CN101746950A - 光纤制造装置和光纤的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种光纤制造装置和光纤的制造方法,对加热后的光纤母材进行拉丝来制造光纤,该光纤制造装置具备:拉丝炉,其内部具有可插入上述光纤母材的炉心管,加热上述光纤母材;及第1密封部件,其与该拉丝炉同轴地配置在上述拉丝炉的端部,在中央形成开口部,对插过该开口部的上述光纤母材进行密封,上述第1密封部件,具有在其内周形成的狭缝即多个内周侧狭缝和在其外周形成的狭缝即多个外周侧狭缝。
Description
本申请主张于2008年12月5日在日本申请的特愿2008-311219号的优先权,并这里引用其内容。
技术领域
本发明涉及适用于应用管律法的光纤纺丝工序的光纤制造装置和光纤制造方法。
背景技术
光纤的制造,通常采用烧结由VAD法或OVD法等套管法制造出的石英多孔质母材并使其玻璃化的方法。但是,近年随着光纤母材的大型化,正在寻求生产性高的方法。
作为其中之一的方法,有通过光纤用石英玻璃管套层来制造占光纤大部分的包层部分的管律法。该方法按大致的划分有以下两种:将光纤用芯棒插入光纤用石英玻璃管后,由加热炉一体化而得到光纤用母材的方法,和一边使光纤用芯棒和光纤用石英玻璃管一体化一边进行拉丝,一次地得到光纤的方法。并且,这里所说的光纤用芯棒,可以使用VAD法或MCVD法、OVD法等以往的制造方法制造,通常是由传播光的芯部和包层部的一部分构成。
在通过加热炉进行一体化时,需要防止气体通过炉心管和光纤母材之间的间隙从外部流入炉心管内的密封部件。其原因是,由于加热炉内的加热器和炉心管一般是碳制的,如果炉心管和光纤母材之间的密封性(气密性)差,氧气从外部混入到炉心管内,导致碳部件的劣化、烧损。使用密封部件,是为了防止氧气从外部混入到炉心管内。
在由加热炉一体化得到光纤用母材的前者的方法中,也采用流过30~100SLM的吹扫气体来防止气体混入到炉心管内的气体密封。
但是,在边一体化边进行拉丝一次性地得到光纤的后者方法中,炉心管内部的气体流很重要,通过大流量的吹扫气体的气体密封为光纤直径波动的原因。因此,需要不使用大流量的气体密封来密封炉心管和光纤母材。
但是,在使用φ100mm以上的大型光纤用石英玻璃管的管律法时,通常将虚设石英管焊接到光纤用石英玻璃管的端部。通过焊接虚设石英管,能够拉丝到光纤用石英玻璃管的端部。并且,虚设石英管,能够用作支撑具有重量的光纤用石英玻璃管的握持部。这里使用的虚设石英管,为了降低成本,多使用在能够维持强度的范围内外径比光纤用石英玻璃管细,壁厚薄的虚设石英管。另外,虚设石英管也能够再次使用,但是有可能随着其使用次数的增加外径变细。即,如果虚设石英管反复地再次利用,光纤用石英玻璃管和虚设石英管必然地产生外径差。并且,拉丝到光纤用石英玻璃管的端部时,在拉丝工序的后半程,光纤用石英玻璃管和虚设石英管的焊接部将进入炉心管内。
但是,如上所述,由于光纤用石英玻璃管和虚设石英管的焊接部具有外径差,所以导致炉心管的密封性在拉丝过程中发生变化。因此,炉心管内部气体流变化有可能导致光纤直径波动。其结果,具有产生光纤的成品率降低,由于混入氧气而导致碳部件劣化等这样的问题。
为了解决如上所述问题,提出了各种用于提高炉心管和光纤母材间密封性的装置。
在日本特开2003-183045号公报(以下,称专利文献1)所示的光纤拉丝炉中,通过一并使用开口了相当于光纤母材直径的孔的碳薄片和气体密封,保持炉心管内为微正压,可以防止外部空气的混入和来自炉心管内部的灰尘的扩散。
在日本特开2005-8475号公报(以下,称专利文献2)所示的光纤拉丝装置中,使用碳薄膜作为气体密封部件,但在成为光纤母材的预制部和焊接在该预制部上端的柄部中,通过使用各自的气体密封机构,即使在这些预制部和柄部存在外径差时,也可以防止气体从外部流入到炉心管内。
在日本特开2006-342030号公报(以下,称专利文献3)所示的光纤拉丝装置中,通过使用可以伸缩的密封环作为密封插入光纤母材的开口部的气体密封部件,即使该光纤母材产生外径差时,也能够保持炉心管内部的气密性。
在日本特开2007-70189号公报(以下,称专利文献4)所示的光纤拉丝装置中,通过使用在内侧密植耐热性毛材的凸圆盘状碳刷作为密封插入到光纤母材的开口部中的气体密封部件,可以防止气体从外部流入到炉心管内。
可是,在上述引用文献1~4所示的光纤拉丝炉/光纤拉丝装置中,存在如下问题。
具体地说,在专利文献1所示的光纤拉丝炉中,同时使用开口了相当于光纤母材直径的孔的碳薄片作为气体密封,但是由于碳薄片上开孔的孔的内径一定,随着光纤母材直径的变化,光纤母材和碳薄片的孔之间产生间隙。由此导致炉心管内压力变化,因此为了校正此压力变化需要进行气体流量调整。可是,由于在拉丝过程中气体流量的变化成为光纤直径变动的主要原因,因此不是希望的。
另外,在专利文献2所示的光纤拉丝装置中,作为存在外径差情况下的对策,在预制部和柄部使用各自的气体密封机构,但是为了进行柄部的气体密封,需要用于承载碳薄膜的平坦的圆盘或者圆筒、遮蔽用环、和作为碳薄膜夹具的压环。但是,由于金属制或石英玻璃制的这些各部件重量重,调整碳薄膜水平度时,操作性差。另外,如果采用与玻璃同等或者更硬的材质,也有可能误伤光纤母材。
另外,在专利文献3所示的光纤拉丝装置中,使用可以伸缩的密封环作为气体密封部件。可是,该密封环,由相互接合的多个密封环片构成。由于各密封环片由于热量不可避免地要伸缩,有可能不能高精度地形成各密封环片之间的连接。由于密封环片的连接精度差,在相互连接的密封环片之间产生间隙,其结果,有可能导致密封性恶化。另外,用于伸缩密封环片的伸缩弹簧,也可能由于热劣化而导致动作不良,并且,也有可能由于热产生的氧化而产生的锈进入伸缩弹簧之间而导致不能平滑的活动。
另外,在专利文献4所示的光纤拉丝装置中,使用环形圆盘状碳刷作为气体密封部件,但由于在该碳刷内侧密植着耐热性毛材,存在其使用中所产生的大量粉体粘着在光纤母材上,导致断线的问题。
并且,在这些专利文献所示的技术中,使用碳薄片作为密封部件时,其开口部的内周缘不与光纤母材直接接触,需要形成比光纤母材的最大直径大的开口部。可是,在这样的情况下,具有随着光纤的拉丝而光纤母材外径减少时,碳薄片开口部和光纤母材的间隙扩展,不能确保密封性这样的问题。另一方面,为了确保密封性,也考虑了使用具有比光纤母材的最小直径小的开口部的碳薄片。可是,此时,存在由于光纤母材外周面和碳薄片开口部接触以及滑动,导致碳薄片破损这样的问题。
