(57)【要約】  【課題】  本発明の目的は、一次被覆光ファイバをダイス側に導くための導入孔の内壁やその周辺部への付着物の付着を減少せしめることができ、もって被覆光ファイバの製造速度の高速化、長尺化を可能にする光ファイバの被覆装置を提供することにある。  【解決手段】  本発明は、二次被覆装置４５が一次被覆光ファイバ１７を二次被覆用樹脂へと導入する筒状導入孔１４と筒状導入孔１４の後端側にあって筒状導入孔１４に連通し、これに同軸状に設けられかつ筒状導入孔１４より内径大なる一次被覆光ファイバ案内孔１３を有していて、筒状導入孔１４はその内径が一次被覆光ファイバ１７の外径の１．５倍以上２．０倍以下で、長さが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、一次被覆光ファイバ案内孔１３は深さが２.０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下で、後端部の内径Ａ、筒状導入孔１４に繋がる先端部の内径ＢがＢ≦Ａで、かつＢが７ｍｍ以上であることを特徴とする。  【選択図】  図１
2007261919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ裸線に一次被覆及び二次被覆を施す被覆工程で使用される光ファイバの被覆装置であって、前記一次被覆が施された一次被覆光ファイバ表面に前記二次被覆を施す二次被覆装置は、前記一次被覆光ファイバを二次被覆装置内の樹脂溜めに導入する筒状導入孔と、該筒状導入孔の後端側に前記筒状導入孔に連通してかつ前記筒状導入孔と同軸状に設けられ、かつ前記筒状導入孔より内径が大きい一次被覆光ファイバ案内孔とを有していて、前記筒状導入孔はその内径が前記一次被覆光ファイバの外径の１．５倍以上２．０倍以下であり、その長さが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記一次被覆光ファイバ案内孔はその深さが２.０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であり、後端部の内径をＡ、前記筒状導入孔に繋がる先端部の内径をＢとしたときＢ≦Ａであり、かつ内径Ｂは７ｍｍ以上であることを特徴とする光ファイバの被覆装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ裸線に一次被覆及び二次被覆を施す被覆工程で用いられる光ファイバの被覆装置に関するものであり、特に二次被覆を施す二次被覆装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、石英ガラス製の光ファイバ裸線の表面に、通常では、まずヤング率の比較的低い一次被覆が被覆され、続いてこの一次被覆上に前記一次被覆に比してそのヤング率が比較的高い二次被覆が施される。この一次被覆用及び二次被覆用の樹脂として、通常、紫外線硬化性樹脂あるいは熱硬化性樹脂が用いられる。
図３はこのように光ファイバ裸線表面に一次被覆及び二次被覆を施す一般的な線引工程を示している。
【０００３】
図３に示すように、光ファイバ母材４１は加熱炉（線引炉）４２に、その先端から順次所定の速度で送り込まれて加熱溶融され、長手方向に外径が一定の、例えば外径１２５μｍの光ファイバ裸線１６に線引きされる。
そしてこの光ファイバ裸線１６の表面上には、一次被覆装置４３により所定の被覆厚で、例えば紫外線硬化性樹脂が被覆され、被覆された樹脂は紫外線照射室４４により紫外線が照射されて硬化され一次被覆が形成される。
続いて、この一次被覆の表面上に二次被覆装置４５により所定の被覆厚で、例えばまた紫外線硬化性樹脂が被覆され、被覆された樹脂は紫外線照射室４６により紫外線が照射されて硬化され二次被覆が形成される。
【０００４】
二次被覆が施された被覆光ファイバは、図に示されているように引取り用のキャプスタンや、必要により所定数設けられるガイドロールによって案内され、巻取機に装着されているボビン４７に所定の巻取速度で取られる。
尚、一次被覆用及び二次被覆用の樹脂としては、紫外線硬化性樹脂のほか熱硬化性樹脂を用いることもでき、その場合には紫外線照射室４４、４６に代えて焼付炉４４、４６が設けられる。
【０００５】
ところで、昨今においては被覆光ファイバの生産性を向上させ、低価格化を図る等の観点から、図３に示す一連の線引工程の高速化や、一度に線引きする被覆光ファイバの長尺化が検討されている。しかしながらその際以下のような問題が生じている。
