(57)【要約】光ファイバ被覆装置において、２°≦α≦２５°の半角αで傾いたテーパ状壁部、および、２．２ｍｍ未満の円錐高さＬ１を有する円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さＬ２を有する円筒状部分を含む円錐のみの被覆ダイと、円錐のみの被覆ダイに隣接して、ガイドダイの出口と円錐のみの被覆ダイの入口との間の濡れ長さ（Ｌ５）が、１ｍｍから５ｍｍとなるように配置されたガイドダイと、円錐のみの被覆ダイ、および、ガイドダイを、固定した関係で保持して、ガイドダイと円錐のみの被覆ダイとの間に、被覆室を画定する保持部とを含み、被覆室は、３ｍｍから１０ｍｍである光ファイバの軸部から保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有するものである装置。
2020514226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ被覆装置において、
２°≦α≦２５°の半角αで傾いたテーパ状壁部、および、２．２ｍｍ未満の円錐高さＬ１を有する円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さＬ２を有する円筒状部分を含む円錐のみの被覆ダイと、
光ファイバ出口を有するガイドダイであって、前記円錐のみの被覆ダイに隣接して、前記ガイドダイの前記光ファイバ出口と該円錐のみの被覆ダイの入口との間の濡れ長さ（Ｌ５）が、１ｍｍから５ｍｍとなるように配置された該ガイドダイと、
前記円錐のみの被覆ダイ、および、前記ガイドダイを、固定した関係で保持して、該ガイドダイと該円錐のみの被覆ダイとの間に、被覆室を画定する保持部と
を含み、
前記被覆室は、３ｍｍから１０ｍｍである前記光ファイバの軸部から前記保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有するものである装置。
【請求項２】
前記濡れ長さ（Ｌ５）が、３．５ｍｍ未満である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ダイ内の潤滑圧は、５００ｐｓｉ（約３．４ＭＰａ）未満である、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記被覆室中に形成された渦流の最高温度は、１７５℃未満である、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
光ファイバがドロー速度Ｖｄで引き出されるファイバ線引き処理中の光ファイバ被覆処理において、
前記引き出される光ファイバを、ガイドダイに通し、次に、円錐のみの被覆ダイを通す工程を含み、
前記円錐のみの被覆ダイは、壁部温度Ｔｄｉｅ、２°≦α≦２５°の半角αで傾いたテーパ状壁部、および、２．２ｍｍ未満の円錐高さＬ１を有する円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さＬ２を有する円筒状部分を含むものであり、
前記ガイドダイは、光ファイバ出口を有し、前記円錐のみの被覆ダイに隣接して、該ガイドダイの前記光ファイバ出口と該円錐のみの被覆ダイの入口との間の濡れ長さＬ５が、１ｍｍから５ｍｍとなるように配置されたものであり、
前記円錐のみの被覆ダイ、および、前記ガイドダイは、保持部によって、固定した関係で保持されて、該ガイドダイと該円錐のみの被覆ダイとの間に、３ｍｍから１０ｍｍである前記光ファイバから前記保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有する被覆室を画定し、前記被覆室は、該光ファイバが該円錐のみの被覆ダイを通って引き出される時に該光ファイバの表面で連行されて、結果的に、該光ファイバの前記表面に、ｄｃｏａｔの被覆厚さを生じる液体状被覆組成物を、保持するものである処理。
【請求項６】
前記ドロー速度Ｖｄは、６０ｍ／秒より速いものである、請求項５に記載の処理。
【請求項７】
前記濡れ長さＬ５の前記ドロー速度Ｖｄに対する比は、０．０１ミリ秒と０．１５ミリ秒の間である、請求項５または６に記載の処理。
【請求項８】
