JP2004338972A - 光ファイバの製造方法及び製造装置 - Google Patents
光ファイバの製造方法及び製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004338972A JP2004338972A JP2003134538A JP2003134538A JP2004338972A JP 2004338972 A JP2004338972 A JP 2004338972A JP 2003134538 A JP2003134538 A JP 2003134538A JP 2003134538 A JP2003134538 A JP 2003134538A JP 2004338972 A JP2004338972 A JP 2004338972A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- temperature
- furnace
- spinning
- annealing furnace
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
- C03B37/02718—Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
- C03B37/02727—Annealing or re-heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/55—Cooling or annealing the drawn fibre prior to coating using a series of coolers or heaters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/56—Annealing or re-heating the drawn fibre prior to coating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
【課題】光ファイバの製造において、光ファイバ裸線を冷却する際に、紡糸の高速度を保ちながらも限られたスペースのなかで効率的に徐冷を行い、耐水素特性の良好な光ファイバを製造できるようにする。
【解決手段】紡糸炉１と徐冷炉４との間に設けた温度調整装置６により、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度を９００〜１３００℃の範囲に調整する。好ましくは、徐冷炉４内の温度と前記入線温度が同一になるように調整する。この温度調整装置６は、熱伝導率の異なる二種類のガスで満たされており、これらのガスの供給量は、徐冷炉４上部における光ファイバ裸線３の温度に基づいて制御されている。徐冷炉４において光ファイバ裸線３を０．１〜０．５秒間徐冷し、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下である光ファイバ素線を提供する。
【選択図】 図１
【解決手段】紡糸炉１と徐冷炉４との間に設けた温度調整装置６により、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度を９００〜１３００℃の範囲に調整する。好ましくは、徐冷炉４内の温度と前記入線温度が同一になるように調整する。この温度調整装置６は、熱伝導率の異なる二種類のガスで満たされており、これらのガスの供給量は、徐冷炉４上部における光ファイバ裸線３の温度に基づいて制御されている。徐冷炉４において光ファイバ裸線３を０．１〜０．５秒間徐冷し、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下である光ファイバ素線を提供する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの製造装置及び製造方法に関するものである。特に、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整し、紡糸速度を高速化しても耐水素特性の良好な光ファイバを得られるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野で広く用いられている石英系光ファイバの製造において、一般に、石英ガラス系を主成分とする光ファイバ母材を気相軸付法（ＶＡＤ法）、外付法（ＯＶＤ法）、内付法（ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法）などにより製造し、紡糸炉により溶融紡糸を行い光ファイバ裸線とする。この光ファイバ裸線をコーターにおいてまず紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で一次被覆し、引き続き紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で二次被覆することで光ファイバ素線を形成する。近年、光ファイバへの需要が高まるに伴って、光ファイバの生産性の向上が望まれ、光ファイバの紡糸速度は高速化する傾向にある。
【０００３】
光ファイバの温度は、溶融紡糸の際に約２０００℃の高温に達するが、これに樹脂の被覆を行うためには、溶融紡糸した光ファイバ裸線を短時間で急冷することが必要である。このため、紡糸炉と被覆を行うコーターの間に冷却筒を設け、これにより光ファイバ裸線を５０００〜３００００℃／秒の冷却速度で冷却するようになっている。
【０００４】
ところで、光ファイバの伝送損失の要因のひとつとして、水酸基（ＯＨ基）による光の吸収がある。この水酸基は、光ファイバ内に含まれる非架橋酸素ホールセンター（Ｎｏｎ ｂｒｉｄｇｉｎｇ ｏｘｙｇｅｎ ｈｏｌｅ ｃｅｎｔｅｒ）などの欠陥と水素が結合して生成するものである。例えば光ファイバケーブルを海底などに敷設した場合、光ファイバ中に水素が拡散してきて損失が増加するが、この水素に対する耐性は耐水素特性と呼ばれ、水素試験と呼ばれる試験で調べることができる。水素試験は、例えば、光ファイバを水素雰囲気中に約４０時間放置し、放置前後で測定した損失値を比較することにより行われる。このような水素試験により、耐水素特性の悪い光ファイバは、１．３８μｍでのＯＨ吸収ピークが大きく増加し、１．５２μｍに吸収ピークが現れることが知られている。
【０００５】
光ファイバ内の非架橋酸素ホールセンターを含む前記欠陥は、光ファイバ母材を高温で溶融すると発生し、これを急冷却すると、冷却後の光ファイバ内部に前記欠陥がそのまま残留する。このため、かかる耐水素特性の改善のためには、溶融した光ファイバ裸線を冷却する際に、これをゆっくりと冷却し、すなわち徐冷し、非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥を徐冷中に再結合させ、冷却後の光ファイバ中に残存する前記欠陥を減少させることが好ましい。
【０００６】
図４は、従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
図４において、符号１は紡糸炉を示す。この紡糸炉１の内部には、光ファイバ母材２が収められており、この光ファイバ母材２は、気相軸付法などにより製造された石英ガラス系を主成分とするものである。紡糸炉１にはアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などのガスが供給され、約２０００℃の高温で光ファイバ母材２を溶融紡糸する。溶融紡糸された光ファイバ母材２はその直径が約１２５μｍである光ファイバ裸線３となる。
図４において、符号４は徐冷炉を示す。この徐冷炉４は紡糸炉２と間隔を配して設けられている。徐冷炉４は、窒素、アルゴンなどのガスで満たされ、溶融紡糸された光ファイバ裸線３を徐冷するものである。徐冷炉を通過した光ファイバ裸線３は次に冷却筒５において急冷され、図示しない樹脂被覆を行うコーターへと送られる。
【０００７】
