JP2003159646A - ガラス材の研磨方法 - Google Patents

ガラス材の研磨方法

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JP2003159646A
JP2003159646A JP2001356610A JP2001356610A JP2003159646A JP 2003159646 A JP2003159646 A JP 2003159646A JP 2001356610 A JP2001356610 A JP 2001356610A JP 2001356610 A JP2001356610 A JP 2001356610A JP 2003159646 A JP2003159646 A JP 2003159646A
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polishing
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glass
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Takafumi Kajima
孝文 鹿嶋
Takashi Moriyama
隆 森山
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/01228Removal of preform material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 円柱状または円筒状のガラス材の外周面を、
効率よくかつ効果的に研磨し、高度な平滑面とすること
ができる研磨装置および研磨方法を提供する。 【解決手段】 一対の硬質プラスチックフォームからな
るパッド3により、円柱状または円筒状のガラス材1を
両側から挟み込み、前記ガラス材1と前記パッドの間に
研磨剤6を供給しながら、前記ガラス材1の外周面を研
磨する。前記パッド3としては、硬質ウレタンフォーム
からなるものが好ましい。さらに、予め、パッド3に研
磨剤6を含浸させておくことにより、加工速度を一層向
上し、研磨工程の生産性をさらに向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面を高度に平滑
にでき、加工速度が高い円柱状または円筒状のガラス材
の外周面の研磨方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの製造に用いられるファイバ
母材の製造は、種々の方法によって行われているが、そ
のうち、クラッドとなるガラス管に、コアとなるガラス
棒を挿入し、得られた母材を加熱延伸して一体化する方
法がある。また、偏波保持光ファイバ用のファイバ母材
の製造方法として、コア部とクラッド部が形成されたガ
ラス母材のクラッド部における所定の位置に2個または
4個の孔を穿孔して、この各孔に棒状の応力付与部材を
挿入し、得られた母材を加熱延伸して一体化する方法が
ある。
【0003】このような、中空筒状のガラス母材の中空
部にガラス棒を挿入し、加熱一体化して、ファイバ母材
とするファイバ母材の製造方法においては、上記ガラス
母材およびガラス棒の表面は、ガラス棒をガラス母材の
中空部に挿入する前に、高度に平滑に仕上げられている
必要がある。このため、前記ガラス母材等のガラス材を
所定の形状に加工する際には、まず、切削力の高い固定
砥粒を用いて所定の寸法近くまで研削を行い、次いで、
表面の粗さを除去するため、遊離砥粒を用いた荒研磨お
よび仕上げ研磨を行うのが一般的である。さらに、表面
を極めて平滑に仕上げるために、酸化セリウムやコロイ
ダルシリカなどからなる微細な遊離砥粒を水と混合して
得られる研磨剤を用いた仕上げ研磨も行われることがあ
る。
【0004】ところで、従来このようなガラス材の加工
工程においては、該ガラス材の形状や加工手段などに応
じて、種々の装置が考案されて使用されている。そのう
ち、棒状のガラス材の外周の仕上げ研磨を行う研磨装置
としては、フェルト等からなるパッドを治具に取り付
け、遊離砥粒を含有する研磨剤を循環させ、パッドに研
磨剤を供給しながら、前記パッドを前記ガラス材の側面
に押し当てて摩擦することにより仕上げ研磨を行うもの
がある。
【0005】しかしながら、この場合、ガラス材の外周
面は曲率の大きな曲面であるので、加工圧力が不十分と
なり、かつ経時的に一定しないことがある。また、パッ
ドと研磨剤との馴染みが悪い場合、研磨剤のうちパッド
にはじかれて流れ落ちる部分が多く、研磨剤が効果的に
作用しにくくなる。このため、加工速度が一定せず、し
ばしば加工速度の低下が発生することにより研磨不良と
なり、生産性や歩留まりが低下するという問題があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであって、円柱状または円筒状のガ
ラス材の外周面を、効率よくかつ効果的に研磨し、高度
