KR970007945B1 - 광파이버용 유리모재의 연신방법 및 연신장치 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

광파이버용 유리모재의 연신방법 및 연신장치

도1은 광파이버용 유리모재을 제조하기 위한 VAD법을 도시한 개략도.

도2은 종래의 더미로드를 지닌 유리모재를 도시한 도면.

도3은 본 발명에 의한 유리모재를 연신하는 방법을 예시한 도면.

도4는 더미로드를 끼워맞춤부재에 끼워맞춤하는 방법의 일례를 도시한 도면.

도5 내지 도8은 본 발명에 의한 유리모재를 연신하는 다른 방법의 예를 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 설명*

1 : 광파이버용 유리모재2 : 상부더미로드

3 : 하부더미로드4,4'24,24' : 관통구멍

5 : 끼워맞춤부5a : 오목영역

6 : 메인로드(회전축)7 : 버너

8 : 화염9 : 유리검댕퇴적체

10 : 투명유리모재11 : 히터

12 : 상부끼워맞춤부재13 : 하부끼워맞춤부재

14 : 상부끼워맞춤부15 : 하부끼워맞춤부

16 : 연신된 모재16' : 세경부분

17 : 상부척18 : 하부척

22 : 볼트23 : 가열로

26 : 차폐판27 : 보조척

28 : 하부덮개

[발명의 목적]

[발명이 속한 기술분야 및 그 분야의 종래 기술]

본 발명은, 유리모재 특히 대형의 유리모재를 연신하는 방법 및 연신장치에 관한 것이다.

광파이버의 제조방법을, 일례로서 기상축부착법(VAD라 한다)을 참조하여 설명한다.

VAD법에서는 동심원형상의 다중관버너에 의해 산수소화염을 발생하고, 이 화염중에 SiCl₃, SiHCl₃등의 유리형성원료 및 경우에 따라 GeCl₄, POCl₃, BCl₃등의 도핑원료를 투입하여 화염가수분해 반응 혹은 산화반응에 의해 유리미립자(유리 검댕)를 생성하고, 이 유리검댕을 출발로드(rod)의 선단 혹은 외주면에 퇴적하여 유리검댕퇴적체를 형성한다. 그 후, 이 유리검댕퇴적체를 가열로에서 투명유리화하여 광파이버제조용의 투명유리모재를 얻고 있다.

다음에, 상기 VAD법을 이용해서 광파이버를 제조하는 방법에 대해 설명한다.

먼저, 상기 VAD법을 이용해서, 출발로드선단부에 코어부 또는 코어부와 클래드부의 일부로 이루어진 코어형성 유리모재를 합성하고, 할로겐계 가스로 탈수한 후, 투명유리화한다. 그후, 도1에 도시한 바와 같이, 이 투명유리로드(코어형성모재)를 출발부재(1)로 사용하여, 이 출발부재(1)의 외주면둘레에 유리미립자 합성용의 버너(7)를 이용해서 화염(8)을 발생하여 유리검댕(9)을 퇴적시킨다. 이와 같이 해서 얻은 유리로드와 유리검댕(9)의 복합체를 다시 소결로에서 투명유리화하여 광파이버제조용의 유리모재를 얻는다. 그 후, 이 유리모재의 양단부에 더미드(dummy rod)를 용접에 의해 접속하고, 그 모재의 표면을 화염연마한 후, 이 유리모재를 전기로 또는 산수소화염에 의해 가열하고, 연신하여 소망의 직경을 지닌 모재로드를 얻는다. 또 이 모재로드를 선뽑기하여 광파이버를 얻는다.

상기 유리로드와 유리검댕의 복합체를 소결로에서 투명유리환한 후 연신가공하기 위해서는, 도2에 도시한 바와 같이 모재의 선단부에 더미로드(19)를 용착하여, 그 양단에 더미로드(19)를 지닌 모재(10)를 전기로에서 가열하고 연신한다.

종래, 모재 또는 모재로드를 연신하기 위해서는, 예를들면 일본국 특공소 62-167236호 공보에 개시된 바와 같이, 수직방향으로 연장된 개구부를 지닌 유리모재 가열용의 가열로와, 가열로의 위쪽에 배치되어 더미로드의 한쪽을 파지하는 상부척과, 가열로의 아래쪽에 배치되어 더미로드의 다른쪽을 파지하는 하부척으로 이루어진 연신장치를 이용하였고, 이러한 장치를 이용해서 모재를 연신하는 방법으로서는, 가열로에서 모재로드를 가열한 상태에서 상기 척중 한쪽을 가열로에 대해서 멀어지도록 이동하고 상기 척중 다른쪽을 가열로에 대해서 가깝게 되도록 이동하는 방법이 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