しかしながら、従来、徐冷炉は、紡糸炉を出た光ファイバ裸線の温度が所定の範囲において徐冷するために、これの設置位置を調整する必要があった。このため、光ファイバを高速温度で紡糸する際、紡糸炉出口と徐冷炉との間にかなりの距離を置く必要があるという設備上の不都合が生じていた。また、伝送損失のうちレイリー散乱には触れているものの、耐水素特性に言及しているものはない。
【０００８】
光ファイバの冷却に徐冷炉を用いて徐冷する技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３３５９３５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１４５２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、光ファイバ裸線を冷却する際に、紡糸の高速度を保ちながらも限られたスペースのなかで効率的に徐冷を行い、耐水素特性の良好な光ファイバを製造できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃に調節する温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置を提供する。
請求項２の発明は、前記温度調整装置が、一種類以上のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて前記温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置が設けられたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項５の発明は、徐冷炉との間に隙間を配して前記温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に温度調整装置を設け、この温度調整装置により光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃に設定することを特徴とする光ファイバの製造方法である。
請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度と徐冷炉の温度とを同一にすることを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷することを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項９の発明は、請求項６ないし８のいずれかの光ファイバの製造方法によって製造され、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ心線を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明者は、耐水素特性を改善するためには、ＳｉＯ２を主成分とする一般的なシングルモードファイバの場合、８００〜１３００℃の温度域で徐冷するのがよいことを発見した。好ましくは、９００〜１１００℃がよい。さらに好ましくは、これらの温度域のいずれかの一定温度を保つのがよいことを知見した。
【００１３】
図１は、本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。この製造装置は、紡糸炉１と徐冷炉４との間に温度調整装置６を設置し、徐冷炉４上部に光ファイバ裸線３の温度を測定し、この温度に基づいて温度調整装置６へのガス供給量を制御する制御装置を設けた以外は図４に示した製造装置と同様である。
図１において符号１は紡糸炉を示す。紡糸炉１の中には光ファイバ母材２が収容され、この光ファイバ母材２の先端部分を高温で加熱し、溶融紡糸するようになっている。
【００１４】
図中符号６は、温度調整装置を示す。この温度調整装置６は、光ファイバ裸線３が走行する長さ１０〜１００ｃｍ、内径５〜５０ｍｍの真鍮、アルミなどからなる中心管６１を有しており、この中心管６１内部に雰囲気ガスを供給するガス導入管６２と、この雰囲気ガスを排出するガス排出管６３が設けられている。また、中心管６１の周囲には、冷却用のジャケット６４が設けられ、このジャケット６４の内部に冷却水などの冷媒を供給できるようになっている。また、ガス導入管６２は、管６５を介して二基のガス供給源６６，６７に接続されている。
【００１５】
図中符号１１は、徐冷炉４に入線する光ファイバ裸線の温度を測定する赤外温度計を示し、この赤外温度計１１からの温度信号が制御装置１２に入力されるようになっている。この制御装置１２は、この入力された温度信号に基づいて、二基のガス供給源６６，６７の開閉弁６６ａ、６７ａの開度を調整し、ガス導入管６２から中心管６１に供給される雰囲気ガスの混合比率を制御するようになっている。
【００１６】
ガス供給源６６，６７の一方からは、熱伝導率の高いヘリウムが、他方からは熱伝導率の低いアルゴンや窒素などが供給され、これらガスの混合比率を変化させることで、中心管６１内部の雰囲気ガスの熱伝導率を変化させ、これによって中心管６１における冷却能力を制御できるようになっている。さらに、ジャケット６４内に供給する冷媒の温度、流量を調整することでも中心管６１での冷却能力を変化させることができる。
【００１７】
徐冷炉４は、その内部に光ファイバ裸線３の通る炉心管と、この炉心管内部の雰囲気を加熱するヒータを具備している。この徐冷炉４は空気、窒素、アルゴンなどが供給されていて、炉心管内の温度が５０〜１５００℃の範囲に制御できるようになっている。この徐冷炉４の炉心管の炉長は、紡糸線速が２００〜１５００ｍ／分のとき、光ファイバが徐冷される徐冷時間が０．１〜０．５秒となる３０〜１０００ｃｍである。また、この徐冷炉４は、これと温度調整装置６の間に１０〜１００ｃｍの間隔を配した位置に設けられている。このため、温度調整装置６を出た光ファイバ裸線３は、いったん外気にさらされ、徐冷炉４内のガスと温度調整装置６内のガスとが混ざらないようになっている。
【００１８】
また、図１において、符号５は冷却筒を示し、ヘリウム、窒素、アルゴンなどのガスで満たされている。この冷却筒５は、徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を樹脂被覆が可能な温度、すなわち常温〜１００℃位にまで冷却するものである。
【００１９】
図１のような光ファイバの製造装置を用いた、本発明の光ファイバの製造方法を以下説明する。
最初に、紡糸炉１の内部に、気相軸付法（ＶＡＤ法）などにより製造した光ファイバ母材２を収め、その先端部を約２０００℃の高温で加熱し、溶融紡糸し、光ファイバ裸線３とする。このときの光ファイバ裸線３の温度は約１３００〜１８００℃である。
【００２０】
つぎに、光ファイバ裸線３をただちに温度調整装置６に送り込み、これによって冷却する。このとき、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同等あるいはそれより高くなるようにする。前記入線温度が徐冷炉４の温度より低いと、徐冷が効率的に行われず、好ましくない。
【００２１】
上記のように、光ファイバの耐水素特性を改善するためには、徐冷炉４によって光ファイバ裸線３を８００〜１３００℃の範囲で徐冷するのが好ましい。さらに好ましくは、９００〜１１００℃であるとよい。このため、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が９００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃となるようにその温度を調整する。
【００２２】
また、光ファイバの耐水素特性の改善のためにはこれが徐冷炉４内で９００〜１１００℃の範囲のなかで一定温度に保たれることがより好ましい。このため、温度調整装置６において光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同じになるように調整することが最も好ましい。
【００２３】
