专利名称：光纤素线的制造方法以及制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤素线的制造方法以及制造装置。本申请基于2010年6月11日在日本申请的日本特愿2010-134387号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术：
一般而言，光纤素线如下制造。图7是表示以往的光纤素线的制造方法中使用的光纤素线的制造装置的简要构 成的示意图。光纤素线的制造中，首先，将以石英系玻璃为主成分的光纤母材101收容在纺丝炉102内，在氩(Ar)、氦(He)等非活性气体环境气中，将光纤母材101的前端部分高温加热到约2000°C，进行熔融纺丝，形成光纤裸线103。接着，将光纤裸线103送入冷却筒104内。在冷却筒104内供给有氦气、氮气等冷却用气体，在冷却筒104中将光纤裸线103快速冷却到适合下ーエ序一次被覆层形成的温度。接着，将在冷却筒104中冷却的光纤裸线103，利用一次被覆层形成用的被覆材料涂布装置105和UV灯106，用由紫外线固化型树脂等形成的一次被覆层进行被覆。进而，将设置有一次被覆层的光纤裸线103，利用二次被覆层形成用的被覆材料涂布装置107和UV灯108，用由紫外线固化型树脂等构成的二次被覆层进行被覆，形成光纤素线 109。并且，将纺丝中的光纤素线109，通过扭转装置110施加扭转后，通过回转轮111向其它方向改变方向，经由牵引机112、浮动滚筒113，卷绕于卷绕鼓114。近年，在光纤素线的制造中，出于减少光纤素线的偏振模色散(PolarizationMode Dispersion,以下省略为“ PMD”)的目的，在上述那样的光纤素线的制造装置中设置扭转装置110,对光纤素线109施加扭转,从而ー边对光纤母材101的加热熔融部(光纤母材101的下端部)赋予扭转ー边将光纤裸线103熔融纺丝。通过扭转装置110对纺丝中的光纤素线109施加的扭转将传递到光纤母材101的加热熔融部。因此,ー边对光纤母材101的加热熔融部施加扭转，一边对光纤裸线103进行熔融纺丝。因此，纺丝后的光纤裸线103的扭转被固定。以往，用扭转装置对光纤素线进行扭转时，例如通过ー对扭转辊从两方向挤压光纤素线来给予扭矩。在这样的扭转装置中，通过ー边控制扭转辊间的距离ー边实施扭转，从而降低对光纤素线的被覆层造成的损伤，防止损伤大时所产生的被覆层的变形、一次被覆层和玻璃界面的剥离、一次被覆层的裂纹(例如，參照下述专利文献I)。另外，用牵引绞盘牵引光纤时，一般使用通过绞盘轮和绞盘带把持光纤素线这样的牵引绞盘(例如，參照下述专利文献2)。由此，防止绞盘和光纤素线的滑动。然而，因把持条件，对被覆层造成损伤，发生被覆层的变形、一次被覆层和玻璃界面的剥离和一次被覆层的裂纹。因此，通过将把持压力、抗拉强度、表面粗糙度、阶梯差调整到最佳范围来减少对光纤素线被覆层的损伤。另外，受到近年的光纤素线的拉丝速度的増加的影响，在进行UV树脂材料本身的特性改进(固化速度的提高等)和光纤的拉丝技术的改进。然而，基于以往的装置的改造来应对高速化时，由于拉丝装置的高度的限制，需要在有限的空间有效地配置冷却区域、涂覆区域、UV固化区域、扭转装置区域、牵引绞盘区域等。因此，将发生在UV固化区域的紧下方不得不设置扭转装置区域的情况或不能充分确保到UV固化区域和牵引绞盘的距离的情況。其结果，扭转装置的设置位置、牵引绞盘的位置上的光纤素线的涂覆层的温度变高。由此，被覆层的杨氏模量降低，比以往更容易发生涂覆层的变形。
作为其结果，即便在以往的扭转装置的挤压力、牵引绞盘带的挤压的范围内，光纤素线被覆的变形也变大，根据情况会发生一次被覆层和玻璃的界面剥落的剥离、一次被覆层开裂的问题。另外，为了降低涂覆层的温度而导入冷却装置，则需要确保新的空间。其結果，由于拉丝装置的高度的限制，破坏各种装置(冷却装置、涂覆装置、UV固化装置等)所需长的平衡，无法提高拉丝速度。现有技术文献专利文献专利文献I :日本国特许第4194976号公报专利文献2 :日本国特开平9-227171号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的以往实际情况而发明的，其第一目的在于，提供一种在不降低拉丝速度的情况下就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线的光纤素线的制造方法。另外，本发明的第二的目的在于，提供一种在不使装置复杂化或不降低拉丝速度的情况下就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线的光纤素线的制造装置。本发明的第I方式的光纤素线的制造方法，是将光纤母材熔融纺丝而形成光纤裸线(エ序A);在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的被覆层而形成光纤素线中间体(エ序B);使形成上述光纤素线中间体的上述被覆层一次固化(エ序C);对上述光纤素线中间体的外周进行挤压(エ序D);使上述光纤素线中间体被挤压的被覆层二次固化(エ序E)。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，挤压上述光纤素线中间体的外周时(エ序D)，可以介由上述一次固化的被覆层在上述光纤素线中间体的外周的一部分将至少ー对扭转辊抵接的状态下，使该ー对扭转辊并行运动或摆动运动，对上述光纤素线中间体施加扭转。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，挤压上述光纤素线中间体的外周时(エ序D)，可以使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引上述光纤素线中间体。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，挤压上述光纤素线中间体的外周时(エ序D)，介由上述一次固化的被覆层在上述光纤素线中间体的外周的一部分将至少一对扭转辊抵接的状态下，使该ー对扭转辊并行运动或摆动运动，对上述光纤素线中间体施加扭转；使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引上述光纤素线中间体。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，形成上述光纤素线中间体时(エ序B)的被覆层，可以采用具备与上述光纤裸线相接设置的第一层和与该第一层重叠设置的第二层，上述第二层的树脂的杨氏模量比形成上述第一层的树脂的杨氏模量高的构成。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，上述被覆层形成为具有上述第ー层和上述第二层的两层构造时，可以分别在形成上述第一层后和形成上述第二层后，使上述被覆层一次固化(エ序C)。本发明的第2方式的光纤素线的制造装置，具备纺丝部，将光纤母材熔融纺丝而形成光纤裸线；涂布部，在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的被覆层而形成光纤素线 中间体；第一固化部，使形成上述光纤素线中间体的上述被覆层一次固化；挤压部，挤压上述光纤素线中间体的外周；第二固化部，使上述光纤素线中间体被挤压的被覆层二次固化。上述本发明的第2方式的光纤素线的制造装置中，上述挤压部可以具备扭转部，该扭转部介由上述一次固化的被覆层在上述光纤素线中间体的外周的一部分将至少ー对扭转辊抵接的状态下，使该ー对扭转辊并行运动或摆动运动，对上述光纤素线中间体施加扭转。上述本发明的第2方式的光纤素线的制造装置中，上述挤压部可以具备牵引部，该牵引部使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引上述光纤素线中间体。上述本发明的第2方式的光纤素线的制造装置中，上述挤压部可以具备扭转部和牵引部，所述扭转部介由上述一次固化的被覆层在上述光纤素线中间体的外周的一部分将至少ー对扭转辊抵接的状态下，使该ー对扭转辊并行运动或摆动运动，对上述光纤素线中间体施加扭转；所述牵弓I部使用绞盘轮和绞盘带来把持牵弓I上述光纤素线中间体。上述本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，使设置于光纤裸线的外周的由树脂构成的被覆层一次固化形成光纤素线中间体后，介由该一次固化的被覆层挤压上述光纤素线中间体的外周。并且，将被挤压的光纤素线中间体的被覆层二次固化形成光纤素线。由此，使对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、一次固化后的被覆层和玻璃表面的剥离、一次被覆层的裂纹，在二次固化时得到修复，得到良好的光纤素线。其结果，本发明的第I方式的光纤素线的制造方法中，在不降低拉丝速度的情况下就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线。上述本发明的第2方式的光纤素线的制造装置中，具备使被覆材料一次固化而形成具备被覆层的光纤素线中间体的一次固化部、和介由该被覆层挤压上述光纤素线中间体的外周的挤压部、以及将上述光纤素线中间体挤压后的被覆层二次固化而形成光纤素线的二次固化部。由此，使对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，在二次固化时得到修复，得到良好的光纤素线。其结果，本发明的第2方式的光纤素线的制造装置中，在不便装置复杂化或不降低拉丝速度的情况下，就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线。
图I是表示本发明的一个实施方式的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。图2是表示该实施方式的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。图3是表示该实施方式的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。图4是实验例中使用的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。图5是实验例中使用的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。图6是实验例中使用的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。
图7是以往的光纤素线的制造装置的简要构成的示意图。
具体实施例方式以下，參照
本发明的一个实施方式的光纤素线的制造方法以及制造装置。图I是表示本发明的一个实施方式的光纤素线的制造装置IA (I)的简要构成的示意图。本实施方式的光纤素线5的制造装置1，至少具备将光纤母材2熔融纺丝而形成光纤裸线3的纺丝部10，在光纤裸线3的外周涂布被覆材料而制成光纤素线中间体4 α
(4)的涂布部30，将光纤素线中间体4 α (4)的被覆材料一次固化而形成具备被覆层的光纤素线中间体4β (4)的一次固化部40，介由该被覆层挤压光纤素线中间体4β (4)的外周而形成光纤素线中间体4 Y的挤压部，以及，将光纤素线中间体4 Y (4)的上述被覆层ニ次固化而形成光纤素线5的二次固化部70。由此，将对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，在二次固化时进行修复，得到良好的光纤素线。其结果，本实施方式的光纤素线4的制造装置1，在不便装置复杂化或不降低拉丝速度的情况下，就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线。纺丝部10具备加热炉11，将光纤母材2熔融纺丝而形成光纤裸线3。纺丝部10，ー边降下悬挂在拉丝炉内的被称为光纤母材2的石英玻璃棒，ー边利用加热炉11加热熔融其前端，由此进行拉丝来制造光纤。向纺丝炉外引出的光纤裸线3被冷却部20所冷却。涂布部30，在光纤裸线3的外周涂布被覆材料而形成光纤素线中间体4 α (4)。出于保护光纤裸线3的目的，在涂布部30对冷却的光纤进行树脂涂覆。树脂涂覆一般是ニ层涂覆，在内侧涂布杨氏模量低的一次被覆层用的材料，在外侧涂布杨氏模量高的二次被覆层用的材料。使用的材料大多是紫外线固化树脂，通过UV灯进行固化。应予说明，作为涂覆方法有分别涂布一次被覆层和二次被覆层而各自固化的方法、和同时涂布一次被覆层和二次被覆层而ー并进行固化的方法等。图I所示的例子中，举出了同时涂布一次被覆层和二次被覆层的情況，但本发明不仅限于该构成。一次固化部40具备UV灯41，将光纤素线中间体4 α (4)的被覆材料一次固化而形成光纤素线中间体4β (4)。作为一次固化部40，例如，以夹持光纤素线中间体4α (4)的方式沿长度方向设置4对UV灯。挤压部介由被覆层挤压光纤素线中间体4β (4)的外周，从而形成光纤素线中间体4 Y⑷。这里，挤压部具备扭转部50和/或牵引部60，所述扭转部50介由上述一次固化的被覆层在光纤素线中间体4β (4)的外周的一部分将至少一对扭转辊抵接的状态下，使该ー对扭转辊并行运动或摆动运动，对光纤素线中间体4 β (4)施加扭转，所述牵引部60使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引上述光纤素线中间体4 Y (4)。一般出于减少作为光纤的特性的偏振模色散(PMD)的目的而使用扭转部50，但在为了降低PMD实施了施加扭转以外的方法的对策(例如，縮小光纤母材2的非圆等)的情况下，有时并不特别需要。
