JP2012082089A - Method for manufacturing optical fiber - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an optical fiber capable of reducing drawing cost without damaging uniformity of the outer diameter of the optical fiber.SOLUTION: In this method for manufacturing an optical fiber for drawing an optical fiber preform P heated and melted in a core 13, while purging the core 13 inside by inert gases G1, G2 from an upper part and a lower part of the core 13 of a drawing furnace 10, the inert gas G1 for purging from the upper part of the core 13 is Ar, and the inert gas G2 for purging from the lower part of the core 13 is He.

Description

本発明は、線引炉の炉心内で加熱溶融させた光ファイバ母材を線引する光ファイバの製造方法に関するものである。   The present invention relates to an optical fiber manufacturing method for drawing an optical fiber preform heated and melted in a core of a drawing furnace.

一般に、光ファイバは、図3に示すような製造装置を用いて製造される。この製造装置では、先ず、線引炉40において、光ファイバ母材101を加熱、溶融させた後、垂直下方に線引きを行うことで、炉下出口55から光ファイバ102を引き出す。線引炉40は、主に、光ファイバ母材101が収容される炉心管51と、光ファイバ母材101を加熱し、溶融させるヒータ54と、引き出された光ファイバ102が通されるインナー炉心管52とで構成される。炉心管51の内部空間により炉心53が形成される。   Generally, an optical fiber is manufactured using a manufacturing apparatus as shown in FIG. In this manufacturing apparatus, first, in the drawing furnace 40, the optical fiber preform 101 is heated and melted, and then the optical fiber 102 is drawn from the furnace outlet 55 by drawing vertically downward. The drawing furnace 40 mainly includes a core tube 51 in which the optical fiber preform 101 is accommodated, a heater 54 for heating and melting the optical fiber preform 101, and an inner core in which the drawn optical fiber 102 is passed. And a tube 52. A core 53 is formed by the internal space of the core tube 51.

引き出された光ファイバ102は、外径測定器43で外径の測定がなされた後、冷却管44内で冷却ガスが吹き付けられて冷却される。その後、コーティング器45において光ファイバ102の周りに樹脂(例えば、紫外線硬化樹脂)を被覆した後、その光ファイバ102を樹脂硬化炉46内に通すことで、樹脂が硬化される。この冷却、樹脂被覆、及び樹脂硬化のステップは、適宜、繰り返し行われ、これにより光ファイバ素線103が得られる。光ファイバ素線103は、ターンプーリ47により走行方向が転換され、引取キャプスタン48を経て巻取器49に巻き取られる。   The drawn optical fiber 102 is cooled by blowing the cooling gas in the cooling pipe 44 after the outer diameter is measured by the outer diameter measuring device 43. Then, after coating the resin around the optical fiber 102 in the coater 45 (for example, ultraviolet curable resin), the resin is cured by passing the optical fiber 102 through the resin curing furnace 46. The steps of cooling, resin coating, and resin curing are repeated as appropriate, whereby the optical fiber 103 is obtained. The traveling direction of the optical fiber 103 is changed by the turn pulley 47, and is wound around the winder 49 via the take-up capstan 48.

線引炉40は、石英ベースの光ファイバ母材101を2000℃程度に加熱する必要があることから、炉心管51及びインナー炉心管52の材質としては、一般に、高純度カーボンやジルコニアなどのセラミックスが用いられる。   Since the drawing furnace 40 needs to heat the quartz-based optical fiber preform 101 to about 2000 ° C., the core tube 51 and the inner core tube 52 are generally made of ceramics such as high-purity carbon and zirconia. Is used.

高純度カーボン製の炉心管51及びインナー炉心管52を備えた線引炉を用いて光ファイバの製造を行う場合、炉心53内での炉心管51及びインナー炉心管52の酸化を防ぐために、炉心53内に供給した不活性ガスにより、炉心53内のパージがなされる。この時、不活性ガスの流れ方向により、線引炉は、不活性ガスが上向きに流れるアップフロータイプと、不活性ガスが下向きに流れるダウンフロータイプに大別される。   When an optical fiber is manufactured using a drawing furnace having a high purity carbon core tube 51 and an inner core tube 52, in order to prevent oxidation of the core tube 51 and the inner core tube 52 in the core 53, the core The inside of the core 53 is purged by the inert gas supplied into the core 53. At this time, the drawing furnace is roughly classified into an upflow type in which the inert gas flows upward and a downflow type in which the inert gas flows downward depending on the flow direction of the inert gas.

