KR950006197B1 - 유리모재의 화염연마방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리모재의 화염연마방법

제1도는 본 발명의 화염연마방법의 일예를 설명하기 위한 개념도.

제2도는 종래의 화염연마방법을 설명하기 위한 개념도.

제3도는 VAD법에 의한 유리모재의 제작방법을 설명하기 위한 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유리모재 2 : 지지봉

3 : 가열로 4 : 산수소불꽃버어너

5 : SiO₂유리미립자 6 : 버어너

7 : 산수소불꽃

본 발명은 광파이버의 제작에 적합한 유리모재를 제공하기 위한 유리모재표면의 화염연마방법에 관한 것이다.

종래, 광파이버의 제조에는 VAD법(Vapor Phase Axial Deposition)이 알려져 있다. 제3도는 VAD법을 설명하기 위한 개념도이다. 회전하는 유리봉등의 출발부재(8)의 위에, 버어너(6)의 산수소불꽃(7)속에서 생성한 SiO₂유리미립자(5)를 퇴적시켜서 원주형상의 다공질모재를 만들고, 이 다공질모재를 소결해서 투명한 광파이버모재를 제조하는 방법이다.

이와 같이 투명유리화된 모재는, 표면에 수㎛ 오오더의 요철이 남기 때문에, 와이어드로우잉하기 직전에 산수소불꽃으로 모재표면을 화염연마하여 표면을 평활화하고서, 소선으로 와이어드로우잉하고 있었다. 제2도는, 이 화염연마법을 설명하기 위한 개념도이다. 회전하는 유리모재(1)의 표면에 대하여, 다수의 버어너(4)로부터 산수소불꽃을 형성해서 모재표면을 화염연마하는 것이다.

최근, 광파이버의 저코스트화를 위하여, 유리모재의 대형화, 즉 대구경화, 장척화가 진행되고 있다. 유리모재의 구경이 커지면, 화염연마시의 산수소불꽃의 화력만으로는 모재중심부까지 충분하게 염을 가할 수 없어서, 모재의 중심부와 표면에 큰 온도차이가 발생하여 열변형이 발생한다. 이 변형에 의하여 모재는 냉각중에 종종 균열이 발생한다.

그래서 본 발명은, 상기의 문제점을 해소하고, 화염연마시에 모재의 중심부와 표면과의 사이의 온도차이를 작게해서 열변형에 의한 균열을 방지하면서, 산수소불꽃에 의한 모재표면의 화염연마를 가능하게 하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은, 산수소불꽃을 사용해서 유리모재표면을 화염연마하는 방법에 있어서, 미리 유리모재를 예열한 상태에서 산수소불꽃을 사용하여 화염연마하는 것을 특징으로 하는 유리모재의 화염연마방법이다.

화염연마에 사용하는 산수소불꽃버어너의 화력은, 유리표면을 화염연마할 수 있는 정도의 약한 것이기 때문에, 예를 들면 직경 50㎜이상의 대구경의 유리모재의 화염연마를 행할 때에는, 산수소불꽃의 화력으로는 모재의 중심부까지 충분히 가열되지 않고, 중심부와 표면과의 사이에 큰 온도차이가 나, 열변형이 발생한다.

그래서, 본 발명에서는, 화염연마에 앞서서 모재를 예열하므로서, 상기 온도차를 작게해서 열변형을 억제하고, 화염연마후의 냉각공정에 있어서의 균열의 발생을 방지하는 것이다. 본 발명을 채용하므로서, 직경 50㎜ 이상의 대구경의 유리모재에 대해서도 균열에 의한 수율저하를 회피할 수 있고, 광파이버의 생산성을 대폭으로 향상시키는 일이 가능해진다.

제1도는, 본 발명의 화염연마방법의 일예를 설명하기 위한 개념도이다.

