JPS61141634A - ガラスフアイバ−の製造方法 - Google Patents

ガラスフアイバ−の製造方法

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JPS61141634A
JPS61141634A JP26249684A JP26249684A JPS61141634A JP S61141634 A JPS61141634 A JP S61141634A JP 26249684 A JP26249684 A JP 26249684A JP 26249684 A JP26249684 A JP 26249684A JP S61141634 A JPS61141634 A JP S61141634A
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JP
Japan
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glass
tube
glass fiber
outer tube
fiber
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JP26249684A
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English (en)
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Junji Nishii
準治 西井
Takashi Yamagishi
山岸 隆司
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C03B37/02Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/022Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
    • C03B37/023Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
    • C03B37/0235Thermal treatment of the fibre during the drawing process, e.g. cooling
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラスファイバーの製造方法に関し、特にコア
材が赤外線透過用ハライドガラス等の結晶化傾向の高い
ガラスである場合に有効なガラスファイバーの製造方法
に関する。
〔従来の技術〕
従来ガラス7アイバーの製造方法としては、■るつぼを
用いてガラス母材を溶融し、その後るつぼ底に設けたノ
ズ岸から紡糸をする方法。
■気相成長法などで作成したガラス母材を下端から順次
加熱し線引きする方法。02種が知られている。
上記2種の製造方法は一般にその応用範囲が広く、コア
部をガラス、クラッド部をプラスチックとする複合ガラ
スファイバーの製造方法にも応用されている。(例えば
特開昭57−/2≠30乙 )一方近年中赤外から遠赤
外領域(波長2〜数十μm)において透明なハライドガ
ラスがファイバー用材料として注目されて来ている。
しかしながら、上記ハライドガラスは光学的には好まし
い特性を有するものの一般的に激しい結晶化傾向を持っ
ている。そこで従来のるつぼを用いて紡糸する方法を試
みると、るつぼ内におけるフ 溶融温度からガラスの成形温度llogl中3〜jの温
度)への冷却過程で、るつぼ内部でガラスが結晶化して
しまい紡糸不能になってしまうという欠点があった。又
ガラス母材を用いた加熱延伸法で同ガラスの紡糸を試み
ても、低温からの加熱過程で母材ガラスが結晶化してし
まい紡糸不能になってしまうという欠点があった。
そこで上記ハライドガラスの様な結晶化傾向の激しいガ
ラスの7アイバーを連続的に安定して製造するためには
特殊な操作および装置等を必要とした。このような特殊
なものとしては、融液状ガラスを外装管内部にためて溶
融しながら外装管ごと加熱延伸する方法(例えば特公昭
59−tI/932)等が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記融液状ガラスを外装管内部に大量にた