このようにして、光ファイバ裸線３の温度を温度調整装置６により調整し、つぎにこれを徐冷炉４へと送る。このとき、徐冷炉４の温度を８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃に設定する。光ファイバの耐水素特性は、通常徐冷時間が長ければ長いほど改善される。しかし、徐冷時間が０．５秒を超えると徐冷炉４の炉長が長くなり、大型化して設備上の観点から好ましくない。また、徐冷時間が０．１秒以下では前記改善はあまり見られない。したがって、徐冷炉４における光ファイバ裸線３の徐冷時間は、０．１〜０．５秒が好ましい。
【００２４】
このとき、上記のように、徐冷炉４の上部において赤外温度計１１により光ファイバ裸線３の入線温度を測定する。この温度が目標値を外れているときには、制御装置１２を介してガス供給源の開閉弁６６ａ，６７ａを調整する。こうして、ガス供給源６６，６７の供給量を変化させ、温度調整装置６の冷却能力を調整する。
【００２５】
徐冷炉４において０．１〜０．５秒間光ファイバ裸線３を徐冷し、つぎに徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を冷却筒５によってさらに冷却する。この際、冷却筒５を出たときの光ファイバ裸線３の温度が常温〜１００℃となるように冷却する。
最後に、冷却筒５において冷却された光ファイバ裸線３を、図示しないコーターにおいて一次及び二次被覆を行い、光ファイバ素線を形成する。
【００２６】
このような光ファイバの製造方法においては、紡糸炉１で溶融紡糸された光ファイバ裸線３を温度調整装置６により温度調整し、徐冷炉４において８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度に０．１〜０．５秒間保つため、溶融紡糸時に光ファイバ裸線内に発生した非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥が十分に再結合してその大部分が消滅し、こうして得られる光ファイバの耐水素特性が良好となる。
前記温度調整装置６は、光ファイバ母材の種類、サイズ、形状等に限定されることもなく、また２００〜１５００ｍ／分の幅広い紡糸線速に対応できる。
【００２７】
本発明による光ファイバの製造装置は、温度調整装置６を用いて徐冷炉４への光ファイバ裸線３の入線温度を調整するため、炉長の長い大型の徐冷炉を必要とせず、さらに紡糸炉１と徐冷炉４との距離を著しく置く必要もないため、設備的に無理がない。
【００２８】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
【００２９】
共通条件
光ファイバ裸線：外径１２５μｍ，波長１．３μｍ伝送用シングルモードファイバ
一次及び二次被覆材：ウレタンーアクリレート系紫外線硬化型樹脂
被覆径：２５０μｍ
紡糸線速：２００〜１５００ｍ／分
【００３０】
実施例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１５００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３１】
実施例２
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１３００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３２】
実施例３
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３３】
比較例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置なし、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から１．３ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。
【００３４】
実施例４
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度８００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度９５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３５】
実施例５
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度６００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度８５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３６】
比較例２
紡糸速度１０００ｍ／分、温度調整装置なし、徐冷炉なし、自然冷却により紡糸炉出口の１．７ｍ後の光ファイバ裸線の温度６００℃、得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００３７】
以上の実施例１ないし５ならびに比較例１及び２の結果を、表１、表２、及び図２に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
図２は、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。図２から、ファイバ入線温度が８００〜１３００℃の範囲であれば、耐水素特性がある程度改善されることが確認できる。これは、表１より、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度及び徐冷炉からの出線温度を見ると、前記入線温度が６００℃、１５００℃の場合は、出線温度がそれぞれ８５０℃、１１５０℃であり、耐水素特性の改善に効果のある徐冷好温度域である８００〜１３００℃の範囲で徐冷される時間が短いことが原因と考えられる。
【００４１】
また、表１及び図２から、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と徐冷炉内の温度が同等である実施例３が最も耐水素特性の改善がなされていることがわかる。すなわち、耐水素特性の改善には、８００〜１３００℃の範囲内の一定温度で保たれるのが最も効果的である。
【００４２】
さらに、表２より、温度調整装置の有無による耐水素特性の変化は見られないことが分かる。このことから、温度調整装置を設けることにより紡糸炉と徐冷炉との間の間隔を短縮することが可能になり、限られた建屋の高さを有効に使用することができるようになる。
【００４３】
実施例６
紡糸速度１２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０８５秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３８ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４４】
実施例７
紡糸速度１５００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０６８秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４５】
実施例８
紡糸速度８００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１３秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２１ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４６】
実施例９
紡糸速度４００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．２６秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１４ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４７】
実施例１０
紡糸速度２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．５１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４８】
