JPH01286941A - 光ファイバの樹脂被覆硬化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光ファイバに対して紫外線、電子線、ガンマ
線等のエネルギー線によって硬化するエネルギー線硬化
型樹脂を被覆するに際し、上記エネルギー線硬化型樹脂
の硬化を阻害する物質の存在に起因する上記エネルギー
線硬化型樹脂の硬化速度の低下を防止した光ファイバの
樹脂被覆硬化装置に関する。

〈従来の技術〉 透明ガラス化した棒状をなす光ファイバ母材を所定の径
に加熱線引きする場合、一般には樹脂の一次被覆や二次
被覆の作業もこれと同時に連続して行われる。

このような従来の線引き装置の主要部の概念を表す第４
図に示すように、光ファイバ母材１０１が送り込まれる
炉心管１０２は、これを囲むカーボンヒータ１０３と共
に炉体１０４に保持されている。この炉体１０４の上端
部には、炉心ＩＷ１０２やカーボンと−タ１０３等の酸
化消耗を防止するため、窒素等の不活性ガスを線引炉１
０５内に供給するためのガス導入ｗ１０６が接続し、こ
れに伴って炉体１０４の上端には光ファイバ母材１０１
の外周面に摺接するシールリング１０７が取付けられる
と共に炉体１０４の下端部にはシャッタ１０８が設けら
れ、線引炉１０５内を不活性ガスの雰囲気に保持してい
る。この線引炉１０５内で線引きされた光ファイバ１０
９は、冷却筒１１０内を通ってコーティングダイス１１
１に達し、例えばエネルギー線硬化型樹脂の一種である
紫外線硬化樹脂の一次被覆が施される。前記冷却筒１１
０の下端部には、冷却用ガスをこの冷却筒１１０内へ導
く冷却用ガス導入管１１２が接続しており、これによっ
て線引きｉＩＩ後の高温状態にある光ファイバ１０９が
冷却されるようになっている。

光ファイバ１０９と共にコーティングダイス１１１を通
過した紫外線硬化樹脂は、紫外線硬化装置１１３内で紫
外線を照射されて硬化し、光ファイバ１０９と一体化す
る。

この紫外線硬化装置１１３の下端には、紫外線硬化樹脂
の硬化の妨げとなる酸素の存在を除去するため、窒素ガ
ス等のガスの導入管１１４が接続しており、これに伴っ
て紫外線硬化装置１１３の上端にはガスの流出を少なく
するシャッタ１１５が設けられている。更に、この紫外
線硬化装置１１３の下流には二次被覆用のコーティング
ダイス１１６とこれによる樹脂の硬化装置１１７とが順
に配設され、二次被覆を施された光ファイバ緊線１１８
は光ファイバ心５１１９となって方向変換ローラ１２０
を介して図示しない巻取装置に巻き取られて行くように
なっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 通常、光ファイバの線引き速度は被覆樹脂の硬化速度に
左右される。つまり、現在の技術では被覆樹脂の硬化速
度よりも光ファイバの線引き速度の方をより早（するこ
とが可能なため、光ファイバの高速線引きにより製造コ
ストの低減等を企図した場合、被覆樹脂の硬化速度を高
めることが最も重要となる。ところで、紫外線、電子線
、ガンマ線等のエネルギー線によって硬化するエネルギ
ー線硬化型樹脂は従来の熱可塑性樹脂等の被覆材料に対
し、硬化速度や取り扱い性の面で格段に優れている乙と
から、極めて優秀な被覆材料として期待されている。

このエネルギー線硬化型ｖＭ脂は、上述したようなエネ
ルギー線の照射によって硬化が進行するのであるが、上
記硬化を阻害する酸素等の阻害物質の存在下ではその硬
化速度が急激に低下する。従ってエネルギー線が照射さ
れる硬化装置内に上記阻害物質を含まないガスを充填し
上記阻害物質を完全に排除しておく必要がある。しかし
、第４図に示した従来の林引き装置では光ファイバ１０
９が紫外線硬化樹脂と共に高速で紫外線硬化装置１１３
を通過して行くため、この紫外線硬化装置１１３の外部
の空気が紫外線硬化装置１１３の内部に巻き込まれてし
まい、紫外線硬化装置１１３内部での酸素濃度をゼロに
することができなかった。

