JP2557673B2 - ガラス引き方法及び炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は軟化し得る不伝導性材料の加工に関し、詳し
くはガラスの主要な且つ後段階のプレフォームからのク
ラッド及びアンクラッド繊維そして繊維束の引出しに関
する。本発明は特に、ガラス繊維、繊維束、そして複合
製品を、炉に導入されたプレフォームの溶融端或は軟化
端から引出すための方法に関する。

背景技術 ガラス引き技術は連続した、可撓性の繊維製造或は後
に繊維光学スクリーン、フェースプレート及び種々の形
式の像変更体の如き複合製品へと合体するプロセス処理
のための比較的短いセグメントの製造における現在最も
効果的なモードである。繊維及び複合繊維束の引出しの
ために使用されるのに加え、本発明の関与する形式の引
出し技術は複合製品の後段階でのプロセス処理に適用さ
れる。そうしたプロセス処理には、均一であるか或は徐
々にであるかの何れかでの断面減少が含まれ、後者の技
術は像伸長体及び像縮小体形成のために使用される。そ
うしたプロセス処理はまた、部分回転体、インバータ等
の如き像再配向装置形成のための種々の度合のひねりそ
の他操作を含む。

この技術分野における重要な目的は、加熱の均一さ及
びプレフォーム或は工作物の臨界的な軟化領域における
高度の温度制御である。作業域加熱の均一化の失敗は製
品欠陥及び不合格の主要原因であり、その結果高価な材
料及び製造時間の損失を招く。こうした考慮事項は、大
きな、しばしば明確な光学的、物理的な等級及び熱力学
特性が出現し得る非常に複雑な断面特性を有するプレフ
ォームからの製品形成に於て特に臨界的なものである。
均一な加熱の必要性は、従来からの加熱速度及び引出し
速度の上限、またプレフォーム及び製品断面寸法形状の
上限が達成されそして超越された場合に最大の臨界状態
に達する。斯界に於て、比較的デリケートな複合製品を
引出すために要求される中庸温度にて引出し炉内に均一
加熱を創出することは、当業者の目標として認識すると
ころのものではなかった。この目標達成の失敗の主たる
原因は中でも、1100゜Fから1400゜F（600℃から750℃）の
温度での輻射加熱要素からの熱輻射の均一化が困難なこ
とである。別体の輻射要素はどうしても非−均一の加熱
を生じがちである。溶融領域を連続的に取巻く輻射源を
創出する試み或は個別の要素を拡散マトリックスに埋設
する試みは所望の均一性を創出しなかった。更には、大
抵の複合製品は輻射エネルギーを、それが均一に導入さ
れた場合でさえも均一に吸収しない。これが非−均一の
輻射源の問題を複雑なものとし、また理想的な均一輻射
源のために於てさえも均一性の水準を制限している。

こうした吸収差の問題は、同一製品中に異なるガラス
が含まれ、それらガラスが異なる赤外線吸収特性（例え
ばクラッドに対するコアの）を有する任意の適用例或は
極めて肉厚のプレフォーム或は引出し直径を有する任意
製品に於て存在する。後者の場合、作業域面での吸収に
よる加熱量は、物体の中心に向けられる熱伝導速度に従
って注意深く制御されるべきである。中心に向かう各位
置に於て、輻射エネルギーそれ自体は作業域面でのそれ
と比較し得る水準では侵入し得ない。

均一輻射要素にほぼ近い従来方法が開発された。該方
法にはプレフォーム及び及び製品を、輻射加熱源の変動
をならすために十分な速度でそれらの共通軸上で回転さ
せることが含まれる。この技術は、プレフォーム及び製
品の回転を調和させるための複雑な機構を要するのみな
らず、もし製品のために必要であれば巻き取りリールの
回転及び横方向移送を必要とする。最良状態に於てこの
技術は、縦方向の均一性を生じること無く、水平方向の
（層成された）均一性を生じそれにより高温の“スポッ
ト”に代る高温“リング”を生じさせる。更に、この技
術は複合製品における非−均一吸収の問題を取扱うもの
ではない。

非−均一吸収の問題は製品が、残余材料に反比例する
赤外線吸収傾向を有するEMAクラッディング或は繊維の
如き光−吸収要素を含む場合に特に顕著である。そうし
た要素は、輻射炉に於ては温度の内的変則性及び引出し
速度の選択を制限し且つ複雑化する粘性を生じる。