另外,在使用φ100mm以上的大型光纤用石英玻璃管的管律法时,通常将虚设石英管焊接在光纤用石英玻璃管的端部。如上所述,使用与光纤用石英玻璃管相比直径细的虚设石英管在成本方面有利。可是,由于光纤用石英玻璃管和虚设石英管的焊接部存在外径差,导致虚设石英管插入炉心管内时,上述密封部件的密封性恶化。
其结果,外部空气进入炉内,不仅使拉丝时光纤直径产生变动,还会劣化加热器等碳制部件。作为其对策,也考虑了在炉心管和光纤母材/虚设石英管间使用组合了多个碳薄片的密封部件。可是,如上所述,由于碳薄片非常脆,施加外力容易折断,碳薄片的厚度越薄越难以折断,但是,难以完全防止破损。
发明内容
本发明是根据上述情况而做出的,其目的在于(1)提供一种即使光纤用石英玻璃管和虚设石英管存在外径差,也不会在这些光纤母材和炉心管之间产生间隙,能够维持良好的密封性的光纤制造装置和光纤的制造方法,(2)提供一种即使光纤母材外径随着拉丝而变化也能将插入到拉丝炉的部位的密封性维持在足够的状态,由此,将拉丝炉内的氧气浓度抑制得比目标值低(炉内空间的密封部件侧端部的氧气浓度为200ppm以下)能够稳定光纤直径的光纤制造装置和光纤的制造方法。即,其目的在于提供一种不需要如以往那样的用于维持密封性的配重,不会发生损伤光纤母材这样的问题(专利文献2)、密封环构成部件连接不良和产生锈的问题(专利文献3)以及由于产生大量粉体导致工作不良的问题(专利文献4)。
为了解决上述课题,本发明采用了以下方法。
即,本发明第1方式,在对加热后的光纤母材进行拉丝来制造光纤的光纤制造装置中,具备:拉丝炉,其内部具有可插入上述光纤母材的炉心管,加热上述光纤母材;及第1密封部件,其与该拉丝炉同轴地配置在上述拉丝炉的端部,在中央形成开口部,对插过该开口部的上述光纤母材进行密封,上述第1密封部件,具有在其内周形成的狭缝即多个内周侧狭缝和在其外周形成的狭缝即多个外周侧狭缝。
上述第1密封部件的上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,可以沿着上述光纤母材所插过的上述开口部的半径方向形成;上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,也可以沿着上述第1密封部件的圆周方向交替地配置。
优选上述第1密封部件由碳薄片构成。
上述光纤制造装置还可以具备没有狭缝的第2密封部件,该没有狭缝的第2密封部件,其中央具有开口部,与上述第1密封部件同轴配置。
另外,上述光纤制造装置,也可以具备多个上述第2密封部件,上述第1密封部件配置在于上述炉心管的轴方向相互隔离设置的上述第2密封部件之间。
优选上述第2密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最大直径大。
优选上述第1密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最小直径小。
上述光纤制造装置还可以具备与上述光纤母材的端部接合的虚设石英管。
另外,本发明第2方式的光纤制造方法,包括:将光纤母材插入到设置在拉丝炉的内部的炉心管中的工序;在通过与该拉丝炉同轴地配置在上述拉丝炉的端部的第1密封部件密封了插过在该第1密封部件的中央所形成的开口部的上述光纤母材的状态下,对上述光纤母材进行拉丝的工序,上述第1密封部件具有:在其内周形成的狭缝即多个内周侧狭缝,和在其外周形成的狭缝即多个外周侧狭缝。
上述第1密封部件的上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,可以沿着插过了上述光纤母材的上述开口部的半径方向形成,上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,也可以沿着上述第1密封部件的圆周方向交替地配置。
优选上述第1密封部件由碳薄片构成。
也可以将中央具有开口部但没有狭缝的第2密封部件,与上述第1密封部件同轴地配置在上述拉丝炉的端部,在上述光纤母材插过了上述第1和第2密封部件的开口部的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
也可以在上述拉丝炉的端部配置多个上述第2密封部件,上述第1密封部件配置在于上述炉心管的轴方向相互隔离地设置的上述第2密封部件之间,在上述光纤母材插过了上述第1和第2密封部件的开口部的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
优选上述第2密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最大直径大。
上述第1密封部件的开口部内径也可以比上述光纤母材的最小直径小,通过上述第1密封部件的弹性变形对该第1密封部件的内周缘弹性施力,在使该内周缘与上述光纤母材的外周接触的状态下,对光纤母材进行拉丝。
也可以通过同时地进行上述拉丝炉的炉内空间的抽真空所引起的减压和由惰性气体的导入所实现的气体吹扫,来确保上述炉内空间为正压,在上述炉内空间的上述密封部件侧的端部的氧气浓度为200ppm以下的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
也可以在上述光纤母材的端部接合有虚设石英管。
根据上述光纤制造装置和光纤的制造方法,由于使用了第1密封部件,该第1密封部件设置在拉丝炉的端部,设有多个内周侧狭缝和多个外周侧狭缝,提高了变形自由度。因此难以产生密封部件的破损,并且能够由该密封部件维持光纤母材的密封性。
通过带狭缝部件的变形,内周侧狭缝间密封片的顶端,即带狭缝密封部件的内周缘可以与光纤母材以紧密接触的状态接触。另外,即使光纤拉丝过程中光纤母材的外径有变动时,或者光纤用石英玻璃管和虚设石英管存在外径差时,也不会在光纤母材和炉心管之间产生间隙,能够维持光纤母材和炉心管之间的良好的密封性。因此,也能够容易地实现防止外部气体的进入,能够容易地实现将拉丝炉内氧气浓度抑制在目标值以下(例如炉内空间的上述密封部件侧的端部处的氧气浓度200ppm以下)。其结果,可以使拉丝出的光纤的直径稳定,并且,能够防止拉丝炉内的碳制炉心管和加热器的劣化并实现长寿命。
