JP2000234710A - ガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びにガラス加工方法 - Google Patents
ガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びにガラス加工方法Info
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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
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- C03B37/01228—Removal of preform material
- C03B37/01237—Removal of preform material to modify the diameter by heat-polishing, e.g. fire-polishing
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/043—Heating devices specially adapted for re-forming tubes or rods in general, e.g. burners
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、耐熱性、耐酸化性に優れ、高温下
でも機械的強度等の劣化が少なく、比較的安価で加工し
易い材料を選択し、それから火炎バーナを作製して、ガ
ラス材料、特に石英系材料の加工時に酸化物の発生が殆
ど無く、被加工物に付着、混入して品質低下を来すこと
のないガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びに
ガラス加工方法を提供する。 【解決手段】 ガラス材の加工に用いられる火炎バーナ
において、火炎バーナのノズルの材質がＮｉまたはＳＵ
Ｓ３１０Ｓであることを特徴とするガラス加工用火炎バ
ーナおよびガラス旋盤並びにガラスの加工方法。
でも機械的強度等の劣化が少なく、比較的安価で加工し
易い材料を選択し、それから火炎バーナを作製して、ガ
ラス材料、特に石英系材料の加工時に酸化物の発生が殆
ど無く、被加工物に付着、混入して品質低下を来すこと
のないガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びに
ガラス加工方法を提供する。 【解決手段】 ガラス材の加工に用いられる火炎バーナ
において、火炎バーナのノズルの材質がＮｉまたはＳＵ
Ｓ３１０Ｓであることを特徴とするガラス加工用火炎バ
ーナおよびガラス旋盤並びにガラスの加工方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス材、特に
は、合成石英材、天然石英材または光ファイバ母材の加
工に際し、被加工材に対する異物の付着、混入を防止
し、高温下に長期安定運転を可能とするガラス加工用火
炎バーナに関する。
は、合成石英材、天然石英材または光ファイバ母材の加
工に際し、被加工材に対する異物の付着、混入を防止
し、高温下に長期安定運転を可能とするガラス加工用火
炎バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガラス材料の加工には一般に火炎バーナ
による火炎が用いられている。ガラス材料の中でも、石
英材料は、軟化温度が１６００℃以上と高く、火炎バー
ナで長時間加熱すると、バーナ自体の温度も上昇し、特
にバーナ先端のノズルは高温により酸化され、生成した
酸化物がガラス材料に吹き付けられて異物として付着
し、品質が低下するという問題がある。
による火炎が用いられている。ガラス材料の中でも、石
英材料は、軟化温度が１６００℃以上と高く、火炎バー
ナで長時間加熱すると、バーナ自体の温度も上昇し、特
にバーナ先端のノズルは高温により酸化され、生成した
酸化物がガラス材料に吹き付けられて異物として付着
し、品質が低下するという問題がある。
【０００３】通常、火炎バーナのノズルには、酸化され
にくい材料として、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌ等の
ステンレスが使用されている。これらの材料は、短時間
の使用では殆ど酸化せず、ガラス材料への金属酸化物の
付着も少ないが、長時間高温で使用すると酸化物が発生
し、ガラス材料に異物が付着する原因になる。
にくい材料として、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６Ｌ等の
ステンレスが使用されている。これらの材料は、短時間
の使用では殆ど酸化せず、ガラス材料への金属酸化物の
付着も少ないが、長時間高温で使用すると酸化物が発生
し、ガラス材料に異物が付着する原因になる。
【０００４】一方、光ファイバ用プリフォームの加工で