그러나, 이러한 연신방법에서는, 길이가 긴 더미로드를 유리모재에 용착해서 일체화 할 때, 그 전체길이가 매우 길어져 취급하기가 어렵게 되고, 또 더미로드에 끼워맞춤부재를 부착하고, 이 끼워맞춤부재를 척으로 파지하면, 더미로드의 길이를 짧게 할 수는 있으나, 연신하는 동안 유리모재가 구부러지는 경향이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 유리모재에 길이가 긴 더미로드를 일체화시키지 않고, 또 연신하는 동안 유리모재가 구부러지지 않게 유리모재를 연신하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

[발명의 구성 및 작용]

본 발명에 의하면, 광파이버용 유리모재의 각 단부에 일체적으로 용착된 각 더미로드를 척에 의해 파지하는 공정과, 상기 유리모재를 가열로에서 가열·연신하는 공정으로 이루어진 광파이버용 유리모재의 연신방법에 있어서, 각 더미로드의 단부에서 핀이 삽입될 수 있는, 상기 더미로드의 중심축을 횡절하는 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 더미로드가 삽입될 수 있는 오목영역을 지니고 또 상기 더미로드의 상기 관통구멍에 대응하는 위치에서 중심축에 직교하는 관통구멍을 지니는 각 끼워맞춤부재에 상기 각 더미로드를 접속하고, 상기 더미로드와 상기 끼워맞춤부재의 양 관통구멍에 내열성의 핀을 삽입해서 상기 유리모재의 양단부를 상기 끼워맞춤부재에 의해 파지하고, 상기 오목영역의 내경과 상기 더미로드의 외경간의 차를 0.2mm∼4mm의 범위내로, 상기 더미로드의 상기 오목영역내에 삽입되는 부분의 길이를 50mm∼150mm의 범위내로 한 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 의하면, 광파이버용 유리모재에 일체적으로 용착된 더미로드의 각 단부를 각각의 끼워맞춤부재에 접속하는 공정과, 상기 각 끼워맞춤부재를 각각의 척으로 파지하는 공정과, 상기 유리모재를 가열로에서 가열하여 수직방향으로 연신하는 공정으로 이루어진 광파이버용 유리모재의 연신방법에 있어서, 연신개시시에는 상부 및 하부끼워맞춤부재를 각각 상부 및 하부척으로 파지하고 그 후, 상기 상부 또는 하부척으로 파지되는 위치를 상기 상부 또는 하부끼워맞춤부재로부터 다른 부분, 예를들면 더미로드로 변경하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법이 제공된다.

더욱이, 본 발명에 의하면, 가열로와, 상기 가열로의 중심축방향으로 독립적으로 이동가능한 상부 및 하부척과, 상기 가열로와 상기 하부척 사이에 설치되어 상기 가열로의 중심축방향으로 독립적으로 이동가능한 보조척을 구비한 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연시장치가 제공된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도3에 도시한 바와 같이, 도미로드의 일부를 상부 또는 하부 끼워맞춤부재(12) 또는 (13)로 대체함으로써 더미로드(2) 또는 (3)의 길이를 짧게할 수 있어, 더미로드가 접속된 모재의 취급성이 개선된다.

또, 끼워맞춤부재를 모재의 양단부에 접속할 경우, 연신체가 구부러지는 경향이 있으나, 본 발명에서는 이러한 벤딩현상도 방지할 수 있다.

본 발명의 본 실시예에 있어서는, 도3에 도시한 바와 같이 단부가 더미로드를 끼워맞춤시킬 수 있는 구조를 지니는 유리로드를 상하부끼워맞춤부재(12),(13)로서 준비하고 있다. 코어로드(1)의 상하양단부에는, 단부가 상하부끼워맞춤부재(12),(13)의 단부에 각각 끼워맞춤될 수 있는 구조를 지니는 상하부더미로드(2),(3)가 용착되어 있다. 코어로드(1)의 상하단부에 용착된 상기 더미로드(2),(3)를 각각 끼워맞춤부(14),(15)에 삽입하고, 도4(a) 및 (b) 에 도시한 바와 같은 한쌍의 관통구멍(4),(4')과 한쌍의 관통구멍(24),(24')에 내열성 재료로 이루어진 각 핀을 삽입해서, 해당 상하부더미로드(2),(3)를 각각 상하부의 끼워맞춤부재(12),(13)에 고정한 후, 상하부재(17),(18)에 의해 상기 끼워맞춤부재(12),(13)를 파지하고 코어로드(1)를 연신장치에 고정해서 가열·연신한다.

이하, 도미로드의 끼워맞춤부재에의 고정방법에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상하부끼워맞춤부재(12) 또는 (13)의 끼워맞춤부(14) 또는 (15)에 더미로드(2), 또는 (3)를 삽입하고, 관통구멍(4),(4') 또는 (24),(24')에 내열성 핀(도시 안함)을 삽입함으로써 고정한다. 이 경우, 끼워맞춤부재의 내경과 더미로드의 외경간의 차(클리어런스)는 0.2∼4mm이고, 또 더미로드의 끼워맞춤부재에 삽입되는 부분의 길이는 50∼150mm이다. 또, 연신중에, 끼워맞춤부재의 열에 의한 변형을 방지하기 위하여 끼워맞춤부재의 온도가 1200℃를 초과하지 않도록 더미로드의 길이를 선택한다.

