JP7234182B2 - Drawing method for glass base material - Google Patents

Drawing method for glass base material Download PDF

Info

Publication number
JP7234182B2
JP7234182B2 JP2020084565A JP2020084565A JP7234182B2 JP 7234182 B2 JP7234182 B2 JP 7234182B2 JP 2020084565 A JP2020084565 A JP 2020084565A JP 2020084565 A JP2020084565 A JP 2020084565A JP 7234182 B2 JP7234182 B2 JP 7234182B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
base material
glass base
heater
temperature
heating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020084565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021178750A (en
Inventor
怜 三田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2020084565A priority Critical patent/JP7234182B2/en
Publication of JP2021178750A publication Critical patent/JP2021178750A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7234182B2 publication Critical patent/JP7234182B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Description

本発明は、光ファイバ用のガラス母材を加熱しつつ端部を引っ張り、該端部に絞り形状を形成するガラス母材の絞り加工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of drawing a glass preform for an optical fiber, which heats the glass preform and pulls the end to form a drawn shape at the end.

光ファイバ用のガラス母材は、線引き工程がスムーズに行われるように母材の端部は、図1に示すような絞り形状に整えられる。このように母材の端部を処理する工程は「絞り」工程と呼ばれる。
ガラス母材は、線引き工程において、絞り形状部を加熱して引き落とすことにより線引きが開始されるため、絞り形状部の先端外径が細く、絞り形状部のテーパー長が短い方が、線引きに要する時間的ロスやガラス母材のロスが少なく、好ましい。例えば、図1のような形状においては、目標となる先端外径が得られる位置Aと、テーパー部が始まる位置Bの間の距離Cを、テーパー長とすることが多い。先端径としては、テーパー部先端の外径Dを用いることが一般的である。テーパー部が始まる位置Bは、一般に、ガラス母材の直胴部外径の98%の外径を有する位置とされるが、これらはガラス母材の形状や線引き方法などで適宜変わることが多い。当該絞り加工方法の一例が特許文献1に開示されている。
A glass preform for an optical fiber is prepared so that the end portion of the preform is formed into a drawn shape as shown in FIG. 1 so that the drawing process can be carried out smoothly. The process of processing the edge of the base material in this way is called a "drawing" process.
In the drawing process, the drawing of the glass base material is started by heating and drawing down the drawn portion. It is preferable because it causes little loss of time and loss of the glass base material. For example, in the shape shown in FIG. 1, the taper length is often the distance C between the position A where the target outer diameter of the tip is obtained and the position B where the tapered portion starts. As the tip diameter, it is common to use the outer diameter D of the tip of the tapered portion. The position B where the tapered portion starts is generally a position where the outer diameter is 98% of the outer diameter of the straight body portion of the glass base material, but these often change as appropriate depending on the shape of the glass base material, the drawing method, and the like. . An example of the drawing method is disclosed in Patent Document 1.

特許6302833号Patent No. 6302833

絞り加工装置の一例を図2に示す。ガラス母材1は、接続部材2および吊り下げシャフト3を介して、昇降装置4に吊り下げられる。加熱炉5は、ヒーター6、断熱材7、及びチャンバー8から構成されている。ガラス母材1を溶融させるためには、2000℃前後の高温加熱が可能なヒーターが必要とされるため、ヒーター6には一般的にカーボンヒーターが用いられる。カーボンは大気中500℃以上で酸化して損耗するため、加熱炉5内は、窒素などの不活性ガス雰囲気とする必要があり、炉内に大気の侵入を防ぐ為に、加熱炉5には、上部ガスシール9および下部ガスシール10が設けられる。ガラス母材1の下部には引取りシャフト11が接続され、引取シャフト11は引取ローラー12によって把持される。
このような構成の下、引取ローラー12を回転させ、加熱されたガラス母材1の下部を引き下げることで、加熱部が細径化され、絞り加工を行うことができる。図示しないが、ヒーター6の温度は放射温度計などで測定される。
An example of a drawing apparatus is shown in FIG. A glass base material 1 is suspended from a lifting device 4 via a connecting member 2 and a suspension shaft 3 . A heating furnace 5 is composed of a heater 6 , a heat insulating material 7 and a chamber 8 . A carbon heater is generally used as the heater 6 because a heater capable of heating to a high temperature of about 2000° C. is required to melt the glass base material 1 . Since carbon is oxidized and worn in the atmosphere at 500° C. or higher, the inside of the heating furnace 5 must be an atmosphere of an inert gas such as nitrogen. , an upper gas seal 9 and a lower gas seal 10 are provided. A take-off shaft 11 is connected to the lower part of the glass base material 1 , and the take-off shaft 11 is gripped by take-off rollers 12 .
Under such a configuration, by rotating the take-up roller 12 and pulling down the lower portion of the heated glass base material 1, the diameter of the heated portion is reduced, and drawing can be performed. Although not shown, the temperature of the heater 6 is measured by a radiation thermometer or the like.

