玻璃母材的拉伸方法 [0002] 光纤用玻璃母材通过拉伸装置进行拉伸加工来调整外径及长度。从而能够使玻璃 母材与牵引设备的规格相对应。在专利文献1中记载了一种当拉伸玻璃母材时确定玻璃母 材的基准外径位置的方法。 [0003] 专利文件1 :日本特许第4443433号
[0004] 发明要解决的问是页 [0005] 在拉伸玻璃母材时，在拉伸初期容易沿长度方向产生外径发生波动的外径波动。 牵引所得到的光纤等在产生了外径波动部分的产品质量下降。因此，玻璃母材的外径波动 是成品率降低的原因。
[0006] 用于解决问题的方案
[0007] 根据本发明第一技术方案提供一种玻璃母材的拉伸方法，包括：成形步骤，与玻璃 母材的直胴部的一端相邻地形成沿玻璃母材的长度方向玻璃母材外径变化的锥形部；保持 步骤，由一对卡盘保持玻璃母材的长度方向的两端部；加热步骤，由加热源对加热区域进行 加热，该加热区域是被一对卡盘保持的玻璃母材的长度方向上的一部分；以及拉伸步骤，在 通过加热源的加热而使玻璃母材的一部分产生熔融软化的状态下，沿玻璃母材的长度方向 扩大一对卡盘之间的间距而对玻璃母材进行拉伸；在该玻璃母材的拉伸方法中，从由加热 区域的中心表示的加热源的位置处于拉伸起始位置的状态开始，开始拉伸步骤，该拉伸起 始位置被设定于锥形部中的、玻璃母材的外径大于或等于直胴部的平均外径的95%且小于 或等于98%的范围内。
[0008] 发明的效果
[0009] 上述
并未列举出本发明的全部特征。所述特征组的子组合也有可能构成 发明。




[0010] 图1为玻璃旋盘100的示意图。
[0011] 图2为玻璃旋盘100中外径测定器150的示意图。
[0012] 图3为玻璃旋盘100中加热源140的示意图。
[0013] 图4为玻璃母材210中溶融软化部216的示意图。
[0014] 图5为被拉伸后的玻璃母材210的局部示意图。
[0015] 图6为表示玻璃母材210通过拉伸而引起的外径变化的曲线图。
[0016] 图7为表示玻璃母材210的拉伸前的外径分布的曲线图。
[0017] 图8为表示玻璃母材210的加热位置142与拉拽速度之间的关系的曲线图。
[0018] 图9为表示玻璃母材210的拉伸起始端在拉伸后的外径分布的曲线图。
[0019] 图10为表示玻璃母材210的拉伸起始端在拉伸后的外径分布的曲线图。
[0020] 附图标记说明
[0021] 100玻璃旋盘、110平台、112顶面、122、124卡盘、126、128旋转驱动部、130移 动台、140加热源、142加热位置、150外径测定器、200玻璃母材组装体、210玻璃母材、 212直胴部、214锥形部、216溶融软化部、222、224虚拟（dummy)棒、230加热区域。


[0022] 以下通过发明的实施方式对本技术方案进行说明，但以下实施方式并非对权利要 求书所涉及的发明进行限定。并且，在实施方式中说明的特征组合也并非全部为本发明的 必要特征。
[0023] 图1为玻璃旋盘100的示意图。玻璃旋盘100在拉伸玻璃母材210时能够用作拉 伸装置。玻璃旋盘100以保持着包含玻璃母材210及虚拟棒222、224的玻璃母材组装体 200的状态示出。
[0024] 玻璃旋盘100具有平台110、移动台130以及一对卡盘122、124。平台110具有水 平固定的平坦顶面112。
[0025] -对卡盘122、124设置于平台110的顶面112上，保持与顶面112相平行的玻璃 母材组装体200的两端。而且，一对卡盘122、124分别由旋转驱动部126、128驱动，使所保 持的玻璃母材组装体200绕玻璃母材210的沿长度方向延伸的旋转轴线旋转。
[0026] 而且，一对卡盘122、124中的至少一方能够沿所保持的玻璃母材组装体200的长 度方向移动。从而能够改变一对卡盘122U24彼此之间的间距。
[0027] 移动台130设置于平台110的顶面112上，搭载加热源140及外径测定器150。而 且，移动台130在顶面112上与所搭载的加热源140及外径测定器150 -体地沿由一对卡 盘122、124所保持的玻璃母材组装体200的长度方向移动。
[0028] 作为加热源140例如可以使用氢氧焰燃烧器，从周面对由一对卡盘122、124所保 持的玻璃母材组装体200进行加热。作为外径测定器150可以使用激光外径测定器。
[0029] 在上述玻璃旋盘中，在由卡盘122、124保持着玻璃母材210的状态下由加热源140 对玻璃母材210进行加热，从而能够加热玻璃母材210的长度方向上的一部分而使其溶融 软化。此处，由旋转驱动部126、128使玻璃母材210 -边旋转一边进行加热，从而能够在周 向上均匀地加热玻璃母材210的长度方向上的一部分。
[0030] 而且，在玻璃母材210的一部分处于溶融软化的状态下，使一对卡盘122、124中至 少一方的卡盘122沿图中箭头A的方向移动以扩大一对卡盘122U24之间的间距，从而能 够拉伸玻璃母材210。而且，在玻璃母材210中被拉伸的部分发生缩径使外径减小。
[0031] 进一步地，持续进行由加热源140进行的加热及由卡盘122、124进行的拉伸，并同 时由移动台130使加热源140在玻璃母材210的长度方向上沿图中箭头B所示方向移动。 从而能够横跨整个长度地拉伸玻璃母材210。如此一来，从位于玻璃母材210 -端侧的拉伸 起始位置开始拉伸，持续到位于玻璃母材210的另一端侧的拉伸终止位置，从而能够拉伸 玻璃母材210的大致整个长度。
