專利名稱：光纖的拉絲方法
技術領域：
本發明涉及將由玻璃構成的光纖母材的一端加熱熔融，從該一端拉絲玻璃光纖的方法。
背景技術：
通過將由玻璃構成的光纖母材的一端在拉絲加熱爐中加熱熔融，從該一端拉絲玻璃光纖，在拉絲出的玻璃光纖的外周形成由樹脂等構成的包覆而制造光纖。光纖母材的前端部存在包含不合格部的情況，該不合格部是芯線部的外徑與包層部的外徑的比為規格以外等的不合格部。從此種前端部拉絲出的玻璃光纖由于芯線直徑或包層直徑為規格以外，因此不能作為產品使用。因此，從該不合格部拉絲出的玻璃光纖應該被廢棄。此外，該不合格部在光纖的制造工序開始時，被有效利用在用于調整拉絲的各條件的試驗性的拉絲中，由此，抑制將光纖母材的合格部使用于試驗性的拉絲中而將其廢棄的情況。另外，在光纖的制造工序開始時，玻璃光纖的拉絲的速度(線速)起初設定為低線速，在某時刻被加速而成為規定的高線速。然后線速以該規定的線速被控制成恒定，制造成為產品的玻璃光纖。以往，在所述線速的控制中，公開有將光纖母材的傳送速度與線速建立關聯而進行控制的方法(例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2003-48738號公報然而，在玻璃光纖的拉絲工序中包含光纖母材熔融而縮徑的過程。因此，光纖母材的傳送速度與被拉絲而成為玻璃光纖的玻璃量的關系由于光纖母材的外徑或拉絲的玻璃光纖的外徑等條件而進行變動。其結果是，在光纖的制造工序開始時，在將光纖母材的傳送速度與線速建立關聯而進行控制的情況下，在到達規定的線速之前存在有合格部被消耗的情況，從而會發生玻璃材料的浪費等問題。
發明內容
本發明鑒于上述問題而作出，其目的在于提供一種防止玻璃材料的浪費等，能夠適當地進行線速的控制的光纖的拉絲方法。為了解決上述課題而實現目的，本發明的光纖的拉絲方法將由玻璃構成的光纖母材的一端加熱熔融，從該一端拉絲玻璃光纖，其特征在于，測定拉絲出的玻璃光纖的總體積，以該測定出的總體積為基礎，進行變更玻璃光纖線速的控制。另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，包括以第一線速拉絲所述玻璃光纖的第一拉絲工序；在所述測定的總體積達到規定值時，將所述玻璃光纖的線速從所述第一線速加速到第二線速的第二拉絲工序。另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，以所述光纖母材的一端中的應該廢棄的不合格部的體積和在所述第二拉絲工序中能夠拉絲的玻璃光纖的總體積為基礎，設定所述規定值。
另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，以所述玻璃光纖的線速和外徑為基礎，測定所述總體積。另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，以所述光纖母材的質量的減少量為基礎，測定所述總體積。另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，還包括第三拉絲工序，該第三拉絲工序在所述第二拉絲工序后，以所述第二線速拉絲出成為產品的玻璃光纖。另外，本發明的光纖的拉絲方法以上述的發明為基礎，其特征在于，在所述第一拉絲工序中，暫時增加所述光纖母材的傳送長度，然后，使所述傳送長度減少。發明效果根據本發明，由于以拉絲的玻璃光纖的總體積為基礎進行變更玻璃光纖線速的控制，因此起到防止玻璃材料的浪費等并能夠適當地進行線速的控制的效果。
圖1是示出實施方式中使用的光纖的制造裝置的整體結構的示意圖。圖2是圖1所示的光纖母材的示意性剖視圖。圖3是示出實施方式中的玻璃光纖的拉絲速度(線速)、光纖的外徑及光纖母材的傳送長度(母材傳送長度)的控制的一例的時間圖的圖。圖4是示出光纖母材的前端部的狀態的變化的圖。
符號說明
1光纖母材
Ia不合格部
Ib合格部
laa、lba芯線部
IabUbb包層部
Iac虛設棒
lad>lae
2支承棒
3玻璃光纖
4光纖
11升降機構
12拉絲加熱爐
12a加熱器
13外徑測定器
14冷卻塔
15a主模
15b副模
16a、16b 樹脂
17a、17b UV燈照射室