ガラス母材の絞り加工方法を、図3を用いて説明する。
絞り加工装置には、図2に示すような絞り加工装置が用いられるが、図3では、絞り加工装置の、絞り加工がなされるガラス母材1の下部とヒーター6以外は図示が省略されている。
ガラス母材1は、母材として有効な有効部13と、有効部13に隣接する非有効部15とを備えている。非有効部15の端部は引取シャフト11に接続され、引取ローラー12を回転させることで引き下げられる。ガラス母材1は、有効部13と非有効部15との境界部14がヒーター6の高さ方向の略中間に来るように絞り加工装置にセットされる(図3(a)参照)。
A drawing method for a glass base material will be described with reference to FIG.
A drawing apparatus as shown in FIG. 2 is used as the drawing apparatus, but in FIG. there is
The glass base material 1 has an effective portion 13 effective as a base material and an ineffective portion 15 adjacent to the effective portion 13 . The end of the non-effective portion 15 is connected to the take-off shaft 11 and pulled down by rotating the take-off roller 12 . The glass base material 1 is set in the drawing device so that the boundary portion 14 between the effective portion 13 and the non-effective portion 15 is located approximately in the middle of the heater 6 in the height direction (see FIG. 3(a)).

ヒーター6により加熱を開始し、加熱温度が2000℃以上に昇温すると、ガラス母材1は昇温し、軟化する。このガラス母材1の昇温によって、図3(b)の破線16、17間の領域が変形可能となる。
このように加熱した後、引取ローラー12を回転させてガラス母材1の下端(非有効部15の端部)の引き下げが行われる(図3(c)参照)。その結果、境界部14は縮径しつつヒーター6の下部へ移動し、縮径した境界部14を絞り端とする絞り形状の絞り部が、境界部14の有効部13側に形成される(図3(d)参照)。一方、境界部14から非有効部15側は加熱溶断して除去される。
Heating is started by the heater 6, and when the heating temperature rises to 2000° C. or higher, the temperature of the glass base material 1 rises and softens. Due to this temperature rise of the glass base material 1, the region between broken lines 16 and 17 in FIG. 3(b) can be deformed.
After heating in this manner, the take-up roller 12 is rotated to pull down the lower end (the end of the non-effective portion 15) of the glass base material 1 (see FIG. 3(c)). As a result, the boundary portion 14 moves to the lower portion of the heater 6 while decreasing in diameter, and a constricted portion having a constricted shape with the constricted boundary portion 14 as a constriction end is formed on the effective portion 13 side of the boundary portion 14 ( See Figure 3(d)). On the other hand, the non-effective portion 15 side from the boundary portion 14 is thermally fused and removed.

この例では、引取ローラーで母材の下端を引き下げているが、母材の下端をチャックで把持して、チャック自体を引き下げる方法もある。また、この例では、ガラス母材の下部を加熱しつつ下端を引き下げることにより絞り部を形成しているが、ガラス母材は、実際には有効部を挟んで両端に非有効部を備えるため、ガラス母材の上部を加熱しつつ上端を引き上げて、母材の上端側に絞り部を形成してもよい。 In this example, the lower end of the base material is pulled down by the take-up roller, but there is also a method of gripping the lower end of the base material with a chuck and pulling down the chuck itself. Further, in this example, the constricted portion is formed by pulling down the lower end of the glass base material while heating the lower part of the glass base material. Alternatively, the drawn portion may be formed on the upper end side of the base material by pulling up the upper end while heating the upper part of the base material.

しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では、先端外径を十分に細くするためには、ローラーやチャックでの非常に長い引っ張り量が必要になり、装置サイズや部品確保、コストなどの点から現実的ではない。十分な引っ張り量が確保できたとしても、テーパー部長さも長くなってしまうため、長さの短いテーパー部を求める絞り形状に対する要求を満たすことは困難である。
このため、顧客要望にかなう絞り部を形成するために、絞り加工装置での絞り加工後、更にガラス旋盤で追加の先端絞りを行うなどの追加工が行われている。この追加工のため、作業人員や装置、ガスなどの費用がかさむ上、近年出荷量が増加傾向にある外径150mm以上の大型プリフォームをガラス旋盤で追加工する場合は、プリフォームの落下による装置破損や人員の怪我などの危険を伴うため、コスト上昇の一因となっていた。
However, in the method described in Patent Document 1, in order to make the outer diameter of the tip sufficiently thin, a very long pulling amount with a roller or a chuck is required, and from the point of view of device size, parts availability, cost, etc. Not realistic. Even if a sufficient amount of tension can be secured, the tapered portion also becomes long, so it is difficult to meet the requirements for the drawing shape that requires a tapered portion with a short length.
For this reason, in order to form a drawn portion that satisfies the customer's request, after drawing with a drawing machine, additional processing such as additional tip drawing with a glass lathe is performed. Due to this additional processing, the cost of workers, equipment, gas, etc., increases. This was one of the reasons for the increase in costs because it entailed dangers such as damage to equipment and injury to personnel.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、先端径が細く長さの短いテーパー部を、簡便かつ安価な方法で形成することのできるガラス母材の絞り加工方法を提供することを、目的としている。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a drawing method for a glass base material that can form a tapered portion with a small tip diameter and a short length by a simple and inexpensive method. The purpose is to