끼워맞춤부재의 내경과 더미로드의 외경간의 차가 작을수록, 끼워맞춤부재의 중심축과 더미로드의 중심축이 보다 잘 일치되나, 이 차가 0.2mm보다 작으면, 끼워맞춤부재와 더미로드를 정밀하게 가공하지 않는한 더미로드를 끼워맞춤부재에 삽입하기 곤란하며, 또한 상기 차가 4mm 보다 크면, 더미로드의 중심축과 끼워맞춤부재의 중심축이 잘 일치되지 않아 연신 후의 모재가 구부러지기 쉽다.

또, 끼워맞춤부재와 더미로드의 중심축을 서로 보다 정확하게 일치시키는 방법으로서는 다음과 같은 수법이 있다.

즉, 끼워맞춤부재에 더미로드를 삽입하고, 더미로드와 끼워맞춤부재 양자에 형성된 관통구멍에 내열성의 원주형 핀을 삽입한 후, 도4(b)에 도시한 바와 같이 볼트(22)를 체결해서 더미로드를 끼워맞춤부재에 더욱 강고하게 고정한다. 해당 볼트(22)는 하부끼워맞춤부재(13)에 미리 부착되어 있는 동시에 하부끼워맞춤부재(13)의 중심축을 향하고 있다. 도시는 생략하였으나, 상부더미로드도 상기와 마찬가지 방법에 의해 상기 끼워맞춤부재에 고정할 수 있다. 상기 볼트는 카본 또는 알루미나로 이루어어진 것이 바람직하며, 볼트의 개수는 2∼8개가 바람직하다. 볼트에 의해 더미로드를 끼워맞춤부재에 견고하게 고정함으로써, 모재의 연신중에 있어서도 끼워맞춤부재의 중심축과 더미로드의 중심축이 정확하게 일치된다.

이러한 볼트의 사용은, 하부더미로드를 하부끼워맞춤부재에 고정하는데 있어서 중요하다. 즉, 하부더미로드와 하부끼워맞춤부재는 연신의 초기단계에 있어서는 서로 끌어당기고 있으므로, 그들의 중심축이 서로 쉽게 일치된다. 그러나, 유리모재의 연신이 진행됨에 따라서, 유리모재의 상부가 연화되고, 이와 같이 연화된 부분보다 아래쪽부분의 중량이 모두 하부끼워맞춤부재에 가해지게 되므로, 하부 더미로드와 하부끼워맞춤부재는 서로 밀치게 된다. 이때, 하부끼워맞춤부재에 하부더미로드가 견고하게 고정되어 있지 않으면, 그들의 중심축이 서로 어긋나게 되어, 연신후의 모재가 구부러져 버린다.

이상 설명한 바와 같이, 끼워맞춤부재를 이용해서 유리모재를 연신할 경우, 끼워맞춤부재의 내경과 더미로드의 외경간의 차 또는 볼트를 이용해서 더미로드를 끼워맞춤부재에 견고하게 고정하는 것이 중요하며, 또, 끼워맞춤부재는 열변형되지 않는 것이 필요하다. 끼워맞춤부재는 불순물의 혼입을 방지하기 위한 점에서 석영계 유리로 이루어진 것이 바람직하다. 또, 끼워맞춤부재의 변형을 방지하기 위하여, 전술한 바와 같이 더미로드의 길이는 끼워맞춤부재의 온도가 1200℃를 초과하지 않도록 선택해야만 한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 더미로드의 일부를 끼워맞춤부재로 대체함으로써 더미로드의 길이를 도3(b)에 도시한 바와 같이 짧게 할 수 있다.

본 발명의 실시예를 이하의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.

실시예 1

본 실시예는 도3 및 도4 를 참조하면서 설명한다.

[1] 코오부 및 클래드부의 일부로 이루어진 코어로드의 양단부에, 길이 200mm인 더미로드를 각각 접속하고, 이 코어로드의 외주면에 유리검댕을 최적시키고 투명유리화해서, 외경 58mm, 길이 300mm의 유리모재(1)를 얻었다. 또, 더미로드(2),(3)의 각 단부에는, 이 더미로드의 중심축과 수직인 방향에 직경 4mm인 관통 구멍이 각각 형성되어 있다.

[2] 유리모재의 연신장치는 가열로(23)(전기저항로)와 척(17),(18)으로 구성되어 있다(도3(a)). 상기 척(17),(18)은 각각 독립적으로 수직방향으로 이동될 수 있도록 되어 있다. 상부척(17)에는, 길이 500mm인 끼워맞춤부재(12)가 고정되어 있고, 유리모재(1)는 끼워맞춤부재(12)에 더미로드(2)를 삽입하고 관통구멍(4),(4')에 알루미나핀을 삽입함으로써 끼워맞춤부재(12)에 고정하였다(도3(b) 및 도4(a)). 더미로드(2)의 끼우맞춤부재(12)에 삽입된 부분의 길이는 60mm, 끼우맞춤부재(12)의 오목영역의 내경은 30.5mm, 상부더미로드(2)의 외경은 30.0mm였다.