前記光ファイバの前記表面で連行される前記液体状被覆組成物は、ＵＶ硬化性アクリレート酸組成物であり、ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの間の範囲である発光スペクトルを有する発光ダイオードＵＶ光源を用いて硬化されるものである、請求項５から７のいずれか１項に記載の処理。
【請求項９】
前記円錐のみの被覆ダイの壁部温度Ｔｄｉｅは、２５℃と７５℃の間である、請求項５から８のいずれか１項に記載の処理。
【請求項１０】
前記円錐のみの被覆ダイに入る時の前記ファイバの温度は、４０℃と８５℃の間である、請求項５から９のいずれか１項に記載の処理。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、米国特許法第１１９条の下、２０１７年１月２４日出願の米国仮特許出願第６２／４４９，７００号の優先権の利益を主張し、その内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、光ファイバ被覆ダイ、および、光ファイバ被覆方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電気通信で一般的に用いられる光ファイバは、典型的には、１つ以上の略同心のポリマー被膜で被覆されて、光ファイバを摩耗や湿気による破損から保護している。これらの保護被膜は、典型的には、放射線硬化性（例えば、ＵＶ硬化性）で、ファイバが引き出される時に塗布される。引き出されたファイバは、直径が光ファイバの直径より大きい円筒状ランド部分を有する１つ以上の被覆（または、サイジング）ダイに通される。円筒状ランド部分の上方に配置された液体状硬化性被覆組成物は、ファイバによって連行されて、円筒状ランド部分を通って引っ張られる。被膜または多層被膜は、ファイバと同心で、ファイバの長さに沿って均一な厚さを有することが重要である。これらの属性は、ファイバの接合およびコネクタ化を容易にするのに寄与し、それにより、設置したファイバ利用例において、損失を削減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ファイバ被膜の直径および同心性について、市場で要求される許容範囲が厳しくなっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
円錐のみの被覆ダイの設計を開示し、それは、１ｍｍ≦Ｌ５≦５ｍｍである（ガイドダイの出口と円錐のみの被覆ダイの入口の間の距離として画定される）濡れ長さＬ５と、３ｍｍ≦Ｌ６≦６ｍｍである被覆室内側半径Ｌ６と、２°≦α≦２５°である円錐部の半角と、０．２５ｍｍと２ｍｍの間である円錐高さＬ１と、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍである内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍである長さＬ２を有する円筒状ランド部分とを有する。そのようなダイの設計は、結果的に、より小さく、かつ、安定した渦流を有して、被膜塗布処理の安定性を高める被覆システムを提供する。
【発明の効果】
【０００６】
ファイバのドロー速度が速くなるか、サイジングダイの直径が小さくなるにつれて、サイジングダイのテーパ部で弾かれる被覆物が増加して、サイジングダイのベル状部内の渦流が強くなる。このことは、ファイバ位置の不安定さを高めて被膜ずれの増加させることと、溢れ発生率を高め、ファイバを破損させて、費用を増加させることの両方に繋がる。濡れ長さを短くすることによって、渦流の大きさを小さくすることで、ダイによって弾かれる被覆物の量も削減する。渦流の強さ、および、大きさを小さくすることで、ファイバのランダムな動きを抑制し、センタリング力が、ずれを改善するのを可能にする。本明細書に開示の上記特徴の濡れ長さ、および、被覆室内径を有する円錐のみのダイの設計は、安定性を高めると共に、渦流の強さを弱めて、それにより、製造工程における被膜塗布処理、特に、ドロー速度が、ドロー速度≧５０ｍｐｓ（メートル毎秒）での塗布において、より安定して信頼性の高い被膜塗布処理を行いうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】光ファイバ製造で使用されるファイバを引き出して被覆するシステムの概略図である。
