光纖原材料的拉拔加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖原材料的拉拔加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]使用具備電爐的延伸裝置對(duì)光纖原材料進(jìn)行一次延伸以使其外形與拉絲機(jī)吻合，之后使用玻璃車床將兩端或一端加工成適于拉絲的拉拔形狀。拉拔形狀是利用拉拔加工而形成。然后，對(duì)光纖原材料的整個(gè)表面進(jìn)行火焰研磨而進(jìn)行最終加工。當(dāng)從光纖原材料拉出光纖時(shí)，進(jìn)行如下拉絲操作:在光纖原材料的一端熔接用于垂吊的虛設(shè)玻璃棒，從由拉拔加工形成的細(xì)徑部抽出光纖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003][發(fā)明所要解決的技術(shù)問題]
[0004]如果光纖原材料的表面因損傷或附著雜質(zhì)而存在表面狀態(tài)異常，那么在拉出光纖時(shí)，會(huì)造成斷裂、外徑變動(dòng)、特性變差等不良影響。因此，光纖原材料的表面理想為平滑且雜質(zhì)少。
[0005]然而，近年來，有光纖原材料的外徑變大的傾向，拉拔加工前的預(yù)加熱中投入的熱量增加，所消耗的氣體量及作業(yè)時(shí)間也增加。其結(jié)果，在光纖原材料表面，在被火焰加熱的區(qū)域的周邊附著大量被稱為硅灰的玻璃微粒子，從而使光纖原材料的表面狀態(tài)變差。
[0006][解決問題的技術(shù)手段]
[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種光纖原材料的拉拔加工方法，使直徑沿著光纖原材料的長度方向逐漸減小的拉拔形狀形成在光纖原材料的一端上在光纖原材料的長度方向上預(yù)先設(shè)定的拉拔形狀區(qū)間；并且從位于拉拔形狀區(qū)間的加熱起始位置起利用加熱源開始加熱光纖原材料，然后，在與拉拔形狀區(qū)間鄰接的長度被預(yù)先規(guī)定的其他區(qū)間利用加熱源對(duì)光纖原材料進(jìn)行加熱，然后，將加熱源返回到加熱起始位置對(duì)光纖原材料進(jìn)行加熱而在拉拔形狀區(qū)間使光纖原材料軟化，然后，通過使張力作用于光纖原材料而使光纖玻璃原材料的直徑縮小，從而形成拉拔形狀。
[0008]上述發(fā)明的概要內(nèi)容并非列舉出本發(fā)明的所有特征。這些特征群的下位組合也屬于本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示預(yù)加熱光纖原材料10的階段的示意圖。
[0010]圖2是表示火焰研磨光纖原材料10的階段的示意圖。
[0011]圖3是表示預(yù)加熱光纖原材料10的階段的示意圖。
[0012]圖4是表示開始對(duì)光纖原材料10進(jìn)行拉拔加工的階段的示意圖。
[0013]圖5是表示光纖原材料10的加工完成的階段的示意圖。
[0014]圖6是表示火焰研磨光纖原材料10的階段的示意圖。
[0015]圖7是表示將光纖原材料10熔斷的階段的示意圖。
[0016]圖8是表示預(yù)加熱光纖原材料10的階段的示意圖。
[0017]圖9是表示開始對(duì)光纖原材料10進(jìn)行拉拔加工的階段的示意圖。
[0018]圖10是表示光纖原材料10的拉拔加工完成的階段的示意圖。
[0019]圖11是表示火焰研磨光纖原材料10的階段的示意圖。
[0020]圖12是表示將光纖原材料10熔斷的階段的示意圖。
[0021][符號(hào)的說明]
[0022]10光纖原材料
[0023]20虛設(shè)棒
[0024]31、32、33、34、35 硅灰
[0025]40 火焰
[0026]50燃燒器
[0027]51起始位置
[0028]60移動(dòng)距離
[0029]以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。下述實(shí)施方式并不限定權(quán)利要求書所記載的發(fā)明。實(shí)施方式中所說明的特征的組合并非全部為發(fā)明的解決手段所必需。
【具體實(shí)施方式】
[0030]圖1至圖7是按照階段表示實(shí)施例中的光纖原材料的拉拔加工方法的示意圖。在圖2至圖7中，對(duì)與圖1相同的要素標(biāo)注相同的參照編號(hào)并省略重復(fù)的說明。
[0031]首先，如圖1所示，將一端連接著石英玻璃制造的虛設(shè)棒20的光纖原材料10固持在玻璃車床的吸盤上。接著，在光纖原材料10及虛設(shè)棒20的連接部分的附近設(shè)定形成拉拔形狀的位置，從該位置起開始初始的預(yù)加熱。在圖示的例子中，將要進(jìn)行拉拔加工的區(qū)間中光纖原材料10與虛設(shè)棒20的連接部側(cè)作為起點(diǎn)開始進(jìn)行初始的預(yù)加熱。在預(yù)加熱中，通過使從燃燒器50噴射的火焰40與光纖原材料10接觸而對(duì)光纖原材料10進(jìn)行加熱。
