JPS61106442A - 光フアイバ−の製造方法 - Google Patents

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】 イ、産業上の利用分野 この発明は光ファイバー線引機の改良に関するものであ
り、特に紫外線硬化樹脂を用いて光ファイバーに線引き
直後に一次被覆する方法の改良に関するものである。

口、従来技術とその欠点 光ファイバーは線引きしたままでは強度が弱いため線引
き直後に表面に樹脂を被慎焼き付けして強化する必要が
あることは周知のことである。この被覆では一般に光フ
ァイバーのガラス表面を保護し引張強度を向上させるた
めの一層目の補強層をもうけ、二層目としてマイクロベ
ンドロスを低減するためのクッション層をもうけるのが
普通である。当然の事として一層目と二層目の被覆用樹
脂には異種の材料が使用される。被覆樹脂として加熱に
よる焼き付は樹脂が用いられていたが硬化に時間が必要
で線引き速度が早くなると加熱炉が長くなる等の欠点が
あるので、最近では紫外線硬化樹脂が用いられる。

従来の光ファイバー製造方法は第１図に示すような製造
装置によるものである。即ちプリフオームの送り装置の
チャック（１）にプリフォーム（２）が保持され、垂直
方向に位置する線引炉（３）へおくられる。加熱された
プリフォーム（２）の先端から光ファイバー（４）が引
き出され、コーティングダイス（５）によって一層目の
樹脂が被覆されて硬化炉（紫外線照射炉）（６）より樹
脂が硬化され、続いてコーティングダイス（７）によっ
て二層目の樹脂が被覆され硬化炉（８）によって二層目
の樹脂が紫外線により硬化される。次ぎに引取機（９）
によって引取られ巻取速度を制御するダンサ−ローラー
００を通り巻取機αＢに巻き取られる。クッション層で
ある二層目がより厚く必要とされる時には更にもう１セ
ツトのコーティングダイスと硬化炉の組を用いて２回被
覆を繰り返す場合もある。いずれにしても異種材料を２
層に分けて被僚するためコーティングダイスと硬化炉の
組合わせを数セット直列に配置している。しかしこの方
法ではコーティングダイスと硬化炉を２〜３段に配置す
るため線引炉から引取機までの光ファイバーの長さが長
くなる欠点がある。

これに対して紫外線硬化樹脂の特性を利用する改良方法
が提案されている。紫外線硬化樹脂は硬化速度が受は入
れる紫外線のエネルギーと照射時間にのみ関係し被覆樹
脂の厚さの寄与が小さい特性がある。換冨すれば被覆の
厚さが大きくても小さくても与えるパワーと時間が変わ
らない。そこで１０層目の樹脂被覆を硬化炉で半硬化程
度の状態とし、二層目の樹脂被覆をして二段目の樹脂被
覆硬化炉によって一層目と二層目の樹脂を商時に完全硬
化させる方法である。この方法では二段目の硬化炉のパ
ワーを大きくすれば一段目の硬化炉の長さを短くするこ
とができて、装置を小型化できるメリットがある。しか
しながらこの方法でも従来と同様に一層目と二層目に対
応してコーティングダイスと硬化炉のセットを直列に配
置する必要があシ、線引機の高さが太き（なって設備費
が高くなり又初期準備作業時に２段に亘って通線する必
要があって作業時間を要しその分稼働率が低下する等の
点で従来方法の欠点は解消されていない状況である。

更に改良された方法として２層の樹脂層を同時に被Ｑす
るコーティングダイスを用いる方法が提案されている。

即ち第２図に示すように１箇のコーティングダイス（５
）に２台の樹脂供給装置＠、Ｑ３から異種の樹脂を供給
して同時に２層の樹脂被覆をするものである。この方法
によれば紫外線効果樹脂の特性によってコーティングダ
イスと硬化炉の１セツトのみで樹脂被電を行うことがで
きるので、従来方法の欠点は解消される。樹脂を２層同
時にダイスにより被覆することは熱可塑性プラスチック
スの押出成形においては広（行われておシ、その際樹脂
供給装置としてスクリュータイプの押出機（ポンプ）ま
たはギアーポンプを使用して樹脂を定量供給するように
することが公知である。

この装置を光ファイバー線引装置にも利用できれば極め
て効果的であることは明らかである。ところが光ファイ
バーの補強用の樹脂液は一般の熱可塑性プラスチックに
比し粘度が１／１００〜１／１０００と小さいので従来
のポンプで送ることができない。

