JP4147419B2

JP4147419B2 - 光ファイバ心線の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP4147419B2
Application number: JP2004183993A
Authority: JP
Inventors: 晋爾江川; 慎祐奥見
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2024-06-22
Also published as: JP2006010774A

Description

本発明は、光ファイバ素線に対し樹脂の被覆を施す押出機の下流側に水槽を配備して、押出機から出てきた被覆線を水槽中に走行させて冷却する光ファイバ心線の製造方法及び製造装置に関するものである。

光ファイバ心線の製造ラインにおいては、押出成形により樹脂の被覆を施した被覆線の外径を外径測定器で測定し、その測定値に基づいて光ファイバ心線の引取速度を制御することにより、光ファイバ心線の外径を管理することが一般的に行われている。

また、光ファイバに限定されない線材の被覆の分野で、押出機の下流側に押出で形成した被覆を冷却するための水槽を配備し、その水槽の前後に設けた２つの外径測定器の加算信号に基づいて引取速度を制御することにより、被覆線の外径を管理するもの（例えば、特許文献１参照）、被覆線の外径目標値を外径実測値で補正し、補正した外径目標値と外径実測値との偏差に基づいて引取速度を制御することにより、被覆線の外径を管理するもの（例えば、特許文献２参照）、走行する被覆線の速度を検出し、速度に応じて冷却開始時間が常時一定となるように水槽の位置を制御するもの（例えば、特許文献３参照）が知られている。

特開平９−１０２２２９号公報特開平１１−１８５５５４号公報特開平１１−１４４５４０号公報

ところで、光ファイバ素線に樹脂の被覆を施して光ファイバ心線を製造する場合、光ファイバ心線の線速が変化したり、冷却期間（時間）が変化すると、被覆の収縮具合が変化し、被覆の除去性（剥離性）が不安定になるという問題がある。特に、近年ＦＴＴＨの進行と共に脚光を浴びている、コア、クラッドを共にプラスチックで形成したプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）や、クラッドをプラスチック、コアを石英で形成したハードプラスチッククラッドファイバ（ＨＰＣＦ）等においては、被覆の除去性、あるいは密着性が重要な管理ポイントとなる。

この点について、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、結局のところ、外径測定値に基づいて引取速度を制御するだけのものであるため、外径管理の面では相応の効果を発揮できるものの、被覆除去の安定性確保という点では十分な効果は期待できなかった。つまり、被覆の収縮具合が変化した場合の対応ができていなかった。また、特許文献３に記載の技術は、線速に応じて冷却開始時間が一定となるように制御するだけのものであるため、季節的な要因による水温の変化に対しては十分に対応することができず、従って、被覆除去の安定性を確保する点で十分な効果の期待できるものではなかった。

本発明は、上記事情を考慮し、押出により形成された被覆（例：熱可塑性樹脂）の剥離性（被覆除去性）の向上を図ることのできる光ファイバ心線の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の光ファイバ心線の製造方法は、引取装置によって上流から下流に向けて引き取られる光ファイバ素線に対し樹脂の被覆を施す押出機の下流側に水槽を配備し、押出機から出てきた被覆線を水槽中に走行させて冷却する光ファイバ心線の製造方法において、前記押出機から出てきた直後の被覆線の外径を測定し、その測定値に基づいて前記引取装置の引取速度を制御すると共に、その引取速度と前記水槽の水温に基づいて光ファイバ心線の走行方向における水槽の位置を制御することを特徴とする。

本発明に係る請求項２に記載の光ファイバ心線の製造方法は、請求項１に記載の光ファイバ心線の製造方法において、前記水槽の水温を所定温度に調節することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る請求項３に記載の光ファイバ心線の製造装置は、上流から供給される光ファイバ素線を下流部に配した引取装置によって引き取る走行ライン上に、光ファイバ素線に対し押出加工により樹脂の被覆を施して光ファイバ心線とする押出機と、該押出機から出てきた光ファイバ心線を水中で走行させて冷却する水槽と、が配置された光ファイバ心線の製造装置において、前記水槽を前記走行ラインに沿って移動可能に配備し、前記押出機の直後において光ファイバ心線の外径を測定する外径測定器を設けると共に、この外径測定器の測定値に基づいて前記引取装置の引取速度を制御し且つ前記引取速度と前記水槽の水温に基づいて水槽の位置を制御する制御装置を設けたことを特徴とする。

