JP7050089B2 - How to apply coating liquid to optical fiber - Google Patents

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Description

優先権priority

本願は、2017年4月24日に出願された米国仮出願第62/489,123号に基づく優先権の利益を主張する、2017年6月20日に出願されたオランダ国特許出願第2019098号に基づく優先権の利益を主張し、その内容に依拠し、その内容全体を参照することにより本明細書に援用する。 This application claims the benefit of priority under US Provisional Application No. 62 / 489,123 filed April 24, 2017, Dutch Patent Application No. 2017098 filed June 20, 2017. Incorporate herein by claiming the benefit of priority under, relying on its content and referencing its entire content.

本明細書は、光ファイバーをコーティングする方法に関する。より具体的には、本明細書は、コーティング液を光ファイバーに適用する方法に関する。 The present specification relates to a method of coating an optical fiber. More specifically, the present specification relates to a method of applying a coating liquid to an optical fiber.

光ファイバーを通る光の透過率は、ファイバーに適用されたコーティングの特性に大いに依存する。コーティングは、通常、一次コーティングと二次コーティングとを含み、ここで、二次コーティングは一次コーティングを囲み、一次コーティングはファイバーのガラス導波路(コア+クラッド)部分に接触する。二次コーティングは、一次コーティングよりも硬い(ヤング率がより高い)材料であり、ファイバーの加工や取り扱い中に生じる摩耗または外力によって引き起こされる損傷からガラス導波路を保護するように設計されている。一次コーティングは、より柔らかい(ヤング率が低い)材料であり、二次コーティングの外面に加えられる力から結果として生じる応力を緩衝または消散させるように設計されている。一次層内の応力の消散は、応力を減衰させ、ガラス導波路に到達する応力を最小限に抑える。一次コーティングは、ファイバーが曲げられたときに発生する応力を消散させるのに特に重要である。曲げ応力はガラス導波路の屈折率プロファイルに局所的な摂動を生み出すため、ファイバー上のガラス導波路に伝達される曲げ応力は最小限に抑える必要がある。局所的な屈折率の摂動により、導波路を透過する光の強度が失われる。応力を消散させることによって、一次コーティングは、曲げによる強度損失を最小限に抑える。 The transmittance of light through an optical fiber is highly dependent on the properties of the coating applied to the fiber. The coating usually comprises a primary coating and a secondary coating, where the secondary coating surrounds the primary coating and the primary coating contacts the glass waveguide (core + clad) portion of the fiber. The secondary coating is a harder (higher Young's modulus) material than the primary coating and is designed to protect the glass waveguide from wear or damage caused by external forces during fiber processing and handling. The primary coating is a softer (Lower Young's modulus) material and is designed to buffer or dissipate the resulting stress from the forces applied to the outer surface of the secondary coating. Dissipation of stress in the primary layer attenuates the stress and minimizes the stress reaching the glass waveguide. The primary coating is especially important for dissipating the stress generated when the fiber is bent. Since bending stress creates local perturbations in the index profile of the glass waveguide, the bending stress transmitted to the glass waveguide on the fiber should be minimized. Due to the local index of refraction perturbation, the intensity of the light passing through the waveguide is lost. By dissipating stress, the primary coating minimizes strength loss due to bending.

光ファイバーの製造に一般的に使用されるコーティング液は、熱または紫外(UV)線への曝露によって硬化可能なアクリレートベースの組成物である。コーティング液は、液体状態でファイバーの表面に適用され、その後、硬化のために熱または紫外線に曝露される。コーティング液は1つ以上の層に適用することができ、多くの場合、2層コーティング系(一次+二次)が好ましい実施形態である。一次コーティングはファイバーの表面に直接適用され、二次コーティングは一次コーティングの上に適用される。 A coating solution commonly used in the manufacture of optical fibers is an acrylate-based composition that can be cured by heat or exposure to ultraviolet (UV) rays. The coating liquid is applied to the surface of the fiber in a liquid state and then exposed to heat or UV light for curing. The coating liquid can be applied to one or more layers, and in many cases a two-layer coating system (primary + secondary) is the preferred embodiment. The primary coating is applied directly to the surface of the fiber and the secondary coating is applied on top of the primary coating.

典型的な光ファイバー線引きプロセスでは、ファイバーは特定の線引き速度でガラスプリフォームから連続的に線引きされる。ガラスプリフォームは、線引きファイバーに望ましいコア組成を有する中央領域と、線引き光ファイバーの1つ以上のクラッド領域に望ましい組成を有する1つ以上のその周囲の環状領域とを含む。プリフォームは線引き炉に配置され、ガラスを柔らかくするために十分に加熱される。重力の作用またはキャプスタンによって駆動される引張力により、プリフォームの柔らかくなった部分からガラスが伸びる。ガラスが伸びると、細くなり、ファイバーを形成する。ファイバーの直径が制御され、ファイバーは冷却され、次いで1つ以上のコーティング液を適用するためのコーティングユニットに誘導される。コーティング液は硬化して固体コーティングを形成し、コーティングされたファイバーは取り込まれてスプールに巻き取られる。ファイバーが線引き炉からスプールに進むときにファイバーが横切る経路は、プロセス経路と呼ばれる。 In a typical fiber optic drawing process, the fibers are continuously drawn from the glass preform at a particular drawing rate. The glass preform comprises a central region having the desired core composition for the drawn fiber and one or more annular regions around it having the desired composition for one or more clad regions of the drawn optical fiber. The preform is placed in a drawing furnace and heated sufficiently to soften the glass. The action of gravity or the tensile force driven by the capstan causes the glass to stretch from the softened portion of the preform. As the glass stretches, it becomes thinner and forms fibers. The diameter of the fiber is controlled, the fiber is cooled and then guided to a coating unit for applying one or more coating solutions. The coating liquid cures to form a solid coating, and the coated fibers are taken up and wound up on a spool. The path that the fiber crosses as it travels from the drawing furnace to the spool is called the process path.

線引き速度を増加させることによって光ファイバー製造のコストを削減する継続的な必要性がある。しかしながら、線引き速度が増加するにつれて、コーティング液の適用と硬化がより難しくなる。特に、ファイバーの長さと周囲にわたって均一な厚さのコーティングを達成することがより難しくなる。コーティングされたファイバーの接続と接合を容易にし、コーティングされたファイバーの端部にコネクターを取り付けるには、コーティングの厚さの均一性が必要である。現在、連続的な高速線引きプロセスにおいてガラスファイバーに均一な厚さのコーティングを形成できるコーティングプロセスが求められている。 There is a continuing need to reduce the cost of fiber optic manufacturing by increasing the drawing speed. However, as the drawing speed increases, it becomes more difficult to apply and cure the coating solution. In particular, it becomes more difficult to achieve a uniform thickness coating over the length and perimeter of the fiber. Uniform thickness of the coating is required to facilitate the connection and joining of the coated fibers and to attach the connector to the ends of the coated fibers. Currently, there is a demand for a coating process capable of forming a coating of uniform thickness on glass fiber in a continuous high-speed drawing process.

コーティング液を光ファイバーに適用する方法を記載する。光ファイバーは、ガイドダイを通ってコーティングチャンバー内に、そしてコーティングチャンバーを通ってサイジングダイに線引きされる。コーティングチャンバーにはコーティング液が含まれる。この方法は、コーティングチャンバー内で光ファイバーの処理経路を横切る方向にコーティング液を誘導するステップを含む。コーティング液の横方向流は、線引きプロセス中にコーティングチャンバー内で形成される渦流(gyre)に関連する有害な影響を打ち消す。横方向流の利点には、気泡の除去、渦流の温度の低下、濡れの改善、コーティングチャンバー内のコーティング液の特性の均一化、およびメニスカスの安定化が含まれる。 The method of applying the coating liquid to the optical fiber is described. The optical fiber is drawn through the guide die into the coating chamber and through the coating chamber to the sizing die. The coating chamber contains a coating solution. The method comprises guiding the coating liquid in the coating chamber in a direction across the processing path of the optical fiber. The transverse flow of the coating liquid counteracts the harmful effects associated with the gyre formed in the coating chamber during the drawing process. Benefits of transverse flow include removal of air bubbles, lowering of vortex temperature, improved wetting, homogenization of coating liquid properties in the coating chamber, and stabilization of the meniscus.

本明細書は、以下のものに範囲が及ぶ:
光ファイバーを処理する方法であって、以下:
光ファイバーを、当該光ファイバーをコーティングするコーティング液を含んだコーティングチャンバーを通るプロセス経路に沿って線引き方向に線引きするステップと、
コーティングチャンバーを通るコーティング液の別個の流を、線引き方向を横切る方向に誘導するステップであって、当該コーティング液の別個の流は、線引き方向でプロセス経路を横切って通り抜けて、かつ/または回って、コーティングチャンバーに含まれるコーティング液と混合、希釈、または熱的もしくは機械的に相互作用する、ステップと
を含む方法。
The present specification extends to:
A method of processing optical fiber, which is as follows:
A step of drawing an optical fiber in a drawing direction along a process path through a coating chamber containing a coating liquid for coating the optical fiber.
A step of guiding a separate flow of coating fluid through the coating chamber in a direction across the drawing direction, the separate flow of coating liquid crossing the process path in the drawing direction, passing through and / or rotating . And a method comprising a step of mixing, diluting, or thermally or mechanically interacting with the coating solution contained in the coating chamber.

本明細書は、以下のものに範囲が及ぶ:
光ファイバーを処理する方法であって、
光ファイバーを、ガイドダイを通して第1のコーティング液を含んだ加圧コーティングチャンバーに線引き速度で線引きするステップと、
前記加圧コーティングチャンバー内で前記光ファイバー上に前記第1のコーティング液のメニスカスを形成するステップと、
前記加圧コーティングチャンバー内で前記光ファイバー上に境界層を形成するステップであって、前記境界層は、前記第1のコーティング液を含み、前記メニスカスで始まり、前記境界層は、前記ガイドダイからの距離の増加とともに増加する厚さを有する、ステップと、
前記光ファイバーを、前記加圧コーティングチャンバーを通してサイジングダイに前記線引き速度で線引きするステップであって、前記サイジングダイは、前記境界層の収縮を引き起こし、前記収縮は、前記境界層から前記加圧コーティングチャンバーへの前記第1のコーティング液の放出と前記加圧コーティングチャンバー内での前記第1のコーティング液を含む渦流の形成を引き起こす、ステップと、
前記光ファイバーを、前記サイジングダイを通して前記線引き速度で線引きするステップであって、前記光ファイバーは、前記第1のコーティング液の表面層で前記サイジングダイを出る、ステップと、
前記ガイドダイと前記サイジングダイとの間に配置されたチャネルを通して、前記第1のコーティング液を前記コーティングチャンバー内で横方向に流すステップと
を含む方法。
The present specification extends to:
It ’s a method of processing optical fiber.
The step of drawing the optical fiber through the guide die into the pressure coating chamber containing the first coating liquid at the drawing speed,
The step of forming the meniscus of the first coating liquid on the optical fiber in the pressure coating chamber, and
A step of forming a boundary layer on the optical fiber in the pressure coating chamber, wherein the boundary layer contains the first coating liquid, begins with the meniscus, and the boundary layer is from the guide die. With steps, with a thickness that increases with increasing distance,
In the step of drawing the optical fiber through the pressure coating chamber to the sizing die at the drawing speed, the sizing die causes the boundary layer to shrink, and the shrinkage occurs from the boundary layer to the pressure coating chamber. A step that causes the release of the first coating solution to and the formation of a vortex containing the first coating solution in the pressure coating chamber.
A step of drawing the optical fiber through the sizing die at the drawing speed, wherein the optical fiber exits the sizing die at the surface layer of the first coating liquid.
A method comprising the step of laterally flowing the first coating liquid in the coating chamber through a channel disposed between the guide die and the sizing die.

本明細書は、以下のものに範囲が及ぶ:
光ファイバーを処理する方法であって、以下:
光ファイバーを、当該光ファイバーをコーティングするために、コーティング液を含むコーティングチャンバーを通るプロセス経路に沿って線引き方向に線引きするステップと、
コーティングチャンバーを通るコーティング液の別個の流または流れを、当該コーティングチャンバーを通る光ファイバーの線引き方向を横切る方向に誘導するステップであって、コーティング液の横方向流は、線引き方向でプロセス経路を横切って通り抜けて、かつ/または回って、コーティングチャンバーに含まれるコーティング液と混合、希釈、または熱的もしくは機械的に相互作用する、ステップと
を含む方法。
The present specification extends to:
A method of processing optical fiber, which is as follows:
A step of drawing an optical fiber in a drawing direction along a process path through a coating chamber containing a coating liquid to coat the optical fiber.
A step that guides a separate flow or flow of coating fluid through the coating chamber in a direction that crosses the drawing direction of the optical fiber through the coating chamber, where the transverse flow of coating liquid crosses the process path in the drawing direction. A method comprising, stepping through , and / or rotating , mixing, diluting, or thermally or mechanically interacting with a coating solution contained in a coating chamber.

本明細書は、以下のものに範囲が及ぶ:
光ファイバーを処理するためのシステムであって、
光ファイバーをコーティングするためのコーティング液を保持するための、ファイバー入口とファイバー出口とを備える1つ以上のコーティングチャンバーと、
コーティング液の流れまたは流をコーティングチャンバーに送出するための入口と、
コーティングチャンバーからコーティング液を除去するための出口と
を備え、当該入口と出口はファイバー入口とファイバー出口とは異なり、当該入口はコーティングチャンバーを通して光ファイバーの線引き方向を横切る方向にコーティング液の流れまたは流を送出するように構成されている、システム。
The present specification extends to:
A system for processing optical fibers
One or more coating chambers with fiber inlets and fiber outlets to hold the coating liquid for coating the optical fiber.
An inlet for delivering a flow or flow of coating fluid to the coating chamber,
It is equipped with an outlet for removing the coating liquid from the coating chamber, and the inlet and the outlet are different from the fiber inlet and the fiber outlet, and the inlet has a flow or flow of the coating liquid in a direction crossing the drawing direction of the optical fiber through the coating chamber. A system that is configured to send.

追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に記載されており、一部はその説明から当業者には容易に明らかになるか、または明細書およびその特許請求の範囲のほか、添付の図面に記載されている実施形態を実施することによって認識されるだろう。 Additional features and advantages are described in the detailed description below, some of which will be readily apparent to those skilled in the art, or the specification and its claims, as well as the accompanying drawings. Will be recognized by implementing the embodiments described in.

前述の一般的な記載および以下の詳細な説明はいずれも単なる例示であり、請求項の性質および特徴を理解するための概略または枠組みを提供することを意図していると理解されたい。 It should be understood that the general description above and the detailed description below are merely examples and are intended to provide an outline or framework for understanding the nature and characteristics of the claims.

添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、本明細書の選択された態様を例示するものであり、本明細書とともに、本明細書に包含される方法、製品および組成物の原理および動作を説明する役割を果たす。図面に示される特徴は、本明細書の選択された実施形態の例示であり、必ずしも適切な縮尺で描写されているわけではない。 The accompanying drawings are included to provide further understanding and are incorporated herein by them. The drawings illustrate selected embodiments of the specification and, together with the specification, serve to illustrate the principles and operations of the methods, products and compositions contained herein. The features shown in the drawings are illustrations of selected embodiments herein and are not necessarily depicted to the appropriate scale.

明細書は、記載の主題を具体的に指摘し、かつ明確に請求する請求項で締めくくるが、明細書は、添付の図面と併せて以下の記載からよりよく理解されると考えられる。
光ファイバー上のコーティング液の計算された境界層を示す図である。 サイジングダイの従来の設計を示す図である。 サイジングダイのコーンのみの設計を示す図である。 従来の設計を有するサイジングダイによって形成される渦流の計算された温度プロファイルを示す図である。 コーンのみの設計を有するサイジングダイによって形成される渦流の計算された温度プロファイルを示す図である。 従来の設計を有するサイジングダイに動作可能に連結されたコーティングチャンバー内のコーティング液の横方向流を示す図である。 コーンのみのサイジングダイに動作可能に連結された加圧コーティングチャンバー内のコーティング液の横方向流を示す図である。 ガイドダイとサイジングダイとの間に配置された加圧コーティングチャンバー内のチャネルを通るコーティング液の横方向流を示す図である。 一次コーティング液と二次コーティング液とを光ファイバーに適用するための加圧コーティングチャンバーを備えたコーティングユニットを示す図である。 一次コーティング液と二次コーティング液とを光ファイバーに適用するための加圧コーティングチャンバーを備えたコーティングユニットを示す図である。
The specification concludes with a claim that specifically points out and explicitly claims the subject matter of the description, which is believed to be better understood from the following description in conjunction with the accompanying drawings.
It is a figure which shows the calculated boundary layer of the coating liquid on an optical fiber. It is a figure which shows the conventional design of a sizing die. It is a figure which shows the design of only the cone of a sizing die. FIG. 6 shows a calculated temperature profile of a vortex formed by a sizing die with a conventional design. FIG. 6 shows a calculated temperature profile of a vortex formed by a sizing die with a cone-only design. It is a figure which shows the lateral flow of the coating liquid in the coating chamber operably connected to the sizing die which has a conventional design. It is a figure which shows the lateral flow of the coating liquid in a pressure coating chamber operably connected to a cone-only sizing die. It is a figure which shows the lateral flow of the coating liquid through the channel in the pressure coating chamber arranged between the guide die and the sizing die. It is a figure which shows the coating unit which provided the pressure coating chamber for applying a primary coating liquid and a secondary coating liquid to an optical fiber. It is a figure which shows the coating unit which provided the pressure coating chamber for applying a primary coating liquid and a secondary coating liquid to an optical fiber.

図面に記載される実施形態は、実質的に例示であり、詳細な説明または特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。可能な限り常に、図面全体を通して同じ参照番号を使用して、同じまたは同様の特徴を指す。 The embodiments described in the drawings are merely exemplary and are not intended to limit the scope of the detailed description or claims. Whenever possible, use the same reference number throughout the drawing to refer to the same or similar features.

本開示は、実施可能な教示として提供され、以下の説明、図面、実施例および特許請求の範囲を参照することによって、より容易に理解することができる。このために、当業者は、有益な結果を得ながら、本明細書に記載の実施形態の様々な態様に多くの変更を加えられることを認識および理解するであろう。本実施形態の所望の利益のいくつかは、他の特徴を利用せずに、特徴のいくつかを選択することによって得られることも明らかであろう。したがって、当業者は、多くの修正および適応が可能であり、特定の状況では望ましいことさえあり、本開示の一部であることを認識するであろう。それゆえ、本開示は、特に明記しない限り、開示された特定の組成物、物品、デバイスおよび方法に限定されないことを理解されたい。また、本明細書で使用される用語は、特定の態様のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されたい。 The present disclosure is provided as a feasible teaching and can be more easily understood by reference to the following description, drawings, examples and claims. To this end, one of ordinary skill in the art will recognize and understand that many modifications can be made to the various aspects of the embodiments described herein, with beneficial results. It will also be clear that some of the desired benefits of this embodiment can be obtained by selecting some of the features without utilizing other features. Accordingly, one of ordinary skill in the art will recognize that many modifications and indications are possible and may even be desirable in certain circumstances and are part of this disclosure. Therefore, it should be understood that this disclosure is not limited to the particular compositions, articles, devices and methods disclosed, unless otherwise stated. It should also be understood that the terms used herein are intended to describe only certain aspects and are not intended to be limiting.

