TWI229057B - Glass base material manufacturing apparatus - Google Patents

Description

12290¾ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 基材難造為—種光纖基本材料之玻璃 【先前技術】 璃材績好種。為—縣齡本材料之玻 璃材科係經過水解，做成玻 形成:纖預形物，然後進行㈣成』==過燒μ 衣造玻璃基材的方法有很多種 係=Γ，…種㈣嫩=在= :由燃燒器水解1成作為光纖基本材料 的玻璃粒子。玻璃粒子沿著以定速旋轉的底桿及盆 積’而已累積之麵粒子變成玻璃基材。 /、’、 為了增加朗基材的產能，係利賴個顯 解玻璃基材。數個燃燒器沿著底桿的 水 以形成-定直徑的玻璃基材。燃燒器前後移動 要均勻地分佈在底桿的縱向方向，使^姑二 長上，由燃燒器累積的玻璃基材的直徑可以固=基材全 有種利用計算燃燒器點位置之軟體 =方法。為了㈣騎點在狀位置，必彡步 然而，利用軟體控制轉折點的方法 動’因為要花時間計算轉折點而且也要花時間以移 的轉折點給移動燃燒器的單元。燃燒器通過經由軟體鼻出 6396pif4 1229057 =第—循&。第二循環可以是第 環可以與該第—猶環同步。 .第一循 靜ίίΓ之裝置可以進—步包減個平行配置於第一 整段燒器中每-個屬於累積峨材 單元動單元可以進一步具有讓燃燒器移動 =移動的4-轴，而且第二雜器移動 第一，燒器移動單元沿著移動的第二轴。 、有讓 第-燃燒H移動單元及第：峨器軸單元中至 移動範圍為數個燃燒器之間間隔每個的整數倍。爷 =，為不超過數個燃燒器除以五的數目。該整數係為整ζ 器、ί置^進—步包括—處理室，其容納底桿、燃燒 二弟-移料元及第二移動單元，並題括—排放 μ處理室麵之親，沿著魏桿縱向方向設置， 於該處理室全長的導管。 處^可以具有沿著該平行於該底桿之縱向方向的 二狀兩端封閉。管狀的剖面為多角形或圓柱形。導管 二以设於該處理室頂部。導管可以包括一具有數個 的=板，該通風孔幾乎等於該處理室的全長。 =:=:4顺可以包括_該數個通風孔氣 處理室可以進-步包括數個設於該處理室上的該導 i229〇aif4 管’而且該導管面對位於該底桿上之燃燒器出料口。處理 至可以包括一具有攝入外面空氣之調節流量結構的底座， 因此調節從該底座流至該導管的氣流。流量調節結構可以 由過濾器構成。過濾器可以由不織布纖維製成。過濾器具 有手風琴形狀。流量調節結構可以由具有數個氣孔=板^ 形成。 底桿可以具有一對設於該底桿兩端之浮置桿，而該浮 置桿的直徑，D，及該玻璃基材重量，w，滿足關係式〇13 SD/Wm。浮置桿的直徑D及該玻璃基材重量％可以滿足 關係式 0.13$D/W0.5^0.25。 根據本發明具體實施例的第二觀點，可以提供一種製 ^為-種光纖基材之玻璃基材的方法，其包括：旋轉底桿， =璃基材包圍w職桿形成；_職器水解及 二包耆該底桿，為該玻璃基材之基本材料的氣體 及該水解及累積，包括：在第—循射，於平行於 °中=:::的方向裡移動該燃燒器；及在第二循環 於/、該移動該第-燃燒器相同移動方向裡移動。 向的燒器之步驟可以在平行於底桿之縱向方 二在平二二f動該燃燒器，而且移動該單元的步驟可 在，订於，桿的縱向方向裡前後简該單元。 第循環可以與第二循環不同 環。第二循環可以^如边於第一循 第二循環同步 第一循哀的整數倍。第一循環可以與 累積可以由數個該燃燒器進行。數個燃燒器每 1229嗎_ 個燃燒器中的每一低、隹/ 燃燒器每一個在屬:水解及累積該玻璃基材，及數個 破璃基材。 & f全長一部份的每個不同區域累積 移動燃燒器的步驟^^_ 數倍的距離。移動單:…動燃燒器一段為該間隔整 ^ ^又可以為間隔整數倍的離。整 =，以不超過魏個燃燒器除以五的數目。整數=為; 包括控制流經處理室的氣:;材料;及水解及累積步驟係 =職流量的步料㈣—步包括 =:=r’該導管幾乎等於二 "控制氣流量的步驟可以進一步包括將處理 的導f排出’而且數個導管面對 理室全長。 料h於底桿縱向方向的處 ，出廢氣的步驟包括將氣體從處理室裡面經由 板排出，通風板在幾乎處理室全長a 隔的通風孔。imp二 又有個母隔固定間 ㈣通風孔L制—的步驟包括_從4 流出的氣流量。調節該氣流量的步驟係包括過料面_坐 、田本發明之方法可以進—步包括藉由控制玻璃基材夕 面溫度來冷卻在水解及累積步驟所累積的朗基材。