光纤素线的制造方法技术

本发明专利技术提供一种光纤素线的制造方法。在该光纤素线的制造方法中，气密地连接冷却装置和涂敷装置，利用涂敷装置内的树脂的弯月面封闭在冷却装置内流动的冷却气体向涂敷装置侧的流动，由此使冷却装置内的冷却气体的流动成为上行气流，从冷却装置的上端向外部排出，通过调整冷却气体的流量，使冷却气体的温度从冷却装置的下部向冷却装置的上部变高。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在光纤的制造工序中，对光纤母线进行拉丝来制造光纤素线的方法。本专利技术基于2009年4月16日在日本提出的专利申请2009-100044号要求优先权， 在此引用其内容。
技术介绍
图15是表示一般的光纤素线的制造装置的概要结构图。使用该制造装置的由下述工序构成。(1)将由作为光纤的原料的玻璃棒形成的光纤母材101插入加热炉102。然后，利用加热器10 以2000°C左右的温度对光纤母材101的前端进行加热熔融，将光纤裸线103 从加热炉102的下方抽出。(2)利用设置在加热炉102下方的冷却装置104，冷却抽出的光纤裸线103。该冷却装置104具有纵长的冷却筒。从冷却筒的侧部对该冷却筒的内部供给冷却气体(氦气体等)。图15中，箭头所示的冷却气体的流动110在冷却筒内朝向上方和下方，从加热炉102 抽出的光纤裸线103利用该冷却气体充分冷却至能够进行涂敷的温度。(3)在光纤裸线103的周围，以保护光纤玻璃表面为目的而涂敷覆盖层树脂以形成保护包覆层，成为光纤素线107。首先，利用涂敷装置106对冷却的光纤裸线103涂敷覆盖层树脂。接着，利用固化装置108使该覆盖层树脂热固化或者进行紫外线固化以形成保护包覆层。该保护包覆层一般由两层构造形成。在内侧的层使用扬氏模量低的材料进行涂敷，在外侧的层使用扬氏模量高的材料进行涂敷。(4)将形成保护包覆层的光纤素线107经由旋转滑轮109卷绕至省略图示的卷取机。现今，伴随光纤的生产率的提高和低成本化，实现了光纤母材的大型化和拉丝速度(以下也称为线速)的高速化。伴随该线速的高速化，产生以下的现象。a.光纤裸线的冷却所需要的冷却装置的长度变长。b.随着从加热炉送出的光纤裸线而流动的冷却气体的每单位时间的流量增加。c.随着光纤裸线从冷却装置内流出的冷却气体的每单位时间的流量增加。根据以上内容，伴随线速的高速化，冷却装置内的冷却气体的浓度下降，冷却装置的冷却能力下降。其结果，冷却装置中的光纤裸线的冷却变得不充分，存在保护包覆层的外径(以下也称为覆盖层径)变细的情况，光纤裸线的冷却变得不稳定而覆盖层径的变动变大的情况。为了解决以上问题，寻求提高冷却能力且具有稳定的冷却能力的冷却装置。一般来说，作为覆盖层径变动的主要原因，能够举出涂敷覆盖层树脂时的光纤裸线的温度的变化，涂敷装置内的模刃面(die land)的覆盖层树脂的剪断速度的变化等。包覆覆盖层树脂时的光纤裸线的温度的变化，在线速范围(在产品制造中变动的线速的范围，中心线速士X(m/min))内，在从光纤母材抽出的光纤裸线由冷却气体冷却直至能够涂敷的温度时，作为冷却装置的冷却能力的变化而表现出来。该冷却能力的变化对覆盖层径的变化造成很大影响。由此，在冷却装置中，希望具有能够总是稳定地冷却光纤裸线的能力，和能够在产品制造中变动的线速范围内适当地调整光纤裸线的温度的能力。另一方面，涂敷装置内的模刃面的覆盖层树脂的剪断速度，主要依赖于由覆盖层树脂的温度变化引起的粘度变化、向涂敷装置内的覆盖层树脂供给压力的变化而变化。但是，在线速范围中，它们的变化对覆盖层径的变动造成的影响小，可以认为基本不存在影响。作为用于解决该问题的技术，有专利文献1公开的方法。专利文献1记载的方法是，使用图16所记载的具有光纤裸线204的入线部和出线部的冷却装置211，使得与从冷却气体导入口到光纤裸线204的出线部的压力损失相比，从冷却气体导入口到光纤裸线204 的入线部的压力损失低，而进行光纤母材201的拉丝。为了实现该方法，在专利文献1中记载有以树脂涂敷装置205覆盖(密闭)光纤裸线204的出线部的冷却方法。从而，事实上向冷却装置211内导入的冷却气体的出口仅是冷却装置211的光纤裸线204的入线部(上部)。从而，能够使将要随着光纤裸线204向冷却装置211内流入的气体，高效地从该光纤裸线204剥离，提高冷却装置211的冷却效率。