(57)【要約】  線引きされたガラスファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバＧ２の製造方法は、光ファイバ母材Ｇを加熱炉４で加熱してガラスファイバＧ１を線引きして巻き取るまでの間に、紫外線硬化型樹脂が被覆される前のガラスファイバＧ１を冷却する冷却工程と、冷却されたガラスファイバＧ１の周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂を塗布し、プライマリ樹脂を硬化させる前にプライマリ樹脂の周囲に紫外線硬化型のセカンダリ樹脂を塗布し、プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を硬化させる一次塗布工程と、プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂が被覆された光ファイバＧ２の走行方向をローラ１２で変えた後で、セカンダリ樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる二次塗布工程と、を備える。
2017077895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線引きされたガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造方法であって、
光ファイバ母材を加熱炉で加熱してガラスファイバを線引きして巻き取るまでの間に、
前記紫外線硬化型樹脂が被覆される前の前記ガラスファイバを冷却する冷却工程と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂を硬化させる前に前記プライマリ樹脂の周囲に紫外線硬化型のセカンダリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂を硬化させる一次塗布工程と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が被覆された光ファイバの走行方向をローラで変えた後で、前記セカンダリ樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる二次塗布工程と、
を備える、光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に単一の被覆ダイにより一層の樹脂を塗布するシングルダイ方式であって、前記二次塗布工程で用いられる樹脂は前記セカンダリ樹脂である、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に単一の被覆ダイにより一層の樹脂を塗布するシングルダイ方式であって、前記二次塗布工程で用いられる樹脂は前記セカンダリ樹脂と異なるものである、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項４】
前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に複数の被覆ダイにより少なくとも二層の樹脂を塗布するデュアルダイ方式である、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項５】
前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に樹脂を追加塗布する第一追加塗布工程と、前記第一追加塗布工程で塗布された前記樹脂の周囲に樹脂をさらに追加塗布する第二追加塗布工程とを備えたタンデム方式である、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項６】
前記第二追加塗布工程で塗布される樹脂は、前記セカンダリ樹脂とは異なる樹脂である、請求項５に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項７】
前記二次塗布工程における、一層目の樹脂は前記セカンダリ樹脂であって、二層目の樹脂は着色層を構成する着色樹脂である、請求項４または請求項５に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項８】
さらに、
前記二次塗布工程の後に、前記光ファイバの向きをローラで変える工程と、
前記二次塗布工程で塗布された樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる三次塗布工程を含む、請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項９】
線引きされたガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造装置であって、
光ファイバ母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
軟化された前記光ファイバ母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を塗布する一次塗布装置と、
