JPH08259273A - ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置 - Google Patents
ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
- C03C25/18—Extrusion
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバの被覆内での泡の形成を防止する
方法および装置を提供すること。 【解決手段】 硬化可能な液体被覆組成中を通してファ
イバを引張り、ファイバから余分な被覆液体を除去し、
そしてその被覆液体を硬化させて中実保護層を形成する
ことによってファイバに被覆が添着される。
方法および装置を提供すること。 【解決手段】 硬化可能な液体被覆組成中を通してファ
イバを引張り、ファイバから余分な被覆液体を除去し、
そしてその被覆液体を硬化させて中実保護層を形成する
ことによってファイバに被覆が添着される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、後で硬化してファイバ
上に中実の保護有機被覆を形成する液状で適用される有
機材料でファイバを被覆すること、そしてさらに詳細に
はガラス光導波路ファイバを被覆することに関する。
上に中実の保護有機被覆を形成する液状で適用される有
機材料でファイバを被覆すること、そしてさらに詳細に
はガラス光導波路ファイバを被覆することに関する。
【０００２】
【従来の技術】ファイバには、絶縁のため、識別のた
め、および他の目的のために、機械的破損に対する保護
のための被覆が設けられることが多い。例えば、光ファ
イバは、るつぼまたはプリフォ−ムのようなソ−スから
延伸され、そして冷却チュ−ブ、１またはそれ以上の被
覆手段、そしてトラクタのような延伸機構を順次通過し
て、スプ−ルに巻き取られる。直径測定手段がソ−スと
冷却チュ−ブとの間に配置され、必要に応じて被覆手段
の後に、他の直径測定手段が配置される。延伸された光
ファイバは、延伸トラクタのような他の表面に接触する
前に、保護被覆を設けられなければならない。
め、および他の目的のために、機械的破損に対する保護
のための被覆が設けられることが多い。例えば、光ファ
イバは、るつぼまたはプリフォ−ムのようなソ−スから
延伸され、そして冷却チュ−ブ、１またはそれ以上の被
覆手段、そしてトラクタのような延伸機構を順次通過し
て、スプ−ルに巻き取られる。直径測定手段がソ−スと
冷却チュ−ブとの間に配置され、必要に応じて被覆手段
の後に、他の直径測定手段が配置される。延伸された光
ファイバは、延伸トラクタのような他の表面に接触する
前に、保護被覆を設けられなければならない。
【０００３】光ファイバは、液体被覆材料の容器を通
じ、そしてその後でファイバから余分な被覆液が除去さ
れるサイジング・ダイスを通じて引張られることによっ
て被覆される。ファイバが被覆材料の表面を通って下方
に移動する際に、その表面を下方に引張って、メニスカ
スを形成する。延伸速度が速くなるにつれて、そのメニ
スカスは液体被覆材料内により深く入り込む。ある延伸
速度以上になると、被覆材料の表面は、それとファイバ
の表面とが接触する点で、そのファイバの表面に対して
本質的に正接した状態となり、そして初期空気随伴（in
cipeint air entrainment）が生ずる。ある延伸速度以
下では、被覆中に随伴された初期空気が溶解して、被覆
中には見られない。延伸速度が高くなるにつれて、随伴
される空気は、限界に達するまで、多くなり、ファイバ
被覆中に目に見える泡が見られる。随伴された空気中の
酸素が被覆の硬化を阻止する。さらに、過剰な泡は視覚
的欠陥とみなされ、そしてそれが十分多いがあるいは十
分大きい場合には、光ファイバ中にマイクロベンディン
グ（microbending）を誘起することになるおそれがあ
る。
じ、そしてその後でファイバから余分な被覆液が除去さ
れるサイジング・ダイスを通じて引張られることによっ
て被覆される。ファイバが被覆材料の表面を通って下方
に移動する際に、その表面を下方に引張って、メニスカ
スを形成する。延伸速度が速くなるにつれて、そのメニ
スカスは液体被覆材料内により深く入り込む。ある延伸
速度以上になると、被覆材料の表面は、それとファイバ
の表面とが接触する点で、そのファイバの表面に対して
本質的に正接した状態となり、そして初期空気随伴（in
cipeint air entrainment）が生ずる。ある延伸速度以
下では、被覆中に随伴された初期空気が溶解して、被覆
中には見られない。延伸速度が高くなるにつれて、随伴
される空気は、限界に達するまで、多くなり、ファイバ
被覆中に目に見える泡が見られる。随伴された空気中の
酸素が被覆の硬化を阻止する。さらに、過剰な泡は視覚
的欠陥とみなされ、そしてそれが十分多いがあるいは十
分大きい場合には、光ファイバ中にマイクロベンディン
グ（microbending）を誘起することになるおそれがあ
る。
【０００４】米国特許第４７０４３０７号（Jochem et
al.）および C.M.G. Jochem et al., "High-Speed Bubb
le-Free Coating of Optical Fibers on a Short Drawi
