JPS59131546A - 被覆フアイバ製造法 - Google Patents

被覆フアイバ製造法

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JPS59131546A
JPS59131546A JP58242283A JP24228383A JPS59131546A JP S59131546 A JPS59131546 A JP S59131546A JP 58242283 A JP58242283 A JP 58242283A JP 24228383 A JP24228383 A JP 24228383A JP S59131546 A JPS59131546 A JP S59131546A
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fiber
coating
manufacturing
coated fiber
coating liquid
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カ−ル・レイモンド・テ−ラ−
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Western Electric Co Inc
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    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
    • C03C25/18—Extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B29K2105/20—Inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、ファイバ上に形成された２層以上の被覆層の
形成法に関する。
従来技術 設計に自由度を与え、性能を改善するため、二重被覆形
光ファイバは益々多量に使用されるようＫなってきてい
る。典型的には、モジュラスの低い材料から成る第１お
よび第２の被覆層を適加している。斯かる材料によれば
、光ファイバの耐用期間内におけるケーブリング、装着
、あるいは環境などの変化に関連する微細な湾曲による
損失が減ぜられる。外部、すなわち第２の被覆層は第１
の層の上に適加される。通常、ファイバと第１の被覆層
に対して摩擦抵抗を与える。よう、モジュラスの高い材
料で外部の被覆層が形成されている。第１の被覆層は、
固定あるいは自在形光端部を有する開口カップ形アプリ
ケータにおいて適用されている。例えば、１９８３年１
０月１１日に発行された米合衆国特許第４．４０９．２
６３号にみられるような、被覆速度を増加させ、且つ、
泡を捕獲するために圧力を印加した形のアプリケータを
使用することも知られている。従来技術においては、第
２の被覆層は典型的に、第１の被覆層を事実上、二重に
適加する技術により適加されている。すなわち、第１の
被覆の貯蔵庫からのファイバの存在のもとで、例えば、
第５回ヨーロッパ光通信会議論文集、第５．６−１ペー
ジ（アムステルダム、１９７９年）においてエム・サト
ウらにより発表されたゝゝ光ファイバ線引き用に配列さ
れた二重円錐形ノズルでの二重層シリコーン被覆”と題
する論文においてみられるような第２の被覆材料を含む
第２の被覆貯蔵庫にファイバが入れられている。（ゝゝ
ＤｏｕｂｌｅＬａｙｅｎ　５ｉｌｉｃｏｎｅ　Ｃｏａｔ
ｉｎｇ　Ｗｉｔｈ　Ｄｏｕｂｌｅ　ＣｏｎｅＮｏｚｚｌ
ｅ　Ｉｎ−Ｌｉｎｅ　Ｗｉｔｈ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉ
ｂｅｒＤｒａｗｉｎｇ　、　”　ｂｙ’　Ｍ　、　５ａ
ｔｏ　ｅｔ　ａｌ　、Ｄｒｏｃｅｅｄｊｎｇｓｏｆ　　
Ｔｈｅ　　Ｆｉｆｔｈ　　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　　Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　　０ｎＯｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎ　、　ｐ’ａｇｅ　５．’　６−１（Ａ
ｍｓｔ６−１（Ａ　、　　１９７９　）　）依って、フ
ァイバ上に多重被覆を形成するための改良法を与えるこ