前記ガラスファイバに塗布された前記プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を硬化させる一次紫外線照射装置と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が硬化された前記光ファイバの走行方向を変えるローラと、
前記ローラで走行方向が変えられた前記光ファイバの周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布する二次塗布装置と、
前記二次塗布装置により塗布された樹脂を硬化させる二次紫外線照射装置と、を備える、光ファイバの製造装置。
【請求項１０】
ガラスファイバと、
前記ガラスファイバの周囲に被覆されている一層の紫外線硬化型のプライマリ樹脂層と、
前記プライマリ樹脂層の周囲に被覆されている複数層の紫外線硬化型のセカンダリ樹脂層と、を備えている、光ファイバ。
【請求項１１】
前記プライマリ樹脂層と前記セカンダリ樹脂層を合わせた被覆厚が、２７．５μｍ以上５０μｍ未満である、請求項１０に記載の光ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの製造方法、光ファイバの製造装置および光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ製造装置においては、生産技術の向上により、光ファイバの線引きの更なる高速化が求められている。
特許文献１は、光ファイバ線引き装置に関する発明であって、第１のコーティング装置および硬化炉中を通した紡糸ファイバが第２以降のコーティング装置に入る前に、当該紡糸ファイバを高冷却効率のファイバガイド装置、例えばキャプスタンまたはホイールに接触させながら線引きすることが開示されている。
特許文献２は、被覆線条体の製造方法に関する発明であって、樹脂が塗布された線条体に第１の紫外線照射装置により紫外線を照射した後、線条体の走行方向を変えて、樹脂に対して第１の紫外線照射装置とは別の第２の紫外線照射装置により紫外線を照射することで、線条体に塗布された樹脂を硬化して被覆層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開昭６２−２４１８４６号公報
【特許文献２】日本国特開２００５−１６２５０２号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の光ファイバの製造方法は、
線引きされたガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造方法であって、
光ファイバ母材を加熱炉で加熱してガラスファイバを線引きして巻き取るまでの間に、
前記紫外線硬化型樹脂が被覆される前の前記ガラスファイバを冷却する冷却工程と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂を硬化させる前に前記プライマリ樹脂の周囲に紫外線硬化型のセカンダリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂を硬化させる一次塗布工程と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が被覆された光ファイバの走行方向をローラで変えた後で、前記セカンダリ樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる二次塗布工程と、
を備える。
【０００５】
また、本開示の光ファイバの製造装置は、
線引きされた光ファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造装置であって、
光ファイバ母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
軟化された前記光ファイバ母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を塗布する一次塗布装置と、
前記ガラスファイバに塗布された前記プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を硬化させる一次紫外線照射装置と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が硬化された前記光ファイバの走行方向を変えるローラと、
前記ローラで走行方向が変えられた前記光ファイバの周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布する二次塗布装置と、
前記二次塗布装置により塗布された樹脂を硬化させる二次紫外線照射装置と、を備える。
【０００６】
また、本開示の光ファイバは、
ガラスファイバと、
前記ガラスファイバの周囲に被覆されている一層の紫外線硬化型のプライマリ樹脂層と、
