(57)【要約】【課題】キャプスタンへ引き取られる光ファイバを十分に冷却して被覆層の変形を防止して良好な外観の光ファイバを製造する。【解決手段】光ファイバ母材１２の先端側を加熱させる線引き炉１１の下方に、ガラスファイバ１２ａの外周に紫外線硬化型樹脂を塗布する樹脂塗布用ダイス１３と、塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置１４とを設ける。外周に紫外線硬化型樹脂を被覆した光ファイバ１２ｂを引き込み、巻き取りボビン２０に送り込むキャプスタン１６を設ける。紫外線照射装置１４とキャプスタン１６との間におけるパスラインに、紫外線照射装置１４から送り出される光ファイバ１２ｂを５０℃以下に冷却する冷却装置２１を設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、前記紫外線硬化型樹脂の被覆層を有する光ファイバを形成した後、
前記光ファイバの表面を５０℃以下に冷却して、キャプスタンを介して前記光ファイバを下流側に引き取ることを特徴とする光ファイバの製造方法。
【請求項２】
前記冷却は、前記光ファイバの周囲にヘリウムガスを供給することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの製造方法。
【請求項３】
ガラスファイバの外周に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記紫外線照射手段の下流側に設けられて前記ガラスファイバに前記紫外線硬化型樹脂が被覆された光ファイバを引き取るキャプスタンと、
前記紫外線照射手段の下流側かつ前記キャプスタンの上流側で前記光ファイバの表面を５０℃以下に冷却する冷却手段とを備えていることを特徴とする光ファイバの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂を被覆して光ファイバを製造する光ファイバの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは、石英等の材料で製造された光ファイバ母材を線引きして細径化することにより製造されている。
図５に、従来の光ファイバの製造装置を示す。
図５に示すように、この光ファイバの製造装置は、発熱部を備えた円筒状の線引き炉１を有しており、この線引き炉１内には、その上部から、光ファイバ母材２が供給される。
線引き炉１内に供給される光ファイバ母材２は、その下端側が発熱部によって加熱されて軟化し、下方に引き延ばされて細径化され、ガラスファイバ２ａとされる。
【０００３】
線引き炉１の下方には、ガラスファイバ２ａの外周に紫外線硬化型樹脂を塗布する樹脂塗布用ダイス３と、塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置４とが設置されている。そして、ガラスファイバ２ａは、樹脂塗布用ダイス３によって外周に樹脂が塗布された後、紫外線照射装置４によって紫外線硬化型樹脂が硬化反応することにより、被覆層が形成された光ファイバ２ｂとされる。
その後、光ファイバ２ｂは、ガイドローラ５を介してキャプスタン６によって所定の張力が加えられ、下流側に引き取られる。
キャプスタン６によって引き取られた光ファイバ２ｂは、その下流側でガイドローラ５を介して巻き取りボビン７に送り込まれ、この巻き取りボビン７に巻き取られる。
【０００４】
上記光ファイバの製造装置に用いられる紫外線照射装置４は、例えば多灯のＵＶランプによって樹脂を塗布した光ファイバ２ｂに紫外線を照射して硬化させるものであり、その際、硬化反応熱が発生することにより上昇した光ファイバ２ｂの表面温度を、冷却ガスとしてヘリウムガスを導入することにより約８０℃以下に保ち、樹脂の硬化度を向上させるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２６３５４７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、線引き速度の高速化が図られている。しかしながら、紫外線照射装置４から送り出された光ファイバ２ｂは、樹脂の硬化反応熱によって被覆層の温度が上昇しているため、線引き速度を高速化させると、十分に温度が下がって硬化する前にキャプスタン６に引き込まれてキャプスタンベルトとキャプスタンローラとによって挟持されてしまう。そのため、被覆層に変形が生じたり、微小な凹凸が付いて外観不良を起こすおそれがあった。
