JP6786995B2 - 光ファイバの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバの製造方法および製造装置に関する。

光ファイバの製造において、ダイスに配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバをこのダイスに通すことにより、ガラスファイバの外周に樹脂を塗布し、この樹脂を硬化させて被覆とした光ファイバを製造する方法およびその製造装置が知られている（例えば、特許文献１、２）。

実開平４−２１５２７号公報 特開昭６１−１４１５５号公報

ガラスファイバに塗布される樹脂は、その温度により粘度が変わる。そして、粘度が変わると塗布条件が変化し光ファイバの被覆形成に影響を与えてしまう。例えば、樹脂温度が高くなると粘度が下がって、光ファイバの被覆径が細くなるなど、被覆径が変動してしまう。また、樹脂温度の変動によって被覆に偏肉が生じる場合もある。このため、光ファイバの製造中に、樹脂温度が変動すると被覆径が規格の範囲から外れてしまうおそれがある。

光ファイバの被覆径の変動や偏肉を抑制するために、ダイス（樹脂塗布部）内の樹脂温度を被覆径が規格の範囲内となる一定の目標温度にする必要がある。
そのため、樹脂温度を一定にする従来の方法として、例えば特許文献１に記載された、ダイスに樹脂を供給する配管の外側に温水を流して配管の温度を一定に保つ方法、特許文献２に記載された、ダイスホルダに樹脂を供給する配管の外側に温水を流して配管の温度を一定に保つ方法などがある。
しかしながら、上記のような従来の方法は、配管やダイスホルダの温度を一定に保つ方法であり、光ファイバ製造時に配管を流れて来る樹脂の温度変動を抑制することはできず、光ファイバの被覆径の変動や偏肉が発生する場合があった。

そこで、本発明の目的は、ガラスファイバまたは被覆ファイバに樹脂を塗布する際に、光ファイバ製造時に塗布される樹脂の温度変動を抑制できる光ファイバの製造方法および製造装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る光ファイバの製造方法は、樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバまたは被覆ファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバまたは前記被覆ファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
前記樹脂塗布工程において、
前記樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を一定にしておき、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように、前記配管の少なくとも一部の外周に設けられた加熱部を制御する。

本発明によれば、ガラスファイバまたは被覆ファイバに樹脂を塗布する際に、光ファイバ製造時に塗布される樹脂の温度変動を抑制できる。

光ファイバの製造装置の一例として線引きされたガラスファイバに被覆を形成する装置の概略構成図である。 樹脂温度と樹脂粘度の関係を示すグラフである。 樹脂温度と被覆径の関係を示すグラフである。 実施形態に係る光ファイバの製造装置における樹脂供給部を示す図である。 樹脂タンクの構成図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
（１） 樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバまたは被覆ファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバまたは前記被覆ファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
前記樹脂塗布工程において、
前記樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を一定にしておき、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように、前記配管の少なくとも一部の外周に設けられた加熱部を制御する。

上記光ファイバの製造方法によれば、樹脂温度が目標温度になるように、配管の少なくとも一部の外周に設けられた加熱部を制御する。これにより、光ファイバ製造時に配管を流れて来る樹脂に温度変動が生じても、樹脂塗布部へ流れる樹脂温度の変動を抑制して一定の樹脂温度に保つことができる。そして、樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して樹脂塗布部の温度を一定にしているので、温度が一定に保たれた樹脂をガラスファイバまたは被覆ファイバに塗布することができる。したがって、製造される光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生を抑制できる。

（２） 前記配管内で前記樹脂温度を測定し、測定された温度が前記目標温度となるように前記加熱部を制御する。
配管内で樹脂温度を測定するので、より正確に配管内の樹脂温度が把握できる。

（３） 前記加熱部が設けられた部分の配管と前記樹脂塗布部との間の前記配管内で、前記樹脂温度を測定する。
配管内に供給されてくる樹脂温度と加熱部が設けられた部分の配管温度とに差がある場合は、樹脂が移動する間に徐々に、加熱部により加熱された配管温度と樹脂温度とが近づいてくる。このため、加熱部が設けられた部分の配管と樹脂塗布部との間の配管内（例えば、配管の継手の部分など）で樹脂温度を測定することにより、樹脂塗布部により近い部分の樹脂温度を目標温度に制御することができる。

（４） 前記配管に供給する前記樹脂を収容する樹脂タンクの温度が一定になるように前記樹脂タンクを加熱する。
樹脂タンクの温度が一定になるように樹脂タンクを加熱するので、配管内に供給される樹脂温度が安定するため、樹脂温度の変動の抑制がより確実にできる。