本発明に係る請求項４に記載の光ファイバ心線の製造装置は、請求項３に記載の光ファイバ心線の製造装置において、前記水槽の水温を測定する温度センサと、該温度センサの測定した水温実測値と予め設定した基準温度値とに基づいて前記水槽の水温を調節する温調手段とを設けたことを特徴とする。

請求項１及び請求項３の発明によれば、冷却用水槽の水温をパラメータとして新たに取り入れ、その水温と光ファイバ心線の引取速度に基づいて水槽の位置を制御して、それにより、押出機から冷却開始までの時間を制御するので、季節的要因による水温変化の影響を排除し、安定した被覆除去性を確保することができる。

請求項２及び請求項４の発明によれば、冷却用水槽の水温をパラメータとして取り入れる際に、季節的要因等によって水温変化が大きい場合があるので、水温実測値が基準温度値から大幅にかけ離れた場合には、水温を加熱あるいは冷却することで、一層安定した被覆除去性を確保することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
図１は光ファイバ心線の製造装置の概略構成図、図２は制御装置の構成を示すブロック図である。
図１において、ファイバ心線を製造するための走行ラインの上流から下流に向けて順に、光ファイバ素線１Ａの供給部２、供給された光ファイバ素線１Ａを乾燥させる乾燥管３、光ファイバ素線１Ａに樹脂の被覆を施す押出機４、樹脂の被覆が施された光ファイバ心線１の外径を測定する外径測定器５、被覆を冷却するための水槽６、冷却後の光ファイバ心線１の仕上がり外径を測定する外径測定器７、キャプスタン等の引取装置８、光ファイバ心線１を蓄線するためのアキュムレータ９及び巻き取り部１０、及び各部を制御する制御装置１００が設けられている。
水槽（トラフとも呼ばれる）６の位置は、走行ラインに沿って移動できるようになっている。また、水槽６には水温を測定する温度センサ１１及び水温を所定温度に調節するための温調手段１２が装備されている。なお、ここで製造しようとする光ファイバ心線１は、素線径２３０μｍ、心線径５００μｍのＨＰＣＦ、被覆樹脂はＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン）である。

図２に示すように、制御装置１００は、大別して、引取装置８の駆動系に対しキャプスタンモータ速度指令Ｓ１を出す外径制御部１０１と、水槽６の位置を移動する駆動系に対しトラフ位置駆動モータ速度指令Ｓ２を出す水槽制御部１０２とを備えている。
制御装置１００は、外径制御部１０１から出力される指令により、線速と外径を制御することができる。また、制御装置１００は、水槽制御部１０２から出力される指令により、光ファイバ心線１の被覆に対する冷却性を制御することができる。

外径制御部１０１は、外径設定値１１１と２つの外径測定器５、７の信号に基づいて計算した外径実測値１１２とにより外径偏差１１３を出し、それを積分回路１１４に入力して積分値を演算する。また、線速設定値１１６をクッション回路１１７に入力して線速ベース指令１１８を演算する。そして、前記積分値と線速ベース指令１１８から導いた線速比率とをかけ算して出した演算値１１５と、予め与えられる比例ゲイン１１９と、線速ベース指令１１８とに基づいて、キャプスタンモータ速度指令Ｓ１を割り出し、この速度指令に基づいて引取装置８の駆動系を制御することにより、光ファイバ心線１の外径と引取速度を制御する。
なお、外径測定器７で測定した外径実測値１１２は、別途設定された外径設定値との外径偏差に応じて、冷却後の光ファイバ心線１の仕上がり外径の安定化に利用される。

また、水槽制御部１０２は、前記線速ベース指令１１８と実際にキャプスタンモータに与える線速指令値との偏差を演算する手段１２１と、温度センサ１１が求めた水温実測値１２２と外部から与えられる基準温度値とから水槽６内の水温を加熱あるいは冷却して制御する手段１２と、この温調手段１２で調節された水温情報を加味することでトラフ位置補正量を演算する手段１２３と、外部から与えられるトラフ位置設定値１２４に対し水温情報を加味したトラフ位置補正を施してトラフ位置目標値を演算する手段１２５と、トラフ位置検出センサ１２６と、トラフ位置目標値とトラフ位置検出値に基づいてトラフ位置補正量を演算してトラフ位置駆動モータ指令Ｓ２を出力するトラフ位置補正量演算手段１２７と、から構成され、このトラフ位置駆動モータ指令に基づいて水槽の位置を制御することにより、光ファイバ心線１の冷却開始時期を制御する。