前記プライマリ樹脂層の周囲に被覆されている複数層の紫外線硬化型のセカンダリ樹脂層と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る光ファイバの製造方法を実施することができる光ファイバ製造装置の一形態を示す概略構成図である。
【図２】従来例に係る光ファイバ製造装置の概略構成図である。
【図３】光ファイバ製造装置の変形例に係る概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜本開示が解決しようとする課題＞
特許文献１に開示された光ファイバ線引き装置のようにキャプスタンやホイールを介して光ファイバを冷却する方法では、光ファイバの周方向に均一に冷却することができない。そのため、第２以降のコーティング装置における樹脂の塗布が不均一となり樹脂の偏肉が生じる恐れがある。また、線速速度を上げると、第１のコーティング装置に紡糸ファイバが高温のまま入線することとなり、線引きの高速化には限界がある。
また、特許文献２に開示された被覆線条体の製造方法は、ガラスファイバの周囲を被覆する被覆層を形成するためのすべての紫外線硬化型樹脂が塗布された後に、当該樹脂の硬化を第１の紫外線照射装置と第２の紫外線照射装置とに分けて行うものである。すなわち、被覆層を形成するための樹脂を一度に全量塗布するため、光ファイバの走行方向を変える際に樹脂が変形しない程度に第１の紫外線照射装置で樹脂を硬化しておく必要があり、線引きの高速化には限界があるとともに、光ファイバの走行方向を変えるまでの距離は大きく低減させることができない。
【０００９】
本開示は、光ファイバの線引き設備の規模を大きくすることなく、高線速で光ファイバを線引き可能な光ファイバの製造方法、光ファイバの製造装置および光ファイバを提供することを目的とする。
【００１０】
＜本開示の効果＞
本開示によれば、光ファイバの線引き設備の規模を大きくすることなく、高線速で光ファイバを線引きすることができる。
【００１１】
＜本発明の実施形態の概要＞
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本願発明の実施形態に係る光ファイバの製造方法は、
（１）線引きされたガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造方法であって、
光ファイバ母材を加熱炉で加熱してガラスファイバを線引きして巻き取るまでの間に、
前記紫外線硬化型樹脂が被覆される前の前記ガラスファイバを冷却する冷却工程と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂を硬化させる前に前記プライマリ樹脂の周囲に紫外線硬化型のセカンダリ樹脂を塗布し、前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂を硬化させる一次塗布工程と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が被覆された光ファイバの走行方向をローラで変えた後で、前記セカンダリ樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる二次塗布工程と、
を備える。
上記の光ファイバの製造方法によれば、一次塗布工程においてガラスファイバの周囲に最終的に塗布すべき樹脂のうち一部の樹脂を塗布および硬化した後で、光ファイバの走行方向を変更し、その後に二次塗布工程において残りの樹脂を塗布および硬化させている。そのため、一次塗布工程で用いられる紫外線照射装置の数を減らして、既存の線引きタワーに長尺の冷却装置を配置することができる。したがって、光ファイバの線引き設備の規模を大きくすることなく、高線速で光ファイバを線引きすることができる。
【００１２】
（２）前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に単一の被覆ダイにより一層の樹脂を塗布するシングルダイ方式であって、前記二次塗布工程で用いられる樹脂は前記セカンダリ樹脂であることが好ましい。
上記構成によれば、一次塗布工程においてローラとの接触に耐えうる強度を備えた厚さのセカンダリ樹脂を塗布し、二次塗布工程においてセカンダリ樹脂の残りの厚さを塗布することができる。
【００１３】
（３）前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に単一の被覆ダイにより一層の樹脂を塗布するシングルダイ方式であって、前記二次塗布工程で用いられる樹脂は前記セカンダリ樹脂と異なるものであることが好ましい。
（４）前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に複数の被覆ダイにより少なくとも二層の樹脂を塗布するデュアルダイ方式であることが好ましい。
（５）前記二次塗布工程で当該樹脂を追加塗布する方法は、前記一次塗布工程で塗布された前記セカンダリ樹脂の周囲に樹脂を追加塗布する第一追加塗布工程と、前記第一追加塗布工程で塗布された前記樹脂の周囲に樹脂をさらに追加塗布する第二追加塗布工程とを備えたタンデム方式であることが好ましい。
