JPH11116284A - 光ファイバの被覆方法及び被覆装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単に気泡の発生を抑制することができる光
ファイバの被覆方法及びそのための装置を提供するもの
である。 【解決手段】 加熱溶融して線引きした光ファイバ１を
冷却ガスが供給された冷却器２内に通して冷却し、その
後に樹脂の入ったダイス３内に通して樹脂を被覆する光
ファイバの被覆方法において、冷却器２を通過した後で
ダイス３に入る前に、光ファイバ１を光ファイバ外径の
２〜１６倍の小孔５に通過せしめ、光ファイバ１の周囲
に随伴する冷却ガスを除去する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを線引
きしながらその外周に樹脂を被覆する方法及びそのため
の被覆装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの線引きにおいては図４に示
すように加熱溶融した後の光ファイバＡを樹脂Ｂの入っ
たダイスＣに通して樹脂を塗布し、この塗布された樹脂
Ｂを紫外線ランプＤで硬化させた後、被覆光ファイバＦ
を巻き取っている。このとき、ダイスＣに通される光フ
ァイバＡの温度が室温より高いとダイスＣ内の光ファイ
バＡ近傍の樹脂Ｂが加熱されて温度むらができる。その
結果、ダイスＣ内の樹脂Ｂの粘度が不均一になるため、
光ファイバＡの外周に均一厚の被覆を形成することがで
きなくなる。また樹脂Ｂの温度が上昇するため、その樹
脂粘度は低下し、光ファイバＡの外周に十分な厚さの被
覆ができなくなる。

【０００３】そこで従来は、ダイスＣに通す前の光ファ
イバＡを強制的に冷却することが行なわれていた。例え
ば図４に示すように光ファイバＡの周囲を冷却筒Ｅで囲
み、その冷却筒Ｅ中に熱伝導率の良いヘリウムガス等を
流して光ファイバＡを室温まで冷却することが行なわれ
ていた。このように強制的に冷却すると、光ファイバＡ
の線引き速度を上げることはできたが、被覆材料と温度
差のある冷却ガスが樹脂中に混入するので被覆光ファイ
バＦの被覆内に気泡が生じるという問題が発生した。

【０００４】このような方法を採用すると、線引き速度
が速くなるにつれて、光ファイバの冷却効率も高めなけ
ればならないので冷却ガスの温度を低下させたり、流量
を増やすことになる。その結果、室温に比べてより低温
の冷却ガスが被覆樹脂内に混入し、気泡が発生しやすく
なるので冷却ガスの除去が必要となる。

【０００５】そこで被覆内に発生する気泡を除去する対
策として、ＵＳＰ４，７９２，３４７号明細書は、冷却
された光ファイバに被覆材料中で高い溶解度を呈する窒
素、二酸化炭素等のパージ・ガスを吹き付けることによ
って、光ファイバ周囲に随伴する空気と置換し、一方、
パージ・ガスは被覆材料中に引き込まれても被覆材料中
に溶解しやすいので気泡の発生は低減できると提案して
いる。なお、ＵＳＰ４，７０４，３０７号明細書は、冷
却された光ファイバに比較的低い動粘度（空気より低
い）を有するアルゴン、キセノン等のパージ・ガスを吹
き付けることによって、光ファイバ周囲に随伴する空気
を除去することによって、空気が被覆材料中に引き込ま
れることによる気泡の発生は減少できると提案してい
る。また、特開平８-２５９２７３号公報には、冷却さ
れた光ファイバにヘリウムあるいはヘリウム等を吹き付
け、光ファイバ周囲に随伴する空気を除去して気泡の発
生を減少させることが記載されている。これらＵＳＰ
４，７９２，３４７号明細書と特開平８-２５９２７３
号公報は、光ファイバ周囲に随伴する空気を除去するも
のであり、冷却ガスを除去するものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これら従来の気泡除去
方法は、光ファイバに特定のパージ・ガスを吹き付ける
ので、気泡の発生を抑制することができるかもしれない
が、線引きした光ファイバを冷却ガスで冷却した後、さ
らにパージ・ガスを吹き付けるので工程が複雑となり、
また、光ファイバの線振れを招き、被覆の偏りや径変動
を引き起こす原因となる。特に、冷却ガスにヘリウムが
使用されており、かつ、パージ・ガスして冷却されたヘ
リウムガスが吹き付けられる場合は、冷却ガスの除去は
期待できない。そこで本発明の目的は、かかる問題を解
決して簡単に気泡の発生を抑制することができる光ファ
イバの被覆方法及びそのための被覆装置を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる光ファイ
バの被覆方法は、加熱溶融して線引きした光ファイバを
冷却ガスが供給された冷却器内に通して冷却し、その後
に樹脂の入ったダイス内に通して樹脂を被覆する光ファ
イバの被覆方法において、冷却器を通過した後でダイス
に入る前に、光ファイバを光ファイバ外径の２〜１６倍
の小孔に通過せしめ、光ファイバの周囲に随伴する冷却
ガスを除去することを特徴とする。

