JP3017990B1 - 多孔質ガラス母材焼結装置 - Google Patents
多孔質ガラス母材焼結装置Info
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
Abstract
【要約】
【課題】多孔質ガラス母材を焼結する際、輻射熱の逃散
が制御され、均質に焼結できる装置を提供する。 【解決手段】多孔質ガラス母材焼結装置１は、出発棒１
２にガラス微粒子を堆積させた中央部が直胴体で両端が
コーン体の多孔質ガラス母材１１を挿入した炉心管６
と、多孔質ガラス母材１１が軸方向に回転しつつ降下し
て焼結される加熱炉５とを有し、多孔質ガラス母材１１
の上方に出発棒１２の貫入した上部熱遮蔽具７、および
／または炉心管６に固定され多孔質ガラス母材１１の焼
結完了部位１６の貫入した下部熱遮蔽具３が設置されて
いる。
が制御され、均質に焼結できる装置を提供する。 【解決手段】多孔質ガラス母材焼結装置１は、出発棒１
２にガラス微粒子を堆積させた中央部が直胴体で両端が
コーン体の多孔質ガラス母材１１を挿入した炉心管６
と、多孔質ガラス母材１１が軸方向に回転しつつ降下し
て焼結される加熱炉５とを有し、多孔質ガラス母材１１
の上方に出発棒１２の貫入した上部熱遮蔽具７、および
／または炉心管６に固定され多孔質ガラス母材１１の焼
結完了部位１６の貫入した下部熱遮蔽具３が設置されて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの原材
となる多孔質ガラス母材を脱水および透明ガラス化する
ため焼結する際に用いられる装置に関するものである。
となる多孔質ガラス母材を脱水および透明ガラス化する
ため焼結する際に用いられる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、石英ガラスを主成分とす
る多孔質ガラス母材を原材としている。多孔質ガラス母
材を焼結し、脱水および透明ガラス化した光ファイバ母
材を所定径に延伸したものは、光ファイバプリフォーム
と呼ばれ、これを線引機で線引きすると光ファイバが得
られる。
る多孔質ガラス母材を原材としている。多孔質ガラス母
材を焼結し、脱水および透明ガラス化した光ファイバ母
材を所定径に延伸したものは、光ファイバプリフォーム
と呼ばれ、これを線引機で線引きすると光ファイバが得
られる。
【０００３】この多孔質ガラス母材は、円柱状の出発材
にガラス微粒子を堆積させたものであり、中央部が直胴
体で両端部がコーン体の形状である。焼結の際は、炉心
管の周囲に加熱炉を有する焼結装置を用いる。多孔質ガ
ラス母材を軸方向に回転しながら、炉心管に挿入し、加
熱炉の熱源により加熱して焼結する。このとき、従来の
焼結装置では、多孔質ガラス母材の両端のコーン体から
その上下方向に、輻射熱が大きく逃散していた。そのた
め両端近傍では焼結が不充分となったり、焼結にムラが
生じたりしていた。また、炉心管内に自然対流が発生し
て圧変動が制御できなくなり、水分が炉心管内に侵入し
て品質を低下させ、焼結工程の歩留まりが悪かった。さ
らに、多孔質ガラス母材の軸芯と炉心管の軸芯は通常一
致しないため、多孔質ガラス母材の外周と炉心管内壁と
の間隔に数ｍｍの広狭が生じて、輻射熱の逃散が均一に
ならず、焼結後の光ファイバ母材は両端付近で大きく偏
芯していた。このような光ファイバ母材から光ファイバ
を製造したとき、光伝送特性が悪い。
にガラス微粒子を堆積させたものであり、中央部が直胴
体で両端部がコーン体の形状である。焼結の際は、炉心
管の周囲に加熱炉を有する焼結装置を用いる。多孔質ガ
ラス母材を軸方向に回転しながら、炉心管に挿入し、加
熱炉の熱源により加熱して焼結する。このとき、従来の
焼結装置では、多孔質ガラス母材の両端のコーン体から
その上下方向に、輻射熱が大きく逃散していた。そのた
め両端近傍では焼結が不充分となったり、焼結にムラが
生じたりしていた。また、炉心管内に自然対流が発生し
て圧変動が制御できなくなり、水分が炉心管内に侵入し
て品質を低下させ、焼結工程の歩留まりが悪かった。さ
らに、多孔質ガラス母材の軸芯と炉心管の軸芯は通常一
致しないため、多孔質ガラス母材の外周と炉心管内壁と
の間隔に数ｍｍの広狭が生じて、輻射熱の逃散が均一に
ならず、焼結後の光ファイバ母材は両端付近で大きく偏
芯していた。このような光ファイバ母材から光ファイバ
を製造したとき、光伝送特性が悪い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、多孔質ガラス母材を焼結
する際、輻射熱の逃散が制御され、均質に焼結できる装
置を提供することを目的とする。
解決するためなされたもので、多孔質ガラス母材を焼結
