JP2000063135A - ガラス母材の延伸方法および延伸装置 - Google Patents
ガラス母材の延伸方法および延伸装置Info
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- JP2000063135A JP2000063135A JP24440598A JP24440598A JP2000063135A JP 2000063135 A JP2000063135 A JP 2000063135A JP 24440598 A JP24440598 A JP 24440598A JP 24440598 A JP24440598 A JP 24440598A JP 2000063135 A JP2000063135 A JP 2000063135A
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
- C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
- C03B37/01257—Heating devices therefor
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス母材を満足できる寸法精度で延伸しつ
つ、ヒーターの劣化を防止して寿命を長く保ち粉塵の発
生を抑えることができるガラス母材の延伸方法と延伸装
置を提供する。 【解決手段】 ガラス母材をヒーターにより加熱して延
伸するガラス母材の延伸方法において、前記ヒーターの
表面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下
として、ガラス母材を加熱して延伸することを特徴とす
るガラス母材の延伸方法。および、少なくともガラス母
材を加熱するヒーターを具備するガラス母材の延伸装置
において、前記ヒータの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2
以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下であることを特徴とするガラス
母材の延伸装置。
つ、ヒーターの劣化を防止して寿命を長く保ち粉塵の発
生を抑えることができるガラス母材の延伸方法と延伸装
置を提供する。 【解決手段】 ガラス母材をヒーターにより加熱して延
伸するガラス母材の延伸方法において、前記ヒーターの
表面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下
として、ガラス母材を加熱して延伸することを特徴とす
るガラス母材の延伸方法。および、少なくともガラス母
材を加熱するヒーターを具備するガラス母材の延伸装置
において、前記ヒータの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2
以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下であることを特徴とするガラス
母材の延伸装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス母材の延伸
装置に関し、特にガラス母材を加熱して延伸するのに最
適なヒーターに関する。
装置に関し、特にガラス母材を加熱して延伸するのに最
適なヒーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス製品、例えば光ファイバの製造で
は、ＶＡＤ法等で合成されたスートを脱水、焼結するこ
とでガラス母材を製造する。このガラス母材の直径は通
常１１０〜２００ｍｍであるが、実際に光ファイバに線
引きするときの直径３０〜８０ｍｍまで延伸、縮径され
る。
は、ＶＡＤ法等で合成されたスートを脱水、焼結するこ
とでガラス母材を製造する。このガラス母材の直径は通
常１１０〜２００ｍｍであるが、実際に光ファイバに線
引きするときの直径３０〜８０ｍｍまで延伸、縮径され
る。
【０００３】この場合、ガラス母材の外径が１００ｍｍ
以下の小径のものについては、一次延伸にガラス旋盤を
用いることが可能であるが、これより大きなガラス母材
では、ガラス旋盤の火炎バーナーでは熱量が不足するた
めに、一般にカーボンヒーターを用いた延伸装置によっ
てガラス母材を加熱・軟化することにより延伸が行われ
る。
以下の小径のものについては、一次延伸にガラス旋盤を
用いることが可能であるが、これより大きなガラス母材
では、ガラス旋盤の火炎バーナーでは熱量が不足するた
めに、一般にカーボンヒーターを用いた延伸装置によっ
てガラス母材を加熱・軟化することにより延伸が行われ
る。
【０００４】この方法は、ガラス母材をカーボンヒータ
ーにより抵抗加熱し、溶融軟化したガラス母材をチャッ
クにより把持して、所望の径になるように延伸するか、
あるいはガラス母材をローラーで挟み、ローラーが回転
することによって、所望の径になるように延伸するとい
う方法である。
ーにより抵抗加熱し、溶融軟化したガラス母材をチャッ
クにより把持して、所望の径になるように延伸するか、
あるいはガラス母材をローラーで挟み、ローラーが回転
することによって、所望の径になるように延伸するとい
う方法である。
【０００５】このようにガラス母材の延伸を行う場合、
ガラス母材をカーボンヒーターで効率良く延伸するため
