专利名称：玻璃包线及其制造方法
技术领域：
本发明涉及制造玻璃包线。
背景技术：
玻璃包线一般但不是必须包括涂覆有几个μ m厚度的相对薄的玻璃涂层的相对 小直径的金属芯(典型的直径为1 μ m以上)。已经发现此类线材在线材市场具有很多应用， 包括微线材市场，例如微型电子元件中；个人安全标签；物品和商品的防盗标签；防伪应用 以及通信线材等。金属线的玻璃涂覆方法是1924年G. F. Taylor首次提出的，然后在1948年 Ulitovsky针对相对大规模生产进行了改进。一般称之为Taylor-Ulitovsky工艺，该工艺 基于将含金属的玻璃管加热至金属熔化点，而熔点远高于金属的玻璃也由于所施加的热而 软化。然后拉伸玻璃以形成毛细管，其中熔融金属在管内形成金属芯。通常，利用电磁感应 来加热金属直至熔化，而利用金属的热来加热玻璃至其软化和可拉伸。
发明内容
本发明的一些实施方案的一个方面涉及提供制造玻璃包线的方法、设备和系统， 其中用于形成玻璃包线的芯材和玻璃材料可选择为芯材的熔化温度和玻璃材料的拉伸温 度(玻璃可被拉伸的温度)是互相独立的。在现有技术中，Taylor-Ulitovsky方法的应用涉及熔化玻璃管中的芯材。利用电 磁感应产生的热，使芯材例如金属(或金属合金)熔化，而金属的热将玻璃软化(熔化)至 拉伸温度(drawing temperature)。这要求金属的熔融温度与玻璃的拉伸温度匹配。所以， 玻璃包线铸造所必须的玻璃技术粘度必须在约等于金属熔融温度的温度下获得，这内在地 限制了由高温金属制造玻璃包线的可能性(因为难以选择具有与高温金属的熔融温度相 匹配的拉伸温度的玻璃类型)。由低温金属制造玻璃包线时存在类似的问题，例如Pb (铅) 或Sn (锡)的熔融温度分别为Tm = 327°C和Tm = 232°C，远低于玻璃的拉伸温度(1100°C )。如前所述，基于Taylor-Ulitovsky方法，玻璃包线通常使用含金属批料的玻璃管 来制造，利用感应器的电磁场将所述金属加热到足以熔化的温度。然后，熔融金属软化玻璃 管壁。通常，感应器的电磁场使熔融金属在感应器的中部以悬浮状态保持在玻璃管中；即所 谓的“悬浮液滴法”。然后，将玻璃毛细管从软化的玻璃部分中拉出并缠绕在旋转线圈上。 结果，玻璃包线由“微浴”形成，包括由熔融金属和玻璃形成为填充有导电金属芯的玻璃毛 细管，从而形成连续的玻璃包线。虽然Taylor-Ulitovsky工艺看起来是内在简单的技术，该工艺存在对于需要小
5心控制的多个相关变量，并且该变量可对利用该工艺的玻璃包线的大规模生产存在限制。 获得稳定工艺的重要因素是保持微浴尺寸不变的能力。例如，对于连续工艺而言，连续加入 金属需要使用以预定速率向熔体进料的金属原料。另外，当金属和玻璃用完后，需要通过在 感应器区域的进料工具连续供应玻璃。同时，需要通过改变金属在感应器中的位置(其它 条件相同)来控制金属的融化温度，同时通过改变拉伸速度来控制线直径。这些变量必须 小心控制，因为拉伸速度下降会导致线直径增加，同时拉伸速度增加会导致线直径减小。例 如，20微米的线需要约800m/秒的拉伸速度，而100微米的线需要约IOm/秒的拉伸速度。
根据本发明的一些实施方案的一个方面，提供一种用于制造玻璃包线的设备，所 述设备适于分别熔融芯材和软化所要拉伸的玻璃，使得在玻璃包线中能够使用熔融温度远 高于玻璃的芯材。任选地，芯材的熔融温度可与玻璃的熔融温度相同或远小于玻璃的熔融 温度。 在本发明的一个实施方案中，所述设备包括利用第一电磁感应器进行加热的第一 加热装置，该第一装置适于熔化芯材；还包括利用第二电磁感应器加热的第二加热装置，该 第二装置适于软化用于拉伸的玻璃。第一装置可以是耐热钢的，用于由低温金属如铅、铜、 铝等制造玻璃包线。这种熔化技术允许第一感应器使用频率范围为0. 5kHz至30kHz，例如 2-10kHz的电感器，以为所述方法提供相对优越的能量特性。陶瓷装置可用于由高温金属制 备玻璃包线。当高温金属例如钼(Tm = 1769°C)的熔融温度高于由耐热钢制成的装置的工 作温度时，必须使用陶瓷装置。在这种情况下，可在频率范围为30-800kHz，例如66-500kHz 内进行加热。在本发明的一些实施方案中，熔融芯材从第一装置(以流或滴的形式，取决于生 产需要)流入第二装置。可由耐热钢制成的第二装置还适于使熔融芯材与软化的玻璃结合 形成玻璃包线。然后，可从第二装置拉伸玻璃包线(填充有熔融芯的玻璃毛细管)以进行 冷却以及进行制造玻璃包线所需的后续步骤(例如缠绕)。