CN117836251A - 光纤的制造方法 - Google Patents

Abstract

光纤的制造方法是一边对光纤母材进行加热、一边拉丝而形成玻璃纤维，通过树脂涂敷装置对玻璃纤维的周围涂敷树脂，由此制造光纤。光纤的制造方法具有线速上升步骤，即，一边使光纤母材的拉丝速度上升至对被作为产品使用的光纤进行制造的拉丝速度为止、一边进行拉丝。线速上升步骤包含：第一温度控制步骤，通过第一控制方法对向树脂涂敷装置供给树脂的配管内的树脂温度进行控制；以及第二温度控制步骤，在第一温度控制步骤后，通过与第一控制方法不同的第二控制方法对配管内的树脂温度进行控制。

Description

光纤的制造方法

技术领域

本发明涉及光纤的制造方法。

本申请基于2021年8月20日申请的日本申请第2021－134839号而要求优先权，引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。

背景技术

专利文献1公开了一种光纤的制造方法，其包含树脂涂敷工序，在该树脂涂敷工序，经由配管将树脂供给至树脂涂敷部，使玻璃纤维或者包覆纤维经过树脂涂敷部而对玻璃纤维或者包覆纤维的外周涂敷树脂。在树脂涂敷工序，在设置有加热部的部分的配管和树脂涂敷部之间的配管内对树脂温度进行测定，对加热部进行控制，以使得测定出的树脂温度成为目标温度。

专利文献1：日本特开2018－48050号公报

发明内容

本发明的光纤的制造方法一边对光纤母材进行加热、一边拉丝而形成玻璃纤维，通过树脂涂敷装置对所述玻璃纤维的周围涂敷树脂，

由此制造光纤，

该光纤的制造方法具有线速上升步骤，即，一边使所述光纤母材的拉丝速度上升至对被作为产品使用的所述光纤进行制造的拉丝速度为止、一边进行拉丝，

所述线速上升步骤包含：

第一温度控制步骤，通过第一控制方法对向所述树脂涂敷装置供给树脂的配管内的树脂温度进行控制；以及

第二温度控制步骤，在所述第一温度控制步骤后，通过与所述第一控制方法不同的第二控制方法对所述配管内的树脂温度进行控制。

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概略结构图。

图2是表示光纤的制造装置的树脂供给装置的图。

图3是表示拉丝速度(线速)、加热器输出、树脂温度及目标温度之间的关系的图。

图4是表示通过控制部进行的加热器的控制流程的图。

具体实施方式

[本发明所要解决的课题]

本发明的目的在于，提供能够在光纤母材的拉丝速度上升中将树脂温度控制为期望的树脂温度的光纤的制造方法。

[本发明的效果]

根据本发明，能够在光纤母材的拉丝速度上升中将树脂温度控制为期望的树脂温度。

[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。

本发明的光纤的制造方法，

(1)一边对光纤母材进行加热、一边拉丝而形成玻璃纤维，通过树脂涂敷装置对所述玻璃纤维的周围涂敷树脂，由此制造光纤，

该光纤的制造方法具有线速上升步骤，即，一边使所述光纤母材的拉丝速度上升至对被作为产品使用的所述光纤进行制造的拉丝速度为止、一边进行拉丝，

所述线速上升步骤包含：

第一温度控制步骤，通过第一控制方法对向所述树脂涂敷装置供给树脂的配管内的树脂温度进行控制；以及

第二温度控制步骤，在所述第一温度控制步骤后，通过与所述第一控制方法不同的第二控制方法对所述配管内的树脂温度进行控制。

根据上述方法，配管内的树脂温度的控制方法与光纤母材的拉丝速度的上升相应地变化。由此，能够在光纤母材的拉丝速度上升中将树脂温度控制为期望的树脂温度。

(2)在上述(1)，可以是所述第一控制方法及所述第二控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同。

根据上述方法，使控制的种类、控制对象及控制参数的至少一者不同，由此能够实现制造成本的降低、成品率或者运转率的提高。

(3)在上述(1)或(2)，可以是在所述第一温度控制步骤控制为所述配管内的树脂温度成为温度T1，在所述第二温度控制步骤控制为所述配管内的树脂温度成为温度T2，

所述温度T1和所述温度T2满足T1＜T2的关系。

根据上述方法，树脂是如果温度升高则其粘度降低，因此第一温度控制步骤的配管内的树脂的粘度高于第二温度控制步骤的配管内的树脂的粘度。由此，能够降低由线速上升开始时向树脂涂敷装置内入线的玻璃纤维引起的树脂的牵引量。其结果，能够减少树脂的使用量，因此能够削减树脂的成本。