ところで、線引炉40の炉心53内に光ファイバ母材101を出し入れする際、炉心53内に外気が混入することがある。この外気が、光ファイバ母材101の加熱時に、炉心管51の構成材であるカーボンと反応することで酸化、燃焼され、ダストが発生する。また、光ファイバ母材101の溶融時にも、石英が蒸発することでダストが発生する。   By the way, when the optical fiber preform 101 is put in and out of the core 53 of the drawing furnace 40, outside air may be mixed in the core 53. When this outside air reacts with carbon that is a constituent material of the core tube 51 when the optical fiber preform 101 is heated, it is oxidized and burned to generate dust. Further, when the optical fiber preform 101 is melted, dust is generated due to evaporation of quartz.

アップフロータイプにおいては、ダストは、炉心管51の上部に設けられた隙間から不活性ガスと共に排気されることになる。このため、光ファイバ母材101の表面にダストが付着するおそれがあった。また、ダウンフロータイプにおいては、ダストは、炉心管51の下部に設けられた隙間から不活性ガスと共に排気されることになる。このため、光ファイバ102の表面にダストが付着し、光ファイバ102の強度低下が生じるおそれがあった。   In the upflow type, the dust is exhausted together with the inert gas from the gap provided in the upper part of the core tube 51. For this reason, there is a possibility that dust adheres to the surface of the optical fiber preform 101. In the down flow type, the dust is exhausted together with the inert gas from the gap provided in the lower part of the core tube 51. For this reason, dust may adhere to the surface of the optical fiber 102 and the optical fiber 102 may be reduced in strength.

上記のような問題に対し、アップフロータイプとダウンフロータイプを組み合わせた構造(以下、複合タイプという)の線引炉がある(例えば、特許文献1参照)。複合タイプの線引炉では、線引炉の炉心の上部と下部から、炉心内を不活性ガスでパージし、上部からパージした不活性ガスと下部からパージした不活性ガスが合流する合流部付近から、両不活性ガスを排出するようにしているため、光ファイバ母材や光ファイバにダストが付着することを抑制できる。   There is a drawing furnace having a structure combining the upflow type and the downflow type (hereinafter referred to as a composite type) for the above problems (see, for example, Patent Document 1). In the combined type drawing furnace, the inside of the core is purged with inert gas from the upper and lower parts of the drawing core, and the vicinity of the junction where the inert gas purged from the upper part and the inert gas purged from the lower part join together Since both inert gases are discharged, it is possible to suppress dust from adhering to the optical fiber preform and the optical fiber.

炉心内をパージする不活性ガスとしては、Heが一般に用いられている。これは動粘性係数の大きいHeを用いることで、炉心内に供給された不活性ガスを層流の状態に保ち、線引炉内の内圧の変動を抑制して、光ファイバの外径を安定させるためである。   He is generally used as an inert gas for purging the core. By using He with a large kinematic viscosity coefficient, the inert gas supplied into the core is maintained in a laminar flow state, and fluctuations in the internal pressure in the drawing furnace are suppressed to stabilize the outer diameter of the optical fiber. This is to make it happen.

特開2006−240930号公報JP 2006-240930 A

ところで、Heは不活性ガスの中でも価格が高く、光ファイバの線引コストの増大を招いている。そのため、安価な不活性ガスでの代替が求められている。   By the way, He is expensive among the inert gases, which causes an increase in the drawing cost of the optical fiber. For this reason, an alternative with an inexpensive inert gas is required.

しかしながら、炉心内をパージする不活性ガスとしてHe以外の不活性ガスを用いると、炉心内に供給された不活性ガスが乱流の状態となりやすく、線引炉内の内圧の変動が大きくなり、光ファイバの外径が安定しなくなる場合があった。   However, if an inert gas other than He is used as the inert gas for purging the inside of the core, the inert gas supplied into the core tends to be in a turbulent state, and the fluctuation of the internal pressure in the drawing furnace increases. In some cases, the outer diameter of the optical fiber becomes unstable.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、光ファイバの外径の均一性を損なうことなく、線引コストを低減可能な光ファイバの製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide an optical fiber manufacturing method capable of reducing the drawing cost without impairing the uniformity of the outer diameter of the optical fiber.

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、線引炉の炉心の上部と下部から、前記炉心内を不活性ガスでパージしつつ、前記炉心内で加熱溶融させた光ファイバ母材を線引する光ファイバの製造方法において、前記炉心の上部からパージする不活性ガスがArであり、前記炉心の下部からパージする不活性ガスがHeである光ファイバの製造方法である。   The present invention was devised to achieve the above object, and is an optical fiber that is heated and melted in the core while purging the inside of the core with an inert gas from the upper and lower portions of the core of the drawing furnace. In the method of manufacturing an optical fiber in which a base material is drawn, the optical fiber is purged from the upper part of the core and Ar, and the inert gas purged from the lower part of the core is He.