ng Tower", Proc. IOOC-ECOC' 85 (Vwnuce, Italy, Oct
o. 1-4, 1985), pp. 515-518は、液体被覆材料に入る点
において空気がファイバを包囲している時に同様の被覆
が延伸され得る速度より高い速度で延伸される光ファイ
バ上に泡を含んでいない被覆を設ける方法および装置に
関するものである。C.M.G. Jochem et al.は、ファイバ
と被覆材料が遭遇する領域が比較的低い動粘度（空気の
それより低い）を有するパ−ジ・ガスに包囲されている
場合には、そのガスがファイバによって連れて行かれに
くいから、泡形成の危険性が低下することを教示してい
る。アルゴン、キセノンおよびCCl2F2が適したパ−ジ・
ガスであると言われている。
al.）および C.M.G. Jochem et al., "High-Speed Bubb
le-Free Coating of Optical Fibers on a Short Drawi
ng Tower", Proc. IOOC-ECOC' 85 (Vwnuce, Italy, Oct
o. 1-4, 1985), pp. 515-518は、液体被覆材料に入る点
において空気がファイバを包囲している時に同様の被覆
が延伸され得る速度より高い速度で延伸される光ファイ
バ上に泡を含んでいない被覆を設ける方法および装置に
関するものである。C.M.G. Jochem et al.は、ファイバ
と被覆材料が遭遇する領域が比較的低い動粘度（空気の
それより低い）を有するパ−ジ・ガスに包囲されている
場合には、そのガスがファイバによって連れて行かれに
くいから、泡形成の危険性が低下することを教示してい
る。アルゴン、キセノンおよびCCl2F2が適したパ−ジ・
ガスであると言われている。
【０００５】米国特許第４７９２３４７号（Deneka et
al.）は硬化可能な液体被覆材料を添着させかつその後
でその液体被覆を硬化させて保護プラスチック層を形成
することによって光ファイバに保護被覆を添着する方法
を教示している。その液体被覆材料中で高い溶解度を呈
示しかつ液体被覆層が形成される場合にその液体被覆層
中での泡形成に抵抗することが好ましいパ−ジ・ガスで
ファイバの表面に隣接した空気を置換することによっ
て、液体被覆材料がファイバの表面に添着される前に、
空気がそのファイバの表面から放逐または排斥される。
上記米国特許第４７９２３４７号は、適したパ−ジ・ガ
スは窒素、二酸化炭素、および第VIII族のまたは所謂希
ガズ、例えばキセノン、ネオン、アルゴン等であり、か
つクロロフォルム、フレオン ハロゲン化炭素、または
他の塩素またはフッ素置換炭化水素も考慮されうる。米
国特許第４７０４３０７号に記載されたパ−ジ・ガスは
すべて空気中の存在する酸素を排斥し、したがってそれ
の硬化に対する禁止作用を低下させる。例えば、窒素は
空気中の泡を軽減させないが、被覆上から酸素を排斥す
るための安全で安価なガスである。アルゴンも同様に機
能する。
al.）は硬化可能な液体被覆材料を添着させかつその後
でその液体被覆を硬化させて保護プラスチック層を形成
することによって光ファイバに保護被覆を添着する方法
を教示している。その液体被覆材料中で高い溶解度を呈
示しかつ液体被覆層が形成される場合にその液体被覆層
中での泡形成に抵抗することが好ましいパ−ジ・ガスで
ファイバの表面に隣接した空気を置換することによっ
て、液体被覆材料がファイバの表面に添着される前に、
空気がそのファイバの表面から放逐または排斥される。
上記米国特許第４７９２３４７号は、適したパ−ジ・ガ
スは窒素、二酸化炭素、および第VIII族のまたは所謂希
ガズ、例えばキセノン、ネオン、アルゴン等であり、か
つクロロフォルム、フレオン ハロゲン化炭素、または
他の塩素またはフッ素置換炭化水素も考慮されうる。米
国特許第４７０４３０７号に記載されたパ−ジ・ガスは
すべて空気中の存在する酸素を排斥し、したがってそれ
の硬化に対する禁止作用を低下させる。例えば、窒素は
空気中の泡を軽減させないが、被覆上から酸素を排斥す
るための安全で安価なガスである。アルゴンも同様に機
能する。
【０００６】ヘリウムは、添着された被覆における泡を
防止するのに適した希ガスの１つとして米国特許第４７
９２３４７号には記載されていない。ヘリウムはパ−ジ
・ガスの優れた候補であるとは考えられていなかった。
なぜなら、米国特許第４７０４３０７号および前記C.M.
G. Jochem et al.の刊行物はパ−ジ・ガスの動粘度が十
分に低くなければならないこと、すなわち空気のそれよ
り低くなければならないと述べていおり、かつヘリウム
は、C.M.G. Jochem et al.の刊行物の第２表に、空気の
動粘度より7.43倍大きい110.0×10-6の動粘度を有する
のもとして挙げられているからである。さらに、C.M.G.
Jochem et al.の刊行物の第２表および本文を見ると、
ヘリウムが実験的に試みられたが、（理論的な説明とは
関係なく）実際には泡を軽減しなかったと考えられる。
防止するのに適した希ガスの１つとして米国特許第４７
９２３４７号には記載されていない。ヘリウムはパ−ジ
・ガスの優れた候補であるとは考えられていなかった。
なぜなら、米国特許第４７０４３０７号および前記C.M.
