专利名称:玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置的制作方法在制造以石英玻璃棒为代表的光纤预制棒时,采用预先制造大型的玻璃母材,然后使用拉伸炉将其拉伸,使其成为径更细的玻璃棒的方法。
[发明要解决的问题]近年来,在进行光纤制造时,有使用更粗径的光纤预制棒以提高生产率的趋向。随之而来的是,玻璃母材与拉伸后的玻璃棒的外径差变小。棒径在Φ90_左右以内的玻璃棒可以由玻璃旋盘实施拉伸加工,为此,先由拉伸炉进行粗拉伸,然后再由玻璃旋盘进行精密拉伸的方法被广泛采用。然而,当用作光纤预制棒的玻璃棒是径为Φ100 120mm以上的较粗物体时,就不容易通过玻璃旋盘进行拉伸加 工,而且,即便能通过玻璃旋盘进行加工,在经济上也不划算,因此,为了不利用玻璃旋盘进行拉伸加工,提高拉伸炉的外径控制性的需求变得越来越高。为了提高拉伸加工时的外径控制性,需要将玻璃母材的被加热区域变窄。这是因为当玻璃母材的锥体部与直体部的交界处等外径变化较大的部分没有受到局部加热时,则在拉伸后的玻璃棒上容易残留拉伸前的玻璃母材的形状的影响。然而,虽然将被加热区域变窄可以提高外径控制性,但使玻璃软化变形时所需的牵引力会与该软化变形部的长度成反比例地变大。另外,在开始拉伸时,对玻璃母材进行加热以使其软化,由牵引辊下拉下部的虚设牵引棒并进行拉伸,但在拉伸初期,由于玻璃的温度不能充分上升、或被加热区域比稳态拉伸时窄等原因,如果不施加比拉伸玻璃母材的直体部分的稳态拉伸时更大的牵引力,则不能使其变成所需形状。这种在拉伸时需要较大牵引力的情况下,有时,牵引辊与虚设牵引棒的接触面会发生滑动,使实际的牵引速度比所设定的下拉速度慢,从而拉伸后的玻璃棒的外径比作为目标的拉伸径粗。当要求提高外径控制性而使被加热区域变窄时,这种拉伸初期的牵引辊与虚设牵引棒之间的滑动会明显地发生。为了减少牵引力,虽然能够将拉伸初期的温度设定为高于稳态拉伸时的温度(稳态温度),或将送料速度及牵引速度设定为比稳态拉伸时的速度(稳态速度)慢,但由于温度的变更和送料速度的改变会使玻璃软化部分的形状和温度分布发生变化,所以会造成拉伸后的玻璃棒的外径发生改变的问题,从而无法达到提高拉伸炉的外径控制性的目的。为了解决所述问题,本发明的目的在于提供一种玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置,以便在拉伸玻璃母材以拉伸加工为更细径的玻璃棒时,抑制牵引辊相对于虚设牵引棒或玻璃棒的滑动,从而提高拉伸炉的外径控制性。[解决问题的方案]在本发明的第一实施方式中,提供一种玻璃母材的拉伸方法,使用具有加热炉、送料机构及牵引机构的玻璃母材拉伸装置来对棒状的玻璃母材进行拉伸,以制造出更细径的玻璃棒,该方法包括:由所述牵引机构的第一牵引辊对与所述玻璃母材的下端相连接的虚设牵引棒进行夹持,与所述送料机构一同将所述玻璃母材输送至所述加热炉;为了拉伸所述玻璃母材,在对所述虚设牵引棒进行牵引时所需的牵引力达到使所述第一牵引辊与所述虚设牵引棒之间发生滑动的负荷之前,在第一牵引辊的基础上进一步加上由牵引机构的第二牵弓I辊来夹持并牵弓I所述虚设牵弓I棒。在本发明的第二实施方式中,提供一种玻璃母材的拉伸装置,具有加热炉、送料机构及牵引机构,用于拉伸棒状的玻璃母材,以制造出更细径的玻璃棒;所述牵引机构包括:第一牵引辊,用于夹持与所述玻璃母材的下端相连接的虚设牵引棒,与所述送料机构一同将所述玻璃母材输送到所述加热炉中;以及第二牵引辊,用于为了拉伸所述玻璃母材,在对所述虚设牵引棒进行牵引时所需的牵引力达到使所述第一牵引辊与所述虚设牵引棒之间发生滑动的负荷之前,在所述第一牵引辊的基础上,进一步夹持并牵引所述虚设牵引棒。 [发明效果]根据本发明,可得到如下等优良的效果:在拉伸过程中,尤其是在需要较大牵引力的拉伸初期,能够抑制牵引辊与虚设牵引棒之间的滑动,从而提高了拉伸炉的外径控制性,因此能够提高拉伸后得到的玻璃棒的外径精度。 另外,所述发明的概要并未列举出本发明的全部必要特征。而且,所述特征组的子组合也可构成发明。