另外，当牵引部60仅为绞盘轮61时，光纤素线中间体4β (4)将不被挤压，所以不包括于挤压部。作为扭转部50使用具备与纺丝中的光纤素线中间体4β (4)的外周的一部分抵接的至少ー对扭转辊51、51，具有使该ー对扭转辊51、51并行运动的机构的装置或具有使ー对扭转辊51、51摆动运动的机构的装置。作为具有一对扭转辊并行运动的机构的扭转部50，例如可以举出以下装置在可旋转的ー对扭转辊51、51的圆周曲面间挤压光纤素线中间体4β (4)的同时使ー对扭转辊51、51的移动方向周期性地进行反转等，从而使光纤素线中间体4β (4)在ー对扭转辊51、51的圆周曲面间，在与纺丝方向大致垂直方向的前后进行转动，对光纤素线中间体4β (4)周期性地施加以其纺丝方向为轴旋转的扭转，由此施加扭矩的装置。具体而言，该扭转部50由与纺丝中的光纤素线中间体4β (4)的外周的一部分抵接的至少ー对扭转辊51、51和支撑它们的支撑部(省略图示)简要构成。扭转辊51、51以夹持光纤素线中间体4β (4)的方式配置，以其长度方向与光纤素线4的纺丝方向大致成为垂直的方式配置。另外，扭转辊51能够以与扭转辊51成为ー体的中心轴为中心旋转。并且,扭转棍51能够与中心轴一起向与光纤素线4的纺丝方向垂直的方向并行运动。扭转辊51、51以中心轴为中心沿图中的箭头方向旋转，同时与纺丝中的光纤素线中间体4β (4)的外周的一部分抵接，并且，通过向与光纤素线4的纺丝方向垂直的方向周期性地并行运动，从而对光纤素线中间体4 β (4)施加扭矩。通过对该光纤素线中间体4 β
(4)施加的扭矩和扭转辊51、51的表面与光纤素线中间体4 β (4)的被覆层(外周)的摩擦，对纺丝中的光纤素线中间体4 β (4)施加扭转。其结果，得到施加了扭转的光纤素线中间体4 Y⑷。上述那样的扭转部50以外，作为具有ー对扭转辊51、51摆动运动的机构的扭转部50的ー个例子，例如可以举出以下装置在旋转的ー对扭转辊51、51的圆周曲面间挤压光纤素线中间体4β (4)的同时通过使ー对扭转辊51、51各自沿不同的方向朝纺丝方向周期性地傾斜，对光纤素线中间体4β (4)周期性地施加以其长度方向为轴旋转的扭转，由此施加扭矩的装置。另外，作为具有扭转辊摆动运动的机构的扭转部50的其它例子，例如可以举出以下装置通过使旋转的扭转辊51、51和光纤素线中间体4 β (4)相接，沿与纺丝方向平行的方向周期性地摆动(摆动运动)光纤素线中间体4β (4)，对光纤素线中间体4β (4)周期性地施加以其长度方向为轴旋转的扭转，由此，施加扭矩的装置。形成了被覆层且通过作为挤压部的扭转部50施加了扭转的光纤素线中间体4 Y
(4)，通过滑轮81改变方向，被作为又ー个挤压部的具备绞盘轮61和绞盘带62的牵引部60所牵引。牵引部60中，牵引绞盘61高速旋转，在此决定拉丝速度。牵引绞盘61例如以相当于拉丝速度2000m/min、1500m/min等的速度进行旋转。作为牵引部60，例如可以采用日本特开平9-227171所示那样的向绞盘轮用绞盘 带来挤压光纤素线中间体4γ (4)的牵引绞盘。应予说明，不挤压光纤素线中间体4β (4)，只改变行进方向的滑轮81等，由于不夹持光纤素线中间体4β (4)，所以对光纤素线中间体4β (4)的被覆层造成的损伤极少，不容易产生被覆层的变形、剥离，裂纹，因此，不包括于本实施方式中的挤压部。二次固化部70，UV灯，将通过牵引部60进ー步被挤压的光纤素线中间体4 Y (4)的被覆层二次固化而形成光纤素线5。对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，在二次固化时得到修复。这是由于在二次固化时，固化反应进一步进行而分子的网格延伸，并且因由固化引起的放热反应而被覆材料的温度局部上升，达到玻璃化转变温度以上，因这些的相乘效果，一次固化时产生的剥离、裂纹将被修复。最后，卷绕部90，将高速牵引的光纤素线5用卷绕鼓91卷绕。在该路径的中途一般配置吸收牵弓I速度和卷绕速度的旋转速度之差，进行修正的装置(浮动滑轮80)。