前記炉心の上部からパージするArの流量が10L/minであり、前記炉心の下部からパージするHeの流量が10L/minであるとよい。   The flow rate of Ar purged from the upper part of the core is preferably 10 L / min, and the flow rate of He purged from the lower part of the core is preferably 10 L / min.

前記光ファイバ母材にはArが接し、かつ、線引された光ファイバにはHeが接するようにし、ArとHeの合流部付近から両不活性ガスを排出するとよい。   Ar is in contact with the optical fiber preform, and He is in contact with the drawn optical fiber, and both inert gases may be discharged from the vicinity of the junction of Ar and He.

本発明によれば、光ファイバの外径の均一性を損なうことなく、線引コストを低減可能な光ファイバの製造方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the optical fiber which can reduce drawing cost can be provided, without impairing the uniformity of the outer diameter of an optical fiber.

本発明の一実施の形態に係る光ファイバの製造方法に用いる線引炉の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the drawing furnace used for the manufacturing method of the optical fiber which concerns on one embodiment of this invention. (a),(b)は、図1の線引炉で用いる排気経路形成部材の斜視図である。(A), (b) is a perspective view of the exhaust path formation member used with the drawing furnace of FIG. 光ファイバ製造装置の全体模式図である。It is a whole schematic diagram of an optical fiber manufacturing apparatus.

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法に用いる線引炉について説明する。   First, the drawing furnace used for the manufacturing method of the optical fiber which concerns on this Embodiment is demonstrated.

図1は、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法に用いる線引炉の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drawing furnace used in the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment.

図1に示すように、線引炉10は、炉心13内で加熱溶融させた光ファイバ母材Pを、矢印Aの方向(図1中では下方向)に線引きして光ファイバOFを作製するものである。この線引炉10は、主に、炉心管(外側炉心管)11、炉殻16、インナー炉心管(内側炉心管)12で構成される。   As shown in FIG. 1, the drawing furnace 10 draws the optical fiber preform P heated and melted in the core 13 in the direction of arrow A (downward in FIG. 1) to produce an optical fiber OF. Is. The drawing furnace 10 mainly includes a core tube (outer core tube) 11, a furnace shell 16, and an inner core tube (inner core tube) 12.

炉心管11は上下に開口端を有する管材で構成され、上部開口端から、光ファイバ母材Pの長手方向の一部が収容される。炉心管11の内部空間が炉心13を形成する。   The core tube 11 is composed of a pipe material having an opening end at the top and bottom, and a part in the longitudinal direction of the optical fiber preform P is accommodated from the upper opening end. The inner space of the core tube 11 forms the core 13.

この炉心管11を取り囲むように炉殻16が設けられる。炉殻16内には、光ファイバ母材Pを加熱し、溶融させるためのヒータ(加熱手段)14が設けられる。このヒータ14は、炉心管11の長さ方向(図1中では上下方向)中央部付近を取り囲むように配置される。炉殻16は水冷構造となっており、炉殻16の上面壁16a及び下面壁16bには、冷却水を循環供給させる冷却水循環手段(図示せず)が接続されている。これによって、炉殻16が水冷され、炉殻16の過熱が防止される。   A furnace shell 16 is provided so as to surround the core tube 11. A heater (heating means) 14 for heating and melting the optical fiber preform P is provided in the furnace shell 16. The heater 14 is disposed so as to surround the vicinity of the central portion in the length direction (vertical direction in FIG. 1) of the core tube 11. The furnace shell 16 has a water cooling structure, and cooling water circulation means (not shown) for circulating and supplying cooling water is connected to the upper surface wall 16 a and the lower surface wall 16 b of the furnace shell 16. As a result, the furnace shell 16 is cooled with water, and overheating of the furnace shell 16 is prevented.

インナー炉心管12は炉心管11よりも小径の管材で構成され、炉心管11の下部開口端に、インナー炉心管12の長手方向の少なくとも一部を挿入して設けられる。インナー炉心管12の下端には、適宜、インナー炉心管12と同径の金属製(例えば、ステンレス鋼製)の管材71を接続してもよい。勿論、管材71を接続する代わりに、インナー炉心管12を長尺に形成してもよい。   The inner core tube 12 is made of a pipe material having a diameter smaller than that of the core tube 11, and is provided at the lower opening end of the core tube 11 by inserting at least a part of the inner core tube 12 in the longitudinal direction. A tube 71 made of metal (for example, made of stainless steel) having the same diameter as the inner core tube 12 may be connected to the lower end of the inner core tube 12 as appropriate. Of course, instead of connecting the pipe material 71, the inner core tube 12 may be formed long.

