CN111977964B - 光纤的制造方法及光纤的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够抑制冷却筒的光纤通路中产生霜或者水滴的技术。光纤的制造方法具有第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路。所述制造方法具有第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部。所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2工序包含通过向在所述第2壳体的内部形成的第2干燥空间导入露点比外部空间的露点低的第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述外部空间的气压。

Description

光纤的制造方法及光纤的制造装置
技术领域
本发明涉及光纤的制造方法及光纤的制造装置。
背景技术
光纤的制造方法具有下述工序，即，在拉丝炉中，对光纤用玻璃母材进行加热熔融，将光纤用玻璃母材拉伸为线状的玻璃纤维。将该工序还称为“拉丝”。刚拉丝出的玻璃纤维为高温，因此无法直接涂敷保护用的树脂。因此，刚拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前由冷却装置进行冷却(例如参照专利文献1)。
专利文献1的冷却装置具有：冷却筒，其由冷媒进行冷却；以及壳体，其将该冷却筒收容于内部。玻璃纤维经过沿铅垂方向将冷却筒贯通的光纤通路，由此被冷却。壳体和冷却筒之间的空间保持为比冷却筒的温度低的露点的干燥气氛，因此能够预先防止由水蒸气的凝结产生的微小的水滴附着于玻璃纤维(例如参照专利文献1的[0014]段)。
专利文献1：日本特开平8－259254号公报
另外，在通常的拉丝装置中，玻璃纤维在拉丝炉和冷却装置之间暴露于外部气体。如果不暴露于外部气体而从拉丝炉至冷却装置为止将玻璃纤维的通路与外部气体遮断，则热风从拉丝炉流入冷却装置，通过冷却装置将玻璃纤维进行冷却的能力显著地降低
另一方面，如果暴露于外部气体，则在玻璃纤维被引入冷却装置的壳体的内部时，外部气体与玻璃纤维一起被吸入壳体的内部。玻璃纤维的行进速度越快，外部气体越容易被吸入壳体的内部。
外部气体是包含水蒸气的空气，外部气体的露点高于冷却筒的温度。因此，以往有时外部气体的水蒸气被吸入冷却筒的光纤通路，由此在光纤通路中产生霜或者结露。
发明内容
本发明的一个方式提供能够抑制冷却筒的光纤通路中产生霜或者水滴的技术。
本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法具有第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路。所述制造方法具有第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部。所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2工序包含通过向在所述第2壳体的内部形成的第2干燥空间导入露点比所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间的露点低的第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述外部空间的气压。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够抑制冷却筒的光纤通路中产生霜或者水滴。
附图说明
图1是表示一个实施方式所涉及的光纤的制造装置的图。
图2是表示一个实施方式所涉及的冷却筒及第1壳体的剖视图。
图3是表示一个实施方式所涉及的冷却筒及第1壳体的剖视图，是沿图2的III－III线的剖视图。
图4是表示一个实施方式所涉及的第1壳体、第2壳体及第2干燥空间的剖视图。
图5是表示图4所示的第1壳体及第2壳体的变形例的剖视图。
图6是表示一个实施方式所涉及的光纤的制造方法的流程图。
图7是表示第1变形例所涉及的光纤的制造装置的要部的图。
图8是表示第2变形例所涉及的光纤的制造装置的要部的图。
标号的说明
1 制造装置
2 玻璃母材
3 玻璃纤维
6 外部空间
10 拉丝炉
20 冷却装置
21 冷却筒
22 光纤通路
23 第1壳体
24 第1干燥空间
30 第1冷媒供给装置
31 温度调节器
32 泵
40 第1干燥气体供给装置
90 控制装置
110 第2壳体
111 第2干燥空间
120 第2干燥气体供给装置
130 吸附部
130A 冷却部
130B 吸附剂
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。
〔1〕本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法具有第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路。所述制造方法具有第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部。所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2工序包含通过向在所述第2壳体的内部形成的第2干燥空间导入露点比所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间的露点低的第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述外部空间的气压。