めて紡糸する方法では、外装管の材質が融液状ガラスの
軟化点よりも高い軟化点を持つ材料に限定されてしまい
、融液状ガラスの軟化点と近い温度または低い温度で軟
化又は分解してしまうような材質(例えば樹脂等)を外
装管として使用できない問題点があった。
特にハライドガラスを融液状ガラスとして使用した場合
、上記方法では長時間融液状ガラスが外装管と高温で接
触するために外装管が融液状ガラスの持つ高い反応性に
より融液と反応してしまうという問題があり、外装管と
して適当な材質を選ぶことが難しいという問題点があっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決するために、融液状ガラスを
外装管内部にためながら外装管の下端を加熱延伸して外
装管の管径を減少させ線引きするガラスファイバーの製
造方法において、外装管内にためられた融液状ガラスの
液面を外装管の加熱延伸部の管径減少開始位置より下に
保ちながら線引きし、該線引きされたファイバーに使用
された融液状ガラスの消費分を加熱延伸中の外装管の上
方に設けられたガラス溶融炉から融液状ガラスとして該
溶融炉の下部に該外装管内に伸びるように設けられた加
熱ヒーターつき融液供給用パイプを通して供給すること
を特徴とするガラスファイバーの製造方法を提供する。
上記融液供給用パイプとしては内径0.2〜Ojmおよ
び長さ2oo−ttoomOものが好まれて使用される
。この様な融液供給用パイプを通してガラスを供給する
と、パイプ周囲に設けた加熱ヒーターによりパイプ温度
を制御して供給されるガラス量を正確に制御することが
できる。
ここで上記パイプの形状が好ましい理由は内径Q、、7
111M+よりも細いパイプではガラスを供給するため
にパイプ温度をかなり高く設定しなければならず、又内
径Q、3mよりも太いパイプではガラスの供給量を制御
するためにパイプ温度をガラスの失透温度近くまで低下
させてガラスの粘度を増加させなければならない欠点と
なる。又長さ2QQtxsxよりも短いパイプではガラ
スの供給量を制御するためにパイプ温度を失透温度近く
まで低下させなければならず、又11QQmよりも長い
パイプではパイプ温度をかなり高く設定しなければなら
ない。
又上記融液供給用パイプの下端は前記管径減少開始位置
の上方20cm以内に設けることが好まれる。
2Qcmよりも離して融液供給用パイプを設けると、融
液供給用ノぐイブより自由落下した融液が加熱延伸中の
外装管に衝撃を与えるため紡糸されたファイバー〇線径
の安定化が離しくなったり、融液供給時に融液のばねが
あがって外装管上部に付着し軟化温度より低いガラスが
発生しやすく、一度生成した軟化温度より低いガラスは
、軟化温度以上に再び加熱されることが非常に難しいた
めKそのままの状態又は失透物となってファイバー中に
異物として取りこまれてしまうので好ましくない。
本発明においては外装管内部の融液状ガラスの液面を外
装管の加熱延伸部の管径減少開始位置より下に保ちなが
ら外装管の紡糸を行なっているが、ここで融液状ガラス
を外装管の管径減少開始位置よりも上側にまで入れると
、外装管として融液状ガラスの軟化点とほぼ同じか又は
低い軟化点(分解温度)を有する材料を用いた場合外装
管が融液状ガラス材の重量により全体的に延伸されてし
まう欠点となる。
本発明に使用する融液状ガラスとしてはハライドガラス
の様な失透傾向の高いガラスをはじめ通常のガラス材料
が使用でき、又外装管としては熱収縮性樹脂をはじめと
する各種樹脂材料および7ツリン酸ガラスをはじめとす
る各種ガラス材料等の熱可塑性材料が使用できる。
本発明は特に融液状ガラスの軟化点とほぼ同じか又は低
い軟化温度の材質の外装管を用いてもファイバーを製造
することができる点に特徴があるが上記以外の場合にお
いても同様に7アイバーを製造することができる。
〔作 用〕
本発明は従来法により得られるガラスファイバーの製造
にも適用できるが、本発明を用いると外装管内の融液状
ガラスを外装管の管径減少開始位置より下に保っている
ため融液状ガラスと外装管どの接触時間が従来の方法と
くらべてはるかに短かい。そのため − °゛− 許参参尋−54融液状ガラスと外装管との反応が起こり
にくく、従来よりも境界面のはっきりしたガラスファイ
バーを製造することができる。
又本発明によれば、外装管内の融液状ガラスの液面を外
装管の管径減少位置より下に保っているため、外装管と