は、ガラス旋盤が用いられ、延伸、ファイヤーポリッシ
ュ等の工程で火炎による加工が行われている。ガラス旋
盤では、通常６０分以上の長時間火炎による加工が行わ
れるため、火炎バーナは酸化され易く、特にノズルの先
端では酸化物が生成し易く、これが薄膜となって剥れ、
火炎によって吹き飛ばされ、プリフォームの表面に付着
する。このような酸化物は、加工が終わって冷却後は黒
点として残るため、プリフォームの品質が大きく低下す
るので、火炎バーナの材質には酸化されにくい材料を使
用する必要がある。
は、ガラス旋盤が用いられ、延伸、ファイヤーポリッシ
ュ等の工程で火炎による加工が行われている。ガラス旋
盤では、通常６０分以上の長時間火炎による加工が行わ
れるため、火炎バーナは酸化され易く、特にノズルの先
端では酸化物が生成し易く、これが薄膜となって剥れ、
火炎によって吹き飛ばされ、プリフォームの表面に付着
する。このような酸化物は、加工が終わって冷却後は黒
点として残るため、プリフォームの品質が大きく低下す
るので、火炎バーナの材質には酸化されにくい材料を使
用する必要がある。
【０００５】高温下長時間使用しても、異物を発生しな
い火炎バーナの材料として、石英管を用いたものもある
が、石英管は機械的な衝撃に弱く、使用に細心の注意が
必要である。特に、火炎バーナの真上にワーク（被加工
物）を置いて加工する場合には、ワークが落下した時
に、火炎バーナが破損し、可燃性ガスの漏洩等、安全上
の問題が生じることがある。また、石英管を加工して火
炎バーナを作製するときには、人手による加工が多くな
るため、管の内外径やノズルの角度等、精度よく作製す
ることは極めて困難である等問題点の多い材料で、使い
こなすことがむづかしい。
い火炎バーナの材料として、石英管を用いたものもある
が、石英管は機械的な衝撃に弱く、使用に細心の注意が
必要である。特に、火炎バーナの真上にワーク（被加工
物）を置いて加工する場合には、ワークが落下した時
に、火炎バーナが破損し、可燃性ガスの漏洩等、安全上
の問題が生じることがある。また、石英管を加工して火
炎バーナを作製するときには、人手による加工が多くな
るため、管の内外径やノズルの角度等、精度よく作製す
ることは極めて困難である等問題点の多い材料で、使い
こなすことがむづかしい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、耐
熱性、耐酸化性に優れ、高温下でも機械的強度等の劣化
が少なく、比較的安価で加工し易い材料を選択し、これ
から火炎バーナを作製して、ガラス材料、特に石英系材
料の加工時に酸化物の発生が殆ど無く、被加工物に付
着、混入して品質低下を来すことのないガラス加工用火
炎バーナおよびガラス加工方法を提供することを主たる
目的とする。
熱性、耐酸化性に優れ、高温下でも機械的強度等の劣化
が少なく、比較的安価で加工し易い材料を選択し、これ
から火炎バーナを作製して、ガラス材料、特に石英系材
料の加工時に酸化物の発生が殆ど無く、被加工物に付
着、混入して品質低下を来すことのないガラス加工用火
炎バーナおよびガラス加工方法を提供することを主たる
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の請求項１に記載した発明は、ガラス材の加工に
用いられる火炎バーナにおいて、火炎バーナのノズルの
材質がＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓであることを特徴とす
るガラス加工用火炎バーナである。
本発明の請求項１に記載した発明は、ガラス材の加工に
用いられる火炎バーナにおいて、火炎バーナのノズルの
材質がＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓであることを特徴とす
るガラス加工用火炎バーナである。
【０００８】このように、火炎バーナのノズルの材質に
耐熱性、耐酸化性に優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓを
使用したバーナにすると、ノズル先端部における金属酸
化物の発生やこれが薄膜となって剥れて被加工物に異物
となって付着したり巻き込まれたりすることが殆どなく
なり、ガラス加工期間中を通じて操業の安定化と品質の
向上を図ることができると共に歩留りや生産性が向上
し、コストダウンを図ることができるガラス加工用火炎
バーナとなる。
耐熱性、耐酸化性に優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓを
使用したバーナにすると、ノズル先端部における金属酸
化物の発生やこれが薄膜となって剥れて被加工物に異物
となって付着したり巻き込まれたりすることが殆どなく
なり、ガラス加工期間中を通じて操業の安定化と品質の
向上を図ることができると共に歩留りや生産性が向上
し、コストダウンを図ることができるガラス加工用火炎
バーナとなる。
【０００９】この場合、請求項２に記載したように、前
記ガラス材を、合成石英または天然石英とすることがで