芯材连续进料至第一装置和玻 璃材料连续进料至第二装置可允许连续生产玻璃包线。在本发明的一些实施方案中，如果芯材的熔点基本接近玻璃材料的熔点，则芯材 可在第二装置中熔化。芯材可放入第二装置的第一区域中，与占据第二区域的玻璃材料物 理隔离，并且可通过来自加热的玻璃的热传导而在装置中熔化。然后，熔融的金属可与软化 的玻璃结合形成玻璃包线。然后，可从装置中拉伸玻璃包线用以进行冷却和后续加工。根据本发明的一些实施方案的一个方面，提供一种用于制造具有基本圆形截面的 玻璃包微线的系统。该系统包括上述设备，还包括用于冷却拉伸的玻璃包线的冷却装置。 该冷却装置可包括具有冷却液的贮槽，适于为拉伸的玻璃包线提供稳定且无扰动的冷却环 境，而不是如本领域常见的那样使其通过不稳定和扰动的冷却流。结果，玻璃包线的所有侧 面受到均勻冷却，因此可获得均勻且无畸变的玻璃涂层。该玻璃包线获得均勻的基本圆形 截面。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的设备，该设备包括至 少一个加热装置，所述加热装置适于独立地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至 其拉伸温度。任选地，所述设备还包括出口，所述出口适于将熔融的芯材与加热的玻璃材料 结合以形成具有包覆有玻璃的熔融芯材的线。在本发明的一些实施方案中，所述设备还包 括适于加热所述至少一个加热装置的至少一个电磁感应器。任选地，所述至少一个加热装
6置包含耐热金属。作为附加方案或替代方案，所述至少一个加热装置包含耐热陶瓷。任选 地，将芯材连续进料至所述至少一个加热装置。任选地，将玻璃材料连续进料至至少一个加 热装置。在本发明的一些实施方案中，所述设备还包括适于将芯材加热至其熔融温度的第 一加热装置，和将玻璃材料加热至其拉伸温度的第二加热装置。任选地，所述设备还包括适 于将熔融芯材流从第一装置引导到第二装置的导管。任选地，所述熔融芯材流是液流。作 为附加方案或替代方案，所述熔融芯材流包括下落液滴。任选地，第二装置包括适于容纳熔 融芯材的第一区域。任选地，第二装置包括适于容纳加热的玻璃材料的第二区域。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的方法，该方法包括独 立地加热芯材至其熔融温度和加热玻璃材料至其拉伸温度；和将熔融的芯材与加热的玻璃 材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。任选地，所述方法还包括利用电磁感应 器独立加热。任选地，所述方法还包括连续进料芯材。任选地，所述方法还包括连续进料玻 璃材料。在本发明的一些实施方案中，所述方法还包括在第一加热装置中加热芯材，和在 第二加热装置中加热玻璃材料。任选地，第一装置和/或第二装置包含耐热金属。任选地， 第一装置和/或第二装置包含耐热陶瓷。作为附加方案或替代方案，所述方法还包括将熔 融芯材流从第一装置引导到第二装置。任选地，熔融芯材流是液流。任选地，熔融芯材流是 下落液滴。任选地，所述方法还包括在第二装置的第一区域中容纳熔融芯材。作为附加方 案或替代方案，所述方法还包括在所述第二装置的第二区域中容纳加热的玻璃材料。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的系统，所述系统包括 一种用于制造玻璃包线的设备，所述设备包括至少一个加热装置，所述加热装置适于独立 地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至其拉伸温度；和用于冷却所述玻璃包线的 冷却装置。任选地，所述冷却装置包括充有液体的贮槽。任选地，冷却装置还包括在贮槽内 的至少一个滑轮，所述玻璃包线绕所述滑轮穿过。作为附加方案或替代方案，冷却装置还包 括在贮槽外的至少一个滑轮，所述玻璃包线绕所述滑轮穿过。在本发明的一些实施方案中，所述系统还包括出口，所述出口适于将熔融的芯材 与加热的玻璃材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。在本发明的一些实施方案 中，所述系统还包括适于加热所述至少一个加热装置的至少一个电磁感应器。任选地，所述 至少一个加热装置包含耐热金属。作为附加方案或替代方案，所述至少一个加热装置包含 耐热陶瓷。任选地，芯材连续进料到所述至少一个加热装置。任选地，玻璃材料连续进料到 所述至少一个加热装置。