根据上述〔1〕的制造方法，第2干燥空间的气压高于外部空间的气压，因此能够抑制外部气体从外部空间向第2干燥空间流入。另外，在第2干燥空间中，能够将被玻璃纤维吸入而来的气体置换为第2干燥气体。第2干燥气体的露点低于外部空间的露点。因此，能够与外部空间的水蒸气量相比减少第2干燥空间中的气体的水蒸气量，能够与外部空间的水蒸气量相比减少与玻璃纤维一起从第2干燥空间被吸入第1干燥空间的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维一起从第1干燥空间被吸入光纤通路的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路中产生霜或者结露。
〔2〕在上述〔1〕中记载的第1工序可以包含通过向所述第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体，从而使所述第1干燥空间的气压高于所述外部空间的气压。在上述〔1〕中记载的第2工序可以包含通过向所述第2干燥空间导入露点比所述外部空间的露点及所述冷却筒的温度低的所述第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述第1干燥空间的气压。
根据上述〔2〕的制造方法，第1干燥空间的气压P1高于外部空间的气压P0，因此能够抑制外部气体从外部空间向第1干燥空间流入。另外，第2干燥空间的气压P2高于第1干燥空间的气压P1，因此气压P2和气压P0之间的压差ΔP2与气压P1和气压P0之间的压差ΔP1相比变大。因此，能够进一步限制外部气体经由第2干燥空间从外部空间向第1干燥空间流入。外部气体为了经由第2干燥空间从外部空间向第1干燥空间流入，要对抗比压差ΔP1大的压差ΔP2而吸引外部气体。对外部气体经由第2干燥空间从外部空间向第1干燥空间流入进行限制的效果，在第1壳体和第2壳体相接的情况下特别显著。
另外，根据上述〔2〕的制造方法，第2干燥空间的气压高于第1干燥空间的气压，因此第2干燥气体从第2干燥空间向第1干燥空间流入。由此，能够提高第1干燥空间的气压，增大第1干燥空间的气压和外部空间的气压之间的压差。因此，能够对外部气体经由构成第1壳体23的部件彼此的间隙从外部空间向第1干燥空间流入进行抑制。另外，第2干燥气体的露点低于冷却筒的温度，因此即使第2干燥气体由冷却筒21冷却，也不会产生霜或者结露。
〔3〕本发明的一个方式所涉及的光纤的制造方法具有第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路。所述制造方法具有第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部。所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2工序包含将与所述玻璃纤维一起从所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间被吸入所述第2壳体的内部的第2干燥空间的水蒸气由在所述第2干燥空间配置的吸附部进行吸附。
根据上述〔3〕的制造方法，将与玻璃纤维一起从外部空间被吸入第2干燥空间的气体的水蒸气由在第2干燥空间配置的吸附部进行吸附。因此，能够与外部空间的水蒸气量相比减少第2干燥空间中的气体的水蒸气量，能够与外部空间的水蒸气量相比减少与玻璃纤维一起从第2干燥空间被吸入第1干燥空间的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维一起从第1干燥空间被吸入光纤通路的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路中产生霜或者结露。
〔4〕在上述〔3〕中记载的第2工序可以包含将与所述玻璃纤维一起从所述外部空间被吸入所述第2干燥空间的水蒸气，通过由所述吸附部即冷却部进行冷却，从而吸附于所述冷却部。在上述〔3〕中记载的第2工序可以包含控制对所述冷却部进行冷却的第2冷媒的温度，以使得所述冷却部的温度低于所述冷却筒的温度。
根据上述〔4〕的制造方法，第2干燥空间中的气体的露点下降至与冷却部的温度相同的程度。冷却部的温度低于冷却筒的温度。因此能够使第2干燥空间中的气体的露点低于冷却筒的温度。另外，能够使与玻璃纤维一起从第2干燥空间被吸入第1干燥空间的气体的露点低于冷却筒的温度。进而，能够使与玻璃纤维一起从第1干燥空间被吸入光纤通路的气体的露点低于冷却筒的温度，能够抑制光纤通路中产生霜或者结露。
〔5〕在上述〔3〕或者〔4〕中记载的第2工序可以包含将与所述玻璃纤维一起从所述外部空间被吸入所述第2干燥空间的水蒸气吸附于所述吸附部即由多孔质材料构成的吸附剂。
根据上述〔5〕的制造方法，由于使用由多孔质材料构成的吸附剂，因此无需进行冷却，能够更简便地吸附水蒸气。
〔6〕本发明的一个方式所涉及的光纤的制造装置具有拉丝炉、冷却装置、第1冷媒供给装置、第1干燥气体供给装置、第2壳体、第2干燥气体供给装置和涂敷装置。所述拉丝炉为了从光纤用的玻璃母材拉伸出线状的玻璃纤维，对所述玻璃母材进行加热熔融。所述冷却装置具有由第1冷媒进行冷却的冷却筒、将所述冷却筒贯通而形成并供所述玻璃纤维经过的光纤通路、以及对所述冷却筒进行收容的第1壳体。所述第1冷媒供给装置具有对所述第1冷媒的温度进行调整的温度调节器、以及从所述温度调节器朝向所述冷却筒输送所述第1冷媒的泵。所述第1干燥气体供给装置向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2壳体在内部形成第2干燥空间，与所述第1干燥空间相比所述玻璃纤维先经过该第2干燥空间。所述第2干燥气体供给装置向所述第2干燥空间导入露点比所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间的露点低的第2干燥气体，由此使所述第2干燥空间的气压高于所述外部空间的气压。所述涂敷装置对由所述冷却装置冷却的所述玻璃纤维涂敷树脂。