(4)在上述(1)至(3)的任一项，可以是所述线速上升步骤在所述第一温度控制步骤和所述第二温度控制步骤之间具有第三温度控制步骤，该第三温度控制步骤通过与所述第一控制方法及所述第二控制方法不同的第三控制方法对所述配管内的树脂温度进行控制。

根据上述方法，与光纤母材的拉丝速度的上升相应地，在三个期间，配管内的树脂温度的控制方法变化。由此，能够在光纤母材的拉丝速度上升中将树脂温度控制为期望的树脂温度。

(5)在上述(4)，可以是所述第一控制方法及所述第三控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同，

所述第二控制方法及所述第三控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同。

根据上述方法，使控制的种类、控制对象及控制参数的至少一者不同，由此能够实现制造成本的降低、成品率或者运转率的提高。

(6)在上述(5)，可以是所述控制参数是在所述配管的至少一部分的外周设置的加热部的输出，

所述第三控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出在规定的期间成为规定的输出以上。

根据上述方法，例如将规定的输出与第一控制方法或者第二控制方法的加热部的输出相比设定得高，由此能够实现成品率或者运转率的提高。

(7)在上述(6)，可以是所述第一控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出成为输出P1，

所述第一控制方法的所述加热部的所述输出P1及所述第三控制方法的所述加热部的所述规定的输出P3满足P1＜P3的关系。

根据上述方法，在第三温度控制步骤实现迅速的树脂温度上升。由此，能够快速地到达能够制造成为产品的光纤的树脂温度。

(8)在上述(6)或(7)，可以是所述第二控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出成为输出P2，

所述第二控制方法的所述加热部的所述输出P2及所述第三控制方法的所述加热部的所述规定的输出P3满足P3＞P2的关系。

根据上述方法，能够从第三温度控制步骤至第二温度控制步骤实现缓慢的树脂温度上升，因此能够抑制能够制造成为产品的光纤的树脂温度附近的温度变动。其结果，能够快速地到达能够制造成为产品的光纤的树脂温度。

(9)在上述(7)，可以是所述加热部控制为在所述配管内测定出的所述树脂温度的测定值成为目标温度，

所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度设定为目标温度S3以上，

所述第一控制方法的所述树脂温度的目标温度S1及所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度S3满足S1＜S3的关系。

根据上述方法，通过基于树脂温度的测定值的反馈控制，能够迅速且强制地实现P1＜P3的关系。

(10)在上述(8)，所述加热部控制为在所述配管内测定出的所述树脂温度的测定值成为目标温度，

所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度设定为目标温度S3以上，

所述第二控制方法的所述树脂温度的目标温度S2及所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度S3满足S3＞S2的关系。

根据上述方法，通过基于树脂温度的测定值的反馈控制，能够迅速且强制地实现P3＞P2的关系。

[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所限定，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。

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例示那样，光纤的制造装置1具有拉丝炉2、冷却装置3、树脂涂敷装置4、树脂供给装置5、树脂固化装置6、引导辊7、拾取部8、卷绕鼓轮9和控制装置10。

拉丝炉2构成为通过加热器使光纤母材G的下端部加热熔融。在拉丝炉2内被加热的光纤母材G的下端部向下方拉伸得细，通过拾取部8的张力进行拉丝而形成玻璃纤维G1。冷却装置3在玻璃纤维G1的行进方向(图1的箭头A的方向)设置于拉丝炉2的下游。冷却装置3构成为对拉丝出的玻璃纤维G1进行冷却。

树脂涂敷装置4在玻璃纤维G1的行进方向设置于冷却装置3的下游。树脂涂敷装置4构成为对拉丝及冷却后的玻璃纤维G1的周围涂敷树脂。在树脂涂敷装置4积存有从树脂供给装置5供给的液状的树脂R。玻璃纤维G1经过树脂涂敷装置4，由此对玻璃纤维G1的外周涂敷树脂R。此外，进行制造的光纤G2的包覆树脂层也可以为二层以上。在该情况下，例如，树脂涂敷装置4构成为对玻璃纤维G1的周围涂敷初级树脂及次级树脂。

树脂固化装置6在玻璃纤维G1的行进方向设置于树脂涂敷装置4的下游。树脂固化装置6构成为使通过树脂涂敷装置4对玻璃纤维G1涂敷的树脂R固化。树脂固化装置6例如是紫外线照射装置，通过照射紫外线而使树脂R固化。树脂R固化而形成的光纤G2经由引导辊7及拾取部8而卷绕于卷绕鼓轮9。