引出し方法における均一加熱を達成し得ないことの二
次的な結果として、プレフォーム寸法及び引出しプロセ
スにおける減少速度が厳しく制限される。その結果、直
径の非常に小さい繊維光学部品を具備する複合製品は多
くの段階プロセス処理によって製造されしなければなら
ない。代表的に、そうした段階には単一繊維の引出し、
多数繊維束の引き下し、多数の多数繊維束の引出し、そ
してこれら後者物品を溶融してのグロック化が含まれ
る。そうした多段階プロセス処理は製造時間を浪費し、
また各段階がそれ自身の不合格率（20％のオーダーの）
を有する。

発明の目的 斯くして、本発明の目的は高度に制御された均一の加
熱を創出するべくプレフォームの作業域に作用する方法
を提供することにある。

本発明の他の目的は、プレフォーム、製品の寸法及び
引出し減少量の制限が著しく拡張された方法を提供する
ことにある。

本発明の他の目的は、品質を損なうこと無く、ある種
の繊維光学プロセス処理における順次しての減縮引出し
の少なくとも１つを排除可能とする、ガラス引きのため
の方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、減縮の生じる作業域の寸法を選
択及び制御し得る方法を提供することにある。別の様相
に於ては本発明は特に、引出し可能なプレフォームの均
一加熱の実施並びに作業域制御を助成するようになって
いる装置を提供する。

他の目的は特定具体例を説明することによって明らか
である。

発明の開示 本発明は、好ましくは別体の加熱チャンバで創出され
且つ引出しチャンバにて導入される温度制御された空気
その他流体の、制御された高速流れを使用する。本方法
は、プレフォームの作業域を均一に加熱するための強制
の−然も自由な−対流混合の温度分布特性を利用するも
のである。本方法は、好ましくは冷却流体を再加熱する
ために別体の加熱チャンバに逆循環させることによる熱
の減少した流体の除去が含まれる。本方法は、所望の円
滑な温度／時間輪郭を維持するための流体加熱制御のた
めに、流れサイクルの臨界点位置での温度センサからの
データの使用を含む。

別の様相に於ては本方法は、作業域に一様に温度−準
備されたプレフォームが入ることを保証するための、炉
の引出しチャンバのすぐ外側でのプレフォームの小部分
の温度調節を含む。これは周囲温度調節のための要件及
び異なるプレフォーム及びプレフォームクランプ手段の
異なる熱伝導性を補償するための要件を低減させる。実
施に際しこの段階は、炉からの熱がプレフォームに所望
される以上に加わらないように保持する断熱体を形成す
る。

本発明の方法の別の様相には、炉の引出しチャンバの
入口から出口の有効距離を調節するための、伸長し得る
断熱手段の制御された運動が含まれ、これにより作業域
の寸法が随意調節される。

本発明の更に別の様相は、特に本方法を実施するよう
になっている引出し炉である。炉はプレフォーム入口及
び出口を具備する引出しチャンバと、制御し得る加熱要
素を有する、好ましく分離された流体加熱チャンバとを
含む。別体の流体加熱チャンバは入口通路或は溝によっ
て引出しチャンバと連通される。該連通は強制対流手段
によって仲介される。

本方法及び装置双方の変化例に於て、プレフォーム入
口は炉底部に位置付けられ、製品は炉の引出しチャンバ
上部の出口から上方に引出される。変化例の段階及び要
素は個別に採用し得る。

記載された方法及び装置は、直径の大きな、恐らく全
ての寸法に於て複雑な形状を有し、加うるに複写吸収特
性の異なる材料の複合体である、引出し可能な工作物の
均一加熱の技術的問題を解決する。作業域に高速の、強
制対流流体が供給されることにより、輻射加熱に於て遭
遇する温度の極端な差を生じることのない熱エネルギー
移動が可能とされる。斯くして、表面ホットスポット或
は内側ホットスポットの回避が、工作物内への熱伝導量
或はデッドエアの僅かな自由対流量に専ら依存するので
はなく、強制対流の速度及び温度調節によって制御され
得る。更には、一定の熱エネルギー適用量に於て、作業
域の寸法（直径減縮輪郭の引出し及び形状に関しての）
制御の技術的問題が、断熱スリーブを強制対流の流れ模
様内に延長させることによって容易に解決され得る。

図面の簡単な説明 本発明の方法及び装置は共に、例示的なものであって
限定的なものではない図面に示される特定具体例を参照
することにより最も良く理解され得る。

第１図は本発明の方法の具体例の流れダイヤグラムで
ある。

第２図は、本発明の原理を具体化した炉の断面図であ
る。

第３図は予備冷却クーラーの単純化した部分断面図で
ある。

第４図は調節し得る直径手段を具備する、引出しチャ
ンバ入口の好ましい形態の平面図である。

第５図は第２図を線Ｖ−Ｖで切断した断面図であり、
加熱流体分与手段の具体例が例示される。

第６図は調節し得る断熱スリーブの作用を例示する例
示図である。

第７図は下方ではなく上方への引出し作働を実施し得
るよう設計された改変装置を示す例示図である。

詳細な説明 本発明の方法の実施には幾つかのモードが存在し、そ
の詳細の幾つかは作成製品及び加工原料に依存する。以
下は、現在意図される最良モードを含む、満足される適
用例の詳細な説明である。本発明実施のための特定設計
形状の装置の詳細な説明もまた、ここに記載される。