18輸帶輥19 導輥100制造裝置C控制器
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細說明本發明的光纖的拉絲方法的實施方式。此外需要說明的是，并未通過該實施方式來限定本發明。(實施方式)圖1是示出本發明的實施方式中使用的光纖的制造裝置的整體結構的示意圖。如圖1所示，該光纖的制造裝置100具備把持熔敷在光纖母材1上端的玻璃制的支承棒2而使光纖母材1升降的升降機構11 ；具有加熱器1 并用于將光纖母材1的一端加熱熔融的拉絲加熱爐12 ；測定從光纖母材1拉絲出的玻璃光纖3的外徑的外徑測定器13 ；能夠對玻璃光纖3吹出He氣等而進行冷卻的冷卻塔14 ；配置在玻璃光纖3的通路上的包覆主包覆用樹脂16a的主模15a、UV燈照射室17a、包覆副包覆用樹脂16b的副模15b、及UV燈照射室 17b ；作為領取機構的由橡膠構成的輸帶輥18 ；導輥19。而且，制造裝置100還具備控制器 C，該控制器C取入外徑測定器13所測定的玻璃光纖3的外徑的數據和根據輸帶輥18的旋轉速度得到的玻璃光纖的線速的數據，并且基于該外徑及線速的數據等，控制升降機構11、 拉絲加熱爐12、冷卻塔14及輸帶輥18。接下來，說明本實施方式中使用的光纖母材1。光纖母材1由石英系玻璃構成，其直徑為例如100mm，長度為例如2000mm，具有不合格部和合格部。圖2是圖1所示的光纖母材1的示意性剖視圖。如圖2所示，光纖母材1具有不合格部Ia和合格部lb。合格部Ib 包括芯線部Iba和包層部lbb。芯線部Iba與包層部Ibb的外徑比滿足所希望的規格。因此，從合格部Ib拉絲出的玻璃光纖的芯線直徑或包層直徑滿足規格，能夠使用于成為產品的光纖。另一方面，不合格部Ia位于光纖母材1的前端部，具有芯線部Iaa和包層部lab， 但在最前端，取代芯線部Iaa而存在有在光纖母材1的制造時使用的虛設棒lac。而且，芯線部Iaa與包層部Iab的外徑比偏離所希望的規格。因此，從不合格部Ia拉絲出的玻璃光纖的芯線直徑或包層直徑偏離規格或成為沒有芯線的玻璃光纖，因此應該被廢棄處理。以下，使用圖1，說明本實施方式的光纖的拉絲方法。首先，預先測定光纖母材1的不合格部Ia的體積W0。例如目視確認虛設棒Iac與芯線部Iaa的邊界或測定光纖母材1 的外徑，確定芯線部Iba與包層部11Λ的外徑比不滿足規格的部分，通過測定該部分的體積而能夠求出體積WO。接下來，將上端熔敷有支承棒2的光纖母材1放置在拉絲加熱爐12中，并通過升降機構11把持支承棒2。接下來，通過升降機構11將光纖母材1向下方輸送，并通過加熱器1 將光纖母材1的前端的不合格部Ia加熱熔融，拉絲玻璃光纖。接下來，外徑測定器 13測定拉絲出的玻璃光纖3的外徑，并將該數據向控制器C發送。接下來，根據需要而通過冷卻塔14對玻璃光纖3進行冷卻。接下來，在規定的時間通過主模1 在玻璃光纖3涂敷樹脂16a，在UV燈照射室17a使樹脂16a硬化而形成主包覆。然后，通過副模1 在主包覆的外周涂敷樹脂16b，在UV燈照射室17b使樹脂16b硬化而形成副包覆。此時，在將
5光纖母材1的前端的不合格部Ia加熱熔融并進行拉絲期間，在玻璃光纖3不包覆樹脂16a 及16b，而通過輸帶輥18領取，通過專用的處理裝置進行處理。這種情況下，然后在規定的時間，開始向玻璃光纖3涂敷樹脂16a及16b，形成包覆。其結果是，制造出形成有包覆的光纖4。該光纖4由輸帶輥18領取，由導輥19引導，由未圖示的卷繞機構卷繞在滾筒上。上述的拉絲工序包括第一、第二、第三拉絲工序。第一拉絲工序是在拉絲工序開始時的初期進行的工序，從不合格部Ia以比較低的第一線速拉絲玻璃光纖3并進行拉絲各條件的調整。在第二拉絲工序中，將線速從第一線速加速到第二線速。在第三拉絲工序中，以制造成為產品的光纖4時的高速的線速即第二線速進行玻璃光纖3的拉絲。在本實施方式中，在第一拉絲工序中以第一線速拉絲玻璃光纖并測定該拉絲出的玻璃光纖的總體積，在測定到的玻璃光纖的總體積達到規定值時，將該玻璃光纖的線速從第一線速加速到第二線速。如此，通過將拉絲出的玻璃光纖的總體積直接使用于線速的控制，能夠基于實際拉絲而成為玻璃光纖的玻璃量來實現線速的控制，其結果是能夠適當地進行線速的控制。