G. Jochem et al.の刊行物はパ−ジ・ガスの動粘度が十
分に低くなければならないこと、すなわち空気のそれよ
り低くなければならないと述べていおり、かつヘリウム
は、C.M.G. Jochem et al.の刊行物の第２表に、空気の
動粘度より7.43倍大きい110.0×10-6の動粘度を有する
のもとして挙げられているからである。さらに、C.M.G.
Jochem et al.の刊行物の第２表および本文を見ると、
ヘリウムが実験的に試みられたが、（理論的な説明とは
関係なく）実際には泡を軽減しなかったと考えられる。
【０００７】
【本発明が解決しようとする課題】本発明の目的は光フ
ァイバの被覆内での泡の形成を防止する方法および装置
を提供することであり、この装置は光ファイバ延伸タワ
−で容易に接近しうるガスを使用する。他の目的は、新
しく延伸された光ファイバを冷却しかつ同時にその光フ
ァイバに添着される被覆内での泡の形成を防止する方法
および装置を提供することである。
ァイバの被覆内での泡の形成を防止する方法および装置
を提供することであり、この装置は光ファイバ延伸タワ
−で容易に接近しうるガスを使用する。他の目的は、新
しく延伸された光ファイバを冷却しかつ同時にその光フ
ァイバに添着される被覆内での泡の形成を防止する方法
および装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は被覆内における
泡形成を防止するのを助長する光ファイバを被覆する方
法を提供する。硬化可能な液体被覆組成中を通してファ
イバを引張り、ファイバから余分な被覆液体を除去し、
そしてその被覆液体を硬化させて中実保護層を形成する
ことによってファイバに被覆が添着される。本発明によ
れば、ファイバが液体被覆組成に入る点においてファイ
バを包囲している雰囲気は中実保護層内における泡の発
生を軽減する作用をする所定の量のヘリウムを含んでい
る。その雰囲気は実質的に純粋なヘリウム、またはヘリ
ウムと少なくとも１つの他のガスとの混合物よりなるも
のでありうる。ヘリウム雰囲気は、隨伴した空気をファ
イバから排斥するために１つまたはそれ以上のジェット
をなしてファイバに向って送られる場合に、より効果的
となる。
泡形成を防止するのを助長する光ファイバを被覆する方
法を提供する。硬化可能な液体被覆組成中を通してファ
イバを引張り、ファイバから余分な被覆液体を除去し、
そしてその被覆液体を硬化させて中実保護層を形成する
ことによってファイバに被覆が添着される。本発明によ
れば、ファイバが液体被覆組成に入る点においてファイ
バを包囲している雰囲気は中実保護層内における泡の発
生を軽減する作用をする所定の量のヘリウムを含んでい
る。その雰囲気は実質的に純粋なヘリウム、またはヘリ
ウムと少なくとも１つの他のガスとの混合物よりなるも
のでありうる。ヘリウム雰囲気は、隨伴した空気をファ
イバから排斥するために１つまたはそれ以上のジェット
をなしてファイバに向って送られる場合に、より効果的
となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】光ファイバが延伸される場合、そ
の光ファイバはコ−タ（coater）に入る前に冷却手段を
通る。その冷却手段が延伸されたファイバを冷却するた
めにヘリウムを用いている場合には、冷却手段から排出
されたヘリウムが、ファイバから空気を排斥する装置に
供給されるおそれがある。
の光ファイバはコ−タ（coater）に入る前に冷却手段を
通る。その冷却手段が延伸されたファイバを冷却するた
めにヘリウムを用いている場合には、冷却手段から排出
されたヘリウムが、ファイバから空気を排斥する装置に
供給されるおそれがある。
【００１０】冷却されたファイバが出て来る側の冷却手
段の端部は、液体被覆材料の入ったハウジングのすぐそ
ばに隣接して配置され、ファイバが冷却手段から出た後
で被覆液体に入る前に空気がファイバに隨伴されること
がないようになされ得る。
段の端部は、液体被覆材料の入ったハウジングのすぐそ
ばに隣接して配置され、ファイバが冷却手段から出た後
で被覆液体に入る前に空気がファイバに隨伴されること
がないようになされ得る。
【００１１】
【実施例】本発明が組み込まれたファイバ延伸装置が図
１に示されている。この装置は、少なくとも先端部が溶
融しているガラス・プリフォ−ム１０と、その溶融した
ガラスからファイバ１２を延伸するための１対のトラク
タ１１を含んでいる。光マイクロメ−タ１３の出力が、
ファイバの直径を制御するためのトラクタ１１の速度を
調整する制御装置に結合されている。ファイバ１２はそ
れに保護被覆を添着させるコ−タ１５中を通り、そして
その後で硬化手段１６を通るようになしうる。「硬化」
という用語は液体被覆材料を中実保護被覆に変換させる
任意の技術を意味する。高い延伸速度では、コ−タ１５
で添着される被覆材料に悪影響を及ぼさない温度にファ
イバを冷却するための手段を用いる必要がある。
１に示されている。この装置は、少なくとも先端部が溶
