CN107445470A - 光纤的拉丝方法 - Google Patents

Abstract

在本发明的光纤的拉丝方法中控制为使拉丝光纤的拉丝炉内的压力稳定地维持恒定。一种光纤的拉丝方法，将利用装配棒(26)支撑的光纤母材(1)沿上下可自由升降地收容于拉丝炉(11)内，对光纤母材(1)进行加热使其熔融，向拉丝炉(11)内供给惰性气体而从光纤母材(1)的下端拉丝出光纤(2)，在该光纤的拉丝方法中，基于在拉丝炉(11)内的与加热器(17)相比上方的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定惰性气体的供给流量，以使得拉丝炉(11)内的压力保持恒定。

Description

光纤的拉丝方法

技术领域

本发明涉及一种光纤的拉丝方法。

背景技术

已知下述方法，即，利用压力计对拉丝光纤的拉丝炉内的压力进行测定，基于该测定值对导入的惰性气体的流量进行控制，以使得炉内成为恒定的压力(例如专利文献1、2)。

专利文献1：日本特开昭62－226834号公报

专利文献2：日本特开2000－063142号公报

专利文献3：日本特开2011－046563号公报

如专利文献1、2所示，测定拉丝炉内的压力，基于该测定值对导入的气体流量进行控制，以使得炉内压力成为恒定的方法中，压力测定值变动剧烈，需要进行平均化处理、无用频率成分的除去等处理。因此，不容易进行稳定的压力控制。

另外，拉丝炉有在拉丝炉的上部具有外筒管的结构。在专利文献3中，伴随拉丝进行光纤母材变短下降，通过多个分隔板将外筒管内阶段式地分隔，由此抑制发生外筒管内的对流，抑制光纤外径变动。并且，为了与炉内测定器的测定值相对应地使拉丝炉内的压力保持恒定，控制为伴随着由于通过分隔板进行分隔而引起的拉丝炉内的容积的减少，使惰性气体的供给量减少。即，在专利文献3中，与光纤母材的输送长度(下降的距离)相对应地减少惰性气体的供给量。但是，即使与光纤母材的输送长度相对应地减少惰性气体的供给量，在分隔板的气密性不充分的情况下，由于惰性气体泄露等理由，有时无法将拉丝炉内压力设为恒定。因此，为了使拉丝炉内不混入空气，会过剩地供给惰性气体。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种光纤的拉丝方法，在该光纤的拉丝方法中能够控制为使拉丝光纤的拉丝炉内的压力稳定地维持恒定。

本发明的一个方式涉及的光纤的拉丝方法，将利用装配棒支撑的光纤母材沿上下可自由升降地收容于拉丝炉内，对所述光纤母材进行加热使其熔融，向所述拉丝炉内供给惰性气体而从所述光纤母材的下端拉丝出光纤，

在所述光纤的拉丝方法中，

基于在所述拉丝炉内的与加热器相比上方的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量，使得所述拉丝炉内的压力保持恒定。

发明的效果

根据本发明，能够控制为使拉丝光纤的拉丝炉内的压力稳定地维持恒定。

附图说明

图1是表示外筒管内的温度和拉丝炉内的压力的相关关系的图表。

图2是表示应用本实施方式所涉及的光纤的拉丝方法的拉丝装置的一个例子的纵剖面图。

标号的说明

1 光纤母材

2 光纤

10 光纤拉丝装置

11 拉丝炉

12～16 分隔板

17 加热器

18 气体供给部

19a、19b、19c 热电偶(温度测定部)

20 炉内压测定器

21 控制部

21a 存储装置

22 盖部件

23 外筒管

24 炉心管

25 炉心管下方延长部

26 装配棒

27 连结部件

28～32 台阶部

具体实施方式

【本发明的实施方式的说明】

首先列举说明本发明的实施方式。

本发明的实施方式涉及的光纤的拉丝方法是，

(1)将利用装配棒支撑的光纤母材沿上下可自由升降地收容于拉丝炉内，对所述光纤母材进行加热使其熔融，向所述拉丝炉内供给惰性气体而从所述光纤母材的下端拉丝出光纤，

在所述光纤的拉丝方法中，

基于在所述拉丝炉内的与加热器相比上方的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量，以使得所述拉丝炉内的压力保持恒定。

本发明人发现了在拉丝炉内的与加热器相比的上方区域测定到的炉内温度与拉丝炉内的压力的相关性紧密。基于该见解，根据上述(1)的光纤的拉丝方法，基于拉丝炉内的温度的定结果决定惰性气体的供给流量，从而相比现有技术能够以高精度将拉丝炉内的压力维持恒定。由此，能够降低拉丝时的惰性气体的供给流量，特别是，如果惰性气体为氦气，则制造成本的削减效果大。

(2)在上述(1)的光纤的拉丝方法中，在所述拉丝炉的上部设置有外筒管，该外筒管具有沿所述装配棒可移动的多个分隔板，与所述光纤的拉丝进行而所述光纤母材下降相伴，一边通过所述多个分隔板将所述外筒管内阶段式地分隔，一边基于在所述外筒管的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量。

