JPH08188438A - 光ファイバの紡糸方法 - Google Patents
光ファイバの紡糸方法Info
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- JPH08188438A JPH08188438A JP1873495A JP1873495A JPH08188438A JP H08188438 A JPH08188438 A JP H08188438A JP 1873495 A JP1873495 A JP 1873495A JP 1873495 A JP1873495 A JP 1873495A JP H08188438 A JPH08188438 A JP H08188438A
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- JP
- Japan
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- spinning
- tension
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- coating
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/40—Monitoring or regulating the draw tension or draw rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/60—Optical fibre draw furnaces
- C03B2205/72—Controlling or measuring the draw furnace temperature
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製作したままの光ファイバ母材（太くて、長
手方向に太さが変動するものもある）から直接紡糸する
場合でも、長さ方向に安定した特性を持つ光ファイバが
得られようにする。 【構成】 被覆を施す前の光ファイバ１１の張力（Ｔgl
ass）が一定になるように、加熱炉２０の電力を制御す
る。従来、紡糸張力Ｔを測定し、これに基づいて炉電力
を制御することは行っていた。しかし紡糸張力には被覆
材の分も含まれているため、これを排除するわけであ
る。実際には、予め実験により求めておいた被覆材単位
面積当たりの張力α、線速Ｖと被覆材張力との比例係数
β、並びに測定により求める紡糸張力Ｔ、線速Ｖ、被覆
の断面積Ｓ（被覆外径の測定から計算する）からＴglas
sの値を演算し、炉電力制御装置４６にフィードバック
する。
手方向に太さが変動するものもある）から直接紡糸する
場合でも、長さ方向に安定した特性を持つ光ファイバが
得られようにする。 【構成】 被覆を施す前の光ファイバ１１の張力（Ｔgl
ass）が一定になるように、加熱炉２０の電力を制御す
る。従来、紡糸張力Ｔを測定し、これに基づいて炉電力
を制御することは行っていた。しかし紡糸張力には被覆
材の分も含まれているため、これを排除するわけであ
る。実際には、予め実験により求めておいた被覆材単位
面積当たりの張力α、線速Ｖと被覆材張力との比例係数
β、並びに測定により求める紡糸張力Ｔ、線速Ｖ、被覆
の断面積Ｓ（被覆外径の測定から計算する）からＴglas
sの値を演算し、炉電力制御装置４６にフィードバック
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバの紡糸方
法に関するもので、特に紡糸張力の制御に関するもので
ある。
法に関するもので、特に紡糸張力の制御に関するもので
ある。
【０００２】
［紡糸工程の一般的説明］始めに、紡糸工程について簡
単に述べる。図４のように、加熱炉２０内に光ファイバ
母材１０を入れ、ヒーター２２により溶融し、線引き紡
糸する。加熱炉２０の直下の光ファイバ１１（ガラスだ
け）の外径を外径測定器２４で測定し、一定になるよう
に、紡糸線速を調整する。光ファイバ１１に、コーター
２６により１層目の樹脂を被覆し架橋筒２８で固化し、
外径測定器３０で外径を測定する。さらに、コーター３
２により２層目の樹脂を被覆し架橋筒３４で固化し、外
径測定器３６で外径を測定する。光ファイバ１１に被覆
を施したものは、通常、光ファイバ素線１２と言われ
る。それから光ファイバ素線１２を、ターンプーリ３８
を経て引取り機４０で引き取り、その先のボビン（図示