なぜなら粘度が小さいとポンプ内の漏れ等によシ樹脂の
吐出量が不安定となシ、樹脂の非圧縮性により定量ポン
プの吐出量が変化すると樹脂の圧力が変化する。熱可塑
性プラスチックの押出のように５０〜数１００気圧で押
し出す場合には圧力変化の゛割合は小さいが粘度の小さ
い光ファイバー用被覆樹脂の場合は１０気圧以下で使用
するので圧力変化率が大きくなり、それが被覆外径の変
動となって現れるからである。そこで第８図の樹脂供給
装置＠、α３として圧縮性流体（気体）を媒体として樹
脂槽内の圧力をコントロールして樹脂供給を一定に維持
する気体圧縮方式による樹脂供給装置を用いる方が良く
、この事実は公知である。

光ファイバーのダイスによる樹脂の２重層同時被覆にお
いては、ダイスのポイントを通過した光ファイバーに１
層目の樹脂が塗布され、その外側に２層目の樹脂が合流
して被覆され、ダイスにより絞られて成形される。この
成形外径ｄは樹脂の送出圧力と光ファイバーの牽引流に
よる圧力上昇とが協働して生ずる圧力によって決定され
る。牽引流による圧力は線速ｉこ略比例するから多少の
線速変動があっても外径を一定に保つことができ、つま
り牽引による圧力上昇はメータリング機能を果たしてい
るわけである。

ところが一層目と二層目の厚さの割合は樹脂の供給圧力
で決定されるので樹脂供給部から形成部までの間に圧力
変動の要素があると、この比率が変動する。この圧力は
材料の温度（粘度）等によって変化するし、それによる
一方の層の圧力変化が他方の層の厚さの変化を生ぜしめ
るので、両層の厚さの比率を一定に保つことは極めて困
難であり、つまりこの系は物理的に不安定である。この
点がこの改良方法の欠点となっている。

二１発明の構成 この発明は光ファイバーに２層同時被覆を行う場合に一
方の層の樹脂を定量ポンプで送り、他方の層の樹脂を気
体圧力を媒体として圧送することによって圧力変動のな
い押出しを実現すると共に２層の被覆厚さの比率を一定
として上記従来方法の欠点を解消するものである。

以下図面を用いて本発明を説明する。

第１図は本発明の被覆装置の断面を示すものである。ま
ずコーティングダイスの構造を説明すると、ダイーニツ
プルホールダ−（以下ホールグーという）α０の上部に
はニップルα９が挿入され、下部には成形ダイスα４が
挿入されている。ホールダー００には一層目の樹脂材料
供給口α力と二層目の材料供給口α９がもうけられてい
る。ホールダ−αＧとニップルα９の間には一層目の樹
脂の整流円筒状隙間αυが、またホールダーα０とダイ
スα４の間には二層目の樹脂の整流円筒隙間翰が形成さ
れている。

光ファイバー（４）はニップルα９の中心を通シ、ダイ
スα４を通過して引き出される。

このコーティングダイスによると、一層目の樹脂は供給
口αηから供給され整流円筒隙間（至）によりニップル
α９の外周を均一に流れるように整流されてダイスα４
の出口の方向に流れる。一方二層目の材料は供給口α９
から整流円筒隙間−によりダイスα４の外周を均一に流
れるように整流され通路■υを通って一層目の外周に均
一に流れるようにしてダイスα滲の出口に流れる。ニッ
プルαＳの先端から出た光ファイバー（４）はまず一層
目の樹脂と接触し、更に一層目の樹脂の外周に二層目の
樹脂が合流して被覆され、ダイスα４により成形される
。

一層目の樹脂（イ）は気体加圧容器（５）の中の樹脂容
器（ハ）に入っており、気体加圧容器（財）には気体圧
力調節器−を介してパイプ（７）によって気体が送入さ
れるようになっている。一層目の樹脂に）は樹脂容器（
ハ）からパイプ０１）によってホールダーαＱの供給口
αηに供給されるようになっている。二層目の樹脂は樹
脂容器（社）に入れられており、パイプ（ハ）を通って
定量供給ポンプ（財）によって圧送されてパイプ（至）
を通ってホールダー００の二層目の材料供給口α９に供
給される。気体加圧容器（財）内の圧力は気体圧力調整
器−によりコントロールされる。この圧力は一定の場合
もあるが、また被覆外径ｄのコントロールのため微調整
したり、被覆外径の値を自動測定（図示せず）して圧力
を自動コントロールする場合もある。

このコーティングダイス装置を用いると一層目の被覆樹
脂０シは気体圧力により押し出されバイブロ１）を通り
樹脂材料供給口α力から整流円筒隙間（至）によりニッ
プルαｅの外周部を軸方向に均一に流れる。

次ぎに二層目の被覆樹脂は定量ポンプ（ハ）によって定
量供給されパイプ（至）から樹脂材料供給口α９に入シ
整流円筒隙間翰によってダイ不・内周を軸方向に均一に
流れるように整流されて通路Ｑυを通って一層目の材料
と合流する。合流した材料はダイス中心からでる光ファ
イバーの周囲に塗布され、一層目の外周に二層目が被覆
された２層構造となりダイスα４とニップル（２）のテ
ーパ一部で成形されて最終外径ｄとなる。樹脂被覆され
た光ファイバーは次ぎに紫外線硬化炉によって樹脂を硬
化して補強の完成した光ファイバーとする。

