JPS603015B2 - 高精度石英管の製造方法 - Google Patents
高精度石英管の製造方法Info
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- JPS603015B2 JPS603015B2 JP54103375A JP10337579A JPS603015B2 JP S603015 B2 JPS603015 B2 JP S603015B2 JP 54103375 A JP54103375 A JP 54103375A JP 10337579 A JP10337579 A JP 10337579A JP S603015 B2 JPS603015 B2 JP S603015B2
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B17/00—Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
- C03B17/04—Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B40/00—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it
- C03B40/04—Preventing adhesion between glass and glass or between glass and the means used to shape it, hold it or support it using gas
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
この発明は、光通信用ガラスファイバーのクラッドパイ
プ素材たる、高精度石英管の製造方法に関するものであ
る。 今日、光通信は種々の方式が考えられており、また、伝
送路としての光ファイバーも種々のものが考案されてい
て、吸収損失や散乱損失を含む伝送損失を減少させるた
めに多大の努力が払われている。 光ファイバーは、単一モードファイバーと多モードファ
イバーに種類分けができ、単一モードファイバーは、第
１図ａに略示したように１０ｒの以下の蓬で、クラッド
材に比して屈折率の高い材料のコア１のまわりに、コア
材よりも屈折率の低いクラツド材２をクラツドしたもの
であって、送信パルスの乱れが少ないので送信距離を長
く、送信容量を大きくとれるという特徴を有している。
これに対して、多モードファイバーは、第１図ｂに略示
したように、径の太いコア１のまわりに、コア材よりも
屈折率の低いクラツド材２をクラツドしたもので、製造
が比較的容易であるが、送信パルスの重複が起りやすい
ので送信距離が鎧かくなり、送信容量も小さいものであ
る。そして、このように伝達帯域が極めて広く、今後、
実用化の可能性の大きい単一モードファイバーでは、コ
ア材に高純度石葵が使用されるため、前記の伝送損失は
小さいが、コア径が数ムのと極めて細いため、ファイバ
ーの接続の際の接続損失が問題となる。すなわち、ファ
イバーの接続部においてコアおよびクラッド‘こ偏心や
偏肉があると、接続部における放射損失が増してくるの
である。このような接続部における放射損失を許容し得
る程度に抑えるためには、相互のファイバーのコア中心
同士のずれを、コア径の１０％以下にしなければならな
いことが知られている。コア素材については、ガラス旋
盤加工やセンタレス研削により数ムｍの精度で製造する
ことが可能であるが、クラッド材たる石英管は、精度高
く製造することが困難であり、クラッド後にセンタレス
加工を行なっても偏心を避けることが極めて難かしく、
現在は、多数製造したクラッド素材のうちで精度のすぐ
れたものを選び出して使用しているため極めて歩蟹りが
悪い状態にある。 そして、クラッドパィプの寸法精度が思いと、コアに高
精度のものを使用しても、ファイバーの接続の際にコァ
の中心同士がずれることとなり、寸法精度の良いクラッ
ドパィブの製造が光ファイバー製造の鍵となっている。
従来、この種のクラッド材たる石英管を精度良く製造す
るための方法としてつぎのような方法が知られている。 すなわち、円筒状の石英秦塊、たとえば、特関昭５４−