根据上述(2)的光纤的拉丝方法，在上部设置有外筒管的拉丝炉中，基于在外筒管的领域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量，由此相比现有技术能够以高精度将拉丝炉内的压力维持恒定

(3)在上述(1)或(2)的光纤的拉丝方法中，基于所述炉内温度和所述惰性气体的供给流量的相关关系的对应表，决定所述惰性气体的供给流量。

根据(3)的光纤的拉丝方法，通过预先准备炉内温度和惰性气体的供给流量的相关关系的对应表，能够更加可靠地决定用于将拉丝炉内的压力保持恒定的惰性气体的供给流量。

【本发明的实施方式的详细内容】

下面，参照附图，对本发明的实施方式所涉及的光纤的拉丝方法的具体例进行说明。

此外，本发明并不限定于这些例示，而是通过权利要求示出，意在包括与权利要求范围等同的含义以及范围内的所有变更。

在现有的光纤的拉丝方法中，测定拉丝炉内的压力，基于其压力测定值对炉内气体供给流量进行控制以确保炉内压力恒定，但是存在压力测定值变化激烈，不容易进行稳定的压力控制的问题。

本发明人为了解决上述问题而进行了考察研究的结果，发现了在拉丝炉内的与加热器相比的上方区域测定到的炉内温度与拉丝炉内的压力的相关性紧密。利用上述见解，能够想到，如果与测定到的炉内温度相对应地决定惰性气体的供给流量，则由于炉内温度的测定值与压力测定值相比较其变动较小而稳定，因此比现有技术容易进行压力控制，能够将炉内压力以高精度维持恒定。

特别是，对于在上部设置有外筒管的拉丝炉来说，更难以将拉丝炉内的压力设为恒定。关于这点，本发明人彻底查明由外筒管内的温度产生影响。即，得知从光纤母材的肩部分发生辐射热，在从拉丝开始到拉丝后程的期间，外筒管内的温度上升，从而拉丝炉内的压力增加。如后述的实施例所示，进行了对外筒管内的温度和拉丝炉内的压力的关系进行调查的实验，如图1所示，两者示出紧密的相关性。

下面，对基于以上的见解及考察研究的、本实施方式所涉及的光纤的拉丝方法进行说明。图2是表示作为应用本实施方式所涉及的光纤的拉丝方法的一个例子的光纤拉丝装置10的纵剖面图。

如图2所示，光纤拉丝装置10是从光纤母材1拉丝出光纤2的装置。光纤拉丝装置10具有将光纤母材1沿上下可自由升降地收容的拉丝炉11、以及在拉丝炉11内沿后述的装配棒26能够移动的多个分隔板12、13、14、15、16。

另外，光纤拉丝装置10具有：加热器17，其对光纤母材1进行加热；气体供给部18，其向拉丝炉11内供给惰性气体(例如氦气)；以及控制部21，其对惰性气体供给流量进行控制。

拉丝炉11具有：外筒管23，其上部被盖部件22闭塞；炉心管24，其配置在外筒管23的下侧；以及炉心管下方延长部25，其配置在炉心管24的下侧。炉心管下方延长部25设有对拉丝炉11的内压进行测量的炉内压测定器20。外筒管23在盖部件22的中央部插入贯穿有装配棒26。装配棒26经由连结部件27与光纤母材1组装。分隔板12、13、14、15、16被装配棒26插入贯穿，并配置在连结部件27的上方。

随着光纤2的拉丝的进行而光纤母材1变短时，光纤母材1与装配棒26一起下降。与此相伴，分隔板12、13、14、15、16与沿外筒管23的内周部的上下隔开规定间隔而形成的台阶部28、29、30、31、32阶段式地相卡合。

通过配置多个分隔板12、13、14、15、16，使外筒管23内的炉内空间容积大致恒定。由此制止由外筒管23内的上下方向上的温度差引起的对流的发生，抑制光纤2的外径变动。

加热器17组装在炉心管24的外侧。气体供给部18与外筒管23连通连接。气体供给部18向拉丝炉11内供给惰性气体，该惰性气体用于抑制拉丝过程中与加热器17的加热相伴的炉心管24的酸化劣化。

在外筒管23的内周部，热电偶19a、19b、19c作为测量炉内温度的温度测定部安装为能够测量与加热器17相比上方的区域的炉内温度。通过热电偶19a、19b、19c测定到的炉内温度的测定值发送至控制部21。此外，只要能够测量与加热器17相比上方的区域的温度，热电偶的位置以及数量也可以是除了图2所示以外的位置以及数量，温度测定部也可以使用其他的温度传感器等测定手段替换热电偶。

控制部21具有存储装置21a等。在存储装置21a中存储有基于炉内温度和惰性气体的供给流量的相关关系的对应表。并且，控制部21根据炉内温度的测定值基于上述对应表决定惰性气体的供给流量。气体供给部18将由控制部21决定出的供给流量的惰性气体向炉内供给。

