JP4407652B2

JP4407652B2 - Optical fiber bobbin and optical fiber manufacturing method using the bobbin

Info

Publication number: JP4407652B2
Application number: JP2006056521A
Authority: JP
Inventors: 仁正道
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: JP2007230838A

Description

本発明は光ファイバ用ボビンおよびこのボビンを使用した光ファイバの製造方法に係り、例えば熱硬化型樹脂で被覆した光ファイバを製造するのに好適な光ファイバ用ボビンおよびこのボビンを用いた光ファイバの製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical fiber bobbin and an optical fiber manufacturing method using the bobbin, for example, an optical fiber bobbin suitable for manufacturing an optical fiber coated with a thermosetting resin, and an optical fiber using the bobbin. It is related with the manufacturing method.

従来より、高温環境下で使用される光ファイバとして、耐熱性を有する熱硬化型樹脂被覆により保護されたものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。
前述したような熱硬化型樹脂被覆を有する光ファイバは、プリフォームを加熱炉で加熱・溶融して所定の外径まで線引きして光ファイバを形成し、この光ファイバを熱硬化型樹脂で覆う。そして、例えば、赤外線ランプのような加熱手段で耐熱性を有する熱硬化型樹脂を加熱・硬化させて被覆し、巻取ボビンに巻き取られる。
特開２００５−１７３０８４号公報特開２００３−３２９９０１号公報 Conventionally, as an optical fiber used in a high temperature environment, an optical fiber protected by a thermosetting resin coating having heat resistance is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
An optical fiber having a thermosetting resin coating as described above is formed by heating and melting a preform in a heating furnace and drawing the preform to a predetermined outer diameter, and covering the optical fiber with a thermosetting resin. . Then, for example, the thermosetting resin having heat resistance is heated and cured by a heating means such as an infrared lamp, and the resin is covered and wound on a winding bobbin.
JP 2005-173084 A JP 2003-329901 A

ところで、耐熱性を有するポリイミド樹脂等の熱硬化型樹脂では光ファイバを被覆する際の作業性の観点から溶剤が多く含まれて軟らかくなっているため、光ファイバを被覆した後に加熱して溶剤を除去して硬化させるには、十分に加熱する必要がある。このため、例えば、巻取り速度を遅くして加熱時間を長くすることができるが、巻取り速度を遅くすると、製造に要する時間が長くなるという不都合があった。 By the way, since thermosetting resins such as heat-resistant polyimide resin are soft and contain a lot of solvent from the viewpoint of workability when coating an optical fiber, the solvent is removed by heating after coating the optical fiber. In order to remove and cure, it is necessary to heat sufficiently. For this reason, for example, it is possible to increase the heating time by slowing the winding speed. However, if the winding speed is slowed, there is a disadvantage that the time required for manufacturing becomes long.

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱硬化型樹脂で被覆した光ファイバの製造時間を短縮化することができる光ファイバ用ボビンおよび光ファイバの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber bobbin and an optical fiber manufacturing method capable of shortening the manufacturing time of an optical fiber coated with a thermosetting resin. Is to provide.

前述した目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ用ボビンの第１の特徴は、ガラスファイバの表面を熱硬化型樹脂で被覆した光ファイバを巻き取る巻取りボビンであって、前記巻取りボビンを構成する胴部および該胴部の両端に設けられている鍔部に通気用の開口部を有するとともに、前記胴部の半径方向の熱膨張を抑える低膨張構造を有することにある。 In order to achieve the above-described object, a first feature of an optical fiber bobbin according to the present invention is a winding bobbin that winds up an optical fiber having a glass fiber surface coated with a thermosetting resin. The present invention is to have a low expansion structure that suppresses the thermal expansion in the radial direction of the body part while having a ventilation opening in the body part constituting the take-off bobbin and the flange part provided at both ends of the body part.

このように構成された光ファイバ用ボビンにおいては、線引きされ、熱硬化型樹脂で被覆された光ファイバを巻取り、巻取りボビンごと巻き取った光ファイバを追加加熱して被覆を硬化させる。この被覆を形成する熱硬化型樹脂を追加加熱した際に溶剤成分が揮発するが、巻取りボビンの胴部および鍔部に設けられている開口部から溶剤成分を巻取りボビンの外部に放出できるので、最外層の光ファイバのみならず、巻き取られている中間層及び最下層の光ファイバの被覆も効率よく硬化させることができる。また、巻取りボビンの胴部は、追加加熱に伴うボビン自体の半径外方向の熱膨張を抑える低膨張構造となっているので、胴部の熱膨張によって、光ファイバに引張力が作用するのを抑えて、上層に巻き取られている光ファイバが下層にまかれている光ファイバに食い込むのを防止することができる。さらに、ボビン胴部が半径外方向に熱膨張して生じる引張力により、光ファイバが断線するのを防止することができる。 In the optical fiber bobbin configured as described above, the optical fiber drawn and coated with the thermosetting resin is wound up, and the coated optical fiber is further heated to cure the coating. When the thermosetting resin that forms this coating is additionally heated, the solvent component volatilizes, but the solvent component can be released to the outside of the winding bobbin from the openings provided in the body and collar of the winding bobbin. Therefore, not only the outermost optical fiber but also the wound intermediate and lowermost optical fibers can be efficiently cured. Also, the body of the take-up bobbin has a low expansion structure that suppresses the thermal expansion in the radial direction of the bobbin itself that accompanies additional heating, so that a tensile force acts on the optical fiber due to the thermal expansion of the body. It is possible to prevent the optical fiber wound up in the upper layer from biting into the optical fiber wound in the lower layer. Furthermore, it is possible to prevent the optical fiber from being disconnected by the tensile force generated by the thermal expansion of the bobbin barrel in the radially outward direction.