また、硬化度は上がっても、硬化速度が上がらないと、十分に硬化する前にキャプスタンベルトとキャプスタンローラとによって挟持されてしまうため、この場合も被覆層に変形が生じてしまう場合がある。
【０００７】
これらのような場合、紫外線照射装置４における光ファイバ２ａを通す挿通路の径を小さくして冷却ガスによる冷却効率を高めることが考えられるが、挿通路を小径にすると、光ファイバ２ａの挿通作業に支障をきたすことから挿通路は大径にせざるを得ず、冷却効率の向上は望めないという状況にあった。
また、線引きされたガラスファイバ２ａは、そのパスラインが若干振動しているために、紫外線照射装置４の挿通路を小径にすると、外周に樹脂が塗布されたガラスファイバ２ａが挿通路に接触してしまうおそれがある。そのため、樹脂が塗布されたガラスファイバ２ａと挿通路の内周との間にある程度のクリアランスを設けなければならず、挿通路の内径を小さくすることはできなかった。そのため、紫外線照射装置４における冷却効率の向上は望めなかった。
【０００８】
本発明は、キャプスタンへ引き取られる光ファイバを十分に冷却して被覆層の変形を防止し、良好な外観の光ファイバを製造することができる光ファイバの製造方法及び製造装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の光ファイバの製造方法は、ガラスファイバの外周に紫外線硬化型樹脂を塗布し、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂の被覆層を有する光ファイバを形成した後、光ファイバの表面を５０℃以下に冷却して、キャプスタンを介して光ファイバを下流側に引き取ることを特徴としている。
【００１０】
このような光ファイバの製造方法によれば、外周に塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させて送り出した光ファイバを、５０℃以下に冷却してキャプスタンへ引き取らせるため、キャプスタンによる光ファイバの被覆層の変形や微小な凹凸の発生等の外観不良をなくすことができる。これにより、外観の良好な高品質の光ファイバを製造することができる。また、線引き速度を高速化しても、高品質の光ファイバを製造することができる。
【００１１】
また、本発明の光ファイバの製造方法における光ファイバの冷却は、被覆層の周囲にヘリウムガスを供給して行うことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の光ファイバの製造装置は、ガラスファイバの外周に塗布された紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射する紫外線照射手段と、紫外線照射手段の下流側に設けられてガラスファイバに紫外線硬化型樹脂が被覆された光ファイバを引き取るキャプスタンと、紫外線照射手段の下流側かつキャプスタンの上流側で光ファイバの表面を５０℃以下に冷却する冷却手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
このような光ファイバの製造装置によれば、紫外線照射手段から送り出される光ファイバを５０℃以下に冷却した後、キャプスタンへ引き取らせることができるので、キャプスタンによる光ファイバの被覆層の変形や微小な凹凸の発生等の外観不良をなくすことができる。これにより、外観の良好な高品質の光ファイバを製造することができる。また、線引き速度を高速化しても、高品質の光ファイバを製造することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバの製造方法及び製造装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る光ファイバの製造方法及び製造装置は、キャプスタンの上流側に冷却専用の冷却装置を設け、被覆された紫外線硬化型樹脂の被覆層を５０℃以下に冷却することを特徴としている。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の光ファイバの製造装置の概略構成図である。