本明細書は、光ファイバーを形成するための方法およびプロセスを指す。連続的な光ファイバー製造プロセスでは、光ファイバーは、線引き炉に配置された加熱プリフォームから線引きされ、一連の処理ステージを通過する。処理段階には、通常、光ファイバーの品質や他の特性を評価するための計測ユニット(例えば、ファイバー径制御)と、加熱段階と、冷却状態と、一次コーティング段階と、二次コーティング段階と、インク層段階と、ファイバーに適用されたコーティング液またはインク層液を硬化するための1つ以上の硬化段階と、コーティングされた光ファイバーを受け取って保管するためのスプールまたは他の巻き取り段階とが含まれる。光ファイバーが線引き炉から1つ以上のプロセスユニットを通って巻き取り段階に進むときに光ファイバーが横切る経路は、本明細書では光ファイバーのプロセス経路と呼ばれる。プロセス経路は、直線的であっても曲がり目を含んでいてもよい。 The present specification refers to methods and processes for forming optical fibers. In a continuous optical fiber manufacturing process, the optical fiber is drawn from a heated preform placed in a drawing furnace and passed through a series of processing stages. The processing steps typically include a measuring unit (eg, fiber diameter control) to evaluate the quality and other characteristics of the optical fiber, a heating step, a cooling state, a primary coating step, a secondary coating step, and an ink. It includes a layering step, one or more curing steps to cure the coating or ink layering solution applied to the fiber, and a spool or other winding step to receive and store the coated optical fiber. .. The path that an optical fiber traverses as it advances from the drawing furnace through one or more process units to the winding stage is referred to herein as the optical fiber process path. The process path may be straight or include bends.

プロセス経路に沿ったあるプロセスユニットの別のプロセスユニットに対する相対位置は、本明細書では上流または下流として記載される。プロセス経路の上流方向はプリフォームに向かう方向であり、プロセス経路の下流方向は巻き取り段階に向かう方向である。基準位置または処理ユニットの上流の位置または処理ユニットは、基準位置または処理ユニットよりもプロセス経路に沿ってプリフォームに近い。プロセス経路に沿って線引き炉に近い位置にあるプロセスユニットは、プロセス経路に沿って線引き炉からさらに離れた位置にあるプロセスユニットの上流にあると言われている。線引き炉は他のすべてのプロセスユニットの上流にあり、巻き取り用スプール(または巻き取り段階または他のターミナルユニット)は他のすべてのプロセスユニットの下流にある。例として、例示的な線引きプロセスにおける光ファイバーのプロセス経路は、線引き炉から冷却ユニット、冷却ユニットからコーティング適用ユニット、コーティング適用ユニットからコーティング硬化ユニット、およびコーティング硬化ユニットから巻き取り用スプールに及ぶ。本明細書で使用される用語の文脈では、線引き炉は冷却ユニットの上流にあり、冷却ユニットはコーティング適用ユニットの上流にあり、コーティング適用ユニットはコーティング硬化ユニットの上流にあり、コーティング硬化ユニットは巻き取り用スプールの上流にある。同様に、巻き取り用スプールはコーティング硬化ユニットの下流にあり、コーティング硬化ユニットはコーティング適用ユニットの下流にあり、コーティング適用ユニットは冷却ユニットの下流にあり、冷却ユニットは線引き炉の下流にある。 The relative position of one process unit along a process path to another is described herein as upstream or downstream. The upstream direction of the process path is the direction toward the preform, and the downstream direction of the process path is the direction toward the winding stage. The location or processing unit upstream of the reference position or processing unit is closer to the preform along the process path than the reference position or processing unit. The process unit located near the drawing furnace along the process path is said to be upstream of the process unit located further away from the drawing furnace along the process path. The drawing furnace is upstream of all other process units and the take-up spool (or take-up stage or other terminal unit) is downstream of all other process units. As an example, the process path of an optical fiber in an exemplary drawing process extends from a drawing furnace to a cooling unit, from a cooling unit to a coating application unit, from a coating application unit to a coating curing unit, and from a coating curing unit to a take-up spool. In the context of the terminology used herein, the drawing furnace is upstream of the cooling unit, the cooling unit is upstream of the coating application unit, the coating application unit is upstream of the coating curing unit, and the coating curing unit is winding. It is located upstream of the take-up spool. Similarly, the take-up spool is downstream of the coating curing unit, the coating curing unit is downstream of the coating application unit, the coating application unit is downstream of the cooling unit, and the cooling unit is downstream of the drawing furnace.

本明細書は、コーティング液を光ファイバーに適用する方法を提供する。この方法を使用して、コーティング液をガラスファイバーに、コーティング液を別のコーティング液に、またはコーティング液を硬化コーティングに適用する。この方法には、プロセス経路に沿って光ファイバーを誘導するステップが含まれ、このステップは、光ファイバーをコーティング適用ユニットに通すことを含む。コーティング適用ユニットには、ガイドダイと、加圧コーティングチャンバーと、サイジングダイとが含まれる。加圧コーティングチャンバーには、光ファイバーのコーティングに使用されるコーティング液が含まれる。ガイドダイは、サイジングダイの上流にある加圧コーティングチャンバーの上流にある。光ファイバーは、ガイドダイを通って加圧コーティングチャンバー内に入り、加圧コーティングチャンバーを通ってサイジングダイに到達し、サイジングダイを通ってファイバー線引きプロセスの下流ユニットに到達する。 The present specification provides a method of applying a coating liquid to an optical fiber. Using this method, the coating liquid is applied to the glass fiber, the coating liquid is applied to another coating liquid, or the coating liquid is applied to the cured coating. The method involves guiding the optical fiber along the process path, which involves passing the optical fiber through a coating application unit. The coating application unit includes a guide die, a pressure coating chamber, and a sizing die. The pressure coating chamber contains a coating solution used to coat optical fibers. The guide die is upstream of the pressure coating chamber, upstream of the sizing die. The optical fiber enters the pressure coating chamber through the guide die, reaches the sizing die through the pressure coating chamber, and reaches the downstream unit of the fiber drawing process through the sizing die.

本方法は、光ファイバーを製造するための高速線引きプロセスを可能にする。現在、線引き速度は2つの問題によって制限されている。つまり、(1)光ファイバーがガイドダイを出てコーティングチャンバーに入るときにコーティング液で光ファイバーを濡らすのが困難であるのと、(2)光ファイバーがコーティングチャンバーを出るときにサイジングダイ付近のコーティングチャンバー内で形成される渦流に関連する影響の深刻度が増加することの2点である。本方法は、両方の問題に対処し、コーティング欠陥を最小限に抑えながら、線引き速度を高めることができる。現在の方法で利用可能な線引き速度は、少なくとも30m/s、または少なくとも40m/s、または少なくとも50m/s、または少なくとも60m/s、または少なくとも70m/s、または30m/s~90m/sの範囲、または40m/s~80m/sの範囲である。 This method enables a high speed drawing process for manufacturing optical fibers. Currently, the drawing speed is limited by two problems. That is, (1) it is difficult to wet the optical fiber with the coating liquid when the optical fiber leaves the guide die and enters the coating chamber, and (2) inside the coating chamber near the sizing die when the optical fiber leaves the coating chamber. There are two points that increase the severity of the effects related to the vortex formed by. This method can address both problems and increase the drawing speed while minimizing coating defects. The drawing speeds available in the current method range from at least 30 m / s, or at least 40 m / s, or at least 50 m / s, or at least 60 m / s, or at least 70 m / s, or 30 m / s to 90 m / s. , Or in the range of 40 m / s to 80 m / s.

ファイバーがガイドダイを出てコーティングチャンバーに入ると、ファイバーはコーティング液に接触する。ファイバーが濡れると、ガイドダイの出口に隣接するファイバー上にコーティング液のメニスカスが形成される。コーティング液は、サイジングダイへのプロセス経路に沿って進むにつれてファイバーに同伴される。ファイバーは、コーティング液の層が付着した状態でサイジングダイを出て、プロセス経路に沿って下流の処理ユニット(例えば、別のコーティングユニットまたは硬化ユニット)に誘導される。ファイバーに適用されるコーティング液の厚さは、サイジングダイの形状、コーティング液の粘度、ファイバーの温度および線引き速度によって決定される。サイジングダイの出口の直径は、ファイバーに適用されるコーティング液の厚さを確立する上で特に重要である。 As the fiber exits the guide die and enters the coating chamber, the fiber comes into contact with the coating liquid. When the fibers get wet, a meniscus of coating liquid is formed on the fibers adjacent to the outlet of the guide die. The coating liquid is accompanied by the fiber as it travels along the process path to the sizing die. The fiber exits the sizing die with a layer of coating liquid attached and is guided along the process path to a downstream processing unit (eg, another coating or curing unit). The thickness of the coating liquid applied to the fiber is determined by the shape of the sizing die, the viscosity of the coating liquid, the temperature of the fiber and the drawing speed. The diameter of the outlet of the sizing die is particularly important in establishing the thickness of the coating liquid applied to the fiber.

コーティングを成功させ、コーティングの厚さを均一にするには、ファイバーがコーティングチャンバーに入るときにコーティング液によるファイバーの効果的な濡れが必要である。ファイバーがガイドダイを通過するときのファイバーの周囲は、ガス(例えば、空気、CO、He)である。ガスの周囲を通るファイバーの動きによって、ファイバーがガイドダイを通過するときにファイバーの表面にガス境界層が形成される。ガス境界層は、ガイドダイを出てコーティングチャンバーに入るときにファイバーとともに残る。 For successful coating and uniform coating thickness, effective wetting of the fibers with the coating liquid is required as the fibers enter the coating chamber. The perimeter of the fiber as it passes through the guide die is gas (eg, air, CO 2 , He). The movement of the fiber around the gas forms a gas boundary layer on the surface of the fiber as it passes through the guide die. The gas boundary layer remains with the fibers as it exits the guide die and enters the coating chamber.

濡れとは、ファイバーがコーティング液に接触してコーティング液を通過するときに、ガス境界層をコーティング液で移動させるプロセスを指す。ファイバーがコーティング液で適切に濡らされると、ガイドダイの出口付近のファイバー表面とコーティング液との界面にコーティング液のメニスカスが形成され、光ファイバーがサイジングダイの出口に向かって搬送されると、コーティング液の境界層がファイバー上でメニスカスの先端から形成される。 Wetting refers to the process of moving the gas boundary layer with the coating liquid as the fibers come into contact with the coating liquid and pass through the coating liquid. When the fibers are properly wetted with the coating liquid, a meniscus of the coating liquid is formed at the interface between the fiber surface near the outlet of the guide die and the coating liquid, and when the optical fiber is transported toward the outlet of the sizing die, the coating liquid is formed. Boundary layer is formed on the fiber from the tip of the meniscus.

コーティング液がファイバーを濡らさない場合、ファイバー上にガス境界層が残る。これは、コーティングチャンバー内へのガスの同伴と、コーティング液中へのガスの混入をもたらす。コーティング液中にガスが存在すると、コーティング液中に気泡が形成され、ファイバーに適用されたコーティング液中に気泡が含まれることになる。気泡はメニスカスを不安定にし、ファイバーの表面上のコーティング液の被覆に不均一性をもたらす。コーティング液がサイジングダイの下流で硬化すると、ファイバーに付着したコーティング液に閉じ込められた気泡がコーティング内に残る。硬化したコーティング内の気泡は、ファイバーの性能を損ない、かつ硬化したコーティングの剥離を促す欠陥となる。コーティングチャンバー内に気泡が存在すると、ファイバーがコーティング適用ユニットを通過するときにファイバーの位置を中央に揃えて安定させることも難しくなり、コーティングの厚さの不均一性にさらに寄与する影響がある。 If the coating does not wet the fiber, a gas boundary layer remains on the fiber. This results in the entrainment of gas in the coating chamber and the mixing of gas in the coating liquid. When gas is present in the coating liquid, bubbles are formed in the coating liquid, and the coating liquid applied to the fiber contains bubbles. Bubbles destabilize the meniscus and result in non-uniformity in the coating of the coating on the surface of the fiber. As the coating liquid cures downstream of the sizing die, air bubbles trapped in the coating liquid attached to the fibers remain in the coating. Bubbles in the cured coating impair fiber performance and become defects that promote exfoliation of the cured coating. The presence of air bubbles in the coating chamber also makes it difficult to center and stabilize the fibers as they pass through the coating application unit, which further contributes to the non-uniformity of the coating thickness.

線引き速度が増加すると、ガス境界層を移動させるのに必要な力が増加する。本方法では、ガス境界層を移動させて高い線引き速度でファイバーを濡らすのに十分な力が、加圧コーティングチャンバーにより達成される。コーティングチャンバー内のコーティング液の圧力を増加することによって、コーティング液をファイバーに適用するためにより大きな力を利用することが可能であり、本明細書に開示された線引き速度でファイバーの一貫した濡れが維持される。コーティングチャンバーの加圧は、コーティングチャンバーに圧力トランスデューサーを装備し、圧力トランスデューサーを使用してコーティングチャンバーの圧力を制御することによって実現することができる。一実施形態では、コーティングチャンバーに送出されるコーティング液の流れは、加圧源から供給される。コーティングチャンバーの圧力を増加することによって、コーティングチャンバー内のコーティング液の圧力が増加し、線引き速度が増加するにつれて、ガス相境界層に関連する圧力に打ち勝って、濡れを達成することが可能になる。 As the drawing speed increases, the force required to move the gas boundary layer increases. In this method, sufficient force is achieved by the pressure coating chamber to move the gas boundary layer and wet the fibers at high drawing speeds. By increasing the pressure of the coating liquid in the coating chamber, it is possible to utilize greater force to apply the coating liquid to the fiber, and the consistent wetting of the fiber at the drawing speed disclosed herein. Be maintained. Pressurization of the coating chamber can be achieved by equipping the coating chamber with a pressure transducer and using the pressure transducer to control the pressure in the coating chamber. In one embodiment, the flow of coating liquid delivered to the coating chamber is supplied from a pressurizing source. By increasing the pressure in the coating chamber, it becomes possible to overcome the pressure associated with the gas phase boundary layer and achieve wetting as the pressure of the coating liquid in the coating chamber increases and the drawing speed increases. ..

本明細書で使用する場合、加圧コーティングチャンバーとは、0psig(0kPaG)を超える圧力を有するコーティングチャンバーを指す。様々な実施形態では、加圧コーティングチャンバーの圧力は、少なくとも0.10psig(約690PaG)、または少なくとも0.50psig(約3.4kPaG)、または少なくとも1.0psig(約6.9kPaG)、または少なくとも5.0psig(約34kPaG)、または少なくとも10psig(約69kPaG)、または少なくとも25psig(約172kPaG)、または少なくとも50psig(約345kPaG)、または少なくとも100psig(約690kPaG)、または少なくとも200psig(約1.38MPaG)、または0.10psig(約690PaG)~300psig(約2.07MPaG)の範囲、または0.25psig(約1.7kPaG)~275psig(約1.9MPaG)の範囲、または0.50psig(約3.4kPaG)~250psig(約1.72MPaG)の範囲、または1.0psig(約6.9kPaG)~225psig(約1.55MPaG)の範囲、または5.0psig(約34kPaG)~200psig(約1.38MPaG)の範囲、または10psig(約69kPaG)~175psig(約1.2MPaG)の範囲、または25psig(約172kPaG)~150psig(約1.03MPaG)の範囲、または50psig(約345kPaG)~100psig(約690kPaG)の範囲であり、ここで、psigは、ゲージ圧をpsi(ポンド/平方インチ)単位で表したものである。 As used herein, pressure coating chamber refers to a coating chamber with a pressure above 0 psig (0 kPaG). In various embodiments, the pressure in the pressure coating chamber is at least 0.10 psig (about 690 PaG), or at least 0.50 psig (about 3.4 kPaG), or at least 1.0 psig (about 6.9 kPaG), or at least 5. .0 psig (about 34 kPaG), or at least 10 psig (about 69 kPaG), or at least 25 psig (about 172 kPaG), or at least 50 psig (about 345 kPaG), or at least 100 psig (about 690 kPaG), or at least 200 psig (about 1.38 MPaG), or Range from 0.10 psig (about 690 PaG) to 300 psig (about 2.07 MPaG), or 0.25 psig (about 1.7 kPaG) to 275 psig (about 1.9 MPaG), or 0.50 psig (about 3.4 kPaG) to A range of 250 psig (about 1.72 MPaG), or a range of 1.0 psig (about 6.9 kPaG) to 225 psig (about 1.55 MPaG), or a range of 5.0 psig (about 34 kPaG) to 200 psig (about 1.38 MPaG). Alternatively, it is in the range of 10 psig (about 69 kPaG) to 175 psig (about 1.2 MPaG), or in the range of 25 psig (about 172 kPaG) to 150 psig (about 1.03 MPaG), or in the range of 50 psig (about 345 kPaG) to 100 psig (about 690 kPaG). Here, psig expresses the gauge pressure in psi (pounds per square inch).

加圧コーティングチャンバー内のコーティング液の圧力が高くなると、メニスカス圧力が高くなる。したがって、高い圧力を有するコーティング液のメニスカスを安定化させることによって、より高い線引き速度が達成される。本方法によって提供されるコーティング液のメニスカスの圧力は、0psig(0kPaG)を超える、または少なくとも0.10psig(約690PaG)、または少なくとも0.50psig(約3.4kPaG)、または少なくとも1.0psig(約6.9kPaG)、または少なくとも5.0psig(約34kPaG)、または少なくとも10psig(約69kPaG)、または少なくとも25psig(約172kPaG)、または少なくとも50psig(約345kPaG)、または少なくとも100psig(約690kPaG)、または少なくとも200psig(約1.38MPaG)、または0.1psig(約690PaG)~500psig(約3.4MPaG)の範囲、または1.0psig(約6.9kPaG)~400psig(約2.76MPaG)の範囲、または5.0psig(約34kPaG)~300psig(約2.07MPaG)の範囲、または10psig(約69kPaG)~200psig(約1.38MPaG)の範囲である。 As the pressure of the coating liquid in the pressure coating chamber increases, the meniscus pressure increases. Therefore, higher drawing speeds are achieved by stabilizing the meniscus of the coating liquid with high pressure. The pressure of the meniscus of the coating solution provided by the method is greater than 0 psig (0 kPaG), or at least 0.10 psig (about 690 PaG), or at least 0.50 psig (about 3.4 kPaG), or at least 1.0 psig (about 1.0 kPaG). 6.9 kPaG), or at least 5.0 psig (about 34 kPaG), or at least 10 psig (about 69 kPaG), or at least 25 psig (about 172 kPaG), or at least 50 psig (about 345 kPaG), or at least 100 psig (about 690 kPaG), or at least 200 psig. (Approximately 1.38 MPaG), or 0.1 psig (approximately 690 PaG) to 500 psig (approximately 3.4 MPaG), or 1.0 psig (approximately 6.9 kPaG) to 400 psig (approximately 2.76 MPaG), or 5. The range is 0 psig (about 34 kPaG) to 300 psig (about 2.07 MPaG), or 10 psig (about 69 kPaG) to 200 psig (about 1.38 MPaG).

メニスカス圧力を増加させるための対策は、光ファイバーがコーティングチャンバーを出るときにサイジングダイ付近で発生する影響によって複雑になる。上述のように、濡れたファイバーがガイドダイからサイジングダイに移動すると、コーティング液のメニスカスがファイバー上に形成され、コーティング液の境界層がメニスカスの先端で生じる。境界層は、コーティング液を通過するときにファイバーとともに広がる。図1は、光ファイバーがコーティングチャンバーを通過するときの光ファイバー上のコーティング液の計算された(有限要素)境界層を示す。光ファイバー10は、ガイドダイ出口30を通ってコーティングチャンバー20に入り、コーティングチャンバー20を通過してサイジングダイ40に到達し、サイジングダイ出口50を通って出る。コーティングチャンバー20にはコーティング液が含まれており、光ファイバー10は、ガイドダイ出口30を通ってコーティングチャンバー20に入るとコーティング液で濡らされる。計算のために、光ファイバー10の濡れは、コーティング液によるガイドダイの光ファイバー10に関連するガス境界層の完全な移動を含み、コーティングチャンバー20内で気泡の形成なしに起こる。 Measures to increase the meniscus pressure are complicated by the effects that occur near the sizing die as the optical fiber exits the coating chamber. As described above, when the wet fiber moves from the guide die to the sizing die, a meniscus of the coating liquid is formed on the fiber and a boundary layer of the coating liquid is formed at the tip of the meniscus. The boundary layer spreads with the fibers as it passes through the coating solution. FIG. 1 shows a calculated (finite element) boundary layer of coating liquid on an optical fiber as the optical fiber passes through the coating chamber. The optical fiber 10 enters the coating chamber 20 through the guide die outlet 30, passes through the coating chamber 20 to reach the sizing die 40, and exits through the sizing die outlet 50. The coating chamber 20 contains a coating liquid, and the optical fiber 10 is wetted with the coating liquid when it enters the coating chamber 20 through the guide die outlet 30. For calculation, wetting of the optical fiber 10 involves the complete movement of the gas boundary layer associated with the optical fiber 10 of the guide die by the coating liquid and occurs without the formation of air bubbles in the coating chamber 20.