上記課題を解決するために、本発明のガラス母材の絞り加工方法は、ガラス母材をヒーターで加熱しつつ該ガラス母材を引っ張ることにより、加熱部に絞り形状を形成するガラス母材の絞り加工方法であって、前記ガラス母材を前記ヒーターで第一加熱温度にて加熱しながら前記ガラス母材を引っ張る第一絞り工程と、引っ張りを停止して前記ヒーターの温度を所定の冷却温度まで下げる冷却工程と、再度前記ヒーターを第二加熱温度で加熱して前記ガラス母材を引っ張る第二絞り工程とを有することを特徴としている。
また本発明において、前記ガラス母材を引っ張る第一絞り工程において、前記ガラス母材を引っ張る距離は、前記ガラス母材の絞り加工目標位置の外径の0.5倍以上2.5倍以下とするのが好ましい。
また本発明は、前記第一加熱温度を2000℃以上とし、前記冷却温度を1800℃以下とし、前記第二加熱温度を1900℃以上とするのが好ましい。
さらに本発明は、前記第二絞り工程の後に続けて、追加で一ないしは複数の、追加冷却工程と追加絞り工程とを設けても良い。
In order to solve the above-described problems, the method for drawing a glass base material of the present invention is a method of drawing a glass base material by heating the glass base material with a heater and pulling the glass base material to form a drawn shape in a heating portion. A drawing method, comprising: a first drawing step of drawing the glass base material while heating the glass base material with the heater at a first heating temperature; and a second drawing step of heating the heater again at the second heating temperature to draw the glass base material.
Further, in the present invention , in the first drawing step of drawing the glass base material, the distance for drawing the glass base material is 0.5 to 2.5 times the outer diameter of the drawing target position of the glass base material. preferably.
In the present invention, it is preferable that the first heating temperature is 2000°C or higher, the cooling temperature is 1800°C or lower, and the second heating temperature is 1900°C or higher.
Furthermore, in the present invention, one or a plurality of additional cooling steps and additional drawing steps may be additionally provided following the second drawing step.

本発明においては、ガラス母材をヒーターで第一加熱温度にて加熱しながらガラス母材を引っ張る第一絞り工程と、引っ張りを停止してヒーターの温度を所定の冷却温度まで下げる冷却工程と、再度ヒーターを第二加熱温度で加熱してガラス母材を引っ張る第二絞り工程とを行うことにより、先端径が細く長さの短いテーパー部を、簡便かつ安価な方法で形成することができる。 In the present invention, a first drawing step of drawing the glass base material while heating the glass base material with a heater at a first heating temperature, a cooling step of stopping the drawing and lowering the temperature of the heater to a predetermined cooling temperature, By heating the heater again at the second heating temperature and performing the second drawing step of drawing the glass base material, a tapered portion with a small tip diameter and a short length can be formed by a simple and inexpensive method.

絞り形状の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of diaphragm shape. 絞り加工装置の構成例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of a drawing apparatus. 従来の絞り加工方法を、順を追って説明する概略図である。It is the schematic which demonstrates a conventional drawing method in order later on. 本発明の絞り加工方法を、順を追って説明する概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the schematic which demonstrates the drawing method of this invention in order later on.

鋭意検討の結果、従来の絞り加工装置による絞り加工方法では、周囲が断熱されたヒーターによって加熱されていることから、ガラス母材は絞り加工の目的部だけではなく、その近傍まで加熱され昇温している。そのためガラス母材は、絞り加工の目的部だけでなく、その周囲も低粘度化していることから、ガラス母材の変形可能範囲が広くなり、絞り加工によって長く先端径の太いテーパーが形成されていることが判明した。
絞り加工目的部のみを昇温するようにするためには、加熱範囲が広くならないようにヒーター部周辺の断熱材を減らすなどの方法が考えられるが、その場合は、熱効率が悪化してコストが上昇する上に、周辺装置への熱ダメージが大きくなる等の悪影響が生じる。
As a result of intensive study, it was found that in the drawing method using the conventional drawing machine, the glass base material is heated not only at the target part of the drawing process but also in the vicinity of the target part because the surroundings are heated by a heater with heat insulation. are doing. Therefore, the viscosity of the glass base material is low not only in the target part of the drawing process, but also in the surrounding area. It turned out that there is
In order to raise the temperature of only the target part for drawing, it is possible to reduce the heat insulating material around the heater part so that the heating range is not widened, but in that case, the thermal efficiency will deteriorate and the cost will increase. In addition to the rise, adverse effects such as increased thermal damage to peripheral devices occur.