（６）前記第二追加塗布工程で塗布される樹脂は、前記セカンダリ樹脂とは異なる樹脂であることが好ましい。
（７）前記二次塗布工程における、一層目の樹脂は前記セカンダリ樹脂であって、二層目の樹脂は着色層であることが好ましい。
これらの構成によれば、ガラスファイバの周囲に３層以上の被覆層を形成することができる。
【００１４】
（８）光ファイバの製造方法は、さらに、
前記二次塗布工程の後に、前記光ファイバの向きをローラで変える工程と、
前記二次塗布工程で塗布された樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる三次塗布工程を含むことが好ましい。
上記構成によれば、光ファイバの線引き速度のさらなる高速化を実現することができる。
【００１５】
本願発明の実施形態に係る光ファイバの製造装置は、
（９）線引きされた光ファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆される光ファイバの製造装置であって、
ガラス母材を加熱して軟化させる加熱炉と、
軟化された前記ガラス母材から線引きされたガラスファイバを冷却する冷却装置と、
冷却された前記ガラスファイバの周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を塗布する一次塗布装置と、
前記ガラスファイバに塗布された前記プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を硬化させる一次紫外線照射装置と、
前記プライマリ樹脂および前記セカンダリ樹脂が硬化された前記光ファイバの走行方向を変えるローラと、
前記ローラで走行方向が変えられた前記光ファイバの周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布する二次塗布装置と、
前記二次塗布装置により塗布された樹脂を硬化させる二次紫外線照射装置と、を備える。
上記の光ファイバの製造装置によれば、一次塗布装置においてガラスファイバの周囲に最終的に塗布すべき樹脂のうち一部の樹脂を塗布して一次紫外線照射装置により当該一部の樹脂を硬化させた後で、光ファイバの走行方向を変更し、その後に二次塗布装置および二次紫外線照射装置において残りの樹脂を塗布および硬化させている。そのため、加熱炉直下に配置される紫外線照射装置の数を減らして、既存の線引きタワーを用いて長尺の冷却装置を配置することができる。したがって、光ファイバの線引き設備の規模を大きくすることなく、高線速で光ファイバを線引きすることができる。
【００１６】
本願発明の実施形態に係る光ファイバは、
（１０）ガラスファイバと、
前記ガラスファイバの周囲に被覆されている一層の紫外線硬化型のプライマリ樹脂層と、
前記プライマリ樹脂層の周囲に被覆されている複数層の紫外線硬化型のセカンダリ樹脂層と、を備えている。
この構成によれば、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層との間が剥離しにくくなるとともに、光ファイバの側圧による伝送損失増加が抑えられる。
（１１）さらに、前記プライマリ樹脂層と前記セカンダリ樹脂層を合わせた被覆厚が、２７．５μｍ以上５０μｍ未満であることが好ましい。
【００１７】
＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、本発明に係る光ファイバの製造方法の実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の光ファイバの製造方法によって光ファイバを製造することのできる装置の概略構成図である。
図１に示すように、光ファイバ製造装置１は、ほぼ鉛直方向に立設された線引きタワー２と、線引きタワー２の上部に設けられ光ファイバ母材Ｇを加熱する加熱炉４と、ガラスファイバＧ１を冷却する冷却装置６と、を備えている。さらに、光ファイバ製造装置１は、冷却装置６の下方に、第一の被覆塗布装置８と、第一の紫外線照射装置１０と、第一のガイドローラ１２と、を備えている。さらに、光ファイバの製造装置１は、第二のガイドローラ１４と、第二の被覆塗布装置１６と、第二の紫外線照射装置１８と、第三のガイドローラ２０と、キャプスタン２２と、巻き取りボビン２４と、を備えている。
【００１９】
光ファイバ母材Ｇは、線引きタワー２内においてその上部が把持され、加熱炉４内に送られて鉛直方向に移動可能である。加熱炉４内に供給された光ファイバ母材Ｇは、加熱炉４が有するヒータ５によりその下端側が加熱されて溶融し、下方に引き伸ばされる。光ファイバ母材Ｇが下方に引き伸ばされて細径化することで、ガラス体のガラスファイバＧ１が形成される。線引きされたガラスファイバＧ１は、第一の走行方向ｄ１に沿って移動する。なお、加熱炉４の下方に、例えばレーザ光式の外径測定器（不図示）を設け、加熱炉４を出たガラスファイバＧ１の外径が測定される構成としてもよい。
【００２０】