融しているガラス・プリフォ−ム１０と、その溶融した
ガラスからファイバ１２を延伸するための１対のトラク
タ１１を含んでいる。光マイクロメ−タ１３の出力が、
ファイバの直径を制御するためのトラクタ１１の速度を
調整する制御装置に結合されている。ファイバ１２はそ
れに保護被覆を添着させるコ−タ１５中を通り、そして
その後で硬化手段１６を通るようになしうる。「硬化」
という用語は液体被覆材料を中実保護被覆に変換させる
任意の技術を意味する。高い延伸速度では、コ−タ１５
で添着される被覆材料に悪影響を及ぼさない温度にファ
イバを冷却するための手段を用いる必要がある。
【００１２】ファイバ冷却手段１４はファイバ１２を包
囲するチュ−ブよりなることが多く、冷却ガスがそのチ
ュ−ブ内を流れる。冷却ガスは、それの成分がファイバ
の方へと半径方向に流れるように、スロット、穴あるい
は多孔質材料を通じて流れることができる（例えば米国
特許第４４３７８７０号参照）。冷却ガスは冷却手段１
４に入ったファイバに隨伴した空気を少なくともある程
度だけ除去しうるが、ファイバが冷却手段１４からコ−
タ１５に入る時に、それよりも多い空気がファイバに隨
伴される。
囲するチュ−ブよりなることが多く、冷却ガスがそのチ
ュ−ブ内を流れる。冷却ガスは、それの成分がファイバ
の方へと半径方向に流れるように、スロット、穴あるい
は多孔質材料を通じて流れることができる（例えば米国
特許第４４３７８７０号参照）。冷却ガスは冷却手段１
４に入ったファイバに隨伴した空気を少なくともある程
度だけ除去しうるが、ファイバが冷却手段１４からコ−
タ１５に入る時に、それよりも多い空気がファイバに隨
伴される。
【００１３】従来は、延伸装置には、ファイバの表面に
液体被覆材料を添着する前に、その表面から空気を排斥
する装置が設けれていた。図２は米国特許第４７９２３
４７号に開示されているタイプの空気排斥装置２０と、
米国特許第４５３１９５９号に開示されているタイプの
光ファイバ・コ−タ１５を示している。
液体被覆材料を添着する前に、その表面から空気を排斥
する装置が設けれていた。図２は米国特許第４７９２３
４７号に開示されているタイプの空気排斥装置２０と、
米国特許第４５３１９５９号に開示されているタイプの
光ファイバ・コ−タ１５を示している。
【００１４】コ−タ１５は入口ダイス２１、出口ダイス
２２、およびハウジング１９内に配置された液体被覆チ
ャンバ−２４を具備している。被覆液体２６の補給可能
なチャ−ジをチャンバ−２４に供給するためにポ−ト２
５には液体被覆材料の加圧された供給源（図示せず）が
連結されている。この被覆液体の上面２８は、被覆され
るべきファイバがダイスに入ると、そのファイバが通る
入口表面を構成している。ファイバ１２が表面２８を通
って延伸される時に、メニスカス（meniscus）が形成さ
れる。出口ダイス２２は、ファイバがコ−タから出て来
る前に、ファイバの表面から余分な被覆材料を除去する
ために、被覆材料の溜めの下流に配置された出口オリフ
ィス２９を具備している。
２２、およびハウジング１９内に配置された液体被覆チ
ャンバ−２４を具備している。被覆液体２６の補給可能
なチャ−ジをチャンバ−２４に供給するためにポ−ト２
５には液体被覆材料の加圧された供給源（図示せず）が
連結されている。この被覆液体の上面２８は、被覆され
るべきファイバがダイスに入ると、そのファイバが通る
入口表面を構成している。ファイバ１２が表面２８を通
って延伸される時に、メニスカス（meniscus）が形成さ
れる。出口ダイス２２は、ファイバがコ−タから出て来
る前に、ファイバの表面から余分な被覆材料を除去する
ために、被覆材料の溜めの下流に配置された出口オリフ
ィス２９を具備している。
【００１５】空気排斥装置２０は、コ−タの入口ダイス
２１の頂部に、すなわち装置内を通るファイバの搬送方
向に対して入口ダイスの上流に配置されている。この空
気排斥装置２０は液体被覆材料の入口表面に隣接してお
り、かつその表面の上方における雰囲気を直接コントロ
−ルする。空気排斥装置は、環状チャンバ−３１に連結
された複数のガス流チャンネル３３が配置されたハウジ
ング３２を具備している。供給源３８からのパ−ジ・ガ
スが流量計３６を通って流れ、そしてポ−ト３４を通じ
て空気排斥装置内に導入される。このパ−ジ・ガスはチ
ャンバ−３１に入り、そしてチャンネル３３を通って円
筒状開孔３５に流入して、移動しているファイバの表面
に対してコントロ−ルされたガスの流れを与えて、その
表面から隨伴された空気を効率的に運び去るように作用
する。
２１の頂部に、すなわち装置内を通るファイバの搬送方
向に対して入口ダイスの上流に配置されている。この空
気排斥装置２０は液体被覆材料の入口表面に隣接してお
り、かつその表面の上方における雰囲気を直接コントロ
−ルする。空気排斥装置は、環状チャンバ−３１に連結
された複数のガス流チャンネル３３が配置されたハウジ
ング３２を具備している。供給源３８からのパ−ジ・ガ
スが流量計３６を通って流れ、そしてポ−ト３４を通じ
