[发明专利]光纤的制造方法

说明书

本案是基于申请日为2003年5月8日、分案提交日为2007年8月22日、申请号为200710142414.8、发明名称为“光纤的制造方法”的分案申请的再次分案申请后的又一次分案申请。

上述第一次分案申请是基于国际申请日为2003年5月8日、中国国家申请号为03800920.X、发明名称为“光纤的制造方法”的专利申请的分案申请。上述第二次分案申请的分案提交日为2010年8月5日、申请号为201010247398.0，发明名称为“光纤的制造方法”。

技术领域

本发明是关于光纤的制造方法，更详细讲是关于通信用光纤的制造方法。

背景技术

光纤是将石英玻璃作为基本材质。一般是预先合成具有规定折射率分布的母体材料(preform)，再将其在加热炉内熔融软化，进行拉制形成细丝。作为母体材料的合成方法，已提出的有MCVD法、VAD法、OVD法等。

例如，人们已知，如图6a)所示，在中心部分形成含芯的玻璃体(以下称作芯棒)，作为以这些制法(图6表示了VAD法的情况)制造的芯棒61，作为包覆层部分，准备使用玻璃管的套管62。用芯棒支撑棒64和套管支撑管63将它们固定(保持)住，如图6b)所示，进行加热形成一个体化而作为母体材料的方法。还知道可使一体化的母体材料与拉丝同时实施。

拉丝机的加热炉，通常使用达到2000℃以上的电炉。将母体材料插入炉内，将其端部加热熔融，通过拉制进行纺丝。当纺丝达到恒定状态时，形成母体材料前端的形状为，根据母体材料外径或粘度、加热炉内由加热器形成的温度分布、拉丝速度等来确定的半月形而稳定，所得纤维的特性也得到稳定。将一体化与拉丝同时进行时，例如可利用真空泵抽吸套管和插入芯棒之间的间隙，进行减压，在半月形部分，通过加热使芯材料与管进行一体化，再进行拉制形成细丝。此时，在将上述芯棒插入包覆层部分的中空部分时，例如可使用图28中所示的方法。即，将加工成给定尺寸的芯棒353和套管351固定在可垂直工作的放置盘上，使芯棒353沿着图28中的箭头方向缓慢下降，并插入套管351的中空部分内。

然而，拉丝开始后，母体材料的端部形状会与拉丝不同，纺丝没有达到稳定，为了改进此状况，提出预先对端部进行前处理加工的方案(特开平7-330362、特开平8-310825)。由此可减小开始后纤维丝径产生变化及特性产生变化的不良现象，从而达到作业有效化。

然而，将端部加工成圆锥形状，虽然能达到上述效果，但是，在合成母体材料后，进行端部加工，除了以前的作业外，还要增加其他的加工，从而增加了从未有的工时数。一旦加工方法不适当，会产生加工中损坏母体材料的危险。

进而，因加工还存在污染母体材料的危险，而成为导致纤维强度不良的原因。

当制作较大的母体材料时，加工装置及其他装置也会变得相当庞大。不仅作业性差，而且设置装置的花费费用也极大。

此外，制造光纤时的作业环境，有时存在微粒和油分等杂物。这些杂物附着在套管上形成表面污染，同样也会残留在光纤表面上。结果，应力会在该部分形成集中，而削弱了光纤的强度。为此，在拉丝之前，需清洗套管等，以清除杂物。

虽然清洗上述套管有种种方法，但通常使用湿式法，用清洗液流动清洗。作为清洗液，可使用具有腐蚀效果的氟酸水溶液、或表面活性剂溶液。通过清洗可使表面净化，从而可提高光纤强度的可靠性。

然而，在水槽中注满清洗液，将套管浸入其中，随后取出，移入纯水槽中进行清洗，使用这种清洗法时，清洗液会进入套管的中空部分。中空部分达不到有效地清洗，而且还会残留洗迹。使用氟酸水溶液时，有时产生轻微伤痕(麻点)。

当在套管中空部分被污染的状态下，或者在表面粗糙状态下，形成光纤时，在拉丝工序中外径会发生变动，得不到优质的光纤。由于这种变动的原因，有时在拉丝工序中产生断裂。也成为光纤强度不足的原因。这些不良现象，在清洗后，若对中空部分实施净化或平坦化，虽然可以防止，但又增加了新的工时数，导致生产效率降低。而且，中空部分插入芯棒后，这些作业也很难实施。

因此，本发明的目的是提供一种光纤用母体材料的制造方法，在制造光纤时，把母体材料置于拉丝装置中，将其端部熔融，拉伸形成纤维时，可缩短从拉丝作业开始到稳定之间产生不良纤维的长度及这之间的时间损耗。进而本发明的目的是提供一种光纤用母体材料的处理方法，使拉成丝的纤维具有足够的强度。

发明的公开