因线配置而可以仅在扭转部50适用本方法，或者，对于不使用扭转部50的装置，可以仅在牵引部60适用，或者也可以包括扭转部50、牵引部60两者而适用。更优选适用于扭转部50和牵引部60两者。应予说明，上述实施方式中，作为涂布部30，举出同时涂布一次被覆层和二次被覆层，使其一井固化的例子进行了说明，但本发明不限于此，可以分别涂布一次被覆层和二次被覆层，分别固化。例如，图2所示的制造装置IB (1)，分别具备涂布一次被覆层的一次被覆层用的涂布部31和涂布二次被覆层的二次被覆层用的涂布部33。此时，在一次被覆层用的涂布部31和二次被覆层用的涂布部33之间配置具备一次被覆层固化用的UV灯的一次被覆层用的固化部32。另外，上述实施方式中，举出光纤素线中间体4α (4)的一次固化部40具备沿长度方向配置的4对UV灯41的情况为例进行了说明，但本发明不限于此，可以适当地变更UV灯的个数。例如，图2所示的制造装置IB (I)具备沿长度方向配置的3对的UV灯。另外，上述实施方式中，作为挤压部，举出具备扭转部50和牵引部60两者的情况为例进行了说明，但本发明不限于此，具备扭转部50或者牵引部60的任一方即可。例如，图2所示的制造装置IB中，作为挤压部只具备扭转部50。图3所示的制造装置IC (I)中，作为挤压部只具备牵引部。接下来，对使用这样的制造装置IA (I)的光纤素线的制造方法进行说明。本实施方式的光纤素线的制造方法至少具备将光纤母材2熔融纺丝而形成光纤裸线3的エ序A，在光纤裸线3的外周涂布被覆材料制成光纤素线中间体4 α (4)的エ序B，将光纤素线中间体4 α (4)的上述被覆材料一次固化而形成具备被覆层的光纤素线中间体4β (4)的エ序C，介由上述被覆层挤压光纤素线中间体4 β (4)的外周而形成光纤素线中间体4 Y (4)的エ序D，将上述光纤素线中间体4 Y (4)的上述被覆层二次固化而形成光纤素线5的エ序Ε。由此，对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，在二次固化时将被修复，得到良好的光纤素线。其结果，本实施方式的光纤素线的制造方法中，在不降低拉丝速度的情况下，就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线5。以下，按エ序顺序进行说明。 ( I)将光纤母材2熔融纺丝而形成光纤裸线3 (エ序Α)。首先，将以石英系玻璃为主成分的光纤母材2，以能够沿轴向移动地悬挂在熔融纺丝部10的加热炉11内，在氩(Ar)、氦(He)等非活性气体环境气中，将其下端部分高温加热到约2000°C，由此拉丝光纤，形成光纤裸线3 (熔融纺丝)。应予说明，光纤母材2的制造方法有气相轴向沉积法(VAD法)、外部气相沉积法(OVD法)、内部气相沉积法(CVD法、MCVD法、PCVD法)、套管法等，本发明不限于这些方法。接着，引出的光纤裸线3被送入冷却部20内。在冷却部20内供给有氦气、氮气等冷却用气体，在冷却部20中将光纤裸线3快速冷却到适合下一エ序的被覆材料的涂布的温度。(2)在光纤裸线3的外周涂布被覆材料制成光纤素线中间体4 a (4)(エ序B)。对于在冷却部20中冷却的光纤裸线3，在被覆层形成用的涂布部30中，以覆盖其外周的方式涂布(涂覆)由紫外线固化型树脂构成的被覆材料。树脂涂覆一般为ニ层涂覆，在内侧涂布杨氏模量低的主要材料，在外侧涂布杨氏模量高的次要材料。換言之，ニ层涂覆的被覆层由与光纤裸线3相接地配置的第一层和与该第一层重叠配置的第二层构成。作为形成上述第二层的树脂使用与形成上述第一层的树脂相比杨氏模量高的树脂。涂布方法有分别涂布第一层(一次被覆层)和第二层(二次被覆层)，分别固化的方法以及同时涂布，一井固化的方法等，但本发明不限于这些方法。由此，得到在光纤裸线3的外周形成有由第一层(一次被覆层)和第二层(二次被覆层)构成的被覆层的光纤素线中间体4 α (4)。(3)使光纤素线中间体4 α (4)的被覆材料一次固化而形成光纤素线中间体4 β