유리모재(1)의 양단부에 지지봉(2)을 장착하고, 가열로(3)내에서 예열한 후, 아래쪽의 산수소불꽃버어너(4)까지 이동하고, 점선으로 표시한 바와 같이 산수불꽃으로 처리해서 모재표면을 평활하게 하는 것이다.

여기서, 가열로라 함은 예열에 필요한 열을 유리모재에 부여할 수 있는 것이라면 그 종류는 불문이다. 구체적으로는, 카아본히이터등에 의한 저항가열로, 마이크로파로, 고주파로등을 사용할 수 있다.

또, 제1도에서는 가열로와 산수소불꽃버어너를 상하에 배치하였으나, 유리모재가 식지 않는 동안에 화염연마가 될 수 있는 것이라면, 상기의 배치에 한정되지 않고, 따로따로의 설비에 의해서 에열과 화염연마를 팽하여도 된다. 또, 모재의 배치는, 세로형, 가로형의 어느것이라도 된다.

[실시예]

먼저, VAD법에 의해 광파이버용 프리포옴을 제작하였다.

회전하는 직경 30㎜의 석영로드의 위에 두께 250㎜, 길이 600㎜의 SiO₂유리미립자를 퇴적시키고, 이어서, 진공로속에서 1600℃로 가열해서 소결하고, 직경 120㎜, 길이 600㎜의 투명한 광파이버용 프리포옴을 얻었다.

이 프리포옴의 표면요철을 접촉식표면 조도계로 측정하였던바, 3∼5㎛이었다. 상기 프리포옴의 양끝에 직경 40㎜의 지지봉을 접속하고, 제1도에 표시한 바와 같이, 카아본히이터를 사용한 저항가열로를 1200℃로 설정하고, 질소분위기 아래에서 1시간 예열하였다.

예열된 프피포옴을 아래쪽으로 이동하여, 프리포옴이 식지 않는 동안에 산수소불꽃으로 화염연마를 행하였다. 산수소가스유량은, 수소 120ℓ/분, 산소 60ℓ/분으로하고,프리포옴과 버어너와의 거리를 500㎜로 유지하여, 버어너를 고정하고, 프리포옴을 회전시키면서 이동속도 10㎜/분으로 이동시켜서 화염연마처리를 행하였다. 그후, 버어너를 끄고 실온이 될때까지 방치해서 냉각하였다.

얻어진 프리포옴을 상기 표면조도계로 측정하였던바, 요철은, 0.5㎛로 저감되어 있었다.

이어서, 프리포옴으로부터 직경 125㎛의 광파이버를 와이어드로우잉 하였던바, 와이어드로우잉중에 파단이 발생하는 일도 없이 연속해서 와이어드로우잉을 행할 수 있었다. 또, 얻어진 광파이버는 파단강도가 7㎏으로 충분한 강도를 가진 것이 확인되었다.

비교를 위하여, 상기 실시예의 예열을 생략하고, 기타의 조건은 실시예와 동일하게 하여 화염연마를 행하였던바, 화염연마후의 냉각공정에서 프리포옴표면에 졸형상의 균열이 발생했기 때문에, 광파이버로 와이어드로우잉 할 수 없었다.

본 발명은, 상기의 구성을 채용해서 화염연마에 앞서서 예열하므로서, 열응력의 발생을 억제하고, 화염연마후의 냉각공정에 있어서의 균열을 방지할 수 있게 되었다. 그 결과, 대구경의 유리모재표면에 대해서도, 화염연마를 수율좋게 행할 수 있게 하고, 광파이버의 생산성을 향상시켰다.

Claims (1)

1. 산수소불꽃을 사용해서 유리모재표면을 화염연마하는 방법에 있어서, 유리모재는 직경 50㎜이상을 지니고, 또 연직방향으로 유지된 상태에 있어서 미리 저항가열로에서 N₂분위기하에 모재내부까지 예열하고, 그후 즉각 산수소화염으로 유리모재표면을 화염연마하는 것을 특징으로 하는 유리모재표면의 화염연마방법.