【０００６】
その問題とは、図３における二次被覆装置４５内にあって、一次被覆が施された一次被覆光ファイバ１７をこの二次被覆装置４５内に設けられている樹脂溜めに導入する導入孔、より具体的には一次被覆光ファイバ１７をダイス方向へと導くニップルに形成されている導入孔の内壁あるいはその周辺部に付着物が付着し、これが時間の経過と共に成長する、というものである。
このようにニップルの導入孔の内壁あるいはその周辺部に付着物が付着し、これが成長すると、導入孔の内径が小さくなって、走行する一次被覆光ファイバ１７の被覆表面を傷つけ、高品質の被覆光ファイバの製造を継続できなくなる、という問題がある。
【０００７】
因みに、前述した付着物は、光ファイバ裸線表面に被覆された一次被覆用樹脂組成物が硬化する際に重合熱により発熱し、この熱で組成物中の比較的低分子量で重合しなかったものが揮発し、これが一次被覆光ファイバ１７に随伴してニップルの前記導入孔に至り、その内壁等にて凝縮し、付着したものである。
この付着物の導入孔内壁やその周辺部への付着は、線引速度の高速化や、一度に線引きする被覆光ファイバの長さが長くなる、すなわち長尺化するに従って、より大きな問題になってくる。
【０００８】
そこで従来にあっては、二次被覆装置４５の一次被覆光ファイバ１７の導入孔の先端部、具体的にはニップル先端部に、一次被覆光ファイバ１７の進行方向に拡径するテーパ管状の導入孔を設け、一次被覆表面に随伴してくる揮発物を吹き飛ばし、付着物の付着を防止しよう、との試みも成されている（特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−２３９２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている二次被覆装置のように、ニップルの先端部に一次被覆光ファイバの進行方向に拡径するテーパ管状の導入孔を設けて実験してみたところ、一次被覆表面に随伴してくる揮発物を期待通りに充分吹き飛ばすことができないことがわかった。
その結果、付着物に起因する一次被覆表面の傷の発生を確実に防止できないため、被覆光ファイバの製造速度を高速化することができない。また長時間被覆工程を続けることもできないため、被覆光ファイバの長尺化もできない、という問題が依然として存在している。
【００１１】
上記問題に鑑み本発明の目的は、二次被覆装置内にあって、一次被覆光ファイバを二次被覆用の樹脂の樹脂溜めに導く導入孔の内壁やその周辺部への付着物の付着をより減少せしめることができ、もって被覆光ファイバの製造速度の高速化、長尺化を可能にする光ファイバの被覆装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成すべく本発明の請求項１記載の光ファイバの被覆装置は、光ファイバ裸線に一次被覆及び二次被覆を施す被覆工程で使用される光ファイバの被覆装置であって、前記一次被覆が施された一次被覆光ファイバ表面に前記二次被覆を施す二次被覆装置は、前記一次被覆光ファイバを二次被覆装置内の樹脂溜めに導入する筒状導入孔と、該筒状導入孔の後端側に前記筒状導入孔に連通してかつ前記筒状導入孔と同軸状に設けられ、かつ前記筒状導入孔より内径が大きい一次被覆光ファイバ案内孔とを有していて、前記筒状導入孔はその内径が前記一次被覆光ファイバの外径の１．５倍以上２．０倍以下であり、その長さが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、前記一次被覆光ファイバ案内孔はその深さが２.０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であり、後端部の内径をＡ、前記筒状導入孔に繋がる先端部の内径をＢとしたときＢ≦Ａであり、かつ内径Ｂは７ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【００１３】
このようにしてなる本発明の請求項１記載の光ファイバの被覆装置によれば、前記筒状導入孔の後端側に、前記筒状導入孔に連通してかつ前記筒状導入孔と同軸状に設けられ、しかも前記筒状導入孔より内径が大きい一次被覆光ファイバ案内孔が形成されていて、前記筒状導入孔はその内径が前記一次被覆光ファイバの外径の１．５倍以上２．０倍以下であり、その長さが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下になるように形成されている。加えて前記一次被覆光ファイバ案内孔はその深さが２.０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であり、後端部の内径をＡ、前記筒状導入孔に繋がる先端部の内径をＢとしたときＢ≦Ａであり、かつ内径Ｂが７ｍｍ以上になるように形成されている。