【図２】ベル状開口部を有する従来の被覆ダイの概略図である。
【図３】従来の被覆ダイ内の渦流の構造を示している。
【図４】積み重ねたガイドダイとサイジングダイを有する従来のウェット‐オン‐ウェット装置の概略図である。
【図５】本開示による円錐のみのダイを用いた被覆システムの概略図である。
【図６Ａ】異なる濡れ長さについて、渦流の大きさ、および、構造を示している。
【図６Ｂ】異なる濡れ長さについて、渦流の大きさ、および、構造を示している。
【図６Ｃ】異なる濡れ長さについて、渦流の大きさ、および、構造を示している。
【図６Ｄ】異なる濡れ長さについて、渦流の大きさ、および、構造を示している。
【図７Ａ】異なる濡れ長さについて、図６Ａに対応する渦流の半径方向速度プロファイルを示している。
【図７Ｂ】異なる濡れ長さについて、図６Ｂに対応する渦流の半径方向速度プロファイルを示している。
【図７Ｃ】異なる濡れ長さについて、図６Ｃに対応する渦流の半径方向速度プロファイルを示している。
【図７Ｄ】異なる濡れ長さについて、図６Ｄに対応する渦流の半径方向速度プロファイルを示している。
【図８】図６Ａ〜６Ｄおよび７Ａ〜７Ｄの４つの異なる濡れ長さについて、潤滑圧を示すグラフである。
【図９】図６Ａ〜６Ｄおよび７Ａ〜７Ｄの４つの異なる濡れ長さについて、最高温度を示すグラフである。
【図１０】図６Ａ〜６Ｄおよび７Ａ〜７Ｄの４つの異なる濡れ長さについて、予想した被覆後直径を示すグラフである。
【図１１】図６Ａ〜６Ｄおよび７Ａ〜７Ｄの４つの異なる濡れ長さについて、予想したせん断応力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、光ファイバ製造で用いられる、ファイバを引き出して被覆するシステムを示している。ファイバ１０は、炉１で加熱されたプリフォーム１１から引き出される。ファイバ１０は、ファイバ冷却装置２を通って、次に、一次被覆部３を通り、そこで、一次被覆材料の層で被覆される。一次被覆層は、一次被覆硬化装置４で硬化されて、硬化された一次被覆物を含むファイバの直径を、装置５で測定する。硬化装置４は、典型的には、照射部アレイを含む。ファイバ１０は、二次被覆部６を通って、そこで、二次被覆材料の層で被覆され、それは、硬化装置４と同様の硬化装置７で硬化される。硬化された二次被覆物を含むファイバの直径を、例えば、装置８で測定する。いくつかの実施形態において、ファイバは、任意の三次インク被覆装置も通り、そこで、インク被覆材料の層で被覆されて、硬化装置４、７と同様の硬化装置で硬化されうる。牽引手段９は、ファイバ１０を、炉１から中間の装置を通って引っ張る。引き出されたファイバは、典型的には、更なる処理のために、巻上げ機（不図示）によって、スプールに巻き付けられる。被覆材料は、被覆物源１２、１４から、各々、被覆部３、６へ供給される。被覆材料の投入または送出温度を、被覆送出ラインと通信状態である装置１３、１５によって、望ましい値に維持しうる。
【０００９】
その代わりに、ファイバは、一次被覆部３を通り、次に、二次被覆部６を通るが、それらの２つの被覆部の間の一次被覆硬化装置４を通らない。両方の被覆物の硬化前に、第２の被覆物を、一次被覆物の上に直接塗布する。この方法は、「ウェット‐オン‐ウェット」、または、「ＷＯＷ」塗布処理として知られている。
【００１０】
図２は、被覆物を光ファイブに塗布するのに用いられる従来のダイ２９を示している。この設計のダイは、少なくとも２５年間使われており、Ｏｂｅｒｇ、Ｓａｎｃｌｉｆｆ、および、Ｎｅｘｔｒｏｍなどの販売会社から、商業的に広く入手可能である。そのダイは、ベル状開口部３０を有し、その底部では、円錐状テーパ部３２であり、次に、まっすぐなランド部分３４が続いている。被覆後のファイバの直径は、主に、ファイバ直径のランド部直径に対する比によって決定するが、ファイバ温度、テーパ部の長さ、および、角度、ガイドダイからサイジングダイへの距離、被覆物の粘度、並びに、当業者に知られた他のパラメータによっても影響を受ける。
【００１１】