１３５２５号公報に記載されているように「凹型等の、
軸に対し左右対称の断面形状を有する回転基板上に、珪
素化合物の気相酸化反応により生成した微粉末シリカま
たは水晶粉末を堆積し、ついで、これを溶融させて製造
した透明石英系円筒状素塊を、第２図に示すように、モ
ールド（ルッボ）４に入れ、マンドレル５を設置して炉
７中に入れ、〜ガスにて非酸化性雰囲気としつつ昇温し
、そして温度をガラスの粘性が所定の値に低下するとこ
ろの約２０００午０に保持しながら、モールド４のガラ
ス流出部とマンドレル先端部で構成される環状開口部８
より流下するガラス管を合板６により支えて、定速にて
引き下すと同時に、マンドレル５よりＡｒガスを噴出し
て内径を制御しながら管を製造する、いわゆる引抜法が
ある。しかしながら、この方法によっても「製造品数が
増すにしたがって寸法精度が悪くなり、結局、満足する
寸法精度を有する石英管を歩蟹り良く得ることが困難で
あった。 本発明者等は、上述のような従釆引抜法にみられる寸法
精度の悪化現象に関して基礎的な考案を加え、その寸法
精度悪化現象を抑えるべく研究を行なった結果、以下に
示す知見を得るに至ったのである。 すなわち、
プ素材たる、高精度石英管の製造方法に関するものであ
る。 今日、光通信は種々の方式が考えられており、また、伝
送路としての光ファイバーも種々のものが考案されてい
て、吸収損失や散乱損失を含む伝送損失を減少させるた
めに多大の努力が払われている。 光ファイバーは、単一モードファイバーと多モードファ
イバーに種類分けができ、単一モードファイバーは、第
１図ａに略示したように１０ｒの以下の蓬で、クラッド
材に比して屈折率の高い材料のコア１のまわりに、コア
材よりも屈折率の低いクラツド材２をクラツドしたもの
であって、送信パルスの乱れが少ないので送信距離を長
く、送信容量を大きくとれるという特徴を有している。
これに対して、多モードファイバーは、第１図ｂに略示
したように、径の太いコア１のまわりに、コア材よりも
屈折率の低いクラツド材２をクラツドしたもので、製造
が比較的容易であるが、送信パルスの重複が起りやすい
ので送信距離が鎧かくなり、送信容量も小さいものであ
る。そして、このように伝達帯域が極めて広く、今後、
実用化の可能性の大きい単一モードファイバーでは、コ
ア材に高純度石葵が使用されるため、前記の伝送損失は
小さいが、コア径が数ムのと極めて細いため、ファイバ
ーの接続の際の接続損失が問題となる。すなわち、ファ
イバーの接続部においてコアおよびクラッド‘こ偏心や
偏肉があると、接続部における放射損失が増してくるの
である。このような接続部における放射損失を許容し得
る程度に抑えるためには、相互のファイバーのコア中心
同士のずれを、コア径の１０％以下にしなければならな
いことが知られている。コア素材については、ガラス旋
盤加工やセンタレス研削により数ムｍの精度で製造する
ことが可能であるが、クラッド材たる石英管は、精度高
く製造することが困難であり、クラッド後にセンタレス
加工を行なっても偏心を避けることが極めて難かしく、
現在は、多数製造したクラッド素材のうちで精度のすぐ
れたものを選び出して使用しているため極めて歩蟹りが
悪い状態にある。 そして、クラッドパィプの寸法精度が思いと、コアに高
精度のものを使用しても、ファイバーの接続の際にコァ
の中心同士がずれることとなり、寸法精度の良いクラッ
ドパィブの製造が光ファイバー製造の鍵となっている。
従来、この種のクラッド材たる石英管を精度良く製造す
るための方法としてつぎのような方法が知られている。 すなわち、円筒状の石英秦塊、たとえば、特関昭５４−
１３５２５号公報に記載されているように「凹型等の、
軸に対し左右対称の断面形状を有する回転基板上に、珪
素化合物の気相酸化反応により生成した微粉末シリカま
たは水晶粉末を堆積し、ついで、これを溶融させて製造
した透明石英系円筒状素塊を、第２図に示すように、モ
ールド（ルッボ）４に入れ、マンドレル５を設置して炉
７中に入れ、〜ガスにて非酸化性雰囲気としつつ昇温し
、そして温度をガラスの粘性が所定の値に低下するとこ
ろの約２０００午０に保持しながら、モールド４のガラ
ス流出部とマンドレル先端部で構成される環状開口部８