그후, 상부척(17)를 하강시킴으로써 유리모재를 가열로(23)에 관통시키고, 하부더미로드(3)의 하부를 가열로(23)의 하부로부터 돌출시켰다(도3(b)). 또, 하부끼워맞춤부재(13)에 하부더미로드(3)의 단부를 삽입하고 그들의 관통구멍(24),(24')에 알루미나핀을 삽입하여 하부더미로드(3)를 하부끼워맞춤부재(13)에 고정하였다. 그 후, 4개의 카본볼트(22)를 체결하였다(도4(b) 참조). 하부끼워맞춤부재(13)의 오목영역 즉 끼워맞춤부(15)의 내경은 30.5mm, 하부더미로드의 외경은 30.0mm 하부더미로드(3)의 하부끼워맞춤부재의 오목영역(15)에 삽입된 부분의 길이는 100mm였다.

[3] 하부끼워맞춤부재(13)를 고정한 후, 상부척(17)을 상승시켜서, 모재(1)의 하단부를 히터(11)의 위치로 조정하고나서, 하부끼워맞춤부재(13)를 하부척(18)으로 파지하였다(도3(c)).

상기 유리모재(1)를 충분히 가열한 후, 상부척(17)을 10mm/min의 속도로 하강시키고, 하부척(18)을 54mm/min의 속도로 하강하시켰다(도3(d)).

사부척(17)을 300mm 하강시킨 시점에서 연신을 종료하였다(도3(e)).

상기 하강공정에 있어서, 히터의 온도는 1950℃로 유지하였고, 끼워맞춤부재의 최고온도는 1000℃에 달했다.

또, 도3에 있어서, (26) 및 (28)은 각각 차폐판 및 하부덮개이다.

이상의 방법에 의하면, 외경 25mm, 길이 1.6mm의 구부러짐이 없는 광파이버용의 유리모재가 얻어졌다.

비교예 1

외경이 25mm인 하부더미로드를 이용, 즉, 끼워맞춤부재의 내경과 더미로드의 외경간의 차를 5.5mm로 하고, 볼트를 이용하지 않은 점을 제외하고 실시예 1과 마찬가지 방법으로 유리모재를 연신하였다. 연신초기단계에서는 실시예 1과 마찬가지 조건하에서 유리모재를 연신할 수 있었으나, 연신개시시로부터 20분 후에는 하부더미로드의 중심축과 하부끼워맞춤부재의 중심축이 어긋나서, 연시체가 구부러져 버렸다.

실시예 2

길이 400mm, 외경 60mm인 유리모재의 양단부에, 외경 30.0mm, 길이 300mm인 더미로드를 용착하였다. 각 더미로드의 자유단부에는, 더미로드의 중심축과 수직인 방향에 내경 4mm의 관통구멍을 뚫어 놓았다.

그 후, 실시예 1과 마찬가지 방법으로 유리모재를 연신하였다. 더미로드(2)의 끼워맞춤부재(12)에 삽입된 부분의 길이는 60mm, 끼워맞춤부재(12)의 오목영역의 내경은 32.5mm, 상부더미로드의 외경은 31.0mm였다.

본 실기예에서도 연신체는 구부러지지 않았다.

또, 상기 실시예에서는 핀으로 세라믹 또는 알루미나핀을 예로 들었으나, 카본 또는 SiC 코팅된 카본핀을 이용해도 된다.

이하, 본 발명의 다른 연신방법 및 장치에 대해 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 상기 방법의 변형예이다.

본 실시예에 있어서는, 유리모재에 용착된 각 더미로드의 단부를 각 끼워맞춤부재에 접속한 후, 각 끼워맞춤부재를 연신장치의 각 척에 파지하고, 유리모재를 가열로내에서 수직방향으로 가열연신한다. 연신초기에는, 상하부 끼워맞춤부재는 각각 상하부척에 의해 파지되고 있으나, 그 후, 상부 또는 하부척에 의해 파지되는 위치를 상부 또는 하부끼워맞춤부재로부터 다른 부분, 예를들면 각각의 더미로드로 변경시킴으로써 척의 이동거리를 단축시키고 있다.

본 실시예에 있어서, 유리모재는 도3(a) 내지 도3(b)에 도시한 바와 거의 마찬가지 방법으로 연신한 후, 도5(e)에 도시한 바와 같이 척에 의해 파지되는 위치를 더미로드로 변경시킨다.