とは好ましいことである。
発明の概要 本発明は多重にファイバを被覆する方法を提供するもの
である。ファイバは第１および第２のタイから成立つ被
覆アプリケータを通過する。第１のファイバダイは、フ
ァイバの長手方向の一部を覆う第１の被覆液を限定する
。第２の被覆液は、第１および第２のタイの間の間隙を
通過してファイバ上へ適加される。間隙は、第２の被覆
液の再循環が事実上ファイバへの適加点の近傍で生ずる
ことはないように十分率さい。第２の被覆液は、被覆液
の適加されていない表面へ適切に適加される。すなわち
、第２の被覆液はファイバに対する適加点の直ぐ近傍で
、第１あるいは第２のダイへ接触するものではない。さ
らに、付加的な被覆を同様な方法で適加することができ
る。
次に、本発明によるファイバ上への多重被覆層の適加を
詳細に説明する。本発明による技法においては、ファイ
バは第１の被覆ダイを通過し、その後第１のタイの出口
の近傍に置かれた第２の被覆ダイへと入ってゆく。第２
の被覆液は、第１および第２のタイの間の間隙を通過し
、ファイバ上へと流れる。事実上、すべての第２の被覆
液が循環なくファイバ上へ直接流れるように適加点の近
傍で間隙−は十分に小さい。間隙は、好ましくはファイ
バの軸に対して垂直な第１および第２のダイの近接する
表面により形成されたものである。
被覆アプリケータは、ファイバの以前に被覆された部分
と第２の被覆液との接触点の近傍で、第２の被覆液の一
方の側にギャップが形成されるように設計されているこ
とが好ましい。このようにして、従来技術に関連する不
安定性と非一様性とは事実上除去される。
第１図を参照すると、ランド部分１０２における第１の
被覆液が導入されているダイ１０１を備えた被覆アプリ
ケータをファイバ１００が通過している。ダイ１０１の
出口には、複数のタイの間で間隙１０６が存在するよう
に第２のダイ１０４が置かれている。ここに使用しであ
るように、タイと云う術語は、ファイバの周囲の与えら
れた被覆層を最後に制限するか、あるいは制限する目的
を有するアプリケータの該当部分を意味する。それは、
直接的には被覆層の大きさを決定する必要はない。第２
の被覆液は、貯蔵庫１０５から間隙１０６を通ってファ
イバ上へ流れる。ファイバ上への第２の被覆液の適加点
の直ぐ近傍における間隙１０６の幅は、典型的には、第
１の被覆の厚さを含みファイバ１００の直径の３倍には
満たないものであり、直径の２倍／に満たないものであ
ることが好ましい。適加点の近傍において、第２の被覆
液に渦が形成されるのを防ぐためには、幅が狭いことが
望捷しい。斯かる再循環は希望しない不安定性、ならび
に以前に適加した第１の被覆との混合を誘起する可能性
を有する。さらに、ファイバの軸に垂直な表面により間
隙を形成するためには、循環の存在しないことが望まし
いことはすでに判明している。これにより端部表面１０
８（第１図にみられるようなダイ１０１の底面）を広い
表面とすることができ、ファイバ上への一様な流れを得
る目的で間隙１０６を正確に調整するのに望まれるもの
である。
この設計は、ダイ１０１の端部がランド部分１０２と対
角線表面１０７との間の切断によって形成された鋭い端
部を有するものであるように設計したものに比較して、
希望した位置において希望した形状の穴を得るためのタ
イを機械加工する際の機械的許容差を太きくして、大幅
に容易化したものでもある。さらに、本設計ではなだら
かな端部を有しているのでダイはもろくならず、鋭い端
部設計のものより損傷を受は難い。その結果、間隙領域
１０６における第２の被覆液は、ファイバと接触してい
る点の直ぐ近傍で、遷移領域１０９に入る寸でファイバ
１００の軸と垂直に流れている。
本実施例においては、希望するファイバ引上げ速度とフ
ァイバ被覆液圧力とにおいて、第１の被覆液とランド１
０２の内部表面との間でキャップ１０３が形成されるよ
うな長さと直径とをランド部分１０２は有している。
キャップ１０３を形成すれば、領域１０９において第１
の被覆上への第２の被覆液流に対してなめらかな遷移を
与えやすい。また、これによって下に論するように、キ
ャップ１１０が第１の被覆液流の不規則性に結合されな
いようにもしている。しかしながら、本技法はギャップ
１０３を備えなくても実現することは可能である。ファ
イバの引上げ速度、貯蔵庫１０５における第２の被覆液
の圧力、−ならびにファイバのまわりのダイ１０４の開
口直径は、キャップ１１０が第２の被覆とダイ１０４と