動作中に、ファイバは、被覆物の境界層を連行し、そのほとんどが、ベル状部およびテーパ部で弾かれる。このように弾かれることで、テーパ状の円錐部の頂点で、８００ｐｓｉ（約５．５ＭＰａ）もの圧力を重ねて、この圧力が、更なる被覆物を、ダイのランド部を通って送り出す。この圧力は、ファイバをダイの中心に位置させる非常に大きい力も生成する。弾かれた被覆物は、渦巻または渦流として知られる円環状循環セルを、ランド部の上方の領域で形成し、この渦流は、不安定である。図３は、従来の被覆ダイ内の渦流２５の構造を示しており、渦流が、ダイ内で、不安定な挙動を生じさせている。
【００１２】
渦巻内の被覆物の温度は、渦巻内でのせん断速度が非常に速いことから生じるせん断加熱により、バルク温度と比べて高温である。有限要素／有限体積コンピュータモデルは、ドロー速度が速くなるにつれて、渦巻の中央近傍の被覆物温度が急に高くなり、被覆物の供給温度より８０℃も高くなりうることを示している。温度の上昇は、サイジングダイが小さい場合にも、より多くの被覆物が弾かれるので、大きくなり、更に、ドロー速度が高い場合にも、渦流が、より高速で回転するので、大きくなる。渦巻は不安定なので、この高温被覆物の一部は、渦流または他の摂動を介して流出し、高温被覆物がダイのテーパ領域に入る時には、センタリング力は、軸対称ではない。ここでも、不均衡な力は、ファイバと被覆物のずれ、つまり、被覆物の軸中心と光ファイバの軸中心の隔たりを生じる。更に深刻と思われるのは、高温の被覆物が、ダイの上側メニスカス部に移動しうることである。高温の被覆物の粘度が低いことは、処理を、溢れ易くさせ、つまり、ファイバから弾かれ易くし、結果的に、被覆物の流れがファイバを上に向かって通り過ぎて、ダイの入口室を通って外に出ることになる。溢れが生じた場合には、典型的には、ファイバは破損する。破損した場合には、線引き処理を再び開始する必要があり、製造費用に大きく影響する。
【００１３】
本発明が解決しようとする他の問題は、２つの被覆物を、硬化せずに順に塗布する場合、換言すれば、ウェット‐オン‐ウェット塗布として知られる方法の場合に観察される位置ずれの問題である。従来のウェット‐オン‐ウェット方法は、図４に示したように、ガイドダイ４０、第１の被覆ダイ４１、および、第２の被覆ダイ４２を含む標準的なダイを積み重ねたものである。
【００１４】
この方法では、両方の被覆物のずれ（ファイバの中心線と被覆物の中心線との隔たり）の問題がある。２つのダイからのセンタリング力は互いに競合し、更に、２つのダイ内の被覆物の渦流は無秩序で独立しているので、これらの力は、ある程度ランダムである。円錐のみの被覆ダイは、被覆物の渦流の大きさ、および、強さを小さくすることが報告されている（米国特許出願公開第２０１５／０１４７４６７号明細書）。本明細書で「円錐のみのダイ」と称するダイは、ベル状部分３０ではなく、円錐部分５２を含むサイジングダイである。円錐のみのダイは、円筒状ランド部分５４を有し、更に任意で、図５に示したような出口円筒状脚部分５５、更に任意で、上側円筒状脚部分（不図示）、または、出口円筒状脚部分と上側円筒状脚部分の両方を有しうる。図５の円錐のみのダイの実施形態において、図２に示したダイなどの標準ダイから（凸状壁部によって形成された）ベル状部分３０を取り除き、円錐領域５２、および、円筒状ランド領域５４、並びに、任意の出口円筒状脚部分５５を維持している。円錐領域５２は、好ましくは、Ｌ１≦２．２ｍｍなどの低い高さ、または、長さを有し、好ましくは、０．２ｍｍ≦Ｌ１≦２ｍｍである。例えば、いくつかの例示的実施形態において、円錐領域５２の高さＬ１は、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７５ｍｍ、１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、１．５ｍｍ、１．７ｍｍ、１．７５ｍｍ、１．８ｍｍ、または、それらの間の値である。より好ましくは、渦流の大きさを小さくするために、ある実施形態における高さＬ１は、２ｍｍ以下で、より好ましくは、Ｌ１≦１．８ｍｍで、最も好ましくは、Ｌ１≦ｌ．５ｍｍである。好ましくは、Ｌ１≧０．２５ｍｍで、より好ましくは、Ｌ１≧０．５ｍｍで、更に好ましくは、Ｌ１≧０．７ｍｍである。いくつかの実施形態によれば、０．９ｍｍ≦Ｌ１≦ｌ．２ｍｍである。
【００１５】