하부척의 하부끼워맞춤부재로부터 하부더미로드의 파지위치의 변경은, 하부더미로드가 가열로의 하단부로부터 나온 후 하부척과 동일한 속도로 보조척을 이동시키면서, 하부더미로드의 중앙부 부근을 보조척으로 파지함으로써 수행된다. 다음에, 하부척을 해체하여, 하부끼워맞춤부재를 더미로드와 분리한다. 그후, 하부척을 상승시키거나, 또는 하부척을 정지시킨 상태로 보조척을 하강시킴으로써, 하부척을 하부더미로드의 위치까지 이동시킨다. 하부척을 보조척과 동일한 속도로 이동시키면서, 하부척으로 하부도미로드를 파지하고, 이어서 보조척을 해재하여 그 이동을 정지시킨다. 그 결과, 연신은 중단없이 계속 진행되고, 하부척의 파지 위치는 하부끼워맞춤부재로부터 하부더미로드로 변경된다. 이러한 조작을 실현하기 위해서는 보조척은 하부척과 동일한 속도로 이동시켜야만 한다.

또, 보조척을 이용함으로써, 연시이 종료한 후 파지위치를 변경하는 것이 가능하다.

유리모재의 연신중에 하부척의 파지위치의 변경을 행핼 때, 하부끼워맞춤부재의 중심축과 하부더미로드의 중심축이 약간만이라도 어긋나 있을 경우, 연신모재가 구부러질 가능성이 있으나, 보조척을 사용함으로써 이러한 연신모재의 구부러지는 현상을 방지할 수 있다.

연신을 종료한 후, 연신유리모재를 가열(연신)로로부터 꺼내야만 한다. 이 때문에, 도5(f)에 도시한 바와 같이 연신모재의 상단부를 가열해서 더욱 연신하여 직경을 감소시키는 세경화를 행하고, 이 세경화된 부분 즉 세겨우분(16')을 절단해서 연신모재를 가열로로부터 빼낸다(도5(g)).

그러나, 연신종료시에는, 연신모재의 중량은 하부척에 의해서만 지지되고 있다.

이때 하부척이 해체되면, 연신모재를 지지할 수 없게 되어, 연신모재는 가열로내어 남아 있던 부분이 연화되고 있기 때문에 점차로 낙하할 위험이 있다. 이 경우, 보조척은 연신모재를 지지하는데 이용되므로 유리하다.

즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 연신모재의 상부의 직경을 세경화하기 직전에, 도6(i), 도7(g) 및 도8(f)에 도시한 바와 같이, 보조척(27)으로 연신모재(16)를 파지해서 보조척과 하부척으로 연신모재를 지지하고, 양 척을 동일한 속도로 하강시켜서 연신모재의 상부의 직경을 세경화한다.

이 공정에 있어서도, 연신모재를 보조척과 하부척으로 지지함으로써, 하부척으로만 연신모재를 지지할 경우에 비해서 보다 안전하게 연신모재의 상부를 연신할 수 있다. 특히, 세경부분(16')을 절단해서 연신모재를 가열로로부터 빼낼 때, 하부척으로만 연신모재를 지지하고 있을 경우에는 연신모재가 불안정해질 가능성이 있으나, 하부척과 보조척으로 연신모재를 지지할 경우에는 안정하게 되어 취급의 면에서 안정성이 향상된다.

본 발명의 상기 실시예를 다음의 구체적인 실시예에 의해 상세히 설명한다.

실시예 3

본 실시예에 있어서는, 도3의 (a)∼(d) 및 도5의 (e),(f),(g)의 공정으로 이루어진 방법으로 유리모재를 연신하였다.

가열로(23)의 하부개구부에 하부덮개(28)를 덮어놓고, 가열로안으로 불활성가스공급부(도시안함)로부터 불활성가스를 공급한 후, 히터(11)에 의해 소정의 온도까지 가열로의 내부온도를 상승시켰다.

길이 200mm인 상·하부더미로드(2),(3)가 각각 용착된 광파이버용 유리모재(1)를 상부끼워맞춤부재(12)의 하단부에 부착하고, 상부더미로드(2) 및 상부끼워맞춤부재(12)의 양쪽에 형성되어 있는 관통구멍에 알루미나로 이루어진 원주형핀을 삽입함으로써, 유리모재(1)를 고정하였다(도3(a)).

이 광파이버용 유리모재(1)는 외경 55mm, 길이 400mm였다.

가열로(23)내에 유리모재(1)를 삽입하고, 하부덮개(28)를 개방하여, 가열로(23)의 하부개구부로부터 하부더미로드(3)의 선단부를 돌출시켰다(도3(b)). 다음에, 상기 하부더미로드(3)의 단부를 하부끼워맞춤부재(13)에 삽입하고, 상기와 마찬가지 방법으로 알루미나로 이루어진 원주형 핀으로 고정하였다.

하부덮개(28)를 개방한 후에는, 상부끼워맞춤부재(12)에 부착된 수직방향으로 이동가능한 차폐관(26)이 상기 가열로의 상부개구부를 폐쇄하고 있으므로, 가열로의 내부는 불활성가스로 채워진 채로 있게 된다(도3(c)).