きる。このように加工の対象となるガラス材が、軟化点
が高く、加工がむづかしい合成石英や天然石英であって
も、比較的容易に長時間安定した操業が可能となり、異
物が殆どない高品質の加工品を得ることができるガラス
加工用火炎バーナとなる。
記ガラス材を、合成石英または天然石英とすることがで
きる。このように加工の対象となるガラス材が、軟化点
が高く、加工がむづかしい合成石英や天然石英であって
も、比較的容易に長時間安定した操業が可能となり、異
物が殆どない高品質の加工品を得ることができるガラス
加工用火炎バーナとなる。
【００１０】さらに、請求項３に記載したように、前記
ガラス材を、光ファイバ用プリフォーム（以下、光ファ
イバ母材ということもある）とすることができる。この
ように加工の対象となるガラス材が、長時間を要すると
共に精度の高い加工を要する光ファイバ母材であって
も、プリフォームの延伸による長さや外径調整、ファイ
ヤーポリシュ等の加工を長時間安定して操業することが
できると共に、異物が殆どない高品質の加工品を得るこ
とができるガラス加工用火炎バーナとなる。
ガラス材を、光ファイバ用プリフォーム（以下、光ファ
イバ母材ということもある）とすることができる。この
ように加工の対象となるガラス材が、長時間を要すると
共に精度の高い加工を要する光ファイバ母材であって
も、プリフォームの延伸による長さや外径調整、ファイ
ヤーポリシュ等の加工を長時間安定して操業することが
できると共に、異物が殆どない高品質の加工品を得るこ
とができるガラス加工用火炎バーナとなる。
【００１１】また、請求項４に記載したように、前記火
炎バーナで使用される可燃性ガスを水素とし、また、請
求項５に記載したように助燃性ガスを酸素とすることが
できる。軟化温度が高いガラス材料を加工するには水素
を酸素で燃焼するいわゆる酸水素炎が適しており、本発
明の材質で作製した火炎バーナを使用して加工すれば、
耐熱性、耐酸化性に優れているので、長時間安定操業が
でき、異物が殆ど発生、付着しない加工品を得ることが
できるガラス加工用火炎バーナとなる。
炎バーナで使用される可燃性ガスを水素とし、また、請
求項５に記載したように助燃性ガスを酸素とすることが
できる。軟化温度が高いガラス材料を加工するには水素
を酸素で燃焼するいわゆる酸水素炎が適しており、本発
明の材質で作製した火炎バーナを使用して加工すれば、
耐熱性、耐酸化性に優れているので、長時間安定操業が
でき、異物が殆ど発生、付着しない加工品を得ることが
できるガラス加工用火炎バーナとなる。
【００１２】そして、請求項６に記載したように、前記
火炎バーナで用いる可燃性ガスおよび助燃性ガスは、火
炎バーナの先端で混合され燃焼されるようにすることが
できる。このように構成することによって、火炎バーナ
内部で着火することが防止され、バーナ先端部の温度上
昇を抑えられる結果、その酸化物の発生を防止すること
ができるので、被加工物に異物が付着することを一層低
減することができる。
火炎バーナで用いる可燃性ガスおよび助燃性ガスは、火
炎バーナの先端で混合され燃焼されるようにすることが
できる。このように構成することによって、火炎バーナ
内部で着火することが防止され、バーナ先端部の温度上
昇を抑えられる結果、その酸化物の発生を防止すること
ができるので、被加工物に異物が付着することを一層低
減することができる。
【００１３】次に、本発明の請求項７に記載した発明
は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載した
ガラス加工用火炎バーナを具備して成ることを特徴とす
るガラス旋盤である。このように構成されたガラス旋盤
を使用して合成石英材、天然石英材または光ファイバ母
材を火炎バーナで加工すれば、長時間にわたって安定操
業ができると共に異物のない高品質の加工品を得ること
ができるガラス旋盤となる。
は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載した
ガラス加工用火炎バーナを具備して成ることを特徴とす
るガラス旋盤である。このように構成されたガラス旋盤
を使用して合成石英材、天然石英材または光ファイバ母
材を火炎バーナで加工すれば、長時間にわたって安定操
業ができると共に異物のない高品質の加工品を得ること
ができるガラス旋盤となる。
【００１４】さらに、本発明の請求項８に記載した発明
は、ガラス旋盤にセットされた合成石英材、天然石英材
または光ファイバ用プリフォームを火炎バーナで加工す
るに際し、該バーナのノズルの材質をＮｉまたはＳＵＳ
３１０Ｓとして作製した火炎バーナを使用することを特
徴とするガラスの加工方法である。
は、ガラス旋盤にセットされた合成石英材、天然石英材
または光ファイバ用プリフォームを火炎バーナで加工す
るに際し、該バーナのノズルの材質をＮｉまたはＳＵＳ
３１０Ｓとして作製した火炎バーナを使用することを特
徴とするガラスの加工方法である。
【００１５】このようにノズルの材質を耐熱性、耐酸化
