JPH0624788A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大幅なコストの上昇を招かずに光ファイバの破
断確率を下げることができる光ファイバの製造方法を提
供する。 【構成】加熱炉１内で光ファイバ母材２から線引きし、
得られた光ファイバ３を冷却装置４に通して冷却用ガス
で強制冷却した後、この光ファイバに樹脂被覆器６で樹
脂を被覆する。冷却装置４を囲む冷却装置包囲容器１０
を設け、この冷却装置包囲容器１０内をダストを除去し
た陽圧形成用ガスにて外部環境に対し陽圧に保持しつつ
冷却用ガスにて光ファイバ３の冷却を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加熱炉内で光ファイバ
母材から線引きし、得られた光ファイバを冷却装置に通
して冷却用ガスで強制冷却した後、該光ファイバに樹脂
を被覆する光ファイバの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】線引き時に加熱炉から出てくる光ファイ
バは、高温（例えば、80℃以上）であると、該光ファイ
バの温度で、被覆すべき樹脂の粘度が下がり、樹脂を所
定の被覆厚に被覆できなくなる。そこで、従来は光ファ
イバに樹脂を被覆する前に、該光ファイバを冷却装置で
強制冷却している。

【０００３】従来、上記の如き強制冷却を伴う光ファイ
バの製造は、図８或いは図９に示す方法等で行ってい
た。

【０００４】図８は、冷却用ガスとして熱伝導率のよい
ヘリウムガスを使用した光ファイバの製造方法を示した
ものである。この場合は、加熱炉１内で光ファイバ母材
２から線引きし、得られた光ファイバ３を冷却装置４の
冷却筒５に通し、該冷却筒５内に供給するヘリウムガス
で該光ファイバ３を強制冷却している。例えば、線速が
300 m/min 程度では、ヘリウムガスを10 l/min流して光
ファイバ３を強制冷却する。冷却した光ファイバ３は、
樹脂被覆器６に通し、次に樹脂硬化器７に通して被覆樹
脂を硬化させ、ロール８を経て図示しない巻取機で巻き
取る。

【０００５】図９は、冷却用ガスとして安価な空気を使
用した光ファイバの製造方法を示したものである。この
場合は、加熱炉１と樹脂被覆器６との間に複数段に空気
吹出しノズル９を配置し、これら空気吹出しノズル９か
らダスト除去を行った冷却用空気を高速で吹き付けて光
ファイバ３を強制冷却している。その他は、図８の場合
と同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷却用
ガスとしてヘリウムガスを用いる図８に示した光ファイ
バの製造方法の場合では、ヘリウムガスが軽く、拡散係
数も大きいので、冷却筒５内にヘリウムガスを注入して
も、冷却筒５の上下のファイバ通過孔から該ヘリウムガ
スが漏れ出る量が多い。冷却筒５内に注入するヘリウム
ガスの量が10 l/min程度では、冷却筒５内のヘリウムガ
スの濃度は通常50％以下の濃度であり、外部環境の空気
が冷却筒５内に侵入し、該空気中に浮遊しているダスト
が被覆前の光ファイバ３に接触して、該光ファイバ３に
傷が入る等して、平均強度６Kg以下の引張り力で該光フ
ァイバ３が破断してしまう問題点がある。

【０００７】また、生産性を上げるため、線引き速度を
大きく（例えば、300 m/min 〜600m/min ）すると、よ
り短時間で光ファイバ３の温度を下げなければならない
ので、冷却装置４での冷却能力を上げる必要がある。そ
れには、冷却筒５内に注入するヘリウムガスの量を増加
すればよいが、この場合には、次のような問題点が起こ
る。即ち、ヘリウムガスの量を増加すれば、冷却筒５内
に残存する空気にも同時に流速を生じさせ、また冷却筒
５のファイバ通過孔から外部環境の空気を巻き込む量も
多くなる。前述したように、空気中にはダストが浮遊し
ているから、ヘリウムガスを流さないときに比べ、若し
くはヘリウムガスの供給量が10 l/min程度の少量のとき
に比べ、光ファイバ３の表面にダストが接触する確率が
大きくなる。その結果、従来技術では、線引き速度が30
0 m/min に比べて、倍の線引き速度にすると、ヘリウム
ガスを２倍以上必要とし、その結果、外部環境から巻き
込む空気の量も多くなり、ダストの付着確率も高くな
り、光ファイバ３の破断確率が倍以上になるという問題
点がある。