その結果、一次被覆光ファイバの表面に随伴してきたガスが二次被覆装置内の一次被覆光ファイバ案内孔内に滞留することなく二次被覆装置外部へとより拡散され易くなる。
そのためガスに含まれる揮発分もガスと共に二次被覆装置外部に拡散し、前記筒状導入孔の内壁やその周辺部に凝縮し、付着することがより起こり難くなって、被覆光ファイバの高速化や長尺化が実現し易くなる。
【００１４】
以上のように本発明の光ファイバの被覆装置によれば、一次被覆光ファイバを二次被覆用樹脂の樹脂溜めに導くための導入孔の内壁あるいはその周辺部への付着物の付着をより減少せしめることが可能になって、もって被覆光ファイバの製造速度の高速化、長尺化を可能にする光ファイバの被覆装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に図を用いて、本発明の光ファイバの被覆装置の実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の光ファイバの被覆装置、より具体的には二次被覆装置の一例を示す縦断面であり、図２はその要部拡大図である。
図１、図２に示すようにこの二次被覆装置４５は、基本的には、一次被覆光ファイバ１７を二次被覆装置４５に導入するニップル１１と、このニップル１１で案内され、図１及び図２において上方から下方に向かって進行する一次被覆光ファイバ１７に樹脂を被覆するダイス１２とで構成されている。
【００１７】
前記ニップル１１には、一次被覆光ファイバ１７を二次被覆装置４５に導入する部分に、一次被覆光ファイバ案内孔１３が、そしてその先端側に筒状導入孔１４が形成されている。ここでニップル１１の先端側とは、一次被覆光ファイバ１７の走行方向側、すなわち図においてニップル１１の下方側をいう。
このようにニップル１１には、その先端側に一次被覆光ファイバ１７を二次被覆装置４５内の樹脂溜め１８に供給されている二次被覆用樹脂内に導入する筒状導入孔１４が設けられている。そしてこの筒状導入孔１４の後端に、必要により、例えばＲ面取りされた部分等を介して、筒状導入孔１４に連通して、かつ筒状導入孔１４と同軸状に、筒状導入孔１４より大きな内径を有する一次被覆光ファイバ案内孔１３が設けられている。
【００１８】
前記ニップル１１とダイス１２とで構成される樹脂溜め１８に、樹脂供給口１５から所望の樹脂、例えば紫外線硬化性樹脂等を送り込み、二次被覆装置４５を上方から下方に貫通して走行する一次被覆光ファイバ１７の表面にこの樹脂を被覆する。
因みに、ニップル１１とダイス１２とで形成される樹脂溜め１８の要部、すなわちダイス１２に形成されている樹脂供給口１５を含む樹脂供給路以外の部分は、基本的に、この二次被覆装置４５を貫通して下方に走行する一次被覆光ファイバ１７の軸心を対称軸とする略回転対称形状をしている。
【００１９】
本発明の光ファイバの被覆装置、すなわち二次被覆装置４５の特徴は前述したニップル１１にあるが、これをニップル１１の要部拡大図である図２で詳細に説明する。
図２に示すように、ニップル１１の一次被覆光ファイバ案内孔１３は、その先端側にこの一次被覆光ファイバ案内孔１３と同軸状に形成されている筒状導入孔１４に向かってその内径がテーパ状に縮小する形状をしている。具体的にはその縦断面が逆台形状をしている。そしてこの一次被覆光ファイバ案内孔１３の先端側の内径をＢ、後端側の内径をＡとしたときＢ≦Ａになっている。またこの一次被覆光ファイバ案内孔１３の深さはＣとする。
【００２０】
そしてこの一次被覆光ファイバ案内孔１３の先端側に連通して、例えばＲ面取りされた部分等を介して、この一次被覆光ファイバ案内孔１３と同軸状に筒状導入孔１４が設けられている。
この筒状導入孔１４は、一次被覆光ファイバ案内孔１３の内径Ｂより小さな内径Ｄを有し、かつその長さがＬになっている。尚、当然のことながら筒状導入孔１４の内径Ｄは、この筒状導入孔１４内を貫通する一次被覆光ファイバ１７の外径ｄより大きく設定されている。
ここで筒状とは、その長さ方向の内径が同じ値であることを意味し、前述したＲ面取りされた部分等の内径の値が長さ方向に一定でない部分は筒状導入孔１４の長さＬには含まれないものとする。