また、本発明に係る光ファイバ用ボビンの第２の特徴は、上記本発明の第１の特徴において、前記低膨張構造は、前記胴部が複数本の細径の金属製棒状部材を円筒状に離間配置して形成されたことにある。 The second feature of the optical fiber bobbin according to the present invention is that, in the first feature of the present invention, the low expansion structure has a cylindrical body made of a plurality of small-diameter metal rod-shaped members. It is that they are spaced apart from each other.

このように構成された光ファイバ用ボビンにおいては、複数本の細径の金属製棒状部材を円筒形状に離間配置して光ファイバを巻き取る胴部を形成したので、追加加熱された際に、光ファイバから揮発した溶剤成分を胴部の離間配置した金属製棒状部材の隙間から内部に逃がすことができる。また、鍔部にも開口部を設けたので、胴部の内部に逃げた溶剤成分や、重ねて巻き取られている中間層の光ファイバから揮発した溶剤成分を、外部に放出することができる。 In the optical fiber bobbin configured as described above, a plurality of thin metal rod-shaped members are arranged in a cylindrical shape so as to wind up the optical fiber, so when the additional heating is performed, The solvent component volatilized from the optical fiber can be released to the inside through a gap between the metal rod-like members spaced apart from the body. In addition, since the opening is also provided in the collar portion, the solvent component that escapes to the inside of the body portion and the solvent component that volatilizes from the optical fiber of the intermediate layer that has been wound up can be discharged to the outside. .

また、本発明に係る光ファイバ用ボビンの第３の特徴は、上記本発明の第１または第２の特徴において、ステンレス製であることにある。 The third feature of the optical fiber bobbin according to the present invention is that the first or second feature of the present invention is made of stainless steel.

このように構成された光ファイバ用ボビンにおいては、ステンレスを用いているので、追加加熱の温度に十分耐えることができるとともに、容易に製造することができる。また、軽量化を実現でき、しかも外観も永続的にきれいである。 Since the optical fiber bobbin configured as described above uses stainless steel, it can sufficiently withstand the temperature of the additional heating and can be easily manufactured. Moreover, the weight can be reduced, and the appearance is permanently beautiful.

前述した目的を達成するために、本発明に係る光ファイバの製造方法の第１の特徴は、ガラスファイバの表面を熱硬化型樹脂で被覆しながら熱硬化させた光ファイバを胴部及び鍔部に通気用の開口を有した巻取りボビンに巻き取る線引工程と、その後、前記光ファイバを前記巻取りボビンごと不活性ガス下で保持した状態で追加加熱する加熱工程とを有することにある。 In order to achieve the above-mentioned object, the first feature of the optical fiber manufacturing method according to the present invention is that the optical fiber, which is thermally cured while covering the surface of the glass fiber with a thermosetting resin, is a body portion and a flange portion. A drawing step of winding on a winding bobbin having an opening for ventilation, and then a heating step of additionally heating the optical fiber together with the winding bobbin under an inert gas. .

このように構成された光ファイバの製造方法においては、例えばポリイミド樹脂等の熱硬化型樹脂製の被覆を有する光ファイバを製造する際に、光ファイバ母材を加熱溶融してガラスファイバを線引きし、ガラスファイバの表面を熱硬化型樹脂製の被覆で被覆する。そして、被覆を加熱して熱硬化型樹脂を硬化させて光ファイバを巻取りボビンに巻き取る。そして、巻き取った光ファイバを巻取りボビンごとまとめて追加加熱して、熱硬化型樹脂に残留している溶剤を除去して被覆を硬化させるので、巻取り速度を遅くして巻取り時に被覆を十分に加熱・硬化させる場合に比べて、製造時間の短縮を図ることができる。なお、前記追加加熱においては、酸素が存在する雰囲気下では、熱硬化型樹脂が酸化劣化し低分子化が進む。その結果、被覆表面状態の劣化に至るため、不活性ガス雰囲気下での追加加熱は必須である。 In the optical fiber manufacturing method configured as described above, for example, when manufacturing an optical fiber having a coating made of thermosetting resin such as polyimide resin, the optical fiber preform is heated and melted to draw the glass fiber. The surface of the glass fiber is covered with a thermosetting resin coating. Then, the coating is heated to cure the thermosetting resin, and the optical fiber is taken up on the take-up bobbin. The wound optical fiber is then heated together with the take-up bobbin to remove the solvent remaining in the thermosetting resin and harden the coating. The manufacturing time can be shortened as compared with the case of sufficiently heating and curing. In addition, in the additional heating, in an atmosphere where oxygen is present, the thermosetting resin is oxidatively deteriorated and the molecular weight is lowered. As a result, since the coating surface state is deteriorated, additional heating in an inert gas atmosphere is essential.