根据上述〔6〕的制造装置，得到与上述〔1〕的制造方法相同的效果。
〔7〕本发明的另一个方式所涉及的光纤的制造装置具有：拉丝炉、冷却装置、第1冷媒供给装置、第1干燥气体供给装置、第2壳体、吸附部和涂敷装置。所述拉丝炉为了从光纤用的玻璃母材拉伸出线状的玻璃纤维，对所述玻璃母材进行加热熔融。所述冷却装置具有由第1冷媒进行冷却的冷却筒、将所述冷却筒贯通而形成并供所述玻璃纤维经过的光纤通路、以及对所述冷却筒进行收容的第1壳体。所述第1冷媒供给装置具有对所述第1冷媒的温度进行调整的温度调节器、以及从所述温度调节器朝向所述冷却筒输送所述第1冷媒的泵。所述第1干燥气体供给装置向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体。所述第2壳体在内部形成第2干燥空间，与所述第1干燥空间相比所述玻璃纤维先经过该第2干燥空间。所述吸附部配置于所述第2干燥空间，对与所述玻璃纤维一起吸入至所述第2干燥空间的水蒸气进行吸附。所述涂敷装置对由所述冷却装置冷却的所述玻璃纤维涂敷树脂。
根据上述〔7〕的制造装置，得到与上述〔3〕的制造方法相同的效果。
[本发明的实施方式的详细内容]
下面，对本发明的一个实施方式(以下记作“本实施方式”)详细地进行说明。在下面的说明中，对相同或者对应的要素标注同一标号，有时省略说明。
〔光纤的制造装置〕
图1是表示一个实施方式所涉及的光纤的制造装置的图。光纤的制造装置1例如具有：拉丝炉10、冷却装置20、第1冷媒供给装置30、第1干燥气体供给装置40、外径测定器50、树脂涂敷装置60、树脂硬化装置65、卷绕装置70和控制装置90。
拉丝炉10为了从光纤用的玻璃母材2拉伸出线状的玻璃纤维3，对玻璃母材2进行加热熔融。玻璃母材2预先形成为棒状，在径向具有折射率分布。以玻璃母材2的长度方向成为铅垂方向的方式将玻璃母材2悬挂。
玻璃纤维3从玻璃母材2的下端部拉伸为线状而下垂。玻璃纤维3与玻璃母材2同样地，在径向具有折射率分布。玻璃纤维3具有纤芯和将纤芯的外周覆盖的包层。纤芯的折射率大于包层的折射率。
拉丝炉10具有对玻璃母材2进行加热熔融的加热源11和对加热源11进行收容的炉框体12。加热源11例如为电加热器。此外，加热源11也可以由线圈和导体构成。如果高频电源对线圈施加电流，则线圈在导体的周围形成磁场，由于磁场的变化而涡电流流过导体，导体发热。
炉框体12在炉框体12的上端部具有入口。玻璃母材从炉框体12的入口插入至炉框体12的内部。另外，炉框体12在炉框体12的下端部具有出口。玻璃纤维3从炉框体12的出口向炉框体12的外部引出。向炉框体12的内部导入氦气、氩等惰性气体。
刚拉丝出的玻璃纤维3为高温，因此无法直接涂敷保护用的树脂。因此，刚拉丝出的玻璃纤维3在涂敷树脂前，由冷却装置20冷却。冷却装置20配置于拉丝炉10的铅垂方向下方。
冷却装置20具有：冷却筒21，其由第1冷媒进行冷却；以及光纤通路22，其将冷却筒21贯通而形成。光纤通路22是将冷却筒21沿铅垂方向贯通而形成的。光纤通路22的入口22a形成于冷却筒21的上表面。光纤通路22的出口22b形成于冷却筒21的下表面。光纤通路22是供玻璃纤维3经过的通路。玻璃纤维3从光纤通路22的入口22a朝向光纤通路22的出口22b行进。
沿铅垂方向将多个冷却筒21配置为一列。通过分为多个短尺寸的冷却筒21而配置，从而能够减少设备成本。其原因在于，与一体地制造长条的部件相比，单独地制造短尺寸的部件而连接的方式能够减少成本。另外，也能够针对每个冷却筒21而改变冷却筒21的温度。冷却筒21的温度与第1冷媒的温度成为相同程度。
冷却装置20具有对冷却筒21进行收容的第1壳体23。在第1壳体23和冷却筒21之间形成第1干燥空间24。第1干燥空间24形成于第1壳体23的内部且冷却筒21的外部。向第1干燥空间24导入露点比冷却筒21的温度低的干燥气体。
露点是指在对包含水蒸气的气体进行了冷却时，开始从水蒸气向水冷凝的温度。在露点小于或等于0℃的情况下，如果将包含水蒸气的气体冷却至露点，则开始从水蒸气向水的冷凝和从水向冰的凝固。
在本实施方式中，露点设为是在与第1干燥空间24的气压P1相同的气压下进行测定的。本发明抑制在第1干燥空间24中产生霜或者结露。第1干燥空间24的气压P1如后面所述高于外部空间6的气压P0。
外部空间6是指在第1壳体23及后面记述的第2壳体110的外部形成的空间。外部空间6通常由空气占据。外部空间6的气压P0为大气压。
此外，第1干燥空间24的气压P1和外部空间6的气压P0之间的压差ΔP1(ΔP1＝P1－P0)，通常小于或等于外部空间6的气压P0的1％。因此，露点也可以在外部空间6的气压P0即大气压下进行测定。其原因在于，如果压差ΔP1小于或等于大气压的1％，则由压差ΔP1引起的露点的差小，是可以忽略的程度。
另外，冷却筒21如上述那样，沿铅垂方向将多个配置为一列。多个冷却筒21有时被控制为不同的温度。例如，有时在下侧配置的冷却筒21的温度被控制为低于在上侧配置的冷却筒21的温度。在多个冷却筒21被控制为不同的温度的情况下，将露点比冷却筒21的最低温度低的干燥气体导入至第1干燥空间24。
第1壳体23在冷却筒21的周围保持干燥气体。作为干燥气体，在本实施方式中如后面所述使用干燥空气，但也可以使用氮气等。由于第1干燥气体的露点低于冷却筒21的温度，因此即使第1干燥气体被冷却，也能够抑制霜或者结露附着于冷却筒21，能够抑制由于霜或者结露而使玻璃纤维3断线。此外，在冷却筒21的温度小于或等于0℃的情况下产生霜。在冷却筒21的温度超过0℃的情况下产生结露。