そこで本発明では、図4に示すように、ガラス母材を、ヒーターで加熱しながら引っ張って絞り加工する際に、ガラス母材1は、有効部13と非有効部15との境界部14がヒーター6の高さ方向の略中間に来るように絞り加工装置にセットされる(図4(a)参照)。
その後、ヒーター6により加熱を開始し、加熱温度が2000℃以上に昇温すると、ガラス母材1は昇温し、破線16、17間の領域が軟化し変形可能となる(図4(b)参照)。なお、破線16の位置が絞り加工を開始する絞り加工目標位置となる。
その後、2000℃以上の高い温度でヒーター加熱を行いながら絞る第一絞り工程(図4(c)参照)を行い、次いで、絞りを一旦止めてヒーターの温度を1800℃以下に下げる冷却工程(図4(d)参照)を行い、再度高い加熱温度でヒーターを加熱して絞る第二絞り工程(図4(e),4(f)参照)を行う。
第一絞り工程で、一旦短い絞り加工を行った後、ヒーター温度を下げてガラス母材を冷却し、再度加熱することで、第二絞り工程においては、先に形成された絞り加工部のみが集中的に加熱されることにより、図4(g)に示すように、短く先端の細いテーパー部を形成することができる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 4, when the glass base material 1 is drawn while being heated by a heater, the boundary portion 14 between the effective portion 13 and the non-effective portion 15 of the glass base material 1 is It is set in the drawing device so as to be positioned approximately in the middle of the heater 6 in the height direction (see FIG. 4(a)).
After that, heating is started by the heater 6, and when the heating temperature rises to 2000° C. or higher, the temperature of the glass base material 1 rises, and the area between the broken lines 16 and 17 softens and becomes deformable (FIG. 4(b)). reference). The position of the dashed line 16 is the drawing target position at which drawing is started.
After that, the first squeezing step (see FIG. 4(c)) is performed while heating the heater at a high temperature of 2000 ° C or higher, and then the squeezing is temporarily stopped and the temperature of the heater is lowered to 1800 ° C or less. 4(d)) is performed, and the second squeezing step (see FIGS. 4(e) and 4(f)) is performed in which the heater is again heated to a high heating temperature for squeezing.
In the first drawing process, after a short drawing process is performed, the heater temperature is lowered to cool the glass base material, and then the glass base material is heated again. By heating intensively, it is possible to form a short tapered portion with a narrow tip, as shown in FIG. 4(g).

以下に本発明のガラス母材の絞り加工方法を更に詳細に説明する。
下記の実施形態は一例であって、特許請求の範囲に係る発明がこれらの実施例に限定されるものではなく、様々な態様が可能である。さらに、下記の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。
The method for drawing a glass base material according to the present invention will be described in more detail below.
The following embodiments are examples, and the invention according to the claims is not limited to these embodiments, and various aspects are possible. Furthermore, not all combinations of features described in the following embodiments are essential to the means for solving the problems.

図2は、本実施形態のガラス母材の絞り加工に使用した絞り加工装置の一例である。
ガラス母材1は接続部材2および吊り下げシャフト3を介して、昇降装置4に吊り下げられる。ガラス母材1の下部には引取りシャフト11が接続され、引取シャフト11は引取ローラー12によって把持される。このような構成の下、引取ローラー12を回転させ、ヒーター6で加熱されたガラスロッド1の下部を引き下げることで、絞り加工を行うことができる。
FIG. 2 shows an example of a drawing apparatus used for drawing the glass base material of this embodiment.
A glass base material 1 is suspended from a lifting device 4 via a connecting member 2 and a suspension shaft 3 . A take-off shaft 11 is connected to the lower part of the glass base material 1 , and the take-off shaft 11 is gripped by take-off rollers 12 . Under such a configuration, drawing can be performed by rotating the take-up roller 12 and pulling down the lower portion of the glass rod 1 heated by the heater 6 .

図4においては、図2に示す絞り加工装置の全体構成から、ガラス母材1の下部及びヒーター6の部分を抜粋し、他は図示を省略して示されている。ガラス母材1は、有効部13と有効部13に隣接する非有効部15とを備え、有効部13と非有効部15の境界部14がヒーター6の高さ方向の略中間に来るように絞り加工装置にセットされる。 In FIG. 4, the lower part of the glass base material 1 and the heater 6 are extracted from the overall structure of the drawing apparatus shown in FIG. 2, and the rest is omitted. The glass base material 1 has an effective portion 13 and an ineffective portion 15 adjacent to the effective portion 13, and the boundary portion 14 between the effective portion 13 and the ineffective portion 15 is positioned approximately in the middle of the heater 6 in the height direction. It is set in the drawing machine.

ガラス母材1を所定の位置にセットした後、第一絞り工程として、ヒーター6による加熱を開始して加熱温度を2150℃まで昇温する。ガラス母材1が軟化したら、引取ローラー12を回転させてガラス母材1の下端を引き下げる。この場合、第一絞り工程におけるガラス母材1の下端引き下げ量は、ガラス母材1の絞り加工目標位置の外径の0.5倍以上2.5倍以下とすることが好ましい。これは、引き下げ量が小さすぎると、第一絞り工程で必要な縮径を果たすことができないが、引き下げ量が大きすぎても縮径が過剰になり、テーパー長が長くなりすぎてしまうためである。 After setting the glass base material 1 at a predetermined position, heating by the heater 6 is started to raise the heating temperature to 2150° C. as the first drawing step. After the glass base material 1 is softened, the take-up roller 12 is rotated to pull down the lower end of the glass base material 1 . In this case, the lowering amount of the lower end of the glass base material 1 in the first drawing step is preferably 0.5 times or more and 2.5 times or less as large as the outer diameter of the drawing target position of the glass base material 1 . This is because if the amount of drawing down is too small, the necessary diameter reduction cannot be achieved in the first drawing process, but if the amount of drawing down is too large, the diameter will be excessively reduced and the taper length will become too long. be.

