JPH10287446A

JPH10287446A - 光ファイバの製造法

Info

Publication number: JPH10287446A
Application number: JP9089179A
Authority: JP
Inventors: Shigeji Morita; 繁二森田; Yuji Naito; 雄二内藤; Takashi Ukaji; 孝志宇加地
Original assignee: JSR Corp; DSM NV
Current assignee: JSR Corp; Koninklijke DSM NV
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1997-04-08
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバの内層被覆量を光ファイバ製造中
連続して制御すること。【解決手段】線引きされたガラスファイバの外周に、
性質の異なる紫外線硬化性樹脂の樹脂液を複数層同時に
被覆できるコーティングカップを用いて、光ファイバを
製造する方法であって、複数層の樹脂液を、それを含む
容器からコーティングカップに供給し、その際、該容器
中における樹脂液の液位により内層の被覆層を制御する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの製造
法に関する。さらに詳しくは、ガラスファイバの外周
に、性質の異なる紫外線硬化性樹脂液を複数層同時に塗
布できるコーティングカップを用いて、光ファイバを製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラス母材から線引きされたガラスファ
イバは、細径で機械的強度も小さいので、一般に線引き
直後、ガラスファイバの外周に紫外線硬化性樹脂液をコ
ーティングカップを用いて塗布し、これに紫外線を照射
して樹脂液を硬化することにより光ファイバを製造して
いる。光ファイバの樹脂被覆層は、１層だけでなく２層
または３層以上とし、性質が異なる樹脂被覆層をそれぞ
れ形成することにより、光ファイバに強度その他種々の
特性を持たせることが行われている。

【０００３】樹脂被覆層が多層の場合、ガラスファイバ
の外周に第一の樹脂液を塗布し、紫外線を照射して硬化
し、第一の被覆層を形成した後に、さらにその外周に第
二の樹脂液を塗布し、紫外線を照射して硬化し、第二の
被覆層を形成する、いわゆる直列被覆法が知られてい
る。この直列被覆法では、被覆層を１層形成するため
に、樹脂液を塗布するコーティングカップと紫外線を照
射する紫外線照射装置からなる被覆設備を備える必要が
あり、被覆層を多層形成するためには、その被覆設備を
直列に多層分だけ備える必要がある。

【０００４】このように、直列被覆法を用いた多層被覆
の場合、直列に装備するために多層分だけの距離が設備
上に必要となり、ガラス母材を溶かす電気炉からファイ
バの巻き取り機までの距離が長くなり、製造設備の建て
屋を高くしなければならないこと、また、初期準備作業
時に多層分だけ通線するために作業時間がかかり、生産
性が低くなることなどの問題があった。この多層分の距
離や通線の問題は、複数の樹脂液を同時に塗布できるコ
ーティングカップの開発により、１つの被覆設備だけで
十分となり、解決された。光ファイバは、この複数の樹
脂液を同時に塗布できるコーティングカップを用いた二
層同時被覆法（デュアルコート法）などの複数層同時被
覆法で製造できるようになった。

【０００５】しかしながら、複数層同時被覆法で新たな
問題が発生した。光ファイバの製造においては、樹脂被
覆層を所定の厚さにするため、被覆層の厚さを制御する
必要がある。前記直列被覆法の場合、樹脂塗布前と被覆
層形成後の外径をレーザーを使用した外径測定器を用い
て測定することにより、樹脂被覆厚を管理できる。しか
しながら、複数層同時被覆法の場合、樹脂塗布前のガラ
スファイバ径と多層樹脂被覆後の最外径はレーザーを使
用した測定器を用いて計測できるが、内層樹脂液の被覆
厚を単独に直接測定することはできなかった。そのた
め、被覆した光ファイバの一部を取り出し、光ファイバ
の断面を顕微観察することにより、内層被覆厚を測定し
ている。この方法では、線引きの途中で線引きを中断す
ることなく光ファイバの一部を取り出すという複雑で大
型の設備を装置上に必要とし、外径を顕微観察という手
段で測定するので手間もかかるという問題があった。

