JPS597655B2 - Optical fiber manufacturing method - Google Patents
Optical fiber manufacturing methodInfo
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- JPS597655B2 JPS597655B2 JP53084217A JP8421778A JPS597655B2 JP S597655 B2 JPS597655 B2 JP S597655B2 JP 53084217 A JP53084217 A JP 53084217A JP 8421778 A JP8421778 A JP 8421778A JP S597655 B2 JPS597655 B2 JP S597655B2
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- 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
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- 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
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/50—Cooling the drawn fibre using liquid coolant prior to coating, e.g. indirect cooling via cooling jacket
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光ファイバの製造方法に関する、光ファイバを
母材又は原料から得る紡糸方法には大別してプリフオー
ム法、二重るつぼ法がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber, and spinning methods for obtaining an optical fiber from a base material or raw material are broadly classified into a preform method and a double crucible method.
前者はファイバとなる母材(プリフオーム)をある速度
にて炉内に送り込みながら加熱軟化させ得られたファイ
バを引き出すものである。一方、後者は光ファイバを構
成するコア、クラッドに相当するそれぞれの原料を二重
ルツボに供給し、それらを引き出しファイバ化するもの
である。本発明はこれらの両方法により得られたファイ
バを紡糸直後、他の固形物に接触する前にファイバ周囲
にプラスチック材を施す方法に関するものである。In the former method, a preform that will become a fiber is fed into a furnace at a certain speed, heated and softened, and the resulting fiber is drawn out. On the other hand, in the latter method, raw materials corresponding to the core and cladding constituting the optical fiber are supplied to a double crucible, and then drawn out and made into a fiber. The present invention relates to a method for applying a plastic material around the fibers obtained by both of these methods immediately after spinning and before contact with other solid materials.
光ファイバ等ガラス材は高温にて加熱処理例えば紡紙を
した後、外気にさらすと外気中の水分等により、その表
面にマイクロクラック等が成長していくと言われている
。It is said that when a glass material such as an optical fiber is exposed to the outside air after being heat-treated at a high temperature, for example, by spinning paper, microcracks and the like will grow on its surface due to moisture in the outside air.
このように、表面にマイクロクラック等が成長した光フ
ァイバはグリフイスの理論で知られるようにこれらクラ
ックに応力集中が生じ理論限界よりもはるかに低い値で
破断し、その破断強度はマイクロクラックの成長に従い
時間とともに低下していく。特に、光通信用ファイバ等
長時間の信頼性を要求される場合には、重大な問題とな
つてくる。このような光ファイバ表面のマイクロクラッ
クの成長又は強度低下を防ぐためにプライマリーコート
と呼ぱれるプラスチックコートが行なわれている。In this way, an optical fiber with microcracks, etc. grown on its surface will break at a value much lower than the theoretical limit due to stress concentration in these cracks, as known from Griffith's theory, and the breaking strength will be determined by the growth of microcracks. Accordingly, it decreases over time. In particular, this becomes a serious problem when long-term reliability is required, such as in optical communication fibers. In order to prevent the growth of microcracks or a decrease in strength on the surface of an optical fiber, a plastic coat called a primary coat is applied.
プライマリーコートとはファイバを紡糸直後他の固形物
等に接触し、かつ、ファイバ表面にマイクロクラック等
が成長する以前にその表面をプラスチック材で保護する
ものである。The primary coat is a coating that protects the surface of the fiber with a plastic material before the fiber comes into contact with other solid materials immediately after spinning and before microcracks or the like grow on the surface of the fiber.
プライマリーコートに用いられる樹脂としてはエポキシ
樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポ
リブタジエン、ポリフッ化ビニリデン等の樹脂及びこれ
らの変成体あるいはこれらを2種以上混合させた樹脂組
成物が用いられる。As the resin used for the primary coat, resins such as epoxy resin, silicone resin, polyester, polyurethane, polybutadiene, polyvinylidene fluoride, modified products thereof, or resin compositions made by mixing two or more of these resins are used.
以下、プリフオーム法による紡糸について図を用いて説
明する。第1図に基本的な紡糸機の構成を示す。Hereinafter, spinning by the preform method will be explained using figures. Figure 1 shows the basic configuration of a spinning machine.
1はフアイバとなる母材、2は紡糸炉、3はフアイバ外
径測定器、4はプライマリーコーティングベツド、5は
焼付炉、6はガイドローラー、7は巻取機である。Reference numeral 1 designates a base material that becomes a fiber, 2 a spinning furnace, 3 a fiber outer diameter measuring device, 4 a primary coating bed, 5 a baking furnace, 6 a guide roller, and 7 a winder.