省略）に巻き取る。
単に述べる。図４のように、加熱炉２０内に光ファイバ
母材１０を入れ、ヒーター２２により溶融し、線引き紡
糸する。加熱炉２０の直下の光ファイバ１１（ガラスだ
け）の外径を外径測定器２４で測定し、一定になるよう
に、紡糸線速を調整する。光ファイバ１１に、コーター
２６により１層目の樹脂を被覆し架橋筒２８で固化し、
外径測定器３０で外径を測定する。さらに、コーター３
２により２層目の樹脂を被覆し架橋筒３４で固化し、外
径測定器３６で外径を測定する。光ファイバ１１に被覆
を施したものは、通常、光ファイバ素線１２と言われ
る。それから光ファイバ素線１２を、ターンプーリ３８
を経て引取り機４０で引き取り、その先のボビン（図示
省略）に巻き取る。
【０００３】上記の紡糸は、当初、製作した光ファイバ
母材をいったん延伸縮径してから行っていたが、その
後、延伸縮径工程を廃止して、製作した母材から直接紡
糸するようになった。しかし、製作したままの母材は、
太くて、かつ長手方向で太さが変動するものもあり、そ
のために、製造した光ファイバの長手方向の特性（カッ
トオフ波長等）が安定しないことがあった。そこで、こ
れを改良するために下記の技術が提案された。
母材をいったん延伸縮径してから行っていたが、その
後、延伸縮径工程を廃止して、製作した母材から直接紡
糸するようになった。しかし、製作したままの母材は、
太くて、かつ長手方向で太さが変動するものもあり、そ
のために、製造した光ファイバの長手方向の特性（カッ
トオフ波長等）が安定しないことがあった。そこで、こ
れを改良するために下記の技術が提案された。
【０００４】［従来の改良技術１］図４のように、ター
ンプーリ３８に張力計４２を取り付けて、紡糸張力（引
き取る光ファイバ素線１２の張力）Ｔを測定すること
が、提案されている（特開平４−３４９１３７号参
照）。そして、張力Ｔが一定になるように、フィードバ
ック計器４４，炉電力制御装置４６を介して加熱炉２０
の電力を制御する。すなわち、張力Ｔが高すぎるとき
は、炉電力を上げる。また張力Ｔが低すぎるときは、炉
電力を下げる。
ンプーリ３８に張力計４２を取り付けて、紡糸張力（引
き取る光ファイバ素線１２の張力）Ｔを測定すること
が、提案されている（特開平４−３４９１３７号参
照）。そして、張力Ｔが一定になるように、フィードバ
ック計器４４，炉電力制御装置４６を介して加熱炉２０
の電力を制御する。すなわち、張力Ｔが高すぎるとき
は、炉電力を上げる。また張力Ｔが低すぎるときは、炉
電力を下げる。
【０００５】［従来の改良技術２］また、図５のよう
に、張力計４２により紡糸張力Ｔを測定するとともに、
引取り機４０に取り付けた速度計４８により紡糸線速Ｖ
を測定する。そして、Ｔ／Ｖが一定になるように、フィ
ードバック計器４４，炉電力制御装置４６を介して加熱
炉２０の電力を制御することも提案されている（特開平
５−１３９７７１号参照）。なお、Ｔ／Ｖが一定という
ことは、母材１０の溶融部分（メニスカス）のガラスの
粘度によって定まる光ファイバの張力と被覆材による張
力の和が一定であるということである。そして、Ｔ／Ｖ
が高すぎるときは、炉電力を上げる。またＴ／Ｖが低す
ぎるときは、炉電力を下げる。
に、張力計４２により紡糸張力Ｔを測定するとともに、
引取り機４０に取り付けた速度計４８により紡糸線速Ｖ
を測定する。そして、Ｔ／Ｖが一定になるように、フィ
ードバック計器４４，炉電力制御装置４６を介して加熱
炉２０の電力を制御することも提案されている（特開平
５−１３９７７１号参照）。なお、Ｔ／Ｖが一定という
ことは、母材１０の溶融部分（メニスカス）のガラスの
粘度によって定まる光ファイバの張力と被覆材による張
力の和が一定であるということである。そして、Ｔ／Ｖ
が高すぎるときは、炉電力を上げる。またＴ／Ｖが低す
ぎるときは、炉電力を下げる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の［従来
の改良技術１及び２］によっても、光ファイバの長手方
向の特性が一定にならないことがあった。
の改良技術１及び２］によっても、光ファイバの長手方
向の特性が一定にならないことがあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】被覆を施す前の光ファイ
バ１１の張力（Ｔglass）が一定になるように、加熱炉
２０の電力を制御する。
バ１１の張力（Ｔglass）が一定になるように、加熱炉
２０の電力を制御する。
【０００８】［光ファイバの張力Ｔglassの求め方］光