以下，使用圖3，更具體地說明本實施方式中的拉絲的控制。圖3是示出本實施方式中的玻璃光纖的拉絲速度(線速)、玻璃光纖的外徑、光纖母材的傳送長度(母材傳送長度)的控制的一例的時間圖的圖。圖3的時間圖是一例，并未限定于此。此外，上述各控制通過控制器C進行。具體來說，線速通過控制器C控制輸帶輥18 的旋轉速度而被控制，母材傳送長度通過控制器C控制升降機構11的升降量而被控制，玻璃光纖3的外徑通過控制器C基于來自外徑測定器13的數據，控制升降機構11和輸帶輥 18而被控制。而且，母材傳送長度是指以規定的高度位置為基準，從那里向下方的光纖母材的傳送長度。首先，作為第一拉絲工序，從時刻0的掛線速度開始對線速加速，在時刻t2成為比第二線速V2慢的第一線速Vl。此外，線速在玻璃光纖3的外徑增加到D2之前恒定為掛線速度。一方面，在時刻0使母材傳送長度從零開始增加。另一方面，在時刻tl，使玻璃光纖 3的外徑從初期的外徑Dl增加到外徑D2。如此使玻璃光纖3的外徑增加是為了提前消耗不合格部la。此外，在本實施方式中，使外徑從外徑Dl增加到外徑D2，但也可以使其不增加，而使外徑Dl和外徑D2相等。這種情況下，線速從時刻0開始加速，達到線速Vl后，維持線速Vl。而且，作為優選值，例如線速Vl為300 IOOOm/分，外徑D2為100 500 μ m。 而且，外徑Dl是與外徑D2相等或其以下的值。接下來，在玻璃光纖3的外徑達到外徑D2后，將玻璃光纖3的外徑維持為外徑D2， 并將線速維持為線速VI。而且，母材傳送長度被控制成將玻璃光纖3的外徑維持為外徑D2， 在本實施方式中使傳送長度Ll增加到150mm后，使傳送長度L2減少到35mm，然后從傳送長度L2逐漸增加。如此，在使玻璃光纖3的外徑增加，然后維持為恒定時，使傳送長度暫時增大而使光纖母材1的不合格部Ia的熔融量增多，然后減少成適當的傳送長度，從而能夠在短時間內迅速地拉絲而消耗不合格部la，并使光纖母材1向拉絲加熱爐12的供給量適當， 因此優選。在此，在本實施方式中，在控制器C中，以拉絲的玻璃光纖3的線速和外徑為基礎， 測定拉絲出的玻璃光纖3的總體積。具體來說，某時刻的玻璃光纖3的線速為V[m/分]， 外徑為D[ μ m]，該時刻中的每秒的拉絲出的玻璃光纖3的體積為δ W時，δ W通過下式(1)求出。5ff= JiD2/4XV/60X 106[ym3/s] ...(1)因此，通過對式(1)中的δ W從拉絲開始時進行累計，而能夠測定拉絲出的玻璃光纖3的總體積。接下來，在時刻t3，拉絲出的玻璃光纖3的總體積達到規定的體積W1，然后，作為第二拉絲工序，控制器C將線速從線速Vl加速到線速V2，并使母材傳送長度增加到傳送長度L3。另一方面，使玻璃光纖3的外徑從外徑D2減少到外徑D3。此外，在外徑D2與外徑 D3相等時使外徑不減少。 然后，在時刻t4，線速達到線速V2，然后，作為第三拉絲工序，控制器C將線速維持為線速V2，使母材傳送長度從傳送長度L3逐漸增加，將玻璃光纖3的外徑維持為外徑D3， 拉絲玻璃光纖3，制造出成為產品的光纖4。此外，線速V2為例如1000 2000m/分，外徑 D3為例如80 130 μ m(其中，與外徑D2相等或其以下的值)，傳送長度L3為例如200mm。在此，圖4是示出光纖母材1的前端部的狀態的變化的圖。如圖4所示，時刻t3 中的光纖母材1的前端部成為將不合格部Ia中的體積Wl的部分Iad拉絲而形成玻璃光纖 3并保留部分Iae的狀態。從該狀態開始，在第二拉絲工序中，在將線速加速并進行拉絲期間，對保留的部分Iae進行拉絲。其結果是，在線速達到線速V2的時刻t4，不合格部Ia全部被消耗，因此從合格部Ib以所希望的線速V2不浪費玻璃材料地拉絲出滿足所希望的規格的玻璃光纖3，從而制造出成為產品的光纖4。此外，線速開始加速時的拉絲出的玻璃光纖3的總體積Wl例如以光纖母材1的不合格部Ia的體積WO和第二拉絲工序中能夠拉絲的玻璃光纖3的總體積W2為基礎，能夠設定為W1 = W0-W2。在該第二拉絲工序中，能夠拉絲的玻璃光纖3的總體積W2 [ μ m3]能夠使用線速VI、V2[m/分]、使線速加速的時間(t4-t3) [s]、玻璃光纖3的外徑D2、D3 [ μ m]，通過下式(2)求出。此外，線速的加速以等加速度進行，D2 = D3。