く課題を解決するための手段〉 本発明による光ファイバの樹脂被覆硬化装置は、光ファ
イバ母材の加熱線引きに続いてその外周面にエネルギー
線を照射することにより硬化するエネルギー線硬化型樹
脂を一層以上被覆硬化させるに際し、前記エネルギー線
硬化型樹脂の被覆装置と硬化装置とを気密に接続する接
続筒と、この接続筒及び前記硬化装置のうちの少なくと
も一つに連通してこれらの内部から上記エネルギー線硬
化型樹脂の硬化を阻害する物質を排除するためのガスを
供給するガス供給手段とを具えたものである。

く作　　　用〉 線引きされた光ファイバは、被覆装置内を通過する内に
エネルギー線硬化型樹脂を塗布され、さらに接続筒を通
って硬化装置内に至リエネルギー線の照射を受けること
により塗布された上記エネルギー線硬化型樹脂が硬化す
る。その間、硬化装置及び接続筒内には、ガス供給装置
により上記エネルギー線硬化型樹脂の硬化を阻害する阻
害物質を含まないガスが送り込まれ充満しており、上記
エネルギー線硬化型樹脂の硬化を遅らせる上記阻害物質
の混入が未然に防止されている。

く実　施　例〉 本発明による光ファイバ線引き装置の一実施例の概略構
造を表す第１図に示すように、光ファイバ母材１１が送
り込まれる炉心管１２は、これを囲むカーボンヒータ１
３と共に炉体１４に保持されている。この炉体１４の上
端には、光ファイバ母材１１の外周面に摺接して綿引き
炉１５内をシールするシールリング１６が取付けられて
おり、下端がコーティングダイス１７を有する被覆装Ｗ
１１８に気密に接続する冷却筒１９の上端は、前記炉体
１４の下端に気密に接続している。この冷却筒１９の外
周面には、図示しない冷却液供給装置に接続する冷却液
通液管２０が螺旋状に巻回され、線引き炉１５にて加熱
線引きされた高温の光ファイバ２１が冷却筒１９内を通
過する間に、被覆装置１８による樹脂の被覆が可能な温
度にまでこの光ファイバ２１を冷却するようになってい
る。このため、炉体１４の下端部には綿引き炉１５内の
輻射熱による影響が冷却筒１９側に及ばないようにする
シャッタ２２を設けている。

前記−次被覆用の被覆装置１８には、その硬化装置２３
が接続筒２４を介して気密に連結されており、本実施例
では更に二次被覆用の被覆装置２５とその硬化装置２６
とが直列に接続している。そして、−次被覆用の硬化装
置２３と二次被覆用の被覆装置２５とは、前述した冷却
液通液管２０と同一構成の冷却液通液管２７を螺旋状に
巻回した冷却筒２８を介して気密に連結され、同様にこ
の二次被覆用の被覆装置［２５と硬化装置２６とは接続
筒３０を介して気密に連結されている。なお、硬化袋［
！２６には下端にシャッタ２９を有する延長筒３１の上
端が気密に連結されており、本実施例では被５１！樹脂
として紫外線硬化樹脂を用いている関係上、冷却筒２８
の下端に二次被覆用のコーティングダイス３２に一次被
覆用の硬化装置２３からの紫外光が入射するのを防止す
るため、迷光防止用の遮光環３３を取付けている。

また本実施例では、エネルギー線硬化型樹脂の硬化を阻
害する物質を排除するためのガスとしてヘリウムガスを
用いているため、前記冷却筒１９の下端部には、図示し
ないヘリウムガス供給源に接続するヘリウムガス供給管
３４が連通し、線引き炉１５から延長筒３１に至る光フ
ァイバ母材１１．光ファイバ２１゜光ファイバ素＄３５
．光ファイバ心線３６の搬送経路をヘリウムガスで充満
させるようにしている。さらに本実施例で用いた紫外線
硬化樹脂の硬化を阻げる物質は酸素であるため、本実施
例では延長筒３１内に吸引管３７を介して連通ずる酸素
検出装置３８を設け、この酸素検出装置３８からの検出
信号に基づいてヘリウムガス供給管３４に介装された開
閉弁３９の開閉動作を制御装置４０によって調整するよ
うにしている。