、人' 步驟可以控制降低該玻璃基材之表面溫度的冷卻速度= I229〇5376pif3 卻步驟係控制該冷卻速度在完成該水解及累積步驟後的預 定時間内低於每分鐘3〇°c。 水解及累積步驟可以累積氣體材料，使得一對設於底 桿兩端上之浮置桿的直徑D與該玻璃基材重量W滿足關 2式0.13$D/W0·5。水解及累積步驟係累積氣體材料，使 =一對設於底桿兩端上之浮置桿的直徑D與該玻璃基材重 i W 滿足關係式 〇 i3$D/W0.5$〇.25。 ，心明概要不必要描述所有必要特徵，所以本發明也可以 是這些所述特徵之再結合。 為4本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 重’下文特舉較佳實施例，並配合所關式，作說 明如下。 【實施方式】 本考X月係以主要以具體實施例做 =來=本發明之範圍，而是僅供例示說二:例 性ςΓ例中所述之所有特徵及其組合不是本發明之必要 第1圖係顯示本發明具體實施例 物質的製造裝置的構^璃為基礎之 ::例之-以破璃為基礎之物質的製造=本發明具體 玻璃為基礎之物質的裝置具有鄉的立體圖。以 兀94，處理室2，及上導管幻。凡°°力早凡92,底桿單 燃燒n移動單元92具"有第— 燒益移動單元98。第二燃燒器移動單:=96及第二燃 早凡98係移動第-燃 12 I2290^6pif3 燒器移動單元96， 燃燒器62-7〇。_ 燒器移動單元96則移動數個 元96所產生的移及=燒係由第—燃燒器移動單 動的加成作用而移動第-燃燒益移動單元98所產生的移 面，單元92及桿單元94係設於處理室2裡 :將4。上導管42係設於處理室2丄 幻-70十沿著底才曰^室2/燃燒器移動單元92係將燃燒器 哭、62 70放出:的縱向方向前後移動’而同時間從燃燒 L曰3η ^璃粒子’以將玻璃粒子累積於桿單元94的 底杯38上，製得破璃基材4。 △第:燃燒器移動單元96係包括燃燒器62·7〇,第一階 台14，第一軸16 ’第一馬達18，燃燒器調整軸32，燃炉 器調整馬達28’及第—階台底座3()。第二燃燒器移動單^ 98具有-第二階台20’第二軸22，第二馬達24，及底座 階台26。燃燒器62-70每個具有一燃料供應管幻，及一氣 體材料供應管84。 ” 底座階台26係設於底座8上。第二軸22及第二馬達 24係設於底座階台26上。第二軸22係沿著底桿％的水 平方向。第二馬達24使第二軸22以使第二階台24沿著底 桿38的縱向方向前後移動。第一軸16與第一馬達18設於 第二階台20上。第一軸16沿著底桿38的縱向方向設置。 第一馬達18使第一軸16轉動以使第一階台底座3〇著 桿38的縱向方向前後移動。 〜 一 燃燒器62-70係設於第一階台14上的底桿％的縱向 13 I2290|376pif3 =’相&固定距離！^。如第2圖所示，氣體材料，例如 係從氣體㈣供鮮&㈣給輯⑽鲁而且， 二亂體’例如〇2及沿從燃料供應管82供應給燃燒器 $2_70使氣體材料水解以產生玻璃粒子。玻璃 以::^二二2-70釋放到底桿38 ’以使玻璃粒子累積於 口疋速度方疋轉的底# 38上。已經累積的玻璃粒子係 :玻璃基材4。因為第一馬達18使第一階台底座如移動 j使，上設有燃燒器62_7q的第—階台14移動。燃燒器沿 耆底桿38的縱向方向前後移動，而同時釋放出玻璃粒子°。 燃燒器調整轴32與燃燒器調整馬達28係設於第—階 =底座30上。第一階台14係設於燃燒器調整底座30上。 第一階台14係支撐燃燒器62-70。燃燒器調整馬達28使 燃燒器調整轴32轉動，以使第-階台14縱向方向移動， 以凋整燃燒為62-70與底桿38之間的距離，使得已經累積 玻璃基材4的表面與燃燒器62-7〇之間距離可以保持一定。 底桿單元94具有一底桿38, 一對支座36, 一對浮置 才:40 ’及一桿馬達34。玻璃基材4係在底桿38上獲得。 每一對支座36係分別支撐浮置桿4〇每個的外侧端。浮置 桿40每個係設於底桿38的每一端。桿馬達％使支座％ 轉動’以固定速度使底桿38轉動，而同時玻璃粒子累積於 底桿38上。 、 ^如第2圖所示，處理室2具有側壁6，-底座8，_ 頂蓋10，一上導管42，及一側導管50。上導管42具有一 14 I2290^3lepif3 煙道44，一排氣板46，及數個排氣孔48。側導管刈具有 -側煙道52，-排氣板54，及數個排氣孔％。