JPWO2019182060A1 - 光ファイバの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年3月22日出願の日本出願2018−055124号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
前記樹脂塗布工程において、
前記配管内の樹脂温度を測定して、前記配管内の樹脂温度が設定された目標温度になるように、少なくとも一部の配管外周に設けられた加熱部を制御するとともに、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に粘度計を配置して、前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する。
配管を介して樹脂が供給され、ガラスファイバが通されることにより前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、
前記配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように前記加熱部を制御する制御部と、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に設置された粘度計と、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する調整部と、
を有する。
光ファイバの製造において、光ファイバの被覆径の変動や偏肉を抑制するために、ダイス(樹脂塗布部)内の樹脂温度を被覆径が規格の範囲内となる一定の目標温度にする必要がある。
そのため、例えば特許文献1に記載され方法では、樹脂供給管の上流端と下流端に設けた圧力計で測定された差圧が基準差圧力と等しくなるように、あるいは塗布装置に設けられた樹脂粘度検知手段で測定された粘度と基準粘度との比較に基づいて樹脂の加温装置の温度を制御している。
樹脂供給管の差圧あるいは樹脂の粘度による加温装置の制御では、光ファイバ製造時における線引き中の樹脂温度の変動に対するタイムラグが大きくなり、線引き中に常に目標温度となるように樹脂温度を制御することが困難である。このため、線引き中に塗布される樹脂の温度変動によって樹脂粘度が変動して光ファイバの被覆径の変動や偏肉が発生するおそれがあった。
[本開示の効果]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
本開示の一態様に係る光ファイバの製造方法は、
(1)樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
前記樹脂塗布工程において、
前記配管内の樹脂温度を測定して、前記配管内の樹脂温度が設定された目標温度になるように、少なくとも一部の配管外周に設けられた加熱部を制御するとともに、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に粘度計を配置して、前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する。
上記方法によれば、配管内の樹脂温度を測定して目標温度となるように加熱部を制御するので、樹脂温度の変動に対する追従性がよい樹脂温度の制御ができる。また、例えば同じ種類の樹脂であっても製造ロット毎に粘度−温度特性にばらつきが生じる場合があるため、予め設定された目標温度となるように制御したとしても実際の樹脂粘度が目標の粘度とずれてしまうことがある。このため、線引き実施中に樹脂塗布部と配管との間の樹脂粘度を測定して目標温度の設定値を調整することで、線引き実施中に塗布される樹脂の粘度を目標の粘度に近づけることができる。これにより、線引き中に塗布される樹脂の粘度変動を抑制して、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生を抑制することができる。
前記粘度計によって測定された樹脂粘度に基づいて、前記流体の温度設定値を調整してもよい。
上記方法によれば、測定された樹脂粘度に基づいて、ガラスファイバに塗布される直前の樹脂温度を目標の温度に保つための調整をすることができる。これにより、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生をさらに確実に抑制することができる。
前記樹脂塗布工程において、
前記第一塗布部に第一樹脂を供給する第一配管内の樹脂温度を測定し、前記第二塗布部に第二樹脂を供給する第二配管内の樹脂温度を測定して、前記第一配管内および前記第二配管内の樹脂温度が設定された目標温度になるように、それぞれの加熱部を制御するとともに、
前記第一塗布部と前記第一配管との間に第一の粘度計を配置して、前記第一の粘度計によって測定された第一樹脂の粘度が第一の目標粘度になるように、前記第一配管内の目標温度の設定値を調整し、
前記第二塗布部と前記第二配管との間に第二の粘度計を配置して、前記第二の粘度計によって測定された第二樹脂の粘度が第二の目標粘度になるように、前記第二配管内の目標温度の設定値を調整してもよい。
上記方法によれば、第一樹脂の塗布部と第二樹脂の塗布部が一体的に組みつけられた樹脂塗布部でガラスファイバに二層の樹脂を塗布する場合、粘度に対する温度特性が第一樹脂と第二樹脂とで異なる場合であっても、線引き中に塗布される両樹脂の粘度の差を小さくすることができる。塗布される両樹脂の粘度の差が大きいと、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生が大きくなるおそれがあるが、両樹脂の粘度の差を小さくできるので、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生を抑制することができる。
