光纤的制造方法与流程

文档序号:25543847发布日期:2021-06-18 20:41
光纤的制造方法与流程

本发明涉及光纤的制造方法。



背景技术:

专利文献1记载有下述内容:在从开始光纤制造时的停止状态至达到稳定线速为止的期间,使向树脂涂敷装置的树脂供给压力增加。关于树脂供给压力相对于线速的关系,在稳定线速附近与低线速侧相比减小斜率,从而防止了由树脂压力变动引起的光纤断线。

专利文献2记载有下述内容:在对包含添加有二氧化锗(geo2)的纤芯的光纤用母材进行拉丝之际的引出时,仅涂敷初级树脂或者次级树脂的任一者。由此,抑制发生下述问题,即,由于光纤内的发光而使树脂硬化,树脂涂敷装置的模具堵塞。

专利文献1:日本特开2001-66476号公报

专利文献2:日本特开2003-226556号公报

在如上所述的光纤的制造方法中,有时在线速上升过程中在玻璃纤维的外周初级树脂的包覆部的厚度增加而次级树脂的包覆部的厚度减小。在该情况下,有可能初级树脂的包覆部在表面露出而导致光纤断线。



技术实现要素:

因此,本发明的目的在于,提供能够防止光纤断线的光纤的制造方法。

本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法,在加热炉中加热光纤母材进行拉丝而形成玻璃纤维,通过树脂涂敷装置在所述玻璃纤维的周围设置第一包覆树脂层及在所述第一包覆树脂层的周围设置第二包覆树脂层,

该光纤的制造方法具有下述步骤:

进行用于通过拾取装置拾取所述光纤的引出;

在所述引出后且稳定拉丝前,直至达到所述稳定拉丝时的线速为止一边使所述拉丝的线速上升、一边进行拉丝;以及

进行取得产品的所述稳定拉丝,

在所述线速上升的开始时,使设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度低于所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度,

在所述线速上升的中途,使设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度上升至所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度为止。

发明的效果

根据本发明,能够防止光纤断线。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光纤的制造装置的一个例子的概略结构图。

图2是表示树脂涂敷装置的一部分的概略结构图。

图3是一部分的次级树脂涂敷中断的光纤的剖视图。

图4是表示线速和第一涂敷部内的树脂温度之间的关系的图。

图5是通过光纤的制造装置制造出的光纤的剖视图。

标号的说明

1:光纤的制造装置

2:拉丝炉

3:树脂涂敷装置

3a:第一涂敷部

3b:第二涂敷部

4:树脂硬化装置

5:引导辊

6:拾取部

7:卷绕鼓轮

8:拉丝控制装置

9:温度控制装置

9a、9b:配管

10:光纤

11:玻璃纤维

12:第一包覆树脂层

13:第二包覆树脂层

30a:流路

30b:流路

32a:开口

32b:开口

g:光纤母材

g1:玻璃纤维

g2:光纤

p:初级树脂

s:次级树脂

具体实施方式

(本发明的实施方式的说明)

首先,列举本发明的实施方式而进行说明。

本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法,

(1)在加热炉中加热光纤母材进行拉丝而形成玻璃纤维,通过树脂涂敷装置在所述玻璃纤维的周围设置第一包覆树脂层及在所述第一包覆树脂层的周围设置第二包覆树脂层,

该光纤的制造方法具有下述步骤:

进行用于通过拾取装置拾取所述光纤的引出;

在所述引出后且稳定拉丝前,直至达到所述稳定拉丝时的线速为止一边使所述拉丝的线速上升、一边进行拉丝;以及

进行取得产品的所述稳定拉丝,

在所述线速上升的开始时,使设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度低于所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度,

在所述线速上升的中途,使设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度上升至所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度为止。

根据上述方法,在线速小的期间,降低树脂涂敷装置内的树脂温度而使构成第一包覆树脂层的第一树脂的粘度增加,由此能够抑制第一包覆树脂层的外径增加。其结果,能够确保第二包覆树脂层的厚度,能够防止光纤断线。

(2)也可以是所述稳定拉丝时的线速大于或等于2000m/分钟。

在以高线速进行取得产品的情况下(即,在稳定拉丝时的线速高的情况下),特别是在引出结束后,使线速大幅地上升。因此,如果将设置第一包覆树脂层的树脂涂敷装置内的树脂温度在低线速时和高线速时设为相同的树脂温度,则有时不能涂敷构成第二包覆树脂层的第二树脂,有时发生光纤断线。通过应用本发明的方式,即使在稳定拉丝的线速高的情况下也能够抑制在线速上升中发生的光纤断线。