在本发明的一些实施方案中，所述系统还包括适于将芯材加热至其熔融温度的第 一加热装置和将玻璃材料加热至其拉伸温度的第二加热装置。任选地，所述系统还包括适 于将熔融芯材流从第一装置引导到第二装置的导管。任选地，所述熔融芯材流是液流。作 为附加方案或替代方案，所述熔融芯材流包括下落液滴。任选地，第二装置包括适于容纳熔 融芯材的第一区域。任选地，第二装置包括适于容纳加热的玻璃材料的第二区域。在本发明的一些实施方案中，所述至少一个加热装置包括适于将芯材加热至其熔 融温度的第一区域，和适于将玻璃材料加热至其拉伸温度的第二区域。在本发明的一些实施方案中，芯材包括金属、金属合金、元素半导体、非陶瓷半导
7体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组合。作为附加方案或替代方案，芯材成型为棒、条或 线。任选地，玻璃材料包括碱金属硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二 氧化硅玻璃、钠钙玻璃(soda-lime)、铅玻璃或其任意组合。作为附加方案或替代方案，玻璃 材料包括玻璃粉、玻璃球或玻璃管形状。根据本发明的一个实施方案，提供一种具有基本圆形截面的玻璃包线。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的设备，所述设备包括 适于加热至第一温度的第一装置，所述第一温度适于熔化芯材；适于加热至第二温度的第 二装置，所述第二温度适于使玻璃材料到达拉伸温度；和适于将熔融的芯材与加热的玻璃 材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。任选地，第一温度大于或等于第二温度。 任选地，第一温度小于第二温度。任选地，设备还包括适于加热第一装置的第一电磁感应 器。任选地，设备还包括适于加热第二装置的第二电磁感应器。作为附加方案或替代方案， 芯材连续进料到第一装置。任选地，玻璃材料连续进料到第二装置。任选地，第一装置和/ 或第二装置包含耐热金属。任选地，第一装置和/或第二装置包含耐热陶瓷。作为附加方 案或替代方案，设备还包括适于将熔融芯材流从第一装置引导到第二装置的导管。任选地， 所述熔融芯材流是液流。任选地，熔融芯材流包括下落液滴。任选地，第二装置包括适于容 纳熔融芯材的第一区域。任选地，第二装置包括适于容纳加热的玻璃材料的第二区域。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的设备，所述设备包括 至少具有第一区域和第二区域的装置，其中第一区域适于容纳芯材，第二区域适于容纳玻 璃材料，其中所述装置适于加热，以熔化芯材和使玻璃材料到达拉伸温度；以及出口，所述 出口适于将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成包覆有玻璃的熔融芯材。任选地，所 述设备还包括适于加热第二装置的第二电磁感应器。任选地，芯材连续进料到第一区域。作 为附加方案或替代方案，玻璃材料连续进料到第二区域。任选地，所述装置包含耐热金属。 任选地，所述装置包含耐热陶瓷。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的系统，所述系统包括 制造玻璃包线的设备，所述设备包括适于加热至第一温度的第一装置，所述第一温度适于 熔化芯材；适于加热至第二温度的第二装置，所述第二温度适于使玻璃材料到达拉伸温度； 和出口，所述出口适于将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融 芯材的线；以及用于冷却玻璃包线的冷却装置。任选地，所述冷却装置包括充有液体的贮 槽。任选地，冷却装置还包括在贮槽内的至少一个滑轮，所述玻璃包线绕所述滑轮穿过。作 为附加方案或替代方案，冷却装置还包括在贮槽外的至少一个滑轮，所述玻璃包线绕所述 滑轮穿过。任选地，第一温度大于或等于第二温度。任选地，第一温度小于第二温度。任选 地，设备还包括适于加热第一装置的第一电磁感应器。任选地，设备还包括适于加热第二装 置的第二电磁感应器。作为附加方案或替代方案，芯材连续进料到第一装置。任选地，玻璃 材料连续进料到第二装置。任选地，第一装置和/或第二装置包含耐热金属。任选地，第一 装置和/或第二装置包含耐热陶瓷。作为附加方案或替代方案，设备还包括适于将熔融芯 材流从第一装置引导到第二装置的导管。任选地，所述熔融芯材流是液流。任选地，熔融芯 材流包括下落液滴。任选地，第二装置包括适于容纳熔融芯材的第一区域。任选地，第二装 置包括适于容纳加热的玻璃材料的第二区域。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的系统，所述系统包括
8制造玻璃包线的设备，所述设备包括至少包括第一区域和第二区域的装置，其中第一区域 适于容纳芯材，第二区域适于容纳玻璃材料，其中所述装置适于加热以熔化芯材和使玻璃 材料到达拉伸温度；适于将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成涂覆有玻璃的熔融芯 材的出口 ；和用于冷却所述玻璃包线的冷却装置。任选地，设备还包括适于加热所述装置的 电磁感应器。任选地，芯材连续进料到第一区域。作为附加方案或替代方案，玻璃材料连续 进料到第二区域。任选地，所述装置包含耐热金属。任选地，所述装置包含耐热陶瓷。在本发明的一些实施方案中，所述玻璃材料包括玻璃粉、玻璃球或玻璃管形状。任 选地，所述玻璃材料包括碱金属硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二氧 化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任意组合。在本发明的一些实施方案中，芯材成型为棒、条或线。任选地，芯材包括金属、金属 合金、元素半导体、非陶瓷半导体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组合。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的方法，所述方法包括 将含芯材的第一装置加热至第一温度，由此熔化芯材；将含玻璃材料的第二装置加热至第 二温度，由此使玻璃材料到达拉伸温度；和将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成包 括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。任选地，第一温度大于或等于第二温度。任选地，第一温度 小于第二温度。作为附加方案或替代方案，所述方法还包括用第一电磁感应器加热第一装 置。任选地，所述方法还包括用第二电磁感应器加热第二装置。任选地，所述方法还包括连 续进料芯材到第一装置。任选地，所述方法还包括连续进料玻璃材料到第二装置。作为附加 方案或替代方案，第一装置和/或第二装置包含耐热金属。任选地，第一装置和/或第二装 置包含耐热陶瓷。任选地，所述方法还包括将熔融芯材流从第一装置引导到第二装置。任 选地，所述熔融芯材流是液流。任选地，熔融芯材流包括下落液滴。任选地，所述方法还包 括在第二装置的第一区域中容纳熔融的芯材。任选地，所述方法还包括在第二装置的第二 区域中容纳加热的玻璃材料。根据本发明的一个实施方案，提供一种用于制造玻璃包线的方法，所述方法包括 将芯材进料到装置的第一区域；将玻璃材料进料到装置的第二区域；加热装置从而熔化芯 材和使玻璃材料到达拉伸温度；和将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成包括涂覆有 玻璃的熔融芯材的线。任选地，所述方法还包括利用电磁感应加热装置。任选地，所述方法 还包括连续进料芯材到第一区域。作为附加方案或替代方案，所述方法还包括连续进料玻 璃材料到第二区域。任选地，所述装置包含耐热金属。任选地，所述装置包含耐热陶瓷。在本发明的一些实施方案中，所述方法还包括将芯材成型为棒、条或线。任选地， 芯材包括金属、金属合金、元素半导体、非陶瓷半导体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组
I=I O在本发明的一些实施方案中，所述方法还包括将玻璃材料形成玻璃粉、玻璃球或 玻璃管。任选地，所述玻璃材料包括碱金属硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英 玻璃、二氧化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任意组合。根据本发明的一个实施方案，提供一种具有基本圆形截面的玻璃包线。
下面参考
本发明实施方案的实施例。在附图中，出现在多于一个附图中