本発明によれば、耐熱性を有する熱硬化型樹脂により被覆された光ファイバを、巻き取った後に巻取りボビンごとまとめて追加加熱することにより、熱硬化型樹脂に含まれている溶剤成分を除去して被覆を硬化させることができるので、従来のように、被覆を十分に加熱して硬化させるために巻取り速度を遅くしなければならないという問題を解消でき、製造時間の短縮を図ることができるという効果が得られる。 According to the present invention, the optical fiber coated with the heat-curable thermosetting resin is additionally heated together with the take-up bobbin after being wound up, whereby the solvent component contained in the thermosetting resin is reduced. Since it can be removed and the coating can be cured, the problem of having to slow down the winding speed in order to sufficiently heat and cure the coating as in the past can be solved, and the production time can be reduced. The effect of being able to be obtained.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１（Ａ）は本発明の光ファイバの製造方法を実施する製造装置の一例を示す構成図、図１（Ｂ）は追加加熱炉の断面図、図２は本発明に係る光ファイバ用ボビンの実施形態を示す斜視図、図３は追加加熱により揮発した溶剤の放出状態を示す断面図、図４は光ファイバ用ボビンに巻き取られた光ファイバの状態を示す断面図、図５（Ａ）は光ファイバ用ボビンの鍔部の一例を示す側面図、図５（Ｂ）は光ファイバ用ボビンの胴部を示す正面図、図６（Ａ）および（Ｂ）は低膨張構造の一例を示す鍔部の正面図および拡大図である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1A is a block diagram showing an example of a manufacturing apparatus for carrying out the optical fiber manufacturing method of the present invention, FIG. 1B is a sectional view of an additional heating furnace, and FIG. 2 is an optical fiber bobbin according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of the solvent volatilized by additional heating, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of the optical fiber wound around the optical fiber bobbin, and FIG. ) Is a side view showing an example of a collar part of an optical fiber bobbin, FIG. 5B is a front view showing a body part of an optical fiber bobbin, and FIGS. 6A and 6B are examples of a low expansion structure. It is the front view and enlarged view of a collar part shown.

まず、図１（Ａ）に基づいて、本発明に係る光ファイバの製造方法を実施するための製造装置１０について説明する。この製造装置１０では、光ファイバ母材（プリフォーム）１１の下端部を加熱溶融して線引きするための加熱炉１２が設けられており、加熱炉１２の下流側には線引きされたガラスファイバ１３の外径を制御する線径制御部１４が設けられている。線径制御部１４の下流側には、所定の外径に線引きされたガラスファイバ１３に耐熱性を有する熱硬化型樹脂製の被覆をコーティングするコーティング部１５が設けられている。コーティング部１５は、熱硬化型樹脂でガラスファイバ１３を被覆するためのダイス１６と、ガラスファイバ１３を覆う熱硬化型樹脂製の被覆を加熱するための例えば赤外線照射装置のような加熱硬化用ヒータ１７を有している。コーティング部１５の下流側には、被覆された光ファイバ１８を巻き取るためのキャプスタン１９および巻取りボビン３０が設けられている。 First, a manufacturing apparatus 10 for carrying out the optical fiber manufacturing method according to the present invention will be described with reference to FIG. In the manufacturing apparatus 10, a heating furnace 12 is provided for heating and melting a lower end portion of an optical fiber preform (preform) 11, and a drawn glass fiber 13 is provided downstream of the heating furnace 12. A wire diameter controller 14 is provided for controlling the outer diameter of the wire. On the downstream side of the wire diameter control unit 14, a coating unit 15 for coating the glass fiber 13 drawn to a predetermined outer diameter with a heat-resistant resin coating having heat resistance is provided. The coating unit 15 includes a die 16 for coating the glass fiber 13 with a thermosetting resin, and a heating and curing heater such as an infrared irradiation device for heating the coating made of the thermosetting resin that covers the glass fiber 13. 17. A capstan 19 and a winding bobbin 30 for winding the coated optical fiber 18 are provided on the downstream side of the coating unit 15.