:摄、入 空氣的氣孔58設於幾乎整個底座§上。 處理室2係容納桿單元94及燃燒器移動單元％。底 座8，側壁6，及一對頂蓋1〇係構成處理室2。川係 設於側壁6上。上導管42係設於頂蓋1〇的頂部、，^上 導管42的底侧可以將氣體從處理室2裡面經由幾乎整^處 理室2的長度排出。側導f 5G係輯燃燒器62_7^底桿 的底側將處理室裡面的氣體經由 戍十整個處理至2的長度排出。 利用在幾乎整個底座8上以固定間隔設有大小幾乎相 2氣!： 58 ’每個氣孔58均勻地攝人空氣。氣孔％也調 理裡面的氣流並保持氣流流暢且穩定地流入處理 由不織布雜做成之手風琴形狀的過滤器也 座8 外侧空氣中所含的外來雜質可以利用底 开〈狀而ί j為過滤。過遽器可以藉由使過遽器呈手風琴 '狀而獲侍足以支撐燃燒器移動單元92的強度。 狀；具有沿著底桿38縱向方向的長管形狀。管 例二二面可以是多角形，圓桶形，或彎曲形狀。 處:二i形狀及頂蓋10的形狀可以具有彎曲形狀。 縱向=向Γ 了上導官42及側導管50以外的剖面幾乎都是 因為處理室2的剖面幾乎是縱向方向，所以可以將從 -坐8的氣孔58流到上導管42及側導管5G的氣流固定地 15 Ι229〇53όρίβ 且均勻地調整成幾乎相同。因此，可以減少處理室2裡面 產生的紊流或渦流。上導管42係設於處理室2的最上層。 ，氣板^ 6係設於上導管4 2裡面，並且使上導管4 2與處理 至2内。卩刀離。排氣板杯具有數個在幾乎整個處理室2 的長度上彼此距離—定的排氣孔48。煙道Μ係大約設於 處理室2的縱向方向中心。 側導管5〇係設於處理室2的頂蓋1〇，以致於側導管 5〇面對位於底桿38上的燃燒器62-70出口。類似上導管 42、’側導管50也具有一排氣管54，數個排氣孔％及一側 煙迢52 ’其中每個與上述的排氣板％，排氣孔48及煙道 44的功能相同。 上導官42將處理室2裡面的氣體，例如從底座8經 過處理室2流到上導管42及㈣管％的线，諸如在氣 月旦物貝水解期間所產生的HC1氣體等氣體，及沒有累積在 玻璃基材4上的玻输子彳Μ。沒有累積在玻璃基材4上 的玻璃粒子會黏在-起並且形成—塊的玻璃粒子團 。如果 玻=粒子團附著在玻璃基材4上，則已經累積的玻璃粒子 團變成不均勻。因此，玻璃基材4的品質降低。如果密度 不均勻的玻璃基材4經過燒結，則可能在經燒結之玻璃基 材4裡面產生氣泡。因為上導管42設於處理室2的最上層 達幾乎整個處理室長度，則處理室2裡面的㈣可以排出 處理室外侧而不會使處理室裡面氣流產生紊流或渦流。利 用例如電扇，將由上導管42所聚集之處理室2裡面的氣體 經由排氣板46排到煙道44。 16 Ι229〇^?6ρι〇 因為側導管50設於處理室2的角落面對底桿38上辦 燒器62-70的出口 ’所以處理室2裡面從玻璃基材4底側 :¾•著第2 ffi箭號Β所示向流__部份氣體可以排放到 側導管50。因在匕，處理室2裡面的氣體可以利用高速氣流 有效地排放。 將本發明具體實施例的處理室2進行測試。處理室2 包括具有五角形剖面的上導管42及側導管5〇。剖面積為4 平方公尺。處理室2的長度為5公尺。排放處理室裡面氣 體的速度設定為30立方公尺/分鐘。由上述條件製得的玻 璃基材4經過燒結並且以肉眼檢測。在經燒結之玻璃基材 4内沒有發現氣泡。 第3A圖係繪示燃燒器62-70的移動。第3B圖係繪示 由於第3A圖所示燃燒态62-70移動所累積之玻璃粒子層 的數量。第3C圖係繪示由於第3圖所示玻璃粒子層累積 所形成玻璃基材4形式。 、 在第3圖裡，X軸顯示距玻璃基材4左側的距離。γ 軸顯示在開始累積之後的時間。在此，燃燒器62_7〇相隔 150 t米的固定距離，如第！圖的D1及第3Α圖上方所示。 ，燒器62-70相對於第二階台2〇的移動範圍及，及第二階 台的移動範圍都設定在15〇毫米，此距離相當於燃燒器 62-70每個之間的間隔〇1。然而，第二階台如及燃燒器 的移動範圍不限於與間隔D1相同的距離，而且第二 Ρ白台扣與燃燒器62_70的移動範圍可以是很多種範圍列如 15〇笔米，3〇〇毫米，450毫米等，如第3圖的情況所示。 17 I2290^376pi〇 在此，燃燒器62-70每個相同的時間内在相同的時間内累 積幾乎等量的玻璃粒子。 第3A圖裡顯示五條平行的虛線係表示第二階台20的 移動，而第3A圖裡顯示五條平行的實線係表示燃燒器 62-70的移動，其對應第一階台的移動。