9的相同的结构、要素或部件通常在有其出现的所有附图中用相同的附图标记标示。附图中 显示的组件和特征的尺寸一般为方便和清晰表达而选择，不一定是按比例显示。附图如 下图1示意性说明根据本发明一个实施方案的用于制造玻璃包线的示例性设备；图2示意性说明根据本发明另一实施方案的用于制造玻璃包线的示例性设备；图3示意性说明根据本发明另一实施方案的用于制造具有基本圆形截面的玻璃 包线的示例性系统；图4示意性说明示出根据本发明一个实施方案的用于制造玻璃包线的方法的流 程图。
具体实施方案参考图1，图1示意性说明根据本发明一个实施方案的用于制造玻璃包线19的示 例性设备10。设备10适于制造包括互相独立地具有熔融温度的芯材和具有拉伸温度的玻 璃材料的玻璃包线。设备10包括利用第一电磁感应器15加热的第一装置14，所述第一装 置适于熔化进料(例如连续进料)到装置中的芯材13。设备10还包括利用第二电磁感应 器18加热的第二装置17，所述第二装置用于熔化(软化)进料(例如连续进料)到装置 中的玻璃材料11，以拉伸成毛细管。根据本发明的一个实施方案，连续进料芯材13到第一 装置14中和连续进料玻璃材料11到第二装置17中使得能够连续生产玻璃包线。第一装 置14和第一感应器15可作为第一感应加热炉的一部分；第二装置17和第二感应器18可 作为第二感应加热炉的一部分。根据一些实施方案，术语“连续”和“连续生产”可指制造所需长度的线(如玻璃 包线)而不需要将两段或更多段线连接以形成所需长度的线的方法。根据一些实施方案， 术语“连续”或“连续生产”也可指只要芯材和玻璃材料进料到系统中就可制造所需长度的 线(如玻璃包线)的方法。根据一些实施方案，术语“装置”，也称为“加热装置”，可指能够被加热和/或产生 热的任何装置或装置的一部分，例如坩埚、炉、烘箱、加热系统等。第一装置14可以是耐热钢的，并且可以用于由低温金属如铅、铜、铝等来制造玻 璃包线。这种熔化技术允许第一感应器15使用频率范围为0. 5kHz 30kHz，例如2 IOkHz 的电感器，以为该方法提供相对优越的能量特性。为了由高温金属制备玻璃包线，第一装置 15可为耐热陶瓷装置。当高温金属例如钼(Tm = 1769°C)的熔融温度高于由耐热钢制成 的装置的工作温度时，必须使用陶瓷装置。在这种情况下，可在频率范围30-800kHz，例如， 66-500kHz内进行加热。芯材13可包括任何适合被第一装置14容纳的形状，例如棒形、线形、条形等，并且 可以具有连续长度或者任选具有有限长度。棒形芯材13的直径可为0. Imm 15mm，例如， 0. Imm lmm, Imm 2mm，2mm 6mm，6mm 8mm，8mm 12mm，12mm 15mm0 根据本发明的 一个实施方案，芯材13可为熔融温度大于玻璃的任意金属、金属合金、元素半导体、非陶瓷 半导体化合物或金属基超导体。任选地，芯材13可具有等于或小于玻璃的熔融温度。金属 的实例可包括铜、金、银、钛、钼、铑、铁、铅、镍、这些金属的合金等。半导体的实例可包括硅 (Si)、锗(Ge)等。非陶瓷半导体化合物的实例可包括锑化镓(GaSb)和锑化铟(InSb)。
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根据本发明的一些实施方案，在第一装置14中熔化芯材13产生的熔融的芯材16 通过连接第一装置和第二装置17的导管101 (任选为热绝缘的)流出第一装置并流入第二 装置中具有空腔162的第一区域中。熔融的芯材16从第一装置14到第二装置17的流动可 以是连续流或连续下落液滴的形式，依生产需要而定。任选地，所述流动可以是间断的(即 在一段时间后停止)。可由耐热钢制成的第二装置17还适于使熔融的芯材16结合软化的玻璃12以形 成玻璃包线。玻璃材料11可以是玻璃粉、玻璃球、玻璃管等形状，并可进料(例如连续进 料)到第二装置17中具有漏斗腔160的第二区域中。玻璃材料11可包括例如碱金属硅酸 盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二氧化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任 意组合。玻璃材料11通过第二装置17中由第二感应器18产生的热而熔化成软化的玻璃 12，软化的玻璃在出口 161的具有小孔的漏斗腔160内成型为漏斗。然后，软化的玻璃12从第二装置17经过出口 161流动(或被拉出)，所述出口适 于使熔融的芯材16与在出口被拉伸成毛细管的软化的玻璃12结合以形成玻璃包线19。