また、図１（Ｂ）には、巻取りボビン３０に巻き取られた光ファイバ１８を一括して追加加熱するための、追加加熱用加熱炉２２が示されている。追加加熱用加熱炉２２には、巻取りボビン３０を収容する加熱室２３と、加熱室２３を追加加熱するためのヒータ２４と、加熱室２３の排気を行うための排気管２５が設けられている。従って、追加加熱用加熱炉２２は、熱硬化型樹脂で形成された光ファイバ１８の被覆を追加加熱するとともに、加熱室２３の排気を行うことができるようになっている。
なお、追加加熱用加熱炉２２は、図１（Ａ）に示した製造ラインの巻取りボビン３０の下流側に設けることができるが、まったく別個に独立して設けることもできる。 FIG. 1B shows a heating furnace 22 for additional heating for collectively heating the optical fibers 18 wound on the winding bobbin 30. The heating furnace 22 for additional heating is provided with a heating chamber 23 that houses the winding bobbin 30, a heater 24 for additional heating of the heating chamber 23, and an exhaust pipe 25 for exhausting the heating chamber 23. Yes. Therefore, the heating furnace 22 for additional heating can heat the coating of the optical fiber 18 formed of a thermosetting resin and exhaust the heating chamber 23.
The heating furnace 22 for additional heating can be provided on the downstream side of the winding bobbin 30 in the production line shown in FIG. 1A, but can also be provided completely independently.

従って、図１に示すように、本発明の光ファイバの製造方法では、光ファイバ母材１１を加熱炉１２により加熱溶融してガラスファイバ１３を所定の外径に線引きし、ダイス１６によってガラスファイバ１３の表面に熱硬化型樹脂製の被覆をコーティングして光ファイバ１８を形成する。そして、硬化用ヒータ１７により熱硬化型樹脂製の被覆が加熱された光ファイバ１８を、キャプスタン１９を経由して巻取りボビン３０に巻き取る。ここで、硬化用ヒータ１７により被覆を加熱する際に、光ファイバ１５の送り速度を落として十分な加熱時間を確保するようにすると光ファイバ１５の製造時間が徒に長くなるため、特に送り速度を落とすことなく、例えば紫外線硬化型樹脂を被覆にコーティングした場合と同様の速さで送るようにする。 Therefore, as shown in FIG. 1, in the optical fiber manufacturing method of the present invention, the optical fiber preform 11 is heated and melted by the heating furnace 12, the glass fiber 13 is drawn to a predetermined outer diameter, and the glass fiber is drawn by the die 16. An optical fiber 18 is formed by coating the surface of 13 with a thermosetting resin coating. Then, the optical fiber 18 in which the coating made of the thermosetting resin is heated by the curing heater 17 is wound around the winding bobbin 30 via the capstan 19. Here, when the coating is heated by the curing heater 17, if the feeding speed of the optical fiber 15 is reduced to ensure a sufficient heating time, the manufacturing time of the optical fiber 15 becomes longer. For example, an ultraviolet curable resin is fed at the same speed as when the coating is coated.

巻取りボビン３０に巻き取られた状態の光ファイバ１８の被覆は、硬化用ヒータ１７によって加熱されたものの、十分な時間をかけて加熱したものではないので、被覆にはまだ溶剤成分が残っていて、十分な樹脂硬化度を得るに至っていない。そこで、光ファイバ１８を、追加加熱用加熱炉２２において一括して巻取りボビン３０ごと追加加熱して、被覆に残留している溶剤成分を除去して、被覆を硬化させる。
耐熱性を有する熱硬化型樹脂として、例えばポリイミド樹脂を用いて光ファイバ１８の被覆を形成し、巻取りボビン３０に巻き取られた状態で光ファイバ１８を例えば３００℃で追加加熱することにより、被覆に残留している溶剤を揮発させて、被覆を硬化させることができる。このとき、巻取りボビン３０を収容している加熱室２３の内部を排気管２５をとおして排気するようにして、揮発した溶剤成分を外部に効率よく放出するようにする。 Although the coating of the optical fiber 18 wound on the winding bobbin 30 was heated by the curing heater 17, it was not heated for a sufficient time, so that the solvent component still remained in the coating. Thus, a sufficient degree of resin curing has not been achieved. Therefore, the optical fiber 18 is additionally heated together with the take-up bobbin 30 in the additional heating furnace 22 to remove the solvent component remaining in the coating, and the coating is cured.
As a thermosetting resin having heat resistance, for example, a coating of the optical fiber 18 is formed using polyimide resin, and the optical fiber 18 is additionally heated at, for example, 300 ° C. while being wound around the winding bobbin 30. The solvent remaining in the coating can be volatilized to cure the coating. At this time, the inside of the heating chamber 23 accommodating the winding bobbin 30 is exhausted through the exhaust pipe 25 so that the volatilized solvent component is efficiently discharged to the outside.