には、カーボンヒーターの加熱域に入ったガラス母材が
いち早く軟化温度に達することが必要であり、また延伸
されたガラス製品の寸法精度を高く保つためには目標の
直径に延伸された部分がいち早く固化する必要がある。
ガラス母材をカーボンヒーターで効率良く延伸するため
には、カーボンヒーターの加熱域に入ったガラス母材が
いち早く軟化温度に達することが必要であり、また延伸
されたガラス製品の寸法精度を高く保つためには目標の
直径に延伸された部分がいち早く固化する必要がある。
【０００６】そのためには、母材の限られた部分に軟化
に必要な熱量を与えなければならないので、ヒーターの
ガラス母材軸方向の長さは制限され、また必要な抵抗値
を得るために厚さ方向の寸法も制限されるためヒーター
の表面積はおのずと制限されて、ヒーター表面の単位面
積当たりにかかる電力（以下、表面負荷密度と呼ぶ）は
大きなものとなった。その結果、ヒーター表面の劣化が
進み、剥離した組織が粉塵となってガラス母材の表面に
付着し、製造されるガラス製品の汚れや傷あるいは特性
の劣化の原因となっている。
に必要な熱量を与えなければならないので、ヒーターの
ガラス母材軸方向の長さは制限され、また必要な抵抗値
を得るために厚さ方向の寸法も制限されるためヒーター
の表面積はおのずと制限されて、ヒーター表面の単位面
積当たりにかかる電力（以下、表面負荷密度と呼ぶ）は
大きなものとなった。その結果、ヒーター表面の劣化が
進み、剥離した組織が粉塵となってガラス母材の表面に
付着し、製造されるガラス製品の汚れや傷あるいは特性
の劣化の原因となっている。
【０００７】一方、ヒーターの表面負荷密度を低く抑え
ようとすると、母材を軟化させるための熱量は一定以上
必要であることからヒーターの表面積を大きくせざるを
得ず、その結果ヒーターによる熱放射面積が大きくなっ
てガラス母材の効率的な加熱ができないばかりでなく、
溶融軟化する部分が大きくなるために寸法精度のよい延
伸ができなくなる。
ようとすると、母材を軟化させるための熱量は一定以上
必要であることからヒーターの表面積を大きくせざるを
得ず、その結果ヒーターによる熱放射面積が大きくなっ
てガラス母材の効率的な加熱ができないばかりでなく、
溶融軟化する部分が大きくなるために寸法精度のよい延
伸ができなくなる。
【０００８】そのため、従来ガラス母材の加熱部分の大
きさを、満足できる寸法精度で延伸可能な範囲としつ
つ、ヒーター表面の劣化を防ぎ、ヒーターからの粉塵の
発生による製品の品質の劣化を抑えることは困難であ
り、適当な解決手段が望まれていた。
きさを、満足できる寸法精度で延伸可能な範囲としつ
つ、ヒーター表面の劣化を防ぎ、ヒーターからの粉塵の
発生による製品の品質の劣化を抑えることは困難であ
り、適当な解決手段が望まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
鑑みてなされたもので、ガラス母材を満足できる寸法精
度で延伸しつつ、ヒーターの劣化を防止して寿命を保ち
粉塵の発生を抑えることができるガラス母材の延伸方法
と延伸装置を提供することを目的とする。
鑑みてなされたもので、ガラス母材を満足できる寸法精
度で延伸しつつ、ヒーターの劣化を防止して寿命を保ち
粉塵の発生を抑えることができるガラス母材の延伸方法
と延伸装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した発明は、ガラス母材を
ヒーターにより加熱して延伸するガラス母材の延伸方法
において、前記ヒーターの表面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ
2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下として、ガラス母材を加熱し
て延伸することを特徴とするガラス母材の延伸方法であ
る。
め、本発明の請求項１に記載した発明は、ガラス母材を
ヒーターにより加熱して延伸するガラス母材の延伸方法
において、前記ヒーターの表面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ
2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下として、ガラス母材を加熱し
て延伸することを特徴とするガラス母材の延伸方法であ
る。
【００１１】このように、ヒーターの表面負荷密度を１
０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下としてガラス母材
を加熱して延伸すれば、ガラス母材の加熱部分の大きさ
を、満足できる寸法精度で延伸可能な範囲に制限するこ
とができ、またヒーター表面の劣化を防止し、ヒーター
の寿命を保ち粉塵の発生を抑えることができるので、満
足できる品質のガラス製品を得ることができる。
０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下としてガラス母材
を加熱して延伸すれば、ガラス母材の加熱部分の大きさ
を、満足できる寸法精度で延伸可能な範囲に制限するこ
とができ、またヒーター表面の劣化を防止し、ヒーター
の寿命を保ち粉塵の発生を抑えることができるので、満
足できる品質のガラス製品を得ることができる。
【００１２】この場合、請求項２に記載したように、ヒ
