JPH0457621B2 - - Google Patents
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- JPH0457621B2 JPH0457621B2 JP59113198A JP11319884A JPH0457621B2 JP H0457621 B2 JPH0457621 B2 JP H0457621B2 JP 59113198 A JP59113198 A JP 59113198A JP 11319884 A JP11319884 A JP 11319884A JP H0457621 B2 JPH0457621 B2 JP H0457621B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- burner
- base material
- glass
- gas
- raw material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/0148—Means for heating preforms during or immediately prior to deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/50—Multiple burner arrangements
- C03B2207/54—Multiple burner arrangements combined with means for heating the deposit, e.g. non-deposition burner
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、多孔質光フアイバ用母材（以下多孔
質母材という）の製造方法に関するものである。
質母材という）の製造方法に関するものである。
（従来の技術）
石英系光フアイバ母材の製造方法としては、内
付CVD法、外付（CVD）法、VAD法等が知られ
ている。
付CVD法、外付（CVD）法、VAD法等が知られ
ている。
例えば、VAD法は、低損失で半径方向に任意
の屈折率分布を有しそして円周方向及び長さ方向
に均一な組成を有する、光伝送用フアイバを作る
ための素材を安価に得ようとする場合に好適な製
造方法である。
の屈折率分布を有しそして円周方向及び長さ方向
に均一な組成を有する、光伝送用フアイバを作る
ための素材を安価に得ようとする場合に好適な製
造方法である。
第４図に従来のVAD法による石英系光フアイ
バ母材の製造の１例を示す。図中１０は回転出発
部材、１１は多孔質母材、１２はスート流、１３
は酸水素炎バーナ、１４は排気管をあらわす。こ
こで酸水素バーナ１３として、例えば第２図に示
すような断面をもつ多重管バーナを使用して、例
えば、中心の第１ポート１及び第２ポート２から
ガラス原料ガスを噴出させ、一方、その周りの第
３ポート３、第４ポート４及び第５ポート５から
それぞれ水素ガス、アルゴンガス、酸素ガスを噴
出させて、酸水素炎中でガラス原料を加水分解反
応させて生成されたガラス微粒子を、回転出発部
材１０例えば回転ガラス棒に堆積させて軸方向に
成長させ、円柱状ガラス微粒子塊、すなわち多孔
質母材１１をつくる。そのあと、その多孔質母材
１１を加熱溶融して光フアイバ製造用母材（プリ
フオーム母材）とする。
バ母材の製造の１例を示す。図中１０は回転出発
部材、１１は多孔質母材、１２はスート流、１３
は酸水素炎バーナ、１４は排気管をあらわす。こ
こで酸水素バーナ１３として、例えば第２図に示
すような断面をもつ多重管バーナを使用して、例
えば、中心の第１ポート１及び第２ポート２から
ガラス原料ガスを噴出させ、一方、その周りの第
３ポート３、第４ポート４及び第５ポート５から
それぞれ水素ガス、アルゴンガス、酸素ガスを噴
出させて、酸水素炎中でガラス原料を加水分解反
応させて生成されたガラス微粒子を、回転出発部
材１０例えば回転ガラス棒に堆積させて軸方向に
成長させ、円柱状ガラス微粒子塊、すなわち多孔
質母材１１をつくる。そのあと、その多孔質母材
１１を加熱溶融して光フアイバ製造用母材（プリ
フオーム母材）とする。
上記のようなVAD法、は大型母材の製造が容
易で、量産性に優れており、工業的に広く利用さ
れている。
易で、量産性に優れており、工業的に広く利用さ
れている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記したような従来のVAD法
においては、多孔質母材１１に堆積させるガラス
微粒子の堆積速度を高めるために、中心の第１ポ
ート１及び第２ポート２から噴出させるガラス原
料ガスの量を単純に増加させても、堆積ガラス微
粒子の量はそれに比例して増加しないことが、困
難な問題であつた。
においては、多孔質母材１１に堆積させるガラス
微粒子の堆積速度を高めるために、中心の第１ポ
ート１及び第２ポート２から噴出させるガラス原
料ガスの量を単純に増加させても、堆積ガラス微
粒子の量はそれに比例して増加しないことが、困
難な問題であつた。
第５図は、sicl4投入量（ｇ／分）とガラス微粒
子の付着効率〔堆積sio2量／投入sio2量×100
（％）〕の関係を示すグラフである。すなわち、第
５図中実線ロに示すように、供給ガラス原料ガラ
ス原料ガスの量を増加させても、付着効率が低下
してゆくために、堆積速度が原料投入量に比例し
て増加しない。また、多量の未反応原料が排ガス
処理系に流れ込むと、それに応じて処理費用が高
くなる。
子の付着効率〔堆積sio2量／投入sio2量×100
（％）〕の関係を示すグラフである。すなわち、第
５図中実線ロに示すように、供給ガラス原料ガラ
ス原料ガスの量を増加させても、付着効率が低下
してゆくために、堆積速度が原料投入量に比例し
て増加しない。また、多量の未反応原料が排ガス
処理系に流れ込むと、それに応じて処理費用が高
くなる。
また、ガラス原料ガスの供給量を増大させて
も、多孔質母材の製造速度が上昇しない上記した
問題は、心棒上に半径方向に多孔質ガラスを堆積
させて膨径成長させる外付（CVD）法において
も同様に起きている。
も、多孔質母材の製造速度が上昇しない上記した
問題は、心棒上に半径方向に多孔質ガラスを堆積
させて膨径成長させる外付（CVD）法において
も同様に起きている。
本発明は上記の問題点を解決して、効率よくガ
ラス微粒子を多孔質母材の表面に付着させ、高い
堆積速度および高原料収率で、多孔質母材を経済
的に製造する方法を提供せんとするものである。
ラス微粒子を多孔質母材の表面に付着させ、高い
堆積速度および高原料収率で、多孔質母材を経済
的に製造する方法を提供せんとするものである。
（問題点を解決する手段）
本発明は、ガラス原料ガスを酸水素炎バーナか
ら噴出させて火炎加水分解し、それによつて生成
するガラス微粒子を回転する出発部材の上に堆積
させ、軸方向に成長させることにより多孔質光フ
アイバ用母材を作製する方法において、原料ガス
を含まない酸水素炎を形成するバーナを用いて、
ガラス微粒子の堆積する多孔質ガラス母材表面に
沿つて流れるスート形成流の下側面を加熱するこ
とを特徴とする多孔質光フアイバ用母材の製造方
法に関するものである。
ら噴出させて火炎加水分解し、それによつて生成
するガラス微粒子を回転する出発部材の上に堆積
させ、軸方向に成長させることにより多孔質光フ
アイバ用母材を作製する方法において、原料ガス
を含まない酸水素炎を形成するバーナを用いて、
ガラス微粒子の堆積する多孔質ガラス母材表面に
沿つて流れるスート形成流の下側面を加熱するこ
とを特徴とする多孔質光フアイバ用母材の製造方
法に関するものである。
本発明者らが、VAD法の欠陥を詳細に検討し
たところ、付着効率の低下の原因は、第４図の酸
水素バーナ１３に投入する原料ガスを増加させて
いくと、スート形成流１２と多孔質母材１１表面
との温度勾配が小さくなり、いわゆるサーモホレ
シス効果による、多孔質母材１１表面方向へのガ
ラス微粒子を移動させる熱的な力が小さくなつて
いるためであることが判明した。
たところ、付着効率の低下の原因は、第４図の酸
水素バーナ１３に投入する原料ガスを増加させて
いくと、スート形成流１２と多孔質母材１１表面
との温度勾配が小さくなり、いわゆるサーモホレ
シス効果による、多孔質母材１１表面方向へのガ
ラス微粒子を移動させる熱的な力が小さくなつて
いるためであることが判明した。
そこで、温度勾配を増加するための方法を種々
検討したところ、ガラス原料を投入し、火炎加水
分解反応によりガラス微粒子を発生させ、スート
流１２を形成する酸水素炎バーナ１３の下方に、
原料ガスを含まない酸水素炎を形成するバーナを
配置し、スート形成流１２の下側面を加熱する方
法が有効であると見出した。
検討したところ、ガラス原料を投入し、火炎加水
分解反応によりガラス微粒子を発生させ、スート
流１２を形成する酸水素炎バーナ１３の下方に、
原料ガスを含まない酸水素炎を形成するバーナを
配置し、スート形成流１２の下側面を加熱する方
法が有効であると見出した。
第１図は本発明の方法の１実施態様を説明する
図である。図中、１０は回転出発部材、１１は多
孔質母材、１２はスート形成流、１３は原料投入
用酸水素バーナ、１４は排気管であり、１５は加
熱用バーナであつて、原料投入用酸水素バーナ１
３の下方に設けられ、スート形成流１２の下側面
を加熱する。
図である。図中、１０は回転出発部材、１１は多
孔質母材、１２はスート形成流、１３は原料投入
用酸水素バーナ、１４は排気管であり、１５は加
熱用バーナであつて、原料投入用酸水素バーナ１
３の下方に設けられ、スート形成流１２の下側面
を加熱する。
スート形成流１２の温度は、加熱用バーナ１５
による加熱も加わつて、上昇するため、多孔質母
材１１の表面とスート形成流１２との温度勾配
は、従来法による場合よりも大きくなる。従つて
多孔質母材表面へガラス微粒子を移動させる熱的
な力がより大きくなり、付着効率が高くなる。原
料投入用酸水素バーナ１３としては例えば第２図
の構成のもの、また加熱用バーナとしては同様に
多重管バーナを用いることができる。
による加熱も加わつて、上昇するため、多孔質母
材１１の表面とスート形成流１２との温度勾配
は、従来法による場合よりも大きくなる。従つて
多孔質母材表面へガラス微粒子を移動させる熱的
な力がより大きくなり、付着効率が高くなる。原
料投入用酸水素バーナ１３としては例えば第２図
の構成のもの、また加熱用バーナとしては同様に
多重管バーナを用いることができる。
以上の説明では、原料投入用酸水素バーナと加
熱用バーナが各１本ずつ計２本のバーナの場合を
例に挙げたが、原料投入用酸水素バーナあるいは
加熱用バーナが２つ以上の構成によつても同様の
効果が得られる。
熱用バーナが各１本ずつ計２本のバーナの場合を
例に挙げたが、原料投入用酸水素バーナあるいは
加熱用バーナが２つ以上の構成によつても同様の
効果が得られる。
また、さらに、第３図に示すような、原料投入
用酸水素バーナと、加熱用バーナとを組み合せて
１本のバーナとした構成をとつても、加熱用バー
ナ部が、原料投入用酸水素バーナの下方に配置さ
れ、スート形成流の下側面を加熱するようになつ
ておれば、同様の効果を得ることは言うまでもな
い。第３図のバーナでは例えば21に原料Ｉ、22に
原料と水素ガス、23にアルゴンガス、24に水素
ガス、25にアルゴンガス、26に酸素ガスのように
各ガスを導入する。
用酸水素バーナと、加熱用バーナとを組み合せて
１本のバーナとした構成をとつても、加熱用バー
ナ部が、原料投入用酸水素バーナの下方に配置さ
れ、スート形成流の下側面を加熱するようになつ
ておれば、同様の効果を得ることは言うまでもな
い。第３図のバーナでは例えば21に原料Ｉ、22に
原料と水素ガス、23にアルゴンガス、24に水素
ガス、25にアルゴンガス、26に酸素ガスのように
各ガスを導入する。
（発明の効果）
第５図に、本発明の方法により多孔質母材を製
造した場合のsicl4投入量と付着効率の関係（図
中、点線イ）を、従来法（図中、実線ロ）と対比
して示す。図からも明らかなように、本発明の方
法によれば、ガラス微粒子の付着効率が大きく改
善される。
造した場合のsicl4投入量と付着効率の関係（図
中、点線イ）を、従来法（図中、実線ロ）と対比
して示す。図からも明らかなように、本発明の方
法によれば、ガラス微粒子の付着効率が大きく改
善される。
したがつて、本発明の方法は、高い堆積速度お
よび高い原料収率で、経済的に多孔質母材を得ら
れるに加え、装置、構成上も簡単、容易な変更で
すむ優れた方法である。
よび高い原料収率で、経済的に多孔質母材を得ら
れるに加え、装置、構成上も簡単、容易な変更で
すむ優れた方法である。
（実施例）
実施例 １
第１図に示す構成の装置を用い、原料投入用酸
水素バーナ１３としては５重管バーナを、また加
熱用バーナ１５としては３重管バーナを用いた。
水素バーナ１３としては５重管バーナを、また加
熱用バーナ１５としては３重管バーナを用いた。
酸水素バーナ１３の第１ポート１は、sicl4
350cc／分、GeCl4を40cc／分、アルゴンキヤリ
アガスを310cc／分供給し、第２ポート２には、
sicl4300cc／分、GeCl4を10cc／分、アルゴンキ
ヤリアガスを250cc／分を供給する。第３ポート
には、水素ガスを12／分供給し、第４ポート４
にはアルゴンガスをシールガスとして2.5／分
供給し、第５ポート５には酸素ガスを12／分供
給する。またこの酸水素バーナ１３の下方に配置
されたスート形成流加熱用バーナ１５の第１〜３
ポートにそれぞれ、水素ガス５／分、アルゴン
ガス1.5／分、酸素ガス８／分を供給し、ス
ート流の下側面が加熱されるように調整した。
350cc／分、GeCl4を40cc／分、アルゴンキヤリ
アガスを310cc／分供給し、第２ポート２には、
sicl4300cc／分、GeCl4を10cc／分、アルゴンキ
ヤリアガスを250cc／分を供給する。第３ポート
には、水素ガスを12／分供給し、第４ポート４
にはアルゴンガスをシールガスとして2.5／分
供給し、第５ポート５には酸素ガスを12／分供
給する。またこの酸水素バーナ１３の下方に配置
されたスート形成流加熱用バーナ１５の第１〜３
ポートにそれぞれ、水素ガス５／分、アルゴン
ガス1.5／分、酸素ガス８／分を供給し、ス
ート流の下側面が加熱されるように調整した。
このような条件で、多孔質母材を480mm成長さ
せ、投入原料総重量と多孔質母材の重量とから付
着効率を求めたところ、付着効率は74％であつ
た。
せ、投入原料総重量と多孔質母材の重量とから付
着効率を求めたところ、付着効率は74％であつ
た。
以上のように作成した多孔質母材をカーボン抵
抗炉によりヘリウムガス雰囲気下で加熱して、透
明ガラス化し焼結ロツドとした。その後さらに、