線引炉10の上部には第1不活性ガス供給手段72が設けられる。より具体的には、炉殻16の上面壁16aに当接させて、炉心管11を取り囲むように円筒部材73が設けられる。この円筒部材73は、円筒部73aと、円筒部73aの上部(炉心管11と反対側)に形成されるフランジ部73bで構成される。円筒部73aに形成した貫通穴73cにガスタンクを備えた第1ガス供給ライン(図示せず)が接続される。フランジ部73bの上部には、光ファイバ母材Pとほぼ同径の穴を有する円環状の耐熱封止部材78が設けられる。耐熱封止部材78は、例えば、光ファイバ母材Pの外径に応じて穴の大きさが縮・拡径自在に調整される。または、穴の大きさの異なる耐熱封止部材78を予め複数個用意しておき、光ファイバ母材Pの外径に応じて使い分けるようにしてもよい。この耐熱封止部材78によって、光ファイバ母材Pと線引炉本体のシールがなされる。   A first inert gas supply means 72 is provided in the upper part of the drawing furnace 10. More specifically, a cylindrical member 73 is provided so as to surround the core tube 11 in contact with the upper surface wall 16 a of the furnace shell 16. The cylindrical member 73 includes a cylindrical portion 73a and a flange portion 73b formed on the upper portion of the cylindrical portion 73a (the side opposite to the core tube 11). A first gas supply line (not shown) provided with a gas tank is connected to a through hole 73c formed in the cylindrical portion 73a. An annular heat-resistant sealing member 78 having a hole having substantially the same diameter as the optical fiber preform P is provided on the upper portion of the flange portion 73b. In the heat-resistant sealing member 78, for example, the size of the hole is adjusted so that the diameter of the hole can be reduced or expanded in accordance with the outer diameter of the optical fiber preform P. Alternatively, a plurality of heat-resistant sealing members 78 having different hole sizes may be prepared in advance, and may be selectively used according to the outer diameter of the optical fiber preform P. The heat-resistant sealing member 78 seals the optical fiber preform P and the drawing furnace body.

線引炉10の下部には第2不活性ガス供給手段75が設けられる。より具体的には、管材71の下端にディスク材76が接続される。このディスク材76の上面中央部には管材71の外径と同径の穴76aが設けられ、この穴76aに管材71の下端部が挿入される。穴76aの中央底部にはより小径の貫通穴76bが設けられ、この貫通穴76bが炉下出口15を形成する。貫通穴76bの径は、光ファイバOFの外径よりもやや大きい程度とされる。ディスク材76の周面には穴76aと周面を連通する貫通穴76cが形成され、この貫通穴76cにガスタンクを備えた第2ガス供給ライン(図示せず)が接続される。   A second inert gas supply means 75 is provided at the lower part of the drawing furnace 10. More specifically, the disk material 76 is connected to the lower end of the tube material 71. A hole 76a having the same diameter as the outer diameter of the tube 71 is provided in the center of the upper surface of the disk member 76, and the lower end of the tube 71 is inserted into the hole 76a. A through hole 76b having a smaller diameter is provided at the center bottom of the hole 76a, and the through hole 76b forms the furnace outlet 15. The diameter of the through hole 76b is set to be slightly larger than the outer diameter of the optical fiber OF. A through hole 76c that communicates with the hole 76a is formed in the peripheral surface of the disk member 76, and a second gas supply line (not shown) having a gas tank is connected to the through hole 76c.

インナー炉心管12の上端(管材71と反対側の端部)の周りには排気経路形成部材20が装着され、これによって、炉心管11とインナー炉心管12の間隙が塞がれる。排気経路形成部材20は、断熱材で構成されている。断熱材は、熱のやり取りが少ない、熱を伝えにくい材料であり、例えば、内部に空気を含有している。ここで、炉殻16の下面壁16bと排気経路形成部材20の下端は面一に形成することが好ましい。   An exhaust path forming member 20 is mounted around the upper end of the inner core tube 12 (the end opposite to the pipe material 71), thereby closing the gap between the core tube 11 and the inner core tube 12. The exhaust path forming member 20 is made of a heat insulating material. The heat insulating material is a material that hardly exchanges heat and hardly transfers heat. For example, the heat insulating material contains air inside. Here, the lower wall 16b of the furnace shell 16 and the lower end of the exhaust path forming member 20 are preferably formed flush with each other.