加熱炉４の下方には、第一の走行方向ｄ１に沿って長尺の冷却装置６が設けられている。冷却装置６は、ガラスファイバＧ１を十分に冷却するためにガラスファイバＧ１の第一の走行方向ｄ１に沿って所定の長さＬ１を備えている。冷却装置６は、その本体部の中央の位置に、長手方向にわたってガラスファイバＧ１が通される挿通孔が形成されている。この挿通孔には冷却ガスが送り込まれ、挿通孔に挿通されたガラスファイバＧ１が冷却される。また、冷却装置６の本体は、その内部に、長手方向に沿って冷却流体用の流路が形成されておりその内部は冷却流体が循環するようになっている。この冷却流体によって挿通孔内の冷却ガスが冷却され、その冷却ガス雰囲気中をガラスファイバＧ１が通ることで、線引き後のガラスファイバＧ１を適切な温度に冷却できる。これにより、樹脂を外周に塗布できる程度にガラスファイバＧ１の温度を下げることができる。
【００２１】
第一の走行方向ｄ１における冷却装置６の下方には、ガラスファイバＧ１に紫外線硬化型樹脂を塗布する第一の被覆塗布装置８が設けられている。第一の被覆塗布装置８には、液状の紫外線硬化型樹脂が貯められている。第一の被覆塗布装置８は、いわゆるデュアルダイ方式の装置であって、被覆ダイとして同軸状に複数の孔部が設けられたデュアルダイを備えている。デュアルダイにより、ガラスファイバＧ１の周囲にプライマリ樹脂とセカンダリ樹脂の２層の紫外線硬化型樹脂を同時に塗布することができる。ガラスファイバＧ１の周囲に塗布されるプライマリ樹脂は、例えば被覆径１７０μｍ以上２１０μｍ以下、好ましくは被覆径２００μｍで塗布される。また、プライマリ樹脂の周囲に塗布されるセカンダリ樹脂は、硬化後において、プライマリ樹脂を構成する樹脂材料よりも硬い樹脂材料から構成される。セカンダリ樹脂は、例えば厚さ５μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１０μｍで塗布される。セカンダリ樹脂は、５μｍ以下の厚さではプライマリ樹脂の周囲に均一に塗布することが難しく、１５μｍ以上の厚さでは第一の紫外線照射装置１０により十分に硬化させることが難しい。
【００２２】
第一の走行方向ｄ１における第一の被覆塗布装置８の下方には、塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させるための第一の紫外線照射装置１０が配置されている。本実施形態においては、図１に示すように、例えば３台の第一の紫外線照射装置１０が設けられている。第一の紫外線照射装置１０は、例えば、樹脂が塗布された光ファイバＧ２に多灯のＵＶランプによって紫外線を照射して、紫外線硬化型のプライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂を硬化させるものである。第一の被覆塗布装置８によってガラスファイバＧ１の外周に２層の紫外線硬化型樹脂が塗布されて、その後、第一の紫外線照射装置１０によって紫外線硬化型樹脂が硬化されることにより、ガラスファイバＧ１の周囲にプライマリ樹脂被覆層およびセカンダリ樹脂被覆層が形成された光ファイバＧ２が作製される。なお、第一の紫外線照射装置１０の下方に不図示の外径測定器を設け、外径測定器で測定される光ファイバＧ２の外径が所定の値となるように、第一の被覆塗布装置８で紫外線硬化型樹脂が塗布される構成としてもよい。
【００２３】
第一の走行方向ｄ１における第一の紫外線照射装置１０の下方には第一のガイドローラ１２が設けられている。本実施形態においては、加熱炉４から第一のガイドローラ１２までのガラスファイバＧ１および光ファイバＧ２のパスラインを第一のパスラインＰＬ１とする。第一のガイドローラ１２は、第一の紫外線照射装置１０を通った光ファイバＧ２の走行方向を、第一の走行方向ｄ１から第二の走行方向ｄ２に変更する。第二の走行方向ｄ２は、線引きタワー２の最下部から見て斜め上方向であることが好ましい。
【００２４】
第一のガイドローラ１２の下流側には、第二のガイドローラ１４が配置されている。第二のガイドローラ１４は、光ファイバＧ２が第一の走行方向ｄ１とは異なる第二の走行方向ｄ２に沿って移動するように、線引きタワー２の長さ方向における中央部近傍に設けられている。そして、第二のガイドローラ１４は、第一のガイドローラ１２を介して第二の走行方向ｄ２に沿って移動した光ファイバＧ２の走行方向を、第二の走行方向ｄ２とは異なる第三の走行方向ｄ３に変更する。第三の走行方向ｄ３は、第一の走行方向ｄ１と略平行の下方向であることが好ましい。
【００２５】
第二のガイドローラ１４の下方には、光ファイバＧ２に紫外線硬化型樹脂を塗布する第二の被覆塗布装置１６が設けられている。第二の被覆塗布装置１６は、いわゆるシングルダイ方式の装置であって、被覆ダイとして光ファイバＧ２の周囲に紫外線硬化型樹脂を単層で塗布可能なシングルダイを備えている。第二の被覆塗布装置１６において塗布される樹脂は、例えば、第一の被覆塗布装置８で塗布されるセカンダリ樹脂と同一の樹脂材料とすることができる。第二の被覆塗布装置１６において塗布されるセカンダリ樹脂は、例えば被覆径２３０μｍ以上２６０μｍ以下、好ましくは被覆径２４０μｍで塗布される。