性に優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓとして作製した火
炎バーナで前記ガラス材を加工すれば、ノズル先端部に
おける金属酸化物の発生やこれが薄膜となって剥れて被
加工物に異物となって付着したり巻き込まれたりするこ
とが殆どなくなり、ガラス加工期間中を通じて操業の安
定化と品質の向上を図ることができると共に歩留りや生
産性が向上し、コストダウンを図ることができる。
性に優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓとして作製した火
炎バーナで前記ガラス材を加工すれば、ノズル先端部に
おける金属酸化物の発生やこれが薄膜となって剥れて被
加工物に異物となって付着したり巻き込まれたりするこ
とが殆どなくなり、ガラス加工期間中を通じて操業の安
定化と品質の向上を図ることができると共に歩留りや生
産性が向上し、コストダウンを図ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、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、本発明はこれらに
限定されるものではない。ここで、図１は本発明のガラ
ス加工用火炎バーナを示す（ａ）外観図と（ｂ）火炎バ
ーナ先端のノズル部の噴出口正面図であり、図２はガラ
ス加工用火炎バーナを備えたガラス旋盤の構成例を示す
概要図である。
て添付した図面に基づき説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。ここで、図１は本発明のガラ
ス加工用火炎バーナを示す（ａ）外観図と（ｂ）火炎バ
ーナ先端のノズル部の噴出口正面図であり、図２はガラ
ス加工用火炎バーナを備えたガラス旋盤の構成例を示す
概要図である。
【００１７】本発明のガラス加工用火炎バーナ２０は、
例えば図１（ａ）に示したような外観をしており、可燃
性ガスの水素導入管２１と助燃性ガスの酸素導入管２２
を備えた円筒胴体の先は円錐台形のノズル部２３とな
り、先端では酸水素火炎反応により高温の火炎を噴出し
ている。ノズル部２３を先端の方から見ると、図１
（ｂ）に示したように、数十本の細いパイプ状のノズル
２５からは助燃性ガスが吹き出され、ノズル部２３の外
ケース２４とノズル２５との間の隙間２６からは可燃性
ガスが噴出される。助燃性ガスとしては、通常酸素が用
いられ、可燃性ガスには水素が用いられる。
例えば図１（ａ）に示したような外観をしており、可燃
性ガスの水素導入管２１と助燃性ガスの酸素導入管２２
を備えた円筒胴体の先は円錐台形のノズル部２３とな
り、先端では酸水素火炎反応により高温の火炎を噴出し
ている。ノズル部２３を先端の方から見ると、図１
（ｂ）に示したように、数十本の細いパイプ状のノズル
２５からは助燃性ガスが吹き出され、ノズル部２３の外
ケース２４とノズル２５との間の隙間２６からは可燃性
ガスが噴出される。助燃性ガスとしては、通常酸素が用
いられ、可燃性ガスには水素が用いられる。
【００１８】特に、可燃性ガスとして、水素を用いた場
合には、火炎バーナ内部での着火を防止するため、上記
のように可燃性ガスと助燃性ガスを別々の導入管から導
入して、バーナ先端まで送り、火炎バーナのノズルの先
端で可燃性ガスと助燃性ガスは混合、燃焼され、火炎が
被加工物に吹き付けられるようにするのが好ましい。ガ
スの流量は、通常水素ガスが１５０〜５００ＳＬＭ、酸
素ガスが７０〜３００ＳＬＭ程度に設定される。
合には、火炎バーナ内部での着火を防止するため、上記
のように可燃性ガスと助燃性ガスを別々の導入管から導
入して、バーナ先端まで送り、火炎バーナのノズルの先
端で可燃性ガスと助燃性ガスは混合、燃焼され、火炎が
被加工物に吹き付けられるようにするのが好ましい。ガ
スの流量は、通常水素ガスが１５０〜５００ＳＬＭ、酸
素ガスが７０〜３００ＳＬＭ程度に設定される。
【００１９】次に、ガラス旋盤１は、上記火炎バーナ２
０を使用して合成石英材、天然石英材または光ファイバ
母材［以下、これらを総称して石英母材ということがあ
る］Ｗの表面に向けて火炎バーナ２０で火炎を吹き付け
て加熱し、延伸して外径、長さを修正したり、光ファイ
バ母材の表面に付着した汚れ、異物、傷等の除去、そし
て最終仕上げのファイヤーポリッシュ（火炎研磨）等の
加工を行う機械である。
０を使用して合成石英材、天然石英材または光ファイバ
母材［以下、これらを総称して石英母材ということがあ
る］Ｗの表面に向けて火炎バーナ２０で火炎を吹き付け
て加熱し、延伸して外径、長さを修正したり、光ファイ
バ母材の表面に付着した汚れ、異物、傷等の除去、そし
て最終仕上げのファイヤーポリッシュ（火炎研磨）等の
加工を行う機械である。
【００２０】例えば、図２に示すように機台２上の長手
方向に沿って対向に配置され、かつ不図示の移動機構に
よって相互間隔が調整自在な左右一対のコラム３、４
と、各コラム３、４の前面に取り付けられる一対のチャ
ック５，５に、石英母材Ｗを掴んで軸回りに回転させつ