(3)也可以是所述线速上升的开始时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度和所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度的差大于或等于5℃而小于或等于30℃,

使设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度上升至所述稳定拉丝时的设置所述第一包覆树脂层的所述树脂涂敷装置内的树脂温度为止时的线速大于或等于200m/分钟而小于或等于1500m/分钟。

根据上述方法,在以该温度范围和定时(线速)使设置第一包覆树脂层的树脂涂敷装置内的树脂温度上升的情况下,能够进一步抑制光纤断线。

(4)也可以是所述玻璃纤维的直径大于或等于124μm而小于或等于126μm,所述第二包覆树脂层的直径大于或等于190μm而小于或等于210μm。

在制造包覆树脂层(第一包覆树脂层及第二包覆树脂层)的厚度小的光纤时,容易引起构成第二包覆树脂层的第二树脂的涂敷中断。因此,通过应用本发明的方式,从而即使在包覆树脂层的厚度小的情况下也能够抑制在线速上升中发生的光纤断线。

(本发明的实施方式的详细内容)

以下,参照附图对本发明的实施方式所涉及的光纤的制造方法的具体例进行说明。

此外,本发明不受这些例示限定,而是由权利要求书示出,包含与权利要求书等同的内容及范围内的全部变更。

图1是表示本发明的实施方式所涉及的光纤的制造装置1的一个例子的概略结构图。

如图1所示,光纤的制造装置1具有拉丝炉2、树脂涂敷装置3、树脂硬化装置4、引导辊5、拾取部6、卷绕鼓轮7、拉丝控制装置8和温度控制装置9。此外,本实施方式的光纤的制造装置1是将初级树脂及次级树脂连续地涂敷,一举使它们硬化的双涂层方式的制造装置。

拉丝炉2构成为通过加热器对光纤母材g的下端部进行加热而使其软化。拉丝炉2是加热炉的一个例子。光纤母材g的下端部向下方被拉伸得细,通过拾取部6的张力进行拉丝而形成玻璃纤维g1。

树脂涂敷装置3在玻璃纤维g1的行进方向(图1中的箭头a的方向)上设置于拉丝炉2的下游。树脂涂敷装置3构成为在通过拉丝而形成的玻璃纤维g1的周围涂敷树脂。

树脂涂敷装置3在玻璃纤维g1的行进方向上,具有配置于上游侧的第一涂敷部3a和配置于下游侧的第二涂敷部3b。第一涂敷部3a将初级树脂(第一树脂)涂敷于玻璃纤维g1的周围。第二涂敷部3b在涂敷于玻璃纤维g1的周围的初级树脂的周围涂敷次级树脂(第二树脂)。

树脂硬化装置4在玻璃纤维g1的行进方向上设置于树脂涂敷装置3的下游。树脂硬化装置4构成为使通过树脂涂敷装置3涂敷于玻璃纤维g1的树脂硬化。树脂硬化装置4例如是紫外线照射装置,通过照射紫外线而使树脂硬化。树脂硬化而形成的光纤g2经由引导辊5及拾取部6而卷绕于卷绕鼓轮7。

拉丝控制装置8构成为对拉丝条件(加热器的加热温度、光纤母材g的进给速度、拾取部6的拾取速度等)进行控制,以使得成为期望的拉丝的速度(下面,称为线速)。具体地说,拉丝控制装置8对拉丝条件进行控制,以使得线速在引出后上升,在达到稳定拉丝的线速后成为恒定的线速。另外,拉丝控制装置8将线速信息向温度控制装置9输出。

温度控制装置9构成为分别将第一涂敷部3a内的树脂温度及第二涂敷部3b内的树脂温度控制为规定的温度。本实施方式的温度控制装置9使流体经由配管9a、9b在第一涂敷部3a及第二涂敷部3b的内部流动而对第一涂敷部3a及第二涂敷部3b的温度进行控制。通过对第一涂敷部3a及第二涂敷部3b的温度进行控制,从而对第一涂敷部3a内的树脂温度及第二涂敷部3b内的树脂温度进行控制。并且,温度控制装置9从拉丝控制装置8取得线速信息,与线速相应地将第一涂敷部3a内的树脂温度控制为规定的温度。具体地说,温度控制装置9在线速小的期间,使第一涂敷部3a内的树脂温度低于稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度,在线速上升的中途,使第一涂敷部3a内的树脂温度上升至稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度为止。