図2(a)に示すように、排気経路形成部材20は厚肉管で構成されるものであり、その中央部の穴21にインナー炉心管12が嵌入される。また、排気経路形成部材20は、炉心管11の内部と外部を連通させるために、厚肉本体部22の上端面と下端面を連絡する排気経路23を備える。排気経路23は、厚肉本体部22の長手方向(図2(a)中では上下方向)に沿って、かつ、周方向に所定の間隔で複数本(図2(a)中では等間隔で6本を図示)設けられる。   As shown in FIG. 2A, the exhaust path forming member 20 is constituted by a thick tube, and the inner core tube 12 is fitted into the hole 21 at the center thereof. Further, the exhaust path forming member 20 includes an exhaust path 23 that connects the upper end surface and the lower end surface of the thick-walled body portion 22 in order to communicate the inside and the outside of the core tube 11. A plurality of exhaust passages 23 are arranged along the longitudinal direction of the thick body portion 22 (vertical direction in FIG. 2A) and at a predetermined interval in the circumferential direction (equal intervals in FIG. 2A). 6 are shown).

炉殻16の下面壁16bに当接させて、インナー炉心管12及び排気経路形成部材20を取り囲むように排気炉殻17が一体に設けられる。排気炉殻17とインナー炉心管12(管材71)で囲まれた空間が排気小室18を形成する。この排気小室18は、排気経路形成部材20の排気経路23を介して炉心13と連絡され、また、排気炉殻17の貫通穴17aに接続された排気ライン19と連絡される。排気小室18の容積は、排気経路形成部材20における全排気経路23の容積よりも大容積に形成される。排気ライン19は、内圧を制御するためのバルブ(図示せず)を備えていてもよい。   An exhaust furnace shell 17 is integrally provided so as to contact the lower wall 16 b of the furnace shell 16 and surround the inner core tube 12 and the exhaust path forming member 20. A space surrounded by the exhaust furnace shell 17 and the inner furnace core tube 12 (tube material 71) forms an exhaust chamber 18. The exhaust chamber 18 communicates with the core 13 through the exhaust path 23 of the exhaust path forming member 20 and also communicates with the exhaust line 19 connected to the through hole 17 a of the exhaust furnace shell 17. The volume of the exhaust chamber 18 is formed to be larger than the volume of all the exhaust paths 23 in the exhaust path forming member 20. The exhaust line 19 may include a valve (not shown) for controlling the internal pressure.

排気経路形成部材20を構成する断熱材としては、炉心13内で使用可能な材料、すなわち約2000℃の高温に耐え得る耐熱性を有した材料であれば特に限定するものではなく、例えば、断熱性及び耐熱性がともに良好なカーボン断熱材(発泡炭素)が挙げられる。   The heat insulating material constituting the exhaust path forming member 20 is not particularly limited as long as it is a material that can be used in the core 13, that is, a material having heat resistance that can withstand a high temperature of about 2000 ° C. And carbon heat insulating material (foamed carbon) having good properties and heat resistance.

炉心管11及びインナー炉心管12の構成材としては、高純度カーボンやジルコニアなどのセラミックスが挙げられる。   Examples of the constituent material of the core tube 11 and the inner core tube 12 include ceramics such as high-purity carbon and zirconia.

尚、本実施の形態においては、図2(a)に示す排気経路形成部材20を用いる場合を説明したが、これに限定するものではなく、例えば、図2(b)に示すような排気経路形成部材30を用いてもよい。排気経路形成部材30は、円環状のフランジ部32と少なくとも1本の管部35で構成される。フランジ部32には、管部35の数と同数の貫通穴34が、周方向に所定の間隔で複数個(図3中では等間隔で6個を図示)設けられる。フランジ部32と各管部35は、各貫通穴34と各管部35の穴36が連通するように接続される。または、フランジ部32と各管部35の接続は、フランジ部32の各貫通穴34に各管部35を嵌入させてもよい。貫通穴34及び穴36が排気経路23を形成する。排気経路形成部材30のフランジ部32及び管部35は全て断熱材で構成されるが、これに限定されるものではなく、フランジ部32の貫通穴34及び各管部35の穴36の少なくとも表面に断熱層を有するものであってもよい。   In the present embodiment, the case where the exhaust path forming member 20 shown in FIG. 2A is used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the exhaust path as shown in FIG. The forming member 30 may be used. The exhaust path forming member 30 includes an annular flange portion 32 and at least one pipe portion 35. The flange portion 32 is provided with a plurality of through holes 34 as many as the number of the tube portions 35 at a predetermined interval in the circumferential direction (six holes are shown at regular intervals in FIG. 3). The flange part 32 and each pipe part 35 are connected so that each through hole 34 and the hole 36 of each pipe part 35 communicate with each other. Alternatively, the connection between the flange portion 32 and each tube portion 35 may be made to fit each tube portion 35 into each through hole 34 of the flange portion 32. The through hole 34 and the hole 36 form the exhaust path 23. The flange portion 32 and the pipe portion 35 of the exhaust path forming member 30 are all made of a heat insulating material, but are not limited to this, and at least the surface of the through hole 34 of the flange portion 32 and the hole 36 of each pipe portion 35. It may have a heat insulating layer.