控制装置10构成为对拉丝条件(拉丝炉2的加热器的加热温度、光纤母材G的进给速度、拾取部8的拾取速度等)进行控制，以使得光纤G2(光纤母材G)的拉丝速度(以下，称为线速)成为期望的速度。具体地说，控制装置10对拉丝条件进行控制，以使得线速上升在达到稳定拉丝的线速后成为恒定的线速。另外，控制装置10将线速信息向树脂供给装置5输出。

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，通过拉丝炉2对光纤母材G的下端部进行加热，使其一部分(玻璃块)通过自重而落下，从拉丝炉2垂下的玻璃块经过冷却装置3、树脂涂敷装置4及树脂固化装置6内。而且，钩挂于引导辊7及拾取部8而引导至卷绕鼓轮9，将玻璃的端卷绕于卷绕鼓轮9。然后，一边使线速逐渐地上升、一边进行光纤母材G的拉丝，形成玻璃纤维G1(线速上升步骤)。通过拉丝而形成的玻璃纤维G1在经过冷却装置3内而冷却为规定的温度后，经过树脂涂敷装置4及树脂固化装置6内而在其外周形成树脂R。在线速达到稳定拉丝的线速后结束线速的上升，在保持该线速的状态下进行拉丝。通过稳定拉丝而形成并满足规定的条件的光纤被作为产品使用。

对玻璃纤维G1涂敷的树脂R被控制为与线速相应地成为期望的温度。具体地说，如图2例示那样，从树脂罐11向树脂涂敷装置4供给树脂R的配管12内的树脂R的温度由树脂供给装置5进行控制。

如图2例示那样，树脂供给装置5具有加热器51、温度测定部52及控制部53。加热器51设置于配管12的外周。加热器51是加热部的一个例子。

温度测定部52构成为对配管12内的树脂温度进行测定。具体地说，温度测定部52对配管12的设置有加热器51的部分和树脂涂敷装置4之间的配管12内的树脂温度进行测定。例如，温度测定部52是热电偶。

在本例，温度测定部52具有第一温度测定部52A和第二温度测定部52B。第一温度测定部52A配置于与加热器51接近的部位。第二温度测定部52B配置于与树脂涂敷装置4接近的部位。例如接头13A和接头13B可拆卸地设置于配管12，第一温度测定部52A和第二温度测定部52B分别设置于接头13A和接头13B的内部。

控制部53构成为对加热器51进行控制，以使得配管12内的树脂温度成为期望的温度。例如，控制部53进行对加热器51进行控制的反馈控制，以使得通过温度测定部52测定出的配管12内的树脂温度的测定值成为目标温度。

图3是表示线速、加热器输出、树脂温度和目标温度之间的关系的图。图4是表示通过控制部53进行的加热器51的控制流程的图。在图3，纵轴表示线速(m/分钟)、加热器输出(％)、树脂温度(℃)及目标温度(℃)，横轴表示从拉丝开始起的经过时间。

如图3例示那样，在稳定拉丝时，线速被控制为成为线速V2。另外，配管12内的树脂温度被控制为成为温度T2。具体地说，控制部53对加热器51进行控制，以使得加热器输出成为输出P2。目标温度设定为目标温度S2，基于目标温度S2将加热器输出设定为输出P2。

在线速上升时，线速被控制为上升至线速V2为止。配管12内的树脂温度被控制为直至线速成为第一阈值V1th(图3中的时刻t1)为止，成为比稳定拉丝时的温度T2低的温度T1(第一温度控制步骤)。具体地说，控制部53对加热器51进行控制，以使得加热器输出成为输出P1(图4的STEP1)。目标温度设定为比目标温度S2低的目标温度S1，基于目标温度S1将加热器输出设定为比输出P2低的输出P1。

控制为：如果线速成为第一阈值V1th(图3中的时刻t1)，则配管12内的树脂温度朝向稳定拉丝时的温度T2迅速地上升(第三温度控制步骤)。具体地说，控制部53如果基于线速信息而判断为线速为第一阈值V1th以上(在图4的STEP2为YES)，则对加热器51进行控制，以使得加热器输出在规定的期间(图3中的时刻t3至时刻t4为止的期间)成为比输出P1大的输出P3以上(图4的STEP3)。输出P3适当设定为能够强制地实现迅速的树脂温度上升的值。例如，在输出P1为最大加热器输出的20％的情况下，输出P3设定为最大加热器输出的60％。