接下来，将本实施方式所涉及的光纤的拉丝方法以应用于图2的光纤拉丝装置10的例子进行说明。

首先，在装配棒26的下端经由连结部件27安装光纤母材1，通过加热器17加热熔融光纤母材1的下端。并且，从被加热熔融的光纤母材1的下端拉丝光纤2。光纤母材1会随着光纤2的拉丝的进行而变短，因此使装配棒26下降而使得光纤母材1的下端始终被加热器17加热。此时，通过分隔板12、13、14、15、16而阶段式地分隔炉内空间，以使得外筒管23内的炉内空间容积大致恒定。

如果通过加热器17的加热熔融开始，则控制部21基于存储在存储装置中的对应表(炉内温度和惰性气体的供给流量的相关关系的对应表)，决定与通过热电偶19a、19b、19c测量出的炉内温度相对应的惰性气体(例如氦气)的供给流量。并且，控制部21控制气体供给部18，以使得以决定出的供给流量向炉内供给惰性气体。

进而，在通过热电偶19a、19b、19c测量出的炉内温度变化大于或等于规定值(例如大于或等于10℃)的时刻，控制部21基于上述对应表对惰性气体的供给流量进行变更。

在惰性气体的供给流量的变化量过大的情况、或者变更的时间间隔过短的情况下，光纤2有可能产生问题。例如，在供给流量的变化量大于0.2SLM的情况、或者以少于5秒的时间间隔变化的情况下，拉丝出的光纤2的线径变动增加而有可能成为不合格品。因此，控制部21优选将气体供给部18控制为，每一次的供给流量的变化量小于或等于0.2SLM，且隔开大于或等于5秒的时间间隔而变化。

以上，根据详述的本实施方式的光纤母材的拉丝方法，通过基于拉丝炉11内的温度的测定结果决定惰性气体的供给流量，从而相比现有技术能够以高精度将拉丝炉11内的压力维持恒定。由此，能够降低拉丝时的惰性气体的供给流量，特别是，如果惰性气体为氦气，则制造成本的削减效果大。

另外，在如图2所示的在上部设有外筒管23的拉丝炉11中，基于在外筒管23的区域中测定出的炉内温度的测量结果，决定惰性气体的供给流量，从而相比现有方法能够以高精度将拉丝炉11内的压力维持恒定。

另外，因为在控制部21的存储装置21a中准备有炉内温度和惰性气体的供给流量的相关关系的对应表，所以能够更可靠地确定用于将拉丝炉11内的压力保持恒定的惰性气体的供给流量。

(实施例)

使用图2的光纤拉丝装置10，加热熔融光纤母材1进行了光纤2的拉丝。在拉丝的执行过程中，测定了外筒管23内的温度和拉丝炉11内的压力。得到了伴随拉丝的进行，外筒管23内的温度上升，拉丝炉11内的压力增加的结果。外筒管23内的温度和拉丝炉11内的温度的相关性如图1所示。此外，外筒管23内的温度是将通过热电偶19a、19b、19c测定出的温度平均而得到的值。

根据该结果，得知外筒管23内的温度越高越应减少惰性气体的供给流量，实际对惰性气体的供给流量进行变化，求出了使拉丝炉11内的压力恒定的惰性气体的供给流量。在表1示出外筒管23内的温度和用于使拉丝炉11内的压力恒定的惰性气体的供给流量的一个例子。表1中的惰性气体的供给流量是相对于拉丝初始值的比例。

【表1】

表1

外筒管内的温度	惰性气体的供给流量
		小于或等于500℃	100％
550℃	97.4％
		600℃	96.2％
650℃	94.6％
		700℃	92.8％
750℃	91.5％
		800℃	90.2％
850℃	88.9％
		900℃	87.2％

在本实施例中，将上述表1的值作为外筒管23内的温度和惰性气体的供给流量的相关关系的对应表而预先存储于控制部21。并且，控制部21将惰性气体的供给流量基于通过上述表1得到的对应表，在拉丝过程中，自动地减少惰性气体的供给流量。此外，表1中外筒管23内的各温度之间的惰性气体供给流量是根据上下的值进行插补而计算出的。

通过以上方法进行了光纤2的拉丝，其结果能够将拉丝炉11内的压力维持恒定，另外能够降低惰性气体的使用量。

Claims (3)

1.一种光纤的拉丝方法，将利用装配棒支撑的光纤母材沿上下可自由升降地收容于拉丝炉内，对所述光纤母材进行加热使其熔融，向所述拉丝炉内供给惰性气体而从所述光纤母材的下端拉丝出光纤，

在所述光纤的拉丝方法中，

基于在所述拉丝炉内的与加热器相比上方的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量，以使得所述拉丝炉内的压力保持恒定。

2.根据权利要求1所述的光纤的拉丝方法，其中，

在所述拉丝炉的上部设置有外筒管，该外筒管具有沿所述装配棒可移动的多个分隔板，与所述光纤的拉丝进行而所述光纤母材下降相伴，一边通过所述多个分隔板将所述外筒管内阶段式地分隔，一边基于在所述外筒管的区域测定到的炉内温度的测定结果，决定所述惰性气体的供给流量。

3.根据权利要求1或2所述的光纤的拉丝方法，其中，

基于所述炉内温度和所述惰性气体的供给流量的相关关系的对应表，决定所述惰性气体的供给流量。