第1図に示すようにフアイバは紡糸直後コーテイングヘ
ツド4に満された樹脂中を通過し焼付炉5で焼付けられ
る。第1図に示した従来の方法では以下の問題点があつ
た。As shown in FIG. 1, immediately after spinning, the fiber passes through a coating head 4 filled with resin and is baked in a baking furnace 5. The conventional method shown in FIG. 1 has the following problems.
17アイバは約500〜2100℃(母材の組成により
異なる)という高温に加熱、紡糸されるためフアイバそ
のものも高温である。Since No. 17 fiber is heated and spun at a high temperature of about 500 to 2100°C (depending on the composition of the base material), the fiber itself is also at a high temperature.
このような高温のフアイバがコーテイングヘツドに導び
かれた時コーテイングヘツド中の樹脂が分解し、場合に
よつては燃焼することもあり、均一でなめらかなコーテ
イングを得ることができない。このようなことからフア
イバが十分冷却するまでの時間を確保するためにコーテ
イングヘツドの位置を下げ、かつ、製造ライン速度を下
げる方法がとられてきた。2得られるフアイバ外径を一
様にするため第1図の3で示した外径測定器による測定
値を7の巻取機(又はキヤプスタンでない)にフイード
バツクする外径制御が行なわれている。When such high temperature fibers are introduced into the coating head, the resin in the coating head decomposes and even burns, making it impossible to obtain a uniform and smooth coating. For this reason, methods have been used to lower the position of the coating head and to reduce the speed of the production line in order to ensure sufficient time for the fiber to cool down. 2. In order to make the obtained fiber outer diameter uniform, outer diameter control is performed by feeding back the measured value by the outer diameter measuring device 3 shown in FIG. 1 to the winding machine 7 (or not the capstan).
この場合、制御に伴なう製造ライン速度の変化はコーテ
イングヘツドに突入するフアイバ温度、及びプライマリ
ーコーテイング厚を時々刻々変化させることになる。以
上のように本発明によらない従来の方式ではフアイバが
十分冷却されるまでの時間を確保するために製造ライン
速度を上げることができないという欠点の他に、フアイ
ノく外径を一様にする外径制御を行うことによりコーテ
イング厚さが変化してしまうという不具合点があつた。In this case, changes in production line speed due to control will cause the temperature of the fiber entering the coating head and the primary coating thickness to change from time to time. As described above, in the conventional method that is not based on the present invention, in addition to the drawback that it is not possible to increase the production line speed to ensure time for the fiber to cool down sufficiently, it is difficult to make the outer diameter of the fiber uniform. There was a problem that the coating thickness changed when controlling the outer diameter.
本発明はこれらの欠点を除去ないしは改善するためのも
のであり、製造ライン速度を飛躍的に向上させ、かつフ
アイバ外径制御を行いつつプライマリーコート厚を一定
にする方法に関するものである。The present invention is intended to eliminate or improve these drawbacks, and relates to a method of dramatically increasing the production line speed and keeping the primary coat thickness constant while controlling the fiber outer diameter.
第2図は、フアイバ冷却に関する実験を行つた装置の概
略を示すもので8はフアイバとなる母材、9は紡糸炉、
10はフアイバ外径測定器、11はフアイバ冷却装置、
12はコーテイングヘツド、13は焼付炉、14はプラ
イマリーコート外径測定器、15はガイドローラ、16
は巻取機、17はガス流量調整弁、18はガス加熱器、
19は液化ガス容器である。Figure 2 shows a schematic diagram of the equipment used to conduct experiments related to fiber cooling, with reference numeral 8 indicating the base material that will become the fiber, 9 indicating the spinning furnace,
10 is a fiber outer diameter measuring device, 11 is a fiber cooling device,
12 is a coating head, 13 is a baking furnace, 14 is a primary coat outer diameter measuring device, 15 is a guide roller, 16
1 is a winding machine, 17 is a gas flow rate adjustment valve, 18 is a gas heater,
19 is a liquefied gas container.
第2図で示した装置は第1図の装置に液化ガス容器(例
えば液体チツ素ガス)19から得られた極低温ガス又は
液体を加熱ないしは気化させるガス加熱器18に導びき
、流量調整弁17を経て低温ガスを用いてフアイバを冷
却するフアイバ冷却装置11を付加したものである。The device shown in FIG. 2 connects the device shown in FIG. A fiber cooling device 11 is added which cools the fiber using low-temperature gas via a filter 17.