て空気排斥装置内に導入される。このパ−ジ・ガスはチ
ャンバ−３１に入り、そしてチャンネル３３を通って円
筒状開孔３５に流入して、移動しているファイバの表面
に対してコントロ−ルされたガスの流れを与えて、その
表面から隨伴された空気を効率的に運び去るように作用
する。
【００１６】光ファイバから冷却チュ−ブ内のガスへの
熱伝達はそのガスの熱的特性に依存すること、および水
素とヘリウムの熱伝導特性は空気よりもはるかに優れて
いることが良く知られている（例えば米国特許第４４３
７８７０号および前記C.M.G.Jochem et al.の刊行物に
見られる）。延伸用炉の取り出し端部の近傍で酸素を用
いるのは望ましくないから、冷却チュ−ブで使用するた
めの候補としてはヘリウムの方が優れている。
熱伝達はそのガスの熱的特性に依存すること、および水
素とヘリウムの熱伝導特性は空気よりもはるかに優れて
いることが良く知られている（例えば米国特許第４４３
７８７０号および前記C.M.G.Jochem et al.の刊行物に
見られる）。延伸用炉の取り出し端部の近傍で酸素を用
いるのは望ましくないから、冷却チュ−ブで使用するた
めの候補としてはヘリウムの方が優れている。
【００１７】本発明によれば、図１示されたタイプの光
ファイバ延伸装置に関連して用いられた図２の装置にお
けるパ−ジ・ガスとしてもヘリウムが用いられる。光フ
ァイバ１２は125μmの外径を有する従来のシングルモ−
ド・ステップインデックス通信用ファイバであった。こ
のファイバのクラッドは純粋なシリカであった。紫外線
硬化性の液体アクリレ−ト組成がファイバを被覆するた
めに用いられた。市販の（少なくとも99.9％の純度の）
ヘリウムが、毎分７標準リットル（7 standardliters p
er minute）の流量で空気排斥装置のポ−ト３４に供給
された。このようにして得られた被覆ファイバが、被覆
に泡が存在しているか否かを知るために顕微鏡で調べら
れた。毎秒１６メ−トルの延伸速度では、被覆には泡は
現れなかった。延伸速度は被覆内での泡の開始によって
制限されなかった。と言うよりも、被覆硬化手段で利用
可能な紫外線は毎秒１６メ−トル以上では被覆を完全に
硬化させることができなかったので、延伸速度はその速
度以上には高くすることはできなかった。
ファイバ延伸装置に関連して用いられた図２の装置にお
けるパ−ジ・ガスとしてもヘリウムが用いられる。光フ
ァイバ１２は125μmの外径を有する従来のシングルモ−
ド・ステップインデックス通信用ファイバであった。こ
のファイバのクラッドは純粋なシリカであった。紫外線
硬化性の液体アクリレ−ト組成がファイバを被覆するた
めに用いられた。市販の（少なくとも99.9％の純度の）
ヘリウムが、毎分７標準リットル（7 standardliters p
er minute）の流量で空気排斥装置のポ−ト３４に供給
された。このようにして得られた被覆ファイバが、被覆
に泡が存在しているか否かを知るために顕微鏡で調べら
れた。毎秒１６メ−トルの延伸速度では、被覆には泡は
現れなかった。延伸速度は被覆内での泡の開始によって
制限されなかった。と言うよりも、被覆硬化手段で利用
可能な紫外線は毎秒１６メ−トル以上では被覆を完全に
硬化させることができなかったので、延伸速度はその速
度以上には高くすることはできなかった。
【００１８】空気を液体被覆材料の上に通して（パ−ジ
・ガス無しで）行なわれた実験では、被覆内における泡
の出現開始は毎秒４〜５メ−トルの延伸速度で生じた。
・ガス無しで）行なわれた実験では、被覆内における泡
の出現開始は毎秒４〜５メ−トルの延伸速度で生じた。
【００１９】ヘリウムは、密度が低く、非毒性で、かつ
上昇して建物から外に拡散するから要員に対する危険が
少ないので、CO2、CCl2F2、キセノン等のような従来か
ら提案されているガスよりも使用に当って安全である。
上昇して建物から外に拡散するから要員に対する危険が
少ないので、CO2、CCl2F2、キセノン等のような従来か
ら提案されているガスよりも使用に当って安全である。
【００２０】図１の装置では、被覆内での泡の形成を防
止するために、ヘリウムと他のガスの混合物を用いても
よい。例えば、CO2およびCCl2F2は単独で用いられる場
合には泡を除去するのに適しているので、ヘリウムをCO
2またはCCl2F2のようなガスと混合してもよいであろ
う。さらに、高い延伸速度で泡を生ずるものとして知ら
れている空気または窒素とヘリウムを混合してもよい。
他のガスに加えられる必要のあるヘリウムの量は被覆の
処理条件、特に延伸速度、温度および粘度と、パ−ジ・
ガス混合物内の各ガスの相対的な有効性に依存する。他
の要因は、ヘリウム／ガス混合物がファイバ表面の近傍
に適用される態様である。ヘリウム／空気パ−ジ・ガス
が用いられた場合には、パ−ジ・ガスが円筒状開孔３５
を通って上方に単に流れるにすぎない場合よりも、図２
に示されているようにファイバに向うジェットをなして
流れる場合の方が、必要なヘリウムは少なくなるであろ