第一絞り工程の後、冷却工程として、ヒーター6の加熱と引取ローラー12の回転を停止し、ヒーター6による加熱温度を1800℃以下まで降温させる。これにより、第一絞り工程で形成した縮径部が固化し、変形しにくくなる。
冷却工程の後、第二絞り工程として、ヒーター6による加熱を再度開始して加熱温度を2000℃まで昇温し、先の第一絞り工程で形成した縮径部が軟化したら、引取ローラー12を再度回転させてガラス母材1の下端を引き下げる。この場合、第二絞り工程におけるガラス母材1の下端引き下げ量は、引取りシャフト11とガラス母材1の下端の境目が引取ローラー12に迫り、引き取れなくなる限界付近まで引き下げてしまってよい。1000mm前後が目安となる。
After the first drawing process, as a cooling process, the heating of the heater 6 and the rotation of the take-up roller 12 are stopped, and the heating temperature by the heater 6 is lowered to 1800° C. or less. As a result, the diameter-reduced portion formed in the first drawing step is solidified and is less likely to deform.
After the cooling step, as the second drawing step, heating by the heater 6 is restarted to raise the heating temperature to 2000° C., and when the diameter-reduced portion formed in the previous first drawing step is softened, the take-up roller 12 is moved. By rotating again, the lower end of the glass base material 1 is pulled down. In this case, the amount of lowering the lower end of the glass base material 1 in the second drawing process may be such that the boundary between the lower end of the take-up shaft 11 and the glass base material 1 approaches the take-up roller 12 and the drawing is no longer possible. Around 1000mm is a standard.

このように、ガラス母材を加熱して一旦短い縮径部を形成し、冷却してから、再度加熱温度を上げ、再び絞り加工を行うことで、縮径部が集中的に加熱され、局所的に軟化するため、短い縮径部の中央部のみに集中して絞り加工を行うことができ、テーパー長を短く、先端径を細くすることが可能になる。
このような絞り加工は、ガラス母材の延伸加工後に続けて行ってもよい。また、ガラス母材の下端ではなく、上端や中央部などで行っても同様の効果を発揮することができる。また、第一絞り工程と第二絞り工程では、ガラス母材の位置を変更してもよい。
また、本発明における第二絞り工程の引き下げを途中で停止し、冷却、再加熱することで、第三、第四などの追加絞り工程を行っても同様の効果を発揮することができ、テーパー長をより短くすることができる。
In this way, the glass base material is heated to form a short diameter-reduced portion once, cooled, and then the heating temperature is raised again and drawing is performed again. Since the material softens exponentially, drawing can be performed by concentrating only on the central portion of the short diameter-reduced portion, making it possible to shorten the taper length and narrow the tip diameter.
Such a drawing process may be performed continuously after the drawing process of the glass base material. Moreover, the same effect can be exhibited even if it is carried out not at the lower end of the glass base material but at the upper end or the central portion. Further, the position of the glass base material may be changed between the first drawing process and the second drawing process.
In addition, by stopping the drawing down in the second drawing step in the present invention, cooling and reheating, the same effect can be exhibited even if additional drawing steps such as the third and fourth are performed, and the taper length can be shorter.

図2に示す絞り加工装置を用いて、外径150mmのガラス母材1の絞り加工を行った。ガラス母材1の絞り加工目標位置での外径は150mmであった。ヒーター6は内径250mm、高さ210mmのカーボンヒーターを用いた。ガラス母材1を、有効部13と非有効部15の境界部14がヒーターの高さ方向の略中間に来るように絞り加工装置にセットした。 A glass base material 1 having an outer diameter of 150 mm was drawn using the drawing apparatus shown in FIG. The outer diameter of the glass base material 1 at the drawing target position was 150 mm. A carbon heater having an inner diameter of 250 mm and a height of 210 mm was used as the heater 6 . The glass base material 1 was set in the drawing apparatus so that the boundary portion 14 between the effective portion 13 and the non-effective portion 15 was located substantially in the middle of the heater in the height direction.

[比較例1]
先ず、比較例1として、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Comparative Example 1]
First, as Comparative Example 1, the heater 6 heated to 2150° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 1000 mm while maintaining the temperature to form a drawn portion.

[実施例1]
実施例1においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を50mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。再度、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃に到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Example 1]
In Example 1, the heater 6 heated to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 50 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Again, the heater 6 heated up to 2000° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2000° C., the temperature was maintained and the lower end of the glass rod 1 was lowered by 1000 mm to form a constricted portion.