第１図に示される方法ダイヤグラムは全方法の基本的
段階を概略するものである。本方法は、計算され且つ実
験上の空気温度及び流量データに基く非常に精密なプレ
フォーム加熱を可能とすることから、本方法の最適使用
に於ては先ず、入口前でのプレフォームのある程度の温
度制御が要求される。この入口前温度は従来は、周囲温
度（その制御は効果がない）のみならず、プレフォーム
及びその送り機構を通しての先立つ炉からの伝導量に依
存している。こうした要因の影響は本発明の方法では、
プレフォームの温度をそれが炉に入る直前に“標準化”
された温度に持ち来す段階によって低下される。これは
本発明の方法のある段階では最もしばしば冷却段階であ
るが、ある周囲状況のためには穏やかな加温でもあり得
る。この温度標準化段階10の最も単純な具体例には、供
給源から多少とも一定温度の空気を持ち来しそしてそれ
をプレフォームが炉に入る位置でその周囲に吹付けるこ
とが含まれる。同時に、プレフォームは送り段階11に於
て、入手し得る送り機構を使用して炉の引出しチャンバ
内に送られる。これにはモータ駆動される駆動ねじが含
まれる。送り機構は、もしコア及びクラッド或は複数の
クラッドが異なる速度で駆動されるべき場合には、そう
した駆動ねじを幾つか具備し得る。この送り機構は回転
手段を具備する必要はない。そうした回転手段は先に説
明した炉の均一性を実現するためには複雑な方策であっ
て、その成功は限られたものである。

本発明の最も重要な点は、空気その他の熱交換流体
を、繊維引出しを行なうチャンバから好ましく分離され
たチャンバ内で加熱する段階を含むことである。もしチ
ャンバが分離されない場合は、少なくとも作業域をそこ
で使用される輻射要素から隠蔽するべきである。次いで
加熱された空気は段階13に於て、調節し得る強制対流手
段、即ちファン、空気ポンプ、等を使用して引出しチャ
ンバ内に導入或は分与される。空気加熱段階12は好まし
くは、温度測定段階14の案内下で制御（例えば可変抵抗
或は制御された冷却ガスシステムの導入により）され
る。この測定は好ましくは、空気が引出しチャンバに導
入されるに従い実施される。こうした測定が、例えば熱
電対を空気流れ模様内に挿入することによって実施さ
れ、電気的或は電子的プロセス処理手段を介しての予備
選択アルゴリズムによって空気加熱手段を制御する。こ
れには計算された或は表パラメータを使用しての、個別
の或は連続した熱制御設定段階15へと通じるフィードバ
ック或はフィードフォワードプロセス処理が含まれ得
る。この段階はまた、加熱空気の流量の変動制御を包含
する。この目的は、特定作業域の特定プレフォームを均
一加熱するに適した温度／時間輪郭の開発である。この
目的のために、加熱空気はプレフォームの作業域を通過
して段階16へと差し向けられる。流れの好ましいモード
はむしろ乱流であるが、作業域を厳密な方向で貫く方向
性を有している。流入流れが引出しチャンバの入口端に
於てプレフォーム周囲に分与されることもまた好まし
い。

プレフォームが作業温度にある場合、重力及び引出し
段階17での引張力の組合せを使用して、減径製品が通常
態様で引出される。プレフォーム製品の引出し量及び直
径の減径量は（中でも）温度輪郭及び作業域長さの双方
に依存することから、追加的な作業域形状付け段階18を
使用し得る。作業域形状は、引出し開始以前に設定し得
或はプレフォームの製品及び或は特性の要件に従う引出
し方法の種々の段階で調節し得る。

作業域形状付けの満足される方法には、引出しチャン
バの入口から有効出口までの有効距離を変化させること
が含まれる。詳しくはこれは、引出しチャンバの出口か
ら入口に向けて可変伸長し得る断熱スリーブを引出し軸
と同中心にて位置決めすることによって達成され得る。

温度制御を容易化するために、作業域を通過して流動
した加熱空気を、空気戻し段階19に於てチャンバから引
抜き加熱チャンバ内で再加熱し得る。もし追加的な空気
温度測定段階20が空気引抜きに際し実施されると、加熱
設定制御の向上が為され得る。そうした調節は例えば、
温度差からの熱吸収測定に基いて為され得る。