如上所述，第1干燥空间24的气压P1比外部空间6的气压P0稍高。通过其压差ΔP1，能够对外部气体从外部空间6向第1干燥空间24流入进行限制。通过对外部气体从外部空间6向第1干燥空间24的流入进行抑制，从而能够抑制水蒸气从外部空间6向第1干燥空间24流入，能够对霜或者结露附着于冷却筒21进行抑制。
第1壳体23在第1壳体23的上端部具有入口23a。玻璃纤维3从第1壳体23的入口23a引入第1壳体23的内部。另外，第1壳体23在第1壳体23的下端部具有出口23b。玻璃纤维3从第1壳体23的出口23b引出至第1壳体23的外部。
玻璃纤维3从第1壳体23的入口23a朝向第1壳体23的出口23b行进，在其中途经过光纤通路22。玻璃纤维3的温度在第1壳体23的入口23a处例如为1200℃左右。另外，玻璃纤维3的温度在第1壳体23的出口23b处例如为50℃左右。
玻璃纤维3在从第1壳体23的入口23a至第1壳体23的出口23b为止之间被冷却1000°以上。至少一部分的冷却筒21为了将玻璃纤维3急速地冷却，由比0℃温度低的冷媒进行冷却。
图2是表示一个实施方式所涉及的冷却筒及第1壳体的剖视图。图3是表示一个实施方式所涉及的冷却筒及第1壳体的剖视图，是沿图2的III－III线的剖视图。
冷却装置20具有在冷却筒21形成的冷媒流路25。冷媒流路25的一部分沿光纤通路22形成。冷媒流路25例如如图3所示，绕光纤通路22的周围配置4根。此外，冷媒流路25的根数并不特别受到限定。
冷却装置20具有在冷却筒21形成的导热气体导入通路26。导热气体导入通路26将导热气体导入至光纤通路22。导热气体从高温的玻璃纤维3向低温的冷却筒21导热，由此促进玻璃纤维3的冷却。作为导热气体，例如使用He气体。
导热气体的露点低于冷却筒21的温度。例如可以是导热气体在经过由液氮冷却的气管后，经由导热气体导入通路26而导入至光纤通路22。在该情况下，导热气体的露点成为与液氮的沸点(－196℃)相同的程度。
导热气体导入通路26水平地配置。导热气体导入通路26例如如图3所示隔着光纤通路22而配置一对。此外，也可以是导热气体导入通路26在铅垂方向观察时，绕光纤通路22而配置为放射状。
导热气体从光纤通路22的铅垂方向中央部导入至光纤通路22。然后，导热气体的气流在光纤通路22的铅垂方向中央部处，分支为朝向铅垂方向上方的气流和朝向铅垂方向下方的气流。
导热气体经过光纤通路22的入口22a和光纤通路22的出口22b这两者而排出至第1壳体23和冷却筒21之间的第1干燥空间24，然后排出至第1壳体23的外部。此外，导热气体也可以回收而再利用。光纤通路22的气压成为与第1干燥空间24的气压P1相同的程度、或比第1干燥空间24的气压P1稍高。
冷却装置20除了冷却筒21及第1壳体23以外，还具有隔热材料27。隔热材料27对从导入至第1壳体23的内部的第1干燥气体向冷却筒21的热移动进行限制，从而提高冷却筒21的冷却效率。隔热材料27将冷却筒21的表面中的、除了与光纤通路22面对的部分以外的部分覆盖。隔热材料27配置为不与玻璃纤维3发生干涉。
第1冷媒供给装置30如图1所示，具有：温度调节器31，其对第1冷媒的温度进行调整；以及泵32，其从温度调节器31朝向冷却筒21输送第1冷媒。作为第1冷媒，例如使用在至少－70℃以上室温(例如20℃)以下的温度范围为液相的冷媒。作为第1冷媒的具体例而举出全氟聚醚。
第1冷媒在通过温度调节器31冷却至设定温度后，通过泵32朝向冷却筒21输送。第1冷媒在对从高温的玻璃纤维3传递至低温的冷却筒21的热进行吸收后，回流至第1冷媒供给装置30。然后，第1冷媒在由温度调节器31再次冷却至设定温度后，由泵32朝向冷却筒21输送。
第1干燥气体供给装置40向第1壳体23和冷却筒21之间的第1干燥空间24导入露点比冷却筒21的温度低的第1干燥气体。第1干燥气体的导入口41面向第1干燥空间24，例如配置于第1壳体23的入口23a附近。通过导入第1干燥气体，从而能够对外部气体被吸入第1壳体23的内部进行限制。
第1干燥气体供给装置40具有：干燥机42，其通过减少在成为第1干燥气体的原料的气体中所包含的水蒸气而生成第1干燥气体；以及泵43，其从干燥机42向第1壳体23的内部输送第1干燥气体。作为第1干燥气体的原料气体，例如使用空气，在该情况下，作为第1干燥气体而生成干燥空气。水蒸气的含有量的减少例如是通过吸附水蒸气而进行的。
第1干燥气体供给装置40具有露点仪45，该露点仪45对由干燥机42生成的第1干燥气体的露点进行测定。露点仪45设置于干燥机42。第1干燥气体在干燥机42中干燥至预先设定的露点后，由泵43从干燥机42输送至第1壳体23的内部。
第1干燥气体供给装置40具有流量调整阀46，该流量调整阀46对导入至第1壳体23的内部的第1干燥气体的流量进行调整。第1干燥气体在导入至第1壳体23的内部后，经过第1壳体23的出口23b而排出至第1壳体23的外部。在本实施方式中第1干燥空间24的气压P1低于后面记述的第2干燥空间111的气压P2，因此第1干燥气体向下方流动。
外径测定器50对由冷却装置20冷却后的玻璃纤维3的外径进行测定。玻璃纤维3的外径是包层的外径。外径测定器50例如向玻璃纤维3照射光束，对经过玻璃纤维3后的光束进行拍摄，由此对玻璃纤维3的外径进行测定。对玻璃纤维3的行进速度进行控制，以使得外径测定器50的测定值成为设定值(例如125μm)。
树脂涂敷装置60将树脂涂敷于玻璃纤维3。树脂涂敷装置60具有模61，该模61对液状的树脂进行储存、涂敷。玻璃纤维3经过模61，由此在玻璃纤维3的外周面涂敷树脂。作为树脂，例如使用通过紫外线进行硬化的紫外线硬化树脂。
树脂硬化装置65使涂敷于玻璃纤维3的外周面的树脂硬化。树脂硬化装置65在例如使紫外线硬化树脂硬化的情况下，具有照射紫外线的紫外线灯66。玻璃纤维3经过紫外线灯66的旁边，由此在玻璃纤维3的外周面涂敷的树脂硬化。