（５） 前記加熱部の温度設定値を前記樹脂塗布部の温度よりも高く設定する。
加熱部の温度設定値を樹脂塗布部の温度よりも高く設定するので、加熱部が設けられた部分を通過した後に樹脂温度が低下しても、樹脂塗布部の温度に近い温度に保つことができる。

（６） 前記加熱部が設けられた部分の配管内の樹脂が前記樹脂塗布部内に供給されるまでの樹脂温度の低下分を考慮して前記加熱部を制御する。
加熱部が設けられた部分の配管内の樹脂が樹脂塗布部内に供給されるまでの樹脂温度の低下分を考慮して加熱部を制御するので、樹脂塗布部に入る樹脂温度を目標温度にすることができる。

本発明の実施形態に係る光ファイバの製造装置は、
（７） 配管を介して樹脂が供給され、ガラスファイバまたは被覆ファイバが通されることにより前記ガラスファイバまたは前記被覆ファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を一定に保つ温調部と、
前記配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、
前記配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように前記加熱部を制御する制御部と、
を有する。
配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、配管内の樹脂温度が目標温度になるように加熱部を制御する制御部と、を有することにより、樹脂塗布部へ流れる樹脂温度の変動を抑制して一定の樹脂温度に保つことができる。そして、樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して樹脂塗布部の温度を一定に保つ温調部を有するので、温度が一定に保たれた樹脂をガラスファイバまたは被覆ファイバに塗布することができる。したがって、製造される光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生を抑制できる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法および製造装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

図１は、光ファイバの製造装置の一例である線引き装置の概略構成図である。

図１に示す光ファイバの製造装置１では、光ファイバ母材２の下端部が、線引炉３で加熱・溶融され、光ファイバ母材２は線引きされる。光ファイバ母材２が線引きされて形成されたガラスファイバＧ１は、ガラスファイバＧ１の走行方向（図１中の矢印Ａの方向）において線引炉３の下流に設けられた冷却装置４を通過する。冷却されたガラスファイバＧ１は、冷却装置４の下流に設けられたダイス（樹脂塗布部）５を通過する。ダイス５には、樹脂供給部１０から供給された液状の樹脂６が溜められている。そのため、ガラスファイバＧ１がダイス５を通過することにより、ガラスファイバＧ１の外周に樹脂が塗布される。なお、製造される光ファイバの被覆層は二層以上であってもよい。例えば被覆層が二層の場合、プライマリー樹脂、セカンダリー樹脂の両方、或いはプライマリー樹脂が塗布されるものでもよい。

次に、樹脂が塗布されたガラスファイバＧ１は、ダイス５の下流に設けられている樹脂硬化装置７を通過する。ガラスファイバＧ１の表面に塗布された樹脂を硬化させ、光ファイバＧ２を形成する（例えば、樹脂が紫外線硬化樹脂であれば、樹脂硬化装置として紫外線照射装置等を使用する）。樹脂硬化装置７を通過することによって形成された光ファイバＧ２は、ガイドローラ８ａおよび引取り部８ｂを経て巻取りドラム８ｃに巻き取られる。

光ファイバＧ２に塗布される樹脂６は、例えば図２のグラフで示されるように、樹脂温度が高くなるとその粘度が下がる。このように、樹脂温度が高くなると粘度が下がるため、例えば図３のグラフで示されるように、樹脂温度が高くなるほど、光ファイバの被覆径が細くなる。なお、樹脂温度の変動によって被覆に偏肉が生じる場合もある。このため、ダイス５の中の樹脂６の温度は、被覆径が規格の範囲内となるような一定の目標温度に保つ必要がある。

上記のように、ダイス５の中の樹脂６の温度を一定の目標温度に保つためには、樹脂供給部１０からダイス５に供給される樹脂の温度変動を抑制する必要がある。そこで、本実施形態に係る光ファイバの製造装置は、光ファイバ製造時に配管１２を流れて来る樹脂の温度変動を抑制できるものとしている。図４は、樹脂の温度変動を抑制するための樹脂供給部１０を示す図である。