製品引出しの後、全体を段階21として示される通常の
製品プロセス処理が実施される。連続繊維のためには回
転及び往復巻き取りリールが設けられ得る。追加的なコ
ーティングを塗布し得る。もっと不連続な製品のために
は、準完成製品としてか或はそれ以上のプロセス処理の
ための多数の、また多数の／多数の要素複合体へと束ね
るための周期的切断のための手段を設け得る。

この方法では極めて均一な加熱が提供されそれにより
非常に直径の大きなプレフォームから直径の非常に大き
い製品の引出しが可能であることから、プレフォームを
炉下方から上方へと送りそして製品を上方から引出すこ
とが可能でありまた有益であることが分った。この改変
方法は作業域形状及び製品の巻き取り特性に対する重力
の影響を有益に変化させる。本改変方法は、傾斜の緩い
比較的長い作業域に於て特に適用し得る。

本発明の全方法が、特別な制御手段を使用すること無
く4.5インチ（12cm）を越える複合プレフォームに対し
て適用され、該複合プレフォームは１つの段階で直径0.
03インチ（0.08cm）へと減径引出しされた。プレフォー
ムは約70゜F（21℃）へと標準化された。空気が、引出し
チャンバへ約1380゜F（750℃）で送達され得るよう加熱
された。空気が作業域を通過して高速で強制送りされ、
約1375゜F（747℃）で抜き出された。製造速度及び製品
の品質は、こうした低減のために多数の段階が必要とさ
れる従来からの輻射による引出しと少なくとも比較し得
るものであった。

別の場合に於て本方法の加熱の均一性は、３インチの
プレフォームからの、優れた品質での及び製造速度での
１インチの製品のワンステップでの製造を可能とした。
プレフォームは炉下方から導入されそして上方から巻き
取られた。

本方法を有益に適用し得るプレフォームの寸法に対す
る何らの制限も見出されなかった。従来通りの引出し方
法に適用する場合、その製造速度は、現在では入手し得
る或は容易に改変し得る巻き取り機構の容量によって制
限される通常速度の５乃至６倍近くとなった。

本システムが通常の引出し作業に於て、工作物を変形
させること無く直径の大きな工作物に熱を有効に送達し
得ることが、本システムの格別の態様での使用を可能と
する。通常、多数の微細な繊維から形成される直径の大
きな製品は、繊維の積み重ねそして加熱下での及び空隙
除去のための非常な高圧下での繊維の溶融を含む非常に
非効率的なプロセスによって形成される。こうした直径
の大きな製品は以下の態様に於てもっと効率的に形成さ
れ得る。先ず、繊維を直径が所望の製品よりも僅かに大
きい状態で積み重ねて束にすることによってプレフォー
ムが形成される。次いで束は気密のガラス包囲体内に入
れられ次いでガラス包囲体が真空とされる。これによっ
て出来たプレフォームが次いで、プレフォームが所望の
直径に対して僅かな量だけに減径されることを除き、本
発明の態様に於て炉に挿通される。その結果、均一に溶
融された、空隙のない、変形されない繊維から成る直径
の大きな製品が形成される。この製品を気密プレート内
へと滑り込ませ得る。実際の作業に於ては、引出し期間
中に包囲体を継続的に真空とする必要があり得る。こう
した引出しによる変形が非常に小さいことから、引出し
域で工作物に捻り運動を加えることが可能である。それ
により製品はその繊維が均一の螺旋配向を有するものと
なる。完成した製品を像回転体或は像インバータ形成の
ために切断し得る。

（装置） 本発明の方法を実施するために特別に設計された装置
が第２図から第７図に開示され、第２図に於て改変され
た概略態様に於て最も包括的に示される。

過去、強制対流炉は入手可能であったが、本発明の炉
は、他の要素との独特の組合せ及びガラス引き作業での
強制対流の特別の性質を利用するようになっている形状
に於て記載される。強制対流加熱ガラス引き技術への適
用は、本技術の特別の、予期しなかった且つ驚くべき程
の直径容量、引出し速度及び品質（製品不合格率に関し
ての）の向上をもたらした。

第２図に例示され全体を参照番号30で示されるような
全体的組合せには、好ましくは複合プレフォームの種々
の成分を差動送りする能力の有る送り機構31が含まれ
る。この送り機構は、必要な気密シールを有する真空引
きアセンブリ32と、クランプ手段33とを含み得る。本装
置の工作物は、熱軟化性の、引出し可能なプレフォーム
34である。プレフォームに対しそれが炉（全体を番号40
で示す）に入る直前に温度標準化或は“予備冷却”する
ために、本具体例は、制御し得る弁38を具備する導管37
を介し、供給源36から比較的一定温度の空気が供給され
る、中空カラー35或は断熱体を具備する。“予熱冷却”
用の空気は、半径方向内側に配向され番号39で示す如き
複数の孔を通し、プレフォームに向けて内側に送られ
る。標準値として室温に近い70°Ｆ（約21℃）を選択す
るのが満足且つ好都合であることが分った。プレフォー
ムを一定温度に維持する上でのもっと細かい制御を実現
するために、中空カラー35の上方及び或は下方に温度セ
ンサを設け、空気温度制御及び或は空気体積制御を実施
し得る。