テーパ状壁部を有する円錐状フェルールを含むダイの設計を開示し、円錐状フェルールは、内壁が、２°≦α≦２５°の半角αで傾き、０．２５ｍｍと２ｍｍの間の円錐高さＬ１である断面を有し、更に、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの長さＬ２を有する円筒状部分を有し、テーパ状部分が、ダイによって弾かれる液体状被覆物の量を削減している。更に、本発明において、円錐のみの被覆ダイの性能は、予想外に、かなりの程度で、被覆室の内径および濡れ長さの影響も受けることが確認された。濡れ長さは、ガイドダイの出口と円錐のみのダイの入口の間の距離として定義される。本明細書において、濡れ長さ、および、被覆室の内径が、安定性を高めると共に、渦流の強さを弱めることを特徴とする円錐のみの被覆ダイの設計を開示し、それによって、結果的に、製造工程での被覆物塗布処理、特に、ドロー速度が、ドロー速度≧５０ｍｐｓ（メートル毎秒）の場合の安定性および信頼性を高める。
【００１６】
ドロー速度が速くなるか、または、サイジングダイの直径が小さくなるにつれて、サイジングダイのテーパ部で弾かれる被覆物が増加し、サイジングダイでの渦流が強くなる。このことは、被覆処理の不安定さを高めて、被膜ずれを増加させることと、溢れ発生率を高めて、ファイバを破損させ、製造費用を増加させることの両方に繋がる。
【００１７】
図５は、円錐のみの被覆ダイの被覆システムを概略的に示し、円錐のみの被覆ダイ５０は、ダイ保持部５８によって保持されて、内壁が半角αで傾き、円錐高さＬ１である断面を有する円錐状部分５２、更に、内径ｄ２、および、長さＬ２を有する円筒状部分５４を含み、（ガイドダイの出口６０と円錐ダイの入口の間の距離として定義される）被覆室内の濡れ長さがＬ５で、被覆室６２の内側半径がＬ６である。図６は、渦流２５の大きさ、および、構造を、円錐のみの被覆ダイ５０とダイ保持部５８の間の異なる（盛り上がった高さＬ７とも定義される）高さについて示している。図示した４つの場合について、円錐のみの被覆ダイ５０とダイ保持部５８の間の高さの差は、次の表に示す濡れ長さに対応する。
【００１８】
【表１】
2020514226.tif 000003
【００１９】
図面から分かるように、渦流の大きさは、濡れ長さが短くなるについて、非常に小さくなる。図６Ａ〜６Ｄに示した輪郭は、被覆ダイ内の渦流領域に対応し、被覆流体物の重大な再循環が発生している。渦流は、被覆ダイ内の流れを不安定にし、渦流を縮小することで、結果的に、ファイバ被覆処理の安定性および信頼性を高める。被覆室の内側半径Ｌ６が８．７ｍｍの場合の計算を示している。被覆室内側半径Ｌ６の適切な寸法は、約３ｍｍから１０ｍｍ、または、約７ｍｍから９ｍｍである。図７は、半径方向速度プロファイルの対応する正の要素を示し、濡れ長さが短くなるにつれて、渦流の大きさ、および、強さが、非常に小さくなっている。図８は、これらの４つの場合についての約４６０ｐｓｉ（約３．２ＭＰａ）から約４９０ｐｓｉ（約３．４ＭＰａ）の潤滑圧を示し、潤滑圧は、濡れ長さが短くなるにつれて、低下している。潤滑圧は、円錐のみのダイの円錐状テーパ部からランド領域に変わる位置での流体圧力として定義される。図２に示したような同様の寸法を有する従来の設計における潤滑圧は、約５６６ｐｓｉ（約３．９ＭＰａ）で、図８に示した４つの全ての場合より高い。いくつかの実施形態において、潤滑圧は、５００ｐｓｉ（約３．４ＭＰａ）未満である。いくつかの他の実施形態において、潤滑圧は、４５０ｐｓｉ（約３．１ＭＰａ）未満である。図９は、上記４つの場合について、渦流内の最高温度を示している。渦流内の最高温度は、濡れ長さが長くなるにつれて、低下する。濡れ長さを制御することによって、渦流内の最高温度を制御して、１７５℃以下、または、１５５℃以下、または、１４０℃以下、または、１３０℃以下、または、１１５℃以下、または、１００℃以下にしうる。いくつかの実施形態において、渦流内の最高温度は、７０℃〜１７５℃の範囲、または、１００℃〜１５０℃の範囲、または、１２０℃〜１４０℃の範囲、または、１２０℃〜１３０℃の範囲である。図８および９は、濡れ長さを制御することで、潤滑圧と渦流の最高温度を同時に制御可能なことを示している。したがって、円錐のみの被覆ダイの濡れ長さを制御することによって、潤滑圧と渦流の最高温度を、特定の被覆材料について最適化しうる。図１０および１１は、各々、異なる濡れ長さの設計について予想した被覆後直径、および、円錐のみのダイのテーパ状およびランド領域でファイバの表面に加えられるせん断応力を、示している。図６〜１０に示した結果は、以下のような円錐のみのダイの設計パラメータについてのものである：α＝８°、Ｌ１＝０．７ｍｍ、Ｌ２＝０．２１６ｍｍ、ｄ２＝０．２１６ｍｍ、および、ｄ３＝２．５４ｍｍ。被覆後の直径を、ファイバ上の被覆物の外径と称し、ファイバは、１２５μｍの直径を有する。