光ファイバー10がコーティングチャンバー20を通過すると、コーティング液の境界層60が形成される。境界層60の厚さは、光ファイバー10がサイジングダイ40に向かって進むにつれて増加する。一次近似では、境界層の厚さは(νX/V)に比例し、ここで、νはコーティング液の動粘度、Χはガイドダイ出口付近のメニスカス先端での境界層の開始箇所に対する境界層内での位置のファイバー経路に沿った距離であり、Vはファイバーの線引き速度である。 When the optical fiber 10 passes through the coating chamber 20, the boundary layer 60 of the coating liquid is formed. The thickness of the boundary layer 60 increases as the optical fiber 10 advances toward the sizing die 40. In the first-order approximation, the thickness of the boundary layer is proportional to (νX / V f ), where ν is the kinematic viscosity of the coating solution and Χ is the boundary layer with respect to the start of the boundary layer at the tip of the meniscus near the exit of the guide die. It is the distance along the fiber path of the position within, and V f is the drawing speed of the fiber.

サイジングダイ40は、コーティング液に利用可能な空間を収縮させるテーパー面70を含む。収縮が起こると、境界層60からのコーティング流体の一部80がサイジングダイ40からコーティングチャンバー20に戻される。排出されたコーティング流体は、サイジングダイ40に隣接するコーティングチャンバー20内で渦流を形成する。渦流は、ほぼ閉じた流線を有するコーティング液のループ状の局所的なフローパターンである。線引きプロセス中にコーティング液が渦流内を再循環すると、流に関連するせん断応力により、渦流内のコーティング液の温度が上昇する。 The sizing die 40 includes a tapered surface 70 that shrinks the space available for the coating liquid. When shrinkage occurs, a portion 80 of the coating fluid from the boundary layer 60 is returned from the sizing die 40 to the coating chamber 20. The discharged coating fluid forms a vortex in the coating chamber 20 adjacent to the sizing die 40. The eddy current is a loop-like local flow pattern of the coating liquid having a nearly closed streamline. When the coating liquid recirculates in the vortex during the drawing process, the shear stress associated with the flow raises the temperature of the coating liquid in the vortex.

渦流の形状と渦流内の温度分布は、サイジングダイの設計に依存する。例えば、渦流のサイズと激しさは、コーティング液に利用可能な空間の収縮の程度に依存する。薄いファイバーコーティングでは、より狭いサイズのダイが必要であり、より大きな収縮が発生する。収縮がより大きいと、ファイバーがサイジングダイのテーパー部に入るときに境界層から大量のコーティング液が排出され、より顕著な渦流が形成される。 The shape of the vortex and the temperature distribution within the vortex depend on the design of the sizing die. For example, the size and intensity of the vortex depends on the degree of shrinkage of the space available for the coating solution. Thin fiber coatings require narrower sized dies and cause greater shrinkage. If the shrinkage is greater, a large amount of coating liquid will be expelled from the boundary layer as the fiber enters the taper portion of the sizing die, forming a more pronounced vortex.

サイジングダイの形状は、渦流の位置、形状および温度分布にも影響する。図2は、サイジングダイの従来の設計を示す。従来の設計には、ベル部、テーパー部およびランド部が含まれる。図3は、サイジングダイのコーンのみの設計を示す。コーンのみの設計にはベル部がなく、コーン部とランド部とが含まれる。コーンのみの設計に関する更なる情報は、米国特許出願公開第20150147467号明細書に見出すことができ、その開示を参照により本明細書に援用する。 The shape of the sizing die also affects the position, shape and temperature distribution of the eddy current. FIG. 2 shows a conventional design of a sizing die. Conventional designs include bells, tapers and lands. FIG. 3 shows the design of the sizing die cone only. The cone-only design does not have a bell part, but includes a cone part and a land part. Further information regarding the design of cones only can be found in US Patent Application Publication No. 20150147467, the disclosure of which is incorporated herein by reference.

図4は、図2に示される従来の設計を有するサイジングダイに隣接して形成される渦流の計算された形状と温度プロファイルとを示す。光ファイバー110は、ガイドダイ出口130を通ってコーティングチャンバー部120に入り、従来のサイジングダイ140の出口150を通過する。光ファイバー110の線引き速度は50m/sである。外側境界160を有する渦流が光ファイバー110の周りに形成される。渦流内の陰影は、定常状態で渦流内に生じる温度プロファイルを示す。より暗い陰影は、渦流内に存在するコーティング液のより高い温度に対応する。左側に示される温度スケールは、℃単位の温度を示す。コーティング液の温度は、光ファイバー110の近くで最も高く、光ファイバー110から離れるにつれて低下する。渦流はコーティング液に取り囲まれている。渦流の境界160は、渦流内のコーティング液の温度と周囲のコーティング液の温度との均等化が生じる位置に対応する。計算のために、渦流を取り囲むコーティング液の温度は60℃に設定した。図4は、従来のダイによって形成される渦流がファイバーのプロセス経路に沿って伸びており、渦流の空間的範囲がファイバーに近い領域に限定されていることを示す。図4はまた、渦流内の最高温度が渦流から離れたコーティング流体の温度よりも約100℃高いことを示す。 FIG. 4 shows the calculated shape and temperature profile of the eddy current formed adjacent to the sizing die having the conventional design shown in FIG. The optical fiber 110 enters the coating chamber portion 120 through the guide die outlet 130 and passes through the outlet 150 of the conventional sizing die 140. The drawing speed of the optical fiber 110 is 50 m / s. A vortex with an outer boundary 160 is formed around the optical fiber 110. Shading in the vortex indicates the temperature profile that occurs in the vortex in steady state. The darker shades correspond to the higher temperatures of the coating liquid present in the vortex. The temperature scale shown on the left shows the temperature in degrees Celsius. The temperature of the coating liquid is highest near the optical fiber 110 and decreases as the distance from the optical fiber 110 increases. The vortex is surrounded by the coating liquid. The vortex boundary 160 corresponds to the position where equalization occurs between the temperature of the coating liquid in the vortex and the temperature of the surrounding coating liquid. For the calculation, the temperature of the coating liquid surrounding the vortex was set to 60 ° C. FIG. 4 shows that the vortex formed by the conventional die extends along the process path of the fiber and the spatial extent of the vortex is limited to the region close to the fiber. FIG. 4 also shows that the maximum temperature in the vortex is about 100 ° C. higher than the temperature of the coating fluid away from the vortex.

図5は、図3に示されるコーンのみの設計を有するサイジングダイに隣接して形成される渦流の計算された形状と温度プロファイルとを示す。光ファイバー210は、ガイドダイ出口230を通ってコーティングチャンバー部220に入り、コーンのみのサイジングダイ240の出口250を通過する。外側境界260を有する渦流が、光ファイバー210の周りに形成される。渦流内の陰影は、定常状態で渦流内に生じる温度プロファイルを示す。左側に示される温度スケールは、℃単位の温度を示す。より暗い陰影は、渦流内に存在するコーティング液のより高い温度に対応する。コーティング液の温度は、一般に、光ファイバー210の近くでより高く、周囲のコーティング液の温度との均等化が渦流の外側境界260で生じるまで、光ファイバー210から離れるにつれて低下する。計算のために、渦流を取り囲むコーティング液の温度は60℃に設定した。図5は、コーンのみのダイによって形成される渦流が、ファイバーのプロセス経路を横切る方向に伸びていることを示す。従来のダイと比較して、コーンのみのダイによって形成される渦流は、ファイバーに近いスペースにそれほど密接には限定されていない。渦流は、プロセス経路から離れる横方向にかなりの距離にわたって伸びている。図5はまた、渦流内の最高温度が渦流から離れたコーティング流体の温度よりも約80℃高いことを示す。渦流内のコーティング液の加熱範囲は、コーンのみのサイジングダイの方が、図4に示される従来のサイジングダイよりも小さい。 FIG. 5 shows the calculated shape and temperature profile of the eddy current formed adjacent to the sizing die with the cone-only design shown in FIG. The optical fiber 210 enters the coating chamber portion 220 through the guide die outlet 230 and passes through the outlet 250 of the cone-only sizing die 240. A vortex with an outer boundary 260 is formed around the optical fiber 210. Shading in the vortex indicates the temperature profile that occurs in the vortex in steady state. The temperature scale shown on the left shows the temperature in degrees Celsius. The darker shades correspond to the higher temperatures of the coating liquid present in the vortex. The temperature of the coating liquid is generally higher near the fiber optic 210 and decreases as it moves away from the fiber optic 210 until equivalence with the temperature of the surrounding coating liquid occurs at the outer boundary 260 of the vortex. For the calculation, the temperature of the coating liquid surrounding the vortex was set to 60 ° C. FIG. 5 shows that the eddy current formed by the cone-only die extends in a direction across the fiber process path. Compared to traditional dies, the vortex formed by cone-only dies is not so closely limited to the space close to the fiber. The vortex extends laterally over a considerable distance away from the process path. FIG. 5 also shows that the maximum temperature in the vortex is about 80 ° C. higher than the temperature of the coating fluid away from the vortex. The heating range of the coating liquid in the vortex is smaller in the cone-only sizing die than in the conventional sizing die shown in FIG.

渦流内で発生するコーティング液の加熱は、メニスカスの安定性に有害であり、ガイドダイのフラッディングにつながる。フラッディングは、コーティングチャンバー内のコーティング液の圧力によってコーティング液がガイドダイ出口からガイドダイに押し込まれるプロセス欠陥である。通常、フラッディングはファイバーの破損につながり、これによりプロセスのシャットダウンが必要になる。コーティング液が渦流内で加熱すると、その粘度が低下するため、渦流の存在によりフラッディングが発生しやすくなる。加熱範囲と粘度の低下とは、線引き速度が増加するにつれてより顕著になる。これは、線引き速度が高いほど、渦流内の循環流量が増加し、粘性の消散によりせん断効果がより大きくなり、加熱がより高まるからである。現行の製造プロセスで典型的な線引き速度の場合、渦流に関連する温度上昇(約70℃以上)は、コーティング液の粘度を1桁以上低下させるのに十分である。線引き速度が現行の値を超えると、渦流に関連する加熱と熱の影響がより顕著になる。 The heating of the coating liquid generated in the vortex is detrimental to the stability of the meniscus and leads to flooding of the guide die. Flooding is a process defect in which the coating liquid is pushed into the guide die from the guide die outlet by the pressure of the coating liquid in the coating chamber. Flooding usually leads to fiber breakage, which requires the process to shut down. When the coating liquid is heated in a vortex, its viscosity decreases, and the presence of the vortex tends to cause flooding. The heating range and the decrease in viscosity become more pronounced as the drawing speed increases. This is because the higher the drawing speed, the higher the circulating flow rate in the vortex, the greater the shearing effect due to the dissipation of the viscosity, and the higher the heating. For the typical drawing speed in the current manufacturing process, the temperature rise associated with the eddy current (above about 70 ° C.) is sufficient to reduce the viscosity of the coating by an order of magnitude or more. When the drawing speed exceeds the current value, the heating and heat effects associated with the eddy current become more pronounced.

コーティング液の加熱と粘度の低下とにより、(1)コーティング液の浮力が周囲のコーティング液よりも増し、(2)コーティング液のガイドダイへの逆流を引き起こすのに必要な圧力が低下するため、フラッディングの可能性が高まる。結果として、より温かく、より粘性の低いコーティング液が渦流から漏れて周囲のコーティング液に入ると、コーティングチャンバー内を上向きにガイドダイへと流れる傾向にある。より温かく、粘性の低いコーティング液がメニスカスに到達すると、メニスカスが不安定になり、ファイバーの脱濡れが起こる。ファイバーの脱濡れが起こると、ガイドダイへのコーティング液の逆流に抵抗するのに必要な液体境界層に関連する抗力が失われ、ガイドダイ出口を通してコーティング液をガイドダイに押し込むのに必要な圧力が低下する。それに応じて、フラッディングが結果として生じる。 Due to the heating of the coating liquid and the decrease in viscosity, (1) the buoyancy of the coating liquid is increased compared to the surrounding coating liquid, and (2) the pressure required to cause the backflow of the coating liquid to the guide die is reduced. The possibility of flooding increases. As a result, warmer, less viscous coatings that leak out of the vortex and enter the surrounding coatings tend to flow upwards into the coating chamber into the guide die. When the warmer, less viscous coating reaches the meniscus, the meniscus becomes unstable and the fibers dewet. When the fiber dewetting occurs, the drag associated with the liquid boundary layer required to resist the backflow of the coating liquid into the guide die is lost and the pressure required to push the coating liquid into the guide die through the guide die outlet. Decreases. Accordingly, flooding occurs as a result.

コーティング液中の気泡もフラッディングを促進する。気泡の存在は、渦流内および渦流の周りのコーティング液のランダムでカオス的な動きにつながる。ランダムでカオス的な動きは、より温かい粘性コーティング液の渦流からの漏れを促進し、より温かい粘性コーティング液のメニスカスに向いた移動を促進する。 Bubbles in the coating liquid also promote flooding. The presence of air bubbles leads to random and chaotic movement of the coating fluid in and around the vortex. Random and chaotic movement promotes leakage of the warmer viscous coating from the vortex and facilitates the movement of the warmer viscous coating towards the meniscus.

安定したメニスカスとファイバーの途切れのない連続的な濡れとを維持するには、コーティングプロセスに及ぼす渦流の影響を制限する必要がある。本方法は、ガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の空間にコーティング液の横方向流を供給することによって、渦流の有害な影響を軽減する。横方向流とは、ファイバーがコーティングチャンバーを通過するときのファイバーのプロセス経路を横切る方向のコーティング液の流を指す。横方向とは、ファイバーのプロセス経路と平行でない任意の方向を指す。コーティング液の横方向流は、渦内のコーティング流体と混合または相互作用する。一実施形態では、コーティング液の横方向流は渦流に入り、渦流内のコーティング液と混合し、渦流を横切って流れ、渦流を出て、渦流からコーティング液の一部を除去または移動させる。別の実施形態では、コーティング液の横方向流は、渦流に入らずに渦流の周りに誘導される。一実施形態では、横方向流の確立には、外部供給源からのコーティング液をコーティングチャンバー内の既存のコーティング液に添加することと、コーティングチャンバーからコーティング液を除去することとが含まれる。除去されたコーティング液は、コーティングチャンバーに元々存在するコーティング液、コーティングチャンバーに加えられたコーティング液、またはそれらの組合せである。一実施形態では、コーティング液の横方向流が加圧コーティングチャンバーに供給される。 To maintain a stable meniscus and continuous, continuous wetting of the fibers, it is necessary to limit the effect of eddy currents on the coating process. The method reduces the harmful effects of eddy currents by supplying a transverse flow of coating liquid to the space between the outlet of the guide die and the inlet of the sizing die. Transverse flow refers to the flow of coating fluid across the fiber process path as the fiber passes through the coating chamber. Lateral refers to any direction that is not parallel to the fiber process path. The transverse flow of the coating liquid mixes or interacts with the coating fluid in the vortex. In one embodiment, the transverse flow of the coating liquid enters the vortex, mixes with the coating liquid in the vortex, flows across the vortex, exits the vortex, and removes or moves a portion of the coating liquid from the vortex. In another embodiment, the lateral flow of the coating liquid is guided around the vortex without entering the vortex. In one embodiment, establishing a transverse flow involves adding a coating solution from an external source to an existing coating solution in the coating chamber and removing the coating solution from the coating chamber. The removed coating liquid is a coating liquid originally present in the coating chamber, a coating liquid added to the coating chamber, or a combination thereof. In one embodiment, a transverse flow of coating liquid is supplied to the pressure coating chamber.

コーティング液の横方向流は、いくつかの方法で渦流の影響を軽減する。第一に、コーティングチャンバーへの入口箇所での横方向流におけるコーティング液の温度は、渦流内に含まれるコーティング液の最高温度、平均温度または最低温度よりも低い温度に制御および維持され得る。横方向流のより低温のコーティング液が渦流のより高温のコーティング液と相互作用すると、渦流が冷却する。渦流が冷却すると、渦流内のコーティング液の浮力が小さくなり、粘性が増す。これにより、渦流からコーティング液が漏れる可能性が低くなる。コーティング液が渦流から漏れる範囲では、浮力の低下により温度が下がり、粘度がより高くなると、渦流からのコーティング液がメニスカスに到達する可能性が低くなる。渦流からのコーティング液がメニスカスに到達する場合、温度がより低く、粘度がより高いということは、ガイドダイにコーティング液を押し込むのにより高い圧力が必要であることを意味する。それに応じて、フラッディングの可能性は減少する。コーティング液の連続的な横方向流を維持し、コーティング液を連続的に除去することによって、渦流内のコーティング液の温度を管理することができる。 Lateral flow of coating liquid reduces the effects of eddy currents in several ways. First, the temperature of the coating liquid in the transverse flow at the inlet to the coating chamber can be controlled and maintained below the maximum, average or minimum temperature of the coating liquid contained in the vortex. The vortex cools as the cooler coating in the transverse flow interacts with the hotter coating in the vortex. When the vortex cools, the buoyancy of the coating liquid in the vortex decreases and the viscosity increases. This reduces the possibility of the coating liquid leaking from the vortex. In the range where the coating liquid leaks from the vortex, the temperature drops due to the decrease in buoyancy, and the higher the viscosity, the less likely the coating liquid from the vortex reaches the meniscus. When the coating liquid from the vortex reaches the meniscus, the lower temperature and higher viscosity mean that higher pressure is required to push the coating liquid into the guide die. Accordingly, the possibility of flooding is reduced. By maintaining a continuous lateral flow of the coating liquid and continuously removing the coating liquid, the temperature of the coating liquid in the vortex can be controlled.

第二に、横方向流によって提供されるコーティング流体の冷却は、渦流内の温度勾配、および渦流と周囲のコーティング流体との平均温度の差も減少させる。温度のより大きな均等化は、より安定で一貫した特性(例えば、渦流のパターン、密度、粘度)を備えた、より均質なコーティング液をもたらす。均質性が向上すると、コーティングの均一性と同心性が改善する。 Second, the cooling of the coating fluid provided by the transverse flow also reduces the temperature gradient within the vortex and the difference in average temperature between the vortex and the surrounding coating fluid. Greater temperature equalization results in a more homogeneous coating with more stable and consistent properties (eg, eddy current pattern, density, viscosity). The improved homogeneity improves the uniformity and concentricity of the coating.