另外,不必使用如以往的用于维持密封性的配重,也不会产生损伤光纤母材这样的问题(专利文献2)、密封环构成部件的接合不良和产生锈的问题(专利文献3)以及由产生大量粉体而导致的工作不良的问题(专利文献4),可以制造直径均匀的光纤。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的光纤制造装置的概略构成图。
图2A~2C是表示作为密封机构的密封部件而设置的带狭缝碳薄片的动作的图,图2A为初始状态,图2B为光纤母材插入到拉丝炉内的状态,图2C为虚设石英管插入到拉丝炉内的状态。
图3A~3C为表示碳薄片的俯视图,图3A为无狭缝碳薄片,图3B为带狭缝碳薄片,图3C为仅在内侧有狭缝的碳薄片。
图4是表示图1光纤制造装置的密封机构中的施重部件和带狭缝碳薄片关系的俯视图(其中,表示透视了带狭缝碳薄片的上侧的无狭缝碳薄片23)。
图5是该实施方式中的其他方式的光纤制造装置(作为密封部件采用只使用了带狭缝碳薄片的密封机构装置)的概略构成图。
图6是该实施方式中的其他方式的光纤制造装置(采用在带狭缝碳薄片的上下重叠了无狭缝碳薄片的结构的密封机构的装置)的概略构成图。
图7是表示密封部件正下方的氧气浓度与光纤直径的变动量的关系的曲线图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明一实施方式中的光纤制造装置、光纤制造方法进行说明。
本发明,首先,着眼于如果填充在拉丝炉内的氧气浓度为一定值以下则可以稳定光纤直径这样的事实,目的在于通过将该氧气浓度调整到一定范围内来谋求光纤直径的稳定性。为了实现该目的,本发明提供了一种适当地维持光纤母材插入到拉丝炉的位置的密封性的光纤制造装置和光纤制造方法。
一般来说,众所周知的公共通信中使用的光纤,由ITU-T等国际标准确定规格。最典型的光纤外径为φ125μm。因此,最好为φ125.0μm。
可是,已知在光纤的拉丝中,存在少许外形变动和光纤具有少许非圆形,遍及光纤全长中其外径都为φ125.0μm是很困难的。另外,已知市售的外径测量器(例如,Anritsu公司的激光外径测量器,型号:KL-151A.TW),存在由于取平均值或温度等导致的测量误差。
另外,根据上述ITU-T(G.652)规定一般的单模光纤的外径标准为125.0±1μm。并且,最近制定的ITU(G.657)中规定低弯曲耗损光纤外径的标准为125.0±0.7μm。
根据以上事实,优选中心值为φ125.0μm,光纤的外径变动公差为±0.5μm。或者,可以表现为光纤外径稳定。并且,更希望中心值为φ125.0μm,光纤外径变动的公差为±0.2μm。尤其是,遍及光纤的全长使外径为φ125.0±0.2μm,可以提高光纤直径的稳定性。另外,一般来说,由于已知光纤外径不稳定时,光纤强度降低或导致光纤的连接损耗恶化,所以提高光纤直径的稳定性,在提高光纤的可靠性方面也很重要。
为了制造这样的全长具有φ125.0±0.2μm外径的光纤,本发明者,着眼于光纤母材的光纤直径变动、炉心管和该光纤母材之间的密封性以及炉内的氧气浓度,进行了研究。其结果,发现如果密封部件即碳薄片(见后面所述)的正下方的氧气浓度(在图1,图5的点A处测量到的氧气浓度)为200ppm以下,则光纤直径能够为φ125.0±0.2μm。另外,还判定出如果在上述氧气浓度范围内,则可减少光纤制造装置中碳部件的劣化,并且,如果氧气浓度为100ppm以下,则能够进一步延长该碳部件的寿命。
以下,对用于制造遍及上述光纤外径的全长具有φ125.0±0.2μm的外径的光纤的具体构成进行说明。
图1是本发明一实施方式中的光纤制造装置100。该光纤制造装置100,具备:拉丝炉3,其具有内置的加热器1和插入光纤母材F的炉心管2;环状密封机构S,其在上述炉心管2上部按照具有相同的中心轴(用符号O表示)的方式配置了开口部(见后面所述)。炉心管2,沿着其轴方向(箭头a-b方向)配置在拉丝炉3的内部。
另外,图5所示的光纤制造装置101,为本实施方式的光纤制造装置的其他例子。在图5所示的光纤制造装置101中,只有密封机构S1与图1的光纤制造装置100不同,除密封机构S1以外的结构与图1的光纤制造装置100一样。
并且,在以下的说明中,将图1、图2A~2C以及图5中的上侧作为上,下侧作为下。
在图1、图5中,光纤母材F,由光纤用石英玻璃管4和插入在其内部的光纤用芯棒5构成。在该光纤母材F的上端部,设置有虚设石英管10、按压石英管11和抽真空用塞12,另外,在其下端部,设置了伪部件13。
虚设石英管10,是被火焰焊在光纤用石英玻璃管4的上端部的管体,其内部插入用于在顶端部按压光纤用芯棒5的按压石英管11。
抽真空用塞12,设置在虚设石英管10的上端面。光纤用芯棒5插入到虚设石英管10的内部后,抽真空用塞12将该光纤用芯棒5固定并保持在虚设石英管10的内部。
伪部件13,通过火焰焊接在光纤用石英玻璃管4的下端部进行固定,在光纤拉丝时作为出口部。
接着,参照图2A~2C和图3A、3B对图1的光纤制造装置100的密封机构S进行说明。
如图2A~2C所示,上述密封机构S配置在拉丝炉3的上部。该密封机构S,为了防止含有氧气的外部空气流入到炉心管2内,通过使用组合多了个环状碳薄片20、21而成的密封部件来维持密封性。
图1、图2A~2C中例示的密封机构S,如图3B所示,具备:形成有狭缝25、26的1枚碳薄片21(第1密封部件。以下,称为带狭缝碳薄片),和没有形成狭缝的环状部件(碳薄片)即2枚碳薄片20、23(参照图3A。第2密封部件,在以下称为无狭缝碳薄片)。带狭缝碳薄片21,配置在于拉丝炉3的炉心管2的中心轴O方向(图1中,上下方向)上相互隔离设置的2枚无狭缝碳薄片20、23之间。
在带狭缝碳薄片21的下侧作为间隔体设置薄片支持部24,该薄片支持部24形成为与中心轴O同轴的环状。上述薄片支持部24,插入到带狭缝碳薄片21和其下侧的无狭缝碳薄片20之间,带狭缝碳薄片21的外周部和无狭缝碳薄片20的外周部抵接。在带狭缝碳薄片21中,与上述薄片支持部24所抵接的部位相比,其内周侧部分(伸出部21H),以自薄片支持部24伸出的方式突出。另外,在带狭缝碳薄片21下侧的无狭缝碳薄片20中,也具有伸出部20H,该伸出部20H与上述薄片支持部24所抵接的部位相比在内周侧部分以从上述薄片支持部24伸出的方式突出。
带狭缝碳薄片23的上侧的无狭缝碳薄片21,重叠在带狭缝碳薄片21上。