【０００８】本発明の光ファイバの被覆方法によれば、
冷却ガスによって冷却された光ファイバを平板あるいは
曲げ板等の中心部にあけられた小孔に通過させるので、
光ファイバの走行によって随伴される光ファイバ周囲の
冷却ガスは光ファイバ周囲と小孔との間及びその周辺に
発生する気流によって光ファイバの周辺から取り除かれ
る。この状態の光ファイバに樹脂が被覆られても光ファ
イバは室温程度まで冷却されており、また、光ファイバ
の周囲には冷却ガスは除去されているので被覆材料と温
度差のある冷却ガスが接触することがないので気泡の発
生を抑制することができる。

【０００９】また、本発明に係わる光ファイバの被覆装
置は、加熱溶融して線引きされた光ファイバを通過して
冷却するための冷却ガスが供給された冷却器と、冷却器
の下方に配置されると共に、光ファイバを被覆するため
の樹脂の入ったダイスとを備えた光ファイバの被覆装置
において、冷却器とダイスとの間に光ファイバ外径の２
〜１６倍の小孔を有する除去装置が配置され、小孔に光
ファイバを通過せしめて光ファイバの周囲に随伴する冷
却ガスを除去することを特徴とする。

【００１０】本発明の光ファイバの被覆装置によれば、
光ファイバ周囲に随伴する冷却ガスを除去する除去装置
は、光ファイバが通過する小孔を有する除去装置が冷却
器と光ファイバに樹脂を被覆するダイスとの間に配置さ
れるので構造が極めて簡単であり、また、光ファイバに
パージ・ガスを吹き付けないので振動がなく、安定に被
覆することができる。

【００１１】本発明の除去装置のより具体的な形状は、
中心部に小孔があけられた円形あるいは多角形の平板、
又は円錐形、角錐形、円錐台形あるいは角錐台形に形成
された曲げ板である。形状が簡単でこれを作製する観点
から好ましく、また、配置するためのスペースも殆ど必
要としないので設備を小型に構成することができる。

【００１２】除去装置にあけられる小孔の直径は、大き
すぎると冷却ガスを除去する効果が減少する傾向にあ
り、小さすぎると光ファイバと接触する可能性が生じる
傾向にあるので光ファイバ外径の２倍〜１６倍であり、
２倍〜４倍が特に好ましい。上記のように形成された平
板又は曲げ板を所定間隔をもうけて光ファイバの軸方向
に複数個配置すると、さらに気泡の除去効果を挙げるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明
において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説
明を省略する。図１は、本実施形態に係わる光ファイバ
の被覆方法を示したものである。図中の光ファイバ１の
上方部分には加熱炉（図示されていない）で加熱されて
いる光ファイバ母材（図示されていない）がある。ま
た、この加熱溶融された光ファイバ１は下方の引き取り
機（図示されていない）により引き取られて１０００ｍ
／分程度で線引きされ、続いて図示されていない巻き取
り機に巻き取られる。

【００１４】光ファイバ１の線引き途中には加熱された
光ファイバ１を冷却する冷却器２が設けられて光ファイ
バ１を冷却する。この冷却器２には光ファイバ１が冷却
筒１０の上部に設けられた導入孔１１から導入され、冷
却筒１０の下部に設けられた引出孔１２から引出される
ようになっている。また、光ファイバ１を冷却筒１０内
に供給される冷却ガスにより冷却して、線引きされた光
ファイバ１の温度を３０℃程度まで冷却する。なお、冷
却ガスとしては熱伝導性の高いヘリウム等が使用され
る。