以上の実施例６ないし１０の結果を表３及び図３に示す。
【００４９】
【表３】
【００５０】
図３は、光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。表３及び図３から、光ファイバ裸線の耐水素特性の改善には、光ファイバ裸線の徐冷時間は０．１〜０．５秒位でよいことが分かる。これは、徐冷時間は長ければ長いほど耐水素特性は改善されるが、徐冷時間を長くするために紡糸線速を低下させすぎることは好ましくないからである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による光ファイバの製造装置は、紡糸炉と徐冷炉との間に温度調整装置を設けたものであるので、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃の範囲に調整することができる。請求項２の発明は、前記温度調整装置が一種類以上のガスで満たされているものであるので、このガスにより光ファイバ裸線の温度調整をすることができる。請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされているものであるので、これら二種類のガスの混合比を調整することによって、光ファイバ裸線の温度調整を行うことができる。
【００５２】
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置を設けたものであるので、これにより光ファイバ裸線の温度調整が可能である。請求項５の発明は、前記温度調整装置が、徐冷炉との間に隙間を配して設けられているものであるので、徐冷炉及び温度調整装置内部のガスが混ざることがなく、適切な温度調整ができる。
【００５３】
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、この紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に設けた温度調整装置で光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃とするものであるので、耐水素特性の良好な光ファイバが製造できるようにしたものである。請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度が徐冷炉の温度と同じになるようにしたものであるので、効率的に耐水素特性の改善を行うことができる。
【００５４】
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷するものであるので、設備コストを上げたり紡糸線速を低下したりせずに徐冷を行えるようにしたものである。請求項９の発明は、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線であるので、これの耐水素特性は良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図３】光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図４】従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】１・・・紡糸炉、２・・・光ファイバ母材、３・・・光ファイバ裸線、４・・・徐冷炉、６・・・温度調整装置、１２・・・制御装置、６１・・・中心管、６２・・・ガス導入管、６３・・・ガス排出管。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの製造装置及び製造方法に関するものである。特に、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整し、紡糸速度を高速化しても耐水素特性の良好な光ファイバを得られるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野で広く用いられている石英系光ファイバの製造において、一般に、石英ガラス系を主成分とする光ファイバ母材を気相軸付法（ＶＡＤ法）、外付法（ＯＶＤ法）、内付法（ＣＶＤ法、ＭＣＶＤ法、ＰＣＶＤ法）などにより製造し、紡糸炉により溶融紡糸を行い光ファイバ裸線とする。この光ファイバ裸線をコーターにおいてまず紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で一次被覆し、引き続き紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材で二次被覆することで光ファイバ素線を形成する。近年、光ファイバへの需要が高まるに伴って、光ファイバの生産性の向上が望まれ、光ファイバの紡糸速度は高速化する傾向にある。
【０００３】
光ファイバの温度は、溶融紡糸の際に約２０００℃の高温に達するが、これに樹脂の被覆を行うためには、溶融紡糸した光ファイバ裸線を短時間で急冷することが必要である。このため、紡糸炉と被覆を行うコーターの間に冷却筒を設け、これにより光ファイバ裸線を５０００〜３００００℃／秒の冷却速度で冷却するようになっている。
【０００４】
ところで、光ファイバの伝送損失の要因のひとつとして、水酸基（ＯＨ基）による光の吸収がある。この水酸基は、光ファイバ内に含まれる非架橋酸素ホールセンター（Ｎｏｎ ｂｒｉｄｇｉｎｇ ｏｘｙｇｅｎ ｈｏｌｅ ｃｅｎｔｅｒ）などの欠陥と水素が結合して生成するものである。例えば光ファイバケーブルを海底などに敷設した場合、光ファイバ中に水素が拡散してきて損失が増加するが、この水素に対する耐性は耐水素特性と呼ばれ、水素試験と呼ばれる試験で調べることができる。水素試験は、例えば、光ファイバを水素雰囲気中に約４０時間放置し、放置前後で測定した損失値を比較することにより行われる。このような水素試験により、耐水素特性の悪い光ファイバは、１．３８μｍでのＯＨ吸収ピークが大きく増加し、１．５２μｍに吸収ピークが現れることが知られている。
【０００５】
光ファイバ内の非架橋酸素ホールセンターを含む前記欠陥は、光ファイバ母材を高温で溶融すると発生し、これを急冷却すると、冷却後の光ファイバ内部に前記欠陥がそのまま残留する。このため、かかる耐水素特性の改善のためには、溶融した光ファイバ裸線を冷却する際に、これをゆっくりと冷却し、すなわち徐冷し、非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥を徐冷中に再結合させ、冷却後の光ファイバ中に残存する前記欠陥を減少させることが好ましい。
【０００６】
図４は、従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
図４において、符号１は紡糸炉を示す。この紡糸炉１の内部には、光ファイバ母材２が収められており、この光ファイバ母材２は、気相軸付法などにより製造された石英ガラス系を主成分とするものである。紡糸炉１にはアルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などのガスが供給され、約２０００℃の高温で光ファイバ母材２を溶融紡糸する。溶融紡糸された光ファイバ母材２はその直径が約１２５μｍである光ファイバ裸線３となる。
図４において、符号４は徐冷炉を示す。この徐冷炉４は紡糸炉２と間隔を配して設けられている。徐冷炉４は、窒素、アルゴンなどのガスで満たされ、溶融紡糸された光ファイバ裸線３を徐冷するものである。徐冷炉を通過した光ファイバ裸線３は次に冷却筒５において急冷され、図示しない樹脂被覆を行うコーターへと送られる。
【０００７】
しかしながら、従来、徐冷炉は、紡糸炉を出た光ファイバ裸線の温度が所定の範囲において徐冷するために、これの設置位置を調整する必要があった。このため、光ファイバを高速温度で紡糸する際、紡糸炉出口と徐冷炉との間にかなりの距離を置く必要があるという設備上の不都合が生じていた。また、伝送損失のうちレイリー散乱には触れているものの、耐水素特性に言及しているものはない。
【０００８】