より流下するガラス管を合板６により支えて、定速にて
引き下すと同時に、マンドレル５よりＡｒガスを噴出し
て内径を制御しながら管を製造する、いわゆる引抜法が
ある。しかしながら、この方法によっても「製造品数が
増すにしたがって寸法精度が悪くなり、結局、満足する
寸法精度を有する石英管を歩蟹り良く得ることが困難で
あった。 本発明者等は、上述のような従釆引抜法にみられる寸法
精度の悪化現象に関して基礎的な考案を加え、その寸法
精度悪化現象を抑えるべく研究を行なった結果、以下に
示す知見を得るに至ったのである。 すなわち、
【ａ｝ 上述のような引抜法において用いら
れるモールドやマンドレルは、グラフアィト等の耐火物
またはＴａ等の耐熱金属で作られるが、２００ぴ０とい
う高温下では石英秦塊たるＳｉ０２は、一部Ｓｉ○と０
とに解離し、Ｓｉ０２ガラス表面が酸化性雰囲気となっ
て、上記モールドやマンドレル部材を酸化消耗せしめる
こと。 ‘ｂ｝ さらに、モールドやマンドレルは、溶融ガラス
によるェロージョンをも受けることをまぬがれないもの
であること。 ‘ｃ｝ 前記‘ａｌおよび‘ｂ｝の理由によって、モー
ルドやマンドレルが局部的に、非対称に消耗し、これが
石英管の偏心や偏肉の原因となること。 ‘ｄ】 このようなことから、不活性ガス流によって、
石英管の寸法精度に最も影響を及ぼすところのモールド
のガラス流出部やマンドレル先端部と溶融ガラスとの接
触を断つようにして引き抜きを行なえば、モールドのガ
ラス流出部やマンドレル先端部の消耗が抑えられて、寸
法精度の高い石英管が得られること。 ‘ｃ’モールドのガラス流出部とマンドレルの先端部と
に、特定の範囲でテーパ一角を付与し、これらの部分か
ら不活性ガスを噴出せしめるとともに、マンドレルを固
定することなく保持した状態で引き抜きを行なうと、マ
ンドレルが自動的に管中心に求心せしめられ、より高精
度の石英管が得られること。 したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
もので、高純度石英管の引抜法による製造にあたって、
モールドまたはルッポのガラス流，出部、およびマンド
レル先端部のガラス接触面に．多数の小孔を設け、該小
孔から不活性ガスを噴出・せしめてガラスとの接触を断
って引き抜きを行なうか、または、さらに、上記ガラス
流出部およびマンドレル先端部の接触面に、引き抜かれ
るガラスの流下角度よりそれぞれ＋２ｏ以上および一２
‘’以下のテーパ一角を付与し、かつマンドレルを固定
することなく保持した状態で、前記小孔より不活性ガス
を噴出せしめてガラスとの接触を断つとともに、マンド
レルを管中心に自動的に求心せしめながら引き抜きを行
なって、より高精度の石英管を、長期にわたって精度を
落とすことなく製造することに特徴を有するものである
。 なお、この発明の高精度石英管の製造方法において、モ
ールドまたはルッボにおけるガラス流出部と、マンドレ
ル先端部とに施すテーパー角を、ガラスの流下角度より
それぞれ＋２０以上、および−２０以下に限定した理由
は、ガラス流出部の・７ーパ一角をガラスの流下角度に
２ｏを加えたものよりも４・さくした場合や、マンドレ
ル先端部のプーパ一角をガラスの流下角度から２ｏを引
いた角度よりも大きくした場合には、不マ舌性ガスによ
って高能率に、ガラス流出部やマンドレル先端部がガラ
スと接触するのを防止することができず、また、マンド
レルに自動求」○動作を与えることが困難となり、その
結果、石英管の寸法精度が悪くなるからである。 つぎに、この発明を図面によって説明する。 第３図に示すように、環状関口部８を、モールド（ルッ
ボ）４のガラス流出部とマンドレル５の先端部で構成し
、マンドレル５に力がかからないようにしながら、上部
よりのガス導管９と下部よりのガス導管１０からＡｒガ
ス等の不活性ガスを導入し、これをモールドのガラス流
出部とマンドレル先端部のガラス接触面に設けた多数の
小孔４Ａおよび５Ａから噴出せしめることによって、管
寸法を決定する環状閉口部を溶融ガラス３から遮断する
と共に、ＳｉＱの解離酸素によるモールドおよびマンド
レルの損耗を防ぐようにした。マンドレル５は中′Ｑ孔
を有し、この中′０孔は先端部外周面に関口する前記の