如第1圖所示， 第二馬達24使第二階台14前後移動，而設於第二階台上 的第一馬達使第一階台14前後移動。因此，以之字形實線 表示之燃燒器62-70的移動係變成由於第二馬達24所產生 之第二階台20的移動（以之字型虛線表示）和由於第一馬 達18所產生的移動的總和。 第二馬達24使第二階台20以循環C2前後移動，如 第3A圖左方所示。第一馬達18使第一階台14以循環C1 前後移動，如第3A圖的左下方所示。 因為燃燒器62-70設於第一階台14上，所以燃燒器 62-70都是在相同的循環C1上以相同的範圍移動。 循環C1與循環C2同步。例如，當時間在0及t2時， 燃燒器62-70在燃燒器62-70移動範圍的最左邊。同時， 第二階台20也在第二階台20移動範圍的最左邊。當時間 在t2/2時，燃燒器62-70在燃燒器2-70移動範圍的最右 邊，同時第二階台20也在第二階台20移動範圍的最右邊。 在本發明具體實施例裡，循環C1比循環C2小。因為 第一階台14設於第二階台20上，所以第一階台14支撐的 重量比第二階台支撐的重量小。因此，容易使第一階台14 移動速度比第二階台20的移動速度快。 18 I229〇UP, 所累積心:示 以下將以由燃燒器6 2所累穑的爲鉍幺加_ n 口 = 直線表示之 綠且料老田 … 、過母條垂直線的次數變成垂直 ς =處累積於底桿38的玻魏子層數。因為㈣堯哭& ，之子形以相同間距變化轉折點方式，如實線所 mm 3 f在循環C2期間通過第一垂直線-距離〇 間通過第二條垂直$距離/灸域益62在循環C2期 门U mm的第二條垂直線六次。 十四次、十 Μ及第十條垂直線十次、 Ρ 十八-人十四次、十次、六次及二次。 7°0、，罗共弟3Β圖的每一列中，由燃燒器64, 66, 68及 第Hr數顯示於預定位置，其位於燃燒器62之 材始ΪΪ : mm。燃燒器62_7〇每個在屬於玻璃基 材總長度一部份之不同區域内累積。 土 戶斤、64~70每個的移動情況與燃燒器62相同’ 声龛:# =位置由燃燒器64·7()每個燃燒機所累積的 3 ::二:二機燒器62在每個預定位置累積的層數。 ” ’’’、_ 〇所累積之總層數係顯示於第3B圖之 取下列;計异每個預定位置之層數總和，每個預定位置距 19 12290猛_ 離直線，如f 3A圖之最左侧的垂直線，3〇_的間隔。如 3 B圖所* ’玻璃例子層的總數固定為2 〇層，沿著第从 圖之X軸從150 mm到750 mm。 第3C圖係顯示根據本發明具體實施例之玻璃 造襄置製得之玻璃基材4縱向的剖面圖。在第3A圖之垂 直線每個預定位置的玻璃基材4的直徑相當於第诏圖最 示之玻璃基材的總層數。固定直徑之玻璃基材_ *於㈣圖所示總共20層，亦即沿著第3A圖之乂轴⑽ 部份縣敎部份。玻璃紐4直徑逐 =加或減少的部份-相當於總共2到18層，從㈣ ^斤職二及^酿到娜麵-视為尾端部份^第冗 璃基材4沿著玻璃基材4之縱向在穩定部份内 因此’本發明之具體實施例可以 基:二者玻璃基材4之縱向在穩定部份内固定直徑的玻璃 ®為，燒器”的轉㈣由第—燃燒器移動單元％ 單元__’不需要為了控制燃燒 二：二=上移動而觀察燃燒器62-7〇的目前位置。此 計算ί =:_用軟體計算轉㈣^ 轉折”、、占及轉移轉折點數據而造成延遲。因 具體實施例之t置可以精確地移動燃燒器、62_7q。χ 測試兩種破璃基材製造裝置。首先，測試本發明具體 20 12290¾ 實施例的裝置。燃燒器62 麵。使用直#為40 mm的底=的奴為150 200mm。第一階4務動r ^^干38 °底杯38的長度為 150mm口移動圍及第二階台移動範圍設定為 150mm ’此與母個妒大燒哭6 一階台Μ的移動速产Γ= 〇之間的間距D1相同。第 動速度設定為20麵；1 ‘/mm。第二階台的移 的m ,進水解時’㈣物質供應到燃燒器62-7〇 勺速^ 1 _η，而在水解結束時，亦即在玻璃基材4的 =成200 mm時逐漸增加至5 1/min。燃料氣體，私及 2係攸燃料供應管82輸送到燃燒器62_7()。#開始水解時 =氣，供應至燃燒器62_7G的速率為则_，而在水解 結束時，亦即在玻璃基材4的直徑變成2〇〇mm時逐漸增 加至150 l/min。當開始水解時&氣體供應至燃燒器62_& 的迷率為20 l/min，而在水解結束時，亦即在玻璃基材* 的直彳空變成200 mm時逐漸增加至7〇 i/min。 底桿38在製造玻璃基材4的同時以3〇 rpm的速度旋 轉。氣體物質由燃燒器62-70水解，以形成累積於底桿％ 上的破璃粒子，直到玻璃基材4的直徑變成2〇〇mm。 在完成玻璃粒子的累積之後，測量穩定部份之玻璃基 材4的最大直徑”M”及最小直徑”m”。以方程式 R = ( Μ -m ) / Μ ‘破璃基材4表面的粗趟度。 由本發明具體實施例製得之玻璃基材4的粗糙度小於 21