さらにプライマリーコート外径を測定するためプライマ
リーコート外径測定器14を取りつけた。第2図で示し
たフアイバ冷却に関する実験を行つている間にフアイバ
温度とプライマリーコート外径(厚さ)に関して次の現
象があることを見い出した。Furthermore, a primary coat outer diameter measuring device 14 was attached to measure the outer diameter of the primary coat. While conducting experiments regarding fiber cooling shown in FIG. 2, the following phenomenon was discovered regarding fiber temperature and primary coat outer diameter (thickness).
すなわち、冷却用ガス流量調整弁をしぼるか又はガスの
温度をガス加熱器18によつてあげることによつてプラ
イマリーコート径が減少すること、又逆の操作を行うこ
とによりプライマリーコート径が増加するという現象が
見い出された。In other words, the primary coat diameter is decreased by tightening the cooling gas flow rate regulating valve or raising the gas temperature by the gas heater 18, and the primary coat diameter is increased by performing the reverse operation. This phenomenon was discovered.
この現象は次のように説明される。This phenomenon is explained as follows.
比較的温度の高いフアイバが樹脂中に侵入した場合、フ
アィバ温度によりフアイバ近傍の樹脂の粘度が低下しフ
アイバに付着していく樹脂量が減少し得られるプライマ
リーコート厚はうすくなる。これは、粘度の高い液体中
に棒をそう入し、それを引きあげた時多量の液体が棒と
ともに引きあげられ、一方粘度の低い液体ではほとんど
液体が付着してこないという日常的な体験から容易に理
解できる。このようにフアイバ冷却装置11に送り込ん
で低温ガス流量を調整するか又は低温ガス温度を調整す
ることによつて所定のプライマリーコート外径(厚さ)
を得ることができる。以上のフアイバ温度とプライマリ
ーコート外径の関係を利用してプライマリーコート外径
を一定に保持するための自動制御を行うことも可能であ
る。When a relatively high-temperature fiber enters the resin, the viscosity of the resin near the fiber decreases due to the fiber temperature, and the amount of resin adhering to the fiber decreases, resulting in a thinner primary coat. This can easily be explained from the daily experience that when a rod is inserted into a highly viscous liquid and pulled out, a large amount of liquid is pulled up along with the rod, whereas in a liquid with a low viscosity, almost no liquid sticks to it. It can be understood. In this way, by feeding the fiber into the fiber cooling device 11 and adjusting the low temperature gas flow rate or adjusting the low temperature gas temperature, a predetermined primary coat outer diameter (thickness) can be obtained.
can be obtained. It is also possible to perform automatic control to maintain the primary coat outer diameter constant by utilizing the above relationship between the fiber temperature and the primary coat outer diameter.
すなわち、第2図で示した低温ガス流量調整弁17とし
て電動弁を用い、プライマリーコート外径測定器からの
測定値を低温ガス流量調整電動弁にフイードバツクしプ
ライマリーコート外径を一様にすることが可能である。
さらに別の方法として、フィードバツクをガス加熱器1
8に行いガス温度によつて自動制御してもよい。また流
量調整弁17及びガス加熱器18の両方にフイードバツ
クする方法も有効であることは言うまでもない。以上述
べた7アイバ温度を調整し、プライマリーコート外径を
自動制御する方法を用いて150μm外径のフアイバに
てそのプライマリーコート外径が、所要外径165μm
に対し、165±1μmの均一なフアイバを得ることが
できた。第2図の装置において、母材8を紡糸炉9で直
径150μmのガラスフアイバに紡糸し、その上にシリ
コン樹脂をコーテイングヘツド12によつて被覆した。
液化ガスとしては液体窒素を用い、液化ガス容器19か
ら加熱装置18を経て摂氏零度の低温ガスとして冷却装
置11に供給し、冷却装置の内部温度は供給される低温
ガスの流量によつて調整した。That is, a motorized valve is used as the low temperature gas flow rate adjustment valve 17 shown in FIG. 2, and the measured value from the primary coat outer diameter measuring device is fed back to the low temperature gas flow rate adjustment motorized valve to make the primary coat outer diameter uniform. is possible.
Yet another method is to apply feedback to the gas heater 1.
8 and may be automatically controlled by the gas temperature. It goes without saying that a method of providing feedback to both the flow rate regulating valve 17 and the gas heater 18 is also effective. By adjusting the temperature of the seven fibers described above and automatically controlling the outer diameter of the primary coat, the outer diameter of the primary coat can be adjusted to the required outer diameter of 165 μm on a fiber with an outer diameter of 150 μm.
On the other hand, a uniform fiber of 165±1 μm could be obtained. In the apparatus shown in FIG. 2, a base material 8 was spun into a glass fiber having a diameter of 150 μm in a spinning furnace 9, and a silicone resin was coated thereon by a coating head 12.