プレフォーム34は引出しチャンバ入口41を通して炉40
に送り込まれる。この引出しチャンバ入口41には、熱損
失に対する穏やかな抵抗を保証するために幾分耐火性の
“アイリス”型のアセンブリのような入口直径調節手段
42を設けるのが好ましい。

引出しチャンバ43は炉の有する２つのチャンバの内の
１つであり、他方のチャンバは別体の空気加熱チャンバ
44である。この空気加熱チャンバには燃焼性、誘導性、
放電誘発性、不伝導性等のものであり得る加熱要素が設
けられるが、好ましい具体例では加熱要素45は大面積抵
抗コイルである。この加熱要素45には供給源46及び可変
インピーダンス変換器或は可変変換器の如き制御機構47
から電力が供給される。

強制対流要素50（高温ファン、ポンプ、等）が加熱要
素を通して加熱された空気流れを引出し、引出された加
熱された空気流れを、引出しチャンバ43と連通する溝51
を通して送る。この送りは、内側に半径方向孔を設けた
プレナムの如き流れ分与手段52によって好ましく仲介さ
れる。

流れ通路に沿った位置に温度感知トランスデューサ手
段54が設けられ、この温度検知トランスデューサ手段54
からの信号が中央制御機構60に送られる。

加熱された空気流れはプレフォーム／工作物を通して
活発に或は程々に引出され、有効引出しチャンバ出口56
位置或はその付近で終端する作業域55を創出する。加熱
された空気流れは、戻し対流要素58と、やはりその信号
を中央制御機構60に送る戻し空気温度感知トランスデュ
ーサ手段59を設け得る戻し溝57を貫いて流れる。

有効引出しチャンバ出口には、前記入口直径調節手段
42と類似の出口直径調節手段59を設け得る。

有効引出しチャンバ出口56は断絶スリーブ62により、
実際の出口61に対し識別される。断絶スリーブ62は実際
の出口と可動状態で係合し、引出しチャンバ入口41に向
けて引出しチャンバ内を伸延する。製品は、この断絶ス
リーブ62の内側端部を通過して引出される際は、加熱さ
れた空気流れから遮蔽される。従って、移動する断絶ス
リーブ62の端部が作業域55の端部を画定する。断絶スリ
ーブはねじ或はクランプによって一時的に固定し得、或
はサーボ駆動されるラックアンドギヤ或は摩擦ホイール
の如き伸長手段63による可変中央制御下のものとしても
良い。

製品は重力、トラクション手段等を使用する製品引出
し機構64により通常態様にて引出される。製品は次いで
それ以降のプロセス処理要素65、即ち、巻き取りリー
ル、カッタ、バンドラー、スライサ等に送られる。

有効な中空カラー35は、第３図に示す構成、即ち、比
較的一定温度の圧縮空気がエアコンプレッサの如き一定
温度の空気源から導管37を介して中空カラー35に送ら
れ、中空カラー35に送られた圧縮空気が半径方向孔39を
通してプレフォームに向けて内側に送られるような構成
のものとすることが出来る。

引出しチャンバ入口を見下ろした状態で示す第４図に
は、有効入口直径をプレフォーム34（代表的な単一クラ
ッド繊維−光学プレフォームとして示される）の概略直
径とするための、入口直径調節手段42の具体例が例示さ
れる。類似の機構を有効引出しチャンバ出口56の出口直
径調節手段59のために使用することが出来る。

第５図は第２図を線Ｖ−Ｖで切断して示す流れ分与手
段52の詳細を示す平面図である。流れ分与手段52は、流
れ制御を容易化する形状とされた内側半径方向孔53を具
備するトロイド状のプレナムに埋設されている。好まし
い具体例では内側半径方向孔53はプレフォームの軸に沿
って細長化される。

可動の断絶スリーブ62の詳細が第６図に示され、作業
域を短くするために調節された状態が破線で示される。
調節は中央制御機構60により伸長手段63を伸延させて行
う。伸長手段63は好ましくは環状である。