以上、説明したように、本発明に係る光ファイバの製造方法においては、巻き取った光ファイバ１８を巻取りボビン３０ごとまとめて追加加熱して、熱硬化型樹脂製の被覆に残留している溶剤成分を除去し、被覆を硬化させるので、巻取り速度を遅くして巻取り時に被覆を十分に加熱・硬化させる場合に比べて、製造時間の短縮を図ることができる。 As described above, in the optical fiber manufacturing method according to the present invention, the wound optical fiber 18 is collectively heated together with the take-up bobbin 30 and remains on the thermosetting resin coating. Since the solvent component is removed and the coating is cured, the manufacturing time can be shortened as compared with the case where the winding speed is reduced and the coating is sufficiently heated and cured during winding.

次に、本発明に係る光ファイバ用ボビンについて説明する。この光ファイバ用ボビンは、前述した光ファイバの製造方法において光ファイバが巻き取られる巻取りボビン３０である。
この巻取りボビン３０は、図２に示すように、光ファイバ１８を巻き付ける胴部３１と、胴部３１の両端に設けられている一対の鍔部３２を有している。
胴部３１は、複数本の細径の金属製棒状部材となる金属棒３４が所定間隔で円筒状に離間配置して形成されている。従って、隣接する金属棒３４の間には後述する通気用開口部となる隙間３５が設けられている。また、一対の鍔部３２には同じく通気用となる開口部３３ａ、３３ｂが設けられている。さらに、胴部３１は、胴部３１の半径外方向への熱膨張を抑える低膨張構造を有している。 Next, the optical fiber bobbin according to the present invention will be described. This optical fiber bobbin is a take-up bobbin 30 on which the optical fiber is wound in the above-described optical fiber manufacturing method.
As shown in FIG. 2, the take-up bobbin 30 includes a body portion 31 around which the optical fiber 18 is wound, and a pair of flange portions 32 provided at both ends of the body portion 31.
The body portion 31 is formed by arranging a plurality of metal rods 34, which are metal rod-like members having a small diameter, spaced apart in a cylindrical shape at a predetermined interval. Accordingly, a gap 35 is provided between adjacent metal rods 34 to be a ventilation opening described later. The pair of flanges 32 are also provided with openings 33a and 33b for ventilation. Further, the body part 31 has a low expansion structure that suppresses thermal expansion of the body part 31 in the radially outward direction.

従って、巻取りボビン３０は、図３に示すように、光ファイバ１８を巻き取った状態で追加加熱した際に、胴部３１の隣接する金属棒３４の間に隙間３５が設けられているので、下層に巻き取られている光ファイバ１８から揮発した溶剤成分を、胴部３１の隙間３５から内部に逃がすことができる。また、鍔部３２にも開口部３３ａ、３３ｂを設けたので、胴部３１の内部に逃げた溶剤成分および重ねて巻き取られている中間層の光ファイバ１８から揮発した溶剤成分を、外部に放出することができる。また、上層に巻き取られている光ファイバ１８から揮発した溶剤成分は、直接外に放出される。 Therefore, the take-up bobbin 30 is provided with a gap 35 between the metal rods 34 adjacent to the body 31 when the optical fiber 18 is additionally heated as shown in FIG. The solvent component volatilized from the optical fiber 18 wound on the lower layer can be released from the gap 35 of the body portion 31 to the inside. Moreover, since the openings 33a and 33b are also provided in the flange portion 32, the solvent component escaped inside the barrel portion 31 and the solvent component volatilized from the optical fiber 18 of the intermediate layer that has been wound up are overlapped. Can be released. Further, the solvent component volatilized from the optical fiber 18 wound on the upper layer is directly discharged to the outside.

図５（Ａ）および（Ｂ）には、巻取りボビン３０の具体例が示されている。図５（Ａ）に示すように、鍔部３２には、胴部３１の外側に対応する部分にφ４０ｍｍの円形の開口部３３ｂが１２個設けられている。また、鍔部３２において胴部３１の内側に対応する直径２７５ｍｍの円周内の部分には、開口部３３ａとして、φ７５ｍｍの円形の開口部３３ａが４個と、φ２６ｍｍの開口が２個と、φ２２ｍｍの開口が１個設けられている。
従って、胴部３１の内側に対応する鍔部３２の開口率は、（７５^２×４＋２６^２×２＋２２^２）／２７５^２＝０．３２となり、３２％になる。なお、一般的に、開口率を２５％以上とするのが望ましい。 5A and 5B show specific examples of the winding bobbin 30. FIG. As shown in FIG. 5A, the collar portion 32 is provided with twelve circular opening portions 33b having a diameter of 40 mm at a portion corresponding to the outside of the body portion 31. Moreover, in the part in the circumference of 275 mm in diameter corresponding to the inner side of the trunk part 31 in the collar part 32, as the opening part 33a, four circular opening parts 33a of φ75 mm, two openings of φ26 mm, One opening of φ22 mm is provided.
Therefore, the aperture ratio of the collar portion 32 corresponding to the inside of the body portion 31 is (75 ² × 4 + 26 ² × 2 + 22 ² ) / 275 ² = 0.32, which is 32%. In general, the aperture ratio is preferably 25% or more.