な平滑面とすることができる研磨装置および研磨方法を
提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題は、一対の硬質
プラスチックフォームからなるパッドにより、円柱状ま
たは円筒状のガラス材を両側から挟み込み、前記ガラス
材と前記パッドの間に研磨剤を供給しながら、前記ガラ
ス材の外周面を研磨することにより解決される。前記パ
ッドとしては、例えば、硬質ウレタンフォームからなる
ものを好適に使用することができる。また、予め、前記
多孔質パッドに研磨剤を含浸させておくことにより、加
工速度を一層向上し、研磨工程の生産性をさらに向上さ
せることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に基づいて、本
発明を詳しく説明する。図1は、本発明の実施の形態の
一例を示す斜視図である。図1において符号1は円柱状
のガラス材である。このガラス材1は支持手段2によっ
て吊り上げられ、図示しないモーターによって、軸を中
心に回転させられるようになっている。また、ガラス材
1の両側には、一対のパッド3が当接させられている。
パッド3は、それぞれ固定治具4の先端面に取り付けら
れており、また、固定治具4は、図示しない駆動手段に
より、ガラス材1の長手方向に沿って上下に往復運動で
きるようになっている。さらに、パッド3の上方にはノ
ズル5が配置されており、パッド3がガラス材1に接触
する箇所に研磨剤6を供給できるようになっている。
【0009】ここで、パッド3としては、硬質プラスチ
ックフォームからなるものが用いられる。パッド3が多
孔質のフォームであることにより、該パッド3に研磨剤
6が容易に浸透し、研磨剤6がパッド3とガラス材1と
の接触箇所に達しやすくなる。また、パッド3が硬質で
あることにより、ガラス材1に当接させてもつぶれにく
く、前記パッド3がガラス材1に接触する面積が極めて
狭くなるため、ガラス材1に対して加工圧力を集中的に
与えることができる。従って、研磨剤6がガラス材1に
効果的に作用するので、極めて平滑な表面が得られると
ともに、加工速度が向上する。さらに、予め、研磨剤6
をパッド3に含浸させておくようにすれば、研磨剤6が
パッド3によく馴染み、研磨剤6がガラス材1により効
果的に作用するので、一層好ましい。
【0010】また、パッド3を一対とし、ガラス材1を
挟み込むように配置するのは、加工圧力が高くなったと
しても、ガラス材1に対して軸の方向とは異なる方向に
モーメントが働くのを防ぐためである。例えば、パッド
3を片側のみから当接させたり、または、一対のパッド
3を用いたとしても加工圧力が均等でない場合、軸ぶれ
が発生してガラス材1を破損するおそれがあるため、好
ましくない。
【0011】パッド3の材料である硬質プラスチックフ
ォームとしては、硬さが70〜90(JIS A時)で
あるものが用いられる。このような材料としては、例え
ば、硬質ウレタンフォームが好適に用いられるほか、ア
クリル樹脂、ポリビニルアルコールなどの親水性のある
プラスチックを発泡させて多孔質にしたものが例示され
る。パッド3として、前記硬さが70未満である軟質プ
ラスチックフォームからなるものを用いると、ガラス材
1に当接させたとき容易に圧縮し、加工圧力を十分に伝
えることができず加工速度が低下するので、好ましくな
い。
【0012】研磨剤6としては、公知の遊離砥粒を水な
どの分散媒に分散してスラリー状としたものを使用する
ことができるが、例えば、石英ガラスを主成分としたガ
ラス材の場合、酸化セリウムを水と混合して、濃度5〜
30重量%のスラリーとしたものが好ましい。酸化セリ
ウムの粒度は、特に限定するものでないが、例えば平均
粒径が1〜3μmのものを好適に用いることができる。
【0013】この研磨剤6には、ジエチルアミン、トリ
エチルアミンなどのアミン系成分を添加することができ
る。また、ポリエーテル系界面活性剤等の分散剤、水溶
性セルロース等の粘度調整剤、またはpH調整剤など、
従来、酸化セリウム系研磨剤に添加可能な助剤を、必要
に応じて、添加してもよい。
【0014】次に、本実施の形態における研磨の手順の
一例を示す。まず、ガラス材1を支持手段2により支持
させたのち、パッド3に研磨剤6を含浸させた固定治具
4を研磨装置の所定の位置に取り付ける。次いで、前記
固定治具4の間隔を調節してガラス材1に所定の加工圧
力が掛かるように、パッド3をガラス材1に当接させ
る。さらに、研磨剤6を循環させ、パッド3とガラス材
1との接触箇所に供給しながら、ガラス材1をその軸を
中心に回転させ、また、パッド3を上下に往復運動させ
て、所定の時間研磨を行う。研磨終了後、ガラス材1を
研磨装置から取り外して純水にて洗浄したのち乾燥させ
る。
【0015】上述の実施の形態では、パッド3が上下に
往復運動するようにしたが、ガラス材1を回転しながら
上下に往復運動するようにしても同様の効果が得られる
ことはいうまでもない。また、他の実施の形態として、