炉下方からのプレフォーム送り及び炉上方からの製品
引出しを含む変更方法例は、第２図の装置により満足に
実施され得る。しかしながら、本発明の全利益は第７図
に示される変更装置例に於て最良化され得る。この変更
装置例に於ては、炉は垂直方向平面内で回転自在の遊動
環70、71を使用して取付けられる。この場合、送り機構
31と製品引出し機構64とは、図示されるような夫々の適
宜の位置に再配置される。

第７図に示される変更装置例の更に別態様に於ては、
装置は中央水平面を中心として対称構成され得る。つま
り、加熱チャンバ44から引出しチャンバ43への入口溝51
と、流れ分与手段とを装置の中央に位置付け、引出しチ
ャンバ43の引出しチャンバ入口41と、有効引出しチャン
バ出口56との夫々には、閉鎖自在の戻し溝57と、可動の
断絶スリーブ62と、予備冷却のための中空カラー35と、
入口直径調節手段42と、出口直径調節手段59とを、装置
の中央水平面に関して対称となるように配置する。これ
により、プレフォーム34の挿入及び製品引出しを、前記
装置の中央水平面の上方或は下方の何れかの方向に向け
て行えて行えるようになる。上方或は下方の何れの方向
で行うかの選択はプレフォーム、製品、製造速度に依存
する。

工業的適用性 本発明の引出し方法によって提供される均一加熱の工
業的適用性の幾つかのモードは、装置及びその特徴の前
記説明から容易に明らかであり、その他の使用及び利益
は全く予期されなかったものである。

現在の輻射炉に於て、多段階製造方法の各段階におけ
る代表的製品不合格率は約20％である。本発明の方法及
び装置はこの不合格率を著しく低減する。

中庸直径の製品のための引出し速度は、プレフォーム
の完全且つ至当な均一加熱を可能とするために十分遅い
速度が必要とされることによって大きく制限されてきて
いる。本発明の方法は、大きな直径のプレフォームさえ
も、幾つかの製品が従来形状の引出し炉での速度の５乃
至６倍の速度で、更に満足される品質に於て取出され得
るまでに迅速且つ均一に加熱する。

本発明の方法は、輻射吸収クラッディング及び繊維を
組み込んだ製品に必要な輻射炉での取扱いに比較して、
特別の取扱いを一般に必要としない。そうした製品は最
も複雑な像操作用製品：フェースプレート、像拡張体、
インバータ等を含む。

最も重要なことには、従来方法に於ては通常の複合製
品は幾つかの段階を経て製造される。これは、プレフォ
ームに対する製品の、変形無く達成し得る減径速度の大
きさが制限されることに基くものである。域値均一性を
持って加熱し得るプレフォームの絶対的寸法限界もまた
存在していた。本発明の方法は、少なくとも4.5インチ
（12cm）及び恐らくはそれ以上に大きい複合プレフォー
ムを含むプレフォームの作業域を均一に加熱し得る。

これは： 1.製品からプレフォームへのかなり通常的な速度比に於
て直径の大きな最終製品が引出され得、最終圧縮、焼き
なまし、デボイディング、そして形状付けの各段階が恐
らく排除される。

2.非常に大きな低減比での、多数−多数−形式の複合製
品製造の１つ以上の段階を排除可能とする利益を得られ
る。そうした段階を排除することは、時間及び労働力の
節約となるばかりでなく、やむを得ない消費及び不合格
を通しての材料損失の費用の節約となる。

ことを意味する。

明らかに、本発明及び方法の具体例における、その実
質的精神から離れることなく形状及び構造上の小変更を
為し得る。従って、本発明をここに示され且つ説明され
た形状そのものに限定することは所望されず、請求の範
囲内から適正に導かれる内容の全てを含むことが所望さ
れる。