多数の４・孔と蓬適するものである。また、マンドレル
は、グラフアイト、ＴｈＱ、およびＺｒ０２等の耐火物
や、Ｍｏ、Ｔａ等の耐熱金属でできている。このマンド
レルの先端部における小孔は、例えば機械加工やレーザ
ー加工等、あるいはマンドレル先端部を通常の粉末冶金
法によって製造するに際して、細いタングステンワイヤ
等を被加工粉末と共にホットプレスし、燐結後前記ワイ
ヤを化学的に除去する方法、または、同様にマンドレル
先端部をフィルタ材の製造方法を適用して製造して連続
した多数の小孔を形成する方法等の公知の方法によって
形成される。なお、モールド４のガラス流出部における
複数の小孔も同様に形成されることは勿論である。モー
ルド４内で溶融したガラス３の流下に際しては、前記小
孔４Ａおよび５Ａから噴出する不マ青性ガスのガス圧に
より、その表面に凹みが形成されるが、この凹みの形状
は、環状関口部を構成するモールド４のガラス流出部と
マンドレル５の先端部の形状や、ガス流量およびガス圧
力によって変化するが、ガス噴出用小孔４Ａおよび５Ａ
の径や間隔を小さくすることによって、連続した滑らか
な形状の凹みとすることができる。小孔の径を小さくす
ると、必要なガス流量が少なくなる。石英管の内外径の
真円度を矯めるためには、孔間隔を孔蓬の４倍以下にす
ることが好ましい。小孔４Ａおよび５Ａより噴射するガ
ス圧によって、溶融ガラス３はモールド４のガラス流出
部およびマンドレル先端部から一定の距離を保つことと
なり、これによって製造される石英管の寸法を決定する
ところの前記両部分が、溶融ガラスから完全に遮断され
、酸化消耗やェロージョンが防止される結果、その寿命
が著しく引き延ばされ、石英管の寸法精度が著しく向上
するのである。 また、第４図に示すように、モールド（ルッポ）４のガ
ラス流出部と、マンドレル先端部の溶融ガラスとの接触
面にそれぞれ角度８および８′のテーパ一角を付与し、
これを引き抜かれるガラス管の外および内側の流下角度
ｙおよびｙ′よりも、それぞれ＋２０以上に大きくおよ
び−２０以下に小さくして、づ・孔４Ａおよび５Ａから
のガス圧力により、管径の縮小、および肉厚に級小を行
なわしめると、上記ガラス内引張力とガス膜圧力の釣合
により、石英管の内外蓬や肉厚精度が増加する。さらに
、マンドレル５をホルダ１１より独立構造とし、第４図
の角ＱおよびＱ′をそれぞれ１００以上に、かつＱ′を
Ｑより２０以上大として、ホルダ１１の中心孔における
最小径をマンドレル５の平行部の蓬より大きくしておく
と、マンドレル５は先端部よりのガス噴射の反力を受け
て上記の力の釣り合う位置、すなわち常に石英管の中心
に求心されるため、製造される石英管の精度が更に向上
するようになるのである。ついで、この発明を実施例に
より説明する。 実施例 １プラズマ炉にて製造した径８仇舷◇×長さ１
５仇収の寸法の高純度石英ガラスのビレットに、超音波
加工によって蓬２８欄０の中′０孔をあげた。これをグ
ラフアィト製のモールドーこ入れ、さらに径２仇岬◇の
グラフアイト製マンドレルを挿入し、グラフアィトヒー
タを備えた炉中で２０００℃に昇温した。平行マンドレ
ルの先端部およびモールドのガラス流出部に、第３図に
示すように、径１肋Ｊの穴を４側聞隅であげ、０．３そ
′ｍｉｎの割合（１．５気圧）でＡｒガスを噴出した。
そして、合板６により内径が１仇岬、肉厚が１肌、長さ
１凧の石英管を引き下した。工具の寿命は、従来の引抜
法の場合の２〜３回に対して、ｌｍ副‘こも延長した。
また、従来の引抜法による石英管は、真円度が９６％、
径の精度が±５％、そして、肉厚精度が±２０％であっ
たが、本発明方法で得られた石英管は、真円度が９９．
２％、内径の精度が士０．３％、そして、肉厚精度が士
１．５％と、格段にすぐれたものであった。実施例 ２
プラズマ炉にて製造した径８仇舷◇×長さ１５仇舷の寸
法を有する高純度石英ガラスのビレットに、超音波加工
によって径２８肌◇の中心孔をあげた。 これをＺｒＱ製モールド‘こ入れ、径２仇鷹◇のＺの２
製マンドレルを挿入した。なお、環状関口部８を形成す
る前記モールドのガラス流出部およびマンドレル先端部
を、０．３風のＷ線を１肋間隔に鰹込んでホットプレス
し、その後Ｗ線を化学的に溶かして形成した多数の小孔