(4)(エ序 C)。接着，将形成有被覆层的光纤素线4 α (4)送到一次固化部40，通过从该一次固化部40所具备的UV灯41照射的紫外线来进行固化(ー时固化)，形成一次固化的被覆层。由此，得到具备一次固化的被覆层的光纤素线中间体4β (4)。通过一次固化形成的被覆层的固化度，优选其用于评价一般的被覆材料的固化度的评价方法的凝胶分数为709Γ90%。固化度低于70%吋，固化不充分，所以在后续エ序中未反应的被覆材料有可能附着于挤压部(扭转部50、牵引部60)，或者由扭转部50产生的扭矩难以传递到光纤裸线3，从而扭转数可能变少。另ー方面，固化度大于90%时，未反应成分少，所以对在挤压エ序中一次被覆层所产生的变形、剥离、裂纹，用二次固化进行修复时，无法得到足够的修复效果。(4)介由一次固化的被覆层挤压光纤素线中间体4β (4)的外周而形成光纤素线中间体4 Y (4)(エ序D)。该エ序D是对光纤素线中间体4 β (4)施加扭转的扭转エ序和/或把持牵引光纤素线中间体4β (4)的牵引エ序。扭转エ序时，介由上述一次固化的被覆层在光纤素线中间体4β (4)的外周的一部分将至少ー对扭转辊51、51抵接的状态下，使该ー对扭转辊51、51并行运动或摆动运动，对光纤素线中间体4 β (4)施加扭转。具体而言，例如，在旋转的ー对扭转辊51、51的圆周曲面间挤压光纤素线中间体 4β (4)的同时使ー对扭转辊51、51的移动方向周期性地反转等，从而使光纤素线中间体4β (4)在ー对扭转辊51、51的圆周曲面间，在与纺丝方向大致垂直的方向的前后转动，对光纤素线中间体4β (4)周期性地施加以其纺丝方向为轴旋转的扭转，由此施加扭矩。通过对该光纤素线中间体4 β (4)施加的扭矩和扭转辊51、51的表面与光纤素线中间体4 β
(4)的被覆层(外周)的摩擦，向纺丝中的光纤素线中间体4 β (4)施加扭转。并且，牵引エ序时，使用绞盘轮61和绞盘带62，把持牵引经由上述扭转エ序的光纤素线中间体4 Y (4)。进而，经该牵引エ序而送出的中间体为光纤素线中间体4 δ (4)。(5)使牵引的光纤素线中间体4γ (4)的被覆层二次固化而形成光纤素线5 (エ序Ε)。接着，将光纤素线中间体4 Y (4)送到二次固化部70，通过从该二次固化部70 (UV灯)照射的紫外线使被覆层进一歩固化(二次固化)，由此得到光纤素线5。对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，将在二次固化时被修复。这是由于在二次固化吋，被覆材料的固化反应进一歩进行而分子的网格延伸，并且因由固化引起的放热反应而被覆材料的温度局部上升，和达到玻璃化转变温度以上，因这些的相乘效果，一次固化时在被覆层产生的剥离、裂纹将被修复。作为二次固化的被覆层的固化度，优选凝胶分数为85%以上。固化度低于85%吋，被覆层中未固化成分大量残留，在以后的エ序，例如着色エ序、带化工序中，其未固化成分进行反应而成为挥发成分，牵引时发生被覆层和着色层、带层之间的剥离，或产生属于微小的外径变化的打结等不良情况容易发生。通过使凝胶分数为85%以上，能够避免这样的问题。最后，光纤素线5通过滑轮81向其它方向改变方向，介由浮动滑轮80，在卷绕部90被卷绕鼓91所卷绕。如以上所说明，在本实施方式中，在挤压エ序的前后分2阶段进行被覆层的固化，从而将对一次固化后的被覆层进行挤压而产生的被覆层的变形、被覆层和玻璃表面的剥离、被覆层的裂纹，在二次固化时进行修复，得到良好的光纤素线。这样，本实施方式中，在不便装置复杂化或不降低拉丝速度的情况下，就能够防止被覆层的变形、剥离，能够高效地制造可靠性高的光纤素线5。以上，对本实施方式的光纤素线的制造方法以及制造装置进行了说明，但本发明不限于上述例子，在不脱离发明的主g的范围内可以适当地变更。实施例使用如上所述的构成的制造装置制作了光纤素线。(实验例I)使用图I所示的制造装置IA (装置A)，制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度2500m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以同时涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，同时固化的方式进行的。