ーターのガラス母材軸方向の長さを２０ｃｍ以下とする
ことが好ましい。このようにヒーターのガラス母材軸方
向の長さを２０ｃｍ以下、更に好ましくは１５ｃｍ以下
とすれば、母材の限られた部分に軟化に必要な熱量を与
えることができるため、正確に目標の直径に延伸するこ
とができるとともに、延伸された部分をいち早く固化さ
せることができ、延伸の寸法精度を高く保つことができ
る。
ーターのガラス母材軸方向の長さを２０ｃｍ以下とする
ことが好ましい。このようにヒーターのガラス母材軸方
向の長さを２０ｃｍ以下、更に好ましくは１５ｃｍ以下
とすれば、母材の限られた部分に軟化に必要な熱量を与
えることができるため、正確に目標の直径に延伸するこ
とができるとともに、延伸された部分をいち早く固化さ
せることができ、延伸の寸法精度を高く保つことができ
る。
【００１３】さらに請求項３に記載したように、ヒータ
ーの表面積を１６００ｃｍ2 以下とすることが好まし
い。このようにヒーターの表面積を１６００ｃｍ2 以
下、更に好ましくは１０００ｃｍ2 以下とすれば、熱放
射面積を小さくすることができるため効率的な加熱がで
き、ガラス母材の軟化する部分が小さくなるために寸法
精度が高い延伸ができるようになる。なお、本発明でい
うヒーターの表面積とは、ガラス母材に対するヒーター
の放熱部の面積をいう。
ーの表面積を１６００ｃｍ2 以下とすることが好まし
い。このようにヒーターの表面積を１６００ｃｍ2 以
下、更に好ましくは１０００ｃｍ2 以下とすれば、熱放
射面積を小さくすることができるため効率的な加熱がで
き、ガラス母材の軟化する部分が小さくなるために寸法
精度が高い延伸ができるようになる。なお、本発明でい
うヒーターの表面積とは、ガラス母材に対するヒーター
の放熱部の面積をいう。
【００１４】また、本発明の請求項４に記載した発明
は、少なくともガラス母材を加熱し延伸するためのヒー
ターを具備するガラス母材の延伸装置において、前記ヒ
ータの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ
2 以下であることを特徴とするガラス母材の延伸装置で
ある。
は、少なくともガラス母材を加熱し延伸するためのヒー
ターを具備するガラス母材の延伸装置において、前記ヒ
ータの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ
2 以下であることを特徴とするガラス母材の延伸装置で
ある。
【００１５】このように、ガラス母材の延伸装置におい
て、ヒーターの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2 以上であ
ればガラス母材の軟化部分の容積を、満足できる寸法精
度で延伸可能な範囲に制限することができ、また表面負
荷密度が５０Ｗ／ｃｍ2 以下であれば、ヒーターの組織
の劣化を防止しヒーター寿命を保つことができ、粉塵の
発生を抑えることができるため、満足できる品質のガラ
ス製品を得ることができる。
て、ヒーターの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2 以上であ
ればガラス母材の軟化部分の容積を、満足できる寸法精
度で延伸可能な範囲に制限することができ、また表面負
荷密度が５０Ｗ／ｃｍ2 以下であれば、ヒーターの組織
の劣化を防止しヒーター寿命を保つことができ、粉塵の
発生を抑えることができるため、満足できる品質のガラ
ス製品を得ることができる。
【００１６】この場合、請求項５に記載したように、ヒ
ーターのガラス母材軸方向の長さが２０ｃｍ以下である
ことが好ましい。このようにヒーターのガラス母材軸方
向の長さが２０ｃｍ以下、更に好ましくは１５ｃｍ以下
であれば、母材の限られた部分に軟化に必要な熱量を与
えることができるため、正確に目標の直径に延伸するこ
とができるとともに延伸された部分をいち早く固化させ
ることができ、延伸の寸法精度を高く保つことができる
装置となる。
ーターのガラス母材軸方向の長さが２０ｃｍ以下である
ことが好ましい。このようにヒーターのガラス母材軸方
向の長さが２０ｃｍ以下、更に好ましくは１５ｃｍ以下
であれば、母材の限られた部分に軟化に必要な熱量を与
えることができるため、正確に目標の直径に延伸するこ
とができるとともに延伸された部分をいち早く固化させ
ることができ、延伸の寸法精度を高く保つことができる
装置となる。
【００１７】また、請求項６に記載したように、ヒータ
ーの表面積が１６００ｃｍ2 以下であることが好まし
い。このようにヒーターの表面積が１６００ｃｍ2 以
下、更に好ましくは１０００ｃｍ2 以下であれば、熱放
射面積を小さくすることができるため効率的な加熱がで
き、軟化する部分が小さくなるために寸法精度が高い延
伸ができる装置となる。
ーの表面積が１６００ｃｍ2 以下であることが好まし
い。このようにヒーターの表面積が１６００ｃｍ2 以
下、更に好ましくは１０００ｃｍ2 以下であれば、熱放
射面積を小さくすることができるため効率的な加熱がで
き、軟化する部分が小さくなるために寸法精度が高い延
伸ができる装置となる。
【００１８】さらに、請求項７に記載したように、ヒー
ターを複数段配設することもできる。このようにヒータ
ーが複数段配設されていれば、個々のヒーターへの負担
を軽減することができ、また各段のヒーターの熱量に変