专利文献1 日本专利第4214389号公报但是，在专利文献1所记载的技术中，为了将随着光纤裸线而来的气体从光纤裸线剥离，通过调整压力损失，使冷却装置211内的冷却气体的流动为上行气流。特别是，在专利文献1所记载的技术中，以树脂涂敷装置205覆盖冷却装置211的光纤裸线204的出线部。因此，外部气体向冷却装置211内的流入口仅是冷却装置211的光纤裸线204的入线部(上部)，能够高效地将随着光纤裸线204而来的气体从该光纤裸线204剥离。此外， 在专利文献1所记载的技术中，外部气体混入冷却装置211内的地方仅是冷却装置211的上部。但是，该冷却装置211的上部成为来自冷却装置211内部的冷却气体的排出口。因此，向冷却装置211内部混入的外部气体成为最低限度，冷却装置211内的冷却气体的浓度非常高。结果，能够减少冷却气体的使用量。而且，冷却装置211内的冷却气体的浓度变得非常高，能够高效地进行光纤裸线204与冷却气体之间的热交换，以及冷却气体与冷却装置211之间的热交换。但是，在专利文献1所记载的技术中，存在冷却装置211的冷却能力过分提高，冷却能力相对于冷却气体流量的变化的响应性过于灵敏的问题。在光纤母材210的拉丝工序中，由于外部干扰而存在冷却装置211内的冷却气体的替换(冷却气体的流动)不均勻的情况。此处所说的外部干扰是指伴随由混入光纤母材201中的气泡或异物引起的光纤裸线204的瞬间的外径变动(例如在数秒以内产生的基准外径(一般是125μπι) 士 Ιμπι以上的外径变动)的线速的变动(例如60m/min2以上的变化)；伴随光纤母材201的外径变动 (特别是光纤母材201的前端和末端部分的、光纤母材201的平均外径变化士 1 μ m以上的部分引起的外径变动)的线速的变动(例如30m/min2以上的变化)；和伴随冷却装置的历时变化的温度变化(从开始拉丝时到线速成为稳定线速的冷却装置的冷却水、内壁等的温度变化)。在专利文献1记载的技术中，冷却装置211的冷却能力的响应性过于灵敏，因此， 产生由于由该外部干扰产生的不均勻的冷却气体的流动，冷却装置211的冷却能力变得不稳定的问题。在专利文献1所记载的技术中，根据线速稳定时(制造中心线速、稳定线速)的线速变动，即使在为了调整冷却能力而使冷却气体流量微量变化的情况下，冷却能力的变化也变大。由于该冷却能力的变化，不仅是光纤裸线与冷却气体间的热交换，冷却气体与冷却装置之间的热交换也发生变化。特别是在专利文献1所记载的技术中这些变化的影响很大，因此在一定值的反馈控制(例如PID控制)中难以将覆盖层径保持为一定。另一方面，如果使用使反馈控制不灵敏的PID的设定值，则不能够将覆盖层径保持为一定。结果，存在覆盖层径变动变大，制造出的光纤素线的不良率上升这样的问题。
技术实现思路
本专利技术鉴于上述问题而提出，其目的在于提供一种，其能够减少冷却气体的使用量，并且能够适当维持冷却装置针对上述外部干扰的响应性，能够稳定地进行光纤裸线的冷却。为了解决上述问题，本专利技术采用以下方法。(1)本专利技术的具有利用加热炉使光纤母材熔融变形的工序；将上述光纤母材的上述熔融变形的部位作为光纤裸线进行抽出的工序；利用冷却装置强制冷却上述光纤裸线的工序；利用涂敷装置在强制冷却后的上述光纤裸线上形成保护包覆层的工序；以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光纤素线的制造方法，其具有：利用加热炉使光纤母材熔融变形的工序；将所述光纤母材的所述熔融变形的部位作为光纤裸线进行抽出的工序；利用冷却装置强制冷却所述光纤裸线的工序；利用涂敷装置在强制冷却后的所述光纤裸线上形成保护包覆层的工序；以及利用固化装置使所述保护包覆层固化的工序，该光纤素线的制造方法的特征在于，对所述冷却装置和所述涂敷装置之间进行气密性的连接，利用所述涂敷装置内的树脂的弯月面封闭在所述冷却装置内流动的冷却气体向所述涂敷装置侧的流动，由此使所述冷却装置内的所述冷却气体的流动成为上行气流，从所述冷却装置的上端向外部排出；通过调整所述冷却气体的流量，使所述冷却气体的温度从所述冷却装置的下部向所述冷却装置的上部变高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田健志，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP