光纖素線的製造方法以及製造裝置的製作方法

2023-08-06 15:11:51 2

專利名稱：光纖素線的製造方法以及製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及光纖素線的製造方法以及製造裝置。本申請基於2010年6月11日在日本申請的日本特願2010-134387號主張優先權，並將其內容援引於此。
背景技術：
一般而言，光纖素線如下製造。圖7是表示以往的光纖素線的製造方法中使用的光纖素線的製造裝置的簡要構 成的示意圖。光纖素線的製造中，首先，將以石英系玻璃為主成分的光纖母材101收容在紡絲爐102內，在氬(Ar)、氦(He)等非活性氣體環境氣中，將光纖母材101的前端部分高溫加熱到約2000°C，進行熔融紡絲，形成光纖裸線103。接著，將光纖裸線103送入冷卻筒104內。在冷卻筒104內供給有氦氣、氮氣等冷卻用氣體，在冷卻筒104中將光纖裸線103快速冷卻到適合下ーエ序一次被覆層形成的溫度。接著，將在冷卻筒104中冷卻的光纖裸線103，利用一次被覆層形成用的被覆材料塗布裝置105和UV燈106，用由紫外線固化型樹脂等形成的一次被覆層進行被覆。進而，將設置有一次被覆層的光纖裸線103，利用二次被覆層形成用的被覆材料塗布裝置107和UV燈108，用由紫外線固化型樹脂等構成的二次被覆層進行被覆，形成光纖素線 109。並且，將紡絲中的光纖素線109，通過扭轉裝置110施加扭轉後，通過迴轉輪111向其它方向改變方向，經由牽引機112、浮動滾筒113，卷繞於卷繞鼓114。近年，在光纖素線的製造中，出於減少光纖素線的偏振模色散(PolarizationMode Dispersion,以下省略為「 PMD」)的目的，在上述那樣的光纖素線的製造裝置中設置扭轉裝置110,對光纖素線109施加扭轉,從而ー邊對光纖母材101的加熱熔融部(光纖母材101的下端部)賦予扭轉ー邊將光纖裸線103熔融紡絲。通過扭轉裝置110對紡絲中的光纖素線109施加的扭轉將傳遞到光纖母材101的加熱熔融部。因此,ー邊對光纖母材101的加熱熔融部施加扭轉，一邊對光纖裸線103進行熔融紡絲。因此，紡絲後的光纖裸線103的扭轉被固定。以往，用扭轉裝置對光纖素線進行扭轉時，例如通過ー對扭轉輥從兩方向擠壓光纖素線來給予扭矩。在這樣的扭轉裝置中，通過ー邊控制扭轉輥間的距離ー邊實施扭轉，從而降低對光纖素線的被覆層造成的損傷，防止損傷大時所產生的被覆層的變形、一次被覆層和玻璃界面的剝離、一次被覆層的裂紋(例如，參照下述專利文獻I)。另外，用牽引絞盤牽引光纖時，一般使用通過絞盤輪和絞盤帶把持光纖素線這樣的牽引絞盤(例如，參照下述專利文獻2)。由此，防止絞盤和光纖素線的滑動。然而，因把持條件，對被覆層造成損傷，發生被覆層的變形、一次被覆層和玻璃界面的剝離和一次被覆層的裂紋。因此，通過將把持壓力、抗拉強度、表面粗糙度、階梯差調整到最佳範圍來減少對光纖素線被覆層的損傷。另外，受到近年的光纖素線的拉絲速度的増加的影響，在進行UV樹脂材料本身的特性改進(固化速度的提高等)和光纖的拉絲技術的改進。然而，基於以往的裝置的改造來應對高速化時，由於拉絲裝置的高度的限制，需要在有限的空間有效地配置冷卻區域、塗覆區域、UV固化區域、扭轉裝置區域、牽引絞盤區域等。因此，將發生在UV固化區域的緊下方不得不設置扭轉裝置區域的情況或不能充分確保到UV固化區域和牽引絞盤的距離的情況。其結果，扭轉裝置的設置位置、牽引絞盤的位置上的光纖素線的塗覆層的溫度變高。由此，被覆層的楊氏模量降低，比以往更容易發生塗覆層的變形。

作為其結果，即便在以往的扭轉裝置的擠壓力、牽引絞盤帶的擠壓的範圍內，光纖素線被覆的變形也變大，根據情況會發生一次被覆層和玻璃的界面剝落的剝離、一次被覆層開裂的問題。另外，為了降低塗覆層的溫度而導入冷卻裝置，則需要確保新的空間。其結果，由於拉絲裝置的高度的限制，破壞各種裝置(冷卻裝置、塗覆裝置、UV固化裝置等)所需長的平衡，無法提高拉絲速度。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本國特許第4194976號公報專利文獻2 :日本國特開平9-227171號公報

發明內容
本發明是鑑於這樣的以往實際情況而發明的，其第一目的在於，提供一種在不降低拉絲速度的情況下就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線的光纖素線的製造方法。另外，本發明的第二的目的在於，提供一種在不使裝置複雜化或不降低拉絲速度的情況下就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線的光纖素線的製造裝置。本發明的第I方式的光纖素線的製造方法，是將光纖母材熔融紡絲而形成光纖裸線(エ序A);在上述光纖裸線的外周設置由樹脂構成的被覆層而形成光纖素線中間體(エ序B);使形成上述光纖素線中間體的上述被覆層一次固化(エ序C);對上述光纖素線中間體的外周進行擠壓(エ序D);使上述光纖素線中間體被擠壓的被覆層二次固化(エ序E)。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，擠壓上述光纖素線中間體的外周時(エ序D)，可以介由上述一次固化的被覆層在上述光纖素線中間體的外周的一部分將至少ー對扭轉輥抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥並行運動或擺動運動，對上述光纖素線中間體施加扭轉。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，擠壓上述光纖素線中間體的外周時(エ序D)，可以使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引上述光纖素線中間體。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，擠壓上述光纖素線中間體的外周時(エ序D)，介由上述一次固化的被覆層在上述光纖素線中間體的外周的一部分將至少一對扭轉輥抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥並行運動或擺動運動，對上述光纖素線中間體施加扭轉；使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引上述光纖素線中間體。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，形成上述光纖素線中間體時(エ序B)的被覆層，可以採用具備與上述光纖裸線相接設置的第一層和與該第一層重疊設置的第二層，上述第二層的樹脂的楊氏模量比形成上述第一層的樹脂的楊氏模量高的構成。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，上述被覆層形成為具有上述第ー層和上述第二層的兩層構造時，可以分別在形成上述第一層後和形成上述第二層後，使上述被覆層一次固化(エ序C)。本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置，具備紡絲部，將光纖母材熔融紡絲而形成光纖裸線；塗布部，在上述光纖裸線的外周設置由樹脂構成的被覆層而形成光纖素線 中間體；第一固化部，使形成上述光纖素線中間體的上述被覆層一次固化；擠壓部，擠壓上述光纖素線中間體的外周；第二固化部，使上述光纖素線中間體被擠壓的被覆層二次固化。上述本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置中，上述擠壓部可以具備扭轉部，該扭轉部介由上述一次固化的被覆層在上述光纖素線中間體的外周的一部分將至少ー對扭轉輥抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥並行運動或擺動運動，對上述光纖素線中間體施加扭轉。上述本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置中，上述擠壓部可以具備牽引部，該牽引部使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引上述光纖素線中間體。上述本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置中，上述擠壓部可以具備扭轉部和牽引部，所述扭轉部介由上述一次固化的被覆層在上述光纖素線中間體的外周的一部分將至少ー對扭轉輥抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥並行運動或擺動運動，對上述光纖素線中間體施加扭轉；所述牽弓I部使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽弓I上述光纖素線中間體。上述本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，使設置於光纖裸線的外周的由樹脂構成的被覆層一次固化形成光纖素線中間體後，介由該一次固化的被覆層擠壓上述光纖素線中間體的外周。並且，將被擠壓的光纖素線中間體的被覆層二次固化形成光纖素線。由此，使對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、一次固化後的被覆層和玻璃表面的剝離、一次被覆層的裂紋，在二次固化時得到修復，得到良好的光纖素線。其結果，本發明的第I方式的光纖素線的製造方法中，在不降低拉絲速度的情況下就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線。上述本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置中，具備使被覆材料一次固化而形成具備被覆層的光纖素線中間體的一次固化部、和介由該被覆層擠壓上述光纖素線中間體的外周的擠壓部、以及將上述光纖素線中間體擠壓後的被覆層二次固化而形成光纖素線的二次固化部。由此，使對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，在二次固化時得到修復，得到良好的光纖素線。其結果，本發明的第2方式的光纖素線的製造裝置中，在不便裝置複雜化或不降低拉絲速度的情況下，就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線。


圖I是表示本發明的一個實施方式的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。圖2是表示該實施方式的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。圖3是表示該實施方式的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。圖4是實驗例中使用的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。圖5是實驗例中使用的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。圖6是實驗例中使用的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。

圖7是以往的光纖素線的製造裝置的簡要構成的示意圖。
具體實施例方式以下，參照

本發明的一個實施方式的光纖素線的製造方法以及製造裝置。圖I是表示本發明的一個實施方式的光纖素線的製造裝置IA (I)的簡要構成的示意圖。本實施方式的光纖素線5的製造裝置1，至少具備將光纖母材2熔融紡絲而形成光纖裸線3的紡絲部10，在光纖裸線3的外周塗布被覆材料而製成光纖素線中間體4 α
(4)的塗布部30，將光纖素線中間體4 α (4)的被覆材料一次固化而形成具備被覆層的光纖素線中間體4β (4)的一次固化部40，介由該被覆層擠壓光纖素線中間體4β (4)的外周而形成光纖素線中間體4 Y的擠壓部，以及，將光纖素線中間體4 Y (4)的上述被覆層ニ次固化而形成光纖素線5的二次固化部70。由此，將對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，在二次固化時進行修復，得到良好的光纖素線。其結果，本實施方式的光纖素線4的製造裝置1，在不便裝置複雜化或不降低拉絲速度的情況下，就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線。紡絲部10具備加熱爐11，將光纖母材2熔融紡絲而形成光纖裸線3。紡絲部10，ー邊降下懸掛在拉絲爐內的被稱為光纖母材2的石英玻璃棒，ー邊利用加熱爐11加熱熔融其前端，由此進行拉絲來製造光纖。向紡絲爐外引出的光纖裸線3被冷卻部20所冷卻。塗布部30，在光纖裸線3的外周塗布被覆材料而形成光纖素線中間體4 α (4)。出於保護光纖裸線3的目的，在塗布部30對冷卻的光纖進行樹脂塗覆。樹脂塗覆一般是ニ層塗覆，在內側塗布楊氏模量低的一次被覆層用的材料，在外側塗布楊氏模量高的二次被覆層用的材料。使用的材料大多是紫外線固化樹脂，通過UV燈進行固化。應予說明，作為塗覆方法有分別塗布一次被覆層和二次被覆層而各自固化的方法、和同時塗布一次被覆層和二次被覆層而ー並進行固化的方法等。圖I所示的例子中，舉出了同時塗布一次被覆層和二次被覆層的情況，但本發明不僅限於該構成。一次固化部40具備UV燈41，將光纖素線中間體4 α (4)的被覆材料一次固化而形成光纖素線中間體4β (4)。作為一次固化部40，例如，以夾持光纖素線中間體4α (4)的方式沿長度方向設置4對UV燈。擠壓部介由被覆層擠壓光纖素線中間體4β (4)的外周，從而形成光纖素線中間體4 Y⑷。這裡，擠壓部具備扭轉部50和/或牽引部60，所述扭轉部50介由上述一次固化的被覆層在光纖素線中間體4β (4)的外周的一部分將至少一對扭轉輥抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥並行運動或擺動運動，對光纖素線中間體4 β (4)施加扭轉，所述牽引部60使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引上述光纖素線中間體4 Y (4)。一般出於減少作為光纖的特性的偏振模色散(PMD)的目的而使用扭轉部50，但在為了降低PMD實施了施加扭轉以外的方法的對策(例如，縮小光纖母材2的非圓等)的情況下，有時並不特別需要。

另外，當牽引部60僅為絞盤輪61時，光纖素線中間體4β (4)將不被擠壓，所以不包括於擠壓部。作為扭轉部50使用具備與紡絲中的光纖素線中間體4β (4)的外周的一部分抵接的至少ー對扭轉輥51、51，具有使該ー對扭轉輥51、51並行運動的機構的裝置或具有使ー對扭轉輥51、51擺動運動的機構的裝置。作為具有一對扭轉輥並行運動的機構的扭轉部50，例如可以舉出以下裝置在可旋轉的ー對扭轉輥51、51的圓周曲面間擠壓光纖素線中間體4β (4)的同時使ー對扭轉輥51、51的移動方向周期性地進行反轉等，從而使光纖素線中間體4β (4)在ー對扭轉輥51、51的圓周曲面間，在與紡絲方向大致垂直方向的前後進行轉動，對光纖素線中間體4β (4)周期性地施加以其紡絲方向為軸旋轉的扭轉，由此施加扭矩的裝置。具體而言，該扭轉部50由與紡絲中的光纖素線中間體4β (4)的外周的一部分抵接的至少ー對扭轉輥51、51和支撐它們的支撐部(省略圖示)簡要構成。扭轉輥51、51以夾持光纖素線中間體4β (4)的方式配置，以其長度方向與光纖素線4的紡絲方向大致成為垂直的方式配置。另外，扭轉輥51能夠以與扭轉輥51成為ー體的中心軸為中心旋轉。並且,扭轉棍51能夠與中心軸一起向與光纖素線4的紡絲方向垂直的方向並行運動。扭轉輥51、51以中心軸為中心沿圖中的箭頭方向旋轉，同時與紡絲中的光纖素線中間體4β (4)的外周的一部分抵接，並且，通過向與光纖素線4的紡絲方向垂直的方向周期性地並行運動，從而對光纖素線中間體4 β (4)施加扭矩。通過對該光纖素線中間體4 β
(4)施加的扭矩和扭轉輥51、51的表面與光纖素線中間體4 β (4)的被覆層(外周)的摩擦，對紡絲中的光纖素線中間體4 β (4)施加扭轉。其結果，得到施加了扭轉的光纖素線中間體4 Y⑷。上述那樣的扭轉部50以外，作為具有ー對扭轉輥51、51擺動運動的機構的扭轉部50的ー個例子，例如可以舉出以下裝置在旋轉的ー對扭轉輥51、51的圓周曲面間擠壓光纖素線中間體4β (4)的同時通過使ー對扭轉輥51、51各自沿不同的方向朝紡絲方向周期性地傾斜，對光纖素線中間體4β (4)周期性地施加以其長度方向為軸旋轉的扭轉，由此施加扭矩的裝置。另外，作為具有扭轉輥擺動運動的機構的扭轉部50的其它例子，例如可以舉出以下裝置通過使旋轉的扭轉輥51、51和光纖素線中間體4 β (4)相接，沿與紡絲方向平行的方向周期性地擺動(擺動運動)光纖素線中間體4β (4)，對光纖素線中間體4β (4)周期性地施加以其長度方向為軸旋轉的扭轉，由此，施加扭矩的裝置。形成了被覆層且通過作為擠壓部的扭轉部50施加了扭轉的光纖素線中間體4 Y
(4)，通過滑輪81改變方向，被作為又ー個擠壓部的具備絞盤輪61和絞盤帶62的牽引部60所牽引。牽引部60中，牽引絞盤61高速旋轉，在此決定拉絲速度。牽引絞盤61例如以相當於拉絲速度2000m/min、1500m/min等的速度進行旋轉。作為牽引部60，例如可以採用日本特開平9-227171所示那樣的向絞盤輪用絞盤 帶來擠壓光纖素線中間體4γ (4)的牽引絞盤。應予說明，不擠壓光纖素線中間體4β (4)，只改變行進方向的滑輪81等，由於不夾持光纖素線中間體4β (4)，所以對光纖素線中間體4β (4)的被覆層造成的損傷極少，不容易產生被覆層的變形、剝離，裂紋，因此，不包括於本實施方式中的擠壓部。二次固化部70，UV燈，將通過牽引部60進ー步被擠壓的光纖素線中間體4 Y (4)的被覆層二次固化而形成光纖素線5。對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，在二次固化時得到修復。這是由於在二次固化時，固化反應進一步進行而分子的網格延伸，並且因由固化引起的放熱反應而被覆材料的溫度局部上升，達到玻璃化轉變溫度以上，因這些的相乘效果，一次固化時產生的剝離、裂紋將被修復。最後，卷繞部90，將高速牽引的光纖素線5用卷繞鼓91卷繞。在該路徑的中途一般配置吸收牽弓I速度和卷繞速度的旋轉速度之差，進行修正的裝置(浮動滑輪80)。因線配置而可以僅在扭轉部50適用本方法，或者，對於不使用扭轉部50的裝置，可以僅在牽引部60適用，或者也可以包括扭轉部50、牽引部60兩者而適用。更優選適用於扭轉部50和牽引部60兩者。應予說明，上述實施方式中，作為塗布部30，舉出同時塗布一次被覆層和二次被覆層，使其一井固化的例子進行了說明，但本發明不限於此，可以分別塗布一次被覆層和二次被覆層，分別固化。例如，圖2所示的製造裝置IB (1)，分別具備塗布一次被覆層的一次被覆層用的塗布部31和塗布二次被覆層的二次被覆層用的塗布部33。此時，在一次被覆層用的塗布部31和二次被覆層用的塗布部33之間配置具備一次被覆層固化用的UV燈的一次被覆層用的固化部32。另外，上述實施方式中，舉出光纖素線中間體4α (4)的一次固化部40具備沿長度方向配置的4對UV燈41的情況為例進行了說明，但本發明不限於此，可以適當地變更UV燈的個數。例如，圖2所示的製造裝置IB (I)具備沿長度方向配置的3對的UV燈。另外，上述實施方式中，作為擠壓部，舉出具備扭轉部50和牽引部60兩者的情況為例進行了說明，但本發明不限於此，具備扭轉部50或者牽引部60的任一方即可。例如，圖2所示的製造裝置IB中，作為擠壓部只具備扭轉部50。圖3所示的製造裝置IC (I)中，作為擠壓部只具備牽引部。接下來，對使用這樣的製造裝置IA (I)的光纖素線的製造方法進行說明。本實施方式的光纖素線的製造方法至少具備將光纖母材2熔融紡絲而形成光纖裸線3的エ序A，在光纖裸線3的外周塗布被覆材料製成光纖素線中間體4 α (4)的エ序B，將光纖素線中間體4 α (4)的上述被覆材料一次固化而形成具備被覆層的光纖素線中間體4β (4)的エ序C，介由上述被覆層擠壓光纖素線中間體4 β (4)的外周而形成光纖素線中間體4 Y (4)的エ序D，將上述光纖素線中間體4 Y (4)的上述被覆層二次固化而形成光纖素線5的エ序Ε。由此，對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，在二次固化時將被修復，得到良好的光纖素線。其結果，本實施方式的光纖素線的製造方法中，在不降低拉絲速度的情況下，就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線5。以下，按エ序順序進行說明。 ( I)將光纖母材2熔融紡絲而形成光纖裸線3 (エ序Α)。首先，將以石英系玻璃為主成分的光纖母材2，以能夠沿軸向移動地懸掛在熔融紡絲部10的加熱爐11內，在氬(Ar)、氦(He)等非活性氣體環境氣中，將其下端部分高溫加熱到約2000°C，由此拉絲光纖，形成光纖裸線3 (熔融紡絲)。應予說明，光纖母材2的製造方法有氣相軸向沉積法(VAD法)、外部氣相沉積法(OVD法)、內部氣相沉積法(CVD法、MCVD法、PCVD法)、套管法等，本發明不限於這些方法。接著，引出的光纖裸線3被送入冷卻部20內。在冷卻部20內供給有氦氣、氮氣等冷卻用氣體，在冷卻部20中將光纖裸線3快速冷卻到適合下一エ序的被覆材料的塗布的溫度。(2)在光纖裸線3的外周塗布被覆材料製成光纖素線中間體4 a (4)(エ序B)。對於在冷卻部20中冷卻的光纖裸線3，在被覆層形成用的塗布部30中，以覆蓋其外周的方式塗布(塗覆)由紫外線固化型樹脂構成的被覆材料。樹脂塗覆一般為ニ層塗覆，在內側塗布楊氏模量低的主要材料，在外側塗布楊氏模量高的次要材料。換言之，ニ層塗覆的被覆層由與光纖裸線3相接地配置的第一層和與該第一層重疊配置的第二層構成。作為形成上述第二層的樹脂使用與形成上述第一層的樹脂相比楊氏模量高的樹脂。塗布方法有分別塗布第一層(一次被覆層)和第二層(二次被覆層)，分別固化的方法以及同時塗布，一井固化的方法等，但本發明不限於這些方法。由此，得到在光纖裸線3的外周形成有由第一層(一次被覆層)和第二層(二次被覆層)構成的被覆層的光纖素線中間體4 α (4)。(3)使光纖素線中間體4 α (4)的被覆材料一次固化而形成光纖素線中間體4 β
(4)(エ序 C)。接著，將形成有被覆層的光纖素線4 α (4)送到一次固化部40，通過從該一次固化部40所具備的UV燈41照射的紫外線來進行固化(ー時固化)，形成一次固化的被覆層。由此，得到具備一次固化的被覆層的光纖素線中間體4β (4)。通過一次固化形成的被覆層的固化度，優選其用於評價一般的被覆材料的固化度的評價方法的凝膠分數為709Γ90%。固化度低於70%吋，固化不充分，所以在後續エ序中未反應的被覆材料有可能附著於擠壓部(扭轉部50、牽引部60)，或者由扭轉部50產生的扭矩難以傳遞到光纖裸線3，從而扭轉數可能變少。另ー方面，固化度大於90%時，未反應成分少，所以對在擠壓エ序中一次被覆層所產生的變形、剝離、裂紋，用二次固化進行修復時，無法得到足夠的修復效果。(4)介由一次固化的被覆層擠壓光纖素線中間體4β (4)的外周而形成光纖素線中間體4 Y (4)(エ序D)。該エ序D是對光纖素線中間體4 β (4)施加扭轉的扭轉エ序和/或把持牽引光纖素線中間體4β (4)的牽引エ序。扭轉エ序時，介由上述一次固化的被覆層在光纖素線中間體4β (4)的外周的一部分將至少ー對扭轉輥51、51抵接的狀態下，使該ー對扭轉輥51、51並行運動或擺動運動，對光纖素線中間體4 β (4)施加扭轉。具體而言，例如，在旋轉的ー對扭轉輥51、51的圓周曲面間擠壓光纖素線中間體 4β (4)的同時使ー對扭轉輥51、51的移動方向周期性地反轉等，從而使光纖素線中間體4β (4)在ー對扭轉輥51、51的圓周曲面間，在與紡絲方向大致垂直的方向的前後轉動，對光纖素線中間體4β (4)周期性地施加以其紡絲方向為軸旋轉的扭轉，由此施加扭矩。通過對該光纖素線中間體4 β (4)施加的扭矩和扭轉輥51、51的表面與光纖素線中間體4 β
(4)的被覆層(外周)的摩擦，向紡絲中的光纖素線中間體4 β (4)施加扭轉。並且，牽引エ序時，使用絞盤輪61和絞盤帶62，把持牽引經由上述扭轉エ序的光纖素線中間體4 Y (4)。進而，經該牽引エ序而送出的中間體為光纖素線中間體4 δ (4)。(5)使牽引的光纖素線中間體4γ (4)的被覆層二次固化而形成光纖素線5 (エ序Ε)。接著，將光纖素線中間體4 Y (4)送到二次固化部70，通過從該二次固化部70 (UV燈)照射的紫外線使被覆層進一歩固化(二次固化)，由此得到光纖素線5。對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，將在二次固化時被修復。這是由於在二次固化吋，被覆材料的固化反應進一歩進行而分子的網格延伸，並且因由固化引起的放熱反應而被覆材料的溫度局部上升，和達到玻璃化轉變溫度以上，因這些的相乘效果，一次固化時在被覆層產生的剝離、裂紋將被修復。作為二次固化的被覆層的固化度，優選凝膠分數為85%以上。固化度低於85%吋，被覆層中未固化成分大量殘留，在以後的エ序，例如著色エ序、帶化工序中，其未固化成分進行反應而成為揮發成分，牽引時發生被覆層和著色層、帶層之間的剝離，或產生屬於微小的外徑變化的打結等不良情況容易發生。通過使凝膠分數為85%以上，能夠避免這樣的問題。最後，光纖素線5通過滑輪81向其它方向改變方向，介由浮動滑輪80，在卷繞部90被卷繞鼓91所卷繞。如以上所說明，在本實施方式中，在擠壓エ序的前後分2階段進行被覆層的固化，從而將對一次固化後的被覆層進行擠壓而產生的被覆層的變形、被覆層和玻璃表面的剝離、被覆層的裂紋，在二次固化時進行修復，得到良好的光纖素線。這樣，本實施方式中，在不便裝置複雜化或不降低拉絲速度的情況下，就能夠防止被覆層的變形、剝離，能夠高效地製造可靠性高的光纖素線5。以上，對本實施方式的光纖素線的製造方法以及製造裝置進行了說明，但本發明不限於上述例子，在不脫離發明的主g的範圍內可以適當地變更。實施例使用如上所述的構成的製造裝置製作了光纖素線。(實驗例I)使用圖I所示的製造裝置IA (裝置A)，製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度2500m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以同時塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，同時固化的方式進行的。

用具有UV燈的一次固化部使被覆層一次固化，其後，進行扭轉エ序和使用絞盤帶的牽引エ序。然後，用具有UV燈的二次固化部使被覆層二次固化。之後，一邊通過浮動滑輪將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500km。(實驗例2)使用圖I所示的製造裝置IA (裝置A)，製作了光纖素線。以被覆層的一次固化後的凝膠分數為70% (另外製作了樣品進行評價)、二次固化後的凝膠分數為80%的方式，調整一次固化部和二次固化部的UV燈輸出功率，除此之外，與實驗例I相同地製作了光纖素線。(實驗例3)使用圖2所示的製造裝置IB (裝置B)，製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度1500m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以分別塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，分別固化的方式進行的。用具有UV燈的一次固化部使被覆層一次固化，之後，進行扭轉エ序。然後用具有UV燈的二次固化部使被覆層二次固化。然後，ー邊通過牽引絞盤(不使用帯)將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500kmo(實驗例4)使用圖2所示的製造裝置IB (裝置B)，製作了光纖素線。除了光纖母材的拉絲速度為2000m/min以外，與實驗例3相同地製作了光纖素線。(實驗例5)使用圖2所示的製造裝置IB (裝置B)，製作了光纖素線。以被覆層的一次固化後的凝膠分數為60% (另外製作樣品進行評價)、二次固化後的凝膠分數為85%的方式，調整一次固化部和二次固化部的UV燈輸出功率，除此以外，與實驗例4相同地製作了光纖素線。(實驗例6)使用圖3所示的製造裝置IC (裝置C)，製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度2000m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以同時塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，同時固化的方式進行的。用具有UV燈的一次固化部使被覆層一次固化，其後，進行使用絞盤帶的牽引エ序。其後，用具有UV燈的二次固化部使被覆層二次固化。其後，一邊通過浮動滑輪將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500km。(實驗例7)
使用圖3所示的製造裝置IC (裝置C)製作了光纖素線。以被覆層的一次固化後的凝膠分數為92% (另外製作了樣品進行評價)，二次固化後的凝膠分數為95%的方式，調整一次固化部和二次固化部的UV燈輸出功率，除此以外，與實驗例6相同地製作了光纖素線。(實驗例8)使用圖4所示的製造裝置D (裝置D)，製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度1500m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以分別塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，分別固化的方式進行的。用具有UV燈的固化部使被覆層固化，然後進行扭轉エ序。

之後，ー邊通過牽引絞盤(無帶)將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500kmo(實驗例9)使用圖4所示的製造裝置D (裝置D)製作了光纖素線。除了在製造裝置D中向固化部的UV燈追加I個燈以外，與實驗例8相同地製作了
光纖素線。(實驗例10)使用圖5所示的製造裝置E (裝置E)，製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度2000m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以同時塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，同時固化的方式進行的。用具有UV燈的固化部使被覆層固化，然後進行扭轉エ序和使用絞盤帶的牽引エ序。然後，一邊通過浮動滑輪將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500km。(實驗例11)使用圖6所示的製造裝置F (裝置F)製作了光纖素線。使用外徑Φ 150mm的光纖母材，以拉絲速度2500m/min實施拉絲。被覆層的塗覆是以分別塗覆第一層(一次被覆層)、第二層(二次被覆層)，分別固化的方式進行的。用具有UV燈的一次固化部使被覆層一次固化，然後進行使用絞盤帶的牽引エ序。然後，一邊通過浮動滑輪將光纖素線卷繞於卷繞線軸，一邊實施拉絲500km。對如上所述製作了的實驗例f實驗例11的拉絲後的光纖素線，每50km進行切害I]，從切割線材取樣品，對凝膠分數、被覆變形的平均值以及-60°C下的損耗變化進行了評價。被覆層的凝膠分數的測定，是將被覆層浸潰在60°C的甲基こ基酮(MEK)溶劑中16小吋，將所謂的未固化成分進行溶劑萃取，取出後，測定試料被覆重量(W)。試料的初始重量為WO吋，凝膠分數被「(WZW0) XlOO (%)」所表示。被覆變形的平均值使用photon kinetic公司的PK2401進行測定。-60°C下的損耗變化是將IOOOm的光纖以自由螺旋狀態加入到恆溫槽，將常溫作為參考，比較_60°C下的損耗變動。如果存在被覆材料的變形、剝離、裂紋等損傷，則損耗為微彎損耗，損耗將增加。並且，使用顯微鏡觀察被覆層的剝離、裂紋。
權利要求
1.一種光纖素線的製造方法，其特徵在幹， 將光纖母材熔融紡絲而形成光纖裸線； 在所述光纖裸線的外周設置由樹脂構成的被覆層而形成光纖素線中間體； 使形成所述光纖素線中間體的所述被覆層一次固化； 擠壓所述光纖素線中間體的外周； 使所述光纖素線中間體被擠壓的被覆層二次固化。
2.根據權利要求I所述的光纖素線的製造方法，其特徵在於，擠壓所述光纖素線中間體的外周時，介由所述一次固化的被覆層在所述光纖素線中間體的外周的一部分將至少一對捻線輥抵接的狀態下，使該ー對捻線輥並行運動或擺動運動，對所述光纖素線中間體施加扭轉。
3.根據權利要求I所述的光纖素線的製造方法，其特徵在於，擠壓所述光纖素線中間體的外周時，使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引所述光纖素線中間體。
4.根據權利要求I所述的光纖素線的製造方法，其特徵在於，擠壓所述光纖素線中間體的外周時， 介由所述一次固化的被覆層在所述光纖素線中間體的外周的一部分將至少ー對捻線輥抵接的狀態下，使該ー對捻線輥並行運動或擺動運動，對所述光纖素線中間體施加扭轉; 使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引所述光纖素線中間體。
5.根據權利要求I所述的光纖素線的製造方法，其特徵在於，形成所述光纖素線中間體時的被覆層具備與所述光纖裸線相接配置的第一層和與該第一層重疊配置的第二層，井且，形成所述第二層的樹脂的楊氏模量比形成所述第一層的樹脂的楊氏模量高。
6.根據權利要求5所述的光纖素線的製造方法，其特徵在於，所述被覆層形成為具有所述第一層和所述第二層的兩層構造時，分別在形成所述第一層後和形成所述第二層後，使所述被覆層一次固化。
7.一種光纖素線的製造裝置，其特徵在於，具備 紡絲部，將光纖母材熔融紡絲而形成光纖裸線； 塗布部，在所述光纖裸線的外周設置由樹脂構成的被覆層而形成光纖素線中間體； 第一固化部，使形成所述光纖素線中間體的所述被覆層一次固化； 擠壓部，擠壓所述光纖素線中間體的外周； 第二固化部，使所述光纖素線中間體被擠壓的被覆層二次固化。
8.根據權利要求7所示的光纖素線的製造裝置，其特徵在於，所述擠壓部具備扭轉部，所述扭轉部介由所述一次固化的被覆層在所述光纖素線中間體的外周的一部分將至少一對捻線輥抵接的狀態下，使該ー對捻線輥並行運動或擺動運動，對光纖素線中間體施加扭轉。
9.根據權利要求7所述的光纖素線的製造裝置，其特徵在於，所述擠壓部具備牽引部，所述牽引部使用絞盤輪和絞盤帶來把持牽引所述光纖素線中間體。
10.根據權利要求7所述的光纖素線的製造裝置，其特徵在於 所述擠壓部具備 扭轉部，介由所述一次固化的被覆層在所述光纖素線中間體的外周的一部分將至少一對捻線輥抵接的狀態下，使該ー對捻線輥並行運動或擺動運動，對光纖素線中間體施加扭轉; 牽引部，使用絞盤 輪和絞盤帶來把持牽引所述光纖素線中間體。
全文摘要
本發明提供一種光纖素線的製造方法以及製造裝置。該光纖素線的製造方法是將光纖母材熔融紡絲而形成光纖裸線；在上述光纖裸線的外周設置由樹脂構成的被覆層而形成光纖素線中間體；使形成上述光纖素線中間體的上述被覆層一次固化；擠壓上述光纖素線中間體的外周；使上述光纖素線中間體被擠壓的被覆層二次固化。
文檔編號C03B37/12GK102686529SQ201180005208
公開日2012年9月19日 申請日期2011年6月9日 優先權日2010年6月11日
發明者岡田健志 申請人:株式會社藤倉