此外，作为树脂，也可以取代紫外线硬化树脂而使用热硬化树脂。另外，也可以是多个种类的树脂叠加涂敷于玻璃纤维3的外周面。即，也可以是多个种类的树脂层层叠于玻璃纤维3的外周面。
卷绕装置70具有：卷绕线轴保持架71，其将供玻璃纤维3卷绕的卷绕线轴4可自由装卸地保持；以及卷绕电动机72，其使卷绕线轴保持架71旋转。玻璃纤维3在经过树脂硬化装置65后，通过引导辊75进行方向转换，最终卷绕于卷绕线轴4。此外，玻璃纤维3在从玻璃母材2拉丝出后，直至通过引导辊75进行方向转换为止，向铅垂方向下方行进。
控制装置90例如由计算机构成，如图1所示具有CPU(Central Processing Unit)91、存储器等存储介质92、输入接口93和输出接口94。控制装置90使CPU 91执行在存储介质92中存储的程序，由此对制造装置1的动作进行控制。另外，控制装置90通过输入接口93对来自外部的信号进行接收，通过输出接口94向外部发送信号。
另外，玻璃纤维3在拉丝炉10和冷却装置20之间，暴露于外部气体。如果不暴露于外部气体而从拉丝炉10至冷却装置20为止将玻璃纤维3的通路与外部气体遮断，则热风从拉丝炉10流入冷却装置20，通过冷却装置20冷却玻璃纤维3的能力显著地降低。
在将玻璃纤维3引入冷却装置20的第1壳体23的内部时，有时外部气体与玻璃纤维3一起被吸入第1壳体23的内部。玻璃纤维3的行进速度越快，外部气体越容易被吸入第1壳体23的内部。
特别是如果玻璃纤维3的行进速度1000m/分钟以上，则外部气体容易被吸入第1壳体23的内部。此外，玻璃纤维3的行进速度例如为600m/分钟～2500m/分钟。
外部气体是包含水蒸气的空气，外部气体的露点高于冷却筒21的温度。因此，如果外部气体与玻璃纤维3一起被吸入冷却筒21的光纤通路22，则水蒸气被吸入光纤通路22。
本发明人对玻璃纤维3断线的原因进行了研究，查明的原因是水蒸气被吸入光纤通路22。即，如果水蒸气被吸入光纤通路22，则在光纤通路22中产生霜或者结露。该霜或者结露是玻璃纤维3断线的原因。
光纤的制造装置1具有第2壳体110。第2壳体110在内部形成第2干燥空间111，与第1干燥空间24相比玻璃纤维3先经过该第2干燥空间111。玻璃纤维3暴露于导入至第2干燥空间111的第2干燥气体，被玻璃纤维3吸入的气体置换为第2干燥气体。第2干燥气体的露点的详细内容在后面记述，低于外部空间6的露点。因此，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量，能够减少与玻璃纤维3一起从第1干燥空间24向光纤通路22吸入的气体的水蒸气量。
图4是表示一个实施方式所涉及的第1壳体、第2壳体及第2干燥空间的剖视图。在图4中，箭头表示第2干燥气体的气流方向。此外，在图5中也是同样的。
第2壳体110在第2壳体110的上端部具有入口110a，玻璃纤维3从入口110a引入第2壳体110的内部。另外，第2壳体110在第2壳体110的下端部具有出口110b，玻璃纤维3从出口110b引出至第2壳体110的外部。
第2壳体110配置于第1壳体23的上方，例如设置于在第1壳体23上设置的水平的上板。此外，如图5所示，也可以在第1壳体23的上板形成凹部，在其凹部内设置第2壳体110。
第2壳体110与第1壳体23相接。第2壳体110的出口110b和第1壳体23的入口23a连续地形成。玻璃纤维3在刚从第2壳体110的出口110b排出后进入至第1壳体23的入口23a。因此，在进入第1壳体23的入口23a前，被玻璃纤维3吸入的气体的水蒸气量不会增加。
此外，第2壳体110在本实施方式中与第1壳体23相接而没有与第1壳体23隔开间隔进行配置，但也可以与第1壳体23隔开间隔进行配置。第1壳体23和第2壳体110的间隔，只要是在玻璃纤维3经过其之间的期间，被玻璃纤维3吸入的气体的水蒸气量维持与外部空间6的水蒸气量相比低的程度的距离即可。
第2干燥气体供给装置120将露点比外部空间6的露点低的第2干燥气体导入至第2干燥空间111，由此使第2干燥空间111的气压P2高于外部空间6的气压P0。由此，能够对外部气体从外部空间6向第2干燥空间111流入进行抑制。另外，在第2干燥空间111中，能够将被玻璃纤维3吸入而来的气体置换为第2干燥气体。第2干燥气体的露点低于外部空间6的露点，因此能够与外部空间6的水蒸气量相比减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少与玻璃纤维3一起从第2干燥空间111向第1干燥空间24吸入的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维一起从第1干燥空间24向光纤通路22吸入的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路22中产生霜或者结露。此外，第2干燥气体的露点如上所述，是在与第1干燥空间24的气压P1相同的气压下进行测定的。但是，如上所述，如果压差ΔP1(ΔP1＝P1－P0)小于或等于外部空间6的气压P0的1％，则第2干燥气体的露点也可以在外部空间6的气压P0即大气压下进行测定。
第2干燥气体的导入口121面向第2干燥空间111，例如配置于第2壳体110的入口110a附近。通过配置于入口110a附近，从而能够进一步对外部气体与玻璃纤维3一起经过第2壳体110的入口110a被吸入第2壳体110的内部进行限制。
第2干燥气体供给装置120具有干燥气体供给源122。作为干燥气体供给源122，例如使用干燥机。干燥机通过减少在成为第2干燥气体的原料的气体中所包含的水蒸气的含有量，从而生成第2干燥气体。作为第2干燥气体，例如使用干燥空气。