[0032] 另外，拉伸的玻璃母材210可以采用例如外部气相沉积法（Outside Vapour Deposition，OVD法）制造。在OVD法中，向氢氧焰燃烧器中伴随着氧气及氢气同时供应作 为玻璃原料的四氯化硅等，以产生氢氧焰。使在氢氧焰中通过水解反应生成的玻璃微粒子 沉积于核心母材的表面。从而在核心母材的表面上形成多孔质玻璃层。
[0033] 进一步地，通过对多孔质玻璃层进行脱水、烧结，进行透明玻璃化从而形成透明 的玻璃母材210。这样得到的玻璃母材210的至少一部分形成外径沿长度方向大致恒定 的直胴部212。玻璃母材210对应于牵引光纤的牵引工序中使用的设备来调整外径及长 度。另外，玻璃母材210的制造并不限于OVD法，也可以为气相轴向沉积法（Vapor Axial Deposition，VAD法）、改进的化学外部气相沉积法（Modified Chemical Vapor Deposition， MCVD法）等其他制造方法。
[0034] 可以在玻璃母材210的长度方向上的两端或一端上通过焊接等方式焊接虚拟棒 222、224,在形成了玻璃母材组装体200的状态下保持于玻璃旋盘100上。包含虚拟棒222、 224的玻璃母材组装体200通过由卡盘122、124夹持虚拟棒222、224的端部从而被保持在 玻璃旋盘100上。
[0035] 据此，能够防止玻璃母材210被卡盘122、124等损伤。换言之，当在玻璃母材210 的端部已经产生了气泡、破损等缺陷时，可以不使用虚拟棒222、224,而是由卡盘122U24 直接夹持玻璃母材210。
[0036] 在将虚拟棒222焊接于玻璃母材210的一端的情形中，例如当拉伸玻璃母材210 时，该一端可以为开始拉伸侧的端部。此时，当在玻璃母材210的两端设置虚拟棒222、224 时，追加的虚拟棒224设置于玻璃母材210的拉伸终止侧的一端。
[0037] 进一步地，玻璃母材210可以设置锥形部214,该锥形部214至少与开始拉伸侧的 端部相邻，在玻璃母材210的长度方向上越接近玻璃母材210的端部，外径就越逐渐减小。 锥形部214例如可以通过对玻璃母材210进行研磨加工而形成。据此，玻璃母材210具有： 外径在长度方向上大致恒定的直胴部212,以及外径连续变化的锥形部214。
[0038] 另外，在玻璃母材210上设置有锥形部214的情形中，焊接在玻璃母材210的设置 有锥形部214的端部的虚拟棒222的外径可以与锥形部214的端部外径相等。据此，在包 含虚拟棒222的玻璃母材组装体200中，通过直胴部212、锥形部214及虚拟棒222使外径 连续变化。而且，虚拟棒222、224可以由具有与玻璃母材210的成分相同或类似的成分的 材料形成。
[0039] 如上所述，在对构成玻璃母材组装体200的玻璃母材210进行拉伸加工时，首先借 助于虚拟棒222、224由卡盘122、124进行夹持，将玻璃母材210保持在玻璃旋盘100上。然 后使用外径测定器150对玻璃母材210的拉伸前外径进行测定。
[0040] 图2为玻璃旋盘100中的外径测定器150的示意图。外径测定器150在玻璃母材 210的长度方向上被配置在紧靠加热源140的位置，对玻璃母材组装体200的外径进行测 定。
[0041] 当移动台130移动时，外径测定器150与加热源140共同移动。因此，在移动台 130的移动方向上将外径测定器150配置为比加热源140靠前的情形中，外径测定器150对 正要拉伸之前的玻璃母材组装体200的外径进行测定。而且，在移动台130的移动方向上 将外径测定器150配置在加热源140之后的情形中，外径测定器150对刚刚拉伸后的玻璃 母材组装体200的外径进行测定。
[0042] 当使用玻璃旋盘100拉伸玻璃母材210时，基于对要拉伸的玻璃母材210进行测 定而得到的拉伸前外径值和成为目标拉伸后外径，即目标外径值，设定除了由加热源140 带来的加热量以外的、包含加热源140(移动台130)的移动速度V b[mm/分]以及由卡盘 122、124的移动所产生的玻璃母材210的拉拽速度Vt (z) [_/分]的拉伸条件。
[0043] 另外，可以同时执行对玻璃母材210的加热和拉伸，以及测定外径和计算拉伸条 件。然而，外径测定器150测定玻璃母材210的外径的位置与拉伸被加热溶融的玻璃母材 210的位置之间的错位有时会影响外径控制的精度。
[0044] 因此，在加热及拉伸玻璃母材210之前不对加热源140进行点火，而是使用外径测 定器150横跨玻璃母材210的长度方向上的全长地预先测定玻璃母材210的外径。从而能 够预先得到要拉伸的玻璃母材210在长度方向上的外径分布，基于所得到的外径分布计算 要拉伸的玻璃母材210的平均外径，从而较为精确地设定拉伸条件。
[0045] 在将拉伸前具有外径D1 [mm]的玻璃母材210拉伸到目标外径D2 [mm]的情形中，力口 热源140的移动速度Vb[mm/分]与拉拽速度Vt(Z) [mm/分]可以基于下式1进行计算。此 处，变量z是指玻璃母材210的长度方向上的位置z [mm]，D2(Z)是指玻璃母材210在位置 z处的外径。
[0046] 【式1】