前記第一の目標粘度と前記第二の目標粘度とを一致させて、前記第一配管内の目標温度の設定値を調整すると共に、前記第二配管内の目標温度の設定値を調整してもよい。
上記方法によれば、線引き中に塗布される両樹脂の粘度の差をより確実に小さくできる。これにより、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生による不良率をより確実に小さくすることができる。
上記方法によれば、振動式粘度計は、配管内に挿入した棒状の振動センサが流体にあたるなどして粘度を測定できるので、流体の粘度測定に適している。また、振動式粘度計は、応答が速く連続測定が可能といった特徴を有する。
(6)配管を介して樹脂が供給され、ガラスファイバが通されることにより前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、
前記配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように前記加熱部を制御する制御部と、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に設置された粘度計と、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する調整部と、
を有する。
上記構成によれば、制御部は、配管内の樹脂温度を測定して目標温度となるように加熱部を制御して、樹脂温度の変動に対する追従性がよい樹脂温度の制御ができる。また、例えば同じ種類の樹脂であっても製造ロット毎に粘度−温度特性にばらつきが生じる場合があるため、予め設定された目標温度となるように制御したとしても実際の樹脂粘度が目標の粘度とずれてしまうことがある。このため、線引き実施中に樹脂塗布部と配管との間の樹脂粘度を粘度計によって測定して目標温度の設定値を調整部で調整することで、線引き実施中に塗布される樹脂の粘度を目標の粘度に近づけることができる。これにより、線引き中に塗布される樹脂の粘度変動を抑制して、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生を抑制することができる。
前記調整部はさらに、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度に基づいて、前記流体の温度設定値を調整してもよい。
上記構成によれば、温調部が、測定された樹脂粘度に基づいて、ガラスファイバに塗布される直前の樹脂温度を目標の温度に保つための調整をすることができる。これにより、光ファイバの被覆径の変動や偏肉の発生をさらに確実に抑制することができる。
本開示の実施形態に係る光ファイバの製造方法および製造装置の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1に示すように、光ファイバの製造装置1は、線引炉2と、光ファイバ用樹脂塗布装置3と、樹脂硬化装置4と、ガイドローラ5と、引取り部6と、巻取りドラム7と、を備えている。
図2に示すように、光ファイバ用樹脂塗布装置3における樹脂供給装置20は、樹脂タンク21から配管22(第一配管22A,第二配管22B)を介して樹脂塗布部10(第一塗布部10A,第二塗布部10B)へ樹脂を供給する。第一塗布部10Aには、樹脂タンク21から伸びる第一配管22Aが接続されている。第二塗布部10Bには、樹脂タンク21から伸びる第二配管22Bが接続されている。樹脂タンク21には、プライマリ樹脂Pを貯留する第一樹脂タンク(図示省略)と、セカンダリ樹脂Sを貯留する第二樹脂タンク(図示省略)と、が設けられている。プライマリ樹脂Pは、第一樹脂タンクから第一配管22Aを介して第一塗布部10Aへ供給される。また、セカンダリ樹脂Sは、第二樹脂タンクから第二配管22Bを介して第二塗布部10Bへ供給される。
本実施形態の光ファイバの製造方法は、樹脂塗布部10に、プライマリ樹脂Pとセカンダリ樹脂Sとを供給して、ガラスファイバG1にプライマリ樹脂Pとセカンダリ樹脂Sとを一括して塗布する樹脂塗布工程を有する。そして、この樹脂塗布工程において、以下のような処理を行う。
第一塗布部10Aにプライマリ樹脂Pを供給する第一配管22A内のプライマリ樹脂Pの温度を第一温度測定部24Aによって測定する。そのプライマリ樹脂Pの温度が予め設定されている目標温度になるように、第一配管22Aの少なくとも一部の外周に設けられた第一加熱部23Aを制御部26によって制御する。また、第二塗布部10Bにセカンダリ樹脂Sを供給する第二配管22B内のセカンダリ樹脂Sの温度を第二温度測定部24Bによって測定する。そのセカンダリ樹脂Sの温度が予め設定されている目標温度になるように、第二配管22Bの少なくとも一部の外周に設けられた第二加熱部23Bを制御部26によって制御する。
実施例及び比較例において、プライマリ樹脂Pは、第一の目標粘度を2.0Pa・sとし、最初の目標温度を45.0℃に設定した。セカンダリ樹脂Sは、第二の目標粘度を2.0Pa・sとし、最初の目標温度を35.0℃に設定した。