このように、冷却用水槽６の水温の情報をパラメータとして新たに取り入れ、その水温と光ファイバ心線の引取速度に基づいて水槽６の位置を制御して、それにより、押出機４から冷却開始までの時間を制御するので、季節的要因による水温変化の影響を排除することができて、安定した被覆除去性を確保することができる。

因みに、外径・水槽位置・水温の変化による被覆除去性の評価を行った結果について簡単に述べる。ここで、被覆除去性は、専用工具を使用して一括で何ｍｍ除去できるかで評価した。

（１）外径の変化と被覆除去性の相関（水槽位置一定）について：
外径０．４ｍｍ０．５ｍｍ０．６ｍｍ
被覆除去長６２ｍｍ５０ｍｍ４１ｍｍ

（２）水槽位置と被覆除去性の相関（外径一定）について：
押出機〜水槽入口距離３００ｍｍ４００ｍｍ５００ｍｍ
被覆除去長７０ｍｍ５０ｍｍ４０ｍｍ

（３）水槽水温と被覆除去性の相関
水温２０℃ ３０℃ ４０℃
被覆除去長４２ｍｍ５２ｍｍ６５ｍｍ

（１）から、被覆除去性を安定化する上で外径制御が有効であることがわかる。
（２）から、被覆除去性を安定化する上で水槽位置制御が有効であることがわかる。
（３）から、被覆除去性を安定化する上で水槽の水温を考慮に入れることが必要だとわかる。

そして、製造パラメータとして各初期値を、外径を５０ｍｍ、水槽位置を４００ｍｍ、水温を３０℃にして実験を行ったところ、被覆除去長についてその設定値と実測値の差異は、以下のとおりとなって、略設定値通りの結果が得られた。
被覆除去長（設定）被覆除去長（実測）
４０ｍｍ約３９ｍｍ
６０ｍｍ約６１ｍｍ
従って、所定の被覆除去性を維持するためには、水温に応じて、外径・水槽位置を相互に関連をもって制御することが望ましいということができる。

なお、上記の実施の形態では、水槽の水温実測値を基準温度値と比較して水温調節する構成としたが、このような温度調節を行わず、実際の水温そのままでも、水温をパラメータとして新たに取り入れたことで、季節的要因の影響を低減することができる。但し、水温を調節したことで、水温変化の影響を更に排除して、一層安定した被覆除去性を確保することができる。

本発明の実施形態の構成を示す図である。実施形態の装置の制御系のブロック図である。

符号の説明

１光ファイバ心線
１Ａ光ファイバ素線
４押出機
５，７外径測定器
６水槽
８引取装置
１００制御装置

Claims

引取装置によって上流から下流に向けて引き取られる光ファイバ素線に対し樹脂の被覆を施す押出機の下流側に水槽を配備し、押出機から出てきた被覆線を水槽中に走行させて冷却する光ファイバ心線の製造方法において、
前記押出機から出てきた直後の被覆線の外径を測定し、その測定値に基づいて前記引取装置の引取速度を制御すると共に、その引取速度と前記水槽の水温に基づいて光ファイバ心線の走行方向における水槽の位置を制御することを特徴とする光ファイバ心線の製造方法。
前記水槽の水温を所定温度に調節することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ心線の製造方法。
上流から供給される光ファイバ素線を下流部に配した引取装置によって引き取る走行ライン上に、光ファイバ素線に対し押出加工により樹脂の被覆を施して光ファイバ心線とする押出機と、該押出機から出てきた光ファイバ心線を水中で走行させて冷却する水槽と、が配置された光ファイバ心線の製造装置において、
前記水槽を前記走行ラインに沿って移動可能に配備し、前記押出機の直後において光ファイバ心線の外径を測定する外径測定器を設けると共に、この外径測定器の測定値に基づいて前記引取装置の引取速度を制御し且つ前記引取速度と前記水槽の水温に基づいて水槽の位置を制御する制御装置を設けたことを特徴とする光ファイバ心線の製造装置。
前記水槽の水温を測定する温度センサと、該温度センサの測定した水温実測値と予め設定した基準温度値とに基づいて前記水槽の水温を調節する温調手段とを設けたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ心線の製造装置。