[実施例2]
実施例2においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を400mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。再度、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Example 2]
In Example 2, the heater 6 heated up to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 400 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Again, the heater 6 heated up to 2000° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2000° C., the lower end of the glass rod 1 was lowered by 1000 mm while maintaining the temperature to form a constricted portion.

[実施例3]
実施例3においては、ヒーター6で1950℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。1950℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を200mm引き下げて絞り加工を行おうとしたが、ガラス母材1が軟化しておらず、引き下げることができなかった。
[Example 3]
In Example 3, the heater 6 heated up to 1950° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 1950° C., the lower end of the glass base material 1 was pulled down by 200 mm while holding the temperature to draw, but the glass base material 1 was not softened and could not be pulled down.

[実施例4]
実施例4においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を200mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1750℃まで降温させた。再度、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃に到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Example 4]
In Example 4, the heater 6 heated up to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 200 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1750°C. Again, the heater 6 heated up to 2000° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2000° C., the temperature was maintained and the lower end of the glass rod 1 was lowered by 1000 mm to form a constricted portion.

[実施例5]
実施例5においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を200mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。再度、ヒーター6で1880℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。1880℃に到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り加工を行おうとしたが、ガラス母材1が軟化しておらず、引き下げることができなかった。
[Example 5]
In Example 5, the heater 6 heated up to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 200 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Again, the heater 6 heated up to 1880° C. at a heating rate of 60° C./min. After reaching 1880° C., drawing was attempted by lowering the lower end of the glass rod 1 by 1000 mm while maintaining the temperature, but the glass base material 1 was not softened and could not be lowered.

[実施例6]
実施例6においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を200mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。再度、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃に到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Example 6]
In Example 6, the heater 6 heated up to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 200 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Again, the heater 6 heated up to 2000° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2000° C., the temperature was maintained and the lower end of the glass rod 1 was lowered by 1000 mm to form a constricted portion.

[実施例7]
実施例7においては、ヒーター6で2150℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2150℃に到達後、温度を保持してガラス母材1の下端を200mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。再度、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃に到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を200mm引き下げた。その後、ヒーター6の温度保持を停止し、1650℃まで降温させた。更に、ヒーター6で2000℃まで昇温速度60℃/分で加熱した。2000℃到達後、温度を保持してガラスロッド1の下端を1000mm引き下げて絞り部を形成した。
[Example 7]
In Example 7, the heater 6 heated up to 2150° C. at a rate of 60° C./min. After reaching 2150° C., the lower end of the glass base material 1 was lowered by 200 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Again, the heater 6 heated up to 2000° C. at a rate of temperature increase of 60° C./min. After reaching 2000° C., the lower end of the glass rod 1 was lowered by 200 mm while maintaining the temperature. After that, the temperature maintenance of the heater 6 was stopped and the temperature was lowered to 1650°C. Further, the heater 6 heated up to 2000° C. at a heating rate of 60° C./min. After reaching 2000° C., the lower end of the glass rod 1 was lowered by 1000 mm while maintaining the temperature to form a constricted portion.

上記比較例1及び実施例1乃至実施例7の条件で、それぞれガラス母材1の絞り加工を行い、テーパー長を測定した。テーパー長は、元のガラス母材の外径150mmの外径97%の位置から、先端径20mmの位置までの長さとした。また、引き下げを完了することができなかった実施例3,5については、工程完了不可とした。それらの結果を表1にまとめて示した。

Figure 0007234182000001
Under the conditions of Comparative Example 1 and Examples 1 to 7, the glass base material 1 was drawn, and the taper length was measured. The taper length was the length from the position where the outer diameter was 97% of the outer diameter of the original glass base material of 150 mm to the position where the tip diameter was 20 mm. Further, for Examples 3 and 5 in which the pull-down could not be completed, the process could not be completed. These results are summarized in Table 1.
Figure 0007234182000001

比較例1は、従来の絞り加工方法によるものであり、テーパー長は552mmと長く、旋盤などでの追加工が必要であった。
実施例1と実施例2のテーパー長は、順に445mm、413mmと比較例1よりは短くなったが、やや長いものであった。いずれも第一絞り工程を行った後、冷却工程を経て、第二絞り工程を行っているが、第一絞り工程における絞り距離が実施例1の50mmでは短すぎ、実施例2の400mmでは長すぎるため、本発明の効果が十分に発揮されなかった。よって、第一絞り工程における絞り距離は、ガラス母材の絞り加工目標位置の外径の0.5倍以上2.5倍以下とするのが好ましく、これによりテーパー長を短くすることができる。
Comparative Example 1 was produced by a conventional drawing method, and the taper length was as long as 552 mm, requiring additional machining with a lathe or the like.
The taper lengths of Examples 1 and 2 were 445 mm and 413 mm respectively, which were shorter than those of Comparative Example 1, but were slightly longer. In both cases, after performing the first drawing process, the second drawing process is performed after the cooling process. Therefore, the effect of the present invention was not sufficiently exhibited. Therefore, the drawing distance in the first drawing step is preferably 0.5 to 2.5 times the outer diameter of the drawing target position of the glass base material, thereby shortening the taper length.