第三に、コーティングチャンバー内のコーティング液の移動と除去は、渦流内であろうと渦流の周りであろうと、コーティングチャンバー内の気泡の濃度を低下させる。横方向流のコーティング流体は、コーティングチャンバー内の同伴ガスに曝されておらず、実質的に気泡のないコーティングチャンバーに入る。したがって、コーティング流体の横方向流は、コーティングチャンバー内の気泡の濃度を希釈する。気泡を含むコーティング液のコーティング流体をコーティングチャンバーから除去すると、気泡濃度が低下する。気泡濃度が低いと、脱濡れやフラッディングの可能性が最小限に抑えられる。気泡濃度が低いとまた、渦流内のランダムでカオス的な動きが排除され、これにより、渦流内でのフローパターンがより一貫して安定し、渦流からコーティング液が漏れる傾向が減少するため、同心性が向上する。 Third, the movement and removal of the coating liquid in the coating chamber reduces the concentration of air bubbles in the coating chamber, whether in or around the vortex. The lateral flow coating fluid is not exposed to the accompanying gas in the coating chamber and enters the coating chamber, which is virtually bubble-free. Therefore, the transverse flow of the coating fluid dilutes the concentration of air bubbles in the coating chamber. When the coating fluid of the coating liquid containing bubbles is removed from the coating chamber, the bubble concentration decreases. Low bubble concentrations minimize the possibility of dewetting and flooding. Low bubble concentrations also eliminate random and chaotic movements within the vortex, which provides a more consistent and stable flow pattern within the vortex and reduces the tendency for coating fluid to leak from the vortex. Improves sex.

第四に、コーティングチャンバーへのコーティング液の補充は、コーティング流体中の溶解ガスの濃度を下げる。上述のように、ガスは、ファイバーがガイドダイを出るときに、ファイバーに同伴されることによってコーティングチャンバーに入ることができる。同伴は脱濡れにつながる可能性があり、望ましくない。しかしながら、ファイバーが適切に濡れている場合でも、ガスがコーティングチャンバーに入ることがある。ファイバーの濡れには、ファイバーがコーティング液に入るときにファイバー上にコーティング液のメニスカスが形成されることが含まれる。メニスカスが形成されると、ファイバー上のガス境界層が移動させられる。しかしながら、メニスカスは、移動した境界層からのガスに曝露される。ガイドダイに存在する一般的なプロセスガス(例えば、空気、CO、He)は、ファイバーのコーティングに通常使用されるコーティング液に可溶である。線引きプロセスが時間の経過とともに動作されるにつれて、コーティング液に溶解したガスの濃度が増加し、最終的に飽和レベルに達する。 Fourth, replenishment of the coating liquid to the coating chamber reduces the concentration of dissolved gas in the coating fluid. As mentioned above, the gas can enter the coating chamber by being accompanied by the fiber as it exits the guide die. Accompaniment can lead to wetting and is not desirable. However, gas can enter the coating chamber even if the fibers are properly wet. Wetting of the fiber involves the formation of a meniscus of the coating on the fiber as it enters the coating. When the meniscus is formed, the gas boundary layer on the fiber is moved. However, the meniscus is exposed to gas from the displaced boundary layer. Common process gases (eg, air, CO 2 , He) present in the guide die are soluble in the coating fluid commonly used to coat fibers. As the drawing process operates over time, the concentration of gas dissolved in the coating liquid increases and eventually reaches saturation levels.

コーティング液がガスで飽和すると、2つの悪影響が生じる。第一に、コーティング液へのガスの溶解は、濡れプロセスに関連するステップの1つである。濡れの速度は、ファイバーのガス境界層からコーティング液へのガスの透過性に関連している(例えば、Jacqmin,D.;Journal of Fluid Mechanics,455,347-358(2002)を参照)。ガス透過性は、コーティング液へのガスの溶解度と拡散速度とに比例する。コーティング液がガスで飽和している場合、更なるガスをコーティング液に溶解することができず、ファイバーのガス境界層からのガスはコーティング液に入ることができない。結果として脱濡れが起こり得る。第二に、コーティング液にガスが溶解し得ないため、コーティング液に気泡が形成される可能性が高くなる。コーティング液にガスが溶解すると、コーティング液に気泡を形成する可能性のあるガスが除去される。溶解により、気泡の形成が抑制される。しかしながら、コーティング液がガスで飽和すると、溶解はもはや不可能になり、コーティング液に気泡の形でガスが混入することがより一般的になる。飽和したコーティング液を新しいコーティング液で補充すると、飽和が回避され、コーティング液中へのガスの一貫した溶解が維持されるため、濡れが促進され、気泡の形成が抑制される。 When the coating liquid is saturated with gas, two adverse effects occur. First, the dissolution of gas in the coating liquid is one of the steps associated with the wetting process. The rate of wetting is related to the permeability of the gas from the gas boundary layer of the fiber to the coating solution (see, eg, Jacqmin, D .; Journal of Fluid Technologies, 455, 347-358 (2002)). Gas permeability is proportional to the solubility and diffusion rate of the gas in the coating solution. If the coating liquid is saturated with gas, no further gas can be dissolved in the coating liquid and the gas from the gas boundary layer of the fiber cannot enter the coating liquid. As a result, dewetting can occur. Secondly, since the gas cannot be dissolved in the coating liquid, there is a high possibility that bubbles are formed in the coating liquid. When the gas dissolves in the coating liquid, the gas that may form bubbles in the coating liquid is removed. Dissolution suppresses the formation of bubbles. However, when the coating liquid is saturated with gas, dissolution is no longer possible and it becomes more common for the coating liquid to be contaminated with gas in the form of bubbles. Replenishing the saturated coating with a new coating avoids saturation and maintains consistent dissolution of the gas in the coating, thus facilitating wetting and suppressing the formation of air bubbles.

第五に、コーティングチャンバー内のコーティング液の温度の低下は、コーティング液への一般的なプロセスガスの溶解度を高める。溶解度がより高いと、コーティング液へのガスの溶解がより大きくなり、飽和が生じるまでの時間が長くなる。これにより、コーティング液の飽和に関連する脱濡れおよび気泡の閉じ込めに関する懸念が生じる前に、より長い動作時間が可能になる。 Fifth, lowering the temperature of the coating liquid in the coating chamber increases the solubility of common process gases in the coating liquid. The higher the solubility, the greater the dissolution of the gas in the coating solution and the longer it takes for saturation to occur. This allows for longer operating times before concerns about dewetting and air bubble confinement associated with coating liquid saturation arise.

コーティング液の横方向流の確立には、ガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の空間にコーティング液の流れを誘導することが含まれる。この空間は、コーティング液が横方向に流れるチャネルを定義する。プロセス経路は光ファイバーと一致し、ガイドダイの出口からサイジングダイの入口まで伸びる。横方向流は、プロセス経路を横切って通り抜けて、かつ/または回って、コーティングチャンバー内に存在するコーティング液と混合、希釈、または(熱的もしくは機械的に)相互作用する。横方向流量は、渦流の有害な影響に対抗するために調整される。線引き速度が増加するにつれて、横方向流量をより高くすることが好ましい。様々な実施形態では、横方向流量は、0.1cm/sを超える、または0.2cm/sを超える、または0.3cm/sを超える、または0.4cm/sを超える、または0.5cm/sを超える、または0.75cm/sを超える、または1.0cm/sを超える、または2.5cm/sを超える、または5.0cm/sを超える、または0.1cm/s~20cm/sの範囲、または0.1cm/s~10cm/sの範囲、または0.1cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.2cm/s~20cm/sの範囲、または0.2cm/s~10cm/sの範囲、または0.2cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.5cm/s~20cm/sの範囲、または0.5cm/s~10cm/sの範囲、または0.5cm/s~5.0cm/sの範囲である。
Establishing a lateral flow of coating liquid involves guiding the flow of coating liquid into the space between the outlet of the guide die and the inlet of the sizing die. This space defines a channel through which the coating liquid flows laterally. The process path coincides with the optical fiber and extends from the exit of the guide die to the entrance of the sizing die. The transverse flow crosses , passes through , and / or rotates across the process path to mix, dilute, or (thermally or mechanically) interact with the coating solution present in the coating chamber. The lateral flow rate is adjusted to counter the harmful effects of eddy currents. As the drawing speed increases, it is preferable to increase the lateral flow rate. In various embodiments, the lateral flow rate is greater than 0.1 cm 3 / s, or greater than 0.2 cm 3 / s, or greater than 0.3 cm 3 / s, or greater than 0.4 cm 3 / s. Or more than 0.5 cm 3 / s, or more than 0.75 cm 3 / s, or more than 1.0 cm 3 / s, or more than 2.5 cm 3 / s, or more than 5.0 cm 3 / s, Or the range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or the range of 0.1 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or the range of 0.1 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s, or 0. 2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s range, or 0.2 cm 3 / s to 10 cm 3 / s range, or 0.2 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s range, or 0.5 cm 3 / The range is s to 20 cm 3 / s, or 0.5 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or 0.5 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s.

図6は、ガイドダイ出口130とサイジングダイ140との間のチャネル内のコーティング液の横方向流を含む、図4に示される構成の変更態様を示す。横方向流は、コーティング液の導入170と、渦流および/またはコーティングチャンバーからのコーティング液の除去180とを含む。同様に、図7は、ガイドダイ出口230とサイジングダイ240との間のチャネル内のコーティング液の横方向流を含む、図5に示される構成の変更態様を示す。横方向流は、コーティング液の導入270と、渦流および/またはコーティングチャンバーからのコーティング液の除去280とを含む。一実施形態では、横方向流量は、コーティングチャンバーへの入口でのコーティング液の導入量に対応する。別の実施形態では、横方向流量は、コーティングチャンバーからのコーティング液の除去速度に対応する。更なる実施形態では、渦流付近のコーティングチャンバー内にセンサーまたは流量計を配置することによって、横方向流量が測定される。 FIG. 6 shows a modification of the configuration shown in FIG. 4, including a transverse flow of coating liquid in the channel between the guide die outlet 130 and the sizing die 140. The transverse flow includes the introduction of the coating liquid 170 and the vortex and / or the removal of the coating liquid from the coating chamber 180. Similarly, FIG. 7 shows a modification of the configuration shown in FIG. 5, including a transverse flow of coating liquid in the channel between the guide die outlet 230 and the sizing die 240. The transverse flow includes the introduction of the coating liquid 270 and the eddy current and / or the removal of the coating liquid from the coating chamber 280. In one embodiment, the lateral flow rate corresponds to the amount of coating liquid introduced at the inlet to the coating chamber. In another embodiment, the lateral flow rate corresponds to the rate of removal of the coating liquid from the coating chamber. In a further embodiment, the lateral flow rate is measured by placing a sensor or flow meter in the coating chamber near the vortex.

様々な実施形態では、横方向流を生成するために使用されるコーティング液の導入量は、0.1cm/sを超える、または0.2cm/sを超える、または0.3cm/sを超える、または0.4cm/sを超える、または0.5cm/sを超える、または0.75cm/sを超える、または1.0cm/sを超える、または2.5cm/sを超える、または5.0cm/sを超える、または0.1cm/s~20cm/sの範囲、または0.1cm/s~10cm/sの範囲、または0.1cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.2cm/s~20cm/sの範囲、または0.2cm/s~10cm/sの範囲、または0.2cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.5cm/s~20cm/sの範囲、または0.5cm/s~10cm/sの範囲、または0.5cm/s~5.0cm/sの範囲である。 In various embodiments, the introduction amount of the coating liquid used to generate the transverse flow is greater than 0.1 cm 3 / s, or greater than 0.2 cm 3 / s, or 0.3 cm 3 / s. More than, or more than 0.4 cm 3 / s, more than 0.5 cm 3 / s, more than 0.75 cm 3 / s, more than 1.0 cm 3 / s, or more than 2.5 cm 3 / s More than, or more than 5.0 cm 3 / s, or in the range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or in the range of 0.1 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or 0.1 cm 3 / s. Range of up to 5.0 cm 3 / s, or 0.2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or 0.2 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or 0.2 cm 3 / s to 5. Range of 0 cm 3 / s, or range of 0.5 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or range of 0.5 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or range of 0.5 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / It is in the range of s.

様々な実施形態では、コーティングチャンバーからのコーティング液の除去量は、0.1cm/sを超える、または0.2cm/sを超える、または0.3cm/sを超える、または0.4cm/sを超える、または0.5cm/sを超える、または0.75cm/sを超える、または1.0cm/sを超える、または2.5cm/sを超える、または5.0cm/sを超える、または0.1cm/s~20cm/sの範囲、または0.1cm/s~10cm/sの範囲、または0.1cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.2cm/s~20cm/sの範囲、または0.2cm/s~10cm/sの範囲、または0.2cm/s~5.0cm/sの範囲、または0.5cm/s~20cm/sの範囲、または0.5cm/s~10cm/sの範囲、または0.5cm/s~5.0cm/sの範囲である。 In various embodiments, the amount of coating liquid removed from the coating chamber is greater than 0.1 cm 3 / s, or greater than 0.2 cm 3 / s, or greater than 0.3 cm 3 / s, or 0.4 cm. More than 3 / s, or more than 0.5 cm 3 / s, or more than 0.75 cm 3 / s, or more than 1.0 cm 3 / s, or more than 2.5 cm 3 / s, or 5.0 cm More than 3 / s, or 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or 0.1 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or 0.1 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s Range, or 0.2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or 0.2 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or 0.2 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s, Or the range of 0.5 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, or the range of 0.5 cm 3 / s to 10 cm 3 / s, or the range of 0.5 cm 3 / s to 5.0 cm 3 / s.

一実施形態でコーティング液の横方向流に対応するために、コーティングチャンバーは、コーティング液の横方向流を送出するための入口と、コーティング液の横方向流を除去するための出口とを含むように適合される。入口と出口は、コーティングチャンバー内へのファイバーの入口箇所と出口箇所とは異なる。図8は、外部供給源からコーティング液をコーティングチャンバーに供給するための入口と、コーティングチャンバーからコーティング液を除去するための出口とを含むコーティングチャンバーの実施形態を示す。コーティング液の流を図8に灰色の矢印で示す。コーティング液は、入口からコーティングチャンバー内に流れ込み、横方向でガイドダイとサイジングダイとの間のチャネルにおいて光ファイバーを通過する。横方向流のコーティング液は、チャネルを出て、出口でコーティングチャンバーから除去される。外部供給源からコーティング液を供給するための入口は、コーティングチャンバーへの光ファイバーの進入箇所(ガイドダイ出口)とは異なる。コーティングチャンバーからコーティング液を除去するための出口は、サイジングダイからの光ファイバーの進入箇所および出口箇所とは異なる。定常状態では、出口で除去されるコーティング液の量は、入口で供給されるコーティング液の量にほぼ等しい。サイジングダイで光ファイバー上に薄い層の形でコーティング液が除去され、存在する場合はガイドダイにコーティング液が漏出するため、入口と出口でコーティング液の量の正確なバランスが取れない。 In order to accommodate the lateral flow of the coating liquid in one embodiment, the coating chamber shall include an inlet for delivering the lateral flow of the coating liquid and an outlet for removing the lateral flow of the coating liquid. Is adapted to. The inlet and outlet are different from the fiber inlet and outlet points into the coating chamber. FIG. 8 shows an embodiment of a coating chamber including an inlet for supplying the coating liquid from an external source to the coating chamber and an outlet for removing the coating liquid from the coating chamber. The flow of the coating liquid is shown by a gray arrow in FIG. The coating liquid flows from the inlet into the coating chamber and passes through the optical fiber laterally in the channel between the guide die and the sizing die. The lateral flow coating liquid exits the channel and is removed from the coating chamber at the exit. The inlet for supplying the coating liquid from an external source is different from the entry point (guide die exit) of the optical fiber into the coating chamber. The outlet for removing the coating liquid from the coating chamber is different from the entry and exit points of the optical fiber from the sizing die. In steady state, the amount of coating liquid removed at the outlet is approximately equal to the amount of coating liquid supplied at the inlet. The sizing die removes the coating liquid in the form of a thin layer on the optical fiber, and if present, the coating liquid leaks to the guide die, resulting in an inaccurate balance of coating liquid volume at the inlet and outlet.

図4および図5の実施形態では、渦流は、コーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離のかなりの部分を占める。 In the embodiments of FIGS. 4 and 5, the vortex occupies a significant portion of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber.

その結果、図8に示されるように、ファイバーの濡れに及ぼす渦流の影響の軽減を促進するために、横方向流のコーティング液が渦流の大部分と相互作用することが好ましい。図8では、コーティングチャンバーへのファイバー入口は、ガイドダイの出口に対応し、コーティングチャンバーからのファイバー出口は、サイジングダイへの入口に対応する。一実施形態では、横方向流と渦流との相互作用は、横方向流の断面と渦流との部分的な重なりによって決定される。横方向流は、横方向流の方向に垂直な平面の断面によって特徴付けられる。この断面は、形状とサイズとを有する周囲長によって画定される2次元の領域である。周囲長の形状とサイズは、コーティングチャンバーに横方向流を供給する入口の形状とサイズおよび横方向流が通過するガイドダイとサイジングダイとの間のチャネルの寸法などの要因の影響を受ける。様々な実施形態では、周囲長の形状は、円形、楕円形、正方形、長方形または不規則形である。周囲長のサイズは、断面寸法によって特徴付けられる。断面寸法は、断面の周囲長の2点を結ぶ最長の線分に対応する。例えば、周囲長の形状が円形の場合、断面寸法は直径である。周囲長の形状が正方形または長方形の場合、断面寸法は対角線の長さである。周囲長の形状が楕円形の場合、断面寸法は楕円の長軸の長さである。 As a result, as shown in FIG. 8, it is preferred that the lateral flow coating liquid interact with most of the vortex to facilitate mitigation of the vortex effect on fiber wetting. In FIG. 8, the fiber inlet to the coating chamber corresponds to the outlet of the guide die and the fiber outlet from the coating chamber corresponds to the inlet to the sizing die. In one embodiment, the interaction of a transverse flow with a vortex is determined by the partial overlap of the cross section of the transverse flow with the vortex. The transverse flow is characterized by a cross section of a plane perpendicular to the direction of the transverse flow. This cross section is a two-dimensional region defined by a perimeter with shape and size. The shape and size of the perimeter is influenced by factors such as the shape and size of the inlet that supplies the lateral flow to the coating chamber and the dimensions of the channel between the guide die and the sizing die through which the lateral flow passes. In various embodiments, the perimeter shape is circular, oval, square, rectangular or irregular. Perimeter size is characterized by cross-sectional dimensions. The cross-sectional dimensions correspond to the longest line segment connecting the two points of perimeter of the cross-section. For example, if the shape of the perimeter is circular, the cross-sectional dimension is the diameter. If the perimeter shape is square or rectangular, the cross-sectional dimension is the diagonal length. When the shape of the perimeter is elliptical, the cross-sectional dimension is the length of the major axis of the ellipse.

コーティング液の横方向流と渦流との相互作用を高めるために、コーティング液の横方向流の断面寸法は、ガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の40%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の50%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の70%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の90%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の50%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の70%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%~90%の範囲である。 To enhance the interaction between the lateral flow of the coating liquid and the eddy current, the cross-sectional dimensions of the lateral flow of the coating liquid exceed 30% of the distance between the outlet of the guide die and the inlet of the sizing die, or guide. More than 40% of the distance between the exit of the die and the entrance of the sizing die, or more than 50% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or the exit of the guide die and the entrance of the sizing die More than 70% of the distance between, or more than 90% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or 30% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die. In the range of ~ 100%, or in the range of 50% to 100% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or 70% to 100% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die. %, Or 30% to 90% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die.

他の実施形態では、コーティング液の横方向流の断面寸法は、コーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の40%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の50%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の70%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の90%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の50%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の70%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%~90%の範囲である。 In other embodiments, the cross-sectional dimensions of the lateral flow of coating liquid exceed 30% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet and coating into the coating chamber. More than 40% of the distance between the fiber inlet from the chamber, or more than 50% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet and coating to the coating chamber More than 70% of the distance between the fiber inlet from the chamber, or more than 90% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet and coating to the coating chamber The range of 30% to 100% of the distance between the fiber outlet from the chamber, or the range of 50% to 100% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the coating chamber. 70% to 100% of the distance between the fiber inlet to and the fiber outlet from the coating chamber, or 30% to 90% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber. Is the range of.