【０００８】一方、冷却用ガスとして空気を用いる図９
に示した光ファイバの製造方法の場合では、ヘリウムガ
スより高速の冷却用空気流を作り、光ファイバ３の周囲
の空気も巻き込んで冷却するため、ダストの接触による
光ファイバ３の破断確率が大きくなる問題点がある。例
えば、冷却用空気の流速が20 m/sec程度の場合、ヘリウ
ムガスを流す場合に比べてダストの接触確率は５倍以上
であった。

【０００９】特に、光ファイバ３の周囲に冷却用空気を
吹き付けて冷却する場合、環境のダストレベルと光ファ
イバ３の破断確率（スクリーニングにより光ファイバ３
に１％の伸びを加えた場合の単位長さ当りの破断回数）
は、図１０のような相関があり、最近のように長尺（例
えば、100 Km以上）の光ファイバ３が必要な場合、該光
ファイバ３の破断確率は0.01回／Km以下にする必要があ
り、それにはクラス1000以下の環境が必要である。

【００１０】これに対し、光ファイバ製造装置全体をク
リーンな環境に置くことも考えられるが、光ファイバ製
造装置は全長が10ｍ以上もあり、光ファイバ製造装置全
体をクリーンな環境に置くには、設備コスト及びランニ
ングコストがかかり、現実的ではない。

【００１１】本発明の目的は、大幅なコストの上昇を招
かずに光ファイバの破断確率を下げることができる光フ
ァイバの製造方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の手段を説明すると、本発明は加熱炉内で光ファイ
バ母材から線引きし、得られた光ファイバを冷却装置に
通して冷却用ガスで強制冷却した後、該光ファイバに樹
脂を被覆する光ファイバの製造方法において、前記冷却
装置を囲む冷却装置包囲容器を設け、該冷却装置包囲容
器内をダストを除去した陽圧形成用ガスにて外部環境に
対し陽圧に保持しつつ前記冷却用ガスにて前記光ファイ
バの冷却を行うことを特徴とする。

【００１３】

【作用】このように、冷却装置を囲む冷却装置包囲容器
を設け、該冷却装置包囲容器内をダストを除去した陽圧
形成用ガスにて外部環境に対し陽圧に保持しつつ冷却用
ガスにて光ファイバの冷却を行うと、冷却用ガス中に外
部環境中のダストを巻き込まないので、ダストの接触に
よる光ファイバの破断確率を下げることができる。

【００１４】この場合は、光ファイバの製造装置全体を
包囲容器で包囲するのではなく、冷却装置を冷却装置包
囲容器で包囲する構造なので、コストの上昇を最少限に
することができる。

【００１５】

【実施例】図１及び図２は、本発明に係る光ファイバの
製造方法を実施する装置の第１実施例を示したものであ
る。本実施例は、図９に示すタイプの装置に本発明を適
用した例を示したものである。

【００１６】即ち、本実施例では、複数段の空気吹出し
ノズル９よりなる冷却装置４を包囲する冷却装置包囲容
器１０を設け、該冷却装置包囲容器１０の上部外周の一
部にはガス吹出し口１１を設け、該ガス吹出し口１１に
は送風機１２を接続して陽圧形成用ガスとして陽圧形成
用空気を送り込むようになっている。ガス吹出し口１１
内には、冷却装置包囲容器１０内に吹出す陽圧形成用空
気内のダストを除去するフイルタ１３が設けられてい
る。空気吹出しノズル９は、中心の光ファイバ貫通孔９
ａの内周に開口するスリット９ｂから冷却用空気を吹出
すようになっている。

【００１７】次に、このような光ファイバの製造装置を
用いた光ファイバの製造方法について説明する。本実施
例では、冷却装置包囲容器１０内にガス吹出し口１１か
らダスト除去を行った陽圧形成用空気を供給し、該冷却
装置包囲容器１０内を外部環境に対し陽圧に保持しつつ
光ファイバ３の冷却を行う。例えば、冷却装置包囲容器
１０内の外部環境に対する差圧を0.1 mmＨ₂ Ｏ以上に保
ち、各空気吹出しノズル９より吹出すダスト除去を行っ
た冷却用空気で光ファイバ３の強制冷却を行う。

【００１８】このように、冷却装置包囲容器１０内をダ
ストを除去した陽圧形成用空気にて外部環境に対し陽圧
に保持しつつ冷却用空気にて光ファイバ３の冷却を行う
と、空気吹出しノズル９より吹出すダスト除去を行った
冷却用空気中に、外部環境中のダストを巻き込まないの
で、ダストの接触による光ファイバ３の破断確率を下げ
ることができる。