【００１５】冷却器２の下方の位置には光ファイバ１の
外周に紫外線硬化樹脂を塗布するダイス３を設けてあ
る。光ファイバ１にはこのダイス３の上部から下部に通
り抜ける際にダイス３内に満たされた紫外線硬化樹脂が
塗布される。このダイス３の下方には紫外線ランプ（図
示されていない）が設けられており、光ファイバ１に塗
布された樹脂はこのランプから紫外線が照射されて硬化
する。

【００１６】冷却筒１０から出た光ファイバ１がそのま
まてダイス３に入ると、光ファイバ１が冷却筒１０の中
を走行するときに光ファイバ１の周囲に随伴する冷却ガ
スをダイス３の中に巻き込むことになる。この冷却ガス
が樹脂中に巻き込まれると気泡発生の原因となり、ま
た、樹脂と冷却ガスとの温度差が大きいほど気泡が発生
しやすくなる。そこで、この冷却ガスを強制的に除去す
るために円板の中心部に小孔５があけられた除去装置４
を冷却器２とダイス３との間に設けている。

【００１７】図２は、冷却ガスの除去装置の具体的な構
成の一例を示す斜視図であり、図２（ａ）は、光ファイ
バ１が通過する小孔５を中心部に設けた２個の半円状の
板によって構成された除去装置４を示す図であり、小孔
の直径は２つの半円状の板の距離で調節される。構成が
簡単なので使い易い特長がある。図２（ｂ）は、図２
（ａ）に示した円板を４分割（一般には多分割）した板
を組み合わせて形成した除去装置４を示す図である。図
２（ｃ）は、円錐形に形成された曲げ板の中心部に小孔
５を設けた除去装置４を示す図であり、光ファイバの周
囲に随伴された冷却ガスを円滑に周辺に遠ざけることが
でき、また、ダイス３の入り口を覆う形状となっている
ので除去効果が優れている。図２（ｄ）は、円錐台形に
形成された曲げ板の中心部に小孔５を設けた除去装置４
を示す図であり、円錐形の場合と同じ特長がある。

【００１８】本発明の除去装置は図２に示した形状に限
定されることなく、多角形の平板、または多角形の角錐
形あるいは角錐台形に形成された曲げ板等も当然含まれ
る。このような構成の除去装置４を光ファイバの軸方向
に所定間隔に多段で使用すると、光ファイバに随伴する
冷却ガスの除去効果は一層大きくなる。

【００１９】図３は、除去装置を使用した被覆方法を説
明するための図であり、冷却ガスの除去機構は、多分割
された板が摺動可能に形成され、これらの板の移動によ
って小孔５の内径が変化するように除去装置４が形成さ
れている。また、調整枠６は除去装置４を周囲から保持
し、中心部の小孔５の直径を調整可能に構成されてい
る。調整枠６は線引速度と冷却温度とによって小孔５の
径を決定するコントローラ７と接続されている。線引速
度が速いほど、また、冷却温度が低いほど冷却ガスがダ
イス３内の樹脂に及ぼす影響が大きくなるので、孔径は
小さく制御される。

【００２０】（実施例）図１に示した光ファイバの被覆
装置を用いて、石英系ガラスの光ファイバ母材の先端部
を２０００℃に加熱溶融して線引速度１０００ｍ／分で
引取り、外径１２５μｍの光ファイバに線引きした。こ
の光ファイバの外周にウレタンアクリレート系の紫外線
硬化型樹脂を満たした最初のダイスに通して被覆外径２
００μｍとし、さらに他のダイスを通して被覆外径２４
０μｍの２層被覆光ファイバを作製した。冷却装置には
ヘリウムガスを供給し、ダイスに入る前の光ファイバの
表面温度を３０℃まで冷却した。