另外,在无狭缝碳薄片23上,设置了3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和用于将薄片支持部24按压到拉丝炉3上的环状的施重部件28。如图2A~2C、图4所示,该施重部件28,设置在无狭缝碳薄片23的外周部上,使其在上下方向上(俯视)与薄片支持部24重叠。并且,图4是表示透过上侧的无狭缝碳薄片21对无狭缝碳薄片23进行透视的俯视图。
3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24相对于拉丝炉3不被固定,施重部件28相对于拉丝炉3也不被固定。在密封机构S中,利用施重部件28的质量(重量)将3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24按压到拉丝炉3上。
如图2A~2C所示,无狭缝碳薄片20是与拉丝炉3上端面接触配置的环状下侧密封部件。形成了开口部20M的内周缘20A,比炉心管2的内周缘2A向内侧突出少许。
带狭缝碳薄片21是环状中间密封部件,其配置成隔着薄片支持部24相对于碳薄片20在轴方向(图1中,箭头a-b方向。沿着中心轴O的方向)具有间隔。形成其开口部21M的内周缘21A,比碳薄片20的内周缘20A向内侧突出少许。
如图3B所示,该碳薄片21具有多个内周侧狭缝25和外周侧狭缝26,该内周侧狭缝25为从面向其开口部21M的内周缘在直径方向上延伸的狭缝,该外周侧狭缝26为从外周缘在直径方向延伸的狭缝。狭缝25沿着开口部21M的内周缘21A以一定的间隔形成,狭缝26沿着开口部21M的外周缘21B以一定的间隔分别形成多个。即,狭缝25、26,沿着碳薄片21的圆周方向配置。
图3B表示本发明实施例(见后面所述)中的带狭缝碳薄片21。
并且,图3C表示比较例(后面所述的)中的碳薄片22。
在图3C所示的碳薄片22中,在沿着上述开口部22M的内周缘22A的方向以一定间隔设置多个从开口部22M内周缘延伸的狭缝25a。该碳薄片22,具有相对于带狭缝碳薄片21省略了外周侧狭缝26的结构,除了省略外周侧狭缝26之外,为与带狭缝碳薄片21一样的结构。
如图2A~2C所示,无狭缝碳薄片23,是配置成与带狭缝碳薄片21的上面重叠的环状上侧密封部件。形成其开口部23M的内周缘23A,与碳薄片20一样,自炉心管2的内周缘2A向内侧突出少许。
无狭缝碳薄片20、23的开口部20M、23M的内径,比光纤母材F的最大直径大,并且比虚设石英管10的外径大。因此,这些无狭缝碳薄片20、23,不存在由于与光纤母材F接触而导致破损的可能性。
另外,在图1中,例示了具有比光纤母材F的外径小若干的外径的虚设石英管10。由于无狭缝碳薄片20、23开口部20M、23M的内径,比光纤母材F的最大直径稍大,所以能够维持虚设石英管10插入到无狭缝碳薄片20、23的开口部20M、23M的状态下的缝隙较小。
另外,位于中间的带狭缝碳薄片21的开口部21M的内径,比光纤母材F的最小直径小(小少许),且比虚设石英管10的外径小少许。因此,带狭缝碳薄片21,与光纤母材F、虚设石英管10紧密接触,其结果,能够得到高密封性。
并且,如前面所述,在本发明实施例中的中间的带狭缝碳薄片21上,分别形成多个内周侧狭缝25和外周侧狭缝26。如图3B所示,这些狭缝25、26,沿着开口部21M的半径方向放射状地形成,并且关于该带狭缝碳薄片21的圆周方向(沿着内周缘21A和外周缘21B的方向)交替配置。
如上所述,由于密封机构S的带狭缝碳薄片21,分别形成多个内周侧狭缝25和外周侧狭缝26,所以与没有形成狭缝25、26的情况相比,形状变化的自由度高,因此难以破损。另外,带狭缝碳薄片21,与没有形成狭缝25、26的情况相比,对于3维变形也能充分地应对。因此,如图2B所示,外径比开口部21M的内径大的光纤母材F插过密封机构S时,对于光纤母材F向密封机构S输送所产生的垂直方向的应力和由光纤母材F的弯曲所产生的水平方向的应力,通过该带狭缝碳薄片21整体地变形,能够有效地分散应力。因此,能够抑制带狭缝碳薄片21的破损。
另外,在带狭缝碳薄片21中,由于光纤母材F向密封机构S输送而产生的向下方的变位力作用于内周缘21A。由此,对内周侧狭缝25间密封片25A,赋予如图2B所示的向下的弯曲变形,由于带狭缝碳薄片21自身的弹性恢复力,其内周缘21A被光纤母材F弹性施力。由此,能够确保带狭缝碳薄片21内周缘21A的对于光纤母材F的外径变动的跟踪性,能够维持内周缘21A与光纤母材F接触的状态,能够可靠地确保密封性。
在密封机构S中,通过在带狭缝碳薄片21和其下侧的无狭缝碳薄片20之间作为间隔体设置的薄片支持部24,在带狭缝碳薄片21伸出部21H和无狭缝碳薄片20的伸出部20H之间确保间隙C。上述间隙C,有助于有效地确保带狭缝碳薄片21的变形,尤其是有助于由于光纤母材F向密封机构S20输送而作用于内周缘21A的向下方的变位力所引起的带狭缝碳薄片21的弯曲变形(参照图2B)的自由度。
另外,充分确保了带狭缝碳薄片21和无狭缝碳薄片20之间的距离,以使由光纤母材F向密封机构S输送产生变形后的带狭缝碳薄片21的内周缘21A不与无狭缝碳薄片20接触。由此,能够避免带狭缝碳薄片21的变形对无狭缝碳薄片20的密封性产生影响。
如前面所述,在该密封机构S中,通过相对于拉丝炉3不固定的施重部件28的质量(重量),将相对于拉丝炉3不固定的3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24按压到拉丝炉3上。并且,上述施重部件28的质量,按照根据伴随着光纤母材F的输送,带狭缝碳薄片21的变形可以微动的方式设定,上述施重部件28允许带狭缝碳薄片21的变形。施重部件28,抑制3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24脱离拉丝炉3,并且,允许带狭缝碳薄片21的变形,并将3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24按压到拉丝炉3上。
并且,3枚密封部件(碳薄片20、21、23)和薄片支持部24可以在与中心轴O垂直的方向上变位。
通过3枚密封部件和薄片支持部24可以向与密封部件中心轴O垂直方向变位,例如,即使在光纤母材F的轴偏离中心轴O或者光纤母材F相对于中心轴O倾斜时,通过密封部件向与中心轴O垂直的方向变位,能够防止过剩的力作用于密封部件。其结果,能够防止密封部件(碳薄片)的破损。