例えば、図2に示すように、ガラス材1を横置きし、旋
盤7によって支持し回転させるようにしても、同様に本
発明を実施することもできる。この場合、ガラス材1ま
たはパッド3が互いに左右に変異するように運動させら
れる。また、研磨剤6を供給するノズル5が、パッド3
に連動して左右に往復運動するようにするのが好ましい
が、多数のノズル5をガラス材1の長手方向に並べるこ
とも可能である。
【0016】次に、本発明を具体例によって説明する。
まず、円柱状のガラス材1を次のようにして製造した。
直径約20mmの石英ガラス棒を円筒研削盤およびセン
タレス研削機等の研削機を用いて、最終的に#2000
のダイヤモンド砥石により表面の最大粗さRmaxが約
3μmとなった直径11mmのガラス材に仕上げた。研
磨に用いるパッドとしては、実施例のものでは硬質ウレ
タンフォームからなるパッドを用い、比較例のものでは
軟質フェルトからなるパッドを用いた。また、研磨剤6
としては、平均粒子径1〜3μmの酸化セリウム300
gを水1kgに混合して均一に分散したものを用いた。
【0017】[実施例1]パッド3として硬質ウレタン
フォームからなるものを用い、上述のように製造したガ
ラス材1を一対のパッド3によって挟み込み、前記ガラ
ス材1に0.2MPaの加工圧力を付与して、酸化セリ
ウムを含有する研磨剤6を供給しながら1時間の研磨を
行った。この場合、加工速度は1時間当り片肉15μm
であり、また、表面の最大粗さRmaxは0.03μm
であった。
【0018】[比較例1]パッド3として軟質フェルト
からなるものを用い、上述のように製造したガラス材1
を一対のパッド3によって挟み込み、前記ガラス材1に
0.2MPaの加工圧力を付与して、酸化セリウムを含
有する研磨剤6を供給しながら1時間の研磨を行った。
この場合、加工速度は1時間当り片肉5μmであり、ま
た、表面の最大粗さRmaxは0.04μmであった。
【0019】[実施例2]パッド3として硬質ウレタン
フォームからなり、予め酸化セリウムを含有する研磨剤
6を重量比20%含浸したものを用い、上述のように製
造したガラス材1を一対のパッド3によって挟み込み、
前記ガラス材1に0.2MPaの加工圧力を付与して、
酸化セリウムを含有する研磨剤6を供給しながら1時間
の研磨を行った。この場合、加工速度は1時間当り片肉
20μmであり、また、表面の最大粗さRmaxは0.
02μmであった。
【0020】また、このようにして研磨されたガラス材
1から、光ファイバ母材を製造し、紡糸により光ファイ
バを製造したが、いずれも優れた特性の光ファイバが得
られた。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス材
の研磨方法によれば、円柱状または円筒状の外周面の鏡
面仕上げの加工速度を大幅に向上させ、極めて平滑な面
とすることができる。これにより、生産性や歩留まりが
向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例を示す斜視図であ
る。
【図2】 本発明の実施の形態の他の例を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1…ガラス材、3…パッド、6…研磨剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C058 AA07 AA09 AA18 CA02 CA06 CB01 CB03 4G021 BA03 4G059 AA11 AB03 AC03

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の硬質プラスチックフォームからな
    るパッドにより、円柱状または円筒状のガラス材を両側
    から挟み込み、前記ガラス材と前記パッドの間に研磨剤
    を供給しながら、前記ガラス材の外周面を研磨すること
    を特徴とするガラス材の研磨方法。
  2. 【請求項2】 パッドが硬質ウレタンフォームからなる
    ものであることを特徴とする請求項1に記載のガラス材
    の研磨方法。
  3. 【請求項3】 予め、パッドに研磨剤を含浸させておく
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のガラス材の
    研磨方法。
JP2001356610A 2001-11-21 2001-11-21 ガラス材の研磨方法 Withdrawn JP2003159646A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104128875A (zh) * 2014-07-25 2014-11-05 康舒电子(东莞)有限公司 研磨机构和铁芯中柱磨床
CN113084599A (zh) * 2021-04-02 2021-07-09 成都光明光电股份有限公司 玻璃棒的加工方法

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