なお、被覆径は、２４０μｍに限られない。例えば、より細径に、最終的な被覆径を２００μｍとしても良い。その場合、第一の被覆塗布装置８では、ガラスファイバＧ１の周囲に塗布されるプライマリ樹脂が、例えば被覆径１５０μｍ以上１９０μｍ以下、好ましくは被覆径１７０μｍで塗布され、プライマリ樹脂の周囲に塗布されるセカンダリ樹脂は、前記同様、例えば厚さ５μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１０μｍで塗布される。そして、第二の被覆塗布装置１６では、セカンダリ樹脂が塗布され、最終的な被覆径が１８０μｍ以上２２０μ以下、好ましくは被覆径２００μｍになるように塗布される。この場合、プライマリ樹脂とセカンダリ樹脂を合わせた被覆厚は、ガラス径を１２５μｍとすると、２７．５μｍ以上４７．５μｍ以下となる。
【００２６】
また、さらに細径に、例えば、ガラス径を８０μｍ、最終的な被覆径を１６０μｍとしても良い。その場合、第一の被覆塗布装置８では、ガラスファイバＧ１の周囲に塗布されるプライマリ樹脂が、例えば被覆径１００μｍ以上１４０μｍ以下、好ましくは被覆径１２０μｍで塗布され、プライマリ樹脂の周囲に塗布されるセカンダリ樹脂は、前記同様、例えば厚さ５μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１０μｍで塗布される。そして、第二の被覆塗布装置１６では、セカンダリ樹脂が塗布され、最終的な被覆径が１４０μｍ以上１８０μ以下、好ましくは被覆径１６０μｍになるように塗布される。この場合、プライマリ樹脂とセカンダリ樹脂を合わせた被覆厚は、ガラス径を８０μｍとすると、３０μｍ以上５０μｍ以下となる。
【００２７】
第二の被覆塗布装置１６の下方には、光ファイバＧ２の周囲に追加塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させるための第二の紫外線照射装置１８が３台設けられている。第二の紫外線照射装置１８は、第一の紫外線照射装置１０と同様の装置である。第二の被覆塗布装置１６によって光ファイバＧ２の外周に紫外線硬化型樹脂が追加塗布されて、その後、第二の紫外線照射装置１８によって紫外線硬化型樹脂が硬化反応することにより、被覆層が形成される。なお、第二の紫外線照射装置１８の下方に不図示の外径測定器を設け、外径測定器で測定される光ファイバＧ２の外径が所定の値となるように、第二の被覆塗布装置１６で紫外線硬化型樹脂が塗布される構成としてもよい。
【００２８】
第二の紫外線照射装置１８の下方には第三のガイドローラ２０が設けられている。本実施形態においては、第二のガイドローラ１４から第三のガイドローラ２０までの光ファイバＧ２のパスラインを第二のパスラインＰＬ２とする。第三のガイドローラ２０は、光ファイバＧ２の走行方向を、後述のキャプスタン２２に向けて変更する。第二の紫外線照射装置１８を通った光ファイバＧ２は、第三のガイドローラ２０を介してキャプスタン２２に引き込まれ、キャプスタン２２によって所定の張力が加えられる。このキャプスタン２２により、光ファイバＧ２はさらに下流側に送られる。キャプスタン２２の下流側において、光ファイバＧ２は、巻き取りボビン２４に巻き取られる。
【００２９】
図２は、従来例に係る光ファイバ製造装置の概略構成図である。
図２に示すように、従来例に係る光ファイバ製造装置１Ａは、線引きタワー２と、線引きタワー２の上部に設けられ光ファイバ母材Ｇを加熱する加熱炉４と、ガラスファイバＧ１を冷却する冷却装置６Ａと、を備えている。さらに、光ファイバ製造装置１Ａは、冷却装置６Ａの下部に、被覆塗布装置８と、紫外線照射装置１０Ａと、ガイドローラ１２Ａと、キャプスタン２２と、ボビン２４と、を備えている。
従来例に係る光ファイバ製造装置１Ａにおいては、単一の被覆塗布装置８により、ガラスファイバＧ１の周囲に被覆層を形成する樹脂の全量が塗布される。この被覆層を十分に硬化するため、被覆塗布装置８の下方には５台の紫外線照射装置１０Ａが設けられている。線引きタワー２の長さ方向において、加熱炉４から５台の紫外線照射装置１０Ａまでを一列に配置しているため、冷却装置６Ａの長さＬ２は、本実施形態に係る冷却装置６の長さＬ１よりも短くなる。
【００３０】
＜実施例＞
図１に示す本実施形態に係る光ファイバ製造装置と、図２に示す従来例に係る光ファイバ製造装置とについて、光ファイバの線引き速度の評価を行った。
各製造装置において、光ファイバの被覆層（プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂）が完全に硬化されるように光ファイバを線引きした場合の速度を評価したところ、本実施形態に係る光ファイバ製造装置においては、従来例に係る光ファイバ製造装置に比べて、線引き速度を約１割程度上げることができた。
【００３１】
光ファイバ製造装置において、光ファイバの線引きの高速化を実現しようとすると、光ファイバの冷却効率を向上させるために冷却装置を長くする必要がある。そのため、線引きタワーを従来よりも高くして長尺の冷却装置を設置することも考えられる。しかし、既存の線引きタワーの高さを変えるには高額な費用と時間がかかってしまう。
【００３２】