【００１９】この場合は、光ファイバの製造装置全体を
包囲容器で包囲するのではなく、冷却装置４を冷却装置
包囲容器１０で包囲する構造なので、コストの上昇を最
少限にすることができる。

【００２０】なお、この実施例で冷却装置包囲容器１０
内のダストをパージするためには、重力方向へ流れを作
る方がよいので、冷却装置包囲容器１０内に供給する陽
圧形成用空気は、図示のように該容器１０の上部から供
給することが好ましい。また、冷却装置包囲容器１０の
上部ファイバ通過孔１４より下部ファイバ通過孔１５を
大きくして、陽圧形成用空気が上から下に流れ易くした
方がよい。この例では陽圧形成用空気の流量は、１〜２
ｍ³ /minが適当であった。

【００２１】光ファイバ３の破断率を0.01回／Km以下に
するには、フイルタ１３は0.3 μｍのダストを補集可能
なものを用いる。陽圧形成用空気は、乾燥させても、乾
燥させなくてもいずれでもよい。

【００２２】最上段の空気吹出しノズル９は、加熱炉１
内に空気を吹き出さないように下向きにするのが好まし
い。

【００２３】上記の場合の製造条件の一例を示すと、次
の通りである。

【００２４】冷却装置４による冷却長：２〜４ｍ 線速：400 〜600 m/min 陽圧形成用空気の送風量：１〜２ｍ³ /min 全空気吹出しノズルから のトータル空気吹出し量：100 l/min 実験結果 冷却装置包囲容器１０内における粒径0.5 μｍのダスト
数を１ＣＦ中に10³ 以下にして、光ファイバ３の破断率
を調べたところ、0.01回／Km以下にすることができた。

【００２５】なお、ガス吹出し口１１に供給する陽圧形
成用空気は、予めクーラーにより低温にしておくと、冷
却能力を高めることができる。例えば、陽圧形成用空気
の温度を室温より20℃下げた場合、線速600 m/min が限
界の冷却だったのが、線速700 m/min まで冷却が可能に
なった。

【００２６】図３は、本発明に係る光ファイバの製造方
法を実施する装置の第２実施例を示したものである。本
実施例は、図８に示すタイプの装置に本発明を適用した
例を示したものである。

【００２７】即ち、本実施例では、冷却筒５を有する冷
却装置４を包囲する冷却装置包囲容器１０を設け、第１
実施例と同様に該冷却装置包囲容器１０内にダスト除去
を行った陽圧形成用空気を供給し、該冷却装置包囲容器
１０内を外部環境に対し陽圧に保持しつつ冷却筒５内で
ヘリウムガスにより光ファイバ３の冷却を行う。

【００２８】このようにしても、第１実施例と同様の効
果を得ることができる。

【００２９】図４及び図５は、本発明に係る光ファイバ
の製造方法を実施する装置の第３実施例を示したもので
ある。本実施例は、図９に示すタイプの装置に本発明を
適用した例を示したものである。

【００３０】本実施例では、複数段の空気吹出しノズル
９よりなる冷却装置４から樹脂被覆器６までの区間を包
囲する冷却装置包囲容器１０を設けた例を示したもので
ある。即ち、本実施例では、冷却装置包囲容器１０に伸
縮タイプの容器延長部１０ａを設け、該容器延長部１０
ａを図４のように樹脂被覆器６まで延ばして覆ってい
る。

【００３１】このように容器延長部１０ａを設けると、
冷却装置包囲容器１０から出た光ファイバ３が樹脂被覆
器６に達する間に外部環境のダストに接触するのを回避
することができ、光ファイバ３の破断率の低下をより一
層図ることができる。

【００３２】樹脂被覆器６は、線引き開始時に設置作業
を行うので、容器延長部１０ａと樹脂被覆器６とが一体
化されていると、樹脂被覆器６の設置作業ができにく
い。そこで、この実施例では、このときには図５に示す
ように、容器延長部１０ａを縮ませて邪魔にならないよ
うにして作業を行う。

【００３３】このように樹脂被覆器６に達する容器延長
部１０ａを設けた場合には、樹脂被覆器６側にガスが排
出されるのを回避するために冷却装置包囲容器１０の底
部側に排気口１６を設けておく。