該焼結ロツドを直径10mmに延伸した後、外径26mm
の市販の石英管に挿入して、酸水素火炎で外部加
熱してプリフオーム母材にした。そして、そのプ
リフオーム母材を線引炉でフアイバ化して、伝送
損失を測定したところ、光の波長２＝1.3μmで
1dB／Km以下の低損失であつた。
抗炉によりヘリウムガス雰囲気下で加熱して、透
明ガラス化し焼結ロツドとした。その後さらに、
該焼結ロツドを直径10mmに延伸した後、外径26mm
の市販の石英管に挿入して、酸水素火炎で外部加
熱してプリフオーム母材にした。そして、そのプ
リフオーム母材を線引炉でフアイバ化して、伝送
損失を測定したところ、光の波長２＝1.3μmで
1dB／Km以下の低損失であつた。
比較例 １
本発明の効果を確認するため、実施例１におい
て、スート流加熱用バーナ１５の水素ガスの供給
を停止した以外はすべて同条件で多孔質母材を
480mm成長させ、同様に、投入原料総重量と多孔
質母材の重量とから付着効率を求めたところ、付
着効率は49％であつた。これにより、本発明の方
法は、付着効率を大幅に改善できることが確認さ
れた。
て、スート流加熱用バーナ１５の水素ガスの供給
を停止した以外はすべて同条件で多孔質母材を
480mm成長させ、同様に、投入原料総重量と多孔
質母材の重量とから付着効率を求めたところ、付
着効率は49％であつた。これにより、本発明の方
法は、付着効率を大幅に改善できることが確認さ
れた。
第１図は本発明の１実施態様の概略説明図、第
２図は多重管酸水素バーナーの説明図、第３図は
本発明に用いる原料投入用酸水素バーナと下方の
加熱用バーナを組合せて１バーナとして構成した
バーナの説明図、第４図は従来方法の概略説明
図、第５図は本発明方法と従来方法との、sicl4投
入量（ｇ／分）に対するガラス微粒子付着効率
（％）の比較を示すグラフである。
２図は多重管酸水素バーナーの説明図、第３図は
本発明に用いる原料投入用酸水素バーナと下方の
加熱用バーナを組合せて１バーナとして構成した
バーナの説明図、第４図は従来方法の概略説明
図、第５図は本発明方法と従来方法との、sicl4投
入量（ｇ／分）に対するガラス微粒子付着効率
（％）の比較を示すグラフである。
Claims (1)
- １ ガラス原料ガスを酸水素炎バーナから噴出さ
せて火炎加水分解し、それによつて生成するガラ
ス微粒子を回転する出発部材の上に堆積させ、軸
方向に成長させることにより多孔質光フアイバ用
母材を作製する方法において、原料ガスを含まな
い酸水素炎を形成するバーナを用いて、ガラス微
粒子の堆積する多孔質ガラス母材表面に沿つて流
れるスート形成流の下側面を加熱することを特徴
とする多孔質光フアイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11319884A JPS60260431A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 多孔質光フアイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11319884A JPS60260431A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 多孔質光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60260431A JPS60260431A (ja) | 1985-12-23 |
| JPH0457621B2 true JPH0457621B2 (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=14606035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11319884A Granted JPS60260431A (ja) | 1984-06-04 | 1984-06-04 | 多孔質光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60260431A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60221335A (ja) * | 1984-04-18 | 1985-11-06 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光フアイバ母材の製造方法 |
-
1984
- 1984-06-04 JP JP11319884A patent/JPS60260431A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60260431A (ja) | 1985-12-23 |
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