图2是表示树脂涂敷装置3的一部分的概略结构图。在经过树脂涂敷装置3内的玻璃纤维g1的外周,涂敷从第一涂敷部3a的流路30a经过开口32a而向下游流动的初级树脂p。而且,在涂敷至玻璃纤维g1的初级树脂p的外周,涂敷从第二涂敷部3b的流路30b经过开口32b而向下游流动的次级树脂s。另外,涂敷至玻璃纤维g1的树脂具有如果温度升高则其粘度降低的特性。在线速以一定程度较大的情况下,涂敷至玻璃纤维g1的初级树脂p如在图2中由虚线所示那样越从开口32a向下游行进则其涂敷量变得越少。由此,在第二涂敷部3b的开口32b和初级树脂p的外周之间能够确保规定的间隙,能够良好地涂敷次级树脂s。另一方面,在线速小的情况下,涂敷至玻璃纤维g1的初级树脂p如在图2中由单点划线所示那样成为即使从开口32a向下游行进,其涂敷量也大致不变的状态。因此,第二涂敷部3b的开口32b和初级树脂p的外周之间的间隙与线速大的情况相比变小。特别地,在第一涂敷部3a的开口32a的半径和第二涂敷部3b的开口32b的半径的差小的情况下(例如小于或等于50μm),有时无法充分地涂敷次级树脂s,次级树脂s的涂敷在中途被中断。

图3是一部分的次级树脂s涂敷中断的光纤g2的剖视图。如图3所示,成为在光纤g2的表面处次级树脂s的涂敷在中途中断的部位初级树脂p露出的状态。因此,在光纤g2中,特别是初级树脂p露出的部位无法得到充分的厚度的树脂包覆而有时发生断线。

温度控制装置9如上所述与线速相应地以使涂敷初级树脂p的第一涂敷部3a内的树脂温度成为规定的温度的方式进行控制。例如,温度控制装置9与线速相应地对流体的温度进行变更,使设定为变更后的温度的流体在第一涂敷部3a的内部循环。由此,在线速小的期间,通过降低树脂涂敷装置3内的树脂温度而使初级树脂p的粘度增加,从而能够抑制由初级树脂p形成的包覆层(第一包覆树脂层)的外径增加。其结果,能够确保由次级树脂s形成的包覆层(第二包覆树脂层)的厚度,能够防止光纤g2断线。

接下来,对使用光纤的制造装置1制造的光纤的制造方法进行说明。

首先,在拉丝炉2中对光纤母材g的下端部进行加热而通过自重使其一部分(玻璃的块)下落,将从拉丝炉2垂下来的玻璃的块在树脂涂敷装置3及树脂硬化装置4内穿过,挂在引导辊5及拾取部6而引导至卷绕鼓轮7为止(引出工序)。而且,在将玻璃的端卷绕于卷绕鼓轮7后,一边使线速逐渐地上升、一边进行拉丝而形成玻璃纤维g1(线速上升工序)。在线速达到稳定拉丝的线速后结束线速的上升,在保持其线速的状态(稳定线速)下进行拉丝(稳定拉丝工序)。通过稳定拉丝而形成的光纤作为产品被使用(取得产品)。例如,稳定拉丝时的线速大于或等于2000m/分钟。通过拉丝形成的玻璃纤维g1经过树脂涂敷装置3内,在其外周一并地涂敷两层树脂(初级树脂p和次级树脂s)。

图4是表示线速和第一涂敷部3a内的树脂温度之间的关系的图。在图4中,纵轴表示第一涂敷部3a内的树脂温度(℃)或者线速(m/分钟),横轴表示从制造开始起的经过时间。如图4所示,在稳定拉丝工序中,进行控制以使得线速及第一涂敷部3a内的树脂温度成为温度t2及线速s2。温度控制装置9在从引出至稳定拉丝为止之间的线速上升工序中,在线速上升的开始时进行第一涂敷部3a内的树脂温度的控制,以使得第一涂敷部3a内的树脂温度(图4中的温度t1)低于树脂温度t2。另外,温度控制装置9进行第一涂敷部3a内的树脂温度的控制,以使得在线速上升的中途,第一涂敷部3a内的树脂温度上升至树脂温度t2为止。即,温度控制装置9在线速达到规定的线速(图4中的线速s1)后,开始第一涂敷部3a内的树脂温度的上升,使第一涂敷部3a内的树脂温度上升至树脂温度t2为止。例如,温度t1和温度t2的差大于或等于5℃而小于或等于30℃,优选大于或等于5℃而小于或等于20℃。线速s1大于或等于200m/分钟而小于或等于1500m/分钟。