う。泡の無い被覆を有するファイバが空気／ヘリウム・
パ−ジ・ガスと一緒に延伸され得る最大延伸速度は、泡
の無い被覆を有するファイバが純粋なヘリウム・パ−ジ
・ガスと一緒に延伸され得る最大延伸速度よりも低くな
るであろう。さらに、ファイバ冷却装置からのファイバ
の表面の近くに残留ヘリウムが存在する場合、特にその
装置がコ−タに近接した位置まで延長している場合に
は、必要とされるヘリウム・パ−ジ・ガスは少なくなる
であろう。
止するために、ヘリウムと他のガスの混合物を用いても
よい。例えば、CO2およびCCl2F2は単独で用いられる場
合には泡を除去するのに適しているので、ヘリウムをCO
2またはCCl2F2のようなガスと混合してもよいであろ
う。さらに、高い延伸速度で泡を生ずるものとして知ら
れている空気または窒素とヘリウムを混合してもよい。
他のガスに加えられる必要のあるヘリウムの量は被覆の
処理条件、特に延伸速度、温度および粘度と、パ−ジ・
ガス混合物内の各ガスの相対的な有効性に依存する。他
の要因は、ヘリウム／ガス混合物がファイバ表面の近傍
に適用される態様である。ヘリウム／空気パ−ジ・ガス
が用いられた場合には、パ−ジ・ガスが円筒状開孔３５
を通って上方に単に流れるにすぎない場合よりも、図２
に示されているようにファイバに向うジェットをなして
流れる場合の方が、必要なヘリウムは少なくなるであろ
う。泡の無い被覆を有するファイバが空気／ヘリウム・
パ−ジ・ガスと一緒に延伸され得る最大延伸速度は、泡
の無い被覆を有するファイバが純粋なヘリウム・パ−ジ
・ガスと一緒に延伸され得る最大延伸速度よりも低くな
るであろう。さらに、ファイバ冷却装置からのファイバ
の表面の近くに残留ヘリウムが存在する場合、特にその
装置がコ−タに近接した位置まで延長している場合に
は、必要とされるヘリウム・パ−ジ・ガスは少なくなる
であろう。
【００２１】図３はヘリウムが被覆液体の表面に低い圧
力で供給され得る実施例を示している。ファイバ１２
は、冷却手段１４を通った後で、ポ−ト４１によって真
空源に連結された脱気されたチャンバ−４０を通る。そ
の後でファイバ１２は空気排斥装置２０に入り、そこで
ヘリウム・ジェットがファイバから残留空気を除去す
る。この構成は、泡が被覆に出現する前に得られるより
も、最大可能延伸速度をさらに上昇させるであろう。
力で供給され得る実施例を示している。ファイバ１２
は、冷却手段１４を通った後で、ポ−ト４１によって真
空源に連結された脱気されたチャンバ−４０を通る。そ
の後でファイバ１２は空気排斥装置２０に入り、そこで
ヘリウム・ジェットがファイバから残留空気を除去す
る。この構成は、泡が被覆に出現する前に得られるより
も、最大可能延伸速度をさらに上昇させるであろう。
【００２２】ヘリウムがパ−ジ・ガスとして用いられた
延伸装置では、ヘリウムを冷媒として利用するファイバ
冷却手段５０は図４に示されているように下方に延長さ
れかつコ−タに固着され得る。冷却手段５０はスロット
５２を有する中央チュ−ブ５３を具備している。チュ−
ブ５１は、ガス取入れポ−ト５５が連結された外側チュ
−ブ５３によって包囲されている。ヘリウムがポ−ト５
５からチュ−ブ５３に入り、そしてスロット５２を通っ
てジェットを形成し、そのジェットがファイバ１２に向
って放射される。ヘリウムと、ファイバと一緒に冷却手
段に入った隨伴空気がポ−ト５７を通じて排出される。
この実施例では、ヘリウムは、ファイバを冷却するこ
と、およびファイバから空気を排斥または除去して、フ
ァイバが被覆液体に入る点において、ヘリウムを含んだ
雰囲気がファイバを包囲するようにすることの２つの機
能を果す。このことは、コ−タの上方におけるファイバ
から隨伴した空気を排斥するのがより困難な非常に高い
速度において有益である。
延伸装置では、ヘリウムを冷媒として利用するファイバ
冷却手段５０は図４に示されているように下方に延長さ
れかつコ−タに固着され得る。冷却手段５０はスロット
５２を有する中央チュ−ブ５３を具備している。チュ−
ブ５１は、ガス取入れポ−ト５５が連結された外側チュ
−ブ５３によって包囲されている。ヘリウムがポ−ト５
５からチュ−ブ５３に入り、そしてスロット５２を通っ
てジェットを形成し、そのジェットがファイバ１２に向
って放射される。ヘリウムと、ファイバと一緒に冷却手
段に入った隨伴空気がポ−ト５７を通じて排出される。
この実施例では、ヘリウムは、ファイバを冷却するこ
と、およびファイバから空気を排斥または除去して、フ
ァイバが被覆液体に入る点において、ヘリウムを含んだ
雰囲気がファイバを包囲するようにすることの２つの機
能を果す。このことは、コ−タの上方におけるファイバ
から隨伴した空気を排斥するのがより困難な非常に高い
速度において有益である。
【００２３】図５の実施例では、空気排斥手段２０は、
図４に示された手段５０と同様の冷却手段６０の下方に
配置されかつその冷却手段から離間されている。ヘリウ
ムがポ−ト６５から冷却手段６０に入り、そして図４に