I2290536piD 1% 〇 測試只有一燃燒器移動單元的習知玻璃基材製造裝 置。燃燒器62-70以軟體控制移動，計算出燃燒器62_7〇 之轉折點的位置。由軟體計算出的轉折點位置設定為與本 發明具體實施例的轉折點相同。 玻璃基材4係利用f知裝置製得，然後測量玻璃基材 4的粗糙度。由傳财置製得之綱基材*的粗糙度為大 約8%，該值大於本發明之具體實施例所得者。 第圖及第5圖顯示玻璃基材4之表面粗链度和第一 :nn範圍與第二階台2 G之移動範圍每個之間的關 係。弟k 14#動範圍每個的粗链度為5〇m mm，如第4圖所； ^ ! 50画。在此第L° 器62到70每個的距離固定為 動範圍，，，而第二階A H =的移動，，圍稱為，，第一階台移 玻璃基材4的表面粗:度二:。:::台:::：。 4之後，針對声在7^成累積玻璃基材 玻璃基材4之;:直:的璃基材的直徑。 R表示，而破螭美》 仏及粗糙度分別Μ，m及 /m。坡絲材4的表面粗糙歧義為R = (M_m) 在弟4圖禮，X 一 示玻璃基材4的#&表不第一階台移動範圍，而Y軸表 動範圍相對於第^^度:_度在第二階台的全部移 第二階台移動範=台移動範圍為5Q ™時變成最大。當 個之間的間距相、l5〇mm日厂该距離與燃燒器02-70每 -相同…粗韃度相對於第—階台的全部移動範 22 6pif3

12^9〇U 圍變成最小。 此，二妾者台移絲園的粗糖度解釋如下。在 雜^ = 圍為例如50 mm。粗才造度在第一階台 移動耗圍的50 mm f占—& # + a » 口 ⑽職時，粗楚：弟一階台移動範圍為 最小。當第-/it! 台移動範圍的5〇咖點變成 一階台移祕移動乾圍為15G_時變成最小。在第 範圍^ 150 &者2〇〇麵點處’粗糖度比第一階台移動 台移動範圍造度大。因此，粗糙度在第二階 時變成最丨二咖知’在弟—階台移動範圍為150麵 在J成=小。不但當第二階台移動範圍為5。職，而且也 弟一Ps台移動範圍為100m丨 粗輪度變成最小，倘若第H動:時’ 舲h 狗右弟U 口移動乾圍為150mm。因 —階台移動範圍及第二階台移動範圍設定在 在第5 ®裡’ X軸表衫n台移動範圍，而γ 重^=基材4的表面粗糙度。粗糙度在第二階台的全部移 第-台移細為5〇_時變成最大。當 個之為15()麵¥該距離與燃燒器62-70每 圍相同，粗糙度相對於第二階台的全部移動範 此ί妾者’特定第—階台移動範圍的粗键度解釋如下。在 *弟一階台移動範圍為例如5〇 mm。粗糙 =_5G咖點變成最大。當第二階台移動 加日寸，粗糙度比第二階台移動範圍在5 〇 _的點小。 23 1229〇536ριβ 階台移動範圍為15Gmmt成最小。在第二 圍ί 150的rGmm點處’粗财比第二階台移動範 移動ιπΓΓ 粗織大。因此，杈糙度在第一階台 ，圍為50 mm時，在第二階台移動範圍為15() _ i成取小。不但當第—階台移動範圍為50 mm，而且也在 t = ?動制為々1〇一〇麵、15〇職及-議時，粗 鈐二文琅’、，倘右第一階台移動範圍為150 mm。因此， =將第-階台移動範圍及第二階台移動範圍設定在 一如上所述，粗綠度在第—階台移域圍與第二階台移 51圍又為15。麵時_與燃燒器62-7()每個之間的間距相 卜J-變成最小。 第6圖顯示玻璃基材4表面粗糙度與第一階台移動範 圍之間的關係。燃燒器62-7G每個之間的間距固定在15〇 第二階台移動範圍也固定在15〇mm。第一階台移動 範圍從100mm到550 mm，每隔50 mm。當第一階台移動 $已圍為150 mm，300 mm及450 mm-150 mm的整倍數，此 距離與燃燒器62_7〇每個之間的間距相同時，粗糙度為〇 %。在第6圖裡，除了是01整倍數的第一階台移動"^圍 以外’粗糙度隨著第一階台移動範圍增加而減小。然而， 粗糙度在第一階台移動範圍為間距整倍數的距離時最 小。因此，較佳設定第一階台移動範圍為燃燒器62、7〇 距D1的整數倍。 第7圖顯示玻璃基材4表面粗糙度與第二階台移動範 24 I229〇5^6pi〇 圍之間的關係。燃燒器62-70每個之間的間距固定在15〇 mm。第一階台移動範圍也固定在15〇 mm。第二階台移動 ，圍從100mm到550 mm，每隔5〇 mm。當第二階台移動 範圍為150 mm ’ 300 mm及450 mm_i50 mm的整倍數，此 距離與，燒A 62_70每個之間的間距相同·時，粗糙度為〇 乂 °在第7圖裡’除了是D1整倍數的第二階台移動範 以外’《造度隨著第二階台移動範圍增加而減小。然而， 粗糙度在帛二階台移動範圍為整倍數的距離時最 ΐ交佳設定第二階台移動範圍為燃燒器咖〇間 二階土a又疋弟一階台移動範圍或第 d f ’ _燒1162-70每個之間間距m的整 口 —列口 150 mm，300 mm 及 450 mm 等。 第8圖顯示燃燒器62_7〇 間的關係。辨燒哭62 7心“—U動把圍之 每個之間_&% 動娜找為燃燒器_ 的，，Ν，，尸Λ山 勺正數L 〇在此，整數係指第δ圖中 份錢隨著數字Ν增加而增加。因為尾π 有⑽料光纖之用，_尾端部份較 J，為整數的數字1^較佳為”丨，，或妙 二"月匕 的數目除以5。 …、凡口。62-70全部 溫度= ^62^3 基材4表面 而γ軸茅-广軸顯示燃燒器62，關閉後的時門 Γ璃基材4的表面溫度。 Μ pul、^ °。62·70關閉時的表面溫度係以T〇〇d -關閉燃燒ϋ咖後十分鐘的表面溫制，而 ^-表示。冷 25 12290§376ρίβ 卻玻璃基材4表面的速度以c (0C/min)表示。而且，冷 卻速度C可以定義如下：c = (丁〇 —丁1)/1〇。如第 所示，在燃燒器62-70完全關閉後，玻璃基材4的表面㈤ 度降低。 乂 酿 在冷卻期間當表面溫度迅速下降，玻璃基材4上可能 發生裂痕，因為玻璃基材4之表面與核心之間由於表面$ 度迅速下降而產生溫差。因此，重要的是控制冷卻期間玻 璃基材4的表面溫度，以降低玻璃基材4表面與核心間的 溫度。冷卻玻璃基材4的速度視為控制玻璃基材4表面溫 度的一項參數。尤其，燃燒器62_7〇關閉後最初十分鐘期 間的冷卻速度係為一項控制玻璃基材4避免發生裂痕的重 要因素。 第10A圖顯不第1到5組每一個不同冷卻速度關閉燃 燒器62-70後玻璃基材4的表面溫度與時間的關係。虛線 表示五組冷卻速度溫度隨著時間的變化，如第9圖所示在 燃燒器62-70關閉後最初1〇分鐘期間溫度τ〇_τ1的斜度。 冷部速度C可以由調整從氣孔58流出之氣流的流率控 制。從氣孔58流出之氣流的流率可以藉由控制欲打開之氣 孔58數量或藉由控制打開上導管幻之通風孔似及側導管 50的通風孔56的總面積調整。 在此，已打開之通風孔48的總面積唑過控制，以控 制流^處理室2的空氣。實施例丨顯示在關閉燃燒器62_7〇 後，當所有的通風孔48關閉時使得外面空氣入處理室2 時的表面溫度變化。實施例2顯示當八分之一的通風孔48 26 I22m3lpia 開時的表面溫度變化。實施例3顯示當四分之〜 」H 48總面積打開時表面溫度的變化。實施例4顯 通風孔48總面積打開時表面溫度的變化。實施 r顯=風孔48完全打開時表面溫度的變化。第10A 67中:條Μ線的斜率表示每個實施觸冷卻速度C。 第應圖顯不冷卻速度與發生裂痕可能性之間的關 系，其係表示每個實施例裡玻璃基材4表面上是否發生裂 痕。因為實施例1到4之通風孔48的總面積沒有完全打 開，所以實施例1到4的冷卻速度C不超過3〇〇c/min。因 為實施例5完全㈣通風孔48，所以實_ 5的冷卻速 度 C 超過 30QC/min。 备冷卻速度C不超過3〇QC/min時，如實施例卜4，玻 璃基材4的表面上沒有發生裂痕。當冷卻速度c超過 300C/mm時，如實施例5，玻璃基材4的表面上發生裂痕。 因此，重要的是保持冷卻速度低於3〇〇c/min以避免玻 璃基材4的表面上發生裂痕。如果冷卻速度c超過 30 C/min，則玻璃基材4的表面和核心之間的溫差變大。 該溫度造成玻璃基材4表面產生收縮，造成玻璃基材4表 面上發生裂痕。 第11圖顯示在裂痕發生率為0%，4%及3〇%的情況 裡，欲製造之玻璃基材4的直徑D，浮置桿40及重量W 之間的關係。X轴顯示浮置桿40的直徑D。Y軸表示欲 製造之玻璃基材4的重量W。顯示每個直徑2〇 mm，25 mm， 30 mm，35 mm及40 mm的裂痕發生率。 27

