光纤的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在光纤用玻璃母材的上端的缩颈部连结支撑棒，将该光纤用玻璃母材在拉丝炉内加热熔融而拉丝出光纤的光纤的制造方法。
【背景技术】
[0002]光纤的拉丝是将以石英为主要成分的光纤用玻璃母材(以下称为玻璃母材)利用光纤用拉丝炉(以下称为拉丝炉)中的加热器等加热熔融而进行。此时拉丝炉内的温度为约2000°C，温度非常高，所以拉丝炉内的部件使用耐热性较佳的碳。该碳具有在高温的含氧气氛中氧化而被消耗的性质。因此，拉丝炉内需要保持为氩气、氦气等稀有气体、氮气(以下称为惰性气体等)的气氛。
[0003]通常，玻璃母材是在小径的初始棒上堆叠玻璃微粒并进行玻璃化而制造的，该玻璃母材由直柱部(也称为主体部)和以锥状缩颈的缩颈部构成。缩颈部也可以包含初始棒，玻璃母材在缩颈部的外径较小侧连结支撑棒，而在拉丝炉的炉心管内被悬挂支撑。
[0004]由于玻璃母材的直径在缩颈部处变化较大，所以在缩颈部经过拉丝炉的上端时，非常难以对该缩颈部进行密封。此外，如果直径变化较大，则拉丝炉内空间的容积会随着拉丝的进行而发生变化，拉丝炉内的气体的流动发生变化，所以有时光纤的外径变动增大。
[0005]在日本特开2011-84409号公报中公开有将与玻璃母材大致相同直径的管配置在玻璃母材的上方的技术。由此，在缩颈部经过拉丝炉的上端时也能维持密封状态，此外，即使进行玻璃母材的拉丝，也能将玻璃母材的上部空间的容积保持为大致恒定，而抑制外径变动。在该方法中，由于将玻璃母材中的缩颈部的位置的空间围起来，所以在该空间中不会产生对流。但是，存在在玻璃母材的缩颈部靠近加热部时，管和玻璃母材发生熔接这样的问题。如果玻璃母材和管发生熔接，则随后需要将它们切开的切开处理，此外管的重新利用也变得困难。另一方面，如果将管与玻璃母材隔开，则无法将空间容积保持为恒定，而难以抑制外径变动。
[0006]在日本特开平11-343137号公报中公开了如下的技术，通过在拉丝炉上部设置内筒管，并利用多组分隔板对内筒管内的空间进行分隔，将玻璃母材的上部空间的容积保持为恒定，而抑制外径变动。在该方法中，在玻璃母材的缩颈部靠近加热部的情况下，由于玻璃母材的所谓的“肩”的部分的热辐射，而缩颈部的温度局部上升。因此，随着缩颈部靠近加热器，在玻璃母材上方(缩颈部的位置等)的空间中，气流(也称为自然对流)发生变化，该气流会影响到拉丝炉内的压力变动。该现象在作为炉内气体而使用导热系数较高的氦气的情况下不易发生，但在导热系数较低的氩气、氮气等的情况下容易发生，如果如上述的压力变动增大，则光纤的外径变动增大。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种减小由玻璃母材的拉丝的进行而产生的拉丝炉内的压力变动、气流的变动，而将光纤的外径变动抑制为较小的光纤的制造方法。
[0008]为了达到目的，提供一种光纤的制造方法，光纤用玻璃母材包含直柱部和在该直柱部的上部的缩颈部，该光纤用玻璃母材的缩颈部的上端与外径小于所述直柱部的外径的支撑棒连结，将光纤用玻璃母材插入拉丝炉的炉心管内，在缩颈部的位置处配置有下述部件的状态下，将光纤用玻璃母材加热熔融而拉丝出光纤，其中，该部件的体积大于或等于缩颈部处于炉心管内时的缩颈部和炉心管之间的空间的50 %。
[0009]部件也可以是碳或者陶瓷。此外，也可以是部件为在中央开有孔的圆筒形状，部件下端的内径大于部件上端的内径。也可以是，拉丝炉具有使炉内气体流入拉丝炉内的气体流入口，设定为使得从光纤用玻璃母材的拉丝开始到拉丝结束，部件的上端不会比气体流入口更靠近炉心管侧(气体流入口与部件的上端相比不会位上部)。也可以在缩颈部的上部具有卡止部件的卡止部件，以使得部件的负荷不直接施加在缩颈部上。此外，部件的下方端也可以与光纤用玻璃母材接触。此外，也可以在支撑棒的周围，在部件的上部配置与直柱部大致相同直径的套筒部件。
[0010]发明的效果