を有し、かつ第４図に示される形状の部材で構成した。
第４図に示すように、環状関口部の角８および８′は、
従来の引抜法で引き抜かれる石英ガラスの外および内側
の流下角度ｌｙおよびｙ′がそれぞれ２８０および１ヅ
であったので、それぞれ３ぴおよび１００とした。第
４図における角ＱおよびＱ′は、それぞれ１びおよび１
〆とし、０．５肌のクリアランスでセットした。炉を２
００ぴ０に昇溢し、０．１夕／ｍｉｎの流量（２．０気
圧）で前記小孔からＡｒガスを噴出しながら、合板によ
り内径１仇蚊、肉厚１脇、そして長さ１机の石英管を引
き下した。従来の引抜法による石英管では、真円度：９
６％、径の精度：±５％、そして肉厚精度：士２０％を
示し、きわめて精度の悪いものであるのに対して、本発
明方法で得られた石英管は、真円度：９９．４％、内径
の精度：±０．２％、そして肉厚精度：士１．０％を示
し、著しく精度が向上し、しかも工具寿命も、従来の引
抜法の場合にはェロージョンのため２〜３回であったの
が、本発明方法では３の団‘こも達した。上述のように
、この発明によれば、高寸法精度の高純度石英管を安定
して製造することができ、しかも、製造のための工具の
寿命を著しく引き延すことが可能となり、これは、この
発明の方法によって縛られたクラッドパィプをコア材に
クラッドし、更に緒蓬加工して得られる光ファイバーの
精度を向上させるとともに、光ファイバーの大中なコス
トダウンをもたらし、光通信の実用化を更におし進める
原動力となるなど有用な効果がもたらされるのである。
れるモールドやマンドレルは、グラフアィト等の耐火物
またはＴａ等の耐熱金属で作られるが、２００ぴ０とい
う高温下では石英秦塊たるＳｉ０２は、一部Ｓｉ○と０
とに解離し、Ｓｉ０２ガラス表面が酸化性雰囲気となっ
て、上記モールドやマンドレル部材を酸化消耗せしめる
こと。 ‘ｂ｝ さらに、モールドやマンドレルは、溶融ガラス
によるェロージョンをも受けることをまぬがれないもの
であること。 ‘ｃ｝ 前記‘ａｌおよび‘ｂ｝の理由によって、モー
ルドやマンドレルが局部的に、非対称に消耗し、これが
石英管の偏心や偏肉の原因となること。 ‘ｄ】 このようなことから、不活性ガス流によって、
石英管の寸法精度に最も影響を及ぼすところのモールド
のガラス流出部やマンドレル先端部と溶融ガラスとの接
触を断つようにして引き抜きを行なえば、モールドのガ
ラス流出部やマンドレル先端部の消耗が抑えられて、寸
法精度の高い石英管が得られること。 ‘ｃ’モールドのガラス流出部とマンドレルの先端部と
に、特定の範囲でテーパ一角を付与し、これらの部分か
ら不活性ガスを噴出せしめるとともに、マンドレルを固
定することなく保持した状態で引き抜きを行なうと、マ
ンドレルが自動的に管中心に求心せしめられ、より高精
度の石英管が得られること。 したがって、この発明は上記知見にもとづいてなされた
もので、高純度石英管の引抜法による製造にあたって、
モールドまたはルッポのガラス流，出部、およびマンド
レル先端部のガラス接触面に．多数の小孔を設け、該小
孔から不活性ガスを噴出・せしめてガラスとの接触を断
って引き抜きを行なうか、または、さらに、上記ガラス
流出部およびマンドレル先端部の接触面に、引き抜かれ
るガラスの流下角度よりそれぞれ＋２ｏ以上および一２
‘’以下のテーパ一角を付与し、かつマンドレルを固定
することなく保持した状態で、前記小孔より不活性ガス
を噴出せしめてガラスとの接触を断つとともに、マンド
レルを管中心に自動的に求心せしめながら引き抜きを行
なって、より高精度の石英管を、長期にわたって精度を
落とすことなく製造することに特徴を有するものである
。 なお、この発明の高精度石英管の製造方法において、モ
ールドまたはルッボにおけるガラス流出部と、マンドレ
ル先端部とに施すテーパー角を、ガラスの流下角度より
それぞれ＋２０以上、および−２０以下に限定した理由
は、ガラス流出部の・７ーパ一角をガラスの流下角度に
２ｏを加えたものよりも４・さくした場合や、マンドレ
ル先端部のプーパ一角をガラスの流下角度から２ｏを引
いた角度よりも大きくした場合には、不マ舌性ガスによ
って高能率に、ガラス流出部やマンドレル先端部がガラ
スと接触するのを防止することができず、また、マンド
レルに自動求」○動作を与えることが困難となり、その
結果、石英管の寸法精度が悪くなるからである。 つぎに、この発明を図面によって説明する。 第３図に示すように、環状関口部８を、モールド（ルッ
ボ）４のガラス流出部とマンドレル５の先端部で構成し
、マンドレル５に力がかからないようにしながら、上部
よりのガス導管９と下部よりのガス導管１０からＡｒガ
ス等の不活性ガスを導入し、これをモールドのガラス流
出部とマンドレル先端部のガラス接触面に設けた多数の
小孔４Ａおよび５Ａから噴出せしめることによって、管
寸法を決定する環状閉口部を溶融ガラス３から遮断する
と共に、ＳｉＱの解離酸素によるモールドおよびマンド
レルの損耗を防ぐようにした。マンドレル５は中′Ｑ孔
を有し、この中′０孔は先端部外周面に関口する前記の
多数の４・孔と蓬適するものである。また、マンドレル
は、グラフアイト、ＴｈＱ、およびＺｒ０２等の耐火物
や、Ｍｏ、Ｔａ等の耐熱金属でできている。このマンド
レルの先端部における小孔は、例えば機械加工やレーザ
ー加工等、あるいはマンドレル先端部を通常の粉末冶金
法によって製造するに際して、細いタングステンワイヤ
等を被加工粉末と共にホットプレスし、燐結後前記ワイ
ヤを化学的に除去する方法、または、同様にマンドレル
先端部をフィルタ材の製造方法を適用して製造して連続
した多数の小孔を形成する方法等の公知の方法によって
形成される。なお、モールド４のガラス流出部における
複数の小孔も同様に形成されることは勿論である。モー
ルド４内で溶融したガラス３の流下に際しては、前記小
孔４Ａおよび５Ａから噴出する不マ青性ガスのガス圧に
より、その表面に凹みが形成されるが、この凹みの形状
は、環状関口部を構成するモールド４のガラス流出部と
マンドレル５の先端部の形状や、ガス流量およびガス圧
力によって変化するが、ガス噴出用小孔４Ａおよび５Ａ
の径や間隔を小さくすることによって、連続した滑らか
な形状の凹みとすることができる。小孔の径を小さくす
ると、必要なガス流量が少なくなる。石英管の内外径の
真円度を矯めるためには、孔間隔を孔蓬の４倍以下にす
ることが好ましい。小孔４Ａおよび５Ａより噴射するガ
ス圧によって、溶融ガラス３はモールド４のガラス流出
部およびマンドレル先端部から一定の距離を保つことと
なり、これによって製造される石英管の寸法を決定する
ところの前記両部分が、溶融ガラスから完全に遮断され
、酸化消耗やェロージョンが防止される結果、その寿命
が著しく引き延ばされ、石英管の寸法精度が著しく向上
するのである。 また、第４図に示すように、モールド（ルッポ）４のガ
ラス流出部と、マンドレル先端部の溶融ガラスとの接触
面にそれぞれ角度８および８′のテーパ一角を付与し、
これを引き抜かれるガラス管の外および内側の流下角度
ｙおよびｙ′よりも、それぞれ＋２０以上に大きくおよ
び−２０以下に小さくして、づ・孔４Ａおよび５Ａから
のガス圧力により、管径の縮小、および肉厚に級小を行
なわしめると、上記ガラス内引張力とガス膜圧力の釣合
により、石英管の内外蓬や肉厚精度が増加する。さらに
、マンドレル５をホルダ１１より独立構造とし、第４図
の角ＱおよびＱ′をそれぞれ１００以上に、かつＱ′を
Ｑより２０以上大として、ホルダ１１の中心孔における
最小径をマンドレル５の平行部の蓬より大きくしておく
と、マンドレル５は先端部よりのガス噴射の反力を受け
て上記の力の釣り合う位置、すなわち常に石英管の中心
に求心されるため、製造される石英管の精度が更に向上
するようになるのである。ついで、この発明を実施例に
より説明する。 実施例 １プラズマ炉にて製造した径８仇舷◇×長さ１
５仇収の寸法の高純度石英ガラスのビレットに、超音波
加工によって蓬２８欄０の中′０孔をあげた。これをグ
ラフアィト製のモールドーこ入れ、さらに径２仇岬◇の
グラフアイト製マンドレルを挿入し、グラフアィトヒー
タを備えた炉中で２０００℃に昇温した。平行マンドレ
ルの先端部およびモールドのガラス流出部に、第３図に
示すように、径１肋Ｊの穴を４側聞隅であげ、０．３そ
′ｍｉｎの割合（１．５気圧）でＡｒガスを噴出した。
そして、合板６により内径が１仇岬、肉厚が１肌、長さ
１凧の石英管を引き下した。工具の寿命は、従来の引抜