在本例，目标温度设定为比目标温度S1大的目标温度S3以上，由此加热器输出设定为输出P3以上的输出。目标温度S3适当设定为与树脂温度的测定值的差分变大的值。例如在线速开始时的树脂温度的目标温度S1为30℃，稳定拉丝时的树脂温度的目标温度S2为45℃的情况下，目标温度S3设定为100℃。

如果线速成为第二阈值V2th(图3中的时刻t2)，则配管12内的树脂温度被控制为成为稳定拉丝时的温度T2(第二温度控制步骤)。具体地说，控制部53如果基于线速信息而判断为线速为第二阈值V2th以上(在图4的STEP4为YES)，则对加热器51进行控制，以使得加热器输出成为输出P2(图4的STEP5)。目标温度设定为比目标温度S3低的目标温度S2，基于目标温度S2将加热器输出设定为比输出P3低的输出P2。

第一阈值V1th及第二阈值V2th与目标温度S3的设定值、稳定拉丝时的线速V2等的值相应地被适当设定。例如在目标温度S3为100℃的情况下，第一阈值V1th设定为V2的50％，第二阈值V2th设定为V2的70％。

如以上说明所述，根据本实施方式的光纤的制造方法，在第一温度控制步骤、第二温度控制步骤及第三温度控制步骤，通过彼此不同的控制方法对配管12内的树脂温度进行控制。具体地说，基于不同的加热器输出对加热器51进行控制，由此对配管12内的树脂温度进行控制。由此，能够在光纤母材G的线速上升中将树脂温度控制为期望的树脂温度，能够实现制造成本的降低、成品率或者运转率的提高。

另外，第一温度控制步骤的配管12内的树脂R的温度T1被控制为低于第二温度控制步骤的配管12内的树脂R的温度T2。树脂R是如果温度升高则其粘度降低，因此第一温度控制步骤的配管12内的树脂R的粘度与第二温度控制步骤的配管12内的树脂R的粘度相比提高。由此，能够降低由线速上升开始时向树脂涂敷装置4内入线的玻璃纤维G1引起的树脂的牵引量。其结果，能够减少树脂R的使用量，因此能够削减树脂R的成本。

另外，在第三温度控制步骤，对加热器51进行控制，以使得加热器51的加热器输出在规定的期间成为输出P3以上。输出P3大于第一温度控制步骤的输出P1(P1＜P3)。由此，在第三温度控制步骤，能够实现迅速的树脂温度上升，因此能够快速地到达能够制造成为产品的光纤的树脂温度。另外，目标温度S3设定为比第一温度控制步骤的目标温度S1大的值(S1＜S3)。通过基于树脂温度的测定值和目标温度的反馈控制，能够迅速且强制地实现P1＜P3的关系。

并且，输出P3大于第二温度控制步骤的输出P2(P2＜P3)。由此，能够从第三温度控制步骤至第二温度控制步骤而实现缓慢的树脂温度上升，因此能够抑制能够制造成为产品的光纤的树脂温度附近的温度变动。其结果，能够快速地到达能够制造成为产品的光纤的树脂温度。另外，目标温度S3设定为比第二温度控制步骤的目标温度S2大的值(S2＜S3)。通过基于树脂温度的测定值和目标温度的反馈控制，能够迅速且强制地实现P2＜P3的关系。

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，如图3例示那样，对加热器51进行控制，以使得第三温度控制步骤的加热器输出在规定的期间成为比输出P3高且具有恒定值的输出。但是，可以对加热器51进行控制，以使得如果加热器输出超过输出P3，则例如成为具有随时间平稳的倾斜度的输出。

在上述实施方式，在第一温度控制步骤、第二温度控制步骤及第三温度控制步骤，使作为控制参数的加热器51的加热器输出不同，由此使配管12内的树脂温度的控制方法不同。但是，也可以在其基础上或取代其，使控制的种类、控制对象不同，由此使控制方法不同。

例如在反馈控制，可以使对作为控制对象的配管12内的树脂温度进行测定的场所(温度调节点)不同。例如，在第一温度控制步骤，线速慢，配管12内的树脂R的流量少，因此可以通过第一温度测定部52A(图2)对加热器51附近的树脂温度进行测定。另一方面，在第二温度控制步骤、第三温度控制步骤，可以以涂敷于光纤的树脂量不受环境温度影响而成为恒定的方式，通过第二温度测定部52B对树脂涂敷装置4附近的树脂温度进行测定。