なお、本実施例では線引き炉１５から延長筒３０までを
ヘリウムガス雰囲気に保持しているが、少なくとも接続
筒２４，３０及び硬化袋＠２３．２６内をヘリウムガス
雰囲気に設定すれば良いため、接続筒２４，３０の上端
をそれぞれコーティングダイス１７，３２の下端に直接
接続し、コーティングダイス１７゜３２内の紫外線硬化
樹脂によってヘリウムガスのシールを行うようにしても
良い。この場合、ヘリウムガス供給ＩＷ３４を接続筒２
４゜３０や硬化装置２３．２６に接続する必要があるこ
とは当然であり、吸引管３７を有する延長筒３１をそれ
ぞれ硬化装置２３，２６に連結するか、或いは本実施例
のように−次被援用の硬化装置２３と二次被覆用の被覆
装置とを気密に接続すると共に最終の硬化装＠２６にの
み延長筒３１を付設するようにしても良い。

従って、延長筒３１内でのヘリウムガスの充満状態を表
す第２図及び第３図に示すように、吸引管３７の位置よ
りもヘリウムガス４１が多めに延長筒３１内に存在する
場合（第２図参照）には、酸素検出装置３８を介して制
御装置４０は酸素が延長筒３１内に無いと判断し、開閉
弁３９を綴じてヘリウムガス４１の供給を停止する。一
方、吸引管３７の位置よりもヘリウムガス４１が少なめ
に延長筒３１内に存在する場合（第３図参照）には、酸
素検出器３８を介して制御装置４０は酸素が延長筒３１
内に存在すると判断し、開閉弁３９を用いてヘリウムガ
ス４１を冷却筒１９内に供給する。

これにより、ヘリウムガス４１の消費を最小限に抑えて
少なくとも線引き炉１５から硬化装置２６に至る経路を
常にヘリウムガス雰囲気に保持できる。このため、硬化
装置２３゜２６による樹脂の硬化作業雰囲気に酸素が存
在せず、紫外線樹脂の硬化速度が遅（なるような不都合
は全く発生しない。又、光ファイバ２１が空気と接触す
る前に樹脂の被覆がなされろため、光ファイバ２１の伝
送損失を大きく左右する水分による影響を少な（するこ
とが可能である。又、周知のようにヘリウムガス４１は
熱伝導率が他の気体と比較して著しく高いため、冷却筒
１９，２８を通過する間に光ファイバ２１及び光ファイ
バ素線３５はそれぞれ効率良く冷却されろ。更に、本実
施例では線引き炉１５内にヘリウムガス４１が存在して
いることから光ファイバ母材１１に対する加熱の効率が
上昇するため、七−タの熱源を小型化することが可能で
ある。又、線引き炉１５内でのガスの流れがほとんどな
くなるため、光ファイバ２１の線径変動を少なくするこ
とができる。

なお、光ファイバ母材１１の交換中はシールリング１６
による線引き炉１５内の気密保持が不可能となるため、
炉体１４の上端部に図示しない窒素等の不活性ガス供給
源に接続する不活性ガス導入通路４２を接続し、光ファ
イバ母材１１の交換中にはこの不活性導入通路４２から
線引き炉１５内に外気との比重の差がほとんどない窒素
等の不活性ガスを供給し、ヘリウムガス供給管３４から
のヘリウムガス４１の供給を一時停止して高価なヘリウ
ムガス４１の無駄な消費を防いでいる。

被覆装置２５及びその硬化装置２６によって二次被覆が
施された光ファイバ心線３６は、方向変換ローラ４３を
介し図示しない巻取装置に巻き取られて行くようになっ
ている。本実施例では延長筒３１内でのヘリウムガス４
１の充填量に応じて開閉弁３９を開閉制御するようにし
たが、予めヘリウムガス４１の単位時間当りの漏洩量を
調べておき、これに応じて開閉弁３９の開度を一定に保
持しておくようにしても良い。