一方、胴部３１の開口率について説明する。胴部３１は、φ６ｍｍの金属棒３４を、直径２７５ｍｍの円周上に２４本設けた。これより、開口率は、１．０−（６×２４）／（２７５×π）＝０．８３となり、８３％となる。なお、一般的に、開口率を５０％以上とするのが望ましい。但し、上記したいずれの開口率も、ボビン自体の機械的強度の低下が生じない範囲とするのは当然である。
なお、金属棒３４の本数を少なくすることにより、隙間３５を大きくして胴部３１の開口率を上げることができるが、金属棒３４の本数が少なくなると、胴部３１の断面形状が円形から多角形になり、巻き取られている光ファイバ１８が折れ曲がることになる。光ファイバ１８が、許容曲げ半径よりも小さい半径で折れ曲がると、伝送特性に悪影響を及ぼすので、許容曲げ半径よりも小さくなることがないように金属棒３４を設ける必要がある。 On the other hand, the aperture ratio of the trunk portion 31 will be described. The body 31 is provided with 24 φ6 mm metal bars 34 on a circumference having a diameter of 275 mm. Accordingly, the aperture ratio is 1.0− (6 × 24) / (275 × π) = 0.83, which is 83%. In general, it is desirable that the aperture ratio be 50% or more. However, it is natural that any of the aperture ratios described above is within a range where the mechanical strength of the bobbin itself does not decrease.
By reducing the number of metal bars 34, the gap 35 can be increased to increase the opening ratio of the body part 31, but when the number of metal bars 34 is reduced, the cross-sectional shape of the body part 31 becomes circular. The optical fiber 18 having a polygonal shape and being wound is bent. If the optical fiber 18 is bent at a radius smaller than the allowable bending radius, the transmission characteristics are adversely affected. Therefore, it is necessary to provide the metal rod 34 so as not to be smaller than the allowable bending radius.

巻取りボビン３０は、耐熱性を有すると共に、製造が容易であることおよび美観からステンレス製であることが望ましい。但し、ステンレス製とすることにより、巻取りボビン３０は、巻き取られている光ファイバ１８と比較して熱膨張係数が大きくなるので、鍔部３２の膨張に伴って胴部３１の金属棒３４が鍔部３２の径方向外側に移動することになる。これにより胴部３１の巻取り半径が拡大し、胴部３１に巻き取られている光ファイバ１８に引張力が作用して、光ファイバ１８からみると、図４中の破線で示すように、光ファイバ１８が巻取りボビン３０に食い込むように作用して光ファイバ１８の断線や、上層に巻き取られている光ファイバ１８が下層の光ファイバ１８間に食い込んで、例えば光ファイバ１８の繰り出し時に付着して断線するおそれがある。このため、胴部３１の半径外方向の熱膨張を抑える低膨張構造を採用する。 The winding bobbin 30 is preferably made of stainless steel because it has heat resistance and is easy to manufacture and aesthetically pleasing. However, since the winding bobbin 30 is made of stainless steel, the thermal expansion coefficient of the winding bobbin 30 is larger than that of the optical fiber 18 being wound. Will move outward in the radial direction of the flange 32. As a result, the winding radius of the body portion 31 is expanded, and a tensile force acts on the optical fiber 18 wound around the body portion 31, and when viewed from the optical fiber 18, as shown by the broken line in FIG. The optical fiber 18 acts so as to bite into the take-up bobbin 30, and the optical fiber 18 is broken or the optical fiber 18 wound up in the upper layer bites into the lower optical fiber 18, for example, when the optical fiber 18 is extended. There is a risk of adhesion and disconnection. For this reason, a low expansion structure that suppresses the thermal expansion of the body portion 31 in the radially outward direction is employed.