【００２０】
ここで、テーパ状壁部を有する円錐状フェルールを含むダイの設計を有する円錐のみの被覆ダイのシステムを開示し、円錐状フェルールは、内壁が、２°≦α≦２５°の半角αで傾き、０．２５ｍｍと２ｍｍの間の円錐高さＬ１である断面を有し、更に、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの長さＬ２を有する円筒状部分を有し、１ｍｍ≦Ｌ５≦５ｍｍ（例えば、Ｌ５＜４．５ｍｍ、または、Ｌ５＜３．５ｍｍ、または、Ｌ５＜１．５ｍｍ、または、１ｍｍ≦Ｌ５≦４ｍｍ、または、１ｍｍ≦Ｌ５≦３ｍｍ、または、１．５ｍｍ≦Ｌ５≦４ｍｍ）の濡れ長さＬ５、および、３ｍｍ≦Ｌ６≦１０ｍｍ、または、３．５ｍｍ≦Ｌ６≦９．５ｍｍ、または、４ｍｍ≦Ｌ６≦９ｍｍ、または、４．５ｍｍ≦Ｌ６≦８．５ｍｍ、または、５ｍｍ≦Ｌ６≦１０ｍｍ、または、６ｍｍ≦Ｌ６≦９．５ｍｍ、または、７ｍｍ≦Ｌ６≦９ｍｍなどの被覆室の内側半径Ｌ６を有する。
【００２１】
一実施形態において、ファイバ線引き処理中での光ファイバ被覆処理を開示し、光ファイバを、ドロー速度Ｖｄで引き出し、光ファイバ被覆処理は、引き出した光ファイバを、ガイドダイに通し、次に、円錐のみの被覆ダイに通す工程を含み、円錐のみの被覆ダイは、温度ＴＤｉｅ、テーパ状壁部が、２°≦α≦２５°の半角で傾き、０．２５ｍｍと２ｍｍの間の円錐高さＬ１である円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さを有する円筒状部分を有し、ガイドダイは、光ファイバ出口を有して、円錐のみの被覆ダイに隣接して、ガイドダイの光ファイバ出口と円錐のみの被覆ダイの入口の間の濡れ長さＬ５が、１ｍｍから５ｍｍになるように配置され、円錐のみの被覆ダイとガイドダイは、保持部によって、固定された状態で保持されて、ガイドダイと円錐のみの被覆ダイの間に被覆室を画定し、被覆室は、光ファイバから保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有し、それは、３ｍｍから１０ｍｍで、被覆室は、光ファイバが円錐のみの被覆ダイを通って引き出される時に連行される液体状被覆組成物を保持し、それは、結果的に、光ファイバの表面に、被覆厚さｄｃｏａｔの液体状被覆組成物を被覆させる。一実施形態において、ドロー速度Ｖｄは、４５ｍ／秒より速い。他の実施形態において、ドロー速度Ｖｄは、５０ｍ／秒より速い。他の実施形態において、ドロー速度Ｖｄは、６０ｍ／秒より速い。いくつかの実施形態において、濡れ長さＬ５のドロー速度Ｖｄに対する比は、０．０１ミリ秒から０．１５ミリ秒の範囲である。他の実施形態において、濡れ長さＬ５のドロー速度Ｖｄに対する比は、０．０２５ミリ秒から０．１２５ミリ秒の範囲である。
【００２２】
いくつかの実施形態において、円錐のみの被覆ダイは、一次被覆組成物として、液体状被覆組成物を用いた一次被覆ダイである。これらの実施形態において、光ファイバの表面の一次被覆組成物の厚さｄｃｏａｔは、１０マイクロメートルと５０マイクロメートルの間である。他の実施形態において、円錐のみの被覆ダイは、二次被覆組成物として、液体状被覆組成物を用いた二次被覆ダイである。これらの実施形態において、光ファイバの表面の二次被覆組成物の厚さｄｃｏａｔは、１０マイクロメートルと５０マイクロメートルの間である。いくつかの実施形態において、円錐のみの被覆ダイは、三次インク被覆組成物として、液体状被覆組成物を用いたインク被覆ダイである。これらの実施形態において、光ファイバの表面の三次インク被覆組成物の厚さｄｃｏａｔは、２マイクロメートルと１０マイクロメートルの間である。
【００２３】