して融液状ガラスの軟化点とほぼ同じか又は低い軟化温
度を持った材料を用いても従来のように外装管が延びた
りふくらんだり反応したりすることがなく、その材料の
選択に自由度を持たすことができる。
又本発明によれば、          ′ −その失
透温度領域に保 たれるガラスの量を溶融炉および融液供給用パイプの温
度を液相温度以上に保つことによって外装管内部の少量
のガラスに限定でき、又外装管内部ため失透を起こすこ
となく7アイパーを形成することができる。
以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
〔実施例〕
本実施例に使用したガラスファイバーの製造装置を第1
図に基づき説明する。
まず加熱用ヒーター(1)内に、コアガラス供給用パイ
プ(2)が底部に設けられた石英ガラスるつぼ(3)を
設ける。この加熱用ヒーター(1)はクラッド用外装管
送り装置(4)および外装管加熱ヒーター(5)の上部
に設けられている。ここでコアガラス供給用パイプ(2
)の周囲にはコアガラス保温用ヒーター(6)が、又石
英ガラスるつぼ(3)内には流量調整用プランジャー(
8)が設けられている。流量調整用プランジャー(8)
は加熱用ヒータ(1)上部に設けられた上下方向に微動
可能なマイクロメーター(7)と連動されているみこの
17′(57ンジヤー(8)はるつぼ(3)底のコアガ
ラス供給用パイプ(2)に連続するるつぼ底の凹部(9
)にはまり込み、パイプ(2)内へ流れ込むガラスの流
量を調整できる様になっている。
クラッド用外装管送り装置(4h才外装管(10)を保
持する保持部(11)および駆動部(12)からなって
いる。駆動部(12)は上下方向に移動可能であり外装
管(lO)を順次外装管加熱ヒーター(5)へ送り込め
る様になっている。
上記ガラス供給用パイプ(2)の下端は外装管の加熱成
形部(13)の直上約3 cm K設定してあり、外装
管加熱ヒーター(5)の下方には、加熱成形されたファ
イバーを冷却するための冷却器(14)が設けられてい
る。冷却器(14)は略穴あき7ランジの形であり上部
に冷却用気体導入口(15)が設けられている。又冷却
器(14)の下方にはファイバー紡糸用の一対の紡糸ロ
ーラー(16)が設けられている。
ここで上記コアガラス供給用パイプは内径約0.5鴎外
径約八コ鴎長さ約λ00鴎とした。
上記装置を用いて以下の様に樹脂クラッド赤外透過ハラ
イドガラスファイバーを作成した。
実施例/ 原料組成がAgBr jタモル%、QslJタモル%。
PbBr 2モル%となる原料30gを石英ガラスるつ
ぼ(3)に入れヒーター(1)により石英ガラスるつぼ
(3)を3jO°Cに加熱し原料を溶融して融液状コア
ガラス(17)とした。ここでプランジャー(8)は、
るつぼ底の四部(9)に圧接し、融液状コアガラス(1
7)がパイプ(2)に流れ込まない様にしておく。
一方外装管保持部(11)に外装管(10)として、内
径約/S朋外径約/71I01長さ約/!;Omの熱収
縮7ツ化エチレン−フッ化プロピレン樹脂(FEP)チ
ューブを取りつける。そして外装管(10)を駆動部(
12)により300℃に加熱された外装管加熱ヒーター
(5)に向って適当な速度で降下させる。そして、外装
’t(10)をヒーター(5)の熱および紡糸ローラー
(16)の引っ張り力により中空ファイバーとして紡糸
する。
その後石英ガラスるつぼ(1)内で十分溶融した融液状
コアガラス(17)を、■コアガラス保温用ヒーター(
6)を用いて、パイプ(2)を270〜300℃に加熱
し、■マイクロメーター(71を用いてプランジャー(
8)を上方に引き上げてパイプ内に導き、パイプ(2)
を通して外装管加熱成形部(13)に溶融ガラスが外装
管の管径減少開始位置より下(管径減少開始位置の下約
29m、液面の水平部分直径2〜3騙)で又外装管内に
軟化温度より低い温度のガラスができない様少量づつ供
給した。
紡糸ローラー(16)の巻取り速度を毎分+mとするこ
とにより結晶等を含まないコア径500μm線径jvO
μmのハライドガラスファイバー(18)を安定して得
ることが出来た。
実施例− 原料組成がRbClコOモル襲vPbcj124’(:
1モル%。
caai22!;モル%tcDI2/jモル%となる原
料309を用い溶融温度をQj(7”C+パイプ(2)
の温度を3jO″Cとし、冷却器(14)の気体導入口
(15)から液体N2を強制気化させた一弘O〜−30
