发明名称 玻璃竿制造方法及玻璃竿制造装置
摘要 一制造玻璃竿106(光纤材料来源)的方法,包括标准竿垂宜方向上的倾斜校正,及沿着倾斜校正过的标准竿(standard rod)138的轴线方向,加热共延展玻璃基底材料102(玻璃竿材料来源)来生产玻璃竿106。
申请公布号 TW482745 申请公布日期 2002.04.11
申请号 TW089104364 申请日期 2000.04.01
申请人 信越化学工业股份有限公司 发明人 山村 和一;下 光邦;岛田 忠克;平 秀夫
分类号 C03B37/012;C03B23/047 主分类号 C03B37/012
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种玻璃竿制造方法,系用以制造一玻璃竿,而该 玻璃竿系由制作光纤的一基底材料所制成,其包括 : 利用一标准竿来调整一悬吊装置及一延展装置之 垂直方向上的倾斜情形,其中该标准竿之笔直度已 为预先确定过的,而该悬吊装置会抓住该基底材料 ,并且当在进行延展制程时,该延展装置会拉伸该 基底材料; 从该悬吊装置上及该延展装置上取下该标准竿; 安装该基底材料到该悬吊装置上及该延展装置上; 以及 沿着用以垂直倾斜校正的该标准竿之轴线方向,加 热并延展该基底材料,来生产该玻璃竿。2.如申请 专利范围第1项所述之玻璃竿制造方法,其中在该 加热并延展该基底材料的过程中,系藉由一加热熔 炉加热该基底材料,而该悬吊装置将该基底材料送 入该加热熔炉,该延展装置将该加热熔炉加热过的 该基底材料沿着该标准竿的轴心方向拉动,生产该 玻璃竿,其中该垂直方向上的倾斜校正包括: 以该悬吊装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该悬吊装置上之该标准竿在该垂直方 向上的倾斜,使其垂直。3.如申请专利范围第2项所 述之玻璃竿制造方法,其中该垂直方向上倾斜的校 正还包括: 以该延展装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该延展装置上之该标准竿在该垂直方 向上的倾斜,使其垂直。4.如申请专利范围第3项所 述之玻璃竿制造方法,其中该垂直方向上倾斜的校 正还包括: 以该悬吊装置及该延展装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该悬吊装置及该延展装置上之该标准 竿在该垂直方向上的倾斜,使其垂直。5.如申请专 利范围第1项所述之玻璃竿制造方法,其中在该加 热并延展该基底材料的过程中,系藉由一加热熔炉 加热该基底材料,而该悬吊装置将该基底材料送入 该加热熔炉,该延展装置将该加热熔炉加热过的该 基底材料沿着该标准竿的轴心方向拉动生产该玻 璃竿,其中该垂直方向上的倾斜校正包括: 以延展装置将标准竿固定;以及 校正固定于该延展装置上之该标准竿在该垂直方 向上的倾斜,使其垂直。6.如申请专利范围第5项所 述之玻璃竿制造方法,其中该垂直方向上倾斜的校 正还包括: 以该悬吊装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该悬吊装置上之该标准竿在该垂直方 向上的倾斜,使其垂直。7.如申请专利范围第6项所 述之玻璃竿制造方法,其中该垂直方向上倾斜的校 正还包括: 以该悬吊装置及该延展装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该悬吊装置及该延展装置上之该标准 竿在该垂直方向上的倾斜,使其垂直。8.如申请专 利范围第1项所述之玻璃竿制造方法,其中在该加 热并延展该基底材料的过程中,系藉由一加热熔炉 加热该基底材料,而该悬吊装置将该基底材料送入 该加热熔炉,该延展装置将该加热熔炉加热过的该 基底材料沿着该标准竿的轴心方向拉动生产玻璃 竿,其中该垂直方向上的倾斜校正包括: 以该悬吊装置及该延展装置将该标准竿固定;以及 校正固定于该悬吊装置及该延展装置上之该标准 竿在该垂直方向上的倾斜,使其垂直。9.如申请专 利范围第5项或第8项所述之玻璃竿制造方法,其中 该标准竿倾斜校正过程中,将该标准竿靠近纵向中 心处固定在该延展装置上。10.如申请专利范围第8 项所述之玻璃竿制造方法,其中在利用该标准竿来 调整该悬吊装置及该延展装置之垂直方向上的倾 斜情形时,固定在该悬吊装置及该延展装置上之该 标准竿在该倾斜校正可以达到每一公尺倾斜0.5mm 以下。11.一种玻璃竿制造装置,系用以制造一玻璃 竿,而该玻璃竿系由制作光纤的一基底材料所制成 ,其包括: 一加热熔炉,用以加热该基底材料; 一悬吊装置,可以将该基底材料沿着一标准竿轴线 方向送入该加热熔炉,而该标准竿之笔直度已为预 先确定过的; 一延展装置,可以将该加热熔炉加热过的该基底材 料沿着该标准竿轴心方向拉动,生产该玻璃竿,其 中 当该悬吊装置及该延展装置撑托住该标准竿时,可 以移动该悬吊装置及该延展装置,以调整该悬吊装 置及该延展装置之水平位置及垂直倾斜度。12.如 申请专利范围第11项所述之玻璃竿制造装置,其中 该玻璃竿以陶瓷制造。13.如申请专利范围第11项 所述之玻璃竿制造装置,其中该标准竿具有一段为 该基底材料,且该标准竿还具有复数个替代竿,焊 接在该基底材料的两端。