W2 = π X (D2)2/4X (V2+V1)/2 X IO6X (t4-t3) [ μ m3] — (2)例如，Vl= 70m/ 分，V2 = 1200m/ 分，D2 = 125 μ m, (t4_t3) = 60 分時，W2 為 467. 6 X IO12 μ m3。如以上說明所示，根據本實施方式，在玻璃光纖3的拉絲中，能夠適當地進行線速的控制，以防止玻璃材料的浪費等。此外，在上述實施方式中，以玻璃光纖的線速和外徑為基礎測定了拉絲出的玻璃光纖的總體積，但作為本發明的另一實施方式，也可以以光纖母材的質量的減少量為基礎， 測定拉絲出的玻璃光纖的總體積。即，光纖母材的質量的減少量相當于拉絲出的玻璃光纖的質量，也可以以此為基礎來測定玻璃光纖的總體積。在實施所述其他實施方式時，例如在光纖母材的升降機構上設置用于測定光纖母材的質量的負載傳感器即可。另外，在上述實施方式中，未對從光纖母材的不合格部拉絲出的玻璃光纖形成包覆時，玻璃光纖非常容易彎折，尤其是外徑越粗時，稍彎曲就會彎折。因此，玻璃光纖的外徑優選為300 μ m以下。而且，玻璃光纖越粗其具有的熱量就越大。因此，玻璃光纖直接與輸帶輥或導輥等橡膠制的部件接觸時，將玻璃光纖的溫度冷卻到100°C以下，優選冷卻到50°C 以下，優選防止玻璃光纖的熱量引起橡膠制部件破損的情況。另外，在上述實施方式中，第一線速為恒定值，但也可以不恒定。例如，在第一拉絲工序中進行使玻璃光纖的外徑D2減少到外徑D3的工序時，也可以根據該外徑的變化而變更線速。此外，此時的線速的變更的控制也優選以拉絲出的玻璃光纖的總體積為基礎進行。另外，在上述實施方式中，示出了在光纖母材的前端部具有不合格部的情況，但在前端部以外的位置存在不合格部等應該處理的部分的情況下，從其一端拉絲玻璃光纖時， 也能夠適用本發明。另外，在上述實施方式中，在拉絲出的玻璃光纖的總體積達到規定值時對線速進行加速，但本發明并不局限于此。即，只要以拉絲出的玻璃光纖的總體積為基礎進行變更線速的控制即可，與以往相比，能夠適當地進行線速的控制。
權利要求
1.一種光纖的拉絲方法，將由玻璃構成的光纖母材的一端加熱熔融，從該一端拉絲玻璃光纖，其特征在于，測定拉絲出的玻璃光纖的總體積，以該測定出的總體積為基礎，進行變更玻璃光纖線速的控制。
2.根據權利要求1所述的光纖的拉絲方法，其特征在于，包括 以第一線速拉絲所述玻璃光纖的第一拉絲工序；在所述測定出的總體積達到規定值時，將所述玻璃光纖的線速從所述第一線速加速到第二線速的第二拉絲工序。
3.根據權利要求2所述的光纖的拉絲方法，其特征在于，以所述光纖母材的一端中的應該廢棄的不合格部的體積和在所述第二拉絲工序中能夠拉絲的玻璃光纖的總體積為基礎，設定所述規定值。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的光纖的拉絲方法，其特征在于， 以所述玻璃光纖的線速和外徑為基礎，測定所述總體積。
5.根據權利要求1 3中任一項所述的光纖的拉絲方法，其特征在于， 以所述光纖母材的質量的減少量為基礎，測定所述總體積。
6.根據權利要求2 5中任一項所述的光纖的拉絲方法，其特征在于，還包括第三拉絲工序，該第三拉絲工序在所述第二拉絲工序后，以所述第二線速拉絲出成為產品的玻璃光纖。
7.根據權利要求2 6中任一項所述的光纖的拉絲方法，其特征在于，在所述第一拉絲工序中，暫時增加所述光纖母材的傳送長度，然后，使所述傳送長度減少。
全文摘要
本發明提供一種能夠適當地進行線速的控制的光纖的拉絲方法。在將由玻璃構成的光纖母材的一端加熱熔融，從該一端拉絲玻璃光纖的方法中，測定拉絲出的玻璃光纖的總體積，以該測定出的總體積為基礎，進行變更玻璃光纖線速的控制。優選包括以第一線速拉絲所述玻璃光纖的第一拉絲工序；在所述測定的總體積達到規定值時，將所述玻璃光纖的線速從所述第一線速加速到第二線速的第二拉絲工序。
文檔編號C03B37/02GK102167506SQ20111000694
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月10日 優先權日2010年1月15日
發明者有馬潔, 渡邊純平, 青樹裕大 申請人:古河電氣工業株式會社