化をもたせることによって、ガラス母材を延伸するのに
最適な温度分布で延伸することができる装置となる。
ターを複数段配設することもできる。このようにヒータ
ーが複数段配設されていれば、個々のヒーターへの負担
を軽減することができ、また各段のヒーターの熱量に変
化をもたせることによって、ガラス母材を延伸するのに
最適な温度分布で延伸することができる装置となる。
【００１９】そして、請求項８に記載したように、ヒー
ターをカーボンヒーターとすることができる。ガラス母
材の延伸装置が上記のような構成であれば、ヒーターに
カーボンヒーターを用いても、カーボンヒーターにかか
る電力の表面負荷密度が高すぎて、ヒーター表面から劣
化により剥離したカーボンが粉塵となってガラス母材表
面に付着し、ガラス製品の特性の劣化を招くようなこと
がない。
ターをカーボンヒーターとすることができる。ガラス母
材の延伸装置が上記のような構成であれば、ヒーターに
カーボンヒーターを用いても、カーボンヒーターにかか
る電力の表面負荷密度が高すぎて、ヒーター表面から劣
化により剥離したカーボンが粉塵となってガラス母材表
面に付着し、ガラス製品の特性の劣化を招くようなこと
がない。
【００２０】以下、本発明をさらに詳述するが本発明は
これに限定されるものではない。本発明者らは、ガラス
母材を延伸するにあたって、ガラス母材を寸法精度良く
延伸することができ、またヒーターが劣化して製造され
るガラス製品の品質が劣化することがない、ガラス母材
の延伸方法および延伸装置について鋭意研究を行った。
これに限定されるものではない。本発明者らは、ガラス
母材を延伸するにあたって、ガラス母材を寸法精度良く
延伸することができ、またヒーターが劣化して製造され
るガラス製品の品質が劣化することがない、ガラス母材
の延伸方法および延伸装置について鋭意研究を行った。
【００２１】そして、本発明者らは、上記課題を達成す
るためにヒーターの表面負荷密度をある範囲の値に限定
することを発想した。すなわちヒーターの表面負荷密度
が小さ過ぎると、ガラス母材の加熱・軟化に必要な熱量
を放射するためには、ヒーターの母材軸方向の長さを長
くしたり、ヒーターの表面積を大きくすることが必要に
なる。そのため、局部加熱をすることが困難になり、ガ
ラス母材の延伸に適さなくなる。また、ヒーターの表面
負荷密度が大き過ぎると、ヒーターの表面の劣化のため
剥離したヒーター組織の粉塵がガラス母材を汚染すると
いったことが起こる。
るためにヒーターの表面負荷密度をある範囲の値に限定
することを発想した。すなわちヒーターの表面負荷密度
が小さ過ぎると、ガラス母材の加熱・軟化に必要な熱量
を放射するためには、ヒーターの母材軸方向の長さを長
くしたり、ヒーターの表面積を大きくすることが必要に
なる。そのため、局部加熱をすることが困難になり、ガ
ラス母材の延伸に適さなくなる。また、ヒーターの表面
負荷密度が大き過ぎると、ヒーターの表面の劣化のため
剥離したヒーター組織の粉塵がガラス母材を汚染すると
いったことが起こる。
【００２２】そこで、本発明者らがガラス母材を延伸す
るのに最適なヒーターの表面負荷密度を検討したとこ
ろ、表面負荷密度が１０〜５０Ｗ／ｃｍ2 である範囲
が、ガラス母材の延伸に最も適していることが判った。
表面負荷密度がこの範囲の値であれば、ヒーターを局部
加熱しやすい大きさにすることができ、かつヒーター表
面の劣化が生じることも少ない。本発明は、以上の技術
的思想に基づき、諸条件を精査して、完成に至ったもの
である。
るのに最適なヒーターの表面負荷密度を検討したとこ
ろ、表面負荷密度が１０〜５０Ｗ／ｃｍ2 である範囲
が、ガラス母材の延伸に最も適していることが判った。
表面負荷密度がこの範囲の値であれば、ヒーターを局部
加熱しやすい大きさにすることができ、かつヒーター表
面の劣化が生じることも少ない。本発明は、以上の技術
的思想に基づき、諸条件を精査して、完成に至ったもの
である。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明するが本発明はこれに限定される
ものではない。ここで、図１は本発明にかかるヒーター
を具備したガラス母材の延伸装置の構成例図であり（チ
ャック方式）、図２は本発明にかかるヒーターを具備し
たガラス母材の延伸装置の構成例図であり（ローラー方
式）、図３は本発明にかかるガラス母材の延伸装置にお
けるカーボンヒーターの形状およびヒーターパターンの
概略を示した構成例図であり、図４はヒーターが複数段
配設されている場合を示した図である。
した図面に基づき説明するが本発明はこれに限定される
ものではない。ここで、図１は本発明にかかるヒーター
を具備したガラス母材の延伸装置の構成例図であり（チ
ャック方式）、図２は本発明にかかるヒーターを具備し
たガラス母材の延伸装置の構成例図であり（ローラー方
式）、図３は本発明にかかるガラス母材の延伸装置にお
けるカーボンヒーターの形状およびヒーターパターンの
概略を示した構成例図であり、図４はヒーターが複数段
配設されている場合を示した図である。
【００２４】図１に示す本発明にかかるガラス母材の延
伸装置１は、ガラス母材Ｗを効率良く加熱・軟化させ、
カーボンヒーターの劣化やカーボン粉塵の飛散・付着等
が生ずることなく、寸法精度を保ってガラス母材Ｗを延
伸することができるように構成されている。このガラス
母材の延伸装置１は、ガラス母材Ｗを加熱溶融するカー