I229〇S796piO 如第11圖所示，裂痕發生率受到浮置桿40直徑D 除以玻璃基材4重量W平方根（D/W〇·5)的影響。當D/w〇·5 小於0.13時’如發生裂痕情況裡裂痕發生率為4%的小方 塊及裂痕發生率為30%的三角形圖形所示。如果D/w〇.5 大於0.13，則不會像裂痕發生率為〇%之圓點所示發生裂 痕。因此，藉由使用直徑D滿足關係式D/w〇.5^〇13的浮 置桿40，可以避免發生裂痕。而且，也可以藉由控制欲製 造之玻璃基材4的重量…來避免發生裂痕，使得D/w〇·5 的關係式大於0.13。 D/W0·5的關係式較佳盡可能小。然而，如果使用浮置 桿40，D/W0.5大於〇·25，則浮置桿4〇的直徑相較於玻璃 基材4的直徑而言變得極大。因此，使用D/w〇5大於〇·25 的洋置桿40不符合經濟效應。因此，浮置桿4〇的直徑 與玻璃基材4的重量之_關係式較佳為G.25^D/W0·5》 OH 〇 — — 一針對在其每一尾端上具有一對浮置桿40的底桿38 ΐΐϋ!试°洋置桿40的直徑D為35 mm。氣體物質（sici4) ㈣t體㈤和02)利用燃燒器62_7G進行水解。玻璃 ^ '、積在底桿38，直到玻璃基材4的重量W變成70 公斤。測試時卿°.5的值為（35/7_m132，t玄值 =明:之玻璃基材4上沒有發生裂痕。 定本 &貫施例揭露如上，然其並非用以限 範圍；，心熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和 •田ϋ乍各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範 28 I229〇52>6pif3 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其二 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本非=以 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本^之精神 範圍當視後附之中料職_界定者轉。之保護 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明具體實施例之一以 物質的製造裝置的構造。 基礎之

第2圖係顯示第丨圖本發明具體實施 基礎之物質的製造裝置的立體圖。 玻璃為 第3Α圖係繪示燃燒器62_70的移動。 第3Β圖係綠示由於第3Α圖所示燃燒器必 累積之玻璃粒子層的數量。 移動所 第3C圖係繪示由於第3Β圖所示 成玻璃基材4形式。 明喊触子層累積所形 材4::=示對應各個第—階台14移動範圍之玻璃基 材4之表面粗糙度與第二

第5圖顯示對應各個第二圍之間的關係。 松4 主二l, u σ 20寿夕動範圍之玻璃基 階台14之移動範圍之間的關係。 動範圍之璃基材4之表辑 第7圖顯示玻璃基材4 >车 動範圍之間的關係。 之表面粗糙度與第二階台之移 第8圖顯示燃燒器如〇尾端部份長度與移動範圍之 29 12290¾ 間的關係。 第9圖係顯示在燃燒器62_7〇關閉後玻璃基材4表面 溫度與時間的關係。 即第1〇A圖顯示第丨到5組每一個不同冷卻速度關閉燃 燒為62·7〇後玻璃基材4的表面溫度與時間的關係。 第10Β圖顯示冷卻速度與發生裂痕可能性之間的關 係’其係表示每個實施例裡玻璃基材4表面上是否發生裂 痕。 第11圖顯示在裂痕發生率為〇%，4%及30%的情況 裡’欲製造之玻璃基材4的直徑D，浮置桿40及重量W 之間的關係。 【主要元件符號說明】 2 ： 處理室 4 ： 玻璃基材 6 ： 侧壁 8 ： 底座 10 頂蓋 14 第一階台 16 % 一轴 18 弟一馬達 20 第二階台 22 弟二轴 24 第二馬達 26 底座階台 30 I229〇53796pi〇 28 :燃燒器調整馬達 30 :第一階台底座 32 :燃燒器調整軸 34 :桿馬達 36 :支座 38 :底桿 40 :浮置桿 42 :上導管 44 :煙道 46 :排氣板 48 :排氣孔 50 :侧導管 52 :侧煙道 54 :排氣板 56 :排氣孔 58 :氣孔 62-70 :燃燒器 82 :燃料供應管 84 :氣體材料供應管 92 :燃燒器移動單元 94 :底桿單元 96 :第一燃燒器單元 98 :第二燃燒器移動單元

:氣31

Claims (1)