の間に形成されるように選択されている。このようにし
て、第２の被覆液は被覆をかけてない表面における第１
の被覆上に適加するのが望ましい。すなわち、第１の被
覆上へ第２の被覆が適加されている点の直ぐ近傍におけ
る固体表面により制約されるものではない。第２の被覆
液と第１の被覆との最初の接触点である限り、キャップ
１１０はダイ１０４の開口に１で延長しでいることが望
ましい。キャップ１０３．１１０の存在、位置ならひに
寸法は、例えば被覆装置の透明なプラスチックモテルを
作り、それを使用すべき被覆液へ作用させること顛よっ
て決定することができる。
本発明の技法において、第２の被覆液は被覆のかけてな
い表面の近傍における長手方向の流れによりファイバ速
度を加速し、第２の被覆液が第１の被覆に適加されるに
伴っても第２の被覆液速度に急激な変化を生せしめるこ
とはない。この技法によれば、第１および第２の被覆液
間にせん断を生ぜしめないので、これによって事実上、
第１および第２の被覆液間での混合の可能性が減ぜられ
ている。いったん、被覆過程が安定な定゛常状態に到達
すると、事実上、第１のギャップ１０３は大気から隔離
され、少なくとも部分的には真空にされている。これは
、ダイ１０１の上部における第１の被覆液はいっぽうの
側にハーメチックシールを形成し、同様に第２の被覆液
はギャップ１０３の近傍において適用された第１の被覆
の他の側にハーメチックシールを形成するためである。
これは、第２の被覆における泡の捕獲の可能性を減する
のにきわめて有利である。なぜならば、第１および第２
の被覆の間で、泡の捕獲が生ずる可能性のある大気と接
触していないためである。
第１の被覆を適加する被覆アプリケータの位置が動作に
おハて上記ギャップ１０３を与えるものである限り、そ
の位置は数多くの従来設計のものと同様にすることは可
能である。
ギャップ１０３を生成するため、出口の近くにダイ１０
１の一部分である百つすぐなランド部分１０２を置くこ
とは望ましいものであることが見出されている。すなわ
ち、タイはその長手方向の出口部分において一定の直径
を有するものである。高品質の第１の被覆を達成するた
め、泡を１．゛つた〈含まない被覆を得ることは望寸し
いことである。泡をまったく含筐ない第１の被覆を得る
ひとつの方法は、ファイバに捕獲されている泡が被覆ア
プリケータに入るに伴って、その泡を連続して除去する
被覆貯蔵庫の内部へバッフルを備えるものである。本例
については、米合衆国特許第４、３４９．５８７号を参
照されたい。圧力を印加した“二重カップ“形被覆アプ
リケータの使用により泡は容易に除去することができ、
この被覆アプリケータにおいて、ファイバは第１の室か
ら狭いオリフィスを介して第２の圧力を印加した室へと
通過してゆく。斯かる設計は、１９８３年２月１５日に
発行された米国特許第４．３７４．１６１号に記載され
ている。
本発明の一実施例であって、高品質の第１の被覆を与え
るための被覆アプリケータは第２図に示しである。第２
のダイ１０４を明瞭に示すために、これを第１のダイ１
０１から展開して示しである。このアプリケータにおい
てハ、（図示していない）ファイバは入口部２０４を介
して通路２０３に至り、通路２０３を通って室２０２へ
到達する。第１の被覆液は圧力下で、入口２０１を介し
て貯蔵庫２０９と室２１０とに供給されている。この液
も、通路２０５を通って室２０２へ、室２０２から通路
の頂部へ圧力をあげることにより強制的に引上げられて
いる。通路２０３は入口部２０４に向って開き、入口部
２０４は５〜４５度、典型的にはほぼ１５度のテーパ角
を有する円錐の形状を成している。動作中における第１
の被覆の圧力は、円錐２０４を大きく延ばすことなく被
覆のメニスカスが通路２０３の頂部の近傍に置かれるよ
うに調整されている。これは、泡が大きな開口を有する
被覆貯蔵庫に入るに伴って、ファイバ被覆に泡が捕獲さ
れ始めることがないように、泡の流出を減するためであ
ることが見出されている。さらに、上記特許に関連して
、狭い通路２０５は、事実上、被覆されたファイバに捕
獲されている残留泡を除去するための泡除去装置として
ふるまう。これは、通路２０５を通過する際に生ずる室
２１０と室２０２との間の圧力を低下させることにより
容易にされている。多くの場合、上記入口部２０３゜２
０４の操作は、泡除去装置部を含む必要がないようにし
である。
第２図の展開図に示すように、第２の被覆液は圧力供給
装置２０６を通って、被覆室１０５へ通加されている。