図１に示すように、光ファイバの製造装置１０は、発熱部を備えた円筒状の線引き炉１１を有しており、この線引き炉１１内には、その上部から、光ファイバ母材１２が供給される。
線引き炉１１内に供給される光ファイバ母材１２は、その下端側が発熱部によって加熱されて軟化し、下方に引き延ばされて細径化され、ガラスファイバ１２ａとされる。
【００１５】
線引き炉１１の下方には、ガラスファイバ１２ａの外周に紫外線硬化型樹脂を塗布する樹脂塗布用ダイス１３と、塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置（紫外線照射手段）１４とが設けられている。
そして、ガラスファイバ１２ａは、樹脂塗布用ダイス１３によって外周に紫外線硬化型樹脂が塗布されて、その後、紫外線照射装置１４によって紫外線硬化型樹脂が硬化反応することにより、紫外線硬化型樹脂の被覆層が形成された光ファイバ１２ｂとされる。
【００１６】
その後、光ファイバ１２ｂは、ガイドローラ１５を介してキャプスタン１６に引き込まれ、所定の張力が加えられる。そして、光ファイバ１２ｂはさらに下流側に引き取られる。
キャプスタン１６は、複数のローラ１７に巻回されたキャプスタンベルト１８と、このキャプスタンベルト１８が密着されるキャプスタンローラ１９とを有しており、これらキャプスタンベルト１８とキャプスタンローラ１９との間に、光ファイバ１２ｂを挟持して引き込む構造とされている。
キャプスタン１６によって下流側に引き取られた光ファイバ１２ｂは、ガイドローラ１５を介して巻き取りボビン２０に送られ、この巻き取りボビン２０に巻き取られる。
【００１７】
本実施形態の光ファイバの製造装置１０では、紫外線照射装置１４とキャプスタン１６との間における光ファイバ１２ｂのパスラインには、ガイドローラ１５間に、冷却装置（冷却手段）２１が設けられている。
図２は、冷却装置２１の斜視図であり、図３は、冷却装置２１の横断面図である。
図２及び図３に示すように、冷却装置２１は、一対の冷却装置本体２２からなる半割り構造とされており、これら冷却装置本体２２は、互いに突き合わされて一体化される。
これら冷却装置本体２２は、互いの突き合わせ面における中央に、長手方向にわたって凹状部２３が形成されており、冷却装置本体２２同士を互いに突き合わせることにより、これら凹状部２３によって長手方向にわたって光ファイバ１２ｂが通される挿通孔２４が形成される。
【００１８】
冷却装置本体２２の突き合わせ側には、シール材２５が設けられ、冷却装置本体２２を互いに突き合わせることにより、シール材２５同士が気密的に密着し、挿通孔２４の周囲が密閉される。
冷却装置本体２２は、長手方向に間隔をあけて複数のガス導入路２６が形成されており、これらガス導入路２６は、凹状部２３からなる挿通孔２４に連通している。
これらガス導入路２６には、ガス供給手段（図示せず）からヘリウム（Ｈｅ）ガスが送り込まれて挿通孔２４内に導かれ、挿通孔２４に挿通された光ファイバ１２ｂが冷却される。
【００１９】
冷却装置本体２２は、その内部に、長手方向に沿って冷却流路２７が形成されている。それぞれの冷却装置本体２２の冷却流路２７には、その一端側に恒温槽３０につながるチューブ３１が接続されており、また、他端側は、連結チューブ３２によって連通されている。
冷却流路２７内には、冷却流体が充填されており、チューブ３１、連結チューブ３２を介して、互いの冷却流路２７及び恒温槽３０内を冷却流体が循環するようになっている。
【００２０】
この冷却装置２１を設置する場合は、それぞれの冷却装置本体２２を分離させた状態にて、パスラインにおけるガイドローラ１５間の光ファイバ１２ｂに、その両側から冷却装置本体２２を、凹状部２３に光ファイバ１２ｂを配置させるように互いに突き合わせる。このようにすると、それぞれの冷却装置本体２２の凹状部２３から形成される挿通孔２４に、光ファイバ１２ｂが挿通された状態で冷却装置２１が設置される。
【００２１】
次に、上記構造の冷却装置２１を備えた光ファイバの製造装置１０によって光ファイバ１２ｂを製造する場合について説明する。
