熱処理装置１に設けられた図示しない制御装置、制御機構等によって自動的には行われるものであっても、オペレータ等が手動で行うものであってもよい。
【００１９】
第１フラップ２６は、ファン１４から送られてきた加熱空気を、内筒２内で、ＰＯＦの走行方向（矢印Ａ方向）とその逆方向とに均等に分配するような角度に調整されているのが好ましい。また、第２フラップ２８は、内筒２内を走行するＰＯＦが糸揺れを起こさないように、ファン１４から送られてきた加熱空気を内筒２内に流入させる角度に調整されているのが好ましい。
【００２０】
内筒２の両端と蓋部材６の間には、内筒２の両端から流出した加熱空気を空間Ｓ内に均一に送り込むために、金網、パンチングメタル等の多孔質体、または、ハニカムあるいはフラップなどの整流機構を設けることが好ましい。多孔質体は、蓋部材６に近づくほど目が細かくなり、内筒２の両端に近づくほど目の粗くなる構成を有するのが好ましい。
【００２１】
このように構成された熱処理装置１でＰＯＦに熱処理を行う際には、まず、一方の蓋部材６に形成された孔８を通して熱処理するＰＯＦを内筒２の熱処理領域に導入し、他方の蓋部材６に形成された孔８を通して装置外に導く。次いで、ＰＯＦを熱処理装置１の内筒２内を矢印Ａ方向に連続的に走行させながら、熱媒体導入口１２から加熱空気を内筒２内の処理領域に供給する。内筒２の長手方向中央下部から内筒２内に送られた加熱空気は、内筒２の上流および下流に向って均等に流れ、内筒２の両端から、矢印Ｂで示すように、流出する。内筒２の両端から流出した加熱空気は、矢印Ｃで示すように、内筒２と外筒４の間の空間Ｓに流れ込み、最終的には、矢印Ｄで示すように、熱媒体排出口２０から排出される。そして、熱媒体排出口２０から排出された加熱空気は、リターンダクト２２を介してファン１４に循環させられる。
【００２２】
このように構成された本実施形態の熱処理装置１は、熱処理領域を構成する内筒２の外側に外筒４を設けた二重構造とし、内筒２から流出した熱媒体を内筒２と外筒４の間の空間Ｓに導く構成としたので、装置の大型化、高コスト化を回避しながら、熱処理領域内での熱媒体の温度の均一化が達成できる。また、内筒の外面からの輻射熱も有効に利用するので、内筒内に供給された加熱空気の熱エネルギを有効活用し、昇温時間を短縮化でき、熱処理装置の消費エネルギが低減される。さらに、外筒から排出された加熱空気を再循環させているので、より一層のエネルギ消費低減が可能となる。
【００２３】
また、熱媒体導入口１２が内筒２の長手方向中央下部に設けられているので、熱媒体導入口１２から流入する加熱空気の流れによって、ＰＯＦの垂れ下がりを抑えることができる。
【００２４】
第１フラップ２６等によって、加熱空気をＰＯＦ走行方向の上流および下流方向に均等に流入させているので、内筒２内の長手方向の温度むらが抑制される。また、第２フラップ２８による加熱空気の内筒２の幅方向における流入方向の調整によって、ＰＯＦの糸振れを大幅に抑えることができる。
【００２５】
本発明の上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更・変形が可能である。例えば、熱媒体として、加熱空気以外の流体を用いても良い。
【００２６】
また、上記実施形態の熱処理装置１では、熱媒体導入口１２を内筒２の下部に設けたが、他の場所、例えば内筒２の側面左右に、または、上下双方に設けた構成でもよい。また、上記実施形態の熱処理装置１では、熱媒体排出口２０を外筒４の長手方向中央の上部に設けたが、内筒２の両端から流出する加熱空気を均等に吸い込むことができれば、他の位置、例えば外筒１の下方、側面左右、上下双方に設けてもよい。
【００２７】
さらに、整流手段として、フラップに代えて、開口率８０以上、セルサイズ１０ｍｍ以下、厚さ１０ｍｍないし２００ｍｍ程度で、長手方向あるいは幅方向に開口率が異なるハニカムを採用してもよい。この場合、フラップを用いる場合と同様に、熱媒体導入口は、内筒２内に突出しない構成とするのが好ましい。
【００２８】
【実施例】
本発明の一実施例の説明をする。
（実施例）
全長２５００ｍｍの外筒と、全長２０００ｍｍの外筒で熱処理装置を構成した。この熱処理装置の長手方向中央下部に設けた、熱媒体導入口に内筒の幅方向に延びる７枚にフラップと、その下方の内筒２の長手方向に延びる２枚のフラップとを備えた整流機構を設けた。１４０℃の加熱空気を１２．５ｍ／ｓｅｃで内筒中央の下方の熱媒体導入口から供給し、内筒の両端から流出した加熱空気を外筒中央上部の熱媒体排出口から吸い込み、循環させた。
内筒の幅方向に延びる７枚の角度を調整して、内筒の両端への加熱空気の流速を均等にした。
【００２９】
この状態で、内筒内に２５ｍｍ間隔で４本のＰＯＦを走行させた。媒体導入口から導入される加熱空気によって、自重によるＰＯＦの垂れ下がりは防止された。また、内筒２の長手方向に延びる２枚の調整により、糸揺れも抑制された。また、外筒の蓋が部材の孔の間隔を１０ｍｍとしても、糸揺れによるＰＯＦの蓋部材への接触およびＰＯＦ同士の相互干渉が生じることはなく、安定した品質のＰＯＦが得られた。
【００３０】
（比較例）
実施例の装置から整流機構を除外した熱処理装置を用いて、熱処理を行った。
蓋部材の孔の間隔を５０ｍｍとしても、糸揺れが激しく、蓋部材への接触および相互干渉によりＰＯＦが損傷し、安定した品質のＰＯＦが得られなかった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、大型化することなく、内部の熱媒体の温度を均一化できるＰＯＦ熱処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態のプラスチック光ファイバ熱処理装置１の構成を模式的に示す長手方向の断面面である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
ＰＯＦ：プラスチック光ファイバ
１：熱処理装置
２：内筒
４：外筒
６：蓋部材
１２：熱媒体導入口
２０：熱媒体排出口
２４：整流手段
２６：第１フラップ
２８：第２フラップ

Claims

走行するプラスチック光ファイバを熱媒体に接触させることにより該プラスチック光ファイバに熱処理を施すプラスチック光ファイバ熱処理装置であって、
前記プラスチック光ファイバを連続的に通過させて熱処理を行う熱処理領域が内部に形成される内筒と、
前記内筒との間に空間部を形成するように該内筒を覆う外筒と、
前記内筒と外筒との間の空間を貫通して延び前記内筒の内部の熱処理領域に前記熱媒体を送り込む筒状の熱媒体導入口を備えた熱媒体供給手段と、
前記内筒の両端から流出した前記熱媒体を該内筒と前記外筒の間の空間に導く熱媒体導入手段と、を備えている、
ことを特徴とするプラスチック光ファイバ熱処理装置。
前記熱媒体導入口が、前記内筒の下方から前記熱処理領域に前記熱媒体を送り込む、
請求項１に記載のプラスチック光ファイバ熱処理装置。
前記熱媒体導入口に、前記熱媒体の流入方向を変化させる整流手段が設けられている、
請求項１または２に記載のプラスチック光ファイバ熱処理装置。