ダイ１０４の開口は、与えられたファイバ引上げ速度と
第２の被覆液圧力に対して、ギャップは被覆されたファ
イバとダイ１０４との間に形成されるよう選定されてい
る。
上記設計において、与えられたファイバの線速度に対し
て上に記載されたようにして調整された第１の被覆に対
する圧力で、第１の被覆直径は主としてタイ１０１にお
けるランド１０２の直径によって決定される。第２の被
覆の厚さは第２の供給圧力を変える−ことにより容易に
調整できる。本技法の望せしい特徴は、第１および第２
の被覆の厚さは斯くして独立して調整できることである
。第２の被覆は固定オリフィスを介して供給されている
圧力により導入されているため、第２の′＄、覆は一様
な同心状厚みを保持できる。さらに別の特長は、被覆に
おけるファイバの中心干しに関係したものである。いっ
たん複合構造体を中央に置いたならば、第１および第２
の被覆は両者ともファイバの捷わりで同心状である。被
覆アプリケータにおいて、ファイバを中央に置くのに便
利な方法は、ｔ、ルミ話研究所雑誌、第５９巻、第３１
３ページ（１９８０年）においてヒー・アール・アイヘ
ンバウムによりゝゝ順方向散乱パターンの観察による光
フアイバ被覆の中央配置、理論と応用〃と題する論文中
に記載されている。（ＴｈｅＣｅｎｔｅｒｉｎｇ　ｏｆ
　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｂ
ｙＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｆｏｒｗａｒｄ−８ｃａｔｔ
ｅｒｉｎｇ　　Ｐａｔｔｅｒｎｓ　。
Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　、　”　Ｂ
、Ｒ，Ｅｉｃｈｅｎｂａｕｍ　。
Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　、　Ｖｏｌ　。
５９　、ｐｐ、　３］３　（１９８０）　）上記原理は
、次の実施例により完全に説明ぎ−れよう。
実例 本実例においては、１２５ミクロン （０，００４９インチ）の外径を有するシリカ製光ファ
イバは、第２図に示す装置において、ここに記載したよ
うな寸法で被覆されている。
アプリケータはステンレス鋼で作られているが、他の材
料も可能である。ファイバは１秒間に１．８メータの速
度で被覆アプリケータを通過して走っている。モジュラ
スの低い、紫外硬化形の第１の被覆材料を第１の圧力供
給装置２０１において測定したとき、７７９　、１１２
Ｎｍ−’　（１平方インチあたり１１３ポンド）の圧力
を加えた。泡除去通路２０５の直径２０８は０．６３５
ｍｍ　（０，０２５インチ）であった。ランド部分１０
２の直径１１１は０２５４朋（０，０１インチ）であっ
た。紫外線硬化形アクリル化エポキシ樹脂の第２の被覆
材料は、入口部２０６において４８２，６３６Ｎｍ”−
’　（１平方インチあたり７０ポンド）の第２の圧力供
給装置において、第１の被覆上に被覆したものである。
第２のダイ１０４と第１のダイ１０１との間の間隙１０
６は０１２７間（０，００５インチ）であった。第２の
タイ１０４における開口の直径１１２は、０３８１咽（
０，０］、５インチ）であった。二重被覆アプリケータ
の出口で、光ファイバ被覆は紫外線照射により硬化させ
た。その結果得られた被覆付きファイバは０１９６咽（
０，００７フインチ）の第１の被覆直径と０．２４６ｍ
ｍ　（０，００９フインチ）の全外径とを有するもので
あった。
一層以上の付加的被覆層は、本発明によるダイをさらに
備えることにより適加できることは明らかである。シリ
カカラス製の光ファイバは上に図により論じたが、プラ
スチック製光ファイバの被覆も可能である。本技法は、
他の形のファイバを被覆するために使用することも可能
である。例えば、炭素ファイバ、硼素ファイバ、ならび
に非光学ガラスファイバは多くの応用において補強素子
として使用されている。さらに、他のものに対してカラ
ス（すなわち、ファイバカラス）あるいはケフラー（芳
香族ポリアミドに対するイー・アイ・テユポン社（Ｅ、
　１．　Ｄｕｐｏｎｔ　　）の商標）のカラス製多重線
条ファイバは、本発明による技法により有利に被覆する
ことができる。
ダイの開口形状は典型的には丸いとは云え、他の形状も
可能である。不発明の技法の斯かる使用は、すべて本発
明の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