1. 1229057 … 6396pif3 丨A 口 又卜」 爲第89113004號申文專利範圖無_ !!線修正本 修正日期:93年12月2曰 十、申請專利範圍： ' 1·一種玻璃基材的製造裝置，其中該^璃基材是一種 光纖基材，該製造裝置包括： 一底桿，該玻璃基材包圍且沿著該底桿而被形成於該 底桿上； 、 九、:器包圍且沿著該底桿，該燃燒器水解及累積 為該玻f基材之一種基本材料的氣體材料； 、 則射Γΐ—ί燒ϊ移動單元’該第一燃燒器移動單元規定 ^’‘·、、'、凡益，並沿者平行於該底桿的縱向方向移動該燃燒 ι§;以及 …、凡 該第單元，該第二燃燒11移動單元規定 ρ ^ ‘，，人②雜早元，當該第—燃燒！！雜單 時’該第二燃燒器移動單元在該第_燃燒 單/ 第rr移動單元;其;‘ 釉及第一产白台，該第二軸平杆於访笙 弟〜 燒器移動單元沿著㈣±千於該第’，且該第二蛾 相^合，該第二階台敎 ^二輪 二軸的縱向方向移動。 便仟忒第一軸在讀苐 2.如申請專利範圍苐 該第-燃燒器移動垔置其中： 的方向裡前後移_燃燒器在^愤該底桿之縱向方向 該第二燃燒器移動單元在與該第一燃燒器移動翠元 33 Ι229〇57,β 的相，移動方向辑後移動該第—燃齡移動單元。 。.如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該燃 單元以一第一循環移動該燃燒器，而該第二燃燒 :移，以一第二循環移動該第一燃燒器移動單元，該 第一循環與該第二循環不同。 其中該第一循 其中該第二循 其中該第一循 其中其包括平 4.如申請專利範圍第3項所述之裝置 環短於該第二循環。 甘5·如申請專利範圍第4項所述之裝置 環是第一循環的整數倍。 6.如申請專利範圍第4項所述之裝置 環與該第二循環同步。 行配利範圍第1項所述之裝置，其中其包括」 二配置於料-峨器移動單元縱向方_數個該燃燒 器° 51之p8^巾請專利範圍第7項所述之裝置，其中該_燒 器之間的間隔每個幾乎相等。 -mhu 9. 如申請專利範圍第7項所述 燒器在該玻璃基材整段之不隨域進^積:中各該些燃 10. 如中請專利範圍第i項所述之裝置 燒器移動單元且右一筮一 /、'該第一燃 軸；令亥第二揪敕备達’該第一馬達轉動該第一 絲知第—L、w移動單元具有一第二馬達，兮Μ ϋ 轉動該第二軸。 Μ第一馬達 二如申請專利範圍第8項所述之裝置，其中該第-_ U移動早就該第二燃燒器移動單^至少-個 34 1229057 6396ριβ 範圍為該些燃燒器之間的各個間隔的整數倍 η:如申請專利範圍第u項所述之裝置^其中該整數 為不超過該些燃燒器除以五的數目。 13.如申請專利顧第12項所述 係為整數”1”。 ”干/玉數 • 14.如申請專利範圍第i項所述之裝置，其進一步包 括·· 處理室，其容納該底桿、該燃燒器、該第一燃燒器 ft70及該第二崎邱鮮元，並且包括用以排放來 ^該處理室裡面之廢氣’沿著該底桿麵方㈣置，幾乎 =處理室全長的—導管，該處理室具有沿著該平行於 該底桿之縱向方向的管狀，且該管狀兩端封閉。 15.如巾請專利範圍第14項所述之裝置，其中該管狀 的剖面為多角形。 的二如圓申:形專利範圍第14項所述之裝置，其中該管狀 係 μ _ 請相範㈣14項所述H其中該導管 處理==通風孔的—通風板，該麵風减乎等於該 20·如申請專利範圍第19項所述之裝置，其中該通風 35 1229057 6396pif3 板包括控制該些通風孔的氣流的一通風孔控 21.如申請專利範圍第14項所述之裝置，^ 室進-步包括設於該處理室上的多數 ,/、令該處理 導管面對設置於該底桿上方之該燃燒器;口而聯 室勺Γϋ,Γ圍第14項所述之裝置，其中該處理 至匕括/、有可吸入外面空氣之一調節流量結構 調節流量結構調節從該底座流至該導管的氣流。-3亥 23. 如申請專利範圍第22項所述之裝置^ 調節結構係由過濾器構成。 /、Τ这机夏 24. 如申請專利範圍第23項所述之裝置，其中 器係由不織布纖維製成。 慮 其中該過渡 其中該流量 25·如申請專利範圍第23項所述之裝置 器具有手風琴形狀。 26.如申請專利範圍第22項所述之裝置 調節結構係由具有數個氣孔的板子所構成。 27·如申請專利範圍第i項所述之裝置，其中該底桿具 有一對設於該底桿兩端之浮置桿，而該浮置桿的直徑D及 該玻璃基材重量w滿足關係式o.B^D/W0·5。 巧·如申請專利範圍第27項所述之裝置，其 tD及該玻璃基材重量w滿足關係式〇· 13 gg/w0.5 36