ボンヒーター４を具備し、ガラス母材Ｗを垂直方向に把
持して吊り下げ、カーボンヒーター４の加熱領域内にガ
ラス母材Ｗを送り込む吊下げ器６と、軟化し縮径された
ガラス母材Ｗを把持して延伸するチャック９とを具備し
ている。
伸装置１は、ガラス母材Ｗを効率良く加熱・軟化させ、
カーボンヒーターの劣化やカーボン粉塵の飛散・付着等
が生ずることなく、寸法精度を保ってガラス母材Ｗを延
伸することができるように構成されている。このガラス
母材の延伸装置１は、ガラス母材Ｗを加熱溶融するカー
ボンヒーター４を具備し、ガラス母材Ｗを垂直方向に把
持して吊り下げ、カーボンヒーター４の加熱領域内にガ
ラス母材Ｗを送り込む吊下げ器６と、軟化し縮径された
ガラス母材Ｗを把持して延伸するチャック９とを具備し
ている。
【００２５】ここで、本発明のガラス母材の延伸装置の
特徴は、カーボンヒーター４の表面負荷密度が１０Ｗ／
ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下とされていることであ
る。図３に示すように、本発明にかかるガラス母材の延
伸装置のカーボンヒーター４は、ヒーターの形状および
ヒーターパターンを適当な形状とすることにより、カー
ボンヒーター４の表面負荷密度が１０〜５０Ｗ／ｃｍ2
の範囲内となるようにされている。このため、カーボン
ヒーターの劣化等を招かず、高い寸法精度を保ってガラ
ス母材Ｗを延伸することができる。
特徴は、カーボンヒーター４の表面負荷密度が１０Ｗ／
ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下とされていることであ
る。図３に示すように、本発明にかかるガラス母材の延
伸装置のカーボンヒーター４は、ヒーターの形状および
ヒーターパターンを適当な形状とすることにより、カー
ボンヒーター４の表面負荷密度が１０〜５０Ｗ／ｃｍ2
の範囲内となるようにされている。このため、カーボン
ヒーターの劣化等を招かず、高い寸法精度を保ってガラ
ス母材Ｗを延伸することができる。
【００２６】また、このカーボンヒーター４は、ガラス
母材軸方向の長さが例えば２０ｃｍ以下とされているた
め、ガラス母材Ｗの局部を加熱することが可能であり、
延伸された部分がすぐに固化するため、ガラス製品の寸
法精度は高いものとなる。さらに、このカーボンヒータ
ー４は、例えばヒーターの表面積が１６００ｃｍ2 以下
の小面積とされているため、熱放射面積も小さくなり効
率的な加熱を行うことができるようになっている。
母材軸方向の長さが例えば２０ｃｍ以下とされているた
め、ガラス母材Ｗの局部を加熱することが可能であり、
延伸された部分がすぐに固化するため、ガラス製品の寸
法精度は高いものとなる。さらに、このカーボンヒータ
ー４は、例えばヒーターの表面積が１６００ｃｍ2 以下
の小面積とされているため、熱放射面積も小さくなり効
率的な加熱を行うことができるようになっている。
【００２７】このカーボンヒーター４は、図４に示すよ
うに、複数段に分割されて配設されることもある。この
ようにすれば、個々のヒーターの熱量は小さくすること
ができるため、個々のヒーターの負担を小さくすること
ができるようになる。さらに各々のヒーターの発熱量に
変化をつけることにより、ガラス母材の延伸に適した所
望の温度分布とすることもできる。例えば、ガラス母材
の加熱部２の内、加熱初期にあたる上部ヒーター１３
は、直径の太いガラス母材Ｗを加熱するために大熱量を
放熱するものとし、加熱終了期にあたる下部ヒーター１
４は、所望の直径に縮径された製品３が早く固化するよ
うに小熱量しか放熱しないようにすることも可能であ
る。
うに、複数段に分割されて配設されることもある。この
ようにすれば、個々のヒーターの熱量は小さくすること
ができるため、個々のヒーターの負担を小さくすること
ができるようになる。さらに各々のヒーターの発熱量に
変化をつけることにより、ガラス母材の延伸に適した所
望の温度分布とすることもできる。例えば、ガラス母材
の加熱部２の内、加熱初期にあたる上部ヒーター１３
は、直径の太いガラス母材Ｗを加熱するために大熱量を
放熱するものとし、加熱終了期にあたる下部ヒーター１
４は、所望の直径に縮径された製品３が早く固化するよ
うに小熱量しか放熱しないようにすることも可能であ
る。
【００２８】このカーボンヒーター４は、図１に示すよ
うに炉体５内に配設されるが、異物の侵入や熱の発散を
防止するために、炉体５の他に、ガラス母材Ｗにチャン
バー１０をかぶせたり、ガラス母材Ｗとカーボンヒータ
ー４の間に炉芯管１１が配設されることもある。
うに炉体５内に配設されるが、異物の侵入や熱の発散を
防止するために、炉体５の他に、ガラス母材Ｗにチャン
バー１０をかぶせたり、ガラス母材Ｗとカーボンヒータ
ー４の間に炉芯管１１が配設されることもある。
【００２９】一方、ガラス母材Ｗには、吊下げ器６の把
持による傷つきを防止するため、直接吊下げ器６により
ガラス母材Ｗを把持せず、図１に示すように、まずダミ
ー棒７を吊下げ器６で把持し、ダミー棒７をコネクター
８を介してガラス母材Ｗと連結することにより、ガラス
母材Ｗを吊り下げる場合もある。
持による傷つきを防止するため、直接吊下げ器６により
ガラス母材Ｗを把持せず、図１に示すように、まずダミ
ー棒７を吊下げ器６で把持し、ダミー棒７をコネクター
８を介してガラス母材Ｗと連結することにより、ガラス