第゛１図は、本発明により第２の被覆を適加するための
被覆ダイを示す図である。 第２図は、本発明により第１および第２の被覆を適加す
るための装置を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １００・・・ファイバ １０１・・・第１の被覆ダイ １０４・・・第２のタイ １０６・間隙 １１０・・キャップ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　ファイバを取巻く第１の被覆液を制限するだめの
    第１の被覆ダイを介して前記ファイバを通過させること
    と、その後前記第１の被覆液上へ第２の被覆液を適加す
    るための第２のダイを介して前記ファイバを通過させる
    ことを含む、被覆ファイバ製造法において、 前記第１の被覆液への適加点の直ぐ近傍において、事実
    上、前記第２の被覆液が再循環しないように備えられた
    十分に小さい第１および第２のダイの間の間隙に前記第
    ２の被覆液を通過せしめ、前記第２の被覆液と前記第２
    のダイの開口との間にギャップが形成されるように構成
    したことを特徴とする 被覆ファイバ製造法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の被覆ファイバ製造法に
    おいて、 前記間隙が前記第１の被覆の厚さを含み前記ファイバの
    直径の３倍に満たないものである ように構成したことを特徴とする被覆ファイバ製造法。 ３、特許請求の範囲第１項、あるいは第２項記載の被覆
    ファイバ製造法において、 前記間隙は前記ファイバの長手方向軸に垂直な前記タイ
    の表面により境界されるように構成したことを特徴とす
    る被覆ファイバ製造法。 ４、％許請求の範囲第１項、あるいは第２項、または第
    ３項記載の被覆ファイバ製造法において、 少なくとも前記第２の被覆液が最初に前記ファイバ上の
    前記第１の被覆と接触する点である限り、前記ギャップ
    が前記開口にまで延長されている ように構成したものであることを特徴とする被覆ファイ
    バ製造法。 ５、％許請求の範囲第１項ないし第４項のひとつに記載
    の被覆ファイバ製造法において、前記第１の被覆液と前
    記第１のダイとの間においてもキャップを形成すること
    により前記第２の被覆が被覆を施していない表面で前記
    第１の被覆上に適加される ように構成したことを特徴とする被覆ファイバ製造法。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のひとつに記載
    の被覆ファイバ製造法において、前記第１および第２の
    被覆液が紫外線硬化形材料であって、前記第１および第
    ２の被覆液が紫外線照射に露すことにより硬化される ように構成したことを特徴とする被覆ファイバ製造法。 ７、％許請求の範囲第１項記載の被覆ファイバ製造法に
    おいて、 前記ファイバが光ファイバである ように構成したことを特徴とする被覆ファイバ製造法。 ８、特許請求の範囲第１項記載の被覆ファイバ製造法に
    おいて、 前記ファイバが多重の線条より成る ように構成したことを特徴とする被覆ファイバ製造法。
JP58242283A 1982-12-29 1983-12-23 被覆フアイバ製造法 Granted JPS59131546A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US454159 1982-12-29
US06/454,159 US4474830A (en) 1982-12-29 1982-12-29 Multiple coating of fibers

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US (1) US4474830A (ja)
EP (1) EP0114346B1 (ja)
JP (1) JPS59131546A (ja)
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DE (1) DE3367380D1 (ja)
GB (1) GB2132509B (ja)

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