[0032]此處，如圖1所示，在光纖原材料10的表面，在初始的預(yù)加熱的火焰40所接觸的區(qū)域的周緣附著硅灰31、32。高溫下的石英玻璃的分解反應(yīng)較為復(fù)雜，但方便起見，可如下述式(I)所示，視為S12分解成S1與O 2而蒸發(fā)。
[0033]2Si02—2Si0+02 (I)
[0034]進(jìn)而，已蒸發(fā)的S1在大氣中發(fā)生水解反應(yīng)，而如下述式(2)所示那樣再次成為S12,在加熱部周邊的溫度低區(qū)域作為被稱為硅灰的玻璃微粒子析出。
[0035]Si0+H20 — Si02+H2 (2)
[0036]因熔接虛設(shè)棒20以及初始的預(yù)加熱，附著在光纖原材料10上的硅灰31、32的量隨著用于加熱的氣體量、時(shí)間的增大而增加。然而，可以通過局部火焰研磨而去除已附著的硅灰31、32，也就是如圖2所示，使燃燒器50從預(yù)加熱的起始位置51起沿著光纖原材料10移動(dòng)，在預(yù)先規(guī)定的燃燒器50的移動(dòng)距離60的范圍內(nèi)使火焰40與光纖原材料10的表面接觸。
[0037]在局部火焰研磨中，在燃燒器50在預(yù)先規(guī)定的燃燒器50的移動(dòng)距離60內(nèi)完成移動(dòng)的時(shí)點(diǎn)將燃燒器50的移動(dòng)方向折回，如圖3所示，使燃燒器50返回到預(yù)加熱的起始位置51。由此，能夠去除光纖原材料10的表面上的硅灰、雜質(zhì)等。
[0038]此處，燃燒器50的移動(dòng)距離60優(yōu)選為光纖原材料10的外徑的I倍以上且3倍以下的范圍。燃燒器50的移動(dòng)距離60更優(yōu)選為光纖原材料10的外徑的1.5倍以上且2倍以下。如果燃燒器50的移動(dòng)距離60短于光纖原材料10的外徑的I倍，那么有硅灰31殘留的情況。而且，在燃燒器50的移動(dòng)距離60長于光纖原材料10的外徑的3倍的情況下，會(huì)對(duì)未附著硅灰31的區(qū)域進(jìn)行火焰研磨，而導(dǎo)致能量效率降低。
[0039]此外，在所述預(yù)加熱中，燃燒器50從預(yù)加熱的起始位置51起在移動(dòng)距離60內(nèi)移動(dòng)之間(去路)的移動(dòng)速度優(yōu)選設(shè)為光纖原材料10不會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)變的程度的速度。而且，也可以將燃燒器50在移動(dòng)距離60內(nèi)移動(dòng)后返回到起始位置51之間(返路)的移動(dòng)速度設(shè)為大于燃燒器50從預(yù)加熱的起始位置51起在移動(dòng)距離60內(nèi)移動(dòng)之間(去路)的移動(dòng)速度。光纖原材料10在去路中已被加熱，因此在燃燒器50的返路中不易產(chǎn)生因加熱所致的熱應(yīng)變。由此，能夠提高燃燒器50的移動(dòng)速度，縮短光纖原材料10的拉拔加工的作業(yè)時(shí)間。
[0040]在光纖原材料10的拉拔加工中，接著如圖4所示，利用返回到起始位置51后的燃燒器50進(jìn)行加熱，以使光纖原材料10中形成拉拔形狀的位置軟化。進(jìn)而，如圖4至圖5所示，光纖原材料10 —旦軟化，便一邊調(diào)節(jié)燃燒器的氣體量一邊擴(kuò)大加熱部分的兩側(cè)的間隔使張力作用于光纖原材料10，而使已加熱軟化的部分的直徑逐漸縮小。這樣一來，在光纖原材料10中形成拉拔形狀。
[0041]在該階段的加熱中也會(huì)產(chǎn)生硅灰33、34，并附著在光纖原材料10及虛設(shè)棒20上。但是，光纖原材料10已被初始的預(yù)加熱而加熱，因此該階段的加熱時(shí)間短。由此，在該階段產(chǎn)生的硅灰33、34的量少。
[0042]而且，光纖原材料10中的拉拔形狀形成位置附近的溫度因之前進(jìn)行的初始的預(yù)加熱以及火焰研磨已變高。如上所述，因S1水解而析出S12的反應(yīng)在溫度低區(qū)域產(chǎn)生。因此，在拉拔形狀形成位置附近，不析出S12而被排出的S1的比例變大，從而抑制硅灰33、34的產(chǎn)生。
[0043]進(jìn)而，已被火焰研磨而變得平滑的光纖原材料10的表面具有不易附著雜質(zhì)的特性。推測(cè)與抑制硅灰33、34的析出的情況同樣地，在高溫區(qū)域不易析出作為雜質(zhì)的金屬成分的硅酸化合物。而且，推測(cè)被火焰研磨而變得平滑的光纖原材料10的表面面積變小也有影響。
[0044]關(guān)于以所述方式形成拉拔形狀的光纖原材料10，如圖6所示，通過使燃燒器50沿著光纖原材料10移動(dòng)，而利用火焰研磨對(duì)光纖原材料10的整個(gè)表面進(jìn)行最終加工。由此，利用研磨