実施例3は、第一絞り工程における加熱温度が1950℃と他の実施例の2150℃よりも低いために、実施例5は、第二絞り工程における加熱温度が1880℃と他の実施例の2000℃よりも低いために、ガラス母材が十分に軟化されず、絞り工程を完了させることができなかった。よって、第一絞り工程における加熱温度は2000℃以上とし、第二絞り工程における加熱温度は1900℃以上とするのが好ましく、これにより本発明の効果が適切に発揮され、テーパー長を短くすることができる。 In Example 3, the heating temperature in the first drawing process is 1950 ° C., which is lower than 2150 ° C. in other examples. Since the temperature was lower than 2000° C., the glass base material was not sufficiently softened and the drawing process could not be completed. Therefore, the heating temperature in the first drawing step is preferably 2000° C. or higher, and the heating temperature in the second drawing step is preferably 1900° C. or higher. can be done.

実施例4は、冷却工程での温度が1750℃と他の実施例の1650℃よりも高く、十分にガラス母材を固化させることができなかったため、第二絞り工程で広範囲が軟化され、テーパー長は比較例1の552mmよりは短くなったが、392mmとやや長くなった。よって、冷却工程における冷却温度が1700℃以下のときに、本発明は適切に効果を発揮し、テーパー長を短くできることが判明した。 In Example 4, the temperature in the cooling process was 1750° C., which was higher than 1650° C. in other examples, and the glass base material could not be sufficiently solidified. Although the length was shorter than 552 mm in Comparative Example 1, it was slightly longer at 392 mm. Therefore, when the cooling temperature in the cooling process is 1700° C. or less, it was found that the present invention can appropriately exhibit the effect and shorten the taper length.

実施例6は、第一絞り工程、冷却工程、第二絞り工程におけるヒーター温度がそれぞれ順に2150℃、1650℃、2000℃であり、第一絞り工程における絞り距離が200mmといずれも適切であったため、テーパー長は285mmと十分に短くすることができた。
実施例7は、第一絞り工程、冷却工程、第二絞り工程の後に、更に追加の冷却工程と追加の絞り工程(第三絞り工程)を行ったものであり、実施例6の285mmよりも短い280mmと更にテーパー長を短くすることができた。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変形、改良など自在に行うことができる。
In Example 6, the heater temperatures in the first drawing process, the cooling process, and the second drawing process were respectively 2150° C., 1650° C., and 2000° C., and the drawing distance in the first drawing process was 200 mm, all of which were appropriate. , the taper length could be sufficiently shortened to 285 mm.
In Example 7, after the first drawing process, cooling process, and second drawing process, an additional cooling process and an additional drawing process (third drawing process) were performed. It was possible to shorten the taper length to a short 280 mm.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be freely modified and improved as appropriate.

A:目標となる先端外径、
B:テーパー部が始まる位置、
C:テーパー長、
D:テーパー部先端の外径、
1:ガラス母材、
2:接続部材、
3:シャフト、
4:昇降装置、
5:加熱炉、
6:ヒーター、
7:断熱材、
8:チャンバー、
9:上部ガスシール、
10:下部ガスシール、
11:引取シャフト、
12:引取ローラー、
13:有効部、
14:境界部、
15:非有効部、
16,17:破線。



A: Target tip outer diameter,
B: the position where the tapered portion starts,
C: taper length,
D: the outer diameter of the tip of the tapered portion,
1: glass base material,
2: connecting member,
3: shaft,
4: lifting device,
5: heating furnace,
6: heater,
7: thermal insulation,
8: chamber,
9: top gas seal,
10: lower gas seal,
11: take-up shaft,
12: take-up roller,
13: effective part,
14: Boundary,
15: non-effective portion,
16, 17: dashed lines.



Claims (4)