つ、石英母材Ｗの一端から石英母材Ｗの表面に向けて、
水平移動自在な移動台６の上にセットした火炎バーナ２
０で火炎を吹き付けて加熱し、外径測定器で外径を測定
しつつ、所望の径になるように左右のチャック５，５の
間隔を開く様にコラム３、４を移動制御して延伸加工し
ている。
方向に沿って対向に配置され、かつ不図示の移動機構に
よって相互間隔が調整自在な左右一対のコラム３、４
と、各コラム３、４の前面に取り付けられる一対のチャ
ック５，５に、石英母材Ｗを掴んで軸回りに回転させつ
つ、石英母材Ｗの一端から石英母材Ｗの表面に向けて、
水平移動自在な移動台６の上にセットした火炎バーナ２
０で火炎を吹き付けて加熱し、外径測定器で外径を測定
しつつ、所望の径になるように左右のチャック５，５の
間隔を開く様にコラム３、４を移動制御して延伸加工し
ている。
【００２１】具体的な加工条件の一例としては、プリフ
ォームを火炎で加熱し、延伸縮径する場合には、火炎バ
ーナを１０ｍｍ／ｍｉｎ程度の速度で移動させるため、
長さ１０００ｍｍのプリフォームを加工するのに約１０
０分かかることになる。この間常時火炎が噴出した状態
であるから火炎バーナのノズルの先端部は８００℃程度
にまで加熱され１００分間持続されることになり、従来
使用されていた耐熱性、耐酸化性に若干劣る材質、例え
ばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等で作られた火炎バー
ナを使用すると、数分間程度の短時間ならともかく、数
十分ないし数時間の長時間になると、酸化が激しくな
り、金属酸化物が薄い箔となってノズルから剥離し、火
炎にのって石英母材にまで飛び、石英母材表面に異物と
なって付着したり、内部に混入してしまうこともある。
ォームを火炎で加熱し、延伸縮径する場合には、火炎バ
ーナを１０ｍｍ／ｍｉｎ程度の速度で移動させるため、
長さ１０００ｍｍのプリフォームを加工するのに約１０
０分かかることになる。この間常時火炎が噴出した状態
であるから火炎バーナのノズルの先端部は８００℃程度
にまで加熱され１００分間持続されることになり、従来
使用されていた耐熱性、耐酸化性に若干劣る材質、例え
ばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ等で作られた火炎バー
ナを使用すると、数分間程度の短時間ならともかく、数
十分ないし数時間の長時間になると、酸化が激しくな
り、金属酸化物が薄い箔となってノズルから剥離し、火
炎にのって石英母材にまで飛び、石英母材表面に異物と
なって付着したり、内部に混入してしまうこともある。
【００２２】そこで本発明の火炎バーナにおける助燃性
ガスである酸素が吹き出すノズルの材質について徹底的
に調査し、実験を重ねた結果、特に耐熱性、耐酸化性に
優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓを使用することにし
た。Ｎｉおよびこれらステンレス鋼の組成を表１に示
す。
ガスである酸素が吹き出すノズルの材質について徹底的
に調査し、実験を重ねた結果、特に耐熱性、耐酸化性に
優れたＮｉまたはＳＵＳ３１０Ｓを使用することにし
た。Ｎｉおよびこれらステンレス鋼の組成を表１に示
す。
【００２３】
【表１】
【００２４】Ｎｉ製または３１０Ｓ製ノズル２５は、例
えば外径３ｍｍ、内径１ｍｍ、長さ１００ｍｍのパイプ
約６０本からなり、根元を黄銅製の台にロウ付けされて
いる。火炎バーナの中で８００℃以上の高温になるのは
先端から４０ｍｍ位の範囲であり、少なくともこの部分
がＮｉまたは３１０Ｓで構成されていることが必要であ
り、こうすれば長時間火炎に曝されても酸化物を発生す
ることは殆どなくなり、石英母材Ｗの表面に異物として
付着したり、混入したりすることは殆どなくなった。
えば外径３ｍｍ、内径１ｍｍ、長さ１００ｍｍのパイプ
約６０本からなり、根元を黄銅製の台にロウ付けされて
いる。火炎バーナの中で８００℃以上の高温になるのは
先端から４０ｍｍ位の範囲であり、少なくともこの部分
がＮｉまたは３１０Ｓで構成されていることが必要であ
り、こうすれば長時間火炎に曝されても酸化物を発生す
ることは殆どなくなり、石英母材Ｗの表面に異物として
付着したり、混入したりすることは殆どなくなった。
【００２５】火炎バーナ２０の外ケース２４について
も、Ｎｉ材で構成することが望ましいが、この部分はノ
ズルと比較して温度が上りにくく、またＮｉでは材料が
高価であるためＳＵＳ３１０ＳやＳＵＳ３１６Ｌ等のス
テンレス鋼で構成することも可能である。勿論、ノズル
２５、外ケース２４の全てをＮｉ材またはＳＵＳ３１０
Ｓで作製してもよいことは言うまでもない。
も、Ｎｉ材で構成することが望ましいが、この部分はノ
ズルと比較して温度が上りにくく、またＮｉでは材料が
高価であるためＳＵＳ３１０ＳやＳＵＳ３１６Ｌ等のス
テンレス鋼で構成することも可能である。勿論、ノズル
２５、外ケース２４の全てをＮｉ材またはＳＵＳ３１０
Ｓで作製してもよいことは言うまでもない。
【００２６】火炎バーナにおける火炎の大きさを変更で
きるように、ノズルへのガス供給系統を複数に分けても
よい。広い範囲を加熱するためには、全てのノズルから
ガスを流すことで、大きな火炎を得ることができる。
きるように、ノズルへのガス供給系統を複数に分けても
よい。広い範囲を加熱するためには、全てのノズルから
ガスを流すことで、大きな火炎を得ることができる。
【００２７】逆に石英母材の端部を絞って溶断する時等
には、狭い範囲を加熱する必要がある。その時には中心
部のノズルのみからガスを出すことで火炎を細く絞るこ
とが出来る。特に、ガス流量を絞って使うときにはノズ
ルの温度が上り易くなる。この場合には、可燃性ガスま
たは助燃性ガスに、窒素やアルゴン等の不活性ガスを混
合し、ノズル内でのガスの流速を増加させることでノズ
ル温度低下に効果がある。
には、狭い範囲を加熱する必要がある。その時には中心
部のノズルのみからガスを出すことで火炎を細く絞るこ
とが出来る。特に、ガス流量を絞って使うときにはノズ
ルの温度が上り易くなる。この場合には、可燃性ガスま
たは助燃性ガスに、窒素やアルゴン等の不活性ガスを混
合し、ノズル内でのガスの流速を増加させることでノズ
ル温度低下に効果がある。
【００２８】
【実施例】次に、本発明の実施例および比較例を挙げて
具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。 （実施例１）純度９９％のＮｉ材からなる外径３ｍｍ、
内径１ｍｍのパイプを火炎バーナのノズルとして使用
し、ＳＵＳ３１０Ｓ製の外ケースに組み込んで火炎バー
ナを作製した。この火炎バーナをガラス旋盤にセット
し、合成石英からなる光ファイバ用プリフォームに延伸
および火炎研磨加工等を行った。この火炎バーナを用い
た延伸加工の条件の一例を次に示す。
具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるも
のではない。 （実施例１）純度９９％のＮｉ材からなる外径３ｍｍ、
内径１ｍｍのパイプを火炎バーナのノズルとして使用
し、ＳＵＳ３１０Ｓ製の外ケースに組み込んで火炎バー
ナを作製した。この火炎バーナをガラス旋盤にセット
し、合成石英からなる光ファイバ用プリフォームに延伸
および火炎研磨加工等を行った。この火炎バーナを用い
た延伸加工の条件の一例を次に示す。
【００２９】火炎バーナのノズル内部には酸素ガスを、
外ケースとノズルの隙間には水素ガスを流した。火炎バ
ーナに流すガス流量は、水素を２５０ＳＬＭ（標準リッ
トル／分）、酸素を１３０ＳＬＭに調整した。図２に示
すようにプリフォームを火炎で加熱しながら、火炎バー
ナを１５．０ｍｍ／ｍｉｎの速度で一定方向に移動さ
せ、同時にプリフォームの端部を把持しているチャック
を、コラムによって２．３ｍｍ／ｍｉｎの速度で火炎バ
ーナとは反対方向に移動させた。以上のような条件で外
径６５ｍｍ、長さ１，１５０ｍｍのプリフォームに加工
することができた。
外ケースとノズルの隙間には水素ガスを流した。火炎バ
ーナに流すガス流量は、水素を２５０ＳＬＭ（標準リッ
トル／分）、酸素を１３０ＳＬＭに調整した。図２に示
すようにプリフォームを火炎で加熱しながら、火炎バー
ナを１５．０ｍｍ／ｍｉｎの速度で一定方向に移動さ
せ、同時にプリフォームの端部を把持しているチャック
を、コラムによって２．３ｍｍ／ｍｉｎの速度で火炎バ
ーナとは反対方向に移動させた。以上のような条件で外
径６５ｍｍ、長さ１，１５０ｍｍのプリフォームに加工
することができた。
【００３０】一日５本の割合で３ケ月間プリフォームの
加工を行い、その間にプリフォームの表面に付着する異
物の数の経時変化を調査した。図３に一日当たりの異物
付着件数の推移を示した。図３から明らかなように、本
発明に係る火炎バーナを用いると、異物が殆どプリフォ
ームに付着することがなく、経時変化も起こらないない
ことが判る。
加工を行い、その間にプリフォームの表面に付着する異
物の数の経時変化を調査した。図３に一日当たりの異物
付着件数の推移を示した。図３から明らかなように、本
発明に係る火炎バーナを用いると、異物が殆どプリフォ
ームに付着することがなく、経時変化も起こらないない
ことが判る。
【００３１】（実施例２）火炎バーナのノズル材料とし
てＳＵＳ３１０Ｓを使用し、別のガラス旋盤で実施例１
と同様に３ケ月間プリフォームの加工を行い、プリフォ
ームの表面に付着する異物の数の推移を調べた。その結
果を図４に示す。図４から明らかなように、ＳＵＳ３１
０Ｓをノズル材料に使用した場合にも、プリフォームへ
の異物の付着量は少なかった。
てＳＵＳ３１０Ｓを使用し、別のガラス旋盤で実施例１
と同様に３ケ月間プリフォームの加工を行い、プリフォ
ームの表面に付着する異物の数の推移を調べた。その結
果を図４に示す。図４から明らかなように、ＳＵＳ３１
０Ｓをノズル材料に使用した場合にも、プリフォームへ
の異物の付着量は少なかった。
【００３２】（比較例）火炎バーナのノズル材料にＳＵ
Ｓ３０４および３１６Ｌを使用した以外は、実施例１と
同様の条件で３ケ月間プリフォーム表面に付着する異物