图1是玻璃母材的拉伸装置的一例的概略性纵截面图。
图2是拉伸工序中所需的牵引力随时间变化的曲线图。
图3是玻璃母材的拉伸装置在开始拉伸前的状态下的概略性纵截面图。
图4是玻璃母材的拉伸装置在虚设牵引棒连接到玻璃母材上的状态下的概略性截面图。
图5是玻璃母材的拉伸装置在开始拉伸前的状态下的概略性纵截面图。
图6是玻璃母材的拉伸装置在玻璃母材的直体部开始落入加热器的状态下的概略性纵截面图。
图7是玻璃母材的拉伸装置在玻璃母材12的点B到达加热器中心的状态下的概略性纵截面图。
图8是玻璃母材的拉伸装置在第一牵引辊松开状态下的概略性纵截面图。
[符号说明]
I加热器 2隔热材 3水冷腔室 4顶部腔室 5悬挂轴6连接夹具 7送料装置 8下部气体密封件 9引导辊 10第一牵引辊 11第二牵引辊 12玻璃母材 13虚设悬挂棒 14虚设牵引棒 15直体部
20玻璃母材的拉伸装置 30加热炉 40送料机构 50牵引机构
准备10根直体部15的径为Dtl=ISOmm的玻璃母材12,在拉伸SD1=UOmnu从点A到虚设牵引棒14下端的距离Ι^=1350πιπι、从加热器I的中心到第二牵引棍的中心的距离L2=1200mm的条件下进行拉伸。如图4所示,在玻璃母材12的点A到达加热器I的中心的时间点,由第一牵引辊10和第二牵引辊11双方夹持虚设牵引棒14,如图7所示,在玻璃母材的点B已经过加热器中心的时间点松开第一牵引辊10,仅由第二牵引辊11进行夹持并拉伸。结果,在拉伸过程中,第一牵引辊10及第二牵引辊11与虚设牵引棒14之间未滑动,并且也没有看到随之产生的外径改变。比较例1: 准备10根直体部15的径Dtl=ISOmm的玻璃母材12,以拉伸径D1=UOmnu从点A到虚设牵引棒下端的距离L1=I 100mm、从加热器I的中心至第二牵引棍11的中心的距离L2=1200mm的条件下进行拉伸。与图4所示状态不同的是,在玻璃母材的点A到达加热器I的中心的时间点,虚设牵引棒14的下端尚未到达第二牵引辊11,无法使用第一牵引辊10和第二牵引辊11双方夹持并牵引虚设牵引棒14,在拉伸过程中,第一牵引辊10与虚设牵引棒14之间发生了滑动,由此,在10根玻璃母材中的8根的外径都发生了 +2mm +9mm的改变。
本发明提供一种玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置,该玻璃母材的拉伸方法,使用具有加热炉、送料机构及牵引机构的玻璃母材拉伸装置来对棒状的玻璃母材进行拉伸,以制造出更细径的玻璃棒,该方法包括由牵引机构的第一牵引辊对与玻璃母材的下端相连接的虚设牵引棒进行夹持,与送料机构一同将玻璃母材输送至加热炉;为了拉伸玻璃母材,在对虚设牵引棒进行牵引时所需的牵引力达到使第一牵引辊与虚设牵引棒之间发生滑动的负荷之前,在第一牵引辊的基础上进一步加上牵引机构的第二牵引辊来夹持并牵引虚设牵引棒。本发明在拉伸玻璃母材以拉伸加工成更细径的玻璃棒时,能够抑制牵引辊相对于牵引伪棒或玻璃棒的滑动,从而提高拉伸炉的外径控制性。
玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置制作方法
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