ガラス母材をヒーターで加熱しつつ該ガラス母材を引っ張ることにより、加熱部に絞り形状を形成するガラス母材の絞り加工方法であって、前記ガラス母材を前記ヒーターで第一加熱温度にて加熱しながら前記ガラス母材を引っ張る第一絞り工程と、引っ張りを停止して前記ヒーターの温度を所定の冷却温度まで下げる冷却工程と、再度前記ヒーターを第二加熱温度で加熱して前記ガラス母材を引っ張る第二絞り工程とを有することを特徴とするガラス母材の絞り加工方法。 A method for drawing a glass base material, wherein a drawn shape is formed in a heating portion by pulling the glass base material while heating the glass base material with a heater, wherein the glass base material is heated to a first heating temperature with the heater. a cooling step of stopping the drawing and lowering the temperature of the heater to a predetermined cooling temperature; heating the heater again at the second heating temperature to heat the glass base material; A drawing method for a glass base material, comprising: a second drawing step of drawing the base material. 前記ガラス母材を引っ張る第一絞り工程において、前記ガラス母材を引っ張る距離が、前記ガラス母材の絞り加工目標位置の外径の0.5倍以上2.5倍以下とする請求項1に記載のガラス母材の絞り加工方法。 2. The method according to claim 1, wherein in the first drawing step of drawing the glass base material, the distance for drawing the glass base material is 0.5 times or more and 2.5 times or less of the outer diameter of the drawing target position of the glass base material. A drawing method for the glass base material described. 前記第一加熱温度が2000℃以上であり、前記冷却温度が1800℃以下であり、前記第二加熱温度が1900℃以上である請求項1に記載のガラス母材の絞り加工方法。 2. The method for drawing a glass base material according to claim 1, wherein the first heating temperature is 2000[deg.] C. or higher, the cooling temperature is 1800[deg.] C. or lower, and the second heating temperature is 1900[deg.] C. or higher. 前記第二絞り工程の後に続けて、追加で一ないしは複数の、追加冷却工程と追加絞り工程とを有する請求項1に記載のガラス母材の絞り加工方法 2. The method for drawing a glass base material according to claim 1, further comprising one or more additional cooling steps and additional drawing steps following the second drawing step.
JP2020084565A 2020-05-13 2020-05-13 Drawing method for glass base material Active JP7234182B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020084565A JP7234182B2 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Drawing method for glass base material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020084565A JP7234182B2 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Drawing method for glass base material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021178750A JP2021178750A (en) 2021-11-18
JP7234182B2 true JP7234182B2 (en) 2023-03-07

Family

ID=78510810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020084565A Active JP7234182B2 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Drawing method for glass base material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7234182B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000076926A1 (en) 1999-06-14 2000-12-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and device for heating/working end of optical fiber base material
JP2003089535A (en) 2001-09-14 2003-03-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Apparatus and method for manufacturing glass article
CN104692649A (en) 2015-03-23 2015-06-10 浙江富通光纤技术有限公司 Optical fiber preforming bar cooling device
JP2016124740A (en) 2014-12-26 2016-07-11 信越化学工業株式会社 Method for drawing glass rod and glass rod
CN110668691A (en) 2019-10-08 2020-01-10 烽火通信科技股份有限公司 Processing device and processing method for prefabricated rod conical head

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5767039A (en) * 1980-10-06 1982-04-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Heating and working apparatus for glass material
JP2960710B2 (en) * 1997-06-19 1999-10-12 信越化学工業株式会社 Drawing method, drawing apparatus and drawing rod for glass base material
JP3785782B2 (en) * 1998-01-27 2006-06-14 住友電気工業株式会社 Glass rod heating furnace and glass rod drawing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000076926A1 (en) 1999-06-14 2000-12-21 The Furukawa Electric Co., Ltd. Method and device for heating/working end of optical fiber base material
JP2003089535A (en) 2001-09-14 2003-03-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Apparatus and method for manufacturing glass article
JP2016124740A (en) 2014-12-26 2016-07-11 信越化学工業株式会社 Method for drawing glass rod and glass rod
CN104692649A (en) 2015-03-23 2015-06-10 浙江富通光纤技术有限公司 Optical fiber preforming bar cooling device
CN110668691A (en) 2019-10-08 2020-01-10 烽火通信科技股份有限公司 Processing device and processing method for prefabricated rod conical head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021178750A (en) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2980957A (en) Method and apparatus for use in the fabrication of light-conducting devices
JP6426478B2 (en) Method and apparatus for processing glass rod
CN109641777A (en) The manufacturing method of optical fiber
JP7234182B2 (en) Drawing method for glass base material
US20120192594A1 (en) Optical fiber drawing methods and drawing furnaces
BRPI1008394B1 (en) METHOD TO PRODUCE AND PROCESS A PREFORM
EP2617686B1 (en) Method for elongating a glass preform
US9321670B2 (en) Optical fiber preform and method of manufacturing optical fiber using optical fiber preform
US9108877B2 (en) Glass base material elongation method
JP6691881B2 (en) Method and apparatus for manufacturing optical fiber preform for drawing
CN105731782B (en) Diameter reducing method for glass rod and glass rod
JP2008120643A (en) Method for manufacturing optical fiber and manufacturing apparatus
JP2022116706A (en) Glass base material stretching method
JP2010037133A (en) Optical fiber preform, method of producing optical fiber preform and glass rod for producing optical fiber preform
JP7042229B2 (en) Method of stretching glass base material for optical fiber
JP3833003B2 (en) Glass base material stretching method
US20170275199A1 (en) Optical fiber preform manufacturing method and manufacturing apparatus
KR20040010534A (en) Method and apparatus for reshaping the draw end of an optical fiber preform
JP5041426B2 (en) Optical fiber preform manufacturing method
JP2006117470A (en) Method for drawing optical fiber preform
JP5989943B1 (en) Optical fiber preform and optical fiber manufacturing method
JPH11109142A (en) Drawing method of optical fiber perform, drawing device therefor, and optical fiber perform
JP2003212576A (en) Method for elongating glass preform
JP3625632B2 (en) Drawing method of glass base material for optical fiber
JPH08169732A (en) Optical fiber drawing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220520

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7234182

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150