一方、以上説明したように、本実施形態においては、光ファイバ母材Ｇを加熱炉４で加熱してガラスファイバＧ１を線引きして巻き取るまでの間に、紫外線硬化型樹脂が被覆される前のガラスファイバＧ１を冷却する冷却工程と、冷却されたガラスファイバＧ１の周囲に紫外線硬化型のプライマリ樹脂を塗布して硬化させるとともに、プライマリ樹脂を硬化させる前に、プライマリ樹脂の周囲に紫外線硬化型のセカンダリ樹脂を塗布して硬化させる一次塗布工程と、プライマリ樹脂およびセカンダリ樹脂が被覆された光ファイバＧ２の走行方向をガイドローラ１２，１４で変えた後で、セカンダリ樹脂の周囲に紫外線硬化型の樹脂を追加塗布して硬化させる二次塗布工程と、により光ファイバＧ２を製造する。本実施形態によれば、一次塗布工程で塗布する樹脂厚さが従来に比べて薄くなるため、一次塗布工程で光ファイバＧ２に塗布された樹脂を少ない数量の紫外線照射装置で十分に硬化することができる。そのため、第一のパスラインＰＬ１において加熱炉４および冷却装置６の直下に配置される第一の紫外線照射装置１０の台数を従来よりも減らすことができる。例えば、図２に示す従来例において５台配置されていた紫外線照射装置を、本実施形態においては３台に減らすことができる。これにより、線引きタワー２を高くする等の設備改修を行うことなく、冷却装置６の長さＬ１を従来例の冷却装置６Ａの長さＬ２よりも長くして冷却能力を向上させることができる。そのため、光ファイバＧ２の線引き設備の規模を大きくすることなく、光ファイバＧ２の線引き速度を上げることができる。このように、本実施形態においては、ガラスファイバＧ１および光ファイバＧ２が高速で線引きされた場合であってもガラスファイバＧ１および光ファイバＧ２が十分冷却された後に樹脂の塗布を行うことができる。また、少ない数量の第一の紫外線照射装置１０で樹脂を十分に硬化することができるため、第一および第二のガイドローラ１２，１４を介して光ファイバＧ２の走行方向を変更する際の光ファイバＧ２の変形を抑えることができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、二次塗布工程で樹脂を追加塗布する方法は、第一の被覆塗布装置８が備える単一の被覆ダイにより一次塗布工程で塗布されたセカンダリ樹脂の周囲に一層のセカンダリ樹脂を塗布するシングルダイ方式である。この構成によれば、一次塗布工程においてガイドローラ１２との接触に耐えうる強度を備えた厚さのセカンダリ樹脂をプライマリ樹脂の周囲に塗布し、二次塗布工程においてセカンダリ樹脂の残りの厚さを塗布することで、高線速を維持しながら、最終的に必要な厚さのセカンダリ樹脂を塗布および硬化させることができる。
【００３４】
また、本実施形態の光ファイバ製造装置１で製造される光ファイバＧ２は、ガラスファイバＧ１と、ガラスファイバＧ１の周囲に被覆されている一層の紫外線硬化型のプライマリ樹脂層と、プライマリ樹脂層の周囲に被覆されている複数層の紫外線硬化型のセカンダリ樹脂層と、を備えている。本実施形態に係る光ファイバＧ２は、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層の内側（一層目のセカンダリ樹脂層）だけを最初に硬化する構成としているため、従来のセカンダリ樹脂層が１層しかない光ファイバと比較して、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層との間で樹脂が剥離しにくくなるといった顕著な効果が得られる。すなわち、従来のように、セカンダリ樹脂層が１層の場合は、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層の全体を同時に硬化させる際に、セカンダリ樹脂層の最外部から硬化されるため、硬化に伴う収縮でプライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層の内部に応力が残りやすい。一方、一次塗布工程においてセカンダリ樹脂層をプライマリ樹脂層の周囲に薄く塗布してプライマリ樹脂層とこの一層目のセカンダリ樹脂層を硬化させてから二次塗布工程において一層目のセカンダリ樹脂層の周囲に二層目のセカンダリ樹脂層を塗布および硬化させる構成を備えた本実施形態では、一層目のセカンダリ樹脂層の厚みが従来よりも薄いため、一次塗布工程における硬化時のセカンダリ樹脂層の収縮が少なくなり、プライマリ樹脂層および一層目のセカンダリ樹脂層の内部に応力が残りにくい。また、二次塗布工程において二層目のセカンダリ樹脂層を硬化させる際は既にプライマリ樹脂層と一層目のセカンダリ樹脂層は硬化されているため影響を受けにくい。従って、プライマリ樹脂層およびセカンダリ樹脂層の内部に応力が残りにくくなる。さらに、一層目のセカンダリ樹脂層には、３台の第一の紫外線照射装置１０により紫外線が直接照射された後に、３台の第二の紫外線照射装置１８から照射されて二層目のセカンダリ樹脂層を通過した紫外線も照射される。一方、二層目のセカンダリ樹脂層には３台の第二の紫外線照射装置１８から紫外線が直接照射されるのみである。そのため、一層目のセカンダリ樹脂層は、二層目のセカンダリ樹脂層よりも紫外線照射量が多くなる。したがって、一層目のセカンダリ樹脂層は、二層目のセカンダリ樹脂層よりも硬くすることができ、従来のセカンダリ樹脂層が１層の光ファイバと比較してプライマリ樹脂層の変形を抑えることができる。これにより、樹脂が剥離しにくくなる効果や光ファイバＧ２の側圧による伝送損失増加が抑えられるといった効果を得ることができる。