并且,在上述密封机构S中,薄片支持部24不是必须的,可以省略。例如,在虚设石英管10和光纤用石英玻璃管4之间外径差小时,由于伴随着光纤母材F的输送,带狭缝碳薄片21的变形量小,所以即使不使用薄片支持部24形成间隙C,也能够通过带狭缝碳薄片21的变形来吸收上述外径差。
图5所示的光纤制造装置101的密封机构S1,作为密封部件只具备1枚带狭缝碳薄片21,不具备无狭缝碳薄片。
带狭缝碳薄片21,与图1例示的光纤制造装置100大致一样,配置成使其比炉心管2的内周缘2A向内侧突出少许(开口部用符号21M表示)。另外,如前面所述,该带狭缝碳薄片21的开口部21M的内径,比光纤母材F的最小直径小(小少许),且比虚设石英管10的外径小若干。
即使在该光纤制造装置101的密封机构S1的上述带狭缝碳薄片21中,对于由于光纤母材F向密封机构S1输送而产生的在垂直方向的应力和由光纤母材F弯曲而产生的水平方向的应力,通过该带狭缝碳薄片21整体地变形能够有效地分散应力。因此,能够抑制带狭缝碳薄片21的破损。另外,通过由光纤母材F向密封机构S1输送而产生的向下方的变位力所引起的弯曲变形的带狭缝碳薄片21自身的弹性恢复力,其内周缘21A向光纤母材F弹性施力。由此,能够确保带狭缝碳薄片21内周缘21A的对光纤母材F的外径变动的跟踪性,能够维持内周缘21A与光纤母材F接触的状态,能够可靠地确保密封性。
另外,上述密封机构S1的带狭缝碳薄片21,形成与中心轴O同轴的环状,不固定地设置在固定于拉丝炉3上的薄片支持部27上。另外,通过配置在上述带狭缝碳薄片21上的前面所述的施重部件28按压到薄片支持部27上。
另外,在该密封机构S1中,带狭缝碳薄片21,具有比薄片支持部27向内侧伸出的伸出部21H1。在上述伸出部21H1和拉丝炉3之间由于确保了间隙C1,能够确保带狭缝碳薄片21的变形自由度。
并且,在上述密封机构S1中薄片支持部27不是必须的,可以省略。例如,虚设石英管10和光纤用石英玻璃管4之间的外径差小时,由于伴随着光纤母材F的输送,带狭缝碳薄片21的变形量小,所以即使不使用薄片支持部27来形成间隙C1,也能够通过带狭缝碳薄片21的变形吸收上述外径差。
在确保拉丝炉3的端部(上端)处的密封性方面,与采用只有1个密封部件的密封机构S1的光纤制造装置101相比,采用一并使用带狭缝碳薄片21和无狭缝碳薄片的密封结构S的光纤制造装置100一方更优异。
另外,在图1、图2A~2C中例示的光纤制造装置100的密封结构S中,碳薄片20和23,隔着带狭缝碳薄片21在上下各配置1枚。但是,本发明中的光纤制造装置的密封机构,并不局限于此,还可以设置多个无狭缝碳薄片(无缝密封部件)。此时,能够进一步提高密封性的维持效果。
并且,在使用了上述光纤制造装置100、101的光纤制造中,在纺丝过程中由图中没有表示的真空泵对光纤用石英玻璃管4内的空隙进行减压,降低炉内的氧气浓度(炉内空间31(图示例中的炉心管2内的空间)的氧气浓度)。并且,更优选一并使用在密封机构S下部导入惰性气体所实现的气体吹扫。即,通过同时进行由抽真空产生的减压和由惰性气体导入产生的气体吹扫,确保炉内空间31为正压。并且,为了提高关于拉丝炉3和光纤用石英玻璃管4之间的间隙的碳薄片20、21、23的密封性,即使进行小流量的气体吹扫,也能将炉内的氧气浓度维持得较低。这样通过组合多枚碳薄片20、21、23,即使在光纤用石英玻璃管4存在外径变动时,也不会损伤密封机构S,可以在光纤母材F的整个长度方向上确保密封性。由此,能够容易实现确保炉内空间31的上述密封部件侧端部(碳薄片20的正下方)处的氧气浓度为200ppm以下来拉丝光纤母材。
但是,在密封机构S中,通过采用具有从环状碳薄片开口部延伸的狭缝的部件,可以抑制碳薄片的折断(尤其是,抑制与光纤母材F接触的内周缘的折断)。可是,如图3C所示,在只具有从其开口部22M延伸的狭缝25a,没有外周侧狭缝26(参照图3C)的碳薄片22中,能够允许的光纤母材F的外径差减小为3mm程度。
因此,发明者,如上所述,为了放大该能够允许的外径差,发现了使用如图3B所示的带狭缝碳薄片21,具有从其内周侧延伸的狭缝(内周侧狭缝25)和从外周侧延伸的狭缝(外周侧狭缝26)的带缝密封部件。在该带狭缝碳薄片21中,通过狭缝25、26提高了对形状变化的自由度。因此,即使由于光纤母材F的输送产生垂直方向的应力或由光纤母材F的弯曲产生水平方向的应力,使该带狭缝碳薄片21自身产生三维弯曲时,带狭缝碳薄片21也难以破损,因此,能够抑制其破损。
本发明中的带狭缝碳薄片,未必局限于在其圆周方向交替配置内周侧狭缝25和外周侧狭缝26的结构。内周侧狭缝25和外周侧狭缝26,也可以采用在环状碳薄片半径方向串联形成的结构。
关于在带狭缝碳薄片21的圆周方向多处所形成的狭缝25、26的间隔,在破损抑制方面,最好分别以带狭缝碳薄片21的中心为基准,20度以下的间隔(相当于在内周侧和外周侧分别具有18处以上狭缝)。交替形成内周侧狭缝25和外周侧狭缝26时,可以进一步提高对破损的抑制。
在本发明者的探讨研究中,以带狭缝碳薄片21的中心为基准,以5度的间隔在内周缘21A和外周缘21B交替地设置狭缝时(分别在内周侧和外周侧设置72处狭缝时),即使光纤母材F的外径差为最大的10mm时,带狭缝碳薄片21也没有破损,确认了其抗外力的耐性强。另外关于带狭缝碳薄片21的厚度,也取决于狭缝25、26的个数,但最好为0.4~1.0mm程度。
虚设石英管10和光纤用石英玻璃管4之间的外径差小的情况等,伴随光纤母材F的输送带狭缝碳薄片21的变形量小的情况,也可以采用如图6所示的密封机构。
在图6所示的密封机构S2中,在带狭缝碳薄片21的上下配置2枚无狭缝碳薄片20、23,并且重叠使其与带狭缝碳薄片21直接接触。在图6所示的密封机构S2中,也通过载置在带狭缝碳薄片21的上面的无狭缝碳薄片23上(相对于拉丝炉3不固定)的环状的施重部件28,将碳薄片20、21、23按压到拉丝炉3上,抑制它们从拉丝炉3脱离。
在该密封机构S2中,除了在伴随着光纤母材F的输送,带狭缝碳薄片21变形量小时,带狭缝碳薄片21难以破损之外,还能够避免由带狭缝碳薄片21变形而引起的无狭缝碳薄片20、23的破损。因此,碳薄片20、21、23可以长期使用,能够长期可靠地确保优良的密封性。
接着,对具有上述碳薄片20、21、23的密封机构S进行了如下实验。
如下所示,在本发明中的实施例1~5中,使用内周缘21A和外周缘21B两方具有狭缝25、26的带狭缝碳薄片21作为密封机构S的中间密封部件。另一方面,在比较例1~3中,不使用中间密封部件(比较例1),或者使用只在开口部22M内周缘22A具有狭缝25的碳薄片22作为中间密封部件(比较例2和3)。