出 口 161的尺寸取决于玻璃包线19所需的直径，例如，可以由线的终端用户定制。在允许控 制软化的玻璃和/或熔融的金属16的流动的粘度条件下，尺寸可受软化的玻璃12的表面 张力限制。可利用真空来改善表面张力条件，并可允许较大出口尺寸，例如，5_直径。参考图2，图2示意性说明根据本发明另一实施方案的用于制造玻璃包线29的示 例性设备20。设备20包括利用电磁感应器28加热的装置27，所述装置适于由分别具有相 似(接近)的熔融温度和拉伸温度的芯材23和玻璃材料21来制造玻璃包线29。感应器 28和包含空腔262 (第一区域)、漏斗腔260 (第二区域)和出口 261的装置27，可分别类似 于图1中的第二感应器18和包含空腔162、漏斗腔160和出口 161的第二装置17。玻璃材 料21可与图1中11所示的玻璃材料相同。根据本发明的一个实施方案，将可成型为类似图1中的芯材13的芯材23置于空 腔262中，在此处其可通过从玻璃材料21熔化成软化的玻璃22的热传导而熔化成熔融的 芯材26。软化的玻璃22从第二装置27流经出口 261 (或被拉出)，熔融的芯材与在出口处 被拉伸成毛细管的软化的玻璃22结合，以形成玻璃包线29。参考图3，图3示意性说明根据本发明另一实施方案的用于制造具有基本圆形截 面的玻璃包线32的示例性系统30。系统30包括玻璃包线生产设备31和用于冷却填充有 熔融芯材的拉伸毛细管(玻璃包线32)的冷却装置35。冷却装置35可包括含冷却液的贮 槽并且适于为拉伸的玻璃包线32提供稳定且无扰动的冷却环境，而不是如本领域常用的 使其传过不稳定且扰动的冷却流。结果，玻璃包线32的所有侧面受到均勻冷却，并且可获 得均勻和无畸变的玻璃涂层。玻璃包线32获得均勻的基本圆形截面。设备31和玻璃包线 32可分别与图1中所示的10和19相同或基本相似。任选地，设备31和玻璃包线32可分 别与图2中所示的20和29相同或基本相似。系统30还包括在贮槽35内的至少一个滑轮36和在贮槽35外的至少一个滑轮 33，所述滑轮适于使玻璃包线32在其缠绕时以恒定速率牵引通过冷却贮槽35，由此沿玻璃 包线长度保持均勻的冷却速率。此外，还包括液体进入管线34，用于使冷却液流入贮槽35， 如可能需要保持贮槽内合适的冷却液温度水平。冷却液可包括任何适合于冷却玻璃包线32 的液体，可包括例如水、油、醇、乳液等。
参考图4，图4示意性说明示出根据本发明一个实施方案的用图1中所示设备10 来制造玻璃包线的方法的流程图。所述的示例性方法不意图限制任何形式或方式，本领域 技术人员可知晓在方法实施中可进行的变化。在该方法的第一步中，第一装置14的温度必须加热到芯材13的熔融温度。对第 一电磁感应器15通电以引起第一装置的加热。类似地，第二装置17的温度必须加热到玻 璃材料11的拉伸温度。对第二电磁感应器18通电以引起第二装置的加热。在方法的第二步中，在第一装置14和第二装置17都分别达到要求温度后，将芯材 13进料到第一装置并将玻璃材料11进料到第二装置的漏斗腔160中。芯材和玻璃材料的 进料可以是连续的，从而实现玻璃包线19的连续生产。任选地，材料的进料可具有有限的 持续时间。在方法的第三步中，芯材13在第一装置14中熔化成熔融的芯材16，玻璃材料11 熔化成软化的玻璃12。在方法的第四步中，熔融的芯材16流入第二装置17的空腔162中。熔融芯材的 流动可以是从第一装置14的出口经过导管进入空腔中的液流形式。任选地，所述流可以是 液滴。熔融芯的流动可以是连续的或间断的，根据生产需要而定。 在方法的第五步中，软化的玻璃12从装置17经过出口 161流出(或被拉出)，并 与从空腔162流出的芯材16结合，同时软化的玻璃在出口被拉伸成毛细管。在方法的第六步中，从第二装置17中拉伸出内部具有熔融芯材的玻璃毛细管形 式的玻璃包线19以进行冷却。在本发明的实施方案的说明书和权利要求中，表述“包含”、“包括”、“具有”中的每 一个不必限定于与这些词相关地列出的要素。本发明通过举例的方式提供本发明实施方案的各种详细描述来说明，而非意图限 制本发明的范围。所描述的实施方案可包括不同的特征，但不是在本发明的所有实施方案 中都需要所有的特征。本发明的一些实施方案只利用一些特征或特征的可能组合。本领域 技术人员将理解，本发明中描述和体现的本发明实施方案的变化包括描述的实施方案中指 出的特征的不同组合。
1权利要求