法の場合の２〜３回に対して、ｌｍ副‘こも延長した。
また、従来の引抜法による石英管は、真円度が９６％、
径の精度が±５％、そして、肉厚精度が±２０％であっ
たが、本発明方法で得られた石英管は、真円度が９９．
２％、内径の精度が士０．３％、そして、肉厚精度が士
１．５％と、格段にすぐれたものであった。実施例 ２
プラズマ炉にて製造した径８仇舷◇×長さ１５仇舷の寸
法を有する高純度石英ガラスのビレットに、超音波加工
によって径２８肌◇の中心孔をあげた。 これをＺｒＱ製モールド‘こ入れ、径２仇鷹◇のＺの２
製マンドレルを挿入した。なお、環状関口部８を形成す
る前記モールドのガラス流出部およびマンドレル先端部
を、０．３風のＷ線を１肋間隔に鰹込んでホットプレス
し、その後Ｗ線を化学的に溶かして形成した多数の小孔
を有し、かつ第４図に示される形状の部材で構成した。
第４図に示すように、環状関口部の角８および８′は、
従来の引抜法で引き抜かれる石英ガラスの外および内側
の流下角度ｌｙおよびｙ′がそれぞれ２８０および１ヅ
であったので、それぞれ３ぴおよび１００とした。第
４図における角ＱおよびＱ′は、それぞれ１びおよび１
〆とし、０．５肌のクリアランスでセットした。炉を２
００ぴ０に昇溢し、０．１夕／ｍｉｎの流量（２．０気
圧）で前記小孔からＡｒガスを噴出しながら、合板によ
り内径１仇蚊、肉厚１脇、そして長さ１机の石英管を引
き下した。従来の引抜法による石英管では、真円度：９
６％、径の精度：±５％、そして肉厚精度：士２０％を
示し、きわめて精度の悪いものであるのに対して、本発
明方法で得られた石英管は、真円度：９９．４％、内径
の精度：±０．２％、そして肉厚精度：士１．０％を示
し、著しく精度が向上し、しかも工具寿命も、従来の引
抜法の場合にはェロージョンのため２〜３回であったの
が、本発明方法では３の団‘こも達した。上述のように
、この発明によれば、高寸法精度の高純度石英管を安定
して製造することができ、しかも、製造のための工具の
寿命を著しく引き延すことが可能となり、これは、この
発明の方法によって縛られたクラッドパィプをコア材に
クラッドし、更に緒蓬加工して得られる光ファイバーの
精度を向上させるとともに、光ファイバーの大中なコス
トダウンをもたらし、光通信の実用化を更におし進める
原動力となるなど有用な効果がもたらされるのである。
第１図ａおよびｂは光フアィバ−の構造を示す概略図、
第２図は従釆の引抜法を示す概略縦断面図、第３図は本
発明の方法の実施装置を示す概略縦断面図、第４図は本
発明方法の別の実施装置を示す概略縦断面図である。 図面において、１・・・・・・コア、２・・・・・・ク
ラッド材、３……溶融ガラス、４……モールド（ルツボ
）、５……マンドレル、６……合板、７……炉、８・・
・・・・環状閉口部、９，１０・・・・・・ガス導管、
４Ａ，５Ａ・・…・小孔。 弟′図 精２図 第３図 第４図
第２図は従釆の引抜法を示す概略縦断面図、第３図は本
発明の方法の実施装置を示す概略縦断面図、第４図は本
発明方法の別の実施装置を示す概略縦断面図である。 図面において、１・・・・・・コア、２・・・・・・ク
ラッド材、３……溶融ガラス、４……モールド（ルツボ
）、５……マンドレル、６……合板、７……炉、８・・
・・・・環状閉口部、９，１０・・・・・・ガス導管、
４Ａ，５Ａ・・…・小孔。 弟′図 精２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高純度石英管の引抜法による製造にあたって、モー
ルドあるいはルツボのガラス流出部、およびマンドレル
先端部のガラス接触面に多数の小孔を設け、該小孔から
不活性ガスを噴出せしめることによって、ガラスとの接
触を断って引き抜きを行なうことを特徴とする、高精度
石英管の製造方法。 ２ 高純度石英管の引抜法による製造にあたって、モー
ルドあるいはルツボのガラス流出部、およびマンドレル
先端部のガラス接触面に多数の小孔を設けるとともに、
該ガラス流出部およびマンドレル先端部の接触面に、引
き抜かれるガラスの流下角度よりそれぞれ＋２°以上お
よび−２°以下のテーパー角を付与し、かつ、マンドレ
ルを固定することなく保持した状態で、前記小孔より不
活性ガスを噴出せしめることによって、ガラスとの接触