の数を調べた。その結果を図５に示す。図５から明らか
なように、３０４、３１６Ｌは共に、耐食性の高い材料
として一般に用いられているが、火炎バーナのノズル材
料として使用した場合には、比較的短期間に酸化が進
み、酸化物の剥離によるプリフォームへの異物の付着が
多く見られた。３０４は３１６Ｌに比べて２〜３倍の発
生量であった。また、経時変化が激しく、このような火
炎バーナは、約１ケ月の使用しか出来ないことが判る。
Ｓ３０４および３１６Ｌを使用した以外は、実施例１と
同様の条件で３ケ月間プリフォーム表面に付着する異物
の数を調べた。その結果を図５に示す。図５から明らか
なように、３０４、３１６Ｌは共に、耐食性の高い材料
として一般に用いられているが、火炎バーナのノズル材
料として使用した場合には、比較的短期間に酸化が進
み、酸化物の剥離によるプリフォームへの異物の付着が
多く見られた。３０４は３１６Ｌに比べて２〜３倍の発
生量であった。また、経時変化が激しく、このような火
炎バーナは、約１ケ月の使用しか出来ないことが判る。
【００３３】以上のことから、本発明のように火炎バー
ナのノズルの材質にＮｉ材あるいはＳＵＳ３１０Ｓを使
用すれば、ノズル先端が長時間高温の酸水素炎に曝され
ても金属酸化物が生成してその薄膜が剥離し、被加工物
に付着したり混入したりすることは殆どなくなり、加工
期間中を通じて操業の安定化と品質の向上を図ることが
出来ると共に歩留りや生産性が向上し、コストダウンを
図ることができる。
ナのノズルの材質にＮｉ材あるいはＳＵＳ３１０Ｓを使
用すれば、ノズル先端が長時間高温の酸水素炎に曝され
ても金属酸化物が生成してその薄膜が剥離し、被加工物
に付着したり混入したりすることは殆どなくなり、加工
期間中を通じて操業の安定化と品質の向上を図ることが
出来ると共に歩留りや生産性が向上し、コストダウンを
図ることができる。
【００３４】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。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、ガラス加工用火炎
バーナのノズルの材質にＮｉ材あるいはＳＵＳ３１０Ｓ
を使用すれば、ノズル先端が長時間高温の酸水素炎に曝
されても金属酸化物が生成してその薄膜が剥離し、被加
工物に付着したり混入したりすることは殆どなくなり、
加工期間中を通じて操業の安定化と品質の向上を図るこ
とが出来ると共に歩留りや生産性が向上し、コストダウ
ンを図ることができる。
バーナのノズルの材質にＮｉ材あるいはＳＵＳ３１０Ｓ
を使用すれば、ノズル先端が長時間高温の酸水素炎に曝
されても金属酸化物が生成してその薄膜が剥離し、被加
工物に付着したり混入したりすることは殆どなくなり、
加工期間中を通じて操業の安定化と品質の向上を図るこ
とが出来ると共に歩留りや生産性が向上し、コストダウ
ンを図ることができる。
【図１】本発明のガラス加工用火炎バーナの構成例を示
す概要図である。 （ａ）火炎バーナの外観図、（ｂ）火炎バーナの先端部
を示す噴出口正面図。
す概要図である。 （ａ）火炎バーナの外観図、（ｂ）火炎バーナの先端部
を示す噴出口正面図。
【図２】ガラス旋盤の構成例を示す概要図である。
【図３】火炎バーナのノズル材質をＮｉとした場合、ガ
ラス旋盤運転の経過日数に対する一日当りの異物の発生
件数を表す図である（実施例１）。
ラス旋盤運転の経過日数に対する一日当りの異物の発生
件数を表す図である（実施例１）。
【図４】火炎バーナのノズル材質をＳＵＳ３１０Ｓとし
た場合、ガラス旋盤運転の経過日数に対する一日当りの
異物の発生件数を表す図である（実施例２）。
た場合、ガラス旋盤運転の経過日数に対する一日当りの
異物の発生件数を表す図である（実施例２）。
【図５】火炎バーナのノズル材質をＳＵＳ３０４または
ＳＵＳ３１６Ｌとした場合、ガラス旋盤運転の経過日数
に対する一日当りの異物の発生件数を表す図である（比
較例）。
ＳＵＳ３１６Ｌとした場合、ガラス旋盤運転の経過日数
に対する一日当りの異物の発生件数を表す図である（比
較例）。
１…ガラス旋盤、２…機台、３、４…コラム、５…チャ
ック、６…移動台、２０…火炎バーナ、２１…水素導入
管、２２…酸素導入管、２３…ノズル部、２４…外ケー
ス、２５…ノズル、２６…隙間。Ｗ…石英母材。
ック、６…移動台、２０…火炎バーナ、２１…水素導入
管、２２…酸素導入管、２３…ノズル部、２４…外ケー
ス、２５…ノズル、２６…隙間。Ｗ…石英母材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 忠克 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 (72)発明者 星野 昇次 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社群馬事業所内 (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） 3K017 AB02 AC02 AD12 AE03 AF01 AF03 4G014 AH15 AH16