線引き炉１１に光ファイバ母材１２を配置し、発熱部によって加熱して、光ファイバ母材１２の軟化した部分を下方に引き延ばして細径化する。これにより、ガラスファイバ１２ａが得られる。
その後、ガラスファイバ１２ａの外周に、樹脂塗布用ダイス１３によって紫外線硬化型樹脂を被覆し、さらに、紫外線照射装置１４によって紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させ、被覆層が形成された光ファイバ１２ｂとする。
【００２２】
次に、この光ファイバ１２ｂを冷却装置２１へ通すことにより冷却する。
ここで、この冷却装置２１では、光ファイバ１２ｂが通される挿通路２４内に、ガス導入路２６からヘリウムガスが導入され、このヘリウムガスによって光ファイバ１２ｂが５０℃以下に冷却される。また、この挿通路２４へ導入されるヘリウムガスは、冷却流路２７内を流れる冷却流体によってその温度上昇が抑えられ、光ファイバ１２ｂの良好な冷却効率が維持される。
【００２３】
この冷却装置２１によって光ファイバ１２ｂを５０℃以下に冷却した後、この光ファイバ１２ｂを、キャプスタン１６のキャプスタンベルト１８とキャプスタンローラ１９とによって挟持して引き込み、下流側に引き取る。そして、光ファイバ１２ｂを巻き取りボビン２０へ送って巻き取る。
【００２４】
このように、上記第１実施形態の光ファイバの製造方法及び製造装置によれば、紫外線照射装置１４から送り出された光ファイバ１２ｂを冷却装置２１によって５０℃以下に冷却してキャプスタン１６へ引き取らせるので、キャプスタン１６による光ファイバ１２ｂの被覆層の変形や微小な凹凸の発生等の外観不良をなくすことができる。これにより、線引き速度を高速化しても外観の良好な高品質の光ファイバ１２ｂを製造することができる。
また、冷却装置２１は、半割りの冷却装置本体２２を互いに突き合わせて挿通路２４を形成する構造としたので、光ファイバ１２ｂの両側から冷却装置本体２２を互いに突き合わせることにより極めて容易に挿通路２４内に光ファイバ１２ｂを配設することができる。
【００２５】
つまり、挿通路２４へ光ファイバ１２ｂを挿通させる構造と異なり、挿通路２４の径を大幅に小さくすることができ、これにより、挿通路２４内に導入するヘリウムガスによる光ファイバ１２ｂの冷却効率を大幅に向上させることができる。
また、紫外線照射装置内に冷却流体を流し、ヘリウムガスを効果的に冷やす構造を採用することは困難であるのに対して、本実施形態では紫外線照射装置１４と冷却装置２１とを別体として構成しているため、冷却装置２１による冷却を確実に行うことができる。
ここで、例えば、紫外線照射装置におけるヘリウムガスによる冷却路が、半割り構造とすることができず、樹脂が塗布されたガラスファイバ２ａとの接触を防ぐために、直径２０ｍｍ程度であったのに対して、本実施形態の冷却装置２１では、挿通路２４の直径を６ｍｍ程度とすることができる。そのため、従来の紫外線照射装置による冷却では、光ファイバの温度を５０℃以下まで下げることは困難であったが、本実施形態の冷却装置２１を用いることで、確実に５０℃以下に冷却することができる。
【００２６】
なお、上記の例では、冷却装置２１によって光ファイバ１２ｂを５０℃以下に冷却してキャプスタン１６へ引き取らせたが、冷却装置２１によって、光ファイバ１２ｂを４０℃以下あるいは３０℃以下に冷却してキャプスタン１６に引き取らせるのがより好ましい。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光ファイバの製造方法及び製造装置について説明する。なお、上記第１実施形態と同一構成部分には、同一符号を付して説明を省略する。
図４は、第２実施形態に係る光ファイバの製造装置の概略構成図である。
図４に示すように、この光ファイバの製造装置５０は、紫外線照射装置１４とキャプスタン１６との間におけるパスラインに、二つの冷却装置２１、４１が順に設けられている。この図４における冷却装置２１は、第１実施形態で説明した、図２及び図３に示す冷却装置２１と同じものである。
【００２８】
冷却装置４１は、互いに対向位置に一対ずつ配設された引き回しローラ３２を有しており、紫外線照射装置１４から送り出された光ファイバ１２ｂは、これら引き回しローラ３２に巻回されている。