一実施形態では、コーティング液の横方向流の断面寸法は、コーティング液の横方向流をコーティングチャンバーに供給する入口の寸法によって制御される。入口は、コーティング液の横方向流の供給時に通るコーティングチャンバーとの界面に開口部を含む。入口は、開口部のサイズと形状とによって決定される断面積を有し、断面寸法によって特徴付けられる。入口の断面寸法は、開口部の周囲長の2点を結ぶ最長の線分に対応する。 In one embodiment, the cross-sectional dimensions of the lateral flow of the coating liquid are controlled by the dimensions of the inlet that supplies the lateral flow of the coating liquid to the coating chamber. The inlet includes an opening at the interface with the coating chamber through which the lateral flow of coating liquid is supplied. The entrance has a cross-sectional area determined by the size and shape of the opening and is characterized by cross-sectional dimensions. The cross-sectional dimension of the entrance corresponds to the longest line segment connecting the two points of the perimeter of the opening.

異なる実施形態では、入口の断面寸法は、コーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の40%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の50%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の70%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の90%を超える、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の50%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の70%~100%の範囲、またはコーティングチャンバーへのファイバー入口とコーティングチャンバーからのファイバー出口との間の距離の30%~90%の範囲である。 In different embodiments, the cross-sectional dimensions of the inlet exceed 30% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or with the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber. More than 40% of the distance between, or more than 50% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber More than 70% of the distance between, or more than 90% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber The range of 30% to 100% of the distance between, or the range of 50% to 100% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber, or the fiber inlet and coating to the coating chamber. The range is 70% to 100% of the distance between the fiber outlet from the chamber, or 30% to 90% of the distance between the fiber inlet to the coating chamber and the fiber outlet from the coating chamber.

異なる実施形態では、入口の断面寸法は、ガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の40%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の50%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の70%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の90%を超える、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の50%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の70%~100%の範囲、またはガイドダイの出口とサイジングダイの入口との間の距離の30%~90%の範囲である。 In different embodiments, the cross-sectional dimensions of the inlet exceed 30% of the distance between the exit of the guide die and the inlet of the sizing die, or 40% of the distance between the exit of the guide die and the inlet of the sizing die. Exceeds, or exceeds 50% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or exceeds 70% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or with the exit of the guide die More than 90% of the distance between the entrance of the sizing die, or 30% to 100% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die 50% to 100% of the distance between, or 70% to 100% of the distance between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die, or between the exit of the guide die and the entrance of the sizing die. It is in the range of 30% to 90% of the distance.

入口で供給されるコーティング液の温度および/または流量を制御して、コーティングチャンバー内または渦流内のコーティング液の熱環境を管理することができる。入口で供給されるコーティング液の温度は、渦流内のコーティング液の最高温度未満、または渦流内のコーティング液の平均温度未満、または渦流内のコーティング液の最低温度未満、または渦流の外側にあるコーティングチャンバー内のコーティング液の平均温度未満である。 The temperature and / or flow rate of the coating liquid supplied at the inlet can be controlled to control the thermal environment of the coating liquid in the coating chamber or vortex. The temperature of the coating liquid supplied at the inlet is below the maximum temperature of the coating liquid in the vortex, or below the average temperature of the coating liquid in the vortex, or below the minimum temperature of the coating liquid in the vortex, or the coating outside the vortex. It is below the average temperature of the coating liquid in the chamber.

コーティング液の熱環境の管理には、渦流内のコーティング液の温度差を最小限に抑えることが含まれる。ガイドダイとサイジングダイとの間のチャネルにコーティング液の横方向流を含めることによって、渦流内のコーティング流体の最高温度と渦流内のコーティング流体の最低温度との差は、80℃未満、または60℃未満、または50℃未満、または40℃未満、または30℃未満となる。 Management of the thermal environment of the coating liquid involves minimizing the temperature difference of the coating liquid in the vortex. By including a transverse flow of coating liquid in the channel between the guide die and the sizing die, the difference between the maximum temperature of the coating fluid in the vortex and the minimum temperature of the coating fluid in the vortex is less than 80 ° C or 60 ° C. Below ° C, below 50 ° C, below 40 ° C, or below 30 ° C.

異なる実施形態では、コーティングチャンバーの入口で供給されるコーティング液の温度は、渦流内のコーティング液の平均温度よりも少なくとも5℃、少なくとも10℃、または少なくとも20℃、または少なくとも30℃低い、または5℃~40℃の範囲の量、または10℃~30℃の範囲の量だけ低い。 In different embodiments, the temperature of the coating liquid supplied at the inlet of the coating chamber is at least 5 ° C, at least 10 ° C, or at least 20 ° C, or at least 30 ° C lower, or 5 below the average temperature of the coating liquid in the vortex. It is lower by an amount in the range of ° C. to 40 ° C. or by an amount in the range of 10 ° C. to 30 ° C.

コーティング液の熱環境の管理には、渦流内のコーティング液の温度と渦流を取り囲むコーティング液の温度との差を最小限に抑えることが含まれる。ガイドダイとサイジングダイとの間のチャネルにコーティング液の横方向流を含めることによって、渦流内のコーティング液の最高温度と渦流を取り囲むコーティング液との温度の差は、80℃未満、または60℃未満、または50℃未満、または40℃未満、または30℃未満となる。 Management of the thermal environment of the coating liquid involves minimizing the difference between the temperature of the coating liquid in the vortex and the temperature of the coating liquid surrounding the vortex. By including a transverse flow of coating in the channel between the guide die and the sizing die, the temperature difference between the maximum temperature of the coating in the vortex and the coating surrounding the vortex is less than 80 ° C or 60 ° C. Less than, less than 50 ° C, less than 40 ° C, or less than 30 ° C.

本明細書に従ったコーティング液の横方向流を特徴とするコーティングアセンブリは、光ファイバーへの1つ以上のコーティングの適用に利用される。典型的な光ファイバーには、ガラスファイバー上の低弾性率の一次コーティングと、一次コーティング上の高弾性率の二次コーティングとが含まれる。多くの場合、二次コーティングにも着色層が形成される。コーティング液の横方向流に関連する利点は、光ファイバー上に形成されるコーティングのいずれにも及ぶ。ファイバーに複数のコーティングを適用する場合、液体二次コーティング組成物がファイバーに適用される箇所の上流のプロセス経路に沿った箇所で、液体一次コーティング組成物がファイバーに適用される。一実施形態では、液体一次コーティング組成物は、液体二次コーティング組成物を適用する前に硬化される(ウェットオンドライプロセス)。別の実施形態では、液体一次コーティング組成物は、液体二次コーティング組成物を適用する前に未硬化である(ウェットオンウェットプロセス)。適用される場合、液体着色層組成物は、液体二次コーティング組成物の適用箇所から下流のプロセス経路に沿った位置に適用される。一実施形態では、液体二次コーティング組成物は、液体着色層組成物を適用する前に硬化される(ウェットオンドライプロセス)。別の実施形態では、液体二次コーティング組成物は、液体着色層組成物を適用する前に未硬化である(ウェットオンウェットプロセス)。 Coating assemblies characterized by a transverse flow of coating fluid according to the specification are utilized for the application of one or more coatings to an optical fiber. Typical optical fibers include a low modulus primary coating on glass fiber and a high modulus secondary coating on the primary coating. In many cases, a colored layer is also formed on the secondary coating. The advantages associated with the transverse flow of the coating liquid extend to any of the coatings formed on the optical fiber. When applying multiple coatings to a fiber, the liquid primary coating composition is applied to the fiber at a location along the process path upstream of where the liquid secondary coating composition is applied to the fiber. In one embodiment, the liquid primary coating composition is cured prior to applying the liquid secondary coating composition (wet-on-dry process). In another embodiment, the liquid primary coating composition is uncured prior to applying the liquid secondary coating composition (wet-on-wet process). When applied, the liquid colored layer composition is applied at a location along the process path downstream from the application site of the liquid secondary coating composition. In one embodiment, the liquid secondary coating composition is cured prior to applying the liquid colored layer composition (wet-on-dry process). In another embodiment, the liquid secondary coating composition is uncured prior to applying the liquid colored layer composition (wet-on-wet process).

図9は、一次および二次コーティング液がウェットオンウェットプロセスで光ファイバーに適用される実施形態を示す。コーティングユニット300を使用して、液体一次コーティング組成物が光ファイバー305に適用される。光ファイバー305は、特定の線引き速度で示される方向に線引きされる。光ファイバー305は、ガイドダイ310を通してコーティングチャンバー315に線引きされ、コーティングチャンバー315を通してサイジングダイ320に線引きされ、サイジングダイ320を通して下流コーティングユニット325に線引きされる。コーティングチャンバー315内の光ファイバー305に一次コーティング液が適用される。一次コーティング液は、入口330でコーティングチャンバー315に供給され、出口335でコーティングチャンバー315から除去される。一次コーティング液は、コーティングチャンバー315内で横方向340および345に流れる。光ファイバー305は、ガイドダイ350でコーティングユニット325に入り、ガイドダイ350を通してコーティングチャンバー355に線引きされ、コーティングチャンバー355を通してサイジングダイ360に線引きされ、サイジングダイ360を通して下流の処理ユニット(図示せず)に線引きされる。二次コーティング液は、コーティングチャンバー355内の光ファイバー305に適用される。二次コーティング液は、入口365でコーティングチャンバー355に供給され、出口370でコーティングチャンバー355から除去される。二次コーティング液は、コーティングチャンバー355内で横方向375および380に流れる。コーティング液の横方向流は、コーティングチャンバー315および355内で同じまたは同様の横方向に生じるように描写されているが、コーティング液の横方向流は、コーティングチャンバー315と355で異なる方向に発生し得ることが理解される。 FIG. 9 shows an embodiment in which the primary and secondary coating liquids are applied to an optical fiber in a wet-on-wet process. Using the coating unit 300, the liquid primary coating composition is applied to the optical fiber 305. The optical fiber 305 is drawn in the direction indicated by the particular drawing speed. The optical fiber 305 is drawn through the guide die 310 to the coating chamber 315, through the coating chamber 315 to the sizing die 320, and through the sizing die 320 to the downstream coating unit 325. The primary coating liquid is applied to the optical fiber 305 in the coating chamber 315. The primary coating liquid is supplied to the coating chamber 315 at the inlet 330 and removed from the coating chamber 315 at the outlet 335. The primary coating liquid flows laterally 340 and 345 within the coating chamber 315. The optical fiber 305 enters the coating unit 325 with the guide die 350, is drawn to the coating chamber 355 through the guide die 350, is drawn to the sizing die 360 through the coating chamber 355, and is drawn to the downstream processing unit (not shown) through the sizing die 360. It is drawn. The secondary coating liquid is applied to the optical fiber 305 in the coating chamber 355. The secondary coating liquid is supplied to the coating chamber 355 at the inlet 365 and removed from the coating chamber 355 at the outlet 370. The secondary coating liquid flows laterally 375 and 380 within the coating chamber 355. The lateral flow of the coating liquid is depicted to occur in the same or similar lateral directions within the coating chambers 315 and 355, while the lateral flow of the coating liquid occurs in different directions in the coating chambers 315 and 355. It is understood to get.

図10は、一次および二次コーティング液がウェットオンウェットプロセスで光ファイバーに適用される別の実施形態を示す。コーティングユニット400を使用して、液体一次および二次コーティング組成物が光ファイバー405に適用される。光ファイバー405は、特定の線引き速度で示される方向に線引きされる。光ファイバー405は、ガイドダイ410を通してコーティングチャンバー415に線引きされ、コーティングチャンバー415を通してハイブリッドダイ420に線引きされ、ハイブリッドダイ420を通してコーティングチャンバー425に線引きされ、コーティングチャンバー425を通してサイジングダイ430に線引きされ、サイジングダイ430を通して下流のプロセスユニット(図示せず)に線引きされる。ハイブリッドダイ420は、コーティングチャンバー415を出るときに光ファイバー405のサイジングダイとして作用し、コーティングチャンバー425に入るときに光ファイバー405のガイドダイとして作用する。一次コーティング液は、コーティングチャンバー415内の光ファイバー405に適用される。一次コーティング液は、入口435でコーティングチャンバー415に供給され、出口440でコーティングチャンバー415から除去される。一次コーティング液は、コーティングチャンバー415内で横方向445および450に流れる。光ファイバー405は、420でハイブリッドダイを通ってコーティングチャンバー425に入る。二次コーティング液は、コーティングチャンバー425内の光ファイバー405に適用される。二次コーティング液は、入口455でコーティングチャンバー425に供給され、出口460でコーティングチャンバー425から除去される。二次コーティング液は、コーティングチャンバー425内で横方向465および470に流れる。コーティング液の横方向流は、コーティングチャンバー415および425内で同じまたは同様の横方向に生じるように描写されているが、コーティング液の横方向流は、コーティングチャンバー415と425で異なる方向に発生し得ることが理解される。 FIG. 10 shows another embodiment in which the primary and secondary coating liquids are applied to an optical fiber in a wet-on-wet process. Using the coating unit 400, liquid primary and secondary coating compositions are applied to the optical fiber 405. The optical fiber 405 is drawn in the direction indicated by the specific drawing speed. The optical fiber 405 is drawn to the coating chamber 415 through the guide die 410, to the hybrid die 420 through the coating chamber 415, to the coating chamber 425 through the hybrid die 420, to the sizing die 430 through the coating chamber 425, and to the sizing die. It is drawn through 430 to the downstream process unit (not shown). The hybrid die 420 acts as a sizing die for the optical fiber 405 when exiting the coating chamber 415 and as a guide die for the optical fiber 405 when entering the coating chamber 425. The primary coating liquid is applied to the optical fiber 405 in the coating chamber 415. The primary coating liquid is supplied to the coating chamber 415 at the inlet 435 and removed from the coating chamber 415 at the outlet 440. The primary coating liquid flows laterally 445 and 450 within the coating chamber 415. Optical fiber 405 enters the coating chamber 425 through a hybrid die at 420. The secondary coating liquid is applied to the optical fiber 405 in the coating chamber 425. The secondary coating liquid is supplied to the coating chamber 425 at the inlet 455 and removed from the coating chamber 425 at the outlet 460. The secondary coating liquid flows laterally 465 and 470 within the coating chamber 425. The lateral flow of the coating liquid is depicted to occur in the same or similar lateral directions within the coating chambers 415 and 425, while the lateral flow of the coating liquid occurs in different directions in the coating chambers 415 and 425. It is understood to get.

別の実施形態では、コーティングチャンバーから除去されたコーティング液は、コーティングチャンバーにリサイクルされる。コーティングチャンバーから除去されたコーティング液は、除去されたコーティング液をコーティングチャンバーに直接送出する戻りループ、またはコーティングチャンバーの入口に動作可能に連結されたコーティング液の外部供給源に送られる。 In another embodiment, the coating liquid removed from the coating chamber is recycled into the coating chamber. The coating liquid removed from the coating chamber is sent to a return loop that delivers the removed coating liquid directly to the coating chamber, or to an external source of coating liquid operably linked to the inlet of the coating chamber.

好ましい実施形態では、ガイドダイはコーティング液を含まない。別の好ましい実施形態では、ガイドダイのフラッディングは起こらない。さらに好ましい実施形態では、横方向流に関連するコーティング液はガイドダイに入らない。 In a preferred embodiment, the guide die does not contain a coating solution. In another preferred embodiment, guide die flooding does not occur. In a more preferred embodiment, the coating liquid associated with the transverse flow does not enter the guide die.

好ましいコーティング液は、硬化性コーティング液である。硬化性コーティング液は、1つ以上の硬化性成分を含む。本明細書で使用する場合、「硬化性」という用語は、成分が適切な硬化エネルギー源に曝露されたときに、成分をそれ自体またはポリマーコーティング材料を形成する他の成分に連結(結合)することに関与する共有結合を形成することができる1つ以上の硬化性官能基を含むことを意味するものとする。硬化性コーティング液を硬化させることによって得られる硬化生成物は、コーティングである。硬化プロセスは、いくつかのエネルギー形態のいずれかによって引き起こされる。エネルギーの形態には、放射エネルギーまたは熱エネルギーが含まれる。放射線硬化性成分は、適切な強度で適切な波長の放射線に十分な時間曝露されると硬化反応を起こすように誘発される成分である。放射線硬化反応は、好ましくは光開始剤の存在下で起こる。放射線硬化性成分は、場合により熱硬化性でもある。同様に、熱硬化性成分は、十分な強度の熱エネルギーに十分な時間曝露されると硬化反応を起こすように誘発される成分である。熱硬化性成分は、場合により放射線硬化性でもある。硬化性成分には、モノマー、オリゴマーおよびポリマーが含まれる。 The preferred coating liquid is a curable coating liquid. The curable coating liquid contains one or more curable components. As used herein, the term "curable" binds (bonds) a component to itself or other components forming a polymeric coating material when the component is exposed to a suitable curing energy source. It is meant to include one or more curable functional groups capable of forming a covalent bond involved in it. The cure product obtained by curing the curable coating solution is a coating. The curing process is triggered by one of several forms of energy. The form of energy includes radiant energy or thermal energy. A radiation curable component is a component that is induced to undergo a curing reaction when exposed to radiation of appropriate intensity and wavelength for a sufficient period of time. The radiation curing reaction preferably occurs in the presence of a photoinitiator. The radiation curable component is also thermosetting in some cases. Similarly, a thermosetting component is a component that is induced to undergo a curing reaction when exposed to sufficient intensity of heat energy for a sufficient period of time. The thermosetting component is also radiation curable in some cases. Curable components include monomers, oligomers and polymers.

硬化性成分は、1つ以上の硬化性官能基を含む。硬化性官能基を1つだけ有する硬化性成分は、単官能性硬化性成分である。2つ以上の硬化性官能基を有する硬化性成分は、多官能性硬化性成分である。多官能性硬化性成分は、硬化プロセス中に共有結合を形成することができる2つ以上の官能基を含み、硬化プロセス中に形成されるポリマーネットワークに架橋を導入することができる。多官能性硬化性成分は、「架橋剤」または「硬化性架橋剤」とも呼ばれる。硬化プロセス中の共有結合形成に関与する官能基の例を以下に示す。 The curable component comprises one or more curable functional groups. The curable component having only one curable functional group is a monofunctional curable component. The curable component having two or more curable functional groups is a polyfunctional curable component. The polyfunctional curable component contains two or more functional groups capable of forming covalent bonds during the curing process and can introduce crosslinks into the polymer network formed during the curing process. The polyfunctional curable component is also referred to as a "crosslinking agent" or "curable crosslinking agent". Examples of functional groups involved in covalent bond formation during the curing process are shown below.

コーティング組成物は、単一のモノマーまたはモノマーの組合せを含む。モノマーには、エチレン性不飽和化合物、エトキシル化アクリレート、エトキシル化アルキルフェノールモノアクリレート、プロピレンオキシドアクリレート、n―プロピレンオキシドアクリレート、イソプロピレンオキシドアクリレート、単官能性アクリレート、単官能性脂肪族エポキシアクリレート、多官能性アクリレート、多官能性脂肪族エポキシアクリレートおよびそれらの組合せが含まれる。 The coating composition comprises a single monomer or a combination of monomers. Monomers include ethylenically unsaturated compounds, ethoxylated acrylates, ethoxylated alkylphenol monoacrylates, propylene oxide acrylates, n-propylene oxide acrylates, isopropylene oxide acrylates, monofunctional acrylates, monofunctional aliphatic epoxy acrylates, and polyfunctionals. Includes sex acrylates, polyfunctional aliphatic epoxy acrylates and combinations thereof.