(实施例1)
外径φ145mm、内径φ80mm、长度800mm的虚设石英管10火焰焊接到外径φ155mm、内径φ45mm、长度1500mm的光纤用石英玻璃管4的端部。
另外,在光纤用石英玻璃管4的相反的端部,火焰焊接有在光纤拉丝时成为出口部的伪部件13(长度:100mm)。
用氢氟酸洗净焊接后的光纤用石英玻璃管4、虚设石英管10和伪部件13后,用纯水冲洗、干燥。对干燥后的光纤用石英玻璃管4内面,照射卤素灯的光进行观察后,没有发现损伤、干燥污点(水痕)。
然后,在虚设石英管10内部,将事先去除静电后的氟化树脂制的保护夹具(图示略)插入到光纤用石英玻璃管4和虚设石英管10的焊接部附近。然后,将由VAD法制作的光纤用芯棒5(φ42mm×1500mm,由火焰加工弯曲后)插入到光纤用石英玻璃管4和伪部件13的焊接部。
接着,将用于固定光纤用芯棒5的按压石英管11插入到虚设石英管10的内部后,在虚设石英管10的端部设置抽真空用塞12。
然后,将光纤用石英玻璃管4设置在没有图示的拉丝炉塔上(参照图1)。使用3枚碳薄片20、21、23(壁厚0.6mm)作为密封炉心管2和光纤母材F之间的间隙的密封部件。在具有图3B的形状的1枚带狭缝碳薄片21(内径φ144.5mm,狭缝数:共计72处)上下,分别配置了具有图3A形状的无狭缝碳薄片20、23(内径φ156mm),并使其与带狭缝碳薄片21重叠。在拉丝前将光纤母材F的顶端部插入到拉丝炉3的状态下,测量密封机构S碳薄片的正下方(图1的点A。下侧密封部件即无狭缝碳薄片20的正下方),即炉内空间31(参照图1)密封部件侧的端部(上端部)处的氧气浓度的结果为70ppm,为足够低的值,确认了光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。
然后,由加热器1加热拉丝炉3实施拉丝。在拉丝过程中使用没有图示的真空泵对光纤用石英玻璃管4内的空隙进行减压,在波尔登管式压力计显示为-0.1MPa(表压力)。在与上述相同的位置测量了拉丝过程中的氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为80~90ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入密封机构S时的氧气浓度为60~80ppm。根据该测量结果,确认密封性充分。拉丝过程中没有光纤断线,拉丝过程中在线观测的光纤直径变动稳定在125±0.1μm,为状态良好。在拉丝结束后,确认碳部件外观没有发现劣化,为良好的状态。
(实施例2)
将外径φ180mm、内径φ100mm、长度800mm虚设石英管10火焰焊接到外径φ190m、内径φ55mm、长度1500mm的光纤用石英玻璃管4的端部。焊接了虚设石英管10的光纤用石英玻璃管4中,用与实施例1一样的方法插入光纤用芯棒5(φ52mm×1500mm,火焰加工弯曲后)。使用3枚碳薄片20、21、23(壁厚0.6mm),作为密封炉心管2和光纤母材F之间的间隙的密封部件。
在具有图3B的形状的1枚带狭缝碳薄片21(内径φ179.5mm,狭缝数:共计72处)上下,分别设置具有图3A形状的无狭带狭缝碳薄片20、23(内径φ191mm),使其与带狭缝碳薄片21重叠。
与实施例1一样,测量拉丝前带狭缝碳薄片21的正下方处的氧气浓度的结果为80ppm,为充分低的值,确认了光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。另外,与实施例1一样测量了拉丝过程中氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为80~100ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入到密封机构S时的氧气浓度为70~100ppm。根据该测量结果,确认了密封性充分。拉丝过程中也没有光纤的断线,拉丝过程中在线观测的光纤直径变动稳定在125±0.1μm,状态良好。在拉丝结束后,确认碳部件的外观为没有发现劣化的良好状态。
(实施例3)
使用具有图3B形状,共计设置36处狭缝的带狭缝碳薄片21,除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前带狭缝碳薄片21正下方处氧气浓度的结果为120ppm,为充分低的值,确认光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。
另外,与实施例1一样测量了拉丝过程中的氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为110~140ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入到密封机构S时的氧气浓度为100~120ppm,确认了密封性充分。拉丝过程中也没有光纤断线,拉丝过程中在线观测光纤直径变动稳定在125±0.1μm,状态良好。拉丝结束后,确认了碳部件的外观,为没有发现劣化的良好状态。
(实施例4)
使用外径φ155mm、内径φ45mm的光纤用石英玻璃管4和外径φ150mm、内径φ80mm的虚设石英管10,使用具有图3B形状的1枚带狭缝碳薄片21(内径φ149.5mm,狭缝数:共计18处)和具有图3A形状的2枚无狭缝碳薄片20、23(内径φ156mm),除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前带狭缝碳薄片21的正下方处的氧气浓度的结果为90ppm,为充分低的值,确认光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。另外,与实施例1一样测量了拉丝过程中的氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为80~110ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入到密封机构S时的氧气浓度为90~100ppm,确认了密封性充分。在拉丝过程中也没有光纤断线,拉丝过程中在线观测的光纤直径变动稳定在125±0.1μm,状态良好。拉丝结束后,确认碳部件的外观为没有发现劣化的良好状态。