【００２１】
このニップル１１における前記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＬの値を変えた幾つかのニップル１１を用意した。そして各ニップル１１の筒状導入孔１４の内壁あるいはその周辺部への付着物の付着を少なくできるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＬの適正値を見出すべく以下のような実験を行った。
実験においては、二次被覆装置４５として図１及び図２に示す二次被覆装置４５を用い、それ以外の線引装置は図３に示すものと同じ装置を使用した。
そして光ファイバの線引速度を１０００ｍ／分とした。また光ファイバ母材４１、１本当たりから被覆光ファイバ長３００ｋｍを線引きできた時点をもって一回の線引が完了としたものとした。
【００２２】
また、ニップル１１の筒状導入孔１４の内壁やその周辺部に、一次被覆から発生するガスから生じる付着物が付着し、この付着物の成長により筒状導入孔１４の内径が小さくなって、正常な線引き、被覆ができなくなったら被覆光ファイバの製造を中断することにした。そして被覆光ファイバ長が３００ｋｍになって線引工程が完了した際、及び被覆光ファイバの製造を中断した際得られた被覆光ファイバを観察し、一次被覆表面の傷の有無を調べた。尚、一次被覆表面の傷の有無は、得られた被覆光ファイバの端末部の横断面、または被覆光ファイバの横からの観察で調べることができる。
【００２３】
以上の実験結果を、ニップル１１の各寸法等の値と共に表１に示す。
尚、表１で導入孔、とは筒状導入孔１４のことを意味し、その値は一次被覆光ファイバ１７の外径をｄとしたときのＤ／ｄの値を示している。
また、表１の最右欄にある（終了後観察）とは、前述したように一連の線引工程及び被覆工程が完了あるいは中断後に、得られた被覆光ファイバの端末部における横断面の観察結果を示すもので、一次被覆表面に付着物によると推測される傷が観察されたものを（認められる）と表現し、傷が発見できなかったものは（認められない）と表現してある。
【００２４】
【表１】
2007261919.tif 000003
【００２５】
表１に示すように、筒状導入孔１４の内径Ｄが一次被覆光ファイバ１７の外径ｄの１．５倍以上２．０倍以下であり、その長さＬが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、さらに一次被覆光ファイバ案内孔１３の深さＣが２.０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であり、後端部の内径をＡ、筒状導入孔１４に繋がる先端部の内径をＢとしたときＢ≦Ａであり、かつ内径Ｂが７ｍｍ以上であると、筒状導入孔１４の内壁やその周辺部への付着物の付着が少なくなって、付着物の付着による一次被覆表面への傷も認められず、被覆光ファイバの３００ｋｍ連続線引も可能になっていることがわかる。
【００２６】
その理由は、一次被覆光ファイバ案内孔１３の深さＣが２．０ｍｍ以上９．０ｍｍ以下であると、一次被覆光ファイバ１７に随伴されてきた揮発成分を内包するガスが一次被覆光ファイバ案内孔１３内に滞留し難くなって、二次被覆装置４５外に拡散し易くなる、と推測される。
尚、深さＣが２ｍｍ以下では、なんらかの理由で樹脂溜め１８内の樹脂が筒状導入孔１４内を上昇して溢れた場合、二次被覆装置４５から樹脂が溢れ出し、線引工程の復旧に時間が掛かる、という問題がある。また、実験ＮＯ．２が示すように、深さＣが９ｍｍ以上では一次被覆光ファイバ案内孔１３が深くなり過ぎて、一次被覆光ファイバ１７に随伴されてきたガスが一次被覆光ファイバ案内孔１３内に滞留し易くなる、と推測される。その結果、筒状導入孔１４の内壁やその周辺部に付着物がより付着し易くなって、筒状導入孔１４の内径が経時的に小さくなり、次第に一次被覆光ファイバが通り難くなって、線引き、被覆作業を中断せざるを得なくなった、と考えられる。
【００２７】
同様に内径Ｂの値が７ｍｍ未満であっても、実験ＮＯ．２及び実験ＮＯ．７が示すように筒状導入孔１４の内壁及びその周辺部に付着物が付着して成長し易く、線引工程を中断せざるを得なくなったり、付着物と一次被覆表面が接触して、一次被覆表面に傷が認められたり、といった問題が生じている。
【００２８】