次に、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法を説明する。   Next, a method for manufacturing an optical fiber according to the present embodiment will be described.

まず、線引炉10の炉心13をヒータ14によって加熱する。線引炉10の上方からは、第1不活性ガス供給手段72を介して不活性ガスG1が供給され、線引炉10の下方からは、第2不活性ガス供給手段75を介して不活性ガスG2が供給される。   First, the core 13 of the drawing furnace 10 is heated by the heater 14. An inert gas G1 is supplied from above the drawing furnace 10 via the first inert gas supply means 72, and inert from below the drawing furnace 10 via the second inert gas supply means 75. Gas G2 is supplied.

線引炉10の上方では、線引炉10と光ファイバ母材Pの間隙が耐熱封止部材78でほぼ完全にシールされている。また、線引炉10の下方では、炉下出口15と光ファイバOFの間が開放されているものの、その間隙は非常に小さい。よって、不活性ガスG1のほぼ全量は、炉心管11と光ファイバ母材Pの間隙を介して炉心13内部へと導かれる。また、不活性ガスG2の大部分は、インナー炉心管12と光ファイバOFの間隙を介して炉心13内部へと導かれる。   Above the drawing furnace 10, the gap between the drawing furnace 10 and the optical fiber preform P is almost completely sealed with a heat-resistant sealing member 78. Further, below the drawing furnace 10, the space between the furnace outlet 15 and the optical fiber OF is open, but the gap is very small. Therefore, almost the entire amount of the inert gas G1 is guided into the core 13 through the gap between the core tube 11 and the optical fiber preform P. Further, most of the inert gas G2 is introduced into the core 13 through the gap between the inner core tube 12 and the optical fiber OF.

インナー炉心管12の下方から供給された不活性ガスG2は、インナー炉心管12内を上側に向かって流れると共に、インナー炉心管12の上端から炉心13内に噴き出される。これによって、インナー炉心管12内および炉心13内のパージが行われる。また、炉心管11の上端側から炉心13内に供給された不活性ガスG1は、炉心管11と光ファイバ母材Pの間隙を通じて下側に向かって流れ、これによって、炉心13内のパージが行われる。   The inert gas G <b> 2 supplied from below the inner core tube 12 flows upward in the inner core tube 12 and is jetted into the core 13 from the upper end of the inner core tube 12. As a result, the inner core tube 12 and the core 13 are purged. Further, the inert gas G1 supplied into the core 13 from the upper end side of the core tube 11 flows downward through the gap between the core tube 11 and the optical fiber preform P, thereby purging the core 13. Done.

このように、線引炉10の炉心13の上部と下部から、炉心13内を不活性ガスG1,G2でパージしつつ、炉心13内で不活性ガスG1,G2にヒータ14の熱を伝熱させて光ファイバ母材Pを溶融させ、光ファイバOFを線引きする。   In this way, the heat of the heater 14 is transferred to the inert gas G1, G2 in the core 13 while purging the inside of the core 13 with the inert gas G1, G2 from the upper part and the lower part of the core 13 of the drawing furnace 10. The optical fiber preform P is melted to draw the optical fiber OF.

本実施の形態に係る光ファイバの製造方法では、炉心13の上部からパージする不活性ガスG1としてArを用い、炉心13の下部からパージする不活性ガスG2としてHeを用いる。   In the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment, Ar is used as the inert gas G1 purged from the upper part of the core 13 and He is used as the inert gas G2 purged from the lower part of the core 13.

不活性ガスG1にArを用いた理由は、Heに比べて価格が低く、同じ不活性ガスの窒素に比べて、熱伝達率と動粘性係数で優れているためである。また、不活性ガスG1をAr、不活性ガスG2をHeとしたのは、動粘性係数に優れたHeを吹き上げる形にした方が、不活性ガスG1,G2が乱流になり難く、炉心管11の内圧が安定するためである。炉心管11の内圧は、30Pa程度とすればよい。ここでは、炉心管11の内圧を30Paに設定する場合を説明する。   The reason why Ar is used for the inert gas G1 is that the price is lower than that of He, and the heat transfer coefficient and the kinematic viscosity coefficient are better than that of nitrogen of the same inert gas. Further, the inert gas G1 is Ar and the inert gas G2 is He. The reason why the inert gas G1 and G2 are less likely to be turbulent is that the He gas having an excellent kinematic viscosity coefficient is blown up. This is because the internal pressure of 11 is stabilized. The internal pressure of the core tube 11 may be about 30 Pa. Here, the case where the internal pressure of the core tube 11 is set to 30 Pa will be described.