此外，干燥气体供给源122可以作为第2干燥气体，将氮气供给至第2干燥空间111。作为氮气，在使用从液氮蒸发出的氮气的情况下，氮气的露点是与液氮的沸点(大约－196℃)相同的程度，与外部空间6的露点相比能够显著地降低。由此，能够与外部空间6的水蒸气量相比显著地减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量。
第2干燥气体供给装置120具有压力调整阀123，该压力调整阀123对导入至第2壳体110的内部的第2干燥气体的压力进行调整。压力调整阀123例如为减压阀。能够使第2干燥空间111的气压P2维持恒定，能够使第2干燥空间111的气压P2和外部空间6的气压P0之间的压差ΔP2(ΔP2＝P2－P0)维持恒定。压差ΔP2例如大于0Pa而小于或等于0.3MPa。
第2干燥空间111的气压P2只要高于外部空间6的气压P0即可，可以低于第1干燥空间24的气压P1，但在本实施方式中高于气压P1。如果气压P2高于气压P1，则气压P2和气压P0之间的压差ΔP2大于气压P1和气压P0之间的压差ΔP1。因此，能够进一步对外部气体经由第2干燥空间111从外部空间6向第1干燥空间24流入进行限制。其原因在于，外部气体为了经由第2干燥空间111从外部空间6向第1干燥空间24流入，要对抗比压差ΔP1大的压差ΔP2而吸引外部气体。对外部气体经由第2干燥空间111从外部空间6向第1干燥空间24流入进行限制的效果，在第1壳体23和第2壳体110相接的情况下特别显著。
第2干燥空间111的气压P2高于第1干燥空间24的气压P1，因此第2干燥气体从第2干燥空间111向第1干燥空间24流入。由此，能够提高第1干燥空间24的气压P1，增大第1干燥空间24的气压P1和外部空间6的气压P0之间的压差ΔP1。压差ΔP1例如大于0Pa而小于或等于100Pa。气压P1高于气压P0，因此能够对外部气体经由构成第1壳体23的部件彼此的间隙而从外部空间6向第1干燥空间24流入进行抑制。此外，第2干燥气体的露点低于冷却筒21的温度，因此即使第2干燥气体流入至第1干燥空间24而由冷却筒21冷却，也不会产生霜或者结露。
第2干燥空间111的体积小于第1干燥空间24的体积。例如，第2干燥空间111的铅垂方向尺寸小于第1干燥空间24的铅垂方向尺寸。另外，在铅垂方向观察时，第2干燥空间111的直径小于第1干燥空间24的直径。如果第2干燥空间111的体积小于第1干燥空间24的体积，则能够与第1干燥空间24的气压P1相比容易地提高第2干燥空间111的气压P2。
〔光纤的制造方法〕
图6是表示一个实施方式所涉及的光纤的制造方法的流程图。光纤的制造方法例如具有：加热熔融工序S11、冷却工序S12、树脂涂敷工序S13、树脂硬化工序S14和卷绕工序S15。这些工序在通过控制装置90进行的控制下连续地实施。
在加热熔融工序S11中，为了从光纤用的玻璃母材2拉伸出线状的玻璃纤维3，对玻璃母材2进行加热熔融。玻璃母材2在拉丝炉10中被拉伸为线状的玻璃纤维3。
在冷却工序S12中，将刚拉丝出的玻璃纤维3在涂敷树脂前进行冷却。其原因在于，刚拉丝出的玻璃纤维3为高温，因此无法直接涂敷保护用的树脂。由此，刚拉丝出的玻璃纤维3在冷却装置20中冷却至室温附近的温度。
在树脂涂敷工序S13中，对冷却后的玻璃纤维3涂敷树脂。作为树脂，例如使用紫外线硬化树脂。液状的树脂储存于模61，玻璃纤维3经过模61，由此在玻璃纤维3的外周面涂敷树脂。
在树脂硬化工序S14中，将涂敷于玻璃纤维3的树脂硬化。例如，在涂敷有紫外线硬化树脂的情况下，玻璃纤维3经过紫外线灯66的旁边，由此使涂敷于玻璃纤维3的外周面的树脂硬化。此外，作为树脂，也可以取代紫外线硬化树脂而使用热塑性树脂。
在卷绕工序S15中，将由树脂层包覆的玻璃纤维3卷绕于卷绕线轴4。卷绕线轴4可自由装卸地保持于卷绕线轴保持架71。卷绕电动机72使卷绕线轴保持架71旋转，由此玻璃纤维3卷绕于卷绕线轴4。
另外，冷却工序S12具有使玻璃纤维3经过在第1壳体23内收容的冷却筒21的光纤通路22的第1工序。另外，冷却工序S12具有将玻璃纤维3在向第1壳体23的内部引入之前，引入第2壳体110的内部的第2工序。第2工序和第1工序依次连续地实施。另外，第2工序和第1工序也可以在通过控制装置90进行的控制下重复实施。
第1工序包含将经过了第2壳体110的玻璃纤维3引入第1壳体23的内部。在第1壳体23的内部形成第1干燥空间24。玻璃纤维3在暴露于第1干燥空间24的气氛后，引入光纤通路22。
第1工序包含向第1干燥空间24导入露点比冷却筒21的温度低的第1干燥气体。由于第1干燥气体的露点低于冷却筒21的温度，因此即使第1干燥气体被冷却，也能够抑制霜或者结露附着于冷却筒21。
第1工序包含通过向第1干燥空间24导入露点比冷却筒21的温度低的第1干燥气体，从而使第1干燥空间24的气压P1高于外部空间6的气压P0。通过其压差ΔP1，能够对外部气体从外部空间6向第1干燥空间24流入进行限制。通过对外部气体从外部空间6向第1干燥空间24的流入进行抑制，从而能够对水蒸气从外部空间6向第1干燥空间24的流入进行抑制，能够对霜或者结露附着于冷却筒21进行抑制。
第2工序包含通过将露点比外部空间6的露点低的第2干燥气体导入至第2干燥空间111，从而使第2干燥空间111的气压P2高于外部空间6的气压P0。由此，能够对外部气体从外部空间6向第2干燥空间111流入进行抑制。另外，在第2干燥空间111中，能够将被玻璃纤维3吸入而来的气体置换为第2干燥气体。第2干燥气体的露点低于外部空间6的露点，因此能够与外部空间6的水蒸气量相比减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少与玻璃纤维3一起从第2干燥空间111向第1干燥空间24被吸入的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维一起从第1干燥空间24向光纤通路22被吸入的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路22中产生霜或者结露。