一実施形態では、硬化性コーティング液のモノマー成分は、エチレン性不飽和モノマーを含む。モノマーは、重合性基および/または架橋を促進もしくは可能にする基である官能基を含む。モノマーは、単官能性モノマーまたは多官能性モノマーである。2つ以上のモノマーの組合せでは、構成モノマーは、単官能性モノマー、多官能性モノマー、または単官能性モノマーと多官能性モノマーとの組合せである。エチレン性不飽和モノマーに適した官能基には、(メタ)アクリレート、アクリルアミド、N-ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、酸エステルおよびそれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。 In one embodiment, the monomer component of the curable coating liquid comprises an ethylenically unsaturated monomer. The monomer contains a polymerizable group and / or a functional group which is a group that promotes or enables cross-linking. The monomer is a monofunctional monomer or a polyfunctional monomer. In the combination of two or more monomers, the constituent monomer is a monofunctional monomer, a polyfunctional monomer, or a combination of a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer. Suitable functional groups for ethylenically unsaturated monomers include, but are not limited to, (meth) acrylates, acrylamides, N-vinylamides, styrenes, vinyl ethers, vinyl esters, acid esters and combinations thereof.

硬化性コーティング液のための例示的な単官能性エチレン性不飽和モノマーには、ヒドロキシアルキルアクリレート、例えば2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレートおよび2-ヒドロキシブチルアクリレート;長鎖および短鎖アルキルアクリレート、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ウンデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクタデシルアクリレートおよびステアリルアクリレート;アミノアルキルアクリレート、例えばジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレートおよび7-アミノ-3,7-ジメチルオクチルアクリレート;アルコキシアルキルアクリレート、例えばブトキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート(例えば、SR339、Sartomer Company,Inc.)およびエトキシエトキシエチルアクリレート;単環および多環の環状芳香族または非芳香族アクリレート、例えばシクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンタジエンアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、ボルニルアクリレート、イソボルニルアクリレート(例えば、SR423、Sartomer Company,Inc.)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、SR285、Sartomer Company,Inc.)、カプロラクトンアクリレート(例えば、SR495、Sartomer Company,Inc.)およびアクリロイルモルホリン;アルコールベースのアクリレート、例えばポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、および様々なアルコキシル化アルキルフェノールアクリレート、例えばエトキシル化(4)ノニルフェノールアクリレート(例えば、Photomer(登録商標)4066、IGM Resins);アクリルアミド、例えばジアセトンアクリルアミド、イソブトキシメチルアクリルアミド、N,N’-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミドおよびt-オクチルアクリルアミド;ビニル化合物、例えばN-ビニルピロリドンおよびN-ビニルカプロラクタム;および酸エステル、例えばマレイン酸エステルおよびフマル酸エステルが含まれるが、これらに限定されない。上記の長鎖および短鎖アクリル酸アルキルに関して、短鎖アルキルアクリレートは炭素数6以下のアルキル基であり、長鎖アルキルアクリレートは炭素数7以上のアルキル基である。 Exemplary monofunctional ethylenically unsaturated monomers for curable coatings include hydroxyalkyl acrylates such as 2-hydroxyethyl acrylates, 2-hydroxypropyl acrylates and 2-hydroxybutyl acrylates; long and short chain alkyls. Acrylate such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, amyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, isoamyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, isooctyl acrylate, 2- Ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, isodecyl acrylate, undecyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, octadecyl acrylate and stearyl acrylate; aminoalkyl acrylates such as dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate and 7-amino-3,7 -Dimethyloctyl acrylates; alkoxyalkyl acrylates such as butoxyethyl acrylates, phenoxyethyl acrylates (eg SR339, Sartomer Company, Inc.) and ethoxyethoxyethyl acrylates; monocyclic and polycyclic cyclic aromatic or non-aromatic acrylates such as. Cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate, dicyclopentadiene acrylate, dicyclopentanyl acrylate, tricyclodecanyl acrylate, bornyl acrylate, isobornyl acrylate (eg SR423, Sartomer Company, Inc.), tetrahydrofurfuryl acrylate (eg, eg. SR285, Sartomer Company, Inc.), caprolactone acrylates (eg SR495, Sartomer Company, Inc.) and acryloylmorpholin; alcohol-based acrylates such as polyethylene glycol monoacrylates, polypropylene glycol monoacrylates, methoxyethylene glycol acrylates, methoxypolypropylene glycols. Acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, And various alkoxylated alkylphenol acrylates such as ethoxylated (4) nonylphenol acrylates (eg Photomer® 4066, IGM Resins); acrylamides such as diacetoneacrylamide, isobutoxymethylacrylamide, N, N'-dimethylaminopropyl. Includes acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diacetone and t-octylacrylamide; vinyl compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam; and acid esters such as maleic acid and fumaric acid esters. However, it is not limited to these. Regarding the above-mentioned long-chain and short-chain acrylate alkyls, the short-chain alkyl acrylate is an alkyl group having 6 or less carbon atoms, and the long-chain alkyl acrylate is an alkyl group having 7 or more carbon atoms.

代表的な放射線硬化性エチレン性不飽和モノマーには、1つ以上のアクリレート基またはメタクリレート基を有するアルコキシル化モノマーが含まれる。アルコキシル化モノマーは、1つ以上のアルコキシレン基を含むもので、ここで、アルコキシレン基の形式は-O-R-であり、Rは直鎖または分岐状の炭化水素である。アルコキシレン基の例には、エトキシレン(-O-CH-CH-)、n-プロポキシレン(-O-CH-CH-CH-)、イソプロポキシレン(-O-CH-CH(CH)-)などが含まれる。本明細書で使用する場合、アルコキシル化度は、モノマー中のアルコキシレン基の数を指す。一実施形態では、アルコキシレン基はモノマー中で連続的に結合している。 Typical radiation curable ethylenically unsaturated monomers include alkoxylated monomers having one or more acrylate or methacrylate groups. The alkoxylated monomer contains one or more alkoxylene groups, wherein the type of alkoxylene group is —OR—, where R is a linear or branched hydrocarbon. Examples of alkoxylene groups include ethoxylen (-O-CH 2 -CH 2- ), n-propoxylen (-O-CH 2 -CH 2 -CH 2- ), and isopropoxylen (-O-CH 2- ). CH (CH 3 )-) and the like are included. As used herein, the degree of alkoxylation refers to the number of alkoxylene groups in the monomer. In one embodiment, the alkoxylen group is continuously attached in the monomer.

硬化性コーティング液のための代表的な多官能性エチレン性不飽和モノマーには、アルコキシル化ビスフェノールAジアクリレート、例えばアルコキシル化度が2以上のエトキシル化ビスフェノールAジアクリレートが含まれるが、これらに限定されない。二次組成物のモノマー成分には、2~約30の範囲のエトキシル化度を有するエトキシル化ビスフェノールAジアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.(ペンシルベニア州ウエストチェスター)から入手可能なSR349およびSR601、ならびにIGM Resinsから入手可能なPhotomer 4025およびPhotomer 4028)、またはプロポキシル化度が2以上、例えば2~約30の範囲のプロポキシル化ビスフェノールAジアクリレート;アルコキシル化を伴うおよび伴わないメチロールプロパンポリアクリレート、例えばエトキシル化度が3以上、例えば3~約30の範囲のエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(例えば、Photomer 4149、IGM Resins、およびSR499、Sartomer Company,Inc.);プロポキシル化度が3以上、例えば3~30の範囲のプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート(例えば、Photomer 4072、IGM ResinsおよびSR492、Sartomer);ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(例えば、Photomer 4355、IGM Resins);アルコキシル化グリセリルトリアクリレート、例えばプロポキシル化度が3以上のプロポキシル化グリセリルトリアクリレート(例えば、Photomer 4096、IGM ResinsおよびSR9020、Sartomer);アルコキシル化を伴うおよび伴わないエリスリトールポリアクリレート、例えばペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.(ペンシルベニア州ウエストチェスター)から入手可能なSR295)、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、SR494、Sartomer Company,Inc.)およびジペンタエリスリトールペンタアクリレート(例えば、Photomer 4399、IGM Resins、およびSR399、Sartomer Company,Inc.);適切な官能性イソシアヌレートとアクリル酸または塩化アクリロイルとの反応によって形成されるイソシアヌレートポリアクリレート、例えばトリス-(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート(例えば、SR368、Sartomer Company,Inc.)およびトリス-(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレートジアクリレート;アルコキシル化を伴うおよび伴わないアルコールポリアクリレート、例えばトリシクロデカンジメタノールジアクリレート(例えば、CD406、Sartomer Company,Inc.)およびエトキシル化度が2以上、例えば約2~30の範囲のエトキシル化ポリエチレングリコールジアクリレート;ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどにアクリレートを添加することによって形成されるエポキシアクリレート(例えば、Photomer 3016、IGM Resins);および単環および多環の環状芳香族または非芳香族ポリアクリレート、例えばジシクロペンタジエンジアクリレートおよびジシクロペンタンジアクリレートが含まれ得る。 Typical polyfunctional ethylenically unsaturated monomers for curable coatings include, but are limited to, alkoxylated bisphenol A diacrylates, such as ethoxylated bisphenol A diacrylates having a degree of alkoxylation of 2 or greater. Not done. Monomer components of the secondary composition include SR349 and SR601, available from ethoxylated bisphenol A diacrylates (eg, Sartomer Company, Inc. (Westchester, Pennsylvania)) having a degree of ethoxylation ranging from 2 to about 30. Also, Photomer 4025 and Photomer 4028) available from IGM Resins, or propoxylated bisphenol A diacrylates having a degree of propoxylation of 2 or more, eg, 2 to about 30; trimethylolpropane polyacrylate with and without alkoxylation. For example, ethoxylated trimethylolpropane triacrylates having an ethoxylated degree of 3 or more, for example, in the range of 3 to about 30 (for example, Photomer 4149, IGM Resins, and SR499, Sartomer Company, Inc.); For example, propoxylated trimethylolpropane triacrylate in the range of 3 to 30 (eg, Photomer 4072, IGM Resins and SR492, Sartomer); ditrimethylolpropane tetraacrylate (eg, Photomer 4355, IGM Resins); alkoxylated glyceryl triacrylate. For example, propoxylated glyceryl triacrylates having a degree of propoxylation of 3 or more (eg, Photomer 4096, IGM Resins and SR9020, Sartomer); erythritol polyacrylates with and without alkoxylation, such as pentaerythritol tetraacrylate (eg, Sartomer). SR295 available from Company, Inc. (Westchester, Pennsylvania), ethoxylated pentaerythritol tetraacrylates (eg SR494, Sartomer Company, Inc.) and dipentaerythritol pentaacrylates (eg, Photomer 4399, IGM Resins, and). SR399, Sartomer Company, Inc.); Isocyanurate polyacrylates formed by the reaction of appropriate functional isocyanurates with acrylic acid or acryloyl chloride, such as tris- (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate. (For example, SR368, Sartomer Company, Inc. ) And tris- (2-hydroxyethyl) isocyanurate diacrylate; alcohol polyacrylates with and without alkoxylation, such as tricyclodecanedimethanol diacrylate (eg, CD406, Sartomer Company, Inc.) and degree of ethoxylation. Two or more, eg, ethoxylated polyethylene glycol diacrylates in the range of about 2-30; epoxy acrylates formed by adding acrylates to bisphenol A diglycidyl ethers and the like (eg, MeOH 3016, IGM Resins); and monocycles and Polycyclic cyclic aromatic or non-aromatic polyacrylates, such as dicyclopentadiene diacrylates and dicyclopentane diacrylates, may be included.

実施形態では、コーティング液のモノマー成分には、一般式R-R-O-(CHCHCH-O)-COCH=CH[式中、RおよびRは、脂肪族、芳香族または両方の混合物であり、q=1~10である]を有する化合物、またはR-O-(CHCHCH-O)-COCH=CH[式中、Rは、脂肪族または芳香族であり、q=1~10である]を有する化合物が含まれる。代表例には、エチレン性不飽和モノマー、例えばラウリルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR335、BASFから入手可能なAGEFLEX(登録商標)FA12、IGM Resinsから入手可能なPHOTOMER 4812)、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR504およびIGM Resinsから入手可能なPHOTOMER 4066)、カプロラクトンアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR495およびDow Chemicalから入手可能なTONE(商標)M-100)、フェノキシエチルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR339、BASFから入手可能なAGEFLEX PEAおよびIGM Resinsから入手可能なPHOTOMER 4035)、イソオクチルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR440およびBASFから入手可能なAGEFLEX FA8)、トリデシルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR489)、イソボルニルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR506およびCPS Chemical Co.から入手可能なAGEFLEX IBOA)、テトラヒドロフルフリルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR285)、ステアリルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR257)、イソデシルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR395およびBASFから入手可能なAGEFLEX FA10)、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.から入手可能なSR256)、エポキシアクリレート(例えば、Sartomer Companyから入手可能なCN120ならびにCytec Industries Inc.から入手可能なEBECRYL(登録商標)3201および3604)、ラウリルオキシグリシジルアクリレート(例えば、Sartomer Companyから入手可能なCN130)およびフェノキシグリシジルアクリレート(例えば、Sartomer Companyから入手可能なCN131)およびそれらの組合せが含まれる。 In the embodiment, the monomer component of the coating liquid contains the general formula R 2 -R 1 -O- (CH 2 CH 3 CH-O) q -COCH = CH 2 [in the formula, R 1 and R 2 are aliphatic. , Aromatic or a mixture of both, q = 1-10], or R1 - O- (CH 2 CH 3 CH-O) q -COCH = CH 2 [in the formula, R 1 is , Aliphatic or aromatic, q = 1-10]. Representative examples include ethylenically unsaturated monomers such as lauryl acrylates (eg SR335 available from Sartomer Company, Inc., AGEFLEX® FA12 available from BASF, PHOTOMER 4812 available from IGM Resins). Nonyl ethoxylated phenol acrylates (eg, SR504 available from Sartomer Company, Inc. and PHOTOMER 4066 available from IGM Resins), caprolactone acrylates (eg, SR495 and Dow Chemical available from Sartomer Company, Inc.). TONE ™ M-100), phenoxyethyl acrylates (eg, SR339 available from Sartomer Company, Inc., AGEFLEX PEA available from BASF and PHOTOMER 4035 available from IGM Resins), isooctyl acrylates (eg, eg). SR440 available from Saturmer Company, Inc. and AGEFLEX FA8 available from BASF), tridecyl acrylates (eg SR489 available from Saturmer Company, Inc.), isobornyl acrylates (eg, Sartomer Company, Inc.). Available from SR506 and CPS Chemical Co. available from AGEFLEX IBOA), tetrahydrofurfuryl acrylates (eg, SR285 available from Saturmer Company, Inc.), stearyl acrylates (eg, available from Saturmer Company, Inc.). SR257), isodecyl acrylate (eg, SR395 available from Saturmer Company, Inc. and AGEFLEX FA10 available from BASF), 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate (eg, obtained from Saturmer Company, Inc.). Possible SR256), epoxy acrylates (eg, CN120 available from the Saltomer Company and EBECRYL® 3201 and 3604 available from Cytec Industries Inc.), lauryl oxyglycy Includes are zill acrylates (eg, CN130 available from the Sartomer Company) and phenoxyglycidyl acrylates (eg, CN131 available from the Sartomer Company) and combinations thereof.

いくつかの実施形態では、コーティング液のモノマー成分には、多官能性(メタ)アクリレートが含まれる。本明細書で使用する場合、「(メタ)アクリレート」という用語は、アクリレートまたはメタクリレートを意味する。多官能性(メタ)アクリレートは、1分子当たり2つ以上の重合性(メタ)アクリレート部分、または1分子当たり3つ以上の重合性(メタ)アクリレート部分を有する(メタ)アクリレートである。多官能性(メタ)アクリレートの例には、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート(例えば、IGM Resinsから入手可能なPHOTOMER 4399);アルコキシル化を伴うおよび伴わないメチロールプロパンポリアクリレート、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(例えば、PHOTOMER 4355、IGM Resins);アルコキシル化グリセリルトリアクリレート、例えばプロポキシル化が3以上のプロポキシル化グリセリルトリアクリレート(例えば:PHOTOMER 4096、IGM Resins);およびアルコキシル化を伴うおよび伴わないエリスリトールポリアクリレート、例えばペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、Sartomer Company,Inc.(ペンシルベニア州ウエストチェスター)から入手可能なSR295)、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(例えば、SR494、Sartomer Company,Inc.)、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート(例えば、PHOTOMER 4399、IGM ResinsおよびSR399、Sartomer Company,Inc.)、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロポキシル化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートが含まれる。 In some embodiments, the monomer component of the coating solution comprises a polyfunctional (meth) acrylate. As used herein, the term "(meth) acrylate" means acrylate or methacrylate. A polyfunctional (meth) acrylate is a (meth) acrylate having two or more polymerizable (meth) acrylate moieties per molecule or three or more polymerizable (meth) acrylate moieties per molecule. Examples of polyfunctional (meth) acrylates include dipentaerythritol monohydroxypentaacrylates (eg PHOTOMER 4399 available from IGM Resins); trimethylolpropane polyacrylates with and without alkoxylation, such as trimethylolpropane triacrylates. , Ditrimethylolpropane tetraacrylates (eg, PHOTOMER 4355, IGM Resins); alkoxylated glyceryl triacrylates, eg, propoxylated glyceryl triacrylates with 3 or more propoxylation (eg: PHOTOMER 4096, IGM Resins); and alkoxylation. With and without erythritol polyacrylates, such as pentaerythritol tetraacrylate (eg SR295 available from Sartomer Company, Inc. (Westchester, Pennsylvania)), ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (eg SR494, Sartomer Company, Inc.). ), Dipentaerythritol pentaacrylate (eg, PHOTOMER 4399, IGM Resins and SR399, Sartomer Company, Inc.), Tripropylene glycol di (meth) acrylate, propoxylated hexanediol di (meth) acrylate, tetrapropylene glycol di (eg). Includes meth) acrylates and pentapropylene glycol di (meth) acrylates.

一実施形態では、コーティング液のモノマー成分には、N-ビニルアミド、例えばN-ビニルラクタム、またはN-ビニルピロリジノン、またはN-ビニルカプロラクタムが含まれる。 In one embodiment, the monomer component of the coating solution comprises N-vinylamide, such as N-vinyllactam, or N-vinylpyrrolidinone, or N-vinylcaprolactam.

硬化性コーティング液は、場合により1つ以上のオリゴマーを含む。任意のオリゴマーの1つのクラスは、エチレン性不飽和オリゴマーである。適切な任意のオリゴマーには、単官能性オリゴマー、多官能性オリゴマー、または単官能性オリゴマーと多官能性オリゴマーとの組合せが含まれる。いくつかの実施形態では、任意のオリゴマーには、脂肪族および芳香族ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、尿素(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステルおよびポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマー、アクリル化アクリルオリゴマー、ポリブタジエン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート(メタ)アクリレートオリゴマー、ならびにメラミン(メタ)アクリレートオリゴマーまたはそれらの組合せが含まれる。硬化性コーティング液は、ウレタン基、反応してウレタン基を形成する基、ウレタンアクリレート化合物、ウレタンオリゴマー、またはウレタンアクリレートオリゴマーを含まなくてもよい。 The curable coating liquid optionally contains one or more oligomers. One class of any oligomer is an ethylenically unsaturated oligomer. Suitable optional oligomers include monofunctional oligomers, polyfunctional oligomers, or combinations of monofunctional oligomers with polyfunctional oligomers. In some embodiments, any oligomer may include aliphatic and aromatic urethane (meth) acrylate oligomers, urea (meth) acrylate oligomers, polyester and polyether (meth) acrylate oligomers, acrylicized acrylic oligomers, polybutadiene (meth). ) Acrylate oligomers, polycarbonate (meth) acrylate oligomers, and melamine (meth) acrylate oligomers or combinations thereof. The curable coating liquid may not contain a urethane group, a group that reacts to form a urethane group, a urethane acrylate compound, a urethane oligomer, or a urethane acrylate oligomer.

