[发明专利]玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种将玻璃母材加热然后拉伸加工成外径更细的玻璃棒的玻璃母材的拉伸方法及玻璃母材的拉伸装置。

背景技术

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。

发明内容

[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Φ90mm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引辊来夹持并牵引所述虚设牵引棒。

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。

附图说明

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。