ファイバの張力Ｔglassは、演算により次の式から求
めることができる（その根拠は後で詳しく述べる）。 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ ただし、 Ｔ：紡糸張力で、張力計４２により求める（図１参
照）。 Ｖ：紡糸線速で、速度計４８により求める。 Ｓ：被覆の断面積で、被覆外径の測定から計算して求め
る。 α：被覆材の単位面積当たりの張力で、実験により求め
る。 β：光ファイバの線速Ｖと被覆材の張力の比例係数で、
実験により求める。
ファイバの張力Ｔglassは、演算により次の式から求
めることができる（その根拠は後で詳しく述べる）。 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ ただし、 Ｔ：紡糸張力で、張力計４２により求める（図１参
照）。 Ｖ：紡糸線速で、速度計４８により求める。 Ｓ：被覆の断面積で、被覆外径の測定から計算して求め
る。 α：被覆材の単位面積当たりの張力で、実験により求め
る。 β：光ファイバの線速Ｖと被覆材の張力の比例係数で、
実験により求める。
【０００９】［光ファイバの張力Ｔglassを問題にする
理由］上記の［従来の改良技術１及び２］（図４，図
５）において、張力計４２で測定される紡糸張力Ｔは、
次のように分解される。 Ｔ＝Ｔglass＋Ｔcoat ただし、Ｔcoatは被覆材による張力である。つまり、図
５で言えば、ｂの領域では張力Ｔは、Ｔglass＋Ｔcoat
の２つの成分の和となってしまっている。しかし、実際
に光ファイバの特性を左右するのは、ａの領域の、ガラ
スの張力Ｔglassである。なお、上記の参考文献の特開
平５−１３９７７１号において、被覆材の張力Ｔcoatは
無視できると記載してあるが、その後、被覆材の張力Ｔ
coatも計算に入れなければ、特性の制御を正確にできな
いことが分かった。
理由］上記の［従来の改良技術１及び２］（図４，図
５）において、張力計４２で測定される紡糸張力Ｔは、
次のように分解される。 Ｔ＝Ｔglass＋Ｔcoat ただし、Ｔcoatは被覆材による張力である。つまり、図
５で言えば、ｂの領域では張力Ｔは、Ｔglass＋Ｔcoat
の２つの成分の和となってしまっている。しかし、実際
に光ファイバの特性を左右するのは、ａの領域の、ガラ
スの張力Ｔglassである。なお、上記の参考文献の特開
平５−１３９７７１号において、被覆材の張力Ｔcoatは
無視できると記載してあるが、その後、被覆材の張力Ｔ
coatも計算に入れなければ、特性の制御を正確にできな
いことが分かった。
【００１０】
【作 用】光ファイバの張力Ｔglassを一定に保って紡
糸することにより、長手方向に特性の安定した光ファイ
バを得ることができる。
糸することにより、長手方向に特性の安定した光ファイ
バを得ることができる。
【００１１】［Ｔglassを求める式の説明］上記の
式、すなわち、 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ から、光ファイバの張力Ｔglassが求められる根拠につ
いて述べる。図２に、紡糸線速Ｖが一定で、被覆径を変
化させた場合の紡糸張力Ｔの変化を示す。横軸は被覆材
の断面積Ｓである。なお図２は、標準の被覆材断面積Ｓ
を1 とし、そのときの張力Ｔを 1 と標準化したグラフ
である。図２から、被覆材の断面積Ｓと紡糸張力Ｔとの
間には、一次の関係があり、かつ被覆材の断面積Ｓを 0
としたとき、張力Ｔが 0.7 である点を通ることが分か
る。そこで、単位面積当たりの被覆材の張力をαとする
と、以下の関係が成り立つ。 Ｔ＝Ｔglass＋α・Ｓ よって、上記式から、 Ｔcoat＝α・Ｓ が得られる。
式、すなわち、 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ から、光ファイバの張力Ｔglassが求められる根拠につ
いて述べる。図２に、紡糸線速Ｖが一定で、被覆径を変
化させた場合の紡糸張力Ｔの変化を示す。横軸は被覆材
の断面積Ｓである。なお図２は、標準の被覆材断面積Ｓ
を1 とし、そのときの張力Ｔを 1 と標準化したグラフ
である。図２から、被覆材の断面積Ｓと紡糸張力Ｔとの
間には、一次の関係があり、かつ被覆材の断面積Ｓを 0
としたとき、張力Ｔが 0.7 である点を通ることが分か
る。そこで、単位面積当たりの被覆材の張力をαとする
と、以下の関係が成り立つ。 Ｔ＝Ｔglass＋α・Ｓ よって、上記式から、 Ｔcoat＝α・Ｓ が得られる。