いくつかの実施形態において、円錐のみの被覆ダイの壁部温度ＴＤｉｅは、２５℃と７５℃の間である。他の実施形態において、円錐のみの被覆ダイの温度ＴＤｉｅは、４０℃と７０℃の間である。円錐のみの被覆ダイに入るファイバの温度は、好ましくは、４０℃と８５℃の間である。いくつかの実施形態において、被覆物は、３５℃より高い温度で、ダイに送達される。他の実施形態において、被覆物は、４５℃より高い温度で、ダイに送達される。更に他の実施形態において、被覆物は、５５℃より高い温度で、ダイに送達される。
【００２４】
液体状被覆組成物は、好ましくは、ＵＶ硬化性アクリレート組成物である。いくつかの実施形態において、ファイバの表面で連行された液体状被覆組成物は、ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲である発光スペクトルを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）ＵＶ光源を用いて、下流側で硬化される。
【００２５】
上記実施形態は、好ましいか、および／または、例示したものであり、限定するものではない。添付の請求項の範囲の中で、様々な変更例を検討しうる。
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００２７】
実施形態１  
光ファイバ被覆装置において、
２°≦α≦２５°の半角αで傾いたテーパ状壁部、および、２．２ｍｍ未満の円錐高さＬ１を有する円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さＬ２を有する円筒状部分を含む円錐のみの被覆ダイと、
光ファイバ出口を有するガイドダイであって、前記円錐のみの被覆ダイに隣接して、前記ガイドダイの前記光ファイバ出口と該円錐のみの被覆ダイの入口との間の濡れ長さ（Ｌ５）が、１ｍｍから５ｍｍとなるように配置された該ガイドダイと、
前記円錐のみの被覆ダイ、および、前記ガイドダイを、固定した関係で保持して、該ガイドダイと該円錐のみの被覆ダイとの間に、被覆室を画定する保持部と
を含み、
前記被覆室は、３ｍｍから１０ｍｍである前記光ファイバの軸部から前記保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有するものである装置。
【００２８】
実施形態２  
前記濡れ長さ（Ｌ５）が、４．５ｍｍ未満である、実施形態１に記載の装置。
【００２９】
実施形態３  
前記濡れ長さ（Ｌ５）が、１．５ｍｍ未満である、実施形態１に記載の装置。
【００３０】
実施形態４  
前記被覆室の前記内側半径Ｌ６が、７ｍｍから９ｍｍである、実施形態１から３のいずれか１つに記載の装置。
【００３１】
実施形態５  
前記円錐高さＬ１が、０．２５ｍｍと２．０ｍｍの間である、実施形態１から４のいずれか１つに記載の装置。
【００３２】
実施形態６  
前記ダイ内の潤滑圧は、５００ｐｓｉ（約３．４ＭＰａ）未満である、実施形態１から５のいずれか１つに記載の装置。
【００３３】
実施形態７  
前記被覆室中に形成された渦流の最高温度は、１７５℃未満である、実施形態１から６のいずれか１つに記載の装置。
【００３４】
実施形態８  
前記被覆室中に形成された渦流の最高温度は、１００℃未満である、実施形態１から６のいずれか１つに記載の装置。
【００３５】
実施形態９  
光ファイバがドロー速度Ｖｄで引き出されるファイバ線引き処理中の光ファイバ被覆処理において、
前記引き出される光ファイバを、ガイドダイに通し、次に、円錐のみの被覆ダイを通す工程を含み、
前記円錐のみの被覆ダイは、壁部温度Ｔｄｉｅ、２°≦α≦２５°の半角αで傾いたテーパ状壁部、および、２．２ｍｍ未満の円錐高さＬ１を有する円錐状入口部分、並びに、０．１ｍｍ≦ｄ２≦０．５ｍｍの内径ｄ２、および、０．０５ｍｍ≦Ｌ２≦１．２５ｍｍの円筒高さＬ２を有する円筒状部分を含むものであり、
前記ガイドダイは、光ファイバ出口を有し、前記円錐のみの被覆ダイに隣接して、該ガイドダイの前記光ファイバ出口と該円錐のみの被覆ダイの入口との間の濡れ長さＬ５が、１ｍｍから５ｍｍとなるように配置されたものであり、