此外,从树脂温度t1至树脂温度t2为止的树脂温度的上升可以通过一次而上升,也可以分为多次而上升。另外,也可以与线速的增加相应地逐渐上升。特别地,在温度t1和温度t2的差大的情况下,优选分为多次上升,或与线速的增加相应地逐渐上升。

涂敷有树脂的玻璃纤维g1经过树脂硬化装置4,树脂被硬化而成为光纤g2。光纤g2经由引导辊5及拾取部6而卷绕于卷绕鼓轮7。图5是通过光纤的制造装置1制造出的光纤10的剖视图。光纤10是在由纤芯层和包覆层构成的玻璃纤维11的外周将由初级树脂p及次级树脂s构成的第一包覆树脂层12及第二包覆树脂层13形成为同心圆状。光纤10例如形成为玻璃纤维11的直径d1大于或等于124μm而小于或等于126μm,第二包覆树脂层13的直径d2大于或等于190μm而小于或等于210μm。

如上所述,根据本实施方式的光纤的制造方法,在线速上升的开始时,使设置初级树脂层的第一涂敷部3a内的树脂温度低于稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度,在线速上升的中途,使第一涂敷部3a内的树脂温度上升至稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度为止。由此,在线速小的期间,通过降低第一涂敷部3a内的树脂温度而使初级树脂p的粘度增加,从而能够抑制第一包覆树脂层12的外径增加。其结果,能够确保第二包覆树脂层13的厚度,能够防止光纤10断线。

另外,稳定拉丝时的线速也可以大于或等于2000m/分钟。在以高线速进行取得产品的情况下,特别是在引出结束后,使线速大幅地上升。在将第一涂敷部3a内的树脂温度在低线速时和高线速时设定为相同的树脂温度的情况下,有时不涂敷次级树脂层,有时发生光纤断线。根据本实施方式,即使在稳定拉丝的线速高的情况下,也能够抑制在线速上升中发生的光纤断线。

另外,可以是线速上升的开始时的第一涂敷部3a内的树脂温度t1和稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度t2的差大于或等于5℃而小于或等于30℃,使第一涂敷部3a内的树脂温度上升至稳定拉丝时的第一涂敷部3a内的树脂温度时的线速大于或等于200m/分钟而小于或等于1500m/分钟。在以该温度范围和定时使第一涂敷部3a内的树脂温度上升的情况下,能够进一步抑制光纤断线。

另外,可以是玻璃纤维11的直径大于或等于124μm而小于或等于126μm,次级包覆层13的直径大于或等于190μm而小于或等于210μm。在制造包覆树脂层的厚度小的光纤g2时,容易引起次级包覆层93的涂敷中断。根据本实施方式,在制造包覆层的厚度小的光纤g2时,能够抑制次级包覆层13的涂敷中断。

以上,详细且参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但对于本领域的技术人员而言,显然可以在不脱离本发明的精神、范围的前提下进行各种变更或修正。另外,上述说明的结构部件的数量、位置、形状等并不限定于上述实施方式,能够变更为适于实施本发明的数量、位置、形状等。

在上述实施方式中,光纤的制造装置1为双涂层方式的制造装置,但并不限定于此。光纤的制造装置1也可以是一层一层地进行树脂的涂敷及硬化的串联涂层方式的制造装置。在串联涂层方式的制造装置中,第一涂敷部3a和第二涂敷部3b分离而配置。树脂硬化装置4由在第一涂敷部3a的下游且第二涂敷部3b的上游配置的第一硬化部和在第二涂敷部3b的下游配置的第二硬化部构成。第一硬化部使通过第一涂敷部3a涂敷的初级树脂硬化。第二硬化部使通过第二涂敷部3b涂敷的次级树脂硬化。在该情况下,在线速小的期间,通过降低第一涂敷部3a内的树脂温度而使初级树脂p的粘度增加,从而也能够得到与上述实施方式相同的效果。

在上述实施方式中,温度控制装置9使流体在第一涂敷部3a及第二涂敷部3b的内部流动而对第一涂敷部3a及第二涂敷部3b内的树脂温度进行控制,但并不限定于此。例如,温度控制装置9也可以设置向第一涂敷部3a供给树脂的配管、在第一涂敷部3a内等设置加热装置、冷却装置而对加热装置、冷却装置的动作进行控制,由此对树脂温度进行控制。

在上述实施方式中,温度控制装置9从拉丝控制装置8得到线速信息,但并不限定于此。例如,也可以配置对光纤g2的线速进行测量的测定器,从测定器得到线速信息。

再多了解一些
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