유리모재(1)의 하단부를 히터(11)의 위치로 조절하고, 하부끼워맞춤부재(13)를 하부척(18)으로 파지한다. 다음에, 상부척(17)을 10mm/min의 속도로 하강시킴과 동시에 하부척(18)을 52mm/min의 속도로 하강시켜 유리모재(1)를 연신하였다. 도3(d)에 도시한 바와 같이 하부더미로드(3)가 가열로 (23) 밖으로 나온 시점에서, 상하부척(17),(18)의 이동을 정지하고 연시을 중단하였다(도3(d)).

다음에, 하부척(18)을 해체하여 하부끼워맞춤부재(13)를 분리하였다. 그후, 하부척(18)을 하부더미로드(3)의 위치까지 상승시켜, 하부더미로드(3)의 단부를 파지하고 나서, 유리모재의 연신을 재개하였다(도5(e)).

유리모재의 연신을 더욱 진행시켜 유리모재(1)의 상단부가 히터(11)의 위치에 달한 시점에서, 연신을 종료하였다(도5(f)).

다음에, 하부척(28)만을 더욱 하강시켜서, 연신모재의 상단부의 직경을 세경화하고(도5(g)), 이 세경부분(16')을 절단해서 연신모재(16)를 가열로로부터 빼냈다.

이상의 방법에 의해, 외경 24mm, 길이 2100mm인 연신모재가 얻어졌다.

실시예 4

본 실시예에 있어서는, 도6의 (a)∼(g) 공정으로 이루어진 방법에 의해 유리모재의 연신을 행하였다.

가열로(23)의 하부개구부에 하부덮개(28)를 덮어놓고, 가열로안으로 불활성 가스공급구(도시안함)로부터 불활성가스를 공급한 후, 히터(11)에 의해 소정의 온도까지 가열로의 내부온도를 상승시켰다.

도 6(a)에 도시한 바와 같이, 상하부더미로드(2),(3)가 접속된 광파이버용 유리모재(1)를 상부척(17)에 고정된 상부끼워맞춤부재(12)에 부착하였다.

유리모재(1)는 코어부 및 클래드부의 일부로 이루어진 유리로드의 양단부에 길이 300mm인 각 더미로드를 일체로 용착시켜 놓고, 그 유리로드의 더미로드의 주위에 유리검댕을 퇴적시켜, 유리로드와 유리검댕퇴적체의 복합체를 가열로에서 가열하여 유리검댕퇴적체를 투명유리화하였다.

또, 가열로(23)와 하부척(18) 사이에는 보조척(27)을 설치하였다.

실시예 3과 마찬가지로 해서, 하부끼워맞춤부재(13)에 하부더미로드(3)(3)를 부착하고, 하부척(18)으로 하부끼워맞춤부재(13)를 파지한 후, 유리모재(1)의 연신을 개시하였다(도6(b) 및 도6(c)).

하부더미로드(3)가 가열로(23)로부터 나와서 하부더미로드(3)의 주앙부분이 보조척(27)의 위치에 도달한 시점에서, 보조척(27)과 하부척(28)을 동일한 속도로 하강시켰다(도6(d)). 이와 같이 보조척(27)과 하부척(18)을 동일한 속도로 하강시키면서, 보조척(27)으로 더미로드(3)의 중앙부분을 파지, 즉 파지위치를 변경하였다(도6(e)).

다음에, 하부척(18)을 해체하여 하부끼워맞춤부재(13)를 분리하였다. 그 후, 하부척(18)을 하부더미로드(3)의 하단부의 위치까지 상승시켜 하부더미로드(3)의 단부를 잡고, 보조척(27)과 하부척(18)을 동일한 속도로 하강시키면서, 하부더미로드(3)를 하부척(18)으로 파지하였다(도6(f)). 이어서, 보조척(27)을 해체하여 그의 이동을 종료하였다(도6(g)).

도6(h)에 도시한 바와 같이, 유리모재의 상부가 히터(11)의 위치에 도달한 시점에서, 상부척(17) 및 하부척(8)의 하을 정지시켜 연신을 종료하였다.

도6(i)에 도시한 바와 같이, 보조척(27)으로 연신모재(16)를 파지하고, 하부척(18) 및 보조척(27)을 동일한 속도로 하강시켜 연시모재(16)의 상단부의 직경을 세경화하고, 그 세경부분(16')을 절단해서 연신모재(16)를 가열로로부터 빼냈다.

이상의 방법에 의해, 외경 24mm, 길이 2100mm인 연신모재가 얻어졌다.

실시예 5

실시예 4에 있어서의 도6(a)∼(d) 공정과 마찬가지 방버으로, 유리모재(1)를 척에 고정하고, 그의 연신을 개시하였다.

연신중에는, 하부척(13)에 의한 파지위치를 변경하지 않고 유리모재(1)의 상부가 히터(11)의 위치에 도달할 때까지 연신을 행하였다. 그후, 상하부척(17),(18)의 하강을 정지하고, 보조척(27)으로 연신모재(16)를 파지하였다(도7(e)).