(实施例5)
使用具有图3B形状,内径为φ145.0mm,共计设置了72处狭缝的带狭缝碳薄片21,除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前带狭缝碳薄片21的正下方处氧气浓度的结果为130ppm,为充分低的值,确认了光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。
另外,与实施例1一样测量拉丝过程中的氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为120~140ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入到密封机构S时的氧气浓度为160~180ppm,确认了密封性充分。拉丝过程中也没有光纤的断线,拉丝过程中在线观测的光纤直径变动稳定在125±0.1μm,为状态良好。拉丝结束后,确认碳部件的外观,为没有发现劣化的良好状态。
(实施例6)
使用具有图3B形状,内径为φ145.5mm,设置了共计72处狭缝的带狭缝碳薄片21,除此之外以与实施例1一样的方法实施了拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前带狭缝碳薄片21的正下方处的氧气浓度的结果为140ppm,为充分低的值,确认光纤母材F和拉丝炉3间的密封性充分。另外,与实施例1一样测量拉丝过程中的氧气浓度。如图2B所示,光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的氧气浓度为130~150ppm,如图2C所示,虚设石英管10插入到密封机构S时的氧气浓度为190~210ppm,确认了密封性充分。拉丝过程中也没有光纤断线,拉丝过程中在线观测光纤直径变动稳定在125±0.15μm,为状态良好。拉丝结束后,确认碳部件的外观,为没有发现劣化的良好状态。
(比较例1)
作为密封部件,只使用具有图3A的形状的1枚无狭缝碳薄片20(内径φ156mm),除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前的氧气浓度和拉丝过程中光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时(图2B)的氧气浓度为130~150ppm,密封性充分。拉丝前半程光纤直径稳定在125±0.1μm。但是,如图2C所示,如果虚设石英管10插入到密封机构S,则氧气浓度变为250~300ppm,密封性恶化。密封性恶化之后,光纤直径变动剧烈,光纤直径变动为125±0.35μm,变得不稳定。
拉丝结束后,确认了碳部件的外观,为炉心管2内面变色,一部分烧损的状态。
(比较例2)
作为密封部件,只使用具有图3C形状的1枚碳薄片22(内径φ154.5mm,狭缝数:36处),除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前的氧气浓度和拉丝过程中光纤用石英玻璃管4插入到密封机构S时的(图2B)氧气浓度为70~90ppm,密封性充分。在拉丝前半程光纤直径稳定为125±0.1μm。但是,如图2C所示,在虚设石英管10插入到密封机构S时,氧气浓度变为200~230ppm,密封性恶化。在密封性恶化之后,光纤直径变动剧烈,光纤直径变动为125±0.3μm,不稳定。拉丝结束后,确认碳部件的外观,为炉心管2内面变色,一部分烧损的状态。
(比较例3)
使用外径φ148mm、内径φ45mm的光纤用石英玻璃管4和外径φ145mm、内径φ80mm的虚设石英管10,作为密封部件只使用了具有图3C的形状的1枚碳薄片22(内径φ144.5mm,狭缝数:36处),除此之外以与实施例1一样的方法实施拉丝。
与实施例1一样,测量拉丝前的氧气浓度为60~80ppm,密封性充分。但是,在拉丝长度为200km的拉丝阶段,氧气浓度变为250ppm,密封性突然恶化。因此中止了拉丝。在炉内冷却后确认碳薄片22的外观,碳薄片22的内周缘22A的狭缝破损并脱落。
总结本发明中的实施例和比较例的实验结果,如表1、图7的曲线所示。
由这些表1、图7的曲线可知,在本发明中的实施例1~5中,炉内的氧气浓度均能抑制在200ppm以下,光纤直径变动除了实施例6中稍高以外,都抑制在125±0.1μm的范围内。由此根据本发明,确认了可以将拉丝过程中的光纤直径的变动抑制在一定范围内。
另一方面,在比较例1~3中,炉内氧气浓度都均为200ppm以上,光纤直径变动都比实施例1~5高。尤其是,在比较例3中,由于密封性恶化,发生了光纤断线。如图7的曲线所示,如果光纤直径变动为0.4μm以上,断线发生概率增高。
如以上的详细说明,在本实施方式中的光纤制造装置、光纤制造方法中,作为设置在拉丝炉3的炉内空间31的端部(上端部)的、用于与插入到上述炉内空间31的光纤母材F的外周接触来密封上述拉丝炉3和光纤母材F间的密封部件,采用具有内周侧狭缝25和外周侧狭缝26的带狭缝碳薄片21,带狭缝碳薄片21形成为环状,并可插入光纤母材F。由此,即使插入外径比该带狭缝碳薄片21的开口部21M的内径大的光纤母材F时,由于内周侧狭缝25间的密封片25A的变形和上下活动,该密封片25A紧靠在光纤母材F上。并且,通过由内侧和外侧的狭缝25、26使带狭缝碳薄片21整体变形,能够分散负担施加在该带狭缝碳薄片21上的应力,因此,能够抑制由于局部应力集中而导致的碳薄片破损。
即,即使在外径比带狭缝碳薄片21开口部21M内径大的光纤母材F插入到该开口部21M时,由于内侧的狭缝25间的密封片25A变形,紧靠在光纤母材F上,所以该密封部件不会破损,且由该带狭缝碳薄片21能够维持拉丝炉3和光纤母材F间的密封性。
如果带狭缝碳薄片21的开口部21M的内径比光纤母材F的最小直径小,则由于邻接的狭缝25、26间的密封片25A、26A始终紧靠在光纤母材F上,所以在拉丝时,可以继续维持拉丝炉3和光纤母材F间的密封性,有利于确保密封性的稳定。
另外,带狭缝碳薄片21,由于通过狭缝25、26提高了变形自由度,所以容易紧靠在光纤母材F上。因此,即使在光纤母材F的外径随着拉丝而变化时和光纤用石英玻璃管4与虚设石英管10存在外径差时,带狭缝碳薄片21与光纤母材F之间也不会产生间隙,能够充分维持与该光纤母材F之间的密封性。因此,能够防止外部空气的进入,保持拉丝炉3内的氧气浓度(炉内空间31的密封部件侧的端部处的氧气浓度)为200ppm以下。其结果,可以使光纤直径稳定,并且,能够防止拉丝炉3内的碳制炉心管2和加热器1的劣化,实现其长寿命。并且,在将上述拉丝炉3内的氧气浓度保持在100ppm以下的状态下,也能够容易地进行光纤母材F的拉丝。