する際、輻射熱の逃散が制御され、均質に焼結できる装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の多孔質ガラス母材焼結装置は、実
施例に対応する図面により説明すると以下のとおりであ
る。
めになされた本発明の多孔質ガラス母材焼結装置は、実
施例に対応する図面により説明すると以下のとおりであ
る。
【０００６】多孔質ガラス母材焼結装置１は、図１に示
すとおり、出発棒１２にガラス微粒子を堆積させた中央
部が直胴体で両端がコーン体の多孔質ガラス母材１１を
挿入した炉心管６と、多孔質ガラス母材１１が軸方向に
回転しつつ降下して焼結される加熱炉５とを有し、多孔
質ガラス母材１１の上方に出発棒１２の貫入した上部熱
遮蔽具７、および（または）炉心管６に固定され多孔質
ガラス母材１１の焼結完了部位１６の貫入した下部熱遮
蔽具３が設置されている。上部熱遮蔽具７および下部熱
遮蔽具３により、輻射熱の逃散が制御され、炉心管６の
温度ムラや自然対流が抑制される。
すとおり、出発棒１２にガラス微粒子を堆積させた中央
部が直胴体で両端がコーン体の多孔質ガラス母材１１を
挿入した炉心管６と、多孔質ガラス母材１１が軸方向に
回転しつつ降下して焼結される加熱炉５とを有し、多孔
質ガラス母材１１の上方に出発棒１２の貫入した上部熱
遮蔽具７、および（または）炉心管６に固定され多孔質
ガラス母材１１の焼結完了部位１６の貫入した下部熱遮
蔽具３が設置されている。上部熱遮蔽具７および下部熱
遮蔽具３により、輻射熱の逃散が制御され、炉心管６の
温度ムラや自然対流が抑制される。
【０００７】上部熱遮蔽具７が、コーン体１３に乗って
いることで好適に実施される。
いることで好適に実施される。
【０００８】図２に示すように、出発棒１２が肉厚の突
起１８を有し、上部熱遮蔽具７が突起１８に乗っていて
もよい。
起１８を有し、上部熱遮蔽具７が突起１８に乗っていて
もよい。
【０００９】上部熱遮蔽具７および下部熱遮蔽具３は、
石英ガラスからなることが好ましい。
石英ガラスからなることが好ましい。
【００１０】上部熱遮蔽具７が図３、図４に、下部熱遮
蔽具３が図５に、それぞれ示されているように、多層構
造であってもよい。多層構造であると熱遮蔽効果が高
い。
蔽具３が図５に、それぞれ示されているように、多層構
造であってもよい。多層構造であると熱遮蔽効果が高
い。
【００１１】上部および下部熱遮蔽具の高さＬは、図
３、図５に示すように１０ｍｍ〜５０ｍｍであることが
好ましい。１０ｍｍより小さいと、炉心管６内の温度ム
ラや自然対流の抑制が不充分となってしまう。
３、図５に示すように１０ｍｍ〜５０ｍｍであることが
好ましい。１０ｍｍより小さいと、炉心管６内の温度ム
ラや自然対流の抑制が不充分となってしまう。
【００１２】多孔質ガラス母材焼結装置１は、炉心管６
の下端に不活性ガス導入管２を有していることが好まし
い。不活性ガスが導入されると、炉心管６内の内圧が外
圧よりも高くなるため、炉心管６内の圧変動が制御さ
れ、水分が炉心管６の外から侵入することを防止でき
る。不活性ガスはヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガ
スが挙げられる。
の下端に不活性ガス導入管２を有していることが好まし
い。不活性ガスが導入されると、炉心管６内の内圧が外
圧よりも高くなるため、炉心管６内の圧変動が制御さ
れ、水分が炉心管６の外から侵入することを防止でき
る。不活性ガスはヘリウムガス、窒素ガス、アルゴンガ
スが挙げられる。
【００１３】熱遮蔽具３や７と、炉心管６の内壁との間
隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好まし
い。この間隔が、０．１ｍｍ未満であると多孔質ガラス
母材を降下させる際、熱遮蔽具３や７と、炉心管６の内
壁とが接触して、炉心管６内の均一性を乱すので好まし
くない。一方、１０ｍｍより大きいと、輻射熱の逃散が
大きくなり、炉心管６内の均一性を乱してしまう。
隔が、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好まし
い。この間隔が、０．１ｍｍ未満であると多孔質ガラス
母材を降下させる際、熱遮蔽具３や７と、炉心管６の内
壁とが接触して、炉心管６内の均一性を乱すので好まし
くない。一方、１０ｍｍより大きいと、輻射熱の逃散が
大きくなり、炉心管６内の均一性を乱してしまう。
【００１４】本発明の多孔質ガラス母材焼結装置１を用
い、多孔質ガラス母材１１を焼結すると、均質で高品質
な光ファイバ母材を製造することができる。
い、多孔質ガラス母材１１を焼結すると、均質で高品質
な光ファイバ母材を製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を詳細に説
明する。図１には、本発明を適用する多孔質ガラス母材