다음에, 하부척(18)을 해체하여 하부끼워맞춤부재(13)를 분리하였다. 그 후, 하부척(18)을 하부더미로드(3)의 하단부의 위치까지 상승시켜 하부더미로드(3)의 단부를 파지하였다(도7(f)).

그 후, 실시예 6과 마찬가지 방식으로, 연신모재의 상부를 더욱 연신하여 그의 직경을 세경화하고, 이 세경부분(16')을 절단해서 연신모재(16)를 가열로로부터 빼냈다.

이상의 방법에 의해, 외경 24mm, 길이 2100mm인 연신모재가 얻어졌다.

실시예 3,4 및 5에 있어서, 외경 55mm, 길이 400mm인 유리모재를, 외경 24mm, 길이 2100mm인 연신모재로 연신할 경우, 각 더미로드의 길이는 200mm∼300mm 정도로 하고, 장치의 높이는 430mm 정도로 하였다. 반면, 끼워맞춤부재를 사용하지 않을 경우에는 각 더미로드의 길이는 100mm 정도로 해야하므로, 장치의 높이는 4700mm 정도가 필요하였다.

실시예 6

본 실시예에 있어서는, 도6(a)∼(d) 및 도8의 (e) 및 (f) 공정으로 이루어진 방법에 의해 유리모재의 연신을 행하였다.

먼저, 외경 60mm, 길이 400mm인 유리모재의 양단부에, 외경 30.0mm, 길이 300mm인 각 더미로드를 용착하였다. 또, 각 도미로드의 자유단부에는 내경 4mm이 관통구멍을 형성해 놓았다.

상합끼워맞춤부재(12),(13)에 상하부더미로드(2),(3)를 삽입하고, 더미로드 및 끼워맞춤부재의 각 관통구멍에 알루미나핀을 삽입해서 유리모재를 고정하였다. 또, 하부더미로드(3)는 4개의 카본볼트를 체결함으로써 하부끼워맞춤부재에 더욱 고정하였다.

각 끼워맞춤부재의 오목영역의 내경은 30.5mm, 각 더미로드의 외경은 30.0mm였다. 상부더미로드(2)의 상부끼워맞춤부재의 오목영역에 삽입되는 부분의 길이는 60mm, 하부더미로드(3)의 하부끼워맞춤부재의 오목영역에 삽입되는 부분의 길이는 100mm였다.

하부끼워맞춤부재를 고정한 후, 상부척(17)을 상승시켜서 유리모재(1)의 하단부를 히터(11)의 위치에 맞추고, 하부척(18)으로 하부끼워맞춤부재(13)를 파지하였다(도6(c)). 히터온도는 1950℃로 하고, 유리모재(1)를 충분히 가열한 후, 상부척(17)을 10mm/min의 속도로 하강시키면서 하부척(18)을 54mm/min의 속도로 하강시켜 유리모재(1)을 연신하였다(도6(d)). 상부척(17)을 300mm 하강시킨 시점에서 연신을 종료하였다(도8(e)). 이때, 도8(e))에 도시한 바와 같이 보조척(27)으로 연시모재(16)를 파지하였다.

그후, 보조척(27)과 하부척(18)을 동일한 속도로 하강시켜 도8(f)에 도시한 바와 같이 연신모재(16)의 상단부의 직경을 세경하고, 이 세경부분(16')을 절단하여 연신모재(16)를 가열로로부터 빼냈다.

연신중에 끼워맞춤부재의 최고온도는 100℃였다.

이상의 방법에 의해, 구부러짐이 없는 연신모재가 얻어졌다.

[발명의 효과]

본 발명에 의한 연신방법 및 장치를 사용하면, 종래와 같이 광파이버용 모재에 장착의 더미모재를 용착일체화할 필요가 없이 설비높이를 짧게 할 수 있는 것에 더하여, 광파이버용 모재를 형성하기 위한 유리로드에 미리 더미막대를 용착일체화시켜두면, 광파이버용 모재를 형성 후 바로 연신가능하게 되므로, 고정간략화와 함께, 모재오염, 상처발생 등의 위험을 저감할 수 있다.

또, 하부척에 의해서 하부끼워맞춤부재로부터 하부더미막대로 바꿔잡음으로서, 광파이버용 모재의 연신에 필요한 하부척 이동범위를 짧게 할 수 있고, 이런점에서도 설비높이를 짧게 하는 것이 가능하게 된다.

또, 가열로와 하부척 사이에 보조척을 설치하므로서, 하부척의 바꿔잡기도 연신을 중단하는 일없이 가능하게 되고, 연신모재의 인출도 안전하게 행할 수 있다.

또 보조척의 병용에 의해 바꿔잡을때의 중심축의 어긋남을 방지하므로서 연신모재의 구부림도 방지할 수 있다.