【００３５】
以上、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。また、上記説明した構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等に変更することができる。
【００３６】
上記実施形態においては、第二の被覆塗布装置１６で追加塗布される樹脂は第一の被覆塗布装置８で塗布されるセカンダリ樹脂と同一のものであったが、この例に限られない。第二の被覆塗布装置１６で追加塗布される樹脂はセカンダリ樹脂と異なるもの、例えば識別用着色層として用いられる着色樹脂を塗布することができる。この構成によれば、光ファイバの線引き工程において、ガラスファイバの周囲に３層以上の被覆層を形成することができる。
【００３７】
また、上記実施形態においては、第二の被覆塗布装置１６はシングルダイを備えていたが、この例に限られない。第二の被覆塗布装置として、第一の被覆塗布装置８と同様に、同軸状に複数の孔部が設けられたデュアルダイを備える構成を採用してもよい。このようなデュアルダイ方式の第二の被覆塗布装置においては、一層目としてセカンダリ樹脂と同じ樹脂を塗布し、二層目としてセカンダリ樹脂とは異なる樹脂を塗布する構成とすることができる。二層目の樹脂としては、例えば上述の着色樹脂や、光コード等の最外被として用いられるセカンダリ樹脂よりも硬質の樹脂を塗布することができる。また、デュアルダイ方式の第二の被覆塗布装置において、一層目としてセカンダリ樹脂と異なる樹脂を塗布し、二層目として識別用着色樹脂を塗布する構成とすることもできる。
【００３８】
また、第二の被覆塗布装置として、一層目の樹脂を被覆する塗布装置と、二層目の樹脂を被覆する塗布装置とが別個に設けられた、いわゆるタンデム方式を採用してもよい。すなわち、第二の被覆塗布装置において紫外線硬化型樹脂を追加塗布する方法は、第一の被覆塗布装置で塗布されたセカンダリ樹脂の周囲に一層目の樹脂を追加塗布して硬化させる第一追加塗布工程と、第一追加塗布工程で塗布された一層目の樹脂の周囲に二層目の樹脂をさらに追加塗布して硬化させる第二追加塗布工程とを備えた構成とすることができる。この場合、例えば、第一追加塗布工程では一層目としてセカンダリ樹脂（第一の被覆塗布装置で塗布されたセカンダリ樹脂の残りの部分）を塗布し、第二追加塗布工程では二層目としてセカンダリ樹脂と異なる着色樹脂を塗布することができる。この構成によっても、光ファイバの線引き工程において、ガラスファイバの周囲に３層以上の被覆層を形成することができる。
【００３９】
例えば、第一のガイドローラ１２から第二のガイドローラ１４までの間に、追加の紫外線照射装置を設ける構成としてもよい。これにより、光ファイバＧ２の被覆層の未硬化をさらに確実に防止することができる。
【００４０】
上記実施形態においては、加熱炉４の直下の第一のパスラインＰＬ１と、第１パスラインＰＬ１の下流側に設けられた第二のパスラインＰＬ２とを備えているが、図３に示す光ファイバ製造装置１００のように、さらに、第二のパスラインＰＬ２の下流側に第三のパスラインＰＬ３を備える構成としてもよい。図３においては、上記説明した二次塗布工程の後に、光ファイバＧ２の走行方向（向き）をガイドローラ２０，１１４で変える工程と、第三の被覆塗布装置１１６により紫外線硬化型樹脂を追加塗布して第三の紫外線照射装置１１８により樹脂を硬化させる三次塗布工程を含んでいる。この構成によれば、例えば、一次塗布工程および二次塗布工程においてガラスファイバＧ１の周囲に最終的に塗布すべき樹脂のうち一部の樹脂を塗布および硬化した後で、三次塗布工程において残りの樹脂を塗布および硬化させることができる。これにより、各パスラインＰＬ１〜ＰＬ３において硬化させるべき樹脂の厚さを薄くすることができるため、光ファイバＧ２の線引き速度をさらに高速化することができる。
【００４１】
本出願は、２０１５年１１月４日出願の日本特許出願である特願２０１５−２１６３９４に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載されたすべての記載内容を援用するものである。
【符号の説明】
【００４２】
１：光ファイバ製造装置
２：線引きタワー
４：加熱炉
５：ヒータ
６：冷却装置
８：第一の被覆塗布装置
１０：第一の紫外線照射装置
１２：第一のガイドローラ
１４：第二のガイドローラ
１６：第二の被覆塗布装置
１８：第二の紫外線照射装置
２０：第三のガイドローラ
２２：キャプスタン
２４：巻き取りボビン
Ｇ：光ファイバ母材
Ｇ１：ガラスファイバ
Ｇ２：光ファイバ
ＰＬ１：第一のパスライン
ＰＬ２：第二のパスライン
ＰＬ３：第三のパスライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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