を断つとともに、マンドレルを管中心に自動的に求心せ
しめながら引き抜きを行なうことを特徴とする、高精度
石英管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54103375A JPS603015B2 (ja) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | 高精度石英管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54103375A JPS603015B2 (ja) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | 高精度石英管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5626733A JPS5626733A (en) | 1981-03-14 |
| JPS603015B2 true JPS603015B2 (ja) | 1985-01-25 |
Family
ID=14352345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54103375A Expired JPS603015B2 (ja) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | 高精度石英管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603015B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102143193B1 (ko) * | 2012-08-30 | 2020-08-11 | 코닝 인코포레이티드 | 프로파일 관재 및 슬리브 제조 기기 및 그 방법 |
| US10059618B2 (en) | 2015-01-30 | 2018-08-28 | Corning Incorporated | Reforming mandrel geometry for flatness control |
| DE102016107577A1 (de) * | 2016-04-25 | 2017-10-26 | Schott Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glasprodukten aus einer Glasschmelze unter Vermeidung von Blasenbildung |
| US11365144B1 (en) | 2019-08-29 | 2022-06-21 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Method and apparatus for forming a parison |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50151590A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-05 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4991350U (ja) * | 1972-11-25 | 1974-08-07 | ||
| JPS53166486U (ja) * | 1978-04-11 | 1978-12-27 |
-
1979
- 1979-08-14 JP JP54103375A patent/JPS603015B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50151590A (ja) * | 1974-05-27 | 1975-12-05 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5626733A (en) | 1981-03-14 |
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