Claims (12)

1. 광파이버용 유리모재의 각 단부에 일체적으로 용착된 각 더미로드를 척에 의해 파지하는 공정과, 상기유리모재를 가열로에서 가열·연신하는 공정으로 이루어진 광파이버용 유리모재의 연신방법에 있어서, 각 더미로드의 단부에는, 핀이 삽입될 수 있고, 상기 더미로드의 중심축을 횡절하는 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 더미로드가 삽입될 수 있는 오목영역을 지니고 또 상기 더미로드의 상기 관통구멍에 대응하는 위치에서 중심축에서 직교하는 관통구멍을 지니는 각 끼워맞춤부재에 상기 각 더미로드를 접속하고, 상기 더미로드와 상기 끼워맞춤부재의 양 관통구멍에 내열성의 핀을 삽입해서 상기 유리모재의 양단부를 상기 끼워맞춤부재에 의해 파지하고, 상기 오목영역의 내경와 상기 더미로드의 외경간의 차를 0.2mm∼4mm의 범위내로, 상기 더미로드의 상기 오목영역내의 삽입되는 부분의 길이를 50mm∼150mm의 범위내로 한 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 오목영역과 관통구멍을 지닌 끼워맞춤부재가, 상기 끼워맞춤부재의 외주부로부터 중심축을 향해 체결되는 2∼8개의 볼트를 지니고 있고, 상기 핀과 상기 볼트를 이용해서 상기 더미로드를 상기 끼워맞춤부재에 고정하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 끼워맞춤부재의 온도를 1200℃ 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 유리모재를 수직방향으로 파지하고 수직방향으로 연신하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
5. 광파이버용 유리모재에 일체적으로 용착된 더미로드의 각 단부를 각각의 끼워 맞춤부재에 접속하는 공정과, 상기 각 끼워맞춤부재를 각각의 척으로 파지하는 공정과, 상기 유리모재를 가열로에서 가열하여 수직방향으로 연신하는 공정으로 이루어진 광파이버용 유리모재의 연신방법에 있어서, 연신개시시에는 상부 및 하부끼워맞춤부재를 각각 상부 및 하부척으로 파지하고, 그후, 상기 상부 또는 하부척으로 파지되는 위치를 상기 상부 또는 하부끼워맞춤부재로부터 더미로드로 변경하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 연신의 최종단계에 있어서, 상기 하부척의 파지위치를 상기 하부끼워맞춤부재로부터 상기 하부더미로드로 변경하여 상기 하부끼워맞춤부재를 분리하고, 이어서 상기 하부더미로드를 파지하는 상기 하부척을 더욱 이동시켜서 연신된 모재의 상단부를 연신하여 그의 직경을 세경화하고, 상기 연신된 모재의 세경화된 부분을 절단해서 상기 연신된 모재를 상기 상부더미로드로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 상부 또는 하부척의 파지위치를 상기 상부 또는 하부끼워맞춤부재로부터 더미로드로 변경하는 공정은, 상기 가열로의 상기 하부척사이에 설치되어 상기 하부척과는 독립적으로 이동하는 보조척을 이용해서 상기 유리모재를 연신하고, 연신을 종료하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 연신의 최종단계에 있어서, 상기 하부척의 파지위치를 상기 하부끼워맞춤부재로부터 상기 하부더미로드로 변경하여 상기 하부끼워맞춤부재를 분리하고, 이어서 하부더미로드를 파지하는 상기 하부척을 더욱 이동시켜서 연신된 모재의 상단부를 연신하여 그의 직경을 세경화하고, 상기 연신된 모재의 세경화된 부분을 절단해서 상기 연신된 모재를 상기 상부더미로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 하부척과 동일한 속도로 상기 보조척을 하강시키면서, 연신도중에 상기 보조척으로 상기 하부더미로드의 중간부를 파지한 후, 상기 하부척을 해체하여 상기 하부끼워맞춤부재를 분리하고, 다음에, 상기 하부척을 상기 보조척에 상대적으로 근접시켜, 상기 하부척과 상기 보조척을 동일한 속도로 하강시키면서 상기 하부척으로 상기 하부더미로드의 하단부를 파지하고, 상기 보조척을 해체함으로써, 연신을 중단함이 없이 상기 하부척의 파지위치를 상기 하부끼워맞춤부재로부터 상기 하부더미로 변경하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 연신의 최종단계에 있어서, 상기 연신된 모재의 상부를 상기 보조척으로 파지하고, 상기 보조척과 상기 하부척을 동일한 속도로 하강시켜 상기 연신된 모재의 상단부를 더욱 연신하여 그의 직경을 세경화하고, 상기 연신된 모재의 세경화된 부분을 절단해서 상기 연시된 모재를 상기 상부더미로드로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신방법.
11. 가열로와, 상기 가열로의 중심축방향으로 독립적으로 이동가능한 상부 및 하부척과, 상기 가열로와 상기 하부척사이에 설치되어 상기 가열로의 중심축방향으로 독립적으로 이동가능한 보조척을 구비한 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 보조척과 상기 하부척을 동일한 속도로 이동시키는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광파이버용 유리모재의 연신장치.