図４に示す樹脂供給部１０は、樹脂タンク１１から配管１２を介してダイス５へ樹脂６を供給する。樹脂供給部１０は、配管１２における少なくともその一部の外周にヒータ（加熱部）１３が設けられている。また、樹脂供給部１０は、配管１２内の樹脂温度を測定する温度測定部（例えば、熱電対など）１４を備えている。そして、樹脂供給部１０は、配管１２内の樹脂温度が目標温度になるようにヒータ１３を制御する制御部１５を備えている。また、ダイス５の周囲には、一定温度の流体５ｂを流してダイス５の温度を一定に保つ温調部５ａが設けられている。

ところで、ダイス５内の樹脂温度とダイス５内に入る樹脂６の温度とを、同一になるように制御するには、ダイス５内の樹脂温度を直接測定して、測定結果に基づいて制御部１５がヒータ１３を制御することが理想的であると考えられる。ところが、ダイス５内に熱電対等の温度測定装置を入れると、ダイス５内の樹脂の流れが乱れて、ガラスファイバＧ１への樹脂６の塗布状態に影響を与え、製造される光ファイバＧ２の品質を損なうおそれがある。このため、ダイス５内で樹脂温度の測定を行うことは困難である。

以上のことから、樹脂供給部１０は、ダイス５内に入る樹脂６の温度を測定し、配管１２内の樹脂温度が目標温度になるように制御部１５がヒータ１３を制御している。また、ダイス５の周囲に温調部５ａを設けてダイス５に貯められた樹脂６の温度が変化しないようにしている。そして、樹脂供給部１０において、ヒータ１３が設けられた部分の配管１２とダイス５との間の配管１２内で、樹脂温度を測定することが好ましく、特にダイス５により近い箇所で測定できるとよい。ダイス５に接続する管部１２ａには、例えばダイス５の交換時に配管１２から取り外しが可能なように継手１６が設けられており、この継手１６の内部に温度測定部１４を設けて樹脂温度を測定するとよい。なお、配管１２は、例えば金属や樹脂によって形成されており、好ましくは断熱性がよい材料で形成されているとよい。

また、樹脂供給部１０は、配管１２に供給する樹脂６を収容する樹脂タンク１１を備えている。図５は、樹脂タンク１１の構成図である。
図５に示すように、樹脂タンク１１は、例えばメインタンク１１ａとサブタンク１１ｂを備えており、メインタンク１１ａ内の樹脂６が少なくなるとサブタンク１１ｂから管路１１ｃを介して樹脂６が供給される。サブタンク１１ｂの樹脂６が少なくなった場合は、矢印Ｂに示すようにサブタンク１１ｂへ樹脂６を投入すればよい。そして、例えば樹脂タンク１１（メインタンク１１ａとサブタンク１１ｂ）の外周部に、流体加熱部１１ｄによって加熱された一定温度の水などの流体１１ｅを流して、温度が一定になるように加熱してもよい。

次に、本実施形態における光ファイバの製造方法について説明する。
本実施形態に係る光ファイバの製造方法は、ダイス（樹脂塗布部）５に配管１２を介して樹脂を供給し、ガラスファイバＧ１をダイス５に通してガラスファイバＧ１の外周に樹脂６を塗布する樹脂塗布工程を有する。この樹脂塗布工程について以下詳細に説明する。

（樹脂塗布工程）
先ず、ダイス（樹脂塗布部）５の周囲に一定温度の流体５ｂを流して、ダイス５の温度を一定にしておく。一方、制御部１５は、配管１２内の樹脂温度が目標温度になるように、配管１２の少なくとも一部の外周に設けられたヒータ（加熱部）１３を制御する。そして、ダイス５に配管１２を介して樹脂６を供給し、ガラスファイバＧ１をダイス５に通してガラスファイバＧ１の外周に樹脂６を塗布する。

樹脂温度の測定は、配管１２内で温度測定部１４により測定し、測定された温度が目標温度となるようにヒータ１３を制御することが好ましい。配管１２内で樹脂温度を測定するので、より正確に配管１２内の樹脂温度が把握できる。

例えば、ヒータ１３が設けられた部分の配管１２とダイス５との間の配管１２内で、樹脂温度を測定するとよい。配管１２内に供給されてくる樹脂温度とヒータ１３が設けられた部分の配管温度とに差がある場合は、樹脂６が移動する間に徐々に、ヒータ１３により加熱された配管温度と樹脂温度とが近づいてくる。このため、ヒータ１３が設けられた部分の配管１２とダイス５との間の例えば配管１２の継手１６内で樹脂温度を測定することにより、ダイス５により近い部分の樹脂温度を目標温度に制御することができる。