用具有UV灯的一次固化部使被覆层一次固化，其后，进行扭转エ序和使用绞盘带的牵引エ序。然后，用具有UV灯的二次固化部使被覆层二次固化。之后，一边通过浮动滑轮将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500km。(实验例2)使用图I所示的制造装置IA (装置A)，制作了光纤素线。以被覆层的一次固化后的凝胶分数为70% (另外制作了样品进行评价)、二次固化后的凝胶分数为80%的方式，调整一次固化部和二次固化部的UV灯输出功率，除此之外，与实验例I相同地制作了光纤素线。(实验例3)使用图2所示的制造装置IB (装置B)，制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度1500m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以分别涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，分别固化的方式进行的。用具有UV灯的一次固化部使被覆层一次固化，之后，进行扭转エ序。然后用具有UV灯的二次固化部使被覆层二次固化。然后，ー边通过牵引绞盘(不使用帯)将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500kmo(实验例4)使用图2所示的制造装置IB (装置B)，制作了光纤素线。除了光纤母材的拉丝速度为2000m/min以外，与实验例3相同地制作了光纤素线。(实验例5)使用图2所示的制造装置IB (装置B)，制作了光纤素线。以被覆层的一次固化后的凝胶分数为60% (另外制作样品进行评价)、二次固化后的凝胶分数为85%的方式，调整一次固化部和二次固化部的UV灯输出功率，除此以外，与实验例4相同地制作了光纤素线。(实验例6)使用图3所示的制造装置IC (装置C)，制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度2000m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以同时涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，同时固化的方式进行的。用具有UV灯的一次固化部使被覆层一次固化，其后，进行使用绞盘带的牵引エ序。其后，用具有UV灯的二次固化部使被覆层二次固化。其后，一边通过浮动滑轮将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500km。(实验例7)
使用图3所示的制造装置IC (装置C)制作了光纤素线。以被覆层的一次固化后的凝胶分数为92% (另外制作了样品进行评价)，二次固化后的凝胶分数为95%的方式，调整一次固化部和二次固化部的UV灯输出功率，除此以外，与实验例6相同地制作了光纤素线。(实验例8)使用图4所示的制造装置D (装置D)，制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度1500m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以分别涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，分别固化的方式进行的。用具有UV灯的固化部使被覆层固化，然后进行扭转エ序。
之后，ー边通过牵引绞盘(无带)将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500kmo(实验例9)使用图4所示的制造装置D (装置D)制作了光纤素线。除了在制造装置D中向固化部的UV灯追加I个灯以外，与实验例8相同地制作了
光纤素线。(实验例10)使用图5所示的制造装置E (装置E)，制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度2000m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以同时涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，同时固化的方式进行的。用具有UV灯的固化部使被覆层固化，然后进行扭转エ序和使用绞盘带的牵引エ序。然后，一边通过浮动滑轮将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500km。(实验例11)使用图6所示的制造装置F (装置F)制作了光纤素线。使用外径Φ 150mm的光纤母材，以拉丝速度2500m/min实施拉丝。被覆层的涂覆是以分别涂覆第一层(一次被覆层)、第二层(二次被覆层)，分别固化的方式进行的。用具有UV灯的一次固化部使被覆层一次固化，然后进行使用绞盘带的牵引エ序。