焼結装置１の実施例の斜視図が示されている。
明する。図１には、本発明を適用する多孔質ガラス母材
焼結装置１の実施例の斜視図が示されている。
【００１６】多孔質ガラス母材焼結装置１は、蓋９を有
する炉心管６と、炉心管６の周囲に配置された加熱炉５
を有している。炉心管６は、石英製で、内径が２８０ｍ
ｍである。炉心管６内には、中央部が直径２５０ｍｍの
直胴体で両端部がコーン体の多孔質ガラス母材１１が挿
入されている。多孔質ガラス母材１１は、出発棒１２に
より吊り下げられ、出発棒１２に接続されたモータ（不
図示）により軸方向に回転しながら降下している。上部
熱遮蔽具７は、石英製からなる直径２６０ｍｍ、厚さ８
ｍｍの円板で、出発棒の径よりわずかに大きい孔を有
し、表面をサンドブラスト処理して不透明化している。
上部熱遮蔽具７は、出発棒１２が貫入して多孔質ガラス
母材１１の上部のコーン体１３に乗せられている。一
方、下部熱遮蔽具３は、石英製からなる直径２６０ｍ
ｍ、厚さ８ｍｍの円板で、多孔質ガラス母材１１の焼結
後の径よりわずかに大きい孔を有しており、表面をサン
ドブラスト処理している。下部熱遮蔽具３は、多孔質ガ
ラス母材１１の焼結が完了する位置に配置され、炉心管
６に固定されている。炉心管６上方には排気装置８、炉
心管下端には不活性ガス導入管２が配置されている。不
活性ガス導入管２から導入されたヘリウムガスにより、
炉心管内圧は外気圧より５〜２００ｍｍＡｑ高くなって
いる。
する炉心管６と、炉心管６の周囲に配置された加熱炉５
を有している。炉心管６は、石英製で、内径が２８０ｍ
ｍである。炉心管６内には、中央部が直径２５０ｍｍの
直胴体で両端部がコーン体の多孔質ガラス母材１１が挿
入されている。多孔質ガラス母材１１は、出発棒１２に
より吊り下げられ、出発棒１２に接続されたモータ（不
図示）により軸方向に回転しながら降下している。上部
熱遮蔽具７は、石英製からなる直径２６０ｍｍ、厚さ８
ｍｍの円板で、出発棒の径よりわずかに大きい孔を有
し、表面をサンドブラスト処理して不透明化している。
上部熱遮蔽具７は、出発棒１２が貫入して多孔質ガラス
母材１１の上部のコーン体１３に乗せられている。一
方、下部熱遮蔽具３は、石英製からなる直径２６０ｍ
ｍ、厚さ８ｍｍの円板で、多孔質ガラス母材１１の焼結
後の径よりわずかに大きい孔を有しており、表面をサン
ドブラスト処理している。下部熱遮蔽具３は、多孔質ガ
ラス母材１１の焼結が完了する位置に配置され、炉心管
６に固定されている。炉心管６上方には排気装置８、炉
心管下端には不活性ガス導入管２が配置されている。不
活性ガス導入管２から導入されたヘリウムガスにより、
炉心管内圧は外気圧より５〜２００ｍｍＡｑ高くなって
いる。
【００１７】多孔質ガラス母材１１は、この焼結装置１
を用いて焼結される。
を用いて焼結される。
【００１８】加熱炉５の熱源４により、炉は１５００℃
に加熱される。１．７ｍｍ／分の速度で、多孔質ガラス
母材１１を降下させると、下端部から徐々に加熱炉を通
過する。焼結が完了した部分１６は下部熱遮蔽具３を貫
通して下方へ送り出される。多孔質ガラス母材１１の上
部コーン体１３まで焼結を行う。
に加熱される。１．７ｍｍ／分の速度で、多孔質ガラス
母材１１を降下させると、下端部から徐々に加熱炉を通
過する。焼結が完了した部分１６は下部熱遮蔽具３を貫
通して下方へ送り出される。多孔質ガラス母材１１の上
部コーン体１３まで焼結を行う。
【００１９】上記実施例に従い、多孔質ガラス母材１１
を焼結した。焼結完了部分１６をルーペで拡大して観察
したところ、焼結のムラは認められなかった。
を焼結した。焼結完了部分１６をルーペで拡大して観察
したところ、焼結のムラは認められなかった。
【００２０】比較のため、熱遮蔽具を有しない焼結装置
とを用い、多孔質ガラス母材を焼結した。
とを用い、多孔質ガラス母材を焼結した。
【００２１】熱遮蔽具の有無による偏芯量の比較を図６
に、直胴部の上端１４から下端１５までの定位置におけ
る消費電力の比較を図７に示す。
に、直胴部の上端１４から下端１５までの定位置におけ
る消費電力の比較を図７に示す。
【００２２】図６は、横軸に直胴部の位置、縦軸に焼結
後の外径に対する偏芯量を示している。図６から明らか
なように、熱遮蔽具を有する焼結装置により焼結する
と、熱逃散が均一になるので、焼結後の偏芯量が０．５
％未満という高品質のものが安定して製造できた。これ
を用いて製造した光ファイバは、偏芯量が０．５％未満
であり、高品質かつ均質であった。熱遮蔽具を有しない
焼結装置により焼結した場合、偏芯量は両端ほどが大き
く０．５％以上であるため、品質がよくなかった。
後の外径に対する偏芯量を示している。図６から明らか
なように、熱遮蔽具を有する焼結装置により焼結する
と、熱逃散が均一になるので、焼結後の偏芯量が０．５
％未満という高品質のものが安定して製造できた。これ