ところで本実施例では、被覆樹脂として紫外線によって
硬化する紫外線硬化樹脂を用いたが、他に電子線、ガン
マ線、赤外線等のエネルギー線によって硬化する種々の
エネルギー線硬化型樹脂を用いてももちろんよい。また
本実施例では上記エネルギー線硬化型樹脂の硬化を阻害
する物質を排障するためのガスとしてヘリウムガス４１
を用いたが、その他に比較的安価な窒素ガスや炭酸ガス
等を用いてもよいし要するに上記エネルギー線硬化型樹
脂の硬化を阻害する物質を含まない雰囲気が形成できれ
ばよいのである。また本実施例において用いられたヘリ
ウムガス４１は、接続筒２４，３０や硬化装置２３．２
６等内部にほぼ大気圧と約９合う圧力を有しつつ静的に
充満する状態で保持されてお９、少量づつ流出するヘリ
ウムガス４１を必要に応じて補給するという方式のガス
供給を行っている。

これに対し、供給されろガスを大気圧以上に加圧した状
態で接続筒２４，３０や硬化装置２３，２６等内部に保
持するようにしてもよい。なぜなら加圧状態でガスを保
持すれば、当然ながら延長管３１の下端部に設けられた
シャッタ２９の開口部４４より相当程度の流速を伴って
ガスが定常的に流出することとなり、このようなガスの
定常的な流れは、例えば光ファイバの線引き速度が比較
的大きくなった場合開口部４４に発生し得る乱流による
外気の混入を防ぐ上で重要な効果を持つからである。上
述したようなガスの加圧状態を保つには、本実施例で延
長管３１に設けた吸引管３７及び吸引管３７につながる
酸素検出器３８に代えて、圧力計を延長管３１に設け、
この圧力計によって検出される検出結果を制御装置４０
に送り圧力を大気圧以上の一定圧に保つように開閉弁３
９を開閉させればよい。

またさらにシャッタ２９の開口部４４の開口面積を自動
的に変え得る機構をシャッタ２９に設け、上記ａＩ構の
作動と開閉弁３９の操作を連動させろことにより、開口
部４４から流出するガスの流速を調監してもよい。

〈発明の効果〉 本発明の光ファイバの樹脂被覆硬化装置によると、被覆
装置と硬化装置とを接続筒を介して気密に接続すると共
に、硬化装置及び接続筒内をガス供給手段によってエネ
ルギー線硬化型樹脂の硬化を阻害する阻害物質を含まな
いガス雰囲気に保持するようにしたので、上記エネルギ
ー線硬化型樹脂の硬化の妨げとなる上記阻害物質が硬化
装置内に存在せず、光ファイバの腺引き速度を著しく高
めることが可能である。又、更に二次被覆を施す場合上
記ガスとしてヘリウムガスを用いれば、光ファイバ素線
の冷却効果を上げることができろと共に一次被覆の場合
と同様線引き速度を高める際に大いに有利となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ファイバの樹脂被覆装置の一実
施例の概略構造を表す概念図、第２図及び第３図はそれ
ぞれその延長筒の下端部におけるヘリウムガスの状態を
表す拡大図、第４図は従来の光ファイバ線引き装置の一
例を表す概念図である。 又、図中の符号で１１は光ファイバ母材、１５は線引き
炉、１？、３２はコーティングダイス、１８，２５は被
覆装置、１９は冷却筒、２０は冷却液通液管、２１は光
ファイバ、２３゜２６は硬化装置、２４．３０は接続筒
、３１は延長筒、３３は遮光環、３４はヘリウムガス供
給管、３５は光ファイバ素線、３６は光ファイバ心線、
３７は吸引管、３８は酸素検出器、３９は開閉弁、４０
は制御装置、４１はヘリウムガスである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ母材の加熱線引きに続いてその外周面
   にエネルギー線を照射することにより硬化するエネルギ
   ー線硬化型樹脂を一層以上被覆硬化させるに際し、前記
   エネルギー線硬化型樹脂の被覆装置と硬化装置とを気密
   に接続する接続筒と、この接続筒及び前記硬化装置のう
   ちの少なくとも一つに連通してこれらの内部から上記エ
   ネルギー線硬化型樹脂の硬化を阻害する物質を排除する
   ためのガスを供給するガス供給手段とを具えた光ファイ
   バの樹脂被覆硬化装置。
2. （２）エネルギー線硬化型樹脂の硬化を阻害する物質を
   排除するためのガスがヘリウムガスである事を特徴とす
   る請求項（１）記載の光ファイバの樹脂被覆硬化装置。