関して説明されたようにファイバ１２を冷却する。ヘリ
ウムと、ファイバと一緒に冷却手段に入った隨伴空気は
チャンバ−６６およびポ−ト６７を通って排出される。
ヘリウム／空気混合物の少なくとも一部分が排斥手段２
０のポ−ト３４に供給される。そのヘリウム／空気混合
物の残部は排出され得る。
図４に示された手段５０と同様の冷却手段６０の下方に
配置されかつその冷却手段から離間されている。ヘリウ
ムがポ−ト６５から冷却手段６０に入り、そして図４に
関して説明されたようにファイバ１２を冷却する。ヘリ
ウムと、ファイバと一緒に冷却手段に入った隨伴空気は
チャンバ−６６およびポ−ト６７を通って排出される。
ヘリウム／空気混合物の少なくとも一部分が排斥手段２
０のポ−ト３４に供給される。そのヘリウム／空気混合
物の残部は排出され得る。
【００２４】光ファイバの表面特性も前記米国特許第４
７９２３４７号に開示されているように有利に修正され
得る。液体被覆材料とのガラス表面の適合性を改善する
化学物質の蒸気がパ−ジ・ガスと一緒に導入され得る。
このような物質の例としてはシラン結合剤があり、他の
表面処理剤としては液体被覆プリポリマ中に既に存在し
ているモノマまたは添加剤をあげることができる。
７９２３４７号に開示されているように有利に修正され
得る。液体被覆材料とのガラス表面の適合性を改善する
化学物質の蒸気がパ−ジ・ガスと一緒に導入され得る。
このような物質の例としてはシラン結合剤があり、他の
表面処理剤としては液体被覆プリポリマ中に既に存在し
ているモノマまたは添加剤をあげることができる。
【００２５】上述の実施例はガラス光ファイバの被覆に
関するものであったが、プラスチックや金属のような他
の材料で作成されたファイバも上述したヘリウム空気排
斥法から利益を受けるであろう。さらに、光ファイバに
は２つの保護被覆が設けられることが多い。このような
ファイバ延伸方式では、硬化手段を通る時にかつ第２の
コ−タに入る前に、第１の被覆に空気が隨伴される。第
１の被覆に隨伴された空気は上述のようにしてヘリウム
を含んだ雰囲気によって排斥されて、第２の被覆内での
泡の形成を軽減させることができる。
関するものであったが、プラスチックや金属のような他
の材料で作成されたファイバも上述したヘリウム空気排
斥法から利益を受けるであろう。さらに、光ファイバに
は２つの保護被覆が設けられることが多い。このような
ファイバ延伸方式では、硬化手段を通る時にかつ第２の
コ−タに入る前に、第１の被覆に空気が隨伴される。第
１の被覆に隨伴された空気は上述のようにしてヘリウム
を含んだ雰囲気によって排斥されて、第２の被覆内での
泡の形成を軽減させることができる。
【図１】光ファイバ延伸装置を概略的に示している。
【図２】ファイバから空気を排斥するための手段を設け
られた光ファイバ被覆装置を概略的に示している。
られた光ファイバ被覆装置を概略的に示している。
【図３】ファイバから空気を排斥するための手段を設け
られたファイバが空気排斥手段に入る前にファイバのま
わりの領域を脱気するための手段を設けられた光ファイ
バ被覆装置を概略的に示している。
られたファイバが空気排斥手段に入る前にファイバのま
わりの領域を脱気するための手段を設けられた光ファイ
バ被覆装置を概略的に示している。
【図４】１つの装置が冷却手段および空気排斥手段とし
て同時に機能する装置を概略的に示している。
て同時に機能する装置を概略的に示している。
【図５】ファイバ冷却手段からのリサイクルされたヘリ
ウムをパ−ジ・ガスとして利用する装置を概略的に示し
ている。
ウムをパ−ジ・ガスとして利用する装置を概略的に示し
ている。
１０ ガラス・プリフォ−ム １１ トラクタ− １２ ファイバ １４ ファイバ冷却手段 １５ コ−タ １６ 硬化手段 １９ ハウジング ２０ 空気排斥装置 ２４ 液体被覆チャンバ− ２６ 被覆液体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャ−ド リ−ド ウイリアムズ アメリカ合衆国、ノ−スカロライナ州 28403、ウイルミントン、イ−ストウイン ド ロ−ド 5406
Claims (11)
- 【請求項１】 ファイバを液体被覆組成を通して延伸
し、それに続いてファイバから余剰の被覆液体を除去
し、そしてその被覆液体を硬化させてそのファイバ上に
中実保護層を形成することよりなり、ファイバが前記液
体被覆組成に入る点においてファイバを包囲している雰
囲気が、前記中実保護層内での泡の発生を軽減させるの
に有効な量のヘリウムを含んだ雰囲気よりなるファイバ
を連続的に被覆する方法。 - 【請求項２】 請求項１の方法において、前記ファイバ
が前記被覆液体に入る前に前記ファイバからそれに隨伴
した空気を除去するために前記雰囲気を前記ファイバの
方へと流すことによって前記雰囲気が与えられる前記方
法。 - 【請求項３】 請求項１の方法において、前記雰囲気が
実質的に純粋なヘリウム、またはヘリウムと少なくとも
１つの他のガスまたは蒸気よりなる前記方法。 - 【請求項４】 請求項１の方法において、前記ファイバ