を用いて製造した光ファイバは、偏芯量が０．５％未満
であり、高品質かつ均質であった。熱遮蔽具を有しない
焼結装置により焼結した場合、偏芯量は両端ほどが大き
く０．５％以上であるため、品質がよくなかった。
【００２３】図７は、横軸に直胴部の位置、縦軸に消費
電力を示している。図７から明らかなように、熱遮蔽具
を有する焼結装置により焼結した方が、熱逃散が少なく
なるので、消費電力が軽減している。
電力を示している。図７から明らかなように、熱遮蔽具
を有する焼結装置により焼結した方が、熱逃散が少なく
なるので、消費電力が軽減している。
【００２４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
多孔質ガラス母材焼結装置を用いると、焼結の際に輻射
熱の逃散が制御されるので、炉心管内部の温度差が低減
され自然対流が抑制される。また、外部からの水の侵入
もない。そのため、多孔質ガラス母材を焼結して得られ
た光ファイバ母材は、焼結ムラがなく、偏芯が小さく、
均質で高品質である。さらに電力量を削減することがで
きる。
多孔質ガラス母材焼結装置を用いると、焼結の際に輻射
熱の逃散が制御されるので、炉心管内部の温度差が低減
され自然対流が抑制される。また、外部からの水の侵入
もない。そのため、多孔質ガラス母材を焼結して得られ
た光ファイバ母材は、焼結ムラがなく、偏芯が小さく、
均質で高品質である。さらに電力量を削減することがで
きる。
【図１】本発明を適用する多孔質ガラス母材焼結装置の
実施例を示す概要図である。
実施例を示す概要図である。
【図２】本発明を適用する多孔質ガラス母材焼結装置の
要部斜視図である。
要部斜視図である。
【図３】本発明を適用する多孔質ガラス母材焼結装置の
別な要部斜視図である。
別な要部斜視図である。
【図４】本発明を適用する多孔質ガラス母材焼結装置の
別な要部斜視図である。
別な要部斜視図である。
【図５】本発明を適用する多孔質ガラス母材焼結装置の
別な要部斜視図である。
別な要部斜視図である。
【図６】直胴部の位置において焼結後の外径に対する偏
芯量を示す図である。
芯量を示す図である。
【図７】直胴部の位置における消費電力を示す図であ
る。
る。
１は焼結装置、２は不活性ガス導入管、３は下部熱遮蔽
具、４は熱源、５は加熱炉、６は炉心管、７は上部熱遮
蔽具、８は排気装置、９は蓋、１１は多孔質ガラス母
材、１２は出発棒、１３はコーン体、１４は直胴部上
端、１５は直胴部下端、１６は焼結完了部、１８は突
起、Ｌは遮蔽具の高さである。
具、４は熱源、５は加熱炉、６は炉心管、７は上部熱遮
蔽具、８は排気装置、９は蓋、１１は多孔質ガラス母
材、１２は出発棒、１３はコーン体、１４は直胴部上
端、１５は直胴部下端、１６は焼結完了部、１８は突
起、Ｌは遮蔽具の高さである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 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 (56)参考文献 特開 平３−28139（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−280830（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−339024（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−223833（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 8/00 C03B 8/04 C03B 37/014
Claims (8)
- 【請求項１】 出発棒にガラス微粒子を堆積させた中
央部が直胴体で両端がコーン体の多孔質ガラス母材を挿
入した炉心管と、該多孔質ガラス母材が軸方向に回転し
つつ降下して焼結される加熱炉とを有し、該多孔質ガラ
ス母材の上方に該出発棒の貫入した上部熱遮蔽具、およ
び／または炉心管に固定され該多孔質ガラス母材の焼結
完了部位の貫入した下部熱遮蔽具が設置されている多孔
質ガラス母材焼結装置。 - 【請求項２】 前記上部熱遮蔽具が、コーン体に乗っ
ていることを特徴とする請求項１に記載の多孔質ガラス
母材焼結装置。 - 【請求項３】 前記出発棒が肉厚の突起を有し、前記
上部熱遮蔽具が該突起に乗っていることを特徴とする請
求項１に記載の多孔質ガラス母材焼結装置。 - 【請求項４】 前記上部および下部熱遮蔽具が、石英
ガラスからなることを特徴とする請求項１に記載の多孔
質ガラス母材焼結装置。 - 【請求項５】 前記上部および下部熱遮蔽具が、多層
構造であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質ガ