重合開始剤は、コーティング組成物の硬化に関連する重合プロセスの開始を促進して、コーティングを形成する。重合開始剤には、熱開始剤、化学開始剤、電子線開始剤および光開始剤が含まれる。光開始剤には、ケトン系光開始添加剤および/またはホスフィンオキシド添加剤が含まれる。本開示のコーティングの光形成において使用される場合、光開始剤は、迅速な放射線硬化を可能にするのに十分な量で存在する。硬化放射線の波長は、赤外線、可視光線または紫外線である。 The polymerization initiator accelerates the initiation of the polymerization process associated with the curing of the coating composition to form the coating. Polymerization initiators include heat initiators, chemical initiators, electron beam initiators and photoinitiators. Photoinitiators include ketone photoinitiators and / or phosphine oxide additives. When used in the photoformation of the coatings of the present disclosure, the photoinitiator is present in sufficient quantity to allow rapid radiation curing. The wavelength of the cured radiation is infrared, visible or ultraviolet.

代表的な光開始剤には、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(例えば、BASFから入手可能なIRGACURE(登録商標)184);ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド(例えば、BASFから入手可能な市販のブレンドIRGACURE 1800、1850および1700);2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン(例えば、BASFから入手可能なIRGACURE 651);ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド(IRGACURE 819);(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ジフェニルホスフィンオキシド(LUCIRIN(登録商標)TPO、BASF(ミュンヘン、ドイツ)から入手可能);エトキシ(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド(BASFのLUCIRIN TPO-L);(2,4,6-トリエチルベンゾイル)ジフェニルホスフィンオキシド(例えば、市販のブレンドDarocur(登録商標)4265、BASF);2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン(例えば、市販のブレンドDarocur 4265、BASF)およびそれらの組合せが含まれる。 Typical photoinitiators include 1-hydroxycyclohexylphenylketone (eg, IRGACURE® 184 available from BASF); bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine. Oxides (eg, commercially available blends IRGACURE 1800, 1850 and 1700 available from BASF); 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone (eg IRGACURE 651 available from BASF); bis (2,4,6- Trimethylbenzoyl) -Phenylphosphinoxide (IRGACURE 819); (2,4,6-trimethylbenzoyl) Diphenylphosphinoxide (available from LUCIRIN® TPO, BASF (Munich, Germany)); ethoxy (2,4) 6-trimethylbenzoyl) -Phenylphosphinoxide (LUCIRIN TPO-L of BASF); (2,4,6-triethylbenzoyl) diphenylphosphinoxide (eg, commercially available blend Darocur® 4265, BASF); 2-hydroxy -2-Methyl-1-phenylpropan-1-one (eg, commercially available blend Darocur 4265, BASF) and combinations thereof are included.

モノマー、オリゴマーおよび/またはオリゴマー材料、ならびに重合開始剤に加えて、コーティング組成物は、場合により1つ以上の添加剤を含む。添加剤には、接着促進剤、強度添加剤、酸化防止剤、触媒、安定剤、蛍光増白剤、特性向上添加剤、アミン相乗剤、ワックス、潤滑剤および/またはスリップ剤が含まれる。 In addition to the monomers, oligomers and / or oligomeric materials, and polymerization initiators, the coating composition optionally comprises one or more additives. Additives include adhesion promoters, strength additives, antioxidants, catalysts, stabilizers, optical brighteners, property-enhancing additives, amine synergists, waxes, lubricants and / or slip agents.

本方法の実施形態は、光ファイバー上のコーティング液を硬化させることを含む。一実施形態では、硬化性コーティング液は、LED光源またはレーザー光源で硬化される。一実施形態では、LED光源はUVLED光源である。LED光源またはレーザー光源のピーク波長は、410nm未満、または405nm未満、または400nm未満、または395nm未満の波長、または340nm~410nmの範囲、または350nm~405nmの範囲、または360nm~405nmの範囲、または365nm~400nmの範囲、または370nm~395nmの範囲、または375nm~390nmの範囲、または375nm~400nmの範囲、または380nm~400nmの範囲の波長である。 An embodiment of the method comprises curing a coating solution on an optical fiber. In one embodiment, the curable coating liquid is cured with an LED light source or a laser light source. In one embodiment, the LED light source is a UV LED light source. The peak wavelength of the LED or laser light source is less than 410 nm, or less than 405 nm, or less than 400 nm, or less than 395 nm, or in the range of 340 nm to 410 nm, or 350 nm to 405 nm, or 360 nm to 405 nm, or 365 nm. The wavelength is in the range of ~ 400 nm, or 370 nm to 395 nm, or 375 nm to 390 nm, or 375 nm to 400 nm, or 380 nm to 400 nm.

代表的な放射線硬化性エチレン性不飽和モノマーには、1つ以上のアクリレート基またはメタクリレート基を有するアルコキシル化モノマーが含まれていた。アルコキシル化モノマーは、1つ以上のアルコキシレン基を含むもので、ここで、アルコキシレン基の形式は-O-R-であり、Rは直鎖または分岐状の炭化水素である。アルコキシレン基の例には、エトキシレン(-O-CH-CH-)、n-プロポキシレン(-O-CH-CH-CH-)、イソプロポキシレン(-O-CH-CH(CH)-)などが含まれる。本明細書で使用する場合、アルコキシル化度は、モノマー中のアルコキシレン基の数を指す。一実施形態では、アルコキシレン基はモノマー中で連続的に結合している(二次コーティングの説明についてはID27449を参照)。 Typical radiation curable ethylenically unsaturated monomers contained an alkoxylated monomer having one or more acrylate or methacrylate groups. The alkoxylated monomer contains one or more alkoxylene groups, wherein the type of alkoxylene group is —OR—, where R is a linear or branched hydrocarbon. Examples of alkoxylene groups include ethoxylen (-O-CH 2 -CH 2- ), n-propoxylen (-O-CH 2 -CH 2 -CH 2- ), and isopropoxylen (-O-CH 2- ). CH (CH 3 )-) and the like are included. As used herein, the degree of alkoxylation refers to the number of alkoxylene groups in the monomer. In one embodiment, the alkoxylen group is continuously attached in the monomer (see ID 27449 for a description of the secondary coating).

特に明記しない限り、本明細書に記載されるいずれの方法も、そのステップが特定の順序で実行されることを要求するものと解釈されることを意図していない。したがって、方法クレームが実際にそのステップに従うべき順序を述べていない場合、またはステップが特定の順序に限定されることをクレームまたは明細書で具体的に述べていない場合、特定の任意の順序を推測することは意図していない。 Unless otherwise stated, none of the methods described herein are intended to be construed as requiring the steps to be performed in a particular order. Therefore, if the method claim does not actually state the order in which the steps should be followed, or if the claim or specification does not specifically state that the steps are limited to a particular order, then infer any particular order. Not intended to do.

例示された実施形態の趣旨または範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。例示された実施形態の趣旨および内容を組み込む開示された実施形態の修正、組合せ、サブコンビネーションおよび変更が当業者に思い浮かぶ可能性があるため、明細書は添付の特許請求の範囲内のすべてとそれらの均等物とを含むと解釈されるべきである。 It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit or scope of the illustrated embodiments. Modifications, combinations, sub-combinations and modifications of disclosed embodiments incorporating the intent and content of the illustrated embodiments may come to mind to those of skill in the art, so the specification is with all within the appended claims. It should be construed to include those equivalents.

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in terms of terms.

実施形態1
光ファイバーを処理する方法であって、以下:
光ファイバーを、当該光ファイバーをコーティングするコーティング液を含んだコーティングチャンバーを通るプロセス経路に沿って線引き方向に線引きするステップと、
前記コーティングチャンバーを通るコーティング液の別個の流を、前記線引き方向を横切る方向に誘導するステップであって、前記コーティング液の別個の流は、前記線引き方向で前記プロセス経路を横切って通り抜けて、かつ/または回って、前記コーティングチャンバーに含まれる前記コーティング液と混合、希釈、または熱的もしくは機械的に相互作用する、ステップと
を含む、方法。
Embodiment 1
A method of processing optical fiber, which is as follows:
A step of drawing an optical fiber in a drawing direction along a process path through a coating chamber containing a coating liquid for coating the optical fiber.
A step of guiding a separate flow of coating fluid through the coating chamber in a direction across the drawing direction, wherein the separate flow of coating liquid crosses and passes through the process path in the drawing direction. And / or a method comprising a step of turning and mixing, diluting, or thermally or mechanically interacting with the coating solution contained in the coating chamber.

実施形態2
前記コーティングチャンバーを加圧する、実施形態1記載の方法。
Embodiment 2
The method according to the first embodiment, wherein the coating chamber is pressurized.

実施形態3
前記光ファイバーがガイドダイを通って前記コーティングチャンバーに入る、実施形態1または2記載の方法。
Embodiment 3
The method according to embodiment 1 or 2, wherein the optical fiber enters the coating chamber through a guide die.

実施形態4
前記光ファイバーを、前記コーティングチャンバーを通してサイジングダイに線引きする、実施形態3記載の方法。
Embodiment 4
The method of embodiment 3, wherein the optical fiber is drawn through the coating chamber to a sizing die.

実施形態5
前記コーティング液の別個の流を、前記ガイドダイと前記サイジングダイとの間の前記コーティングチャンバー内に配置された横方向誘導チャネルを通して誘導する、実施形態4記載の方法。
Embodiment 5
4. The method of embodiment 4, wherein a separate stream of the coating solution is guided through a lateral induction channel located within the coating chamber between the guide die and the sizing die.

実施形態6
前記ガイドダイは、ベル部、テーパー部およびランド部を含むか、または前記ガイドダイは、コーンのみのダイを含み、ここで、前記コーンのみのダイは、コーン部およびランド部を含み、ベル部は含まない、実施形態3から5までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 6
The guide die includes a bell portion, a taper portion and a land portion, or the guide die includes a cone-only die, wherein the cone-only die includes a cone portion and a land portion and a bell portion. The method according to any one of embodiments 3 to 5, which does not include.

実施形態7
前記光ファイバーを、少なくとも30m/sの線引き速度で線引きし、例えば、前記線引き速度は少なくとも40m/sであり、好ましくは、前記線引き速度は少なくとも50m/sであり、より好ましくは、前記線引き速度は40m/s~80m/sの範囲である、実施形態1から6までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 7
The optical fiber is drawn at a drawing speed of at least 30 m / s, for example, the drawing speed is at least 40 m / s, preferably the drawing speed is at least 50 m / s, and more preferably the drawing speed is. The method according to any one of embodiments 1 to 6, which is in the range of 40 m / s to 80 m / s.

実施形態8
前記光ファイバーが前記サイジングダイを出た後に、前記コーティング液を硬化させるステップをさらに含み、ここで、好ましくは、前記硬化はLED光源で達成される、実施形態4から6までのいずれか1つ記載の方法。
8th embodiment
Further comprising the step of curing the coating liquid after the optical fiber exits the sizing die, wherein the curing is preferably achieved with an LED light source, any one of embodiments 4-6. the method of.

実施形態9
前記コーティング液が、以下:
放射線硬化性化合物、
エチレン性不飽和化合物および
アクリレート化合物またはメタクリレート化合物
のうちの1つ以上を含む、実施形態1から8までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 9
The coating liquid is as follows:
Radiation curable compounds,
The method according to any one of embodiments 1 to 8, comprising one or more of an ethylenically unsaturated compound and an acrylate compound or a methacrylate compound.

実施形態10
前記コーティングチャンバーを、以下:
0psig(0kPaG)を超える圧力、
少なくとも0.10psig(約690PaG)の圧力、
少なくとも1.0psig(約6.9kPaG)の圧力、
少なくとも5.0psigの圧力(約34kPaG)、
少なくとも10psigの圧力(約69kPaG)、
0.10psig(約690PaG)~300psig(約2.07MPaG)の範囲の圧力、
1.0psig(約6.9kPaG)~225psig(約1.55MPaG)の範囲の圧力、
5.0psig(約34kPaG)~200psig(約1.38MPaG)の範囲の圧力
から選択される圧力に加圧する、実施形態1から9までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 10
The coating chamber is described below:
Pressure above 0 psig (0 kPaG),
A pressure of at least 0.10 psig (about 690 PaG),
At least 1.0 psig (about 6.9 kPaG) pressure,
At least 5.0 psig pressure (about 34 kPaG),
At least 10 psig pressure (about 69 kPaG),
Pressure in the range of 0.10 psig (about 690 PaG) to 300 psig (about 2.07 MPaG),
Pressure in the range of 1.0 psig (about 6.9 kPaG) to 225 psig (about 1.55 MPaG),
The method according to any one of embodiments 1 to 9, wherein the pressure is pressurized to a pressure selected from a pressure in the range of 5.0 psig (about 34 kPaG) to 200 psig (about 1.38 MPaG).

実施形態11
前記コーティング液の別個の流を、前記コーティングチャンバーに含まれる前記コーティング液を含む渦流に向けて誘導し、ここで、前記渦流は、前記コーティングチャンバー内で前記光ファイバーの周りに形成される、実施形態1から10までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 11
An embodiment in which a separate flow of the coating liquid is directed towards a vortex containing the coating liquid contained in the coating chamber, where the vortex is formed around the optical fiber in the coating chamber. The method according to any one of 1 to 10.

実施形態12
前記渦流内の前記コーティング液の最高温度と前記渦流内の前記コーティング液の最低温度との差が80℃未満、好ましくは60℃未満である、実施形態11記載の方法。
Embodiment 12
11. The method according to embodiment 11, wherein the difference between the maximum temperature of the coating liquid in the vortex and the minimum temperature of the coating liquid in the vortex is less than 80 ° C, preferably less than 60 ° C.

実施形態13
前記サイジングダイは、コーンのみのダイを含み、ここで、前記コーンのみのダイは、コーン部およびランド部を含み、ベル部は含まない、実施形態4または5記載の方法。
Embodiment 13
The method according to embodiment 4 or 5, wherein the sizing die comprises a cone-only die, wherein the cone-only die includes a cone portion and a land portion and does not include a bell portion.

実施形態14
前記コーティング液の別個の流が、前記渦流の前記コーティング液と混合する、実施形態11または12記載の方法。
Embodiment 14
11. The method of embodiment 11 or 12, wherein a separate stream of the coating is mixed with the coating of the vortex.

実施形態15
前記コーティング液の別個の流を、以下:
0.1cm/sを超える流量、
0.2cm/sを超える流量、
0.5cm/sを超える流量、
0.1cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.2cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.5cm/s~20cm/sの範囲の流量
から選択される流量にて、前記横方向で前記線引き方向に流す、実施形態1から14までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 15
A separate stream of the coating solution is described below:
Flow rate over 0.1 cm 3 / s,
Flow rate over 0.2 cm 3 / s,
Flow rate over 0.5 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
The method according to any one of embodiments 1 to 14, wherein the flow rate is selected from the flow rate in the range of 0.5 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, and the flow rate is flown in the line drawing direction in the lateral direction.

実施形態16
前記コーティング液の別個の流を、当該コーティング液の別個の流のために構成された入口で前記コーティングチャンバーに導入する、実施形態1から15までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 16
The method according to any one of embodiments 1 to 15, wherein a separate stream of the coating solution is introduced into the coating chamber at an inlet configured for the separate stream of the coating solution.

実施形態17
前記コーティング液を、当該コーティング液のために構成された出口で前記コーティングチャンバーから除去し、ここで、前記出口は、前記コーティングチャンバーへの前記光ファイバーの入口および前記コーティングチャンバーからの前記光ファイバーの出口から間隔を空けて配置される、実施形態16記載の方法。
Embodiment 17
The coating liquid is removed from the coating chamber at an outlet configured for the coating liquid, where the outlets are from the inlet of the optical fiber to the coating chamber and the outlet of the optical fiber from the coating chamber. 16. The method of embodiment 16, which is spaced apart from each other.

実施形態18
前記入口に供給される量とほぼ等しい量の前記コーティング液を前記出口で除去する、実施形態17記載の方法。
Embodiment 18
17. The method of embodiment 17, wherein the coating liquid is removed at the outlet in an amount substantially equal to the amount supplied to the inlet.

実施形態19
前記コーティング液の別個の流を、前記渦流内の前記コーティング液の平均温度よりも低い温度で前記コーティングチャンバーに供給し、好ましくは、ここで、前記コーティングチャンバーに供給される前記コーティング流体の別個の流の温度は、前記渦流内の前記コーティング液の平均温度よりも少なくとも5℃低い、実施形態11、12または14記載の方法。
Embodiment 19
A separate stream of the coating liquid is supplied to the coating chamber at a temperature lower than the average temperature of the coating liquid in the vortex, preferably here, a separate stream of the coating fluid supplied to the coating chamber. 11. The method of embodiment 11, 12 or 14, wherein the flow temperature is at least 5 ° C. lower than the average temperature of the coating solution in the vortex.

実施形態20
前記出口で除去された前記コーティング液を前記コーティングチャンバーに戻すステップをさらに含む、実施形態17または18記載の方法。
20th embodiment
17. The method of embodiment 17 or 18, further comprising returning the coating liquid removed at the outlet to the coating chamber.

実施形態21
前記コーティング液を、以下:
0.1cm/sを超える流量、
0.2cm/sを超える流量、
0.5cm/sを超える流量、または
0.1cm/s~20cm/sの範囲の流量
のうちの1つ以上から選択される流量にて、前記入口で導入し、かつ/または前記出口から除去する、実施形態16から18までのいずれか1つまたは実施形態20記載の方法。
21st embodiment
The coating liquid is as follows:
Flow rate over 0.1 cm 3 / s,
Flow rate over 0.2 cm 3 / s,
Introduced at said inlet and / or said at a flow rate selected from one or more of a flow rate greater than 0.5 cm 3 / s or a flow rate in the range 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s. The method according to any one of embodiments 16 to 18 or embodiment 20, which is removed from the outlet.

実施形態22
前記光ファイバーを、第2のコーティング液を含む第2のコーティングチャンバーを通して線引きするステップをさらに含み、好ましくは、前記第2のコーティングチャンバー内で第1のコーティングチャンバー内と同じ処理を前記光ファイバーに施す、実施形態1から21までのいずれか1つ記載の方法。
Embodiment 22
Further comprising the step of drawing the optical fiber through a second coating chamber containing the second coating liquid, preferably the optical fiber is subjected to the same treatment in the second coating chamber as in the first coating chamber. The method according to any one of embodiments 1 to 21.

実施形態23
前記ガイドダイが前記コーティング液を含まない、実施形態3から6までのいずれか1つ、実施形態8、または実施形態13記載の方法。
23rd Embodiment
The method according to any one of embodiments 3 to 6, embodiment 8 or embodiment 13, wherein the guide die does not contain the coating liquid.

実施形態24
実施形態1から23までのいずれか1つ記載の方法に従って得られる、コーティングされた光ファイバー。
Embodiment 24
A coated optical fiber obtained according to any one of embodiments 1 to 23.

実施形態25
光ファイバーを処理するためのシステムであって、前記システムは、
光ファイバーをコーティングするためのコーティング液を保持するための、ファイバー入口とファイバー出口とを備える1つ以上のコーティングチャンバーであって、ここで、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口は、前記コーティングチャンバーを通る光ファイバーの線引き方向を定める、コーティングチャンバーと、
前記コーティング液の流を前記コーティングチャンバーに送出するための入口であって、ここで、前記入口は、前記線引き方向を横切る方向に前記コーティング液の流を送出するように構成されている、入口と、
前記コーティングチャンバーから前記コーティング液を除去するための出口と
を備え、
前記入口および前記出口は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口とは異なる、システム。
25th embodiment
A system for processing optical fibers, the system of which is
One or more coating chambers comprising a fiber inlet and a fiber outlet for holding a coating solution for coating an optical fiber, wherein the fiber inlet and the fiber outlet are optical fibers passing through the coating chamber. The coating chamber that determines the drawing direction of
An inlet for delivering the flow of the coating liquid to the coating chamber, wherein the inlet is configured to deliver the flow of the coating liquid in a direction across the drawing direction. ,
It is provided with an outlet for removing the coating liquid from the coating chamber.
The system, wherein the inlet and the outlet are different from the fiber inlet and the fiber outlet.