一种用于制造玻璃包线的设备，所述设备包括至少一个加热装置，其适于独立地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至其拉伸温度。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括出口，所述出口适于将熔融的芯材与加热的玻 璃材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括适于将所述芯材加热至其熔融温度的第一加热 装置和适于将所述玻璃材料加热至其拉伸温度的第二加热装置。
4.根据权利要求3所述的设备，还包括适于将熔融芯材流从所述第一装置引导到所述 第二装置的导管。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述熔融芯材流是液流。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述熔融芯材流包括下落液滴。
7.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二装置包括适于容纳熔融的芯材的第一区域。
8.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二装置包括适于容纳加热的玻璃材料的第 二区域。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个加热设备包括适于将所述芯材加热 至其熔融温度的第一区域和适于将所述玻璃材料加热至其拉伸温度的第二区域。
10.根据权利要求1所述的设备，还包括适于加热所述至少一个加热装置的至少一个 电磁感应器。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述芯材连续进料到所述至少一个加热装置。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述玻璃材料连续进料到所述至少一个加热装置。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个加热装置包含耐热金属。
14.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少一个加热装置包含耐热陶瓷。
15.根据权利要求1所述的设备，其中所述芯材包括金属、金属合金、元素半导体、非陶 瓷半导体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组合。
16.根据权利要求1所述的设备，其中所述芯材成型为棒、条或线。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述玻璃材料包括碱金属硅酸盐玻璃、硼硅酸盐 玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二氧化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任意组合。
18.根据权利要求1所述的设备，其中所述玻璃材料包括玻璃粉、玻璃球或玻璃管的形状。
19.一种制造玻璃包线的方法，所述方法包括独立地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至其拉伸温度；和 将熔融的芯材与加热的玻璃材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在第一加热装置中加热所述芯材，和在第二 加热装置中加热所述玻璃材料。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一装置和/或所述第二装置包含耐热金jM ο
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一装置和/或所述第二装置包含耐热陶
23.根据权利要求20所述的方法，还包括将熔融芯材流从所述第一装置引导到所述第~ ^C 且 O
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述熔融芯材流是液流。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述熔融芯材流包括下落液滴。
26.根据权利要求20所述的方法，还包括在所述第二装置的第一区域中容纳所述熔融 的芯材。
27.根据权利要求20所述的方法，还包括在所述第二装置的第二区域中容纳所述加热 的玻璃材料。