ラス母材焼結装置。 - 【請求項６】 前記上部および下部熱遮蔽具の高さ
が、１０ｍｍ〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項
１に記載の多孔質ガラス母材焼結装置。 - 【請求項７】 前記炉心管の下端に、不活性ガス導入
管を有することを特徴とする請求項１に記載の多孔質ガ
ラス母材焼結装置。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の多孔
質ガラス母材焼結装置を用い、多孔質ガラス母材を焼結
する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1925999A JP3017990B1 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 多孔質ガラス母材焼結装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1925999A JP3017990B1 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 多孔質ガラス母材焼結装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3017990B1 true JP3017990B1 (ja) | 2000-03-13 |
| JP2000219519A JP2000219519A (ja) | 2000-08-08 |
Family
ID=11994448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1925999A Expired - Fee Related JP3017990B1 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 多孔質ガラス母材焼結装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017990B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103214180A (zh) * | 2012-01-19 | 2013-07-24 | 信越化学工业株式会社 | 多孔质玻璃母材的热屏蔽构件及烧结方法 |
| JP2015028350A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社青山製作所 | 盗難防止ボルト |
| EP3543217A1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-25 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of sintering optical fiber porous glass base material |
| CN114014532A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-08 | 青海中利光纤技术有限公司 | 一种光纤预制棒粉末体烧结过程低氦低氯烧结装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5821443B2 (ja) * | 2010-09-16 | 2015-11-24 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法およびガラス母材を製造する焼結炉 |
| JP5830979B2 (ja) * | 2011-07-04 | 2015-12-09 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の焼結装置および焼結方法 |
| JP5935508B2 (ja) * | 2012-05-28 | 2016-06-15 | 住友電気工業株式会社 | ガラス母材の製造方法および製造装置 |
| DE102012112449A1 (de) | 2012-12-17 | 2014-06-18 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Zylinders aus Quarzglas |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP1925999A patent/JP3017990B1/ja not_active Expired - Fee Related
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