图式简单说明: 第1图是传统式玻璃基底材料第一延展装置图400。 第2图是传统式玻璃车床图110。 第3图是本发明的光纤制造装置系统图。 第4图是本发明的光纤制造方法图。 第5图是玻璃基底材料第一延展装置图900。 第6图是第一延展的装置402,以固定装置136固定住 标准竿138来校正玻璃基底材料102延展时的轴线。 第7图是第四图中玻璃基底材料第一延展(S204)的详 细流程图。 第8图是玻璃基底材料玻璃基底材料第一延展装置 402中以延展夹头142固定住标准竿138。 第9图是玻璃基底材料玻璃基底材料第一延展装置 402中以悬吊装置134和延展装置140固定住标准竿138 。 第10.11图是在延展装置140中使用滚轮(elongating roller)144a及144b来取代延展夹头142的图例。 第12图是玻璃基底材料弯曲程度的量测。 第13图是玻璃基底材料玻璃基底材料第一延展装 置402中控制滚轮144a和144b转速的装置。 第14图是位置控制装置(position control unit)158计算受 热变软区(heating softened region)中心位置与延展轴154 之间的误差量与玻璃基底材料102弯曲程度的关系 图。 第15图是显示出滚轮144a和144b表面的变形。 第16图是生产数量为300,由延展滚轮144a和144b所固 定金属管加热区域(heated region)中心的位移( displacement)。 第17图是实施例中,玻璃基底材料玻璃基底材料第 一延展装置402的受热变软区域中心位置的位移。 第18图是当延展滚轮144a和144b的转速相同时,受热 变软区域中心位置的位移。 第19图是玻璃竿融断装置(glass rod fusing apparacus)370 中喷烧头176的另一个实施例。 第20图是玻璃竿的输送装置380。 第21图是玻璃基底材料第一延展装置402中的储存 容器(storage container) 224。 第22图是第22图是输送玻璃竿106时输送装置380的移 动。 第23图是玻璃竿输送装置380的另一个实施例。 第24图是玻璃竿输送装置380的移动。 第24(a)图是玻璃竿输送装置380固定住玻璃竿106的 平面图。 第24(b)图玻璃竿输送装置380输送玻璃竿106到V形陈 列台的图。 第25图是本发明的玻璃竿第二延展装置111。 第26图是第4图中玻璃竿第二延展(S206)的详细流程 图。 第27图是玻璃竿第二延展装置111中,在固定夹头118 和移动夹头119加上冷却装置(cooling device)330。 第28图是(范例)中装有冷却装置330的固定夹头118和 移动夹头119上的温度和(比较范例)中没有冷却装 置330的固定夹头118和活动夹头119上的温度比较。 第29图是加热源122.直径量测装置124之间的距离与 玻璃竿106直径变动率的关系。 第30图是一附有拉力量测装置(tensile stress measurement device)284的玻璃竿第二延展装置111。 第31图是第26图中第二延展(S154)的详细流程图。 第32图是玻璃竿106延展过程中直径的变动。 第33图是玻璃竿106以第31图中的第二延展方法(S154) 来延展。 第34图是(范例)中玻璃竿106在第一延展阶段时的拉 力变动图。 第35图是(比较范例)玻璃竿106在第一延展阶段时的 拉力变动图。 第36图是第一延展后玻璃竿106在直径上的变动。 第37图是第26图中末端拉动(S158)的详细流程图。 第38图是在玻璃竿106和替代竿108之间的分隔部分 284。 第39图是以玻璃竿106和替代竿108之间的萤光涂料 287当作标记的例子。 第40图是玻璃竿第二延展装置111中的末端拉动位 置分隔部分284的侦测。 第41图是在侦测到末端拉动起始位置(S169)之后,加 热源122和末端支撑台116在末端拉动过程中的移动 。 第42图是第37图中末端拉动程序(S158)的设定例子。 第43图是第37图中末端拉动程序(S158)的另一个设定 例子。 第44图是玻璃竿第二延展装置中的加热源122。 第45图是加热源122的俯视平面图。 第46图是氧气的线性速度与加热源122的顶端温度 的关系图。 第47图是预先成型玻璃竿107尖端部分的形状。 第48图是预先成型玻璃竿107尖端部分的另一种形 状。 第49图是在表面处理(S168)之前,预先成型玻璃竿107 已经损毁。 第50图是在第51图及第52图中的范例中,经过氢氟酸 蚀刻的预先成型玻璃竿107a。 第51图是范例和比较范例中,在预先成型玻璃竿107 上,以visual inspection所算出氢氟酸凹面的数目。 第52图是预先成型玻璃竿107在氢氟酸蚀刻处理之 后,表面的不平坦部分。 第53图是经过表面处理预先成型玻璃竿107的另一 种形状。 第54图是清洗加热源122的超音波清洗装置404。 第55图是预先成型玻璃竿拉动装置500将预先成型 玻璃竿107拉成光纤。
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