が前記被覆液体に入る前に冷却手段を通り、かつ前記被
覆液体と前記冷却手段との間に配置され、必要に応じて
前記冷却手段から離間された空気排斥領域の方へと前記
雰囲気を流すことによって前記雰囲気が与えられる前記
方法。 - 【請求項５】 請求項１の方法において、前記被覆液体
がコ−タに入れられ、かつ前記ファイバが前記コ−タを
通る前に冷却手段を通り、そして前記冷却手段が前記コ
−タに隣接して配置されていて、前記ファイバが前記冷
却手段から出た後でかつ前記被覆液体に入る前に、空気
が前記ファイバに隨伴できなくされるようにする前記方
法。 - 【請求項６】 請求項５の方法において、前記ファイバ
が前記冷却手段を通る時に、ガスを含んだヘリウムのジ
ェットが前記ファイバに向けて放射される前記方法。 - 【請求項７】 請求項１の方法において、前記ファイバ
が前記雰囲気に入る前に、低下した圧力を受ける前記方
法。 - 【請求項８】 被覆されたファイバを形成する装置であ
って、 ファイバを形成する手段と、 前記ファイバに液体被覆組成を添着させる手段と、 前記ファイバが前記液体被覆組成に入る点において前記
ファイバを、被覆内における泡の発生を軽減するのに十
分な量のヘリウムを含んだ雰囲気で包囲する手段を具備
した、被覆されたファイバを形成する装置。 - 【請求項９】 請求項８の装置において、前記液体被覆
組成をファイバに添着させる手段とは反対側において前
記包囲する手段に隣接して配置された低圧チャンバ−を
さらに具備した前記装置。 - 【請求項１０】 請求項８の装置において、前記ファイ
バを形成する手段がガラス供給源と、前記ファイバを前
記ガラス供給源から延伸する手段よりなり、前記装置
は、前記ガラス供給源と前記被覆手段の間に配置された
前記ファイバを冷却する手段をさらに具備しており、前
記包囲する手段が前記冷却手段から離間されかつ前記コ
−タに隣接して配置された前記ファイバにヘリウムを含
んだガスの流れを放射する手段を具備している前記装
置。 - 【請求項１１】 請求項１０の装置において、前記冷却
手段にヘリウムを供給する手段と、前記冷却手段から排
出ガスを除去する手段と、前記排出ガスの少なくとも一
部分を前記包囲する手段に供給する手段をさらに具備し
た前記装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40923195A | 1995-03-23 | 1995-03-23 | |
| US409231 | 1995-03-23 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007058639A Division JP2007191395A (ja) | 1995-03-23 | 2007-03-08 | ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259273A true JPH08259273A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=23619607
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091830A Pending JPH08259273A (ja) | 1995-03-23 | 1996-03-22 | ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置 |
| JP2007058639A Pending JP2007191395A (ja) | 1995-03-23 | 2007-03-08 | ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007058639A Pending JP2007191395A (ja) | 1995-03-23 | 2007-03-08 | ファイバを連続的に被覆する方法および被覆されたファイバを形成する装置 |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5974837A (ja) |
| EP (2) | EP0913368B1 (ja) |
| JP (2) | JPH08259273A (ja) |
| KR (1) | KR100401334B1 (ja) |
| CN (1) | CN1229529C (ja) |
| AU (1) | AU711457B2 (ja) |
| BR (1) | BR9601083A (ja) |
| CA (1) | CA2168830A1 (ja) |
| DE (2) | DE69630402T2 (ja) |
| DK (1) | DK0733601T3 (ja) |
| RU (1) | RU2177916C2 (ja) |
Cited By (6)
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