【０００６】このため、線引き中に光ファイバを取り出
すことなく被覆厚を測定する方法として、コーティング
カップへの樹脂液供給量から被覆厚を求める方法が取ら
れている。供給量は、樹脂液の流量、排出量、重量減少
などで測定できる。例えば、樹脂液を定量的に供給する
方法として、特開昭６１−１０６４４２号公報には、コ
ーティングダイス内に樹脂液を供給する際に、複数層の
内の一層用の樹脂液を気体の圧力により供給し、他層用
の樹脂液を定量ポンプにより供給する方法が開示されて
いる。また、特開昭６１−２９１４３６号公報には、樹
脂液を定量ポンプで送る際に、アキュムレーターを介装
する方法が開示されている。さらに、樹脂液の供給量を
直接把握するために、樹脂液供給容器の重量を連続的に
測定して、重量減少量から樹脂被覆量、特に内層の樹脂
被覆量を求める方法も知られている。

【０００７】複数層同時被覆法による光ファイバ製造方
法において、樹脂の内層被覆量を光ファイバの製造中時
々刻々と把握することは、安定した品質の製品を製造す
る上において欠かせないことである。しかし、前記の内
層樹脂液の供給用定量ポンプの排出量は、ポンプの能力
により定義されており、実際に樹脂液が排出され、ガラ
スファイバに被覆された量を示しているのではない。内
層樹脂液の重量減少を測定する方法は、その減少量が直
接被覆に使用された量と考えられるので、被覆厚の制御
がしやすい。しかしこの場合、樹脂液の微少な重量変化
を測定可能にするための設備が複雑となり、実用的でな
い問題があった。被覆量は、樹脂液の供給量で求められ
ているが、流量が小さく測定が難しいこと、流量計への
汚れなどの付着があると不正確になること、既存の線引
装置を使用するために大型流量計はスペースの都合で設
置ができないこと、などの問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明の目的
は、上記の如き従来法の欠点を解決して、光ファイバの
内層塗布樹脂量を、光ファイバの製造中、連続的に制御
し得る方法を提供することにある。本発明の他の目的お
よび利点は、以下の説明から明らかになろう。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、本発明
の上記目的および利点は、線引きされたガラスファイバ
の外周に、性質の異なる紫外線硬化性樹脂液を複数層同
時に塗布できるコーティングカップを用いて、光ファイ
バを製造する方法であって、複数層の少なくとも一層用
の樹脂液を、それを含む容器からコーティングカップに
供給し、その際、該容器中における樹脂液の液位により
該少なくとも一層の被覆厚を制御することを特徴とする
光ファイバの製造法によって達成される。

【００１０】光ファイバの製造に使用する樹脂液は、通
常数リットルから数１０リットルの容器で、バッチ的に
使用される。液位の変化、すなわち液位の単位時間当た
りの低下量の測定には、多くの方法が知られている。し
かし、液位の低下速度は極めて小さいので、測定精度が
高い方法であることが必要であり、しかも小型であるこ
と、接液タイプの場合は、樹脂液を汚さず、洗浄が容易
なこと、などが求められる。本発明で使用する樹脂液の
液位の変化を測定する方法としては、前記の要件を満た
すものであれば、特に限定されることではないが、電気
的物性値による液位測定法、特に静電容量法が好適であ
る。この他、レーザー距離測定法も高精度であり好まし
いが、装置が大きく、かつ樹脂液が感光性のために特別
な配慮が必要である。

【００１１】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。図１に樹脂液の静電容量測定の概念図を示す。コ
ーティングカップへ樹脂を供給するための圧力容器５内
の樹脂液４に、コーティングカップへ樹脂液４を供給す
るための管６と静電容量を測定するための電極１が挿入
されている。電極１から静電容量測定器２（横河・ヒュ
ーレット・パッカード（株）製４２４７Ａマルチフリ
ークエンシーＬＣＲメーター）まではコード３でつな
がれている。