図６（Ａ）および（Ｂ）には、低膨張構造の一例が示されている。この巻取りボビン３０では、胴部３１を構成する金属棒３４と鍔部３２との取付部を、図６（Ｂ）に示すように、長孔３６とすることにより、鍔部３２が熱膨張しても金属棒３４による巻取り半径を変えないように支持することが可能になっている。但し、追加加熱前の巻取り状態では、金属棒３４が中心側へ移動するようでは光ファイバ１８を適正に巻き取ることができないため、長孔３６は、膨張前の状態では金属棒３４を所定の巻取り半径の位置（図６（Ｂ）においては上端）に保持されるように、上端の半径を略金属棒３４の半径と同じとする。そして、鍔部３２の中心に向かって長孔３６の半径を金属棒３４の半径よりも小さくする。これにより、外力が作用しないときは金属棒３４は長孔３６の上部（鍔部３２の半径外方向側）にあるが、鍔部３２の膨張に伴う反力によって、金属棒３４を中心方向へ押すある程度強い力が金属棒３４に作用すると、金属棒３４は長孔３６の幅が狭い方（鍔部３２の半径内方向側）へ移動するので、所定の巻取り半径を維持することができる。 6A and 6B show an example of a low expansion structure. In the take-up bobbin 30, the flange 32 is thermally expanded by providing a long hole 36 as shown in FIG. 6B as the attachment portion between the metal rod 34 and the flange 32 constituting the body 31. Even so, it is possible to support the metal rod 34 so as not to change the winding radius. However, in the winding state before the additional heating, the optical fiber 18 cannot be properly wound if the metal rod 34 moves to the center side. The upper end radius is made substantially the same as the radius of the metal rod 34 so that it is held at the position of the winding radius (the upper end in FIG. 6B). Then, the radius of the long hole 36 is made smaller than the radius of the metal rod 34 toward the center of the flange portion 32. As a result, when no external force is applied, the metal bar 34 is at the upper part of the long hole 36 (on the radially outward side of the flange part 32), but the metal bar 34 is moved toward the center by the reaction force accompanying the expansion of the flange part 32. When a strong force to press acts on the metal bar 34, the metal bar 34 moves toward the narrower width of the long hole 36 (in the radial inward direction of the flange portion 32), so that a predetermined winding radius can be maintained. .

このように、低膨張構造を採用することにより、鍔部３２が熱膨張した際には、巻き取られている光ファイバ１８によって金属棒３４を同じ巻取り半径の位置に保持することができ、光ファイバ１８に作用する引張力を大幅に低減する事ができる。
なお、金属棒３４自体の径方向の熱膨張量は小さいが、この熱膨張も同時に相殺することができる。また、胴部３１の巻取り方向（周面方向）の熱膨張は、隣接する金属棒３４の間に隙間３５が設けられているので、問題にならない。 Thus, by adopting the low expansion structure, when the collar portion 32 is thermally expanded, the metal rod 34 can be held at the position of the same winding radius by the optical fiber 18 being wound, The tensile force acting on the optical fiber 18 can be greatly reduced.
In addition, although the amount of thermal expansion in the radial direction of the metal rod 34 itself is small, this thermal expansion can also be offset simultaneously. Further, the thermal expansion in the winding direction (circumferential surface direction) of the body portion 31 is not a problem because the gap 35 is provided between the adjacent metal rods 34.

以上、説明したように本発明に係る巻取りボビン３０は、巻き取られた光ファイバ１８の被覆を硬化させるために巻取りボビン３０ごと追加加熱される。このとき、被覆を形成する熱硬化型樹脂に残留している溶剤成分が揮発するが、巻取りボビン３０の胴部３１および鍔部３２に設けられている隙間３５および開口部３３ａ、３３ｂから溶剤成分を巻取りボビン３０の外に放出できるので、最外層の光ファイバ１８のみならず、巻き取られている光ファイバ１８の被覆も効率的に硬化させることができる。
また、胴部３１は、追加加熱に伴う半径外方向の熱膨張を抑える低膨張構造となっているので、胴部３１の熱膨張によって、光ファイバ１８に引張力が作用するのを防止することができ、上層に巻き取られている光ファイバ１８が下層にまかれている光ファイバ１８に食い込むのを防止することができる。さらに、引張力により光ファイバ１８が断線するのを防止することができる。 As described above, the take-up bobbin 30 according to the present invention is additionally heated together with the take-up bobbin 30 in order to cure the wound cover of the optical fiber 18. At this time, although the solvent component remaining in the thermosetting resin forming the coating is volatilized, the solvent is removed from the gap 35 and the openings 33a and 33b provided in the body portion 31 and the flange portion 32 of the winding bobbin 30. Since the components can be discharged out of the take-up bobbin 30, not only the outermost optical fiber 18 but also the coated optical fiber 18 can be efficiently cured.
Moreover, since the trunk | drum 31 has the low expansion | swelling structure which suppresses the thermal expansion of the radial direction accompanying additional heating, it prevents that the tensile force acts on the optical fiber 18 by the thermal expansion of the trunk | drum 31. FIG. It is possible to prevent the optical fiber 18 wound in the upper layer from biting into the optical fiber 18 wound in the lower layer. Furthermore, it is possible to prevent the optical fiber 18 from being disconnected by a tensile force.