第2工序包含通过向第2干燥空间111导入露点比外部空间6的露点及冷却筒21的温度低的第2干燥气体，从而使第2干燥空间111的气压P2高于第1干燥空间24的气压P1。如果气压P2高于气压P1，则气压P2和气压P0之间的压差ΔP2大于气压P1和气压P0之间的压差ΔP1。因此，能够进一步对外部气体经由第2干燥空间111从外部空间6向第1干燥空间24流入进行限制。其原因在于，外部气体为了经由第2干燥空间111从外部空间6向第1干燥空间24流入，要对抗比压差ΔP1大的压差ΔP2而吸引外部气体。另外，如上所述，由于气压P2高于气压P1，因此第2干燥气体从第2干燥空间111向第1干燥空间24流入。由此，能够提高第1干燥空间24的气压P1，增大第1干燥空间24的气压P1和外部空间6的气压P0之间的压差ΔP1。能够对外部气体经由构成第1壳体23的部件彼此的间隙从外部空间6向第1干燥空间24流入进行抑制。此外，由于第2干燥气体的露点低于冷却筒21的温度，因此即使第2干燥气体流入至第1干燥空间24而由冷却筒21冷却，也不会产生霜或者结露。
[第1变形例]
图7是表示第1变形例所涉及的光纤的制造装置的要部的图。在本变形例的光纤的制造装置中，取代第2干燥气体供给装置120而具有吸附部130。此外，当然也能够将吸附部130和第2干燥气体供给装置120组合使用。
吸附部130配置于第2干燥空间111，对与玻璃纤维3一起从外部空间6被吸入第2干燥空间111的水蒸气进行吸附。因此，与上述实施方式同样地，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少与玻璃纤维3一起从第2干燥空间111向第1干燥空间24吸入的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维3一起从第1干燥空间24向光纤通路22吸入的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路22中产生霜或者结露。
吸附部130例如是由第2冷媒进行冷却的冷却部130A。冷却部130A对与玻璃纤维3一起从外部空间6被吸入第2干燥空间111的水蒸气进行冷却，由此将水蒸气(气体)转变为冰(固体)或者水(液体)而吸附。冷却部130A和玻璃纤维3之间的间隔S1比冷却筒21的内周面和玻璃纤维3之间的间隔S2宽。由此，能够抑制吸附于冷却部130A的冰或者水与玻璃纤维3接触。
冷却部130A例如具有倾斜板131A，该倾斜板131A在水平方向随着远离玻璃纤维3而向下方倾斜。能够通过重力使水沿倾斜板131A滑落。此外，如果停止第2冷媒向倾斜板131A的供给，则吸附于倾斜板131A的冰融化而变为水。
光纤的制造装置在第2干燥空间111具有托盘132A。托盘132A配置于冷却部130A的下方，对从冷却部130A滑落的水进行回收。在托盘132A连接排水管133A。回收至托盘132A的水经过排水管133A而排出至第2干燥空间111的外部。
光纤的制造装置也可以具有对冷却部130A进行加热的加热部135A。作为加热部135A例如使用电加热器等。通过对冷却部130A进行加热，从而能够缩短将吸附于冷却部130A的冰融化的时间。也能够将吸附于冷却部130A的水变为水蒸气，使水蒸气从冷却部130A脱离。加热部135A例如在更换玻璃母材2时等光纤的制造中断时对冷却部130A进行加热。能够从冷却部130A将冰或者水去除，能够对吸附于冷却部130A的冰或者水与玻璃纤维3的接触进行抑制。
光纤的制造装置具有向冷却部130A供给第2冷媒的第2冷媒供给装置140。第2冷媒供给装置140与第1冷媒供给装置30同样地构成。第2冷媒供给装置140具有：温度调节器141，其对第2冷媒的温度进行调整；以及泵142，其从温度调节器141朝向冷却筒21输送第2冷媒。作为第2冷媒，例如使用在至少－70℃以上室温(例如20℃)以下的温度范围为液相的冷媒。作为第2冷媒的具体例而举出全氟聚醚。
第2冷媒在通过温度调节器141冷却至设定温度后，通过泵142朝向冷却部130A输送。第2冷媒在对传递至冷却部130A的热进行吸收后，回流至第2冷媒供给装置140。然后，第2冷媒在由温度调节器141再次冷却至设定温度后，由泵142朝向冷却部130A输送。
控制装置90控制对冷却部130A进行冷却的第2冷媒的温度，以使得冷却部130A的温度低于冷却筒21的温度。控制装置90将第2冷媒的温度设定为低于第1冷媒的温度。第1冷媒的设定温度T1和第2冷媒的设定温度T2之间的温度差ΔT(ΔT＝T1－T2)例如大于0℃而小于或等于40℃。
在第2干燥空间111中，被玻璃纤维3吸入的气体的露点下降至与冷却部130A的温度相同的程度。冷却部130A的温度低于冷却筒21的温度。因此，在第2干燥空间111中，能够使被玻璃纤维3吸入的气体的露点低于冷却筒21的温度，然后能够使向第1干燥空间24吸入的气体的露点低于冷却筒21的温度。进而，能够使与玻璃纤维3一起从第1干燥空间24向光纤通路22被吸入的气体的露点低于冷却筒21的温度。因此，能够抑制光纤通路22中产生霜或者结露。
本变形例的冷却工序S12与上述实施方式的冷却工序S12不同，取代将第2干燥气体导入至第2干燥空间111，而是包含将第2干燥空间111中的水蒸气吸附于吸附部130。由此，与上述实施方式同样地，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少第2干燥空间111中的气体的水蒸气量，能够与外部空间6的水蒸气量相比减少与玻璃纤维3一起从第2干燥空间111向第1干燥空间24被吸入的气体的水蒸气量。进而，能够减少与玻璃纤维3一起从第1干燥空间24向光纤通路22被吸入的气体的水蒸气量，能够抑制光纤通路22中产生霜或者结露。