28.根据权利要求19所述的方法，还包括利用电磁感应独立地加热。
29.根据权利要求19所述的方法，还包括连续进料所述芯材。
30.根据权利要求19所述的方法，还包括连续进料所述玻璃材料。
31.根据权利要求19所述的方法，其中所述芯材包括金属、金属合金、元素半导体、非 陶瓷半导体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组合。
32.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述芯材成型为棒、条或线。
33.根据权利要求19所述的方法，其中所述玻璃材料包括碱金属硅酸盐玻璃、硼硅酸 盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二氧化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任意组合。
34.根据权利要求19所述的方法，还包括将所述玻璃材料形成为玻璃粉、玻璃球或玻 璃管。
35.一种用于制造玻璃包线的系统，所述系统包括制造玻璃包线的设备，所述设备包括至少一个加热装置，所述至少一个加热装置适合 于独立地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至其拉伸温度；和用于冷却所述玻璃包线的冷却装置。
36.权利要求35所述的系统，其中所述冷却装置包括充有液体的贮槽。
37.权利要求36所述的系统，其中所述冷却装置还包括在所述贮槽内的至少一个滑 轮，所述玻璃包线绕所述滑轮穿过。
38.权利要求36所述的系统，其中所述冷却装置还包括在所述贮槽外的至少一个滑 轮，所述玻璃包线绕所述滑轮穿过。
39.权利要求35所述的系统，还包括出口，所述出口适于将熔融的芯材与加热的玻璃 材料结合以形成包括涂覆有玻璃的熔融芯材的线。
40.根据权利要求35所述的系统，还包括适于将所述芯材加热至其熔融温度的第一加 热装置，和适于将所述玻璃材料加热至其拉伸温度的第二加热装置。
41.根据权利要求40所述的系统，还包括适于将熔融芯材流从所述第一装置引导到所 述第二装置的导管。
42.根据权利要求41所述的系统，其中所述熔融芯材流是液流。
43.根据权利要求41所述的系统，其中所述熔融芯材流包括下落液滴。
44.根据权利要求40所述的系统，其中所述第二装置包括适于容纳熔融的芯材的第一 区域。
45.根据权利要求40所述的系统，其中所述第二装置包括适于容纳加热的玻璃材料的第二区域。
46.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个加热装置包括适于将所述芯材加 热至其熔融温度的第一区域和适于将所述玻璃材料加热至其拉伸温度的第二区域。
47.根据权利要求35所述的系统，还包括适于加热所述至少一个加热装置的至少一个 电磁感应器。
48.根据权利要求35所述的系统，其中所述芯材连续进料到所述至少一个加热装置。
49.根据权利要求35所述的系统，其中所述玻璃材料连续进料到所述至少一个加热装置。
50.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个加热装置包含耐热金属。
51.根据权利要求35所述的系统，其中所述至少一个加热装置包含耐热陶瓷。
52.根据权利要求35所述的系统，其中所述芯材包括金属、金属合金、元素半导体、非 陶瓷半导体化合物或陶瓷粉末，或它们的任意组合。
53.根据权利要求35所述的系统，其中所述芯材成型为棒、条或线。
54.根据权利要求35所述的系统，其中所述玻璃材料包括碱碱金属硅酸盐玻璃、硼硅 酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、石英玻璃、二氧化硅玻璃、钠钙玻璃、铅玻璃或其任意组合。
55.根据权利要求35所述的系统，其中所述玻璃材料包括玻璃粉、玻璃球或玻璃管的 形状。
56.一种具有基本圆形截面的玻璃包线。
全文摘要
一种用于制造玻璃包线的设备，所述设备包括至少一个加热装置，所述至少一个加热装置适合于独立地将芯材加热至其熔融温度和将玻璃材料加热至其拉伸温度。
文档编号C03B37/026GK101970143SQ200980103993
公开日2011年2月9日 申请日期2009年1月4日 优先权日2008年1月3日
发明者埃利泽·阿达尔, 尤里·博洛京斯基 申请人:纳米微线有限公司