【００１２】次に、図３に、被覆材断面積Ｓを一定の標
準値とし、線速Ｖを変化させた場合の紡糸張力Ｔの変化
を示す。図２と同様に標準化している。図３から、紡糸
張力Ｔと線速Ｖとの間に完全な比例関係があることが分
かる。また、光ファイバ１１だけの張力Ｔglassは線速
Ｖと比例関係にあることが分かっている。そこで、線速
Ｖと被覆材の張力Ｔcoatの比例係数をβとすると、 Ｔcoat＝β・Ｖ となる。よって、Ｖ，Ｓ共に変化するときは、 Ｔcoat＝α・β・Ｖ・Ｓ となる。これを上記式に代入すると、 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ となり、式が得られる。α、βを、上記のように実験
によって求め、Ｔ、Ｖ、Ｓをモニターすれば、演算によ
り、Ｔglassを求めることができる。
準値とし、線速Ｖを変化させた場合の紡糸張力Ｔの変化
を示す。図２と同様に標準化している。図３から、紡糸
張力Ｔと線速Ｖとの間に完全な比例関係があることが分
かる。また、光ファイバ１１だけの張力Ｔglassは線速
Ｖと比例関係にあることが分かっている。そこで、線速
Ｖと被覆材の張力Ｔcoatの比例係数をβとすると、 Ｔcoat＝β・Ｖ となる。よって、Ｖ，Ｓ共に変化するときは、 Ｔcoat＝α・β・Ｖ・Ｓ となる。これを上記式に代入すると、 Ｔ＝Ｔglass＋α・β・Ｖ・Ｓ となり、式が得られる。α、βを、上記のように実験
によって求め、Ｔ、Ｖ、Ｓをモニターすれば、演算によ
り、Ｔglassを求めることができる。
【００１３】［紡糸装置の構成］この式を利用して紡
糸を行う装置の構成を図１に示す。演算装置５０を設
け、これに前もってα、βを入力しておく。張力Ｔと線
速Ｖは、図５の場合と同様に、張力計４２と速度計４８
により求めて演算装置５０に送り込む。また外径測定器
３６により求めた外径値を演算装置５０に送り、被覆材
断面積Ｓを算出する。これらの値からＴglassを求め、
フィードバック計器４４に出力する。フィードバック計
器４４は、Ｔglassが一定になるように炉電力制御装置
４６に指令を出す。すなわち、Ｔglassが高ければ加熱
炉２０の電力を上げ、Ｔglassが低ければ加熱炉２０の
電力を下げる方向に指令を出す。
糸を行う装置の構成を図１に示す。演算装置５０を設
け、これに前もってα、βを入力しておく。張力Ｔと線
速Ｖは、図５の場合と同様に、張力計４２と速度計４８
により求めて演算装置５０に送り込む。また外径測定器
３６により求めた外径値を演算装置５０に送り、被覆材
断面積Ｓを算出する。これらの値からＴglassを求め、
フィードバック計器４４に出力する。フィードバック計
器４４は、Ｔglassが一定になるように炉電力制御装置
４６に指令を出す。すなわち、Ｔglassが高ければ加熱
炉２０の電力を上げ、Ｔglassが低ければ加熱炉２０の
電力を下げる方向に指令を出す。
【００１４】
【実施例】直径40mmφの母材１０を3本用意した。何れ
の母材１０も、プリアナによるカットオフ波長測定値は
1.221 であった。その中の1本を、上記本発明の方法に
より紡糸した。そのときの、線速Ｖ、紡糸張力Ｔ、被覆
材断面積Ｓ並びにカットオフ波長λc（光ファイバ特性
の代表として）を、表１に示した。なお、線速Ｖは、35
0mm／min、400mm／min、450mm／minに変化させた。また
比較のために、別の1本の母材１０を、上記の［従来の
改良技術１］、すなわち、紡糸張力（光ファイバ素線１
２の張力）Ｔを一定に制御する方法（図４参照）によ
り、同様に紡糸した。その時の測定値を、表２に示し
た。さらに別の1本の母材１０を、上記の［従来の改良
技術２］、すなわち、光ファイバ素線１２の張力Ｔと線
速Ｖの比Ｔ／Ｖを一定に制御する方法（図５参照）によ
り、同様に紡糸した。その時の測定値を、表３に示し
た。
の母材１０も、プリアナによるカットオフ波長測定値は
1.221 であった。その中の1本を、上記本発明の方法に
より紡糸した。そのときの、線速Ｖ、紡糸張力Ｔ、被覆
材断面積Ｓ並びにカットオフ波長λc（光ファイバ特性
の代表として）を、表１に示した。なお、線速Ｖは、35
0mm／min、400mm／min、450mm／minに変化させた。また
比較のために、別の1本の母材１０を、上記の［従来の
改良技術１］、すなわち、紡糸張力（光ファイバ素線１
２の張力）Ｔを一定に制御する方法（図４参照）によ
り、同様に紡糸した。その時の測定値を、表２に示し