″Cの冷却用電 のハライドガラスファイバー炉安定して得ち々た。
同実施例で得られた7アイバーも結晶等の欠陥を含まな
かった。
ここで冷却器(14)を用いて紡糸された7アイバーを
冷却することは、冷却スピードを高め失透等の発生を防
止する点で好ましい。
父上配本実施例により得られた樹脂クラッド赤外線透過
用ハライドガラスファイバーは、コアガラスの耐候性の
悪さをクラッドの耐光性の良さでおぎなった耐候性良好
、取り扱いが簡単な7アイバーとなっている。
又特に上記実施例においてクラツド材である7ノ素樹脂
はコアガラスの溶融温度例えば3!O″Cに上昇させる
と分解および形状を保つことができず、従来の方法では
紡糸することができないものである0 上記実施例においては上述のガラスファイバーの製造装
置を用いたが、本発明に使泪できるガラスファイバーの
製造装置は上記例に限られず、例えば外装管の支持方法
および外装管、溶融炉もしくは外装管加熱ヒーターの送
り装置添加などの通常行なわれている変形を行なうこと
ができる。
父上記るつぼおよびコアガラス供給用パイプは石・英ガ
ラス製のものに限られず、白金系合金等のコアガラス材
と反応しにくい材料で作成することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、結晶化速度が著しく速くかつ融液の粘
性が極めて低いために安定してファイバーの製造ができ
なかった様なガラス、例えばハライドガラスなどを融液
状態から少量づつ急速で冷却しながら紡糸するので安定
してファイバーの製造を行なうことができる。
又本発明によればコアガラスが耐候性の悪いガラス材で
あった際、耐候性の良いクラツド材を用いることにより
耐候性の良好なガラスファイバーを直接得ることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に用いたガラスファイバーの製
造装置の概略を示した説明図である。 2コアガラス供給用バイブ 3、石英ガラスるつぼ 弘外装管送り装置車外装管加熱
ヒーター /a外装管 17、融液状コアガラス 第1図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)融液状ガラスを外装管内部にためながら外装管の
    下端を加熱延伸して外装管の管径を減少させ線引きする
    ガラスファイバーの製造方法において、外装管内にため
    られた融液状ガラスの液面を外装管の加熱延伸部の管径
    減少開始位置より下に保ちながら線引きし、該線引きさ
    れたファイバーに使用された融液状ガラスの消費分を加
    熱延伸中の外装管の上方に設けられたガラス溶融炉から
    融液状ガラスとして該溶融炉の下部に該外装管内に伸び
    るように設けられた加熱ヒーターつき融液供給用パイプ
    を通して供給することを特徴とするガラスファイバーの
    製造方法。
  2. (2)該融液供給用パイプが内径0.2〜0.5mmお
    よび長さ200〜400mmである特許請求の範囲第1
    項記載のガラスファイバーの製造方法。
  3. (3)該融液供給用パイプの下端が該管径減少開始位置
    の上方20cm以内に設けられている特許請求の範囲第
    1項又は第2項記載のガラスファイバーの製造方法。
  4. (4)該融液状ガラスが赤外線透過用ハライドガラスで
    ある特許請求の範囲第1項ないし第3項記載のガラスフ
    ァイバーの製造方法。
  5. (5)該外装管が熱収縮フッ化エチレン−フッ化プロピ
    レン樹脂チューブである特許請求の範囲第1項ないし第
    4項記載のガラスファイバーの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104926100A (zh) * 2015-03-27 2015-09-23 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种玻璃纤维拉丝工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104926100A (zh) * 2015-03-27 2015-09-23 安徽丹凤集团桐城玻璃纤维有限公司 一种玻璃纤维拉丝工艺

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