【００３４】なお、容器延長部１０ａは、図示のような
伸縮タイプのものに限らず、組立て・分解できる構造の
ものでもよい。

【００３５】図６は、本発明に係る光ファイバの製造方
法を実施する装置の第４実施例を示したものである。本
実施例は、前述した第３実施例の改良を示したものであ
る。即ち、冷却装置包囲容器１０に容器延長部１０ａを
設けて樹脂被覆器６に接続すると、該樹脂被覆器６から
発生する被覆樹脂の蒸気が冷却装置包囲容器１０内に上
昇し、光ファイバ３に付着するので、これを防止するた
め、この第４実施例では容器延長部１０ａの下端から外
にガスを流出させ、樹脂被覆器６から発生する被覆樹脂
の蒸気が冷却装置包囲容器１０内に上昇するのを防止す
るようにしている。

【００３６】図７は、本発明に係る光ファイバの製造方
法を実施する装置の第５実施例を示したものである。本
実施例は、加熱炉１と冷却装置包囲容器１０とを連結筒
１７で連結し、加熱炉１から出た光ファイバ３が冷却装
置包囲容器１０に入る前に外部環境のダストに接触する
のを回避するようにしている。

【００３７】このようにすると、冷却装置包囲容器１０
からのガスが加熱炉１内に入ることになる。これを防止
するため、本実施例では加熱炉１の出口側の連結筒１７
内の部分と、冷却装置包囲容器１０の入口側の連結筒１
７内の部分とに絞り１８，１９を設け、これら絞り１
８，１９間の連結筒１７の部分に排気口２０を設け、加
熱炉１内に供給される不活性ガスと冷却装置包囲容器１
０内のガスとが、該排気口２０から外部に排出されるよ
うにしている。

【００３８】更に、加熱炉１内と冷却装置包囲容器１０
内との圧力差をモニタし、冷却装置包囲容器１０内のガ
スが加熱炉１内に入らないように流量，絞り１８，１９
の孔の大きさ変えることもできる。

【００３９】なお、図１以外の実施例においても、陽圧
形成用ガスは予め冷却しておくことが好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光ファ
イバの製造方法においては、冷却装置を囲む冷却装置包
囲容器を設け、該冷却装置包囲容器内をダストを除去し
た陽圧形成用ガスにて外部環境に対し陽圧に保持しつつ
冷却用ガスにて光ファイバの冷却を行うので、冷却用ガ
ス中に外部環境中のダストを巻き込まなくなり、ダスト
の接触による光ファイバの破断確率を下げることができ
る。特に、本発明では、光ファイバの製造装置全体を包
囲するのではなく、冷却装置を冷却装置包囲容器で包囲
する構造なので、コストの上昇を最少限にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する
装置の第１実施例の縦断面図である。

【図２】図１で用いている空気吹出しノズルの縦断面図
である。

【図３】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する
装置の第２実施例の縦断面図である。

【図４】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する
装置の第３実施例の縦断面図である。

【図５】図４で容器延長部を縮ませた状態を示す要部縦
断面図である。

【図６】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する
装置の第４実施例の縦断面図である。

【図７】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施する
装置の第５実施例の縦断面図である。

【図８】従来の光ファイバの製造装置の一例の縦断面図
である。

【図９】従来の光ファイバの製造装置の他の例の縦断面
図である。

【図１０】環境ダストと光ファイバ破断率との関係を示
す線図である。

【符号の説明】

１ 加熱炉 ２ 光ファイバ母材 ３ 光ファイバ ４ 冷却装置 ５ 冷却筒 ６ 樹脂被覆器 ７ 樹脂硬化器 ８ ロール ９ 空気吹出しノズル ９ａ 光ファイバ貫通孔 ９ｂ スリット １０ 冷却装置包囲容器 １０ａ 容器延長部 １１ ガス吹出し口 １２ 送風機 １３ フイルタ １４ 上部ファイバ通過孔 １５ 下部ファイバ通過孔 １６ 排気口 １７ 連結筒 １８，１９ 絞り ２０ 排気口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱炉内で光ファイバ母材から線引き
   し、得られた光ファイバを冷却装置に通して冷却用ガス
   で強制冷却した後、該光ファイバに樹脂を被覆する光フ
   ァイバの製造方法において、 前記冷却装置を囲む冷却装置包囲容器を設け、該冷却装
   置包囲容器内をダストを除去した陽圧形成用ガスにて外
   部環境に対し陽圧に保持しつつ前記冷却用ガスにて前記
   光ファイバの冷却を行うことを特徴とする光ファイバの
   製造方法。