[0011]根据本发明，能够抑制由缩颈部形成的空间部分处的气体的对流。此外，虽然玻璃母材的缩颈部附近局部成为高温，但该缩颈部的热量由于空间缩减部件而被分散化，所以缓和了急剧的温度变化而不易直接传递至上部空间，由上部空间处的热量引起的自然对流也减轻。即使由于玻璃母材的拉丝的进行而缩颈部靠近加热位置，也能够减小拉丝炉内的压力变动，能够将光纤的外径变动抑制为较小。
【附图说明】
[0012]图1是在本发明的光纤的制造方法中使用的拉丝炉的示意图。
[0013]图2是表示在本发明的光纤的制造方法中使用的空间缩减部件的例子的示意图。
[0014]图3是表示空间缩减部件的其它例子的示意图。
[0015]图4是表示拉丝炉内的压力变动和光纤的外径变动的关系的图形。
[0016]图5是针对实施例和对比例，示出拉丝结束端附近处的母材长度和拉丝炉内的压力变动的关系的图形。
[0017]图6是表示在本发明的光纤的制造方法中使用的拉丝炉的其它例子的示意图。
【具体实施方式】
[0018]图1是在本发明的光纤的制造方法中使用的拉丝炉10的示意图。下面，以利用加热器对炉心管进行加热的电阻炉为例进行说明，但本发明也能应用于向绕组施加高频电源，对炉心管进行感应加热的感应炉。
[0019]拉丝炉10由炉筐体18、下部腔室19、上部腔室20构成。炉心管15在炉筐体18的中央部以圆筒状形成，且与下部腔室19及上部腔室20连通。炉心管15由碳制成，光纤用玻璃母材11 (以下称为玻璃母材)经由上部腔室20而插入在炉心管15内。
[0020]上部腔室20具有例如与炉心管15相同程度的内径，在其上端配置盖体21而进行封盖(密封)。在盖体21上形成上端开口 21a，插入由与玻璃母材11同种类的玻璃棒构成的支撑棒13。
[0021]在炉筐体18内，加热器16以包围炉心管15的方式，隔热部件17以覆盖加热器16的外侧的方式收纳。加热器16将插入在炉心管15的内部的玻璃母材11加热熔融，使熔融缩颈的光纤12从下部腔室19垂下。
[0022]玻璃母材11在连结部分14处与支撑棒13熔接，或者经由连结部件与支撑棒13连接而一体化。玻璃母材11能够通过移动机构(省略图示)而在拉丝方向(上下方向)移动。
[0023]在拉丝炉10中设有由惰性气体等构成的炉内气体的供给机构。详细而言，在上部腔室20上设置有气体导入通路22，例如，混合氩气和氦气而得到的惰性气体等被送入炉心管15内，由此，防止炉心管15内、加热器16的周围的氧化、老化。利用气体导入通路22供给炉内气体的位置设定为与空间缩减部件25的上端部相比，位于下部。该惰性气体等的供给量可以设为恒定量流动，或者利用气体供给部的质量流量控制器(MFC) 23而应用P控制(Proport1nal Control:比例控制)、I 控制(Integral Control:积分控制)、D 控制(Derivative Control:微分控制)或适当组合这些控制而得到的各种控制。但是,控制方法不限于此。另外，该惰性气体等通过玻璃母材11和炉心管15的间隙，与拉丝出的光纤12一起也从下部腔室19的下方的闸门部分等向外部放出。
[0024]此外，在上部腔室20中设置测定部24，对拉丝炉10内的压力进行测定。也可以设置接收该测定结果，并将拉丝炉10内的压力变动保持为规定值的控制部。
[0025]图2是表示在本发明的光纤的制造方法中使用的空间缩减部件25的示意图。玻璃母材11在直柱部Ila的上端部分具有缩颈部11c，该缩颈部Ilc具有锥形部11b，缩颈部Ilc的上端部和支撑棒13在连结部分14处连结。并且，在缩颈部Ilc的位置设置具有耐热性的部件25，使缩颈部Ilc的温度分散化，而缓和急剧的温度变化。
[0026]空间缩减部件25配置为填充由缩颈部Ilc产生的空间，其体积大于或等于缩颈部Ilc和炉心管15之间的空间的50%。部件25由碳或者陶瓷构成，如图1所示，其形状可以是在中央开有孔的圆筒形状，且截面形状为长方形，也可以是下端的内径大于上端的内径的形状，从而与缩颈部的形状相匹配。作为后者的例子示出:如图3(A)所示的圆板的外周缘向下方延伸而得到的杯状的结构；以及如图3(B)所示的截面形状为三角形的结构。如果采用如上述的形状的部件，能够