光ファイバの冷却に徐冷炉を用いて徐冷する技術に関する先行技術文献としては、以下のようなものがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３３５９３５号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１４５２６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、光ファイバ裸線を冷却する際に、紡糸の高速度を保ちながらも限られたスペースのなかで効率的に徐冷を行い、耐水素特性の良好な光ファイバを製造できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、請求項１の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃に調節する温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置を提供する。
請求項２の発明は、前記温度調整装置が、一種類以上のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされていることを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて前記温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置が設けられたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項５の発明は、徐冷炉との間に隙間を配して前記温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置である。
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉とこの紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に温度調整装置を設け、この温度調整装置により光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃に設定することを特徴とする光ファイバの製造方法である。
請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度と徐冷炉の温度とを同一にすることを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷することを特徴とする前記光ファイバの製造方法である。
請求項９の発明は、請求項６ないし８のいずれかの光ファイバの製造方法によって製造され、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ心線を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明者は、耐水素特性を改善するためには、ＳｉＯ２を主成分とする一般的なシングルモードファイバの場合、８００〜１３００℃の温度域で徐冷するのがよいことを発見した。好ましくは、９００〜１１００℃がよい。さらに好ましくは、これらの温度域のいずれかの一定温度を保つのがよいことを知見した。
【００１３】
図１は、本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。この製造装置は、紡糸炉１と徐冷炉４との間に温度調整装置６を設置し、徐冷炉４上部に光ファイバ裸線３の温度を測定し、この温度に基づいて温度調整装置６へのガス供給量を制御する制御装置を設けた以外は図４に示した製造装置と同様である。
図１において符号１は紡糸炉を示す。紡糸炉１の中には光ファイバ母材２が収容され、この光ファイバ母材２の先端部分を高温で加熱し、溶融紡糸するようになっている。
【００１４】
図中符号６は、温度調整装置を示す。この温度調整装置６は、光ファイバ裸線３が走行する長さ１０〜１００ｃｍ、内径５〜５０ｍｍの真鍮、アルミなどからなる中心管６１を有しており、この中心管６１内部に雰囲気ガスを供給するガス導入管６２と、この雰囲気ガスを排出するガス排出管６３が設けられている。また、中心管６１の周囲には、冷却用のジャケット６４が設けられ、このジャケット６４の内部に冷却水などの冷媒を供給できるようになっている。また、ガス導入管６２は、管６５を介して二基のガス供給源６６，６７に接続されている。
【００１５】
図中符号１１は、徐冷炉４に入線する光ファイバ裸線の温度を測定する赤外温度計を示し、この赤外温度計１１からの温度信号が制御装置１２に入力されるようになっている。この制御装置１２は、この入力された温度信号に基づいて、二基のガス供給源６６，６７の開閉弁６６ａ、６７ａの開度を調整し、ガス導入管６２から中心管６１に供給される雰囲気ガスの混合比率を制御するようになっている。
【００１６】
ガス供給源６６，６７の一方からは、熱伝導率の高いヘリウムが、他方からは熱伝導率の低いアルゴンや窒素などが供給され、これらガスの混合比率を変化させることで、中心管６１内部の雰囲気ガスの熱伝導率を変化させ、これによって中心管６１における冷却能力を制御できるようになっている。さらに、ジャケット６４内に供給する冷媒の温度、流量を調整することでも中心管６１での冷却能力を変化させることができる。
【００１７】
徐冷炉４は、その内部に光ファイバ裸線３の通る炉心管と、この炉心管内部の雰囲気を加熱するヒータを具備している。この徐冷炉４は空気、窒素、アルゴンなどが供給されていて、炉心管内の温度が５０〜１５００℃の範囲に制御できるようになっている。この徐冷炉４の炉心管の炉長は、紡糸線速が２００〜１５００ｍ／分のとき、光ファイバが徐冷される徐冷時間が０．１〜０．５秒となる３０〜１０００ｃｍである。また、この徐冷炉４は、これと温度調整装置６の間に１０〜１００ｃｍの間隔を配した位置に設けられている。このため、温度調整装置６を出た光ファイバ裸線３は、いったん外気にさらされ、徐冷炉４内のガスと温度調整装置６内のガスとが混ざらないようになっている。
【００１８】
また、図１において、符号５は冷却筒を示し、ヘリウム、窒素、アルゴンなどのガスで満たされている。この冷却筒５は、徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を樹脂被覆が可能な温度、すなわち常温〜１００℃位にまで冷却するものである。
【００１９】
図１のような光ファイバの製造装置を用いた、本発明の光ファイバの製造方法を以下説明する。
最初に、紡糸炉１の内部に、気相軸付法（ＶＡＤ法）などにより製造した光ファイバ母材２を収め、その先端部を約２０００℃の高温で加熱し、溶融紡糸し、光ファイバ裸線３とする。このときの光ファイバ裸線３の温度は約１３００〜１８００℃である。
【００２０】
つぎに、光ファイバ裸線３をただちに温度調整装置６に送り込み、これによって冷却する。このとき、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同等あるいはそれより高くなるようにする。前記入線温度が徐冷炉４の温度より低いと、徐冷が効率的に行われず、好ましくない。
【００２１】
上記のように、光ファイバの耐水素特性を改善するためには、徐冷炉４によって光ファイバ裸線３を８００〜１３００℃の範囲で徐冷するのが好ましい。さらに好ましくは、９００〜１１００℃であるとよい。このため、光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が９００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃となるようにその温度を調整する。
【００２２】
また、光ファイバの耐水素特性の改善のためにはこれが徐冷炉４内で９００〜１１００℃の範囲のなかで一定温度に保たれることがより好ましい。このため、温度調整装置６において光ファイバ裸線３の徐冷炉４への入線温度が徐冷炉４内の温度と同じになるように調整することが最も好ましい。
【００２３】
このようにして、光ファイバ裸線３の温度を温度調整装置６により調整し、つぎにこれを徐冷炉４へと送る。このとき、徐冷炉４の温度を８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃に設定する。光ファイバの耐水素特性は、通常徐冷時間が長ければ長いほど改善される。しかし、徐冷時間が０．５秒を超えると徐冷炉４の炉長が長くなり、大型化して設備上の観点から好ましくない。また、徐冷時間が０．１秒以下では前記改善はあまり見られない。したがって、徐冷炉４における光ファイバ裸線３の徐冷時間は、０．１〜０．５秒が好ましい。
【００２４】
このとき、上記のように、徐冷炉４の上部において赤外温度計１１により光ファイバ裸線３の入線温度を測定する。この温度が目標値を外れているときには、制御装置１２を介してガス供給源の開閉弁６６ａ，６７ａを調整する。こうして、ガス供給源６６，６７の供給量を変化させ、温度調整装置６の冷却能力を調整する。
【００２５】
徐冷炉４において０．１〜０．５秒間光ファイバ裸線３を徐冷し、つぎに徐冷炉４を出た光ファイバ裸線３を冷却筒５によってさらに冷却する。この際、冷却筒５を出たときの光ファイバ裸線３の温度が常温〜１００℃となるように冷却する。
最後に、冷却筒５において冷却された光ファイバ裸線３を、図示しないコーターにおいて一次及び二次被覆を行い、光ファイバ素線を形成する。
【００２６】
このような光ファイバの製造方法においては、紡糸炉１で溶融紡糸された光ファイバ裸線３を温度調整装置６により温度調整し、徐冷炉４において８００〜１３００℃、好ましくは９００〜１１００℃の温度に０．１〜０．５秒間保つため、溶融紡糸時に光ファイバ裸線内に発生した非架橋酸素ホールセンターを含む欠陥が十分に再結合してその大部分が消滅し、こうして得られる光ファイバの耐水素特性が良好となる。
前記温度調整装置６は、光ファイバ母材の種類、サイズ、形状等に限定されることもなく、また２００〜１５００ｍ／分の幅広い紡糸線速に対応できる。
【００２７】
本発明による光ファイバの製造装置は、温度調整装置６を用いて徐冷炉４への光ファイバ裸線３の入線温度を調整するため、炉長の長い大型の徐冷炉を必要とせず、さらに紡糸炉１と徐冷炉４との距離を著しく置く必要もないため、設備的に無理がない。
【００２８】
【実施例】
以下、具体的な実施例を示して本発明の効果を明らかにする。
【００２９】
共通条件
光ファイバ裸線：外径１２５μｍ，波長１．３μｍ伝送用シングルモードファイバ
一次及び二次被覆材：ウレタンーアクリレート系紫外線硬化型樹脂
被覆径：２５０μｍ
紡糸線速：２００〜１５００ｍ／分
【００３０】
実施例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１５００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３１】
実施例２
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１３００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１１００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３２ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３２】
実施例３
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３３】
比較例１
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置なし、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から１．３ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２５ｄＢ／ｋｍであった。
【００３４】
実施例４
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度８００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度９５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３５】
実施例５
紡糸速度１０００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度６００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度８５０℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０４５ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００３６】
比較例２
紡糸速度１０００ｍ／分、温度調整装置なし、徐冷炉なし、自然冷却により紡糸炉出口の１．７ｍ後の光ファイバ裸線の温度６００℃、得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０８０ｄＢ／ｋｍであった。
【００３７】
以上の実施例１ないし５ならびに比較例１及び２の結果を、表１、表２、及び図２に示す。
【００３８】
【表１】
【表２】
図２は、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。図２から、ファイバ入線温度が８００〜１３００℃の範囲であれば、耐水素特性がある程度改善されることが確認できる。これは、表１より、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度及び徐冷炉からの出線温度を見ると、前記入線温度が６００℃、１５００℃の場合は、出線温度がそれぞれ８５０℃、１１５０℃であり、耐水素特性の改善に効果のある徐冷好温度域である８００〜１３００℃の範囲で徐冷される時間が短いことが原因と考えられる。
【００４１】
また、表１及び図２から、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と徐冷炉内の温度が同等である実施例３が最も耐水素特性の改善がなされていることがわかる。すなわち、耐水素特性の改善には、８００〜１３００℃の範囲内の一定温度で保たれるのが最も効果的である。
【００４２】
さらに、表２より、温度調整装置の有無による耐水素特性の変化は見られないことが分かる。このことから、温度調整装置を設けることにより紡糸炉と徐冷炉との間の間隔を短縮することが可能になり、限られた建屋の高さを有効に使用することができるようになる。
【００４３】
実施例６
紡糸速度１２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０８５秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０３８ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４４】
実施例７
紡糸速度１５００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．０６８秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０５０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４５】
実施例８
紡糸速度８００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．１３秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０２１ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４６】
実施例９
紡糸速度４００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．２６秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１４ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４７】
実施例１０
紡糸速度２００ｍ／分、徐冷炉温度１０００℃、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度１０００℃、温度調整装置あり、徐冷炉の位置：紡糸炉出口から０．５ｍ、徐冷長１．７ｍ、徐冷時間０．５１秒、徐冷炉出口での光ファイバ裸線の温度１０００℃の条件で徐冷を行った。得られた光ファイバの水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分は０．０１０ｄＢ／ｋｍであった。なお、紡糸炉と徐冷炉の間に温度調整装置を設け、これにはアルゴン及びヘリウムを供給し、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を調整した。
【００４８】
以上の実施例６ないし１０の結果を表３及び図３に示す。
【００４９】
【表３】
図３は、光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の１３８３ｎｍでの伝送損失増加分との関係を示すグラフである。表３及び図３から、光ファイバ裸線の耐水素特性の改善には、光ファイバ裸線の徐冷時間は０．１〜０．５秒位でよいことが分かる。これは、徐冷時間は長ければ長いほど耐水素特性は改善されるが、徐冷時間を長くするために紡糸線速を低下させすぎることは好ましくないからである。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明による光ファイバの製造装置は、紡糸炉と徐冷炉との間に温度調整装置を設けたものであるので、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃の範囲に調整することができる。請求項２の発明は、前記温度調整装置が一種類以上のガスで満たされているものであるので、このガスにより光ファイバ裸線の温度調整をすることができる。請求項３の発明は、前記温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされているものであるので、これら二種類のガスの混合比を調整することによって、光ファイバ裸線の温度調整を行うことができる。
【００５２】
請求項４の発明は、徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置を設けたものであるので、これにより光ファイバ裸線の温度調整が可能である。請求項５の発明は、前記温度調整装置が、徐冷炉との間に隙間を配して設けられているものであるので、徐冷炉及び温度調整装置内部のガスが混ざることがなく、適切な温度調整ができる。
【００５３】
請求項６の発明は、光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、この紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に設けた温度調整装置で光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃とするものであるので、耐水素特性の良好な光ファイバが製造できるようにしたものである。請求項７の発明は、徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度が徐冷炉の温度と同じになるようにしたものであるので、効率的に耐水素特性の改善を行うことができる。
【００５４】
請求項８の発明は、光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷するものであるので、設備コストを上げたり紡糸線速を低下したりせずに徐冷を行えるようにしたものである。請求項９の発明は、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ素線であるので、これの耐水素特性は良好である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図３】光ファイバ裸線の徐冷時間と水素試験後１３８３ｎｍでの損失増加分との関係を示すグラフである。
【図４】従来の光ファイバの製造装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】１・・・紡糸炉、２・・・光ファイバ母材、３・・・光ファイバ裸線、４・・・徐冷炉、６・・・温度調整装置、１２・・・制御装置、６１・・・中心管、６２・・・ガス導入管、６３・・・ガス排出管。
Claims (9)
- 光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、この紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に、光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃に調節する温度調整装置を設けたことを特徴とする光ファイバの製造装置。
- 温度調整装置が、一種類以上のガスで満たされていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバの製造装置。
- 温度調整装置が、熱伝達率の異なる二種類のガスで満たされていることを特徴とする請求項２記載の光ファイバの製造装置。
- 徐冷炉上部での光ファイバ裸線の温度を測定し、この測定温度に基づいて温度調整装置に供給するガス量を調整する制御装置が設けられたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ファイバの製造装置。
- 温度調整装置が、徐冷炉との間に隙間を配して設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ファイバの製造装置。
- 光ファイバ母材を溶融紡糸する紡糸炉と、この紡糸炉で溶融紡糸された光ファイバ裸線を徐冷する徐冷炉との間に温度調整装置を設け、この温度調整装置により光ファイバ裸線の徐冷炉への入線温度を９００〜１３００℃とし、徐冷炉の温度を８００〜１３００℃に設定することを特徴とする光ファイバの製造方法。
- 徐冷炉への光ファイバ裸線の入線温度と徐冷炉の温度とを同一にすることを特徴とする請求項６記載の光ファイバの製造方法。
- 光ファイバ裸線を徐冷炉により０．１〜０．５秒間徐冷することを特徴とする請求項６または７記載の光ファイバの製造方法。
- 請求項６ないし８のいずれかの製造方法によって製造され、水素試験（ＩＥＣ６０７９３−２準拠）後の波長１３８３ｎｍでの損失増加量が０．０２ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする光ファイバ心線。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003134538A JP2004338972A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003134538A JP2004338972A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004338972A true JP2004338972A (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=33525076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003134538A Pending JP2004338972A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004338972A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281090A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toyota Gakuen | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