【００２１】冷却装置と最初のダイスとの間には１枚の
円板の中心に小孔をあけた除去装置を設けた。線引き速
度を一定とし、小孔の直径を変えて被覆光ファイバを作
製し、被覆光ファイバ１ｍ中に含まれる気泡の数を調査
した。その結果を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に示した結果から明らかなように、除
去装置を使用しないで被覆光ファイバを作製した場合
（比較例２）、及び孔径が光ファイバの２４倍の場合
（比較例１）は、多数の気泡が被覆光ファイバ中に現わ
れた。これに対して、光ファイバの直径の１６倍以下の
孔径を有する小孔を通して作製した場合（実施例１〜
５）は、気泡の発生が少なく、このような被覆光ファイ
バは低温状態においても伝送損失の増加は認められなか
った。特に孔径が光ファイバ直径の４倍以下の場合（実
施例１〜２）は、気泡の発生が少なかった。

【００２４】

【発明の効果】本発明の被覆方法は、冷却された光ファ
イバを平板あるいは曲げ板の中心部にあけられた小孔を
通過させた後で被覆するので、光ファイバの走行に伴っ
て混入しようとする冷却ガスは小孔によって光ファイバ
の周辺から取り除かれる。したがって、被覆材料と温度
差のある冷却ガスが少なくなるので気泡の発生を抑制す
ることができる。また、冷却ガスを除去するに際し、除
去用ガスを吹き付ける方法を採用しないので光ファイバ
の線振れがなく、安定に樹脂を塗布することができる。

【００２５】さらに、本発明の被覆装置は、中心部に光
ファイバを通過せしめる小孔のあいた平板等によって形
成された除去装置を使用するので、構造が極めて簡単で
あり、除去装置を配置するためのスペースも殆ど必要と
しないので設備を小型に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係わる光ファイバの被覆装置の構
成を示す図である。

【図２】本実施形態に使用される冷却ガスの除去装置の
構成を示す図である。

【図３】本実施形態の除去装置を使用して被覆方法を説
明するための図である。

【図４】従来の被覆装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１・・・光ファイバ、２・・・冷却器、３・・・ダイス、４・・・除
去装置、５・・・小孔、６・・・調整枠、７・・・コントロー
ラ、１０・・・冷却筒、１１・・・導入孔、１２・・・引出孔、
１３・・・樹脂の供給口

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱溶融して線引された光ファイバを冷
   却ガスが供給された冷却器内に通して冷却し、その後に
   樹脂の入ったダイス内に通して樹脂を被覆する光ファイ
   バの被覆方法において、 前記冷却器を通過した後で前記ダイスに入る前に、前記
   光ファイバを前記光ファイバ外径の２〜１６倍の小孔に
   通過せしめ、前記光ファイバの周囲に随伴する冷却ガス
   を除去することを特徴とする光ファイバの被覆方法。
2. 【請求項２】 円形あるいは多角形の平板の中心部にあ
   けられた前記小孔、又は円錐形、角錐形、円錐台形ある
   いは角錐台形に形成された曲げ板の中心部にあけられた
   前記小孔に前記光ファイバを通過せしめることを特徴と
   する請求項１に記載の光ファイバの被覆方法。
3. 【請求項３】 加熱溶融して線引きされた光ファイバを
   通過して冷却するための冷却ガスが供給された冷却器
   と、前記冷却器の下方に配置されると共に、前記光ファ
   イバを被覆するための樹脂の入ったダイスとを備えた光
   ファイバの被覆装置において、 前記冷却器と前記ダイスとの間に前記光ファイバ外径の
   ２〜１６倍の小孔を有する除去装置が配置され、前記小
   孔に前記光ファイバを通過せしめて前記光ファイバの周
   囲に随伴する冷却ガスを除去することを特徴とする光フ
   ァイバの被覆装置。
4. 【請求項４】 前記除去装置は、前記光ファイバの軸方
   向と直角方向に拡がる平板又は曲げ板によって形成され
   たことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバの被覆
   装置。
5. 【請求項５】 前記平板は、中心部に前記小孔があけら
   れた円形あるいは多角形の板であることを特徴とする請
   求項４に記載の光ファイバの被覆装置。
6. 【請求項６】 前記曲げ板は、中心部に前記小孔があけ
   られた円錐形、角錐形、円錐台形あるいは角錐台形に形
   成された板であることを特徴とする請求項４に記載の光
   ファイバの被覆装置。
7. 【請求項７】 前記光ファイバの軸方向に複数個の前記
   除去装置が所定間隔に配置されたことを特徴とする請求
   項３に記載の光ファイバの被覆装置。