また、本実施の形態では、炉心13の上部からパージするArの流量を10L/minとし、炉心13の下部からパージするHeの流量が10L/minとする。ArとHeの流量をそれぞれ10L/minとするのは、炉心管11の内圧が最も安定し、炉心管11の内圧の変動を±0.2Pa程度(29.8〜30.2Pa)に抑えることができるためである。これにより、線引きされる光ファイバOFの外径が非常に安定する。   In the present embodiment, the flow rate of Ar purged from the top of the core 13 is 10 L / min, and the flow rate of He purged from the bottom of the core 13 is 10 L / min. The reason why the flow rates of Ar and He are 10 L / min each is that the internal pressure of the core tube 11 is most stable, and the fluctuation of the internal pressure of the core tube 11 is suppressed to about ± 0.2 Pa (29.8 to 30.2 Pa). It is because it can do. Thereby, the outer diameter of the optical fiber OF drawn is very stable.

パージ後の両不活性ガスG1,G2は、炉心13の中央付近で合流し、その合流部付近から排出される。炉心13内に臨んで配置される排気経路形成部材20の後流側には排気小室18が形成されているが、この排気小室18は、排気経路23よりも大容積に、かつ、炉心13内よりも低圧に保たれている。よって、両不活性ガスG1,G2は、排気経路形成部材20を介して排気小室18、排気ライン19へと流れ、炉心13内に滞留することなく速やかに排気される。その結果、両不活性ガスG1,G2が逆流することはなく、高温の光ファイバOFは、常にクリーンなアップフローの不活性ガスG2(ここではHe)と接触され、また、光ファイバ母材Pは、常にクリーンなダウンフローの不活性ガスG1(ここではAr)と接触される。   The two inert gases G1 and G2 after the purge merge near the center of the core 13 and are discharged from the vicinity of the merged portion. An exhaust small chamber 18 is formed on the downstream side of the exhaust path forming member 20 disposed facing the core 13, and the exhaust small chamber 18 has a larger volume than the exhaust path 23, and the inside of the core 13. Is kept at a lower pressure. Therefore, both the inert gases G1 and G2 flow to the exhaust chamber 18 and the exhaust line 19 through the exhaust path forming member 20, and are quickly exhausted without staying in the core 13. As a result, both the inert gases G1 and G2 do not flow backward, and the high-temperature optical fiber OF is always in contact with the clean upflow inert gas G2 (here, He), and the optical fiber preform P Is always contacted with a clean downflow inert gas G1 (here Ar).

なお、線引炉10では、断熱材からなる排気経路形成部材20を設けているため、両不活性ガスG1,G2は、水冷構造の下面壁16bで冷却されず高温のまま排気小室18へと至り、排気小室18にて冷却される。このとき、両不活性ガスG1,G2中に含まれるガス状のダストが固化して排気小室18に付着(固着)することになる。このように、ダストは炉心13の外部に排出されるため、光ファイバ母材P及び光ファイバOFにダストが付着することがほとんどなく、強度が高い光ファイバOFを得ることができる。その結果、線引き途中での断線を抑制し、長尺の光ファイバOFを得ることが可能となる。   In the drawing furnace 10, since the exhaust path forming member 20 made of a heat insulating material is provided, both the inert gases G1 and G2 are not cooled by the lower surface wall 16b of the water cooling structure and are kept at a high temperature to the exhaust chamber 18. Then, it is cooled in the exhaust chamber 18. At this time, the gaseous dust contained in both the inert gases G1 and G2 is solidified and adhered (fixed) to the exhaust chamber 18. Thus, since dust is discharged to the outside of the core 13, dust hardly adheres to the optical fiber preform P and the optical fiber OF, and an optical fiber OF having high strength can be obtained. As a result, it is possible to suppress disconnection during drawing and to obtain a long optical fiber OF.

以上説明したように、本実施の形態に係る光ファイバの製造方法では、炉心13の上部からパージする不活性ガスG1としてArを用い、炉心13の下部からパージする不活性ガスG2としてHeを用い、さらに、ArとHeの流量をそれぞれ10L/minとしている。   As described above, in the optical fiber manufacturing method according to the present embodiment, Ar is used as the inert gas G1 purged from the upper part of the core 13, and He is used as the inert gas G2 purged from the lower part of the core 13. Furthermore, the flow rates of Ar and He are each 10 L / min.