母材Ｗを吊り下げる場合もある。
【００３０】また、ガラス母材の加熱・軟化時の加熱ム
ラ等を防ぐために、吊下げ器６とチャック９とが同期し
て、ガラス母材を中心軸回りに回転可能なようにされる
こともある。
ラ等を防ぐために、吊下げ器６とチャック９とが同期し
て、ガラス母材を中心軸回りに回転可能なようにされる
こともある。
【００３１】このような構成のガラス母材の延伸装置に
よるガラス母材の延伸は以下のように行われる。ガラス
母材Ｗは吊下げ器６により吊り下げられたダミー棒７に
コネクター８により連結され、決められた速度で下降
し、カーボンヒーター４内にガラス母材Ｗを送り込む。
ガラス母材Ｗの反対側の先端はチャック９により把持さ
れている。
よるガラス母材の延伸は以下のように行われる。ガラス
母材Ｗは吊下げ器６により吊り下げられたダミー棒７に
コネクター８により連結され、決められた速度で下降
し、カーボンヒーター４内にガラス母材Ｗを送り込む。
ガラス母材Ｗの反対側の先端はチャック９により把持さ
れている。
【００３２】ガラス母材Ｗのカーボンヒーター４により
加熱された加熱部２が加熱により軟化し、チャック９が
吊下げ器６よりも大きな速度で下降することにより、ガ
ラス母材Ｗは延伸され、所望の直径の製品３を得ること
ができる。この装置で得られた製品３は、寸法精度が高
く、ヒーターの粉塵等が付着することがないため、高品
質なものとなる。
加熱された加熱部２が加熱により軟化し、チャック９が
吊下げ器６よりも大きな速度で下降することにより、ガ
ラス母材Ｗは延伸され、所望の直径の製品３を得ること
ができる。この装置で得られた製品３は、寸法精度が高
く、ヒーターの粉塵等が付着することがないため、高品
質なものとなる。
【００３３】さらに、図２に示す、ガラス母材の延伸装
置１’のように、縮径されたガラス母材Ｗをチャック９
で引くかわりに、ガラス母材Ｗをローラー１２で挟み、
ローラー１２が回転することによってガラス母材Ｗを下
方に引くようにされることもある。このような装置で
は、ガラス母材Ｗの表面に傷が付きにくいという利点が
ある。
置１’のように、縮径されたガラス母材Ｗをチャック９
で引くかわりに、ガラス母材Ｗをローラー１２で挟み、
ローラー１２が回転することによってガラス母材Ｗを下
方に引くようにされることもある。このような装置で
は、ガラス母材Ｗの表面に傷が付きにくいという利点が
ある。
【００３４】
【実施例】次に本発明を実施例により説明する。
（実施例）ＶＡＤ法によるスート作製、脱水焼結工程を
経て、直径１５０ｍｍ、直胴部の長さが２０００ｍｍの
ガラス母材が作製された。このガラス母材を、図１に示
す本発明のガラス母材の延伸装置１により延伸して、直
径８０ｍｍのガラス棒製品を製造した。なお、このガラ
ス母材の延伸装置１のカーボンヒーター４は、図３に示
す形状とヒーターパターンを有しており、表面負荷密度
は３４．２Ｗ／ｃｍ2 となるようにされている。また、
本実施例では、図４に示すように、このカーボンヒータ
ー４をそれぞれ上部ヒーター１３、下部ヒーター１４と
して２段に配設した装置を用いて、ガラス母材の延伸を
行った。
経て、直径１５０ｍｍ、直胴部の長さが２０００ｍｍの
ガラス母材が作製された。このガラス母材を、図１に示
す本発明のガラス母材の延伸装置１により延伸して、直
径８０ｍｍのガラス棒製品を製造した。なお、このガラ
ス母材の延伸装置１のカーボンヒーター４は、図３に示
す形状とヒーターパターンを有しており、表面負荷密度
は３４．２Ｗ／ｃｍ2 となるようにされている。また、
本実施例では、図４に示すように、このカーボンヒータ
ー４をそれぞれ上部ヒーター１３、下部ヒーター１４と
して２段に配設した装置を用いて、ガラス母材の延伸を
行った。
【００３５】上記の条件で、ガラス棒製品を１００本製
造してみたところ、カーボンヒーターの表面が劣化する
ことがなく、製品にカーボン粉末の付着は見られなかっ
た。また、製造されたガラス棒の直径のバラツキは、±
２ｍｍ以内の範囲であり、満足できる寸法精度であっ
た。
造してみたところ、カーボンヒーターの表面が劣化する
ことがなく、製品にカーボン粉末の付着は見られなかっ
た。また、製造されたガラス棒の直径のバラツキは、±
２ｍｍ以内の範囲であり、満足できる寸法精度であっ
た。
【００３６】（比較例）実施例と同様に製造された、直
径１５０ｍｍ、直胴部の長さが２０００ｍｍのガラス母
材を、直径８０ｍｍのガラス棒製品に延伸した。この時
のガラス母材の延伸は、カーボンヒーター４の表面負荷
密度を、５Ｗ／ｃｍ2 および８０Ｗ／ｃｍ2 とした場合
についてガラス母材の延伸を行い、その他の条件は、実
施例と同じとした。そして、それぞれの場合について、
ガラス棒製品を１００本製造した。
径１５０ｍｍ、直胴部の長さが２０００ｍｍのガラス母
材を、直径８０ｍｍのガラス棒製品に延伸した。この時
のガラス母材の延伸は、カーボンヒーター４の表面負荷
密度を、５Ｗ／ｃｍ2 および８０Ｗ／ｃｍ2 とした場合
についてガラス母材の延伸を行い、その他の条件は、実
施例と同じとした。そして、それぞれの場合について、
ガラス棒製品を１００本製造した。
【００３７】カーボンヒーターの表面負荷密度を５Ｗ／
ｃｍ2 とした場合は、ヒーターの加熱効率が悪く、局部
加熱ができなかったので、製造されたガラス棒の直径の
バラツキは、±９ｍｍと大きなものとなった。また、カ