ここで重要なことは一層目の樹脂材料を気体圧力によシ
供給し、二層目の樹脂材料を定量ポンプによシ供給して
いることである。すなわちダイスによる成形圧力は樹脂
材料を供給する圧力と光ファイバーによる牽引流による
圧力上昇の和であることは前記で説明したが、その材料
供給圧力は本方法では一層目及び二層目の両方とも樹脂
加圧容器内の圧力によって決定されるので、一層だけ押
し出しする場合と同等の作用となり、しかも二層目の樹
脂は定量ポンプによる押し出しであるから一層目の影響
によって二層目の成形厚さが変動することがない。結局
二層目の成形圧力も一層目と同じとなり、あたかも−、
二層が同一層の様なふるまいをしてダイス、ニップル成
形部においては、この材料圧力と−、二層同時に光ファ
イバーにより牽引される圧力上昇により成形圧力まで上
昇して外径ｄまで成形される。

上記の説明では一層目を気体圧力により押し出し二層目
の樹脂を定量ポンプで押し出す場合を説明したがこれを
逆にしても同じ効果であることはいうまでもない。さら
に三層以上の同時コーティングにおいてもその内の一層
を気体押し出しとし他の二層を定量ポンプを用いて押し
出しても同様の効果を得られることは本発明の原理より
明らかである。これらの場合に定量ポンプの信頼性は樹
脂の粘度が大きい程高いので複数の層の内粘度の小さい
樹脂を気体圧力によシ押し出すことが望ましい。

ホ０発明の効果 以上に詳しく説明したように本発明の方法は光ファイバ
ーに二層以上の複数の樹脂をコーティングする際複数層
同時コーティングするダイスを用い、その内一層の樹脂
を気体圧力による圧送によりコーティングダイスに供給
し他の樹脂を定量ポンプを用いてダイスに送入すること
を特徴とするもので、これにより複数層の樹脂層があた
かも一体となったように成形されるので成形圧力が一定
で均一な外径が得られ、また定量ポンプの使用が少ない
ので複数の層の厚さの比を一定とする信頼性が向上する
。そして硬化が樹脂層の厚さが硬化時間余シ寄与せず厚
さが大きくなっても長い硬化炉を必要としない特性を有
する紫外線硬化樹脂を用いると、第３図に示すように、
コーティングダイスと短い紫外線照射硬化炉の１セツト
のみで光ファイバーに複数層の樹脂塗装を行うことがで
きて、光ファイバー線引機の全高さを下げることができ
、従って設備費を低減できると共に線通し作業性の向上
によって機械の稼働率の向上等従来の方法に比し非常に
有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に用いる樹脂供給装置とコーテ
ィングダイスの正面断面図である。第２図は従来の製造
方法に用いる装置の正面図であり、第３図は従来の改良
方法並びに本発明の方法に用いる光ファイバー製造装置
の全体のシステムを示す正面図である。 （１）・・・チャック、（２）・・・プリフォーム、（
訃・・線引炉、　　　　゛（４）・・・光ファイバー、
＋５１　、　＋７＋・・・コーティングダイス、＋６＋
　、　＋８１・・・硬化炉、　　　（９）・・弓１取機
、α■・・・ダンサ−ローラー、０℃・・・巻取機、（
２）、α３・・・樹脂供給装置、αか・・成形ダイス、
０５１・・・ニップル、αＧ・・・ダイニップルホール
ダー、αη、０９・・・材料供給口、　αね、（イ）・
・・整流円筒隙間、■ト・通路、　　　　　　°翰・・
・円錐隙間、（ハ）、（ハ）・・・樹脂容器、　　■・
・・定量供給ポンプ、（ハ）、　ＣＯ、（７）、ＧＤ・
・・パイプ、（イ）・・・気体加圧容器、　　翰・・・
気体圧力調節器、■・・・樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、線引きされた光ファイバーの外周に直接に複数層の
   樹脂材料を被覆して硬化する際に複数層同時に被覆でき
   るコーティングダイスを用いる光ファイバーの製造方法
   において、紫外線硬化樹脂を用いて複数層の内一層の樹
   脂材料を気体の圧力によりコーティングダイス内に圧送
   し、残りの層の材料を定量ポンプにより供給して光ファ
   イバー外周に複数層を同時に被覆し、次いで紫外線硬化
   炉を通して複数層を同時に硬化することを特徴とする光
   ファイバーの製造方法 ２、複数層に用いる樹脂のうち、粘度の最も低い樹脂を
   気体圧力により圧送することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ファイバーの製造方法