これにより、Heと比較して安価なArを用いても、線引炉10の内圧、つまり炉心管11の内圧を安定させて、外径の安定した光ファイバOFを線引することが可能となる。つまり、本発明によれば、光ファイバOFの外径の均一性を損なうことなく、線引コストを低減可能である。   This makes it possible to stabilize the inner pressure of the drawing furnace 10, that is, the inner pressure of the core tube 11, and draw an optical fiber OF having a stable outer diameter, even when using Ar, which is less expensive than He. Become. In other words, according to the present invention, the drawing cost can be reduced without impairing the uniformity of the outer diameter of the optical fiber OF.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の実施例として、図1の線引炉10を用い、不活性ガスG1としてAr、不活性ガスG2としてHeを用い、両不活性ガスG1,G2の流量を共に10L/minとしたときの線引炉10の内圧(炉心管11の内圧)を測定した。   As an embodiment of the present invention, when the drawing furnace 10 of FIG. 1 is used, Ar is used as the inert gas G1, He is used as the inert gas G2, and the flow rates of both the inert gases G1 and G2 are both 10 L / min. The internal pressure of the drawing furnace 10 (internal pressure of the core tube 11) was measured.

また、従来例として、両不活性ガスG1,G2を共にHeとし、不活性ガスG1の流量を25L/min、不活性ガスG2の流量を10L/minとしたときの線引炉10の内圧(炉心管11の内圧)を測定した。測定結果を表1に示す。   As a conventional example, the internal pressure of the drawing furnace 10 when both the inert gases G1 and G2 are He, the flow rate of the inert gas G1 is 25 L / min, and the flow rate of the inert gas G2 is 10 L / min ( The internal pressure of the core tube 11) was measured. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2012082089
Figure 2012082089

表1に示すように、実施例と従来例の両者とも、線引炉10の内圧は29.8〜30.2Paであり、線引炉10の内圧の変動が十分に抑えられていた。この結果から、不活性ガスG1をArに変更し、両不活性ガスG1,G2の流量を10L/minとしても、従来と同程度に炉心管11の内圧が安定することが証明された。   As shown in Table 1, in both the example and the conventional example, the internal pressure of the drawing furnace 10 was 29.8 to 30.2 Pa, and fluctuations in the internal pressure of the drawing furnace 10 were sufficiently suppressed. From this result, it was proved that the internal pressure of the core tube 11 was stabilized to the same level as before even when the inert gas G1 was changed to Ar and the flow rates of the two inert gases G1, G2 were 10 L / min.

また、上述の実施例において、線引長ごとの光ファイバOFの外径を測定した。測定結果を表2に示す。   Moreover, in the above-mentioned Example, the outer diameter of the optical fiber OF for every drawing length was measured. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2012082089
Figure 2012082089

表2に示すように、実施例における光ファイバOFの外径変動は、±0.14μmであることが分かった。これは従来例と同等であった。つまり、本発明によれば、安価なArを用い線引コストを低減しつつも、従来と同等の光ファイバOFの外径の均一性を実現できる。   As shown in Table 2, the outer diameter fluctuation of the optical fiber OF in the example was found to be ± 0.14 μm. This was equivalent to the conventional example. That is, according to the present invention, it is possible to achieve the same outer diameter uniformity of the optical fiber OF as that of the prior art while using inexpensive Ar and reducing the drawing cost.

10 線引炉
11 炉心管
12 インナー炉心管
13 炉心
P 光ファイバ母材
G1,G2 不活性ガス
10 Drawing furnace 11 Core tube 12 Inner core tube 13 Core P Optical fiber preform G1, G2 Inert gas

Claims (3)

線引炉の炉心の上部と下部から、前記炉心内を不活性ガスでパージしつつ、前記炉心内で加熱溶融させた光ファイバ母材を線引する光ファイバの製造方法において、
前記炉心の上部からパージする不活性ガスがArであり、前記炉心の下部からパージする不活性ガスがHeであることを特徴とする光ファイバの製造方法。
In an optical fiber manufacturing method for drawing an optical fiber preform heated and melted in the core while purging the inside of the core with an inert gas from an upper part and a lower part of the core of the drawing furnace,
An optical fiber manufacturing method, wherein the inert gas purged from the upper part of the core is Ar, and the inert gas purged from the lower part of the core is He.
前記炉心の上部からパージするArの流量が10L/minであり、前記炉心の下部からパージするHeの流量が10L/minである請求項1記載の光ファイバの製造方法。   The method of manufacturing an optical fiber according to claim 1, wherein the flow rate of Ar purged from the upper part of the core is 10 L / min, and the flow rate of He purged from the lower part of the core is 10 L / min. 前記光ファイバ母材にはArが接し、かつ、線引された光ファイバにはHeが接するようにし、ArとHeの合流部付近から両不活性ガスを排出する請求項1または2記載の光ファイバの製造方法。   3. The light according to claim 1, wherein Ar is in contact with the optical fiber preform and He is in contact with the drawn optical fiber, and both inert gases are discharged from the vicinity of the junction of Ar and He. Fiber manufacturing method.
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