実施形態26
前記出口は、前記コーティングチャンバーから前記コーティング液の流を除去するように構成されている、実施形態25記載のシステム。
Embodiment 26
25. The system of embodiment 25, wherein the outlet is configured to remove a stream of the coating liquid from the coating chamber.

実施形態27
前記ファイバー入口は、前記光ファイバーを前記コーティングチャンバー内に案内するためのガイドダイを備え、前記ファイバー出口は、前記光ファイバーを前記コーティングチャンバーから送出するサイジングダイを備える、実施形態25または26記載のシステム。
Embodiment 27
25. The system of embodiment 25 or 26, wherein the fiber inlet comprises a guide die for guiding the optical fiber into the coating chamber, and the fiber outlet comprises a sizing die that delivers the optical fiber from the coating chamber.

実施形態28
第2のコーティングチャンバーをさらに備える、実施形態25から27までのいずれか1つ記載のシステム。
Embodiment 28
The system according to any one of embodiments 25 to 27, further comprising a second coating chamber.

実施形態29
前記ファイバー出口は、前記第2のコーティングチャンバーへの入口である、実施形態28記載のシステム。
Embodiment 29
28. The system of embodiment 28, wherein the fiber outlet is an inlet to the second coating chamber.

実施形態30
前記入口の断面寸法は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口との間の距離の30%を超える、実施形態25から29までのいずれか1つ記載のシステム。
30th embodiment
The system according to any one of embodiments 25 to 29, wherein the cross-sectional dimension of the inlet exceeds 30% of the distance between the fiber inlet and the fiber outlet.

実施形態31
前記入口の断面寸法は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口との間の距離の50%を超える、実施形態25から29までのいずれか1つ記載のシステム。
Embodiment 31
The system according to any one of embodiments 25 to 29, wherein the cross-sectional dimension of the inlet exceeds 50% of the distance between the fiber inlet and the fiber outlet.

実施形態32
前記入口の断面寸法は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口との間の距離の70%を超える、実施形態25から29までのいずれか1つ記載のシステム。
Embodiment 32
The system according to any one of embodiments 25 to 29, wherein the cross-sectional dimension of the inlet exceeds 70% of the distance between the fiber inlet and the fiber outlet.

実施形態33
前記入口の断面寸法は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口との間の距離の30%~100%の範囲である、実施形態25から29までのいずれか1つ記載のシステム。
Embodiment 33
The system according to any one of embodiments 25 to 29, wherein the cross-sectional dimension of the inlet is in the range of 30% to 100% of the distance between the fiber inlet and the fiber outlet.

実施形態34
光ファイバーを処理する方法であって、
光ファイバーを、ガイドダイを通して第1のコーティング液を含んだ加圧コーティングチャンバーに線引き速度で線引きするステップと、
前記加圧コーティングチャンバー内で前記光ファイバー上に前記第1のコーティング液のメニスカスを形成するステップと、
前記加圧コーティングチャンバー内で前記光ファイバー上に境界層を形成するステップであって、前記境界層は、前記第1のコーティング液を含み、前記メニスカスで始まり、前記境界層は、前記ガイドダイからの距離の増加とともに増加する厚さを有する、ステップと、
前記光ファイバーを、前記加圧コーティングチャンバーを通してサイジングダイに前記線引き速度で線引きするステップであって、前記サイジングダイは、前記境界層の収縮を引き起こし、前記収縮は、前記境界層から前記加圧コーティングチャンバーへの前記第1のコーティング液の放出と前記加圧コーティングチャンバー内での前記第1のコーティング液を含む渦流の形成を引き起こす、ステップと、
前記光ファイバーを、前記サイジングダイを通して前記線引き速度で線引きするステップであって、前記光ファイバーは、前記第1のコーティング液の表面層で前記サイジングダイを出る、ステップと、
前記ガイドダイと前記サイジングダイとの間に配置されたチャネルを通して、前記第1のコーティング液を前記コーティングチャンバー内で横方向に流すステップと
を含む、方法。
Embodiment 34
It ’s a method of processing optical fiber.
The step of drawing the optical fiber through the guide die into the pressure coating chamber containing the first coating liquid at the drawing speed,
The step of forming the meniscus of the first coating liquid on the optical fiber in the pressure coating chamber, and
A step of forming a boundary layer on the optical fiber in the pressure coating chamber, wherein the boundary layer contains the first coating liquid, begins with the meniscus, and the boundary layer is from the guide die. With steps, with a thickness that increases with increasing distance,
In the step of drawing the optical fiber through the pressure coating chamber to the sizing die at the drawing speed, the sizing die causes the boundary layer to shrink, and the shrinkage occurs from the boundary layer to the pressure coating chamber. A step that causes the release of the first coating solution to and the formation of a vortex containing the first coating solution in the pressure coating chamber.
A step of drawing the optical fiber through the sizing die at the drawing speed, wherein the optical fiber exits the sizing die at the surface layer of the first coating liquid.
A method comprising the step of laterally flowing the first coating liquid in the coating chamber through a channel disposed between the guide die and the sizing die.

10 光ファイバー
20 コーティングチャンバー
30 ガイドダイ出口
40 サイジングダイ
50 サイジングダイ出口
60 境界層
70 テーパー面
80 コーティング流体の一部
110 光ファイバー
120 コーティングチャンバー部
130 ガイドダイ出口
140 サイジングダイ
150 サイジングダイ出口
160 渦流の境界
170 コーティング液の導入
180 コーティング液の除去
210 光ファイバー
220 コーティングチャンバー部
230 ガイドダイ出口
240 サイジングダイ
250 サイジングダイ出口
260 外側境界
270 コーティング液の導入
280 コーティング液の除去
300 コーティングユニット
305 光ファイバー
310 ガイドダイ
315 コーティングチャンバー
320 サイジングダイ
325 下流コーティングユニット
330 入口
335 出口
340 横方向
345 横方向
350 ガイドダイ
355 コーティングチャンバー
360 サイジングダイ
365 入口
370 出口
375 横方向
380 横方向
400 コーティングユニット
405 光ファイバー
410 ガイドダイ
415 コーティングチャンバー
420 ハイブリッドダイ
425 コーティングチャンバー
430 サイジングダイ
435 入口
440 出口
445 横方向
450 横方向
455 入口
460 出口
465 横方向
470 横方向
10 Optical fiber 20 Coating chamber 30 Guide die outlet 40 Sizing die 50 Sizing die outlet 60 Boundary layer 70 Tapered surface 80 Part of coating fluid 110 Optical fiber 120 Coating chamber part 130 Guide die outlet 140 Sizing die 150 Sizing die outlet 160 Vortex boundary 170 Introduction of coating liquid 180 Removal of coating liquid 210 Optical fiber 220 Coating chamber 230 Guide die outlet 240 Sizing die 250 Sizing die outlet 260 Outer boundary 270 Introduction of coating liquid 280 Removal of coating liquid 300 Coating unit 305 Optical fiber 310 Guide die 315 Coating chamber 320 sizing die 325 downstream coating unit 330 inlet 335 exit 340 lateral 345 lateral 350 guide die 355 coating chamber 360 sizing die 365 inlet 370 outlet 375 lateral 380 lateral 400 coating unit 405 optical fiber 410 guide die 415 coating chamber 425 Coating Chamber 430 Sizing Die 435 Inlet 440 Exit 445 Lateral 450 Lateral 455 Inlet 460 Exit 465 Lateral 470 Lateral

Claims (21)

光ファイバーを処理する方法であって、以下:
光ファイバーを、コーティングチャンバーを通るプロセス経路に沿って線引き方向に線引きするステップであって、前記コーティングチャンバーはコーティング液を含み、当該コーティング液は前記光ファイバーをコーティングし、前記光ファイバーはガイドダイから前記コーティングチャンバーへ入りサイジングダイから前記コーティングチャンバーを出る、ステップと、
前記コーティングチャンバーを通る前記コーティング液の別個の流れを、前記光ファイバーの前記線引き方向を横切る方向に誘導するステップであって、前記コーティング液の別個の横切る方向の流れは、前記線引き方向で前記プロセス経路を横切って、通り抜けて、前記コーティングチャンバーに含まれる前記コーティング液と混合し、当該コーティング液の前記別個の横切る方向の流れが、以下:
0.1cm/sを超える流量、
0.2cm/sを超える流量、
0.5cm/sを超える流量、
0.1cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.2cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.5cm/s~20cm/sの範囲の流量
から選択される流量で前記横切る方向に流されるステップと、
を含み、
前記コーティング液の別個の横切る方向の流れを、入口で前記コーティングチャンバーに導入し、当該コーティング液の別個の横切る方向の流れを、前記入口と反対にある出口で前記コーティングチャンバーから除去する、方法。
A method of processing optical fiber, which is as follows:
A step of drawing an optical fiber in a drawing direction along a process path through a coating chamber, wherein the coating chamber contains a coating liquid, the coating liquid coats the optical fiber, and the optical fiber is from a guide die to the coating chamber. Steps and exits the coating chamber from the sizing die
A step of guiding a separate flow of the coating liquid through the coating chamber in a direction across the line drawing direction of the optical fiber, wherein the separate crossing flow of the coating liquid is the process path in the line drawing direction. The separate cross-sectional flow of the coating liquid across and through and mixed with the coating liquid contained in the coating chamber is as follows:
Flow rate over 0.1 cm 3 / s,
Flow rate over 0.2 cm 3 / s,
Flow rate over 0.5 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
A step of flowing in the crossing direction at a flow rate selected from a flow rate in the range of 0.5 cm 3 / s to 20 cm 3 / s, and
Including
A method of introducing a separate cross-sectional flow of the coating liquid into the coating chamber at the inlet and removing the separate cross-sectional flow of the coating liquid from the coating chamber at the outlet opposite the inlet.
前記コーティングチャンバーを加圧する、請求項1記載の方法。 The method of claim 1, wherein the coating chamber is pressurized. 前記加圧されたコーティングチャンバーが、以下:
1.01バール(0psig)(0kPaG)を超える圧力、
少なくとも1.02バール(0.10psig)(約690PaG)の圧力、
少なくとも1.08バール(1.0psig)(約6.9kPaG)の圧力、
少なくとも1.36バール(5.0psig)(約34kPaG)の圧力、
少なくとも1.70バール(10psig)(約69kPaG)の圧力、
1.02バール(0.10psig)(約690PaG)~21.70バール(300psig)(約2.07MPaG)の範囲の圧力、
1.08バール(1.0psig)(約6.9kPaG)~16.53バール(225psig)(約1.55MPaG)の範囲の圧力、
1.36バール(5.0psig)(約34kPaG)~14.80バール(200psig)(約1.38MPaG)の範囲の圧力
から選択される圧力を有する、請求項2記載の方法。
The pressurized coating chamber is described below:
Pressure above 1.01 bar (0 psig) (0 kPaG),
A pressure of at least 1.02 bar (0.10 psig) (about 690 PaG),
A pressure of at least 1.08 bar (1.0 psig) (about 6.9 kPaG),
A pressure of at least 1.36 bar (5.0 psig) (about 34 kPaG),
A pressure of at least 1.70 bar (10 psig) (about 69 kPaG),
Pressures in the range of 1.02 bar (0.10 psig) (about 690 PaG) to 21.70 bar (300 psig) (about 2.07 MPaG),
Pressures in the range of 1.08 bar (1.0 psig) (about 6.9 kPaG) to 16.53 bar (225 psig) (about 1.55 MPaG),
2. The method of claim 2, wherein the method has a pressure selected from a pressure in the range of 1.36 bar (5.0 psig) (about 34 kPaG) to 14.80 bar (200 psig) (about 1.38 MPaG).
前記コーティング液の前記別個の横切る方向の流れを、前記ガイドダイと前記サイジングダイとの間の前記コーティングチャンバー内に配置されたチャネルを通して誘導する、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。 13. Method. 前記ガイドダイまたは前記サイジングダイは、コーンのみのダイを含み、前記コーンのみのダイは、コーン部およびランド部を含み、ベル部は含まない、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。 The one according to any one of claims 1 to 4, wherein the guide die or the sizing die includes a cone-only die, and the cone-only die includes a cone portion and a land portion and does not include a bell portion. Method. 前記ガイドダイは、ベル部、テーパー部およびランド部を含むか、または前記ガイドダイは、コーンのみのダイを含み、ここで、前記コーンのみのダイは、コーン部およびランド部を含み、ベル部は含まない、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。 The guide die includes a bell portion, a taper portion and a land portion, or the guide die includes a cone-only die, wherein the cone-only die includes a cone portion and a land portion and a bell portion. The method according to any one of claims 1 to 5, which does not include. 前記光ファイバーを、前記プロセス経路に沿って、少なくとも30m/s、または少なくとも40m/s、または少なくとも50m/s、または40m/s~80m/sの範囲の線引き速度で線引きする、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。 Claims 1 to 6 draw the optical fiber along the process path at a drawing speed in the range of at least 30 m / s, or at least 40 m / s, or at least 50 m / s, or 40 m / s to 80 m / s. The method described in any one of the above. 前記光ファイバーが前記サイジングダイを出た後に、前記コーティング液を硬化させるステップをさらに含む、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, further comprising a step of curing the coating liquid after the optical fiber exits the sizing die. 前記硬化がLED光源で達成される、請求項8記載の方法。 The method of claim 8, wherein the curing is achieved with an LED light source. 前記コーティング液の前記別個の横切る方向の流れを、前記コーティング液を含む渦流に向けて誘導し、ここで、前記渦流は、前記コーティングチャンバー内のコーティング液で構成され、前記コーティングチャンバー内の前記光ファイバーを囲む、請求項1から9までのいずれか1項記載の方法。 A separate transverse flow of the coating liquid is directed towards a vortex containing the coating liquid, where the vortex is composed of the coating liquid in the coating chamber and the optical fiber in the coating chamber. The method according to any one of claims 1 to 9, which surrounds. 前記渦流内の前記コーティング液の最高温度と前記渦流内の前記コーティング液の最低温度との差が80℃未満、または60℃未満である、請求項10記載の方法。 10. The method of claim 10, wherein the difference between the maximum temperature of the coating liquid in the vortex and the minimum temperature of the coating liquid in the vortex is less than 80 ° C or less than 60 ° C. 前記コーティング液の前記別個の横切る方向の流れが、前記渦流の前記コーティング液と混合する、請求項10または11記載の方法。 10. The method of claim 10 or 11, wherein the separate transverse flow of the coating liquid mixes with the coating liquid of the vortex. 前記入口および前記出口が、前記ガイドダイおよび前記サイジングダイから間隔を空けて配置される、請求項1から12までのいずれか1項記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the inlet and the outlet are arranged at intervals from the guide die and the sizing die. 前記コーティングチャンバーの前記入口に供給される量とほぼ等しい量の前記コーティング液の前記別個の横切る方向の流れを前記出口で除去する、請求項13記載の方法。 13. The method of claim 13, wherein the outlet removes the separate cross-sectional flow of the coating solution in an amount approximately equal to the amount supplied to the inlet of the coating chamber. 前記出口で除去された前記コーティング液を前記コーティングチャンバーに戻すステップをさらに含む、請求項14記載の方法。 14. The method of claim 14, further comprising returning the coating liquid removed at the outlet to the coating chamber. 前記入口で供給される前記コーティング液の前記別個の横方向の流れが、前記渦流内の前記コーティング液の平均温度よりも低い温度を有する、請求項10から12までのいずれか1項記載の方法。 The method of any one of claims 10-12 , wherein the separate lateral flow of the coating liquid supplied at the inlet has a temperature lower than the average temperature of the coating liquid in the vortex. .. 前記入口での前記コーティング液の温度が、前記渦流内の前記コーティング液の平均温度よりも少なくとも5℃低い、請求項16記載の方法。 16. The method of claim 16, wherein the temperature of the coating liquid at the inlet is at least 5 ° C. lower than the average temperature of the coating liquid in the vortex. 前記コーティング液の前記別個の横方向の流れを、以下:
0.1cm/sを超える流量、
0.2cm/sを超える流量、
0.5cm/sを超える流量、または
0.1cm/s~20cm/sの範囲の流量
のうちの1つ以上から選択される流量にて、前記入口で導入し、かつ/または前記出口から除去する、請求項13から17までのいずれか1項記載の方法。
The separate lateral flow of the coating liquid is described below:
Flow rate over 0.1 cm 3 / s,
Flow rate over 0.2 cm 3 / s,
Introduced at said inlet and / or said at a flow rate selected from one or more of a flow rate greater than 0.5 cm 3 / s or a flow rate in the range 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s. The method according to any one of claims 13 to 17, wherein the method is removed from the outlet.
前記光ファイバーを、第2のコーティングチャンバーを通して線引きするステップをさらに含み、前記第2のコーティングチャンバーは第2のコーティング液を含むものである、請求項1から18までのいずれか1項記載の方法。 The method of any one of claims 1-18, further comprising the step of drawing the optical fiber through a second coating chamber, wherein the second coating chamber comprises a second coating liquid. 前記第2のコーティングチャンバー内で前記第2のコーティング液の横方向の流れに前記光ファイバーをさらすステップをさらに含む、請求項19記載の方法。 19. The method of claim 19, further comprising exposing the optical fiber to a lateral flow of the second coating liquid in the second coating chamber. 光ファイバーを処理するためのシステムであって、前記システムは、
光ファイバーをコーティングするためのコーティング液を保持する1つまたは複数のコーティングチャンバーであって、当該コーティングチャンバーは、前記コーティングチャンバー内の前記コーティング液を介して前記光ファイバーを線引きする線引き方向を規定するファイバー入口とファイバー出口とを備える、コーティングチャンバーと、
前記コーティング液の横方向の流れを前記コーティングチャンバーに送出するための入口であって、前記コーティング液の横方向の流れは前記線引き方向を横切る方向に流れるものである、入口と、
前記コーティングチャンバーから前記コーティング液の横方向の流れを除去するための出口と、
を備え、
前記入口および前記出口は、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口とは異なり、前記入口が、以下:
0.1cm/sを超える流量、
0.2cm/sを超える流量、
0.5cm/sを超える流量、
0.1cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.2cm/s~20cm/sの範囲の流量、
0.5cm/s~20cm/sの範囲の流量
から選択される流量で前記コーティング液の横方向の流れを供給するように構成されており、
前記出口および前記入口が、前記ファイバー入口と前記ファイバー出口との間の前記コーティングチャンバー上に配置され、前記出口が前記入口と反対に位置している、システム。
A system for processing optical fibers, the system of which is
A coating chamber that holds a coating solution for coating an optical fiber, wherein the coating chamber defines a drawing direction for drawing the optical fiber through the coating liquid in the coating chamber. With a coating chamber and a fiber optic outlet,
An inlet for delivering the lateral flow of the coating liquid to the coating chamber, wherein the lateral flow of the coating liquid flows in a direction crossing the line drawing direction.
An outlet for removing the lateral flow of the coating liquid from the coating chamber,
Equipped with
The inlet and the outlet are different from the fiber inlet and the fiber outlet, and the inlet is as follows:
Flow rate over 0.1 cm 3 / s,
Flow rate over 0.2 cm 3 / s,
Flow rate over 0.5 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.1 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
Flow rate in the range of 0.2 cm 3 / s to 20 cm 3 / s,
It is configured to supply the lateral flow of the coating solution at a flow rate selected from a flow rate in the range of 0.5 cm 3 / s to 20 cm 3 / s.
A system in which the outlet and the inlet are located on the coating chamber between the fiber inlet and the fiber outlet, with the outlet located opposite the inlet.
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