これにより、光ファイバ１２ｂは、紫外線照射装置１４とキャプスタン１６との間におけるパスラインでの引き回し距離が長くされ、これに伴って空冷による冷却時間が従来より長くなる。
【００２９】
このように、この光ファイバの製造装置５０では、紫外線照射装置１４から送り出される光ファイバ１２ｂを、冷却装置２１にてヘリウムガスによって冷却し、その後、冷却装置４１によって空気中にて引き回すことにより冷却する。これにより、紫外線照射装置１４から送り出される光ファイバ１２ｂを、さらに容易に５０℃以下に冷却してキャプスタン１６に引き取らせることができる。
【００３０】
そして、この第２実施形態に係る光ファイバの製造方法及び製造装置の場合は、紫外線照射装置１４から送り出される光ファイバ１２ｂをそれぞれの冷却装置２１、４１によって順に冷却して５０℃以下に冷却してキャプスタン１６へ引き取らせるので、キャプスタン１６による光ファイバ１２ｂの被覆層の変形や微小な凹凸の発生等の外観不良をなくすことができ、線引き速度を高速化しても外観の良好な高品質の光ファイバ１２ｂを製造することができる。
【００３１】
（実施例）
図１に示す光ファイバの製造装置１０を用いて、冷却装置２１の冷却温度を変えた条件で、光ファイバ２ａを製造した。その製造された光ファイバ２ａの外観を観察した。なお、光ファイバの製造装置１０における、紫外線照射装置１４の出口からキャプスタン１６までのパスラインの長さは５ｍであり、光ファイバ２ａの線速を１２００ｍ／分に設定した。
【００３２】
まず、冷却装置２１を稼動させなかった場合には、冷却装置２１の出口での光ファイバ２ａの温度が６５℃であり、巻き取りボビン２０に巻き取られた光ファイバ２ａを観察したところ、表面に微小な凹凸が多数認められた。
次に、冷却装置２１を稼動させて、冷却装置２１の出口での光ファイバ２ａの温度が６２℃から６３℃となるようにヘリウムガスの流量を調節した。その結果、冷却装置２１を稼動させなかった場合とほぼ同様に、巻き取られた光ファイバ２ａの表面に、微小な凹凸が多数認められた。
また、冷却装置２１のヘリウムガスの流量を上げて、冷却装置２１の出口での光ファイバ２ａの温度が５１℃から５５℃となるようにしたところ、微小な凹凸が若干認められた。
さらに、冷却装置２１のヘリウムガスの流量を上げて、冷却装置２１の出口での光ファイバ２ａの温度が４８℃から５０℃となるようにしたところ、微小な凹凸は認められなかった。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の光ファイバの製造方法及び製造装置によれば、外周に塗布した紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させて送り出した光ファイバを５０℃以下に冷却してキャプスタンへ引き取らせるので、キャプスタンによる光ファイバの被覆層の変形や微小な凹凸の発生等の外観不良をなくすことができる。これにより、線引き速度を高速化しても外観の良好な高品質の光ファイバを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ファイバの製造方法及び製造装置を説明する製造装置の概略構成図である。
【図２】製造装置に設けられた冷却装置の構造を説明する冷却装置の斜視図である。
【図３】製造装置に設けられた冷却装置の構造を説明する冷却装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光ファイバの製造方法及び製造装置を説明する製造装置の概略構成図である。
【図５】従来の光ファイバの製造方法及び製造装置を説明する製造装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０，５０  光ファイバの製造装置
１２ａ  ガラスファイバ
１２ｂ  光ファイバ
１４  紫外線照射装置（紫外線照射手段）
１６  キャプスタン
２１，４１  冷却装置（冷却手段）
【図１】
2004352583.tif 000003
【図２】
2004352583.tif 000004
【図３】
2004352583.tif 000005
【図４】
2004352583.tif 000006
【図５】
2004352583.tif 000007