Liquid nitrogen was used as the liquefied gas, and was supplied from the liquefied gas container 19 through the heating device 18 to the cooling device 11 as a low-temperature gas of zero degrees Celsius, and the internal temperature of the cooling device was adjusted by the flow rate of the supplied low-temperature gas. .
低温ガス流量を2〜501/分まで変化させることによ
つてシリコレ樹脂層の厚さは6〜10μmまで変化させ
ることができた。しかるに液体窒素の代りに空気を用い
て同様の実験を行つたがシリコン樹脂層の厚さは殆んど
変化せず、さらに空気の供給量を増加すると線ぶれによ
る外径変動が生じ目的を達成することができなかつた。By varying the low temperature gas flow rate from 2 to 501/min, the thickness of the silicone resin layer could be varied from 6 to 10 μm. However, when we conducted a similar experiment using air instead of liquid nitrogen, the thickness of the silicone resin layer hardly changed, and when we further increased the amount of air supplied, the outer diameter changed due to line wobbling, and the objective was not achieved. I couldn't do it.
本方法はフアイバ温度を調整することによりプライマリ
ーコートの外径を調整ないしは制御するものであるから
、プライマリーコートの硬化方法として熱硬化又は紫外
線硬化等硬化方法にはよらず、プラィマリーコート用樹
脂の粘度が温度依存性を有する方法すべてに適用するこ
とができる。Since this method adjusts or controls the outer diameter of the primary coat by adjusting the fiber temperature, it does not rely on heat curing or ultraviolet curing as a curing method for the primary coat, but instead uses the resin for the primary coat. It can be applied to all methods in which the viscosity of is temperature dependent.
第1図は従来の紡糸機の構成図、第2図は本発明による
紡糸機の概略図である。
1,8・・・・・・母材;2,9・・・・・・紡糸炉;
3,10・・・・・・外径測定器;4,12・・・・・
・コーテイングヘツド;5,13・・・・・・焼付炉;
6,15・・・・・・ガイドローラ;7,16・・・・
・・巻取機;11・・・・・・冷却装置;18・・・・
・・ガス加熱器;19・・・・・・液化ガス容器。FIG. 1 is a block diagram of a conventional spinning machine, and FIG. 2 is a schematic diagram of a spinning machine according to the present invention. 1, 8... Base material; 2, 9... Spinning furnace;
3, 10... Outer diameter measuring device; 4, 12...
・Coating head; 5, 13... Baking furnace;
6, 15... Guide roller; 7, 16...
... Winding machine; 11 ... Cooling device; 18 ...
... Gas heater; 19 ... Liquefied gas container.
Claims (1)
に液化ガスを気化して発生せしめた低温ガスで冷却する
冷却装置内に導入しその表面にプラスチック層を施す工
程において、前記冷却装置の温度を調整してプラスチッ
ク層の厚さを制御することを特徴とする光ファイバの製
造方法。1. In the process of introducing an optical fiber immediately after spinning into a cooling device that cools it with low-temperature gas generated by vaporizing liquefied gas before it comes into contact with other solid materials, and applying a plastic layer to the surface of the optical fiber, the cooling device A method for manufacturing an optical fiber, characterized by controlling the thickness of a plastic layer by adjusting temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53084217A JPS597655B2 (en) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | Optical fiber manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53084217A JPS597655B2 (en) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | Optical fiber manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5510470A JPS5510470A (en) | 1980-01-24 |
| JPS597655B2 true JPS597655B2 (en) | 1984-02-20 |
Family
ID=13824304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53084217A Expired JPS597655B2 (en) | 1978-07-10 | 1978-07-10 | Optical fiber manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597655B2 (en) |
Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JPS5917056B2 (en) * | 1980-12-26 | 1984-04-19 | 日本電信電話株式会社 | Manufacturing method of glass fiber for optical transmission |
| JPS6046954A (en) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device for drawing optical fiber |
| JP2836285B2 (en) * | 1991-04-19 | 1998-12-14 | 住友電気工業株式会社 | Coated optical fiber |
| DE19727574A1 (en) * | 1997-06-28 | 1999-01-07 | Alsthom Cge Alcatel | Device and method for controlling the coating thickness of an optical fiber |
| US7722218B2 (en) * | 2007-06-14 | 2010-05-25 | Wing Fai Leung | Method of and device for attracting aquatic life forms using an electromagnetic field generation |
-
1978
- 1978-07-10 JP JP53084217A patent/JPS597655B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5510470A (en) | 1980-01-24 |
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