或者，也可以在第一温度控制步骤、第二温度控制步骤及第三温度控制步骤进行反馈控制，但通过前馈控制进行至少一个温度控制步骤，由此使控制的种类不同。例如可以在第三温度控制步骤，加热器输出与来自温度测定部52的测定值及目标温度无关地预先设定为输出P3以上的输出，以使加热器输出成为该预先设定的输出的方式进行对加热器51进行控制的前馈控制。在使用了前馈控制的情况下，也能够实现树脂温度的迅速的上升。

在上述实施方式，温度测定部52具有第一温度测定部52A和第二温度测定部52B。但是，温度测定部52也可以仅具有第一温度测定部52A和第二温度测定部52B中的任一者。

标号的说明

1 光纤的制造装置

2 拉丝炉

3 冷却装置

4 树脂涂敷装置

5 树脂供给装置

6 树脂固化装置

7 引导辊

8 拾取部

9 鼓轮

10 控制装置

11 树脂罐

12 配管

13A 接头

13B 接头

51 加热器

52 温度测定部

52A 第一温度测定部

52B 第二温度测定部

53 控制部

G 光纤母材

G1 玻璃纤维

G2 光纤

P1～P3 输出

R 树脂

S1～S3 目标温度

T1～T2 温度

V1th 第一阈值

V2th 第二阈值

Claims (10)

1.一种光纤的制造方法，其一边对光纤母材进行加热、一边拉丝而形成玻璃纤维，通过树脂涂敷装置对所述玻璃纤维的周围涂敷树脂，由此制造光纤，

该光纤的制造方法具有线速上升步骤，即，一边使所述光纤母材的拉丝速度上升至对被作为产品使用的所述光纤进行制造的拉丝速度为止、一边进行拉丝，

所述线速上升步骤包含：

第一温度控制步骤，通过第一控制方法对向所述树脂涂敷装置供给树脂的配管内的树脂温度进行控制；以及

第二温度控制步骤，在所述第一温度控制步骤后，通过与所述第一控制方法不同的第二控制方法对所述配管内的树脂温度进行控制。

2.根据权利要求1所述的光纤的制造方法，其中，

所述第一控制方法及所述第二控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同。

3.根据权利要求1或2所述的光纤的制造方法，其中，

在所述第一温度控制步骤控制为所述配管内的树脂温度成为温度T1，在所述第二温度控制步骤控制为所述配管内的树脂温度成为温度T2，

所述温度T1和所述温度T2满足T1＜T2的关系。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤的制造方法，其中，

所述线速上升步骤在所述第一温度控制步骤和所述第二温度控制步骤之间具有第三温度控制步骤，该第三温度控制步骤通过与所述第一控制方法及所述第二控制方法不同的第三控制方法对所述配管内的树脂温度进行控制。

5.根据权利要求4所述的光纤的制造方法，其中，

所述第一控制方法及所述第三控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同，

所述第二控制方法及所述第三控制方法的控制的种类、控制对象及控制参数的至少1者不同。

6.根据权利要求5所述的光纤的制造方法，其中，

所述控制参数是在所述配管的至少一部分的外周设置的加热部的输出，

所述第三控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出在规定的期间成为规定的输出以上。

7.根据权利要求6所述的光纤的制造方法，其中，

所述第一控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出成为输出P1，

所述第一控制方法的所述加热部的所述输出P1及所述第三控制方法的所述加热部的所述规定的输出P3满足P1＜P3的关系。

8.根据权利要求6或7所述的光纤的制造方法，其中，

所述第二控制方法对所述加热部进行控制，以使得所述加热部的输出成为输出P2，

所述第二控制方法的所述加热部的所述输出P2及所述第三控制方法的所述加热部的所述规定的输出P3满足P3＞P2的关系。

9.根据权利要求7所述的光纤的制造方法，其中，

所述加热部控制为在所述配管内测定出的所述树脂温度的测定值成为目标温度，

所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度设定为目标温度S3以上，

所述第一控制方法的所述树脂温度的目标温度S1及所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度S3满足S1＜S3的关系。

10.根据权利要求8所述的光纤的制造方法，其中，

所述加热部控制为在所述配管内测定出的所述树脂温度的测定值成为目标温度，

所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度设定为目标温度S3以上，

所述第二控制方法的所述树脂温度的目标温度S2及所述第三控制方法的所述树脂温度的目标温度S3满足S3＞S2的关系。