また、配管１２に供給する樹脂６を収容する樹脂タンク１１の温度が一定になるように樹脂タンク１１を加熱するとよい。樹脂タンク１１の温度が一定になるように樹脂タンク１１を加熱するので、配管１２内に供給される樹脂温度が安定するため、ダイス５に供給される樹脂６の温度変動の抑制がより確実にできる。

また、ヒータ１３の温度設定値をダイス５の温度よりも高く設定するとよい。ヒータ１３の温度設定値をダイス５の温度よりも高く設定するので、ヒータ１３が設けられた部分を通過した後に樹脂温度が低下しても、ダイス５の温度に近い温度に保つことができる。

また、ヒータ１３が設けられた部分の配管１２内の樹脂６がダイス５内に供給されるまでの樹脂温度の低下分を考慮してヒータ１３を制御するとよい。ヒータ１３が設けられた部分の配管１２内の樹脂６がダイス５内に供給されるまでの樹脂温度の低下分を考慮してヒータ１３を制御するので、ダイス５に入る樹脂温度を目標温度にすることができる。

以上、詳述したように、本実施形態に係る光ファイバＧ２の製造方法および製造装置１によれば、樹脂温度が目標温度になるように配管１２の少なくとも一部の外周に設けられたヒータ１３を制御する。これにより、光ファイバＧ２の製造時に配管１２を流れて来る樹脂６に温度変動が生じても、ダイス５へ流れる樹脂６の温度の変動を抑制して一定の樹脂温度に保つことができる。そして、ダイス５の周囲に一定温度の流体５ｂを流してダイス５の温度を一定にしているので、温度が一定に保たれた樹脂６をガラスファイバＧ１に塗布することができる。したがって、製造される光ファイバＧ１の被覆径の変動や偏肉の発生を抑制できる。

なお、上記実施形態において、製造する光ファイバＧ１の被覆層が二層以上であってもよい。例えば被覆層がプライマリー層およびセカンダリー層の二層構造で、光ファイバ製造装置がダイス５を２つ備えている場合は、それぞれのダイス５或いはいずれか一方のダイス５に、図４で示した樹脂供給部１０を備えていてもよい。

また、本発明の光ファイバの製造装置は、上記実施形態のように、線引きされたガラスファイバＧ１に被覆を形成する装置に限定するものではなく、被覆層が既に形成された被覆ファイバに着色用の樹脂を塗布する、着色工程の場合にも適用することができる。

１ 光ファイバの製造装置
２ 光ファイバ母材
３ 線引炉
４ 冷却装置
５ ダイス（樹脂塗布部）
５ａ 温調部
６ 樹脂
７ 樹脂硬化装置
８ａ ガイドローラ
８ｂ 引取り部
８ｃ 巻取りドラム
１０ 樹脂供給部
１１ 樹脂タンク
１１ａ メインタンク
１１ｂ サブタンク
１１ｃ 管路
１１ｄ 流体加熱部
１１ｅ 流体
１２ 配管
１３ ヒータ（加熱部）
１４ 温度測定部
１５ 制御部
１６ 継手
Ｇ１ ガラスファイバ
Ｇ２ 光ファイバ

Claims (5)

1. 樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバまたは被覆ファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバまたは前記被覆ファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
   前記樹脂塗布工程において、
   前記樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を一定にしておき、
   前記配管の少なくとも一部の外周に加熱部が設けられた部分の前記配管と前記樹脂塗布部との間の前記配管内で樹脂温度を測定し、
   測定された前記樹脂温度が目標温度となるように、前記加熱部を制御する、
   光ファイバの製造方法。
2. 前記配管に供給する前記樹脂を収容する樹脂タンクの温度が一定になるように前記樹脂タンクを加熱する、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
3. 前記加熱部の温度設定値を前記樹脂塗布部の温度よりも高く設定する、請求項１または請求項２に記載の光ファイバの製造方法。
4. 前記加熱部が設けられた部分の配管内の樹脂が前記樹脂塗布部内に供給されるまでの樹脂温度の低下分を考慮して前記加熱部を制御する、請求項３に記載の光ファイバの製造方法。
5. 配管を介して樹脂が供給され、ガラスファイバまたは被覆ファイバが通されることにより前記ガラスファイバまたは前記被覆ファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
   前記樹脂塗布部の周囲に一定温度の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を一定に保つ温調部と、
   前記配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、
   前記配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、
   前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように前記加熱部を制御する制御部と、を有し、
   前記温度測定部は、前記加熱部と前記樹脂塗布部との間の前記配管内に設けられている、
   光ファイバの製造装置。

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