另外,上述带狭缝碳薄片21的狭缝25、26,沿着该带狭缝碳薄片21的半径方向配置,并且沿着该带狭缝碳薄片21的圆周方向相互错位地配置。因此,在带狭缝碳薄片21的开口部21M中插入具有比该开口部21M的内径大的外径的光纤母材F时,通过这些狭缝25、26使带狭缝碳薄片21整体变形,能够有效地吸收施加在该密封部件上的变形。其结果,可以预先防止该带狭缝碳薄片21的破损。
另外,由于光纤制造装置的密封部件采用了碳薄片,所以能够实现密封部件的高耐热性,和在拉丝时维持拉丝炉3和光纤母材F之间的高密封性。
另外,如图1、图2A~2C所示的光纤制造装置100,如果采用具有狭缝25、26的带狭缝碳薄片21、和与其同轴并在轴方向(箭头a-b方向)隔开间隔配置无狭缝碳薄片20、23而构成的密封机构S,则通过该密封机构的碳薄片20、21、23能够维持拉丝时的拉丝炉3和光纤母材F之间的高密封性。因此,防止外部空气的进入,能够更可靠地将拉丝炉3内的氧气浓度(炉内空间31的密封部件侧的端部处的氧气浓度)保持在200ppm以下。其结果,可以使光纤直径稳定。并且,能够更容易地将上述拉丝炉3内的氧气浓度保持在100ppm以下。
并且,在上述实施方式中,作为密封机构S的密封部件,使用了碳薄片20、21、23,但并不局限于此,也可以采用耐热性和可挠性优异的其他材质的密封部件。
以上,参照附图,对本发明的实施方式进行了详细的描述,但具体的构成并不局限于本实施方式,还包括不脱离本发明主旨范围的设计变更等。
Claims (17)
1.一种光纤制造装置,对加热后的光纤母材进行拉丝来制造光纤,其特征在于,具备:
拉丝炉,其内部具有可插入上述光纤母材的炉心管,加热上述光纤母材;及
第1密封部件,其与该拉丝炉同轴地配置在上述拉丝炉的端部,在中央形成开口部,对插过该开口部的上述光纤母材进行密封,
上述第1密封部件,具有在其内周形成的狭缝即多个内周侧狭缝和在其外周形成的狭缝即多个外周侧狭缝。
2.根据权利要求1所述的光纤制造装置,其特征在于,上述第1密封部件的上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,沿着上述光纤母材所插过的上述开口部的半径方向形成;
上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,沿着上述第1密封部件的圆周方向交替地配置。
3.根据权利要求1所述的光纤制造装置,其特征在于,上述第1密封部件由碳薄片构成。
4.根据权利要求1所述的光纤制造装置,其特征在于,
具备没有狭缝的第2密封部件,该没有狭缝的第2密封部件,其中央具有开口部,与上述第1密封部件同轴配置。
5.根据权利要求4所述的光纤制造装置,其特征在于,
具备多个上述第2密封部件,
上述第1密封部件配置在于上述炉心管的轴方向相互隔离设置的上述第2密封部件之间。
6.根据权利要求4所述的光纤制造装置,其特征在于,
上述第2密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最大直径大。
7.根据权利要求1所述的光纤制造装置,其特征在于,
上述第1密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最小直径小。
8.根据权利要求1所述的光纤制造装置,其特征在于,
还具备与上述光纤母材的端部接合的虚设石英管。
9.一种光纤制造方法,其特征在于,包括:
将光纤母材插入到设置在拉丝炉的内部的炉心管中的工序;
在通过与该拉丝炉同轴地配置在于上述拉丝炉的端部的第1密封部件密封了插过在该第1密封部件的中央所形成的开口部的上述光纤母材的状态下,对上述光纤母材进行拉丝的工序,
上述第1密封部件具有:在其内周形成的狭缝即多个内周侧狭缝,和在其外周形成的狭缝即多个外周侧狭缝。
10.根据权利要求9所述的光纤的制造方法,其特征在于,
上述第1密封部件的上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,沿着上述光纤母材所插过的上述开口部的半径方向形成,
上述各内周侧狭缝和上述各外周侧狭缝,沿着上述第1密封部件的圆周方向交替地配置。
11.根据权利要求9所述的光纤制造方法,其特征在于,
上述第1密封部件由碳薄片构成。
12.根据权利要求9所述的光纤制造方法,其特征在于,
将中央具有开口部但没有狭缝的第2密封部件,与上述第1密封部件同轴地配置在上述拉丝炉的端部,
在上述光纤母材插过了上述第1和第2密封部件的开口部的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
13.根据权利要求12所述的光纤制造方法,其特征在于,
在上述拉丝炉的端部配置多个上述第2密封部件,
上述第1密封部件配置在于上述炉心管的轴方向相互隔离地设置的上述第2密封部件之间,
在上述光纤母材插过了上述第1和第2密封部件的开口部的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
14.根据权利要求12所述的光纤制造方法,其特征在于,
上述第2密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最大直径大。
15.根据权利要求9所述的光纤制造方法,其特征在于,
上述第1密封部件的开口部内径比上述光纤母材的最小直径小,
通过上述第1密封部件的弹性变形对该第1密封部件的内周缘弹性施力,在使该内周缘与上述光纤母材的外周接触的状态下,对光纤母材进行拉丝。
16.根据权利要求9所述的光纤制造方法,其特征在于,
通过同时地进行上述拉丝炉的炉内空间的抽真空所引起的减压和由惰性气体的导入所实现的气体吹扫,来确保上述炉内空间为正压,
在上述炉内空间的上述密封部件侧的端部的氧气浓度为200ppm以下的状态下,对上述光纤母材进行拉丝。
17.根据权利要求9所述的光纤制造方法,其特征在于,在上述光纤母材的端部接合有虚设石英管。
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