| JP2007063030A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Fujikura Ltd | 光ファイバ裸線の製造方法、光ファイバ素線の製造方法と製造装置並びに光ファイバ素線 |
| JP2009298664A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Fujikura Ltd | 希土類添加光ファイバの製造方法 |
| WO2010133537A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | J-Fiber Gmbh | Verfahren zur herstellung einer glasfaser und vorrichtung |
| WO2017132295A3 (en) * | 2016-01-29 | 2017-09-21 | Corning Incorporated | Thermal energy control system for an optical fiber |
-
2003
- 2003-05-13 JP JP2003134538A patent/JP2004338972A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005281090A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-13 | Toyota Gakuen | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
| JP4568003B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2010-10-27 | 学校法人トヨタ学園 | 光ファイバの製造方法及び製造装置 |
| JP2007063030A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Fujikura Ltd | 光ファイバ裸線の製造方法、光ファイバ素線の製造方法と製造装置並びに光ファイバ素線 |
| JP2009298664A (ja) * | 2008-06-16 | 2009-12-24 | Fujikura Ltd | 希土類添加光ファイバの製造方法 |
| WO2010133537A1 (de) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | J-Fiber Gmbh | Verfahren zur herstellung einer glasfaser und vorrichtung |
| US8800324B2 (en) | 2009-05-20 | 2014-08-12 | J-Fiber Gmbh | Method for producing a glass fiber and device |
| WO2017132295A3 (en) * | 2016-01-29 | 2017-09-21 | Corning Incorporated | Thermal energy control system for an optical fiber |
| US10611669B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-04-07 | Corning Incorporated | Thermal energy control system for an optical fiber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4990429B2 (ja) | 線引き中の光ファイバーの冷却方法 | |
| US7677060B2 (en) | Method for manufacturing optical fiber and the cooling of the optical fiber | |
| US4897100A (en) | Apparatus and process for fiberizing fluoride glasses using a double crucible and the compositions produced thereby | |
| JP2011505326A (ja) | 低減衰ファイバーのためのファイバー・エアターン | |
| US20090084141A1 (en) | Single Mode Optical Fiber and Manufacturing Method Therefor | |
| CN106125192B (zh) | 一种超低损耗大有效面积光纤及其制备工艺 | |
| KR100973373B1 (ko) | 광섬유 및 그의 제조 방법 | |
| KR20040108764A (ko) | 인발 단계 동안 유리 광섬유를 열 처리하는 방법 및 장치 | |
| EP4219418A1 (en) | Optical fiber drawing furnace, optical fiber preparation apparatus, optical fiber preparation method, and small-diameter optical fiber | |
| JP4356155B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| WO2000073224A1 (fr) | Dispositif de production et procede pour fibre optique | |
| JP2006058494A (ja) | 光ファイバ素線及びその製造方法 | |
| GB2314077A (en) | Making optical fibres by drawing rod-in-tube preforms | |
| WO2022121259A1 (zh) | 光纤及其制备方法 | |
| RU2335465C2 (ru) | Способ вытяжки оптического волокна без оболочки, способ изготовления оптического волокна и оптическое волокно | |
| JP2004338972A (ja) | 光ファイバの製造方法及び製造装置 | |
| JP4302367B2 (ja) | 光ファイバの線引き方法および線引き装置 | |
| CN107108327A (zh) | 光纤的制造方法 | |
| US8381549B2 (en) | Optical fiber preform fabricating method | |
| JP2000335933A (ja) | 光ファイバの製造方法及び製造装置 | |
| JP4459720B2 (ja) | 光ファイバ素線の製造方法 | |
| JP4400026B2 (ja) | 光ファイバの製造方法 | |
| US20020194881A1 (en) | Method of manufacturing optical fiber | |
| US6907757B2 (en) | Drawing method of optical fiber and drawing furnace | |
| US8839645B2 (en) | Method of manufacturing optical fiber base material and apparatus of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051205 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080806 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080812 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090106 |