斯くして本発明が説明された。新規且つ特許証による
保証が所望されるものとしての請求の範囲は：

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱軟化性の、引出し可能な光学的材料のプ
   レフォーム（34）を引出して繊維或は繊維束状の光学製
   品とするための装置であって、 引出しチャンバ入口（41）、有効引出しチャンバ出口
   （56）、引出しチャンバ入口（41）及び引出しチャンバ
   出口（56）間に位置付けたプレフォーム作業域（55）を
   含む引出しチャンバ（43）を具備する炉（40）と、 プレフォーム（34）を引出しチャンバ入口（41）に送り
   込むように適合されたプレフォーム送り機構（31）と、 製品を引出しチャンバ出口（56）から引出すように適合
   された製品引出し機構（64）と、 を含み、 炉（40）が更に、プレフォーム作業域（55）からの放熱
   から実質的に完全に遮断された流体加熱手段（45）と、
   該流体加熱チャンバ（44）からのガス状の流体を引出し
   チャンバ（43）に送り、プレフォームを引出しチャンバ
   （43）内で実質的に対流熱により加熱させるための強制
   対流要素（50）と、温度測定手段（54、59）と、該温度
   測定手段（54、59）と機能上結合された中央制御機構
   （60）とを含み、該中央制御機構（60）が、流体加熱手
   段（45）及び強制対流要素（50）を制御し且つ流体加熱
   手段（45）及び強制対流要素（50）を介し、加熱された
   流体の流れからプレフォーム（34）に送られる熱を制御
   する、熱軟化性の、引出し可能な光学的材料のプレフォ
   ーム（34）を引出して繊維或は繊維束状の光学製品とす
   るための装置。
2. 【請求項２】プレフォーム（34）を引出しチャンバ入口
   （41）位置で標準化された温度とするための手段を含む
   特許請求の範囲１に記載の熱軟化性の、引出し可能な光
   学的材料のプレフォーム（34）を引出して繊維或は繊維
   束状の光学製品とするための装置。
3. 【請求項３】プレフォーム（34）を標準化された温度と
   するための手段は、導管（37）によって引出しチャンバ
   入口周囲の中空カラー（35）に結合された流体源（36）
   を含み、中空カラー（35）が、内向きに配向された孔
   （39）を有している特許請求の範囲２に記載の熱軟化性
   の、引出し可能な光学的材料のプレフォーム（34）を引
   出して繊維或は繊維束状の光学製品とするための装置。
4. 【請求項４】有効引出しチャンバ出口（56）から引出し
   チャンバ入口（41）に向けて伸延され且つ該引出しチャ
   ンバ入口（41）に関し調節自在に伸長可能な断絶スリー
   ブ（62）を具備し、断絶スリーブ（62）が引出し製品の
   ための、プレフォーム作業域（55）からの有効引出しチ
   ャンバ出口（56）を形成してなる特許請求の範囲１から
   ３の何れかに記載の熱軟化性の、引出し可能な光学的材
   料のプレフォーム（34）を引出して繊維或は繊維束状の
   光学製品とするための装置。
5. 【請求項５】加熱された流体の流れ内に位置付けられた
   温度測定手段（54、59）を含む特許請求の範囲１から４
   の何れかに記載の熱軟化性の、引出し可能な光学的材料
   のプレフォーム（34）を引出して繊維或は繊維束状の光
   学製品とするための装置。
6. 【請求項６】中央制御機構（60）は、断絶スリーブ長を
   調節するための伸長手段（63）と機能上結合され且つこ
   の伸長手段（63）を調節してなる特許請求の範囲１に記
   載の熱軟化性の、引出し可能な光学的材料のプレフォー
   ム（34）を引出して繊維或は繊維束状の光学製品とする
   ための装置。
7. 【請求項７】プレフォーム（34）は要素の束から形成さ
   れ、装置は、気密且つ真空とされプレフォーム（34）を
   包囲する包囲体を含んでなる特許請求の範囲１から６の
   何れかに記載の熱軟化性の、引出し可能な光学的材料の
   プレフォーム（34）を引出して繊維或は繊維束状の光学
   製品とするための装置。
8. 【請求項８】加熱チャンバ（44）から引出しチャンバ
   （43）への入口溝（51）と、流れ分与手段（52）とを装
   置の中央に位置付け、引出しチャンバ（43）の引出しチ
   ャンバ入口（41）と、有効引出しチャンバ出口（56）と
   の夫々には、閉鎖自在の戻し溝（57）と、可動の断絶ス
   リーブ（62）と、予備冷却のための中空カラー（35）
   と、入口直径調節手段（42）と、出口直径調節手段（5
   9）とを、装置の中央水平面に関して対称となるように
   配置しそれにより、プレフォーム（34）の挿入及び製品
   の引出しを、前記装置の中央水平面の上方或は下方の何
   れかの方向に向けて行えるようにしてなる特許請求の範
   囲１から７の何れかに記載の熱軟化性の、引出し可能な
   光学的材料のプレフォーム（34）を引出して繊維或は繊
   維束状の光学製品とするための装置。
9. 【請求項９】引出しチャンバ入口（41）から有効引出し
   チャンバ出口（56）に向けて伸延する断絶スリーブを設
   けてなる特許請求の範囲４或は８に記載の熱軟化性の、