此外，冷却工序S12当然也能够包含将第2干燥气体导入至第2干燥空间111和将第2干燥空间111中的水蒸气吸附于在第2干燥空间111配置的吸附部130这两者。
[第2变形例]
图8是表示第2变形例所涉及的光纤的制造装置的要部的图。在本变形例的光纤的制造装置中，作为吸附部130，取代冷却部130A而具有由多孔质材料构成的吸附剂130B。此外，当然也能够将吸附剂130B和冷却部130A组合使用。另外，当然也能够将吸附剂130B和第2干燥气体供给装置120组合使用。
吸附剂130B具有细孔，该细孔对与玻璃纤维3一起从外部空间6被吸入第2干燥空间111的水蒸气进行吸附。如果使用吸附剂130B，则无需冷却，因此能够更简便地吸附水蒸气。
吸附剂130B例如由硅胶、氧化铝凝胶、沸石或者活性炭等形成。吸附剂130B例如形成为粒状，粒状的吸附剂130B例如收容于网。此外，粒状的吸附剂130B也可以取代收容于网，而是装载于托盘等。
光纤的制造装置具有对吸附剂130B进行加热的加热部135B。作为加热部135B，例如使用电加热器等。通过对吸附剂130B进行加热，从而能够使水蒸气从吸附剂130B脱离。从吸附剂130B脱离的水蒸气排出至外部空间6。加热部135B例如在更换玻璃母材2时等光纤的制造中断时对吸附剂130B进行加热。通过加热，能够抑制吸附剂130B的吸附率的降低。
本变形例的冷却工序S12与上述第1变形例的冷却工序S12同样地，包含将第2干燥空间111中的水蒸气吸附于吸附部130。本变形例的冷却工序S12与上述第1变形例的冷却工序S12相同，因此省略图示及说明。
以上，对本发明的实施方式等进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式等。能够在权利要求书中记载的范畴内，进行各种变更、修正、置换、附加、删除及组合。它们当然也属于本发明的技术范围。

Claims (6)

1.一种光纤的制造方法，其具有：
第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路；以及
第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部，
在所述第1壳体内收容所述冷却筒，在所述第1壳体和所述冷却筒之间形成第1干燥空间，
所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体，
所述第2工序包含通过向在所述第2壳体的内部形成的第2干燥空间导入露点比所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间的露点低的第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述外部空间的气压，
所述第1壳体和所述第2壳体相接，
所述玻璃纤维的行进速度为1000m/分钟以上。
2.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其中，
所述第1工序包含通过向所述第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体，从而使所述第1干燥空间的气压高于所述外部空间的气压，
所述第2工序包含通过向所述第2干燥空间导入露点比所述外部空间的露点及所述冷却筒的温度低的所述第2干燥气体，从而使所述第2干燥空间的气压高于所述第1干燥空间的气压。
3.一种光纤的制造方法，其具有：
第1工序，将从光纤用的玻璃母材拉丝出的玻璃纤维在涂敷树脂前收容于第1壳体内，使其经过将由第1冷媒冷却的冷却筒贯通而形成的光纤通路；以及
第2工序，将所述玻璃纤维在向所述第1壳体的内部引入之前，引入第2壳体的内部，
所述第1工序包含向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体，
所述第2工序包含将与所述玻璃纤维一起从所述第1壳体及所述第2壳体的外部空间被吸入所述第2壳体的内部的第2干燥空间的水蒸气由在所述第2干燥空间配置的吸附部进行吸附。
4.根据权利要求3所述的光纤的制造方法，其中，
所述第2工序包含：
将与所述玻璃纤维一起从所述外部空间被吸入所述第2干燥空间的水蒸气，通过由作为所述吸附部的冷却部进行冷却，从而吸附于所述冷却部；以及
控制对所述冷却部进行冷却的第2冷媒的温度，以使得所述冷却部的温度低于所述冷却筒的温度。
5.根据权利要求3或4所述的光纤的制造方法，其中，
所述第2工序包含将与所述玻璃纤维一起从所述外部空间被吸入所述第2干燥空间的水蒸气吸附于作为所述吸附部的由多孔质材料构成的吸附剂。
6.一种光纤的制造装置，其具有：
拉丝炉，其为了从光纤用的玻璃母材拉伸出线状的玻璃纤维，对所述玻璃母材进行加热熔融；
冷却装置，其具有由第1冷媒进行冷却的冷却筒、将所述冷却筒贯通而形成并供所述玻璃纤维经过的光纤通路、以及对所述冷却筒进行收容的第1壳体；
第1冷媒供给装置，其具有对所述第1冷媒的温度进行调整的温度调节器、以及从所述温度调节器朝向所述冷却筒输送所述第1冷媒的泵；
第1干燥气体供给装置，其向所述第1壳体和所述冷却筒之间的第1干燥空间导入露点比所述冷却筒的温度低的第1干燥气体；
第2壳体，其在内部形成第2干燥空间，与所述第1干燥空间相比所述玻璃纤维先经过该第2干燥空间；
吸附部，其配置于所述第2干燥空间，对与所述玻璃纤维一起被吸入所述第2干燥空间的水蒸气进行吸附；以及
涂敷装置，其对由所述冷却装置冷却的所述玻璃纤维涂敷树脂。
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