前記円錐のみの被覆ダイ、および、前記ガイドダイは、保持部によって、固定した関係で保持されて、該ガイドダイと該円錐のみの被覆ダイとの間に、３ｍｍから１０ｍｍである前記光ファイバから前記保持部の内壁までの内側半径Ｌ６を有する被覆室を画定し、前記被覆室は、該光ファイバが該円錐のみの被覆ダイを通って引き出される時に該光ファイバの表面で連行されて、結果的に、該光ファイバの前記表面に、ｄｃｏａｔの被覆厚さを生じる液体状被覆組成物を、保持するものである処理。
【００３６】
実施形態１０  
前記濡れ長さ（Ｌ５）は、４．５ｍｍ未満である、実施形態９に記載の処理。
【００３７】
実施形態１１  
前記被覆室の内側半径Ｌ６は、７ｍｍから９ｍｍである、実施形態９または１０に記載の処理。
【００３８】
実施形態１２  
前記円錐高さＬ１は、０．２５ｍｍと２．０ｍｍの間である、実施形態９から１１のいずれか１つに記載の処理。
【００３９】
実施形態１３  
前記ドロー速度Ｖｄは、４５ｍ／秒より速いものである、実施形態９から１２のいずれか１つに記載の処理。
【００４０】
実施形態１４  
前記ドロー速度Ｖｄは、６０ｍ／秒より速いものである、実施形態９から１２のいずれか１つに記載の処理。
【００４１】
実施形態１５  
前記濡れ長さＬ５の前記ドロー速度Ｖｄに対する比は、０．０１ミリ秒と０．１５ミリ秒の間である、実施形態９から１２のいずれか１つに記載の処理。
【００４２】
実施形態１６  
前記濡れ長さＬ５の前記ドロー速度Ｖｄに対する比は、０．０２５ミリ秒と０．１２５ミリ秒の間である、実施形態９から１２のいずれか１つに記載の処理。
【００４３】
実施形態１７  
前記光ファイバの前記表面の前記液体状被覆組成物の前記厚さｄｃｏａｔは、２マイクロメートルと５０マイクロメートルの間である、実施形態９から１６のいずれか１つに記載の処理。
【００４４】
実施形態１８  
前記光ファイバの前記表面で連行される前記液体状被覆組成物は、ＵＶ硬化性アクリレート酸組成物であり、ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの間の範囲である発光スペクトルを有する発光ダイオードＵＶ光源を用いて硬化されるものである、実施形態９から１７のいずれか１つに記載の処理。
【００４５】
実施形態１９  
前記円錐のみの被覆ダイは、一次被覆ダイであり、前記光ファイバの前記表面で連行される前記液体状被覆組成物は、一次被覆物であり、該光ファイバの該表面の該液体状一次被覆組成物の前記厚さｄｃｏａｔは、１０マイクロメートルと５０マイクロメートルの間である、実施形態９から１８のいずれか１つに記載の処理。
【００４６】
実施形態２０  
前記円錐のみの被覆ダイは、二次被覆ダイであり、前記光ファイバの前記表面で連行される前記液体状被覆組成物は、二次被覆物であり、該光ファイバの前記表面の該液体状二次被覆組成物の前記厚さｄｃｏａｔは、１０マイクロメートルと５０マイクロメートルの間である、実施形態９から１８のいずれか１つに記載の処理。
【００４７】
実施形態２１  
前記円錐のみの被覆ダイは、三次インク被覆ダイであり、前記光ファイバの前記表面で連行される前記液体状被覆組成物は、インク層であり、該光ファイバの前記表面の該液体状インク被覆組成物の前記厚さｄｃｏａｔは、２マイクロメートルと１０マイクロメートルの間である、実施形態９から１８のいずれか１つに記載の処理。
【００４８】
実施形態２２  
前記円錐のみの被覆ダイの壁部温度Ｔｄｉｅは、２５℃と７５℃の間である、実施形態９から２１のいずれか１つに記載の処理。
【００４９】
実施形態２３  
前記円錐のみの被覆ダイに入る時の前記ファイバの温度は、４０℃と８５℃の間である、実施形態９から２２のいずれか１つに記載の処理。
【符号の説明】
【００５０】
１  炉
２  冷却装置
３  一次被覆部
４、７  硬化装置
６  二次被覆部
２５  渦流
３０  ベル状部分
３２  テーパ状部分
３４  ランド部分
５０  円錐のみの被覆ダイ
５２  円錐領域
５４  円筒状ランド領域
５５  円筒状脚部分
５８  ダイ保持部
６２  被覆室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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