Claims (8)
- 【請求項１】 ガラス材の加工に用いられる火炎バーナ
において、火炎バーナのノズルの材質がＮｉまたはＳＵ
Ｓ３１０Ｓであることを特徴とするガラス加工用火炎バ
ーナ。 - 【請求項２】 前記ガラス材が、合成石英または天然石
英であることを特徴とする請求項１に記載したガラス加
工用火炎バーナ。 - 【請求項３】 前記ガラス材が、光ファイバ用プリフォ
ームであることを特徴とする請求項１に記載したガラス
加工用火炎バーナ。 - 【請求項４】 前記火炎バーナで使用される可燃性ガス
が、水素であることを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれか１項に記載したガラス加工用火炎バーナ。 - 【請求項５】 前記火炎バーナで使用される助燃性ガス
が、酸素であることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載したガラス加工用火炎バーナ。 - 【請求項６】前記火炎バーナで用いる可燃性ガスおよび
助燃性ガスは、火炎バーナの先端で混合され燃焼される
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１
項に記載のガラス加工用火炎バーナ。 - 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のいずれか１項
に記載したガラス加工用火炎バーナを具備して成ること
を特徴とするガラス旋盤。 - 【請求項８】 ガラス旋盤にセットされた合成石英材、
天然石英材または光ファイバ用プリフォームを火炎バー
ナで加工するに際し、該バーナのノズルの材質をＮｉま
たはＳＵＳ３１０Ｓとして作製した火炎バーナを使用す
ることを特徴とするガラスの加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03251199A JP3386397B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | ガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びにガラス加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03251199A JP3386397B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | ガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びにガラス加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000234710A true JP2000234710A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3386397B2 JP3386397B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=12361019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03251199A Expired - Fee Related JP3386397B2 (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | ガラス加工用火炎バーナおよびガラス旋盤並びにガラス加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386397B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012042499A (ja) * | 2010-08-12 | 2012-03-01 | Hoya Corp | マスクブランク用基板、マスクブランク及び転写用マスクの製造方法 |
| CN115818941A (zh) * | 2022-11-04 | 2023-03-21 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种石英棒精烧方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111256114B (zh) * | 2018-11-30 | 2022-04-05 | 河南神玖天航新材料股份有限公司 | 一种石英纤维熔制平面燃烧器 |
-
1999
- 1999-02-10 JP JP03251199A patent/JP3386397B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3386397B2 (ja) | 2003-03-17 |
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