然后，一边通过浮动滑轮将光纤素线卷绕于卷绕线轴，一边实施拉丝500km。对如上所述制作了的实验例f实验例11的拉丝后的光纤素线，每50km进行切害I]，从切割线材取样品，对凝胶分数、被覆变形的平均值以及-60°C下的损耗变化进行了评价。被覆层的凝胶分数的測定，是将被覆层浸溃在60°C的甲基こ基酮(MEK)溶剂中16小吋，将所谓的未固化成分进行溶剂萃取，取出后，测定试料被覆重量(W)。试料的初始重量为WO吋，凝胶分数被“(WZW0) XlOO (%)”所表示。被覆变形的平均值使用photon kinetic公司的PK2401进行測定。-60°C下的损耗变化是将IOOOm的光纤以自由螺旋状态加入到恒温槽，将常温作为參考，比较_60°C下的损耗变动。如果存在被覆材料的变形、剥离、裂纹等损伤，则损耗为微弯损耗，损耗将增加。并且，使用显微镜观察被覆层的剥离、裂纹。
权利要求
1.一种光纤素线的制造方法，其特征在干， 将光纤母材熔融纺丝而形成光纤裸线； 在所述光纤裸线的外周设置由树脂构成的被覆层而形成光纤素线中间体； 使形成所述光纤素线中间体的所述被覆层一次固化； 挤压所述光纤素线中间体的外周； 使所述光纤素线中间体被挤压的被覆层二次固化。
2.根据权利要求I所述的光纤素线的制造方法，其特征在于，挤压所述光纤素线中间体的外周时，介由所述一次固化的被覆层在所述光纤素线中间体的外周的一部分将至少一对捻线辊抵接的状态下，使该ー对捻线辊并行运动或摆动运动，对所述光纤素线中间体施加扭转。
3.根据权利要求I所述的光纤素线的制造方法，其特征在于，挤压所述光纤素线中间体的外周时，使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引所述光纤素线中间体。
4.根据权利要求I所述的光纤素线的制造方法，其特征在于，挤压所述光纤素线中间体的外周时， 介由所述一次固化的被覆层在所述光纤素线中间体的外周的一部分将至少ー对捻线辊抵接的状态下，使该ー对捻线辊并行运动或摆动运动，对所述光纤素线中间体施加扭转; 使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引所述光纤素线中间体。
5.根据权利要求I所述的光纤素线的制造方法，其特征在于，形成所述光纤素线中间体时的被覆层具备与所述光纤裸线相接配置的第一层和与该第一层重叠配置的第二层，井且，形成所述第二层的树脂的杨氏模量比形成所述第一层的树脂的杨氏模量高。
6.根据权利要求5所述的光纤素线的制造方法，其特征在于，所述被覆层形成为具有所述第一层和所述第二层的两层构造时，分别在形成所述第一层后和形成所述第二层后，使所述被覆层一次固化。
7.一种光纤素线的制造装置，其特征在于，具备 纺丝部，将光纤母材熔融纺丝而形成光纤裸线； 涂布部，在所述光纤裸线的外周设置由树脂构成的被覆层而形成光纤素线中间体； 第一固化部，使形成所述光纤素线中间体的所述被覆层一次固化； 挤压部，挤压所述光纤素线中间体的外周； 第二固化部，使所述光纤素线中间体被挤压的被覆层二次固化。
8.根据权利要求7所示的光纤素线的制造装置，其特征在于，所述挤压部具备扭转部，所述扭转部介由所述一次固化的被覆层在所述光纤素线中间体的外周的一部分将至少一对捻线辊抵接的状态下，使该ー对捻线辊并行运动或摆动运动，对光纤素线中间体施加扭转。
9.根据权利要求7所述的光纤素线的制造装置，其特征在于，所述挤压部具备牵引部，所述牵引部使用绞盘轮和绞盘带来把持牵引所述光纤素线中间体。
10.根据权利要求7所述的光纤素线的制造装置，其特征在于 所述挤压部具备 扭转部，介由所述一次固化的被覆层在所述光纤素线中间体的外周的一部分将至少一对捻线辊抵接的状态下，使该ー对捻线辊并行运动或摆动运动，对光纤素线中间体施加扭转; 牵引部，使用绞盘 轮和绞盘带来把持牵引所述光纤素线中间体。
全文摘要
本发明提供一种光纤素线的制造方法以及制造装置。该光纤素线的制造方法是将光纤母材熔融纺丝而形成光纤裸线；在上述光纤裸线的外周设置由树脂构成的被覆层而形成光纤素线中间体；使形成上述光纤素线中间体的上述被覆层一次固化；挤压上述光纤素线中间体的外周；使上述光纤素线中间体被挤压的被覆层二次固化。
文档编号C03B37/12GK102686529SQ201180005208
公开日2012年9月19日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月11日
发明者冈田健志 申请人:株式会社藤仓