た。さらに別の1本の母材１０を、上記の［従来の改良
技術２］、すなわち、光ファイバ素線１２の張力Ｔと線
速Ｖの比Ｔ／Ｖを一定に制御する方法（図５参照）によ
り、同様に紡糸した。その時の測定値を、表３に示し
た。
【表１】
【表２】
【表３】 本発明の制御方法を用いることにより、光ファイバの特
性が安定化することが分かる。
性が安定化することが分かる。
【００１５】
【発明の効果】被覆を施す前の光ファイバの張力が一定
になるように、前記加熱炉の電力を制御することによ
り、長さ方向に安定した特性を持つ光ファイバが得られ
る。
になるように、前記加熱炉の電力を制御することによ
り、長さ方向に安定した特性を持つ光ファイバが得られ
る。
【図１】本発明の実施例の説明図。
【図２】紡糸張力と被覆材断面積の関係を示すグラフ。
【図３】紡糸張力と紡糸線速の関係を示すグラフ。
【図４】従来技術の一例の説明図。
【図５】従来技術の別例の説明図。
１０ 母材 １１ 光ファイバ １２ 光ファイバ素線 ２０ 加熱炉 ２２ ヒーター ２４ 外径測定器 ２６ コーター ２８ 架橋筒 ３０ 外径測定器 ３２ コーター ３４ 架橋筒 ３６ 外径測定器 ３８ ターンプーリ ４０ 引取り機 ４２ 張力計 ４４ フィードバック計器 ４６ 炉電力制御装置 ４８ 速度計 ５０ 演算装置
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバ母材を、加熱炉によって連続
的に溶融紡糸して光ファイバとし、その直後に被覆を施
して引き取るに際して、前記被覆を施す前の光ファイバ
の張力を一定にするように、前記加熱炉の電力を制御す
る、光ファイバの紡糸方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1873495A JPH08188438A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 光ファイバの紡糸方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1873495A JPH08188438A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 光ファイバの紡糸方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08188438A true JPH08188438A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11979909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1873495A Pending JPH08188438A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 光ファイバの紡糸方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08188438A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1022259A1 (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-26 | Alcatel | Furnace for drawing an optical fibre from a preform having a controller for independently controlling the furnace temperature and the draw tension |
-
1995
- 1995-01-11 JP JP1873495A patent/JPH08188438A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1022259A1 (en) * | 1999-01-20 | 2000-07-26 | Alcatel | Furnace for drawing an optical fibre from a preform having a controller for independently controlling the furnace temperature and the draw tension |
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