ーボンヒーターの表面負荷密度を８０Ｗ／ｃｍ2 とした
場合は、ヒーターの表面の劣化が著しく、ガラス棒製品
の表面にはカーボン粉末が付着しているものが多くみら
れた。
ｃｍ2 とした場合は、ヒーターの加熱効率が悪く、局部
加熱ができなかったので、製造されたガラス棒の直径の
バラツキは、±９ｍｍと大きなものとなった。また、カ
ーボンヒーターの表面負荷密度を８０Ｗ／ｃｍ2 とした
場合は、ヒーターの表面の劣化が著しく、ガラス棒製品
の表面にはカーボン粉末が付着しているものが多くみら
れた。
【００３８】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】例えば、上記実施形態では、ヒーターの表
面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下と
するのに、ヒーターの形状およびヒーターパターンを変
えることによって行う場合を中心に説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、材質の変更等ヒータ
ーの表面負荷密度を上記範囲にするものであれば本発明
の範囲に含まれる。また、上記実施形態では、ガラス母
材を鉛直方向に延伸して縮径する構造の装置を中心に説
明したが、母材を真直ぐに延伸できるものであればこれ
に限定されるものではなく、例えば水平方向に延伸する
装置であってもよい。
面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下と
するのに、ヒーターの形状およびヒーターパターンを変
えることによって行う場合を中心に説明したが、本発明
はこれに限定されるものではなく、材質の変更等ヒータ
ーの表面負荷密度を上記範囲にするものであれば本発明
の範囲に含まれる。また、上記実施形態では、ガラス母
材を鉛直方向に延伸して縮径する構造の装置を中心に説
明したが、母材を真直ぐに延伸できるものであればこれ
に限定されるものではなく、例えば水平方向に延伸する
装置であってもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス母
材の延伸方法および延伸装置は、ヒーターの表面負荷密
度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上にすることにより、ガラス母材
の軟化部分の大きさを、満足できる寸法精度で延伸可能
な範囲とすることができ、また上記表面負荷密度を５０
Ｗ／ｃｍ2 以下に抑えることにより、ヒーターの組織の
劣化を防止し寿命を長く保ち粉塵の発生を抑えるので、
満足できる品質のガラス母材を得ることができる。
材の延伸方法および延伸装置は、ヒーターの表面負荷密
度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上にすることにより、ガラス母材
の軟化部分の大きさを、満足できる寸法精度で延伸可能
な範囲とすることができ、また上記表面負荷密度を５０
Ｗ／ｃｍ2 以下に抑えることにより、ヒーターの組織の
劣化を防止し寿命を長く保ち粉塵の発生を抑えるので、
満足できる品質のガラス母材を得ることができる。
【図１】本発明にかかるヒーターを具備したガラス母材
の延伸装置の構成例図である（チャック方式）。
の延伸装置の構成例図である（チャック方式）。
【図２】本発明にかかるヒーターを具備したガラス母材
の延伸装置の構成例図である（ローラー方式）。
の延伸装置の構成例図である（ローラー方式）。
【図３】本発明にかかるガラス母材の延伸装置における
カーボンヒーターの形状およびヒーターパターンの概略
を示した構成例図である。
カーボンヒーターの形状およびヒーターパターンの概略
を示した構成例図である。
【図４】ヒーターが複数段配設されている場合を示した
図である。
図である。
１、１’…延伸装置、 ２…加熱部、 ３…製品、 ４
…カーボンヒーター、５…炉体、 ６…吊下げ器、 ７
…ダミー棒、 ８…コネクター、９…チャック、 １０
…チャンバー、 １１…炉芯管、 １２…ローラー、１
３…上部ヒーター、 １４…下部ヒーター、Ｗ…ガラス
母材。
…カーボンヒーター、５…炉体、 ６…吊下げ器、 ７
…ダミー棒、 ８…コネクター、９…チャック、 １０
…チャンバー、 １１…炉芯管、 １２…ローラー、１
３…上部ヒーター、 １４…下部ヒーター、Ｗ…ガラス
母材。
フロントページの続き
(72)発明者 平沢 秀夫
群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化
学工業株式会社精密機能材料研究所内
Ｆターム(参考） 4G015 BA01 BB01
Claims (8)
- 【請求項１】 ガラス母材をヒーターにより加熱して延
伸するガラス母材の延伸方法において、前記ヒーターの
表面負荷密度を１０Ｗ／ｃｍ2 以上５０Ｗ／ｃｍ2 以下
として、ガラス母材を加熱して延伸することを特徴とす
るガラス母材の延伸方法。 - 【請求項２】 前記ヒーターのガラス母材軸方向の長さ
を２０ｃｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載
のガラス母材の延伸方法。 - 【請求項３】 前記ヒーターの表面積を１６００ｃｍ2
以下とすることを特徴とする請求項１または請求項２に
記載のガラス母材の延伸方法。 - 【請求項４】 少なくともガラス母材を加熱して延伸す