   引出し可能な光学的材料のプレフォーム（34）を引出し
   て繊維或は繊維束状の光学製品とするための装置。
10. 【請求項１０】プレフォームのための送り機構（31）
    と、炉（40）と、製品引出し機構（64）とが遊動環に取
    付けられそれにより、アセンブリー全体を垂直平面内で
    廻動可能である特許請求の範囲１から９の何れかに記載
    の熱軟化性の、引出し可能な光学的材料のプレフォーム
    （34）を引出して繊維或は繊維束状の光学製品とするた
    めの装置。
11. 【請求項１１】熱軟化性の、引出し可能な材料のプレフ
    ォームから繊維或は繊維束状の製品を引出すための方法
    であって、 プレフォーム（34）を、引出しチャンバ（43）の引出し
    チャンバ入口（41）を介してプレフォーム作業域（55）
    に送ること、 プレフォーム作業域（55）内でプレフォーム（34）を引
    出し温度になるまで加熱すること、 引出しチャンバ（43）の有効引出しチャンバ出口（56）
    を通し製品を引出すこと、 ガス状の流体を、プレフォーム作業域（55）の放熱から
    実質的に完全に遮断された加熱手段（45）を使用してプ
    レフォームの引出し温度或はそれ以上の温度に加熱し、
    この加熱された流体をプレフォーム作業域（55）内でプ
    レフォーム（34）を通過して流動させそれにより、プレ
    フォーム（34）をプレフォーム作業域（55）内で対流熱
    により加熱されるようにすること、 を含み、 前記加熱された流体の選択位置での温度を、少なくとも
    別個の時間間隔に於て測定し、測定された温度値を使用
    して流体の加熱割合並びに引出しチャンバへの送達割合
    を調節すること、 を更に含むことを特徴とする熱軟化性の、引出し可能な
    材料のプレフォームから繊維或は繊維束状の製品を引出
    すための方法。
12. 【請求項１２】別体の加熱チャンバ（44）内で流体を加
    熱し、加熱された流体を引出しチャンバ（43）に送達す
    ることを含む特許請求の範囲11に記載の熱軟化性の、引
    出し可能な材料のプレフォームから繊維或は繊維束状の
    製品を引出すための方法。
13. 【請求項１３】加熱された流体をプレフォーム作業域
    （55）を通して引出した後、流体を加熱チャンバ（44）
    に戻しそこで再加熱することを含む特許請求の範囲11或
    は12に記載の熱軟化性の、引出し可能な材料のプレフォ
    ームから繊維或は繊維束状の製品を引出すための方法。
14. 【請求項１４】引出しチャンバ（43）に入ろうとするプ
    レフォーム（34）の一部分を前選択した制御温度に持ち
    来すことを含む特許請求の範囲11から13の何れかに記載
    の熱軟化性の、引出し可能な材料のプレフォームから繊
    維或は繊維束状の製品を引出すための方法。
15. 【請求項１５】引出しチャンバ（43）の出口（61）から
    チャンバ入口に向けて断絶スリーブ（62）を導入し、そ
    れによりプレフォーム作業域（55）が有効チャンバ出口
    （56）を形成するようにし、引出される製品が有効チャ
    ンバ出口（56）を出た後、加熱された流体流れから断絶
    されるようにすることを含む特許請求の範囲11から15の
    何れかに記載の熱軟化性の、引出し可能な材料のプレフ
    ォームから繊維或は繊維束状の製品を引出すための方
    法。
16. 【請求項１６】プレフォーム（34）を引出しチャンバ
    （43）の下方から上方に向けて送り、製品を引出しチャ
    ンバ（43）の上方から上方に向けて引出すことを含む特
    許請求の範囲11から15の何れかに記載の熱軟化性の、引
    出し可能な材料のプレフォームから繊維或は繊維束状の
    製品を引出すための方法。
17. 【請求項１７】プレフォーム（34）を、引出し可能な要
    素の束から構成してなる特許請求の範囲11から16の何れ
    かに記載の熱軟化性の、引出し可能な材料のプレフォー
    ムから繊維或は繊維束状の製品を引出すための方法。
18. 【請求項１８】引出し可能な要素の束を気密の包囲体内
    に入れ、製品を引出す間、引出し可能な要素の束を真空
    に引くことを含んでなる特許請求の範囲17に記載の熱軟
    化性の、引出し可能な材料のプレフォームから繊維或は
    繊維束状の製品を引出すための方法。
19. 【請求項１９】プレフォーム（34）を、繊維或は繊維束
    状の製品の所望の最終寸法形状よりも若干大きい断面寸
    法形状を有する状態で形成し、繊維或は繊維束状の製品
    が、引出し可能な要素の束を溶融し空隙の無い完全な塊
    となるに丁度十分な度合いで引出してなる特許請求の範
    囲17或は18に記載の熱軟化性の、引出し可能な材料のプ
    レフォームから繊維或は繊維束状の製品を引出すための
    方法。
20. 【請求項２０】プレフォームから繊維或は繊維束状の製
    品を引出す間、引出し可能な要素の束を前選択角度で捻
    り運動させてなる特許請求の範囲17或は19に記載の熱軟
    化性の、引出し可能な材料のプレフォームから繊維或は
    繊維束状の製品を引出すための方法。