【００１２】図２に静電容量を測定するのに用いた電極
の形状を示す。電極１は、直径１６ｍｍのパイプ状の金
属７内に、そのパイプに接触させることなくパイプ中心
に配置した直径８ｍｍの円柱の金属８からなる。静電容
量としてはこのパイプと円柱の金属間の樹脂の静電容量
を測定している。線引きが開始され、一定の測定で光フ
ァイバが製造され始めると、樹脂がコーティングカップ
へ管６を通して供給されるとともに、樹脂供給用圧力容
器５内では樹脂液４の液位が一定に低下していく。その
時の静電容量の経時変化が図３である。前もって測定し
ておいた、樹脂と電極１とが接している長さと、その長
さに対する静電容量との比例関係（図４）を用いて、液
位の高さの経時変化が図５のように得られる。

【００１３】図５の傾きをａとし、圧力容器５内の樹脂
液４の液面積をｓとすると、単位時間当りに供給された
樹脂量はａｓ（ｃｍ³）で表される。測定されている樹
脂塗布前のガラス径ｒ₀（μｍ）と一定の線引き速度ｖ
（ｍ／ｍｉｎ）を用いて、求める内層厚をｒ₁（μｍ）
とすると、単位時間当りに塗布層に使用された樹脂量は
π（ｒ₁ ²−ｒ₀ ²）ｖ（ｃｍ³）で表され、これは上記の
ａｓと等しい。この等しい関係により、内層厚ｒ₁（μ
ｍ）が求まる。図５の結果より計算した内層厚ｒ₁（μ
ｍ）の結果を、静電容量（ｐＦ）、液位の高さ（ｃｍ）
とともに、表１に示す。一定線引き速度は３００ｍ／ｍ
ｉｎで、樹脂供給用圧力容器５内の樹脂液４の液面積は
５０ｃｍ²である。

【００１４】

【表１】

【００１５】内層厚の測定精度を上げるには、電極の形
状を変えて静電容量自身の測定精度を上げること、樹脂
容器の形状を変えて液面積を小さくすること、線引き速
度を速くすること、などを行えば可能である。さらに５
分の時間間隔で静電容量を測定したが、この時間を短く
することにより、時事刻々変化する樹脂供給量を測定す
ることができる。３層以上の場合、第一の層は上記のよ
うにガラスファイバ径の値で計算でき、第二の層はガラ
スファイバ径の代わりに計算した第一の層の値を用いれ
ば計算でき、第三の層は第二の径の値を用いるというよ
うにして順番に各層の値が計算できる。このようにし
て、コーティングカップへの樹脂供給量を静電容量から
精度良く測定することができ、樹脂容器への供給圧力な
どの被覆厚に影響を与える因子をコントロールすること
により、複数層同時被覆法で形成される各被覆層の厚み
を制御できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、光ファイバの内層の厚
みを極めて精度よく、連続して制御することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂液の静電容量測定のための概念図である。

【図２】静電容量法に用いる電極の構造を示す説明図で
ある。

【図３】静電容量の経時変化を示している。

【図４】電極が樹脂液と接触している長さと静電容量と
の関係を示している。

【図５】樹脂液の液位高さの経時変化を示している。

【符号の説明】

１電極２静電容量測定器３コード４樹脂液５圧力容器６管７パイプ状金属８円柱状金属

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内藤雄二東京都中央区築地二丁目11番24号日本合成ゴム株式会社内 (72)発明者宇加地孝志東京都中央区築地二丁目11番24号日本合成ゴム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線引きされたガラスファイバの外周に、
性質の異なる紫外線硬化性樹脂液を複数層同時に塗布で
きるコーティングカップを用いて、光ファイバを製造す
る方法であって、複数層の少なくとも一層用の樹脂液
を、それを含む容器からコーティングカップに供給し、
その際、該容器中における樹脂液の液位により該少なく
とも一層の被覆厚を制御することを特徴とする光ファイ
バの製造法。