実施例は、光ファイバの製造装置1を使用して本実施形態に係る光ファイバの製造方法により、温度測定部24(第一温度測定部24A,第二温度測定部24B)と粘度計25(第一粘度計25A、第二粘度計25B)とを用いて、ガラスファイバG1にプライマリ樹脂Pとセカンダリ樹脂Sとが塗布された光ファイバG2を生産した。上記生産は、第一粘度計25Aによって測定されたプライマリ樹脂Pの粘度が第一の目標粘度2.0Pa・sになるように、目標温度の設定値を調整しつつ、また、第二粘度計25Bによって測定されたセカンダリ樹脂Sの粘度が第二の目標粘度2.0Pa・sになるように、目標温度の設定値を調整しつつ実施した。
そして、1か月間に生産された光ファイバG2に対し、被覆径の変動や偏肉による偏肉不良率を測定した。なお、偏肉不良率は、(偏肉調整または偏肉不良で廃却したファイバ長)/(線引投入長)×100[%]で定義した。
上記実施例で測定された偏肉不良率は、0.20%であった。
比較例は、光ファイバの製造装置1を使用し、粘度計25(第一粘度計25A、第二粘度計25B)を使用せずに、配管22(第一配管22A、第二配管22B)の外周に設けられた加熱部23(第一加熱部23A、第二加熱部23B)の目標温度を上記最初の目標温度のまま一定にして、ガラスファイバG1にプライマリ樹脂Pとセカンダリ樹脂Sとが塗布された光ファイバG2を生産した。
そして、1か月間に生産された光ファイバG2に対し、被覆径の変動や偏肉による偏肉不良率を測定した。
上記比較例で生産された偏肉不良率は、0.40%であった。
3:光ファイバ用樹脂塗布装置
10:樹脂塗布部
10A:第一塗布部
10B:第二塗布部
20:樹脂供給装置
30:流体循環装置
22A:第一配管
22B:第二配管
23A:第一加熱部
23B:第二加熱部
24A:第一温度測定部
24B:第二温度測定部
25A:第一粘度計
251A:検出部
25B:第二粘度計
251B:検出部
26:制御部
27:調整部
31:温調部
G:光ファイバ用母材
G1:ガラスファイバ
G2:光ファイバ
Claims (7)
- 樹脂塗布部に配管を介して樹脂を供給し、ガラスファイバを前記樹脂塗布部に通して前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布工程を含む光ファイバの製造方法であって、
前記樹脂塗布工程において、
前記配管内の樹脂温度を測定して、前記配管内の樹脂温度が設定された目標温度になるように、少なくとも一部の配管外周に設けられた加熱部を制御するとともに、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に粘度計を配置して、前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する、
光ファイバの製造方法。 - 前記樹脂塗布部の周囲に所定の温度設定値の流体を流して、前記樹脂塗布部を所定の温度に維持し、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度に基づいて、前記流体の温度設定値を調整する、
請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記樹脂塗布部は、前記ガラスファイバの外側に第一樹脂を塗布する第一塗布部と、前記第一樹脂の外側に第二樹脂を塗布する第二塗布部と、が一体的に組みつけられており、
前記樹脂塗布工程において、
前記第一塗布部に第一樹脂を供給する第一配管内の樹脂温度を測定し、前記第二塗布部に第二樹脂を供給する第二配管内の樹脂温度を測定して、前記第一配管内および前記第二配管内の樹脂温度が設定された目標温度になるように、それぞれの加熱部を制御するとともに、
前記第一塗布部と前記第一配管との間に第一の粘度計を配置して、前記第一の粘度計によって測定された第一樹脂の粘度が第一の目標粘度になるように、前記第一配管内の目標温度の設定値を調整し、
前記第二塗布部と前記第二配管との間に第二の粘度計を配置して、前記第二の粘度計によって測定された第二樹脂の粘度が第二の目標粘度になるように、前記第二配管内の目標温度の設定値を調整する、
請求項1に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記樹脂塗布工程は、
前記第一の目標粘度と前記第二の目標粘度とを一致させて、前記第一配管内の目標温度の設定値を調整すると共に、前記第二配管内の目標温度の設定値を調整する、
請求項3に記載の光ファイバの製造方法。 - 前記第一の粘度計および前記第二の粘度計は、振動式粘度計を用いる、
請求項3または請求項4に記載の光ファイバの製造方法。 - 配管を介して樹脂が供給され、ガラスファイバが通されることにより前記ガラスファイバの外周に前記樹脂を塗布する樹脂塗布部と、
前記配管の少なくとも一部の外周を加熱する加熱部と、
前記配管内の樹脂温度を測定する温度測定部と、
前記配管内の樹脂温度が目標温度になるように前記加熱部を制御する制御部と、
前記樹脂塗布部と前記配管との間に設置された粘度計と、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度が目標粘度になるように、前記目標温度の設定値を調整する調整部と、
を有する光ファイバの製造装置。 - 前記樹脂塗布部の周囲に所定の温度設定値の流体を流して前記樹脂塗布部の温度を所定の温度に維持する温調部を有し、
前記調整部はさらに、
前記粘度計によって測定された樹脂粘度に基づいて、前記流体の温度設定値を調整する、
請求項6に記載の光ファイバの製造装置。
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