さらにまた実験ＮＯ．１が示す結果からは、筒状導入孔１４の長さＬが２．０ｍｍを越えると筒状導入孔１４内を貫通し、走行する一次被覆光ファイバ１７の線振れが大きくなって、筒状導入孔１４の内壁あるいはその周辺部に付着した付着物が小さくともこれに一次被覆光ファイバ１７が接触し易くなって、その表面に傷が発生し易くなった、との推測がなされる。それ故、筒状導入孔１４の長さＬは１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
ところで筒状導入孔１４の内径Ｄを、この部分を通過する一次被覆光ファイバ１７の外径ｄの１．５倍以上２．０倍以下にしているが、この理由は以下のとおりである。
すなわち、Ｄ／ｄが１．５以下では線振れで筒状導入孔１４の内壁に一次被覆光ファイバ１７が直接接触したり、筒状導入孔１４の内壁に付着した付着物がそれほど大きくなくとも一次被覆光ファイバ１７の表面がこれに触れ易くなる、と考えられるからである。その結果、一次被覆光ファイバ１７の表面に擦れ傷等の傷が発生し易くなって、製品不良を起こし易くなる。
一方、Ｄ／ｄが２．０を越えると、樹脂溜め１８内の樹脂圧のバランスが崩れ、樹脂が筒状導入孔１４内を上昇して溢れ出てしまう、という問題が生じ易くなる。このように樹脂が溢れ出てしまった場合、被覆光ファイバの被覆内に気泡が取り込まれる可能性が高くなる、という問題が生じる。
よって筒状導入孔１４の内径Ｄは一次被覆光ファイバ１７の外径ｄの１．５倍以上２．０倍以下にすることが好ましい。
【００３０】
以上に述べたように本発明の光ファイバの被覆装置、より具体的には二次被覆装置によれば、二次被覆用の被覆装置内に形成されている一次被覆光ファイバを二次被覆用の樹脂の樹脂溜めに導く導入孔内壁あるいはその周辺部への付着物の付着をより減少せしめることが可能である。
【００３１】
尚、表１の実験ＮＯ．４が示すように、一次被覆光ファイバ案内孔１３の先端側の内径をＢ、後端側の内径をＡとしたときＢ＝Ａであってもよい。すなわち図２では一次被覆光ファイバ案内孔１３の縦断面形状は下辺が上辺より短い逆台形状をしているが、上辺、下辺の長さが同じ、すなわち筒状の形状であってもよい。
但し、図２に示すようにＡよりＢが小さい方が、一次被覆光ファイバ案内孔１３内に滞留するガスが二次被覆装置４５の上方に拡散し易く、二次被覆装置４５の外部により逃げ易くなり好ましい。
【００３２】
また図１、図２に示す実施形態では、一個のニップル１１に一次被覆光ファイバ案内孔１３、筒状導入孔１４全体を一体的に設けているが、例えば、一次被覆光ファイバ案内孔１３の後端側を分割して他の部材で構成してもよい。但し、この場合、前記他の部材はあくまでもニップル１１の一部と見做すものとする。
【００３３】
さらに図１及び図２に示すニップル１１では、一次被覆光ファイバ案内孔１３と筒状導入孔１４との間にＲ面取りされた部分を設けているが、この部分はあってもなくともよい。但し、このようにＲ面取り等の面取りを施した部分を設けておくと、作業開始時、例えば手作業でこのニップル１１に一次被覆光ファイバ１７を通線する際、あるいはまた線引き、被覆作業中に一次被覆光ファイバ１７が線振れを起こして、一次被覆光ファイバ１７が筒状導入孔１４の入り口部内壁に接触したとしても、一次被覆表面に傷が付き難くなり好ましい。
【００３４】
以上に述べたように本発明の光ファイバの被覆装置、より具体的には二次被覆装置によれば、二次被覆用の被覆装置内に形成されている一次被覆光ファイバを二次被覆用の樹脂の樹脂溜めに導くための導入孔の内壁あるいはその周辺部への付着物の付着をより減少せしめることが可能で、もって被覆光ファイバの製造速度の高速化、長尺化を可能にする光ファイバの被覆装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の光ファイバの被覆装置の一実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す光ファイバの被覆装置の要部拡大縦断面図である。
【図３】一般的な被覆光ファイバの製造装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１１  ニップル
１２  ダイス
１３  一次被覆光ファイバ案内孔
１４  筒状導入孔
１７  一次被覆光ファイバ
１８  樹脂溜め
４５  二次被覆装置
【図１】
2007261919.tif 000004
【図２】
2007261919.tif 000005
【図３】
2007261919.tif 000006