るためのヒーターを具備するガラス母材の延伸装置にお
いて、前記ヒータの表面負荷密度が１０Ｗ／ｃｍ2 以上
５０Ｗ／ｃｍ2 以下であることを特徴とするガラス母材
の延伸装置。 - 【請求項５】 前記ヒーターのガラス母材軸方向の長さ
が２０ｃｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載
のガラス母材の延伸装置。 - 【請求項６】 前記ヒーターの表面積が１６００ｃｍ2
以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に
記載のガラス母材の延伸装置。 - 【請求項７】 前記ヒーターが複数段配設されているこ
とを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれか１項
に記載のガラス母材の延伸装置。 - 【請求項８】 前記ヒーターがカーボンヒーターである
ことを特徴とする請求項４ないし請求項７のいずれか１
項に記載のガラス母材の延伸装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24440598A JP3393594B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ガラス母材の延伸方法および延伸装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24440598A JP3393594B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ガラス母材の延伸方法および延伸装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000063135A true JP2000063135A (ja) | 2000-02-29 |
| JP3393594B2 JP3393594B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=17118187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24440598A Expired - Fee Related JP3393594B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | ガラス母材の延伸方法および延伸装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3393594B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008540321A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-11-20 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 石英ガラスの中空シリンダーを延伸することにより石英ガラスチューブを製造する方法 |
| CN103648995A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-03-19 | 住友电气工业株式会社 | 玻璃母材用加热炉 |
-
1998
- 1998-08-14 JP JP24440598A patent/JP3393594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008540321A (ja) * | 2005-05-16 | 2008-11-20 | ヘレウス クワルツグラス ゲーエムベーハー ウント コンパニー カーゲー | 石英ガラスの中空シリンダーを延伸することにより石英ガラスチューブを製造する方法 |
| CN103648995A (zh) * | 2011-06-29 | 2014-03-19 | 住友电气工业株式会社 | 玻璃母材用加热炉 |
| EP2727888A1 (en) * | 2011-06-29 | 2014-05-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Furnace for glass base material |
| EP2727888A4 (en) * | 2011-06-29 | 2015-03-18 | Sumitomo Electric Industries | OVEN FOR A GLASS BASED MATERIAL |
| US9120694B2 (en) | 2011-06-29 | 2015-09-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Glass preform heating furnace |
| CN103648995B (zh) * | 2011-06-29 | 2016-11-16 | 住友电气工业株式会社 | 玻璃母材用加热炉 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3393594B2 (ja) | 2003-04-07 |
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