なお、本発明の光ファイバの製造方法およびこの製造方法に使用する光ファイバ用ボビンは、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態においては、棒状部材として金属棒３４を用いたが、この他パイプ状としたり、または図７に示すように、細幅の板状部材３７を縦に（中心に向かう放射状に配置）して用いることもできる。なお、前述した実施形態と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
あるいは、図８に示すように、板状部材３７を横（円周方向）にして用いることもできる。この場合には、光ファイバ１８を滑らかに胴部３１に巻き取ることができるが、胴部３１の開口率が小さくなり過ぎないように留意する。さらに、図示はしないが、胴部３１を網目状の部材で構成することもできる。 The optical fiber manufacturing method of the present invention and the optical fiber bobbin used in this manufacturing method are not limited to the above-described embodiments, and appropriate modifications and improvements can be made.
For example, in the above-described embodiment, the metal rod 34 is used as the rod-like member. However, as shown in FIG. 7, the narrow plate-like member 37 is arranged vertically (radially toward the center). Can also be used. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which is common in embodiment mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
Alternatively, as shown in FIG. 8, the plate-like member 37 can be used sideways (circumferential direction). In this case, the optical fiber 18 can be smoothly wound around the body portion 31, but care is taken so that the aperture ratio of the body portion 31 does not become too small. Furthermore, although not shown in the figure, the body portion 31 can be formed of a mesh member.

以上のように、本発明に係る光ファイバ用ボビンは、耐熱性を有する熱硬化型樹脂により被覆された光ファイバを巻き取った後に、光ファイバごとまとめて追加加熱することができる。これにより、光ファイバは、熱硬化型樹脂に含まれている溶剤成分を除去して被覆を硬化させるので、従来のように、製造時、被覆を十分に加熱して硬化させるために巻取り速度を遅くしなければならないという問題を解消でき、製造時間の短縮を図ることができるという効果を有し、例えば熱硬化型樹脂製の被覆を有する光ファイバを製造するのに好適な光ファイバ用ボビンおよびこのボビンを使用した光ファイバの製造方法等として有用である。 As described above, the bobbin for an optical fiber according to the present invention can be additionally heated together with the optical fiber after winding the optical fiber covered with the thermosetting resin having heat resistance. As a result, the optical fiber removes the solvent component contained in the thermosetting resin and cures the coating, so that the winding speed is sufficient to heat and cure the coating at the time of manufacture as in the past. The optical fiber bobbin is suitable for manufacturing an optical fiber having a coating made of a thermosetting resin, for example. It is also useful as a method for producing an optical fiber using this bobbin.

（Ａ）は本発明の光ファイバの製造方法を実施する製造装置の一例を示す構成図である。（Ｂ）は追加加熱炉の断面図である。(A) is a block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus which enforces the manufacturing method of the optical fiber of this invention. (B) is sectional drawing of an additional heating furnace. 本発明に係る光ファイバ用ボビンの実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows embodiment of the bobbin for optical fibers which concerns on this invention. 追加加熱により揮発した溶剤の放出状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the discharge | release state of the solvent volatilized by the additional heating. 光ファイバ用ボビンに巻き取られた光ファイバの状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the optical fiber wound up by the bobbin for optical fibers. （Ａ）は光ファイバ用ボビンの鍔部の一例を示す側面図である。（Ｂ）は光ファイバ用ボビンの胴部を示す正面図である。(A) is a side view which shows an example of the collar part of the bobbin for optical fibers. (B) is a front view which shows the trunk | drum of an optical fiber bobbin. （Ａ）および（Ｂ）は低膨張構造の一例を示す鍔部の正面図および拡大図である。(A) And (B) is the front view and enlarged view of a collar part which show an example of a low expansion structure. 光ファイバ用ボビンの胴部の構成の別の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a structure of the trunk | drum of an optical fiber bobbin. 光ファイバ用ボビンの胴部の構成のさらに別の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of a structure of the trunk | drum of an optical fiber bobbin.

Explanation of symbols

１１光ファイバ母材
１３ガラスファイバ
１８光ファイバ
３０巻取りボビン
３１胴部
３２鍔部
３３ａ、３３ｂ開口部
３４金属棒
３５隙間（開口部）
３６長孔（低膨張構造） DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Optical fiber base material 13 Glass fiber 18 Optical fiber 30 Winding bobbin 31 trunk | drum 32 collar 33a, 33b Opening 34 Metal rod 35 Crevice (opening)
36 Long hole (low expansion structure)

Claims

A winding bobbin that winds up an optical fiber having a glass fiber surface coated with a thermosetting resin,
It has a low expansion structure that suppresses thermal expansion in the radial direction of the body part while having an opening for ventilation in the body part that constitutes the winding bobbin and the flange part provided at both ends of the body part. A featured bobbin for optical fiber.

2. The bobbin for an optical fiber according to claim 1, wherein in the low expansion structure, the body portion is formed by arranging a plurality of thin metal rod-like members spaced apart in a cylindrical shape.

The bobbin for optical fibers according to claim 1 or 2, wherein the bobbin is made of stainless steel.

A drawing step of winding the optical fiber, which is thermally cured while coating the surface of the glass fiber with a thermosetting resin, on a winding bobbin having a ventilation opening in the body and the collar, and then the optical fiber And a heating step of additionally heating the take-up bobbin while being held under an inert gas.