JPH0524855A - ガラス母材の製造方法 - Google Patents
ガラス母材の製造方法Info
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気相反応法によるガラス母材の製法、特に高
品質な光ファイバー用母材を生産性良く製造できる方法
を提供する。 【構成】 燃料ガスポート、支燃性ガスポート及び不活
性ガスポートよりなる同心円状の火炎形成用ポートを３
組以上有する同心円状多重管バーナーから気体のガラス
原料を噴出させ火炎中で加水分解させることにより多孔
質ガラス母材を製造する方法において、第２火炎用の燃
料ガスＨ2 の流量ＱH 、支燃性ガスＯ2 の流量ＱO を原
料ガス流量ＱS に対して、４ＱS ≦ＱH ≦７ＱS 且つ４
ＱS ≦ＱO ≦７ＱS という最適値に設定することより、
ガラス微粒子の付着効率、堆積速度を高め、多孔質ガラ
ス母材の生産性を高めることが可能となった。
品質な光ファイバー用母材を生産性良く製造できる方法
を提供する。 【構成】 燃料ガスポート、支燃性ガスポート及び不活
性ガスポートよりなる同心円状の火炎形成用ポートを３
組以上有する同心円状多重管バーナーから気体のガラス
原料を噴出させ火炎中で加水分解させることにより多孔
質ガラス母材を製造する方法において、第２火炎用の燃
料ガスＨ2 の流量ＱH 、支燃性ガスＯ2 の流量ＱO を原
料ガス流量ＱS に対して、４ＱS ≦ＱH ≦７ＱS 且つ４
ＱS ≦ＱO ≦７ＱS という最適値に設定することより、
ガラス微粒子の付着効率、堆積速度を高め、多孔質ガラ
ス母材の生産性を高めることが可能となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相反応法によるガラス
母材の製造方法に関し、特に高品質な光ファイバ−用母
材の製造に適した製法に関する。
母材の製造方法に関し、特に高品質な光ファイバ−用母
材の製造に適した製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】気体のガラス原料を燃焼バーナーから噴
出させて火炎中で加水分解し、これにより生成するガラ
ス微粒子を回転する出発棒の外周または先端に堆積させ
て多孔質ガラス母材を製造する方法においては、通常同
心円状の多重管バーナーが使用されている。燃焼バーナ
ーの中心ポートからは原料ガスを流し、その外側に燃料
ガスポート、支燃性ガスポート、不活性ガスポートから
なる火炎形成用ポートが複数組存在する。このような同
心円状多重管バーナーの第１火炎形成用ポートの燃料ガ
ス流量についてのみ限定した技術は特開平６３−５５１
３５号公報に提案されている。
出させて火炎中で加水分解し、これにより生成するガラ
ス微粒子を回転する出発棒の外周または先端に堆積させ
て多孔質ガラス母材を製造する方法においては、通常同
心円状の多重管バーナーが使用されている。燃焼バーナ
ーの中心ポートからは原料ガスを流し、その外側に燃料
ガスポート、支燃性ガスポート、不活性ガスポートから
なる火炎形成用ポートが複数組存在する。このような同
心円状多重管バーナーの第１火炎形成用ポートの燃料ガ
ス流量についてのみ限定した技術は特開平６３−５５１
３５号公報に提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、ガラス母材の生
産性を向上させるため、ガラス粒子の堆積速度（単位時
間に付着するガラス量：ｇ／分）を上げる試みがおこな
われている。堆積速度を上げようとして単純に原料投入
量を増やした場合、収率（原料投入量に対するガラス付
着量の割合）が低下し、堆積速度が上がらないことが判
明しており、堆積速度を上げるためにはガラス微粒子の
付着効率を向上させる必要がある。本発明は原料増量に
よる収率の低下を抑制し、堆積速度も上げるガラス母材
の製造方法を目的としている。
産性を向上させるため、ガラス粒子の堆積速度（単位時
間に付着するガラス量：ｇ／分）を上げる試みがおこな
われている。堆積速度を上げようとして単純に原料投入
量を増やした場合、収率（原料投入量に対するガラス付
着量の割合）が低下し、堆積速度が上がらないことが判
明しており、堆積速度を上げるためにはガラス微粒子の
付着効率を向上させる必要がある。本発明は原料増量に
よる収率の低下を抑制し、堆積速度も上げるガラス母材
の製造方法を目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明は気体のガラス原料を燃焼バーナーから噴出
させ火炎中で加水分解することによりガラス微粒子とな
し該ガラス微粒子を回転する出発母材の周囲または先端
に堆積させることよりガラス母材を製造する方法におい
て、燃料ガスポート、不活性ガスポートよりなる同心円
状の火炎形成用ポートを３組以上有するバーナーを用
い、第２火炎用燃料ガスとしてのＨ2 の流量ＱH 、第２
火炎用支燃性ガスとしてのＯ2 の流量ＱO が、原料流量
ＱS に対して、 ４ＱS ≦ＱH ≦７ＱS 且つ４ＱS ≦ＱO ≦７ＱS とすることを特徴とする。更に、第２火炎用燃料ガスと
してのＨ2 の流量ＱH 、第２火炎用支燃性ガスとしての
Ｏ2 の流量ＱO が ０．９ＱO ≦ＱH ≦７ＱO を満足することが特に好ましい実施態様である。
め、本発明は気体のガラス原料を燃焼バーナーから噴出
させ火炎中で加水分解することによりガラス微粒子とな
し該ガラス微粒子を回転する出発母材の周囲または先端
に堆積させることよりガラス母材を製造する方法におい
て、燃料ガスポート、不活性ガスポートよりなる同心円
状の火炎形成用ポートを３組以上有するバーナーを用
い、第２火炎用燃料ガスとしてのＨ2 の流量ＱH 、第２
火炎用支燃性ガスとしてのＯ2 の流量ＱO が、原料流量
ＱS に対して、 ４ＱS ≦ＱH ≦７ＱS 且つ４ＱS ≦ＱO ≦７ＱS とすることを特徴とする。更に、第２火炎用燃料ガスと
してのＨ2 の流量ＱH 、第２火炎用支燃性ガスとしての
Ｏ2 の流量ＱO が ０．９ＱO ≦ＱH ≦７ＱO を満足することが特に好ましい実施態様である。
【０００５】
【作用】火炎中を流れるガラス微粒子は高温側（火炎
側）から低温側（堆積面）に向かって力を受ける。この
現象をサーモホレシス効果という。このサーモホレシス
効果によりガラス微粒子は堆積面に付着するのであるか
ら、ガラス微粒子の付着効率を上げるためにはサーモホ
レシス効果を大きくする必要がある。サーモホレシス効
果の大きさは温度勾配に比例するので、堆積面近傍の火
炎温度勾配が最も大きくなるような火炎状態を実現でき
れば良いわけである。本発明者等はこのような観点か
ら、まず堆積面近傍の温度勾配を決定するパラメータに
ついて研究した。その結果、燃焼バーナーの第２火炎が
堆積面近傍の温度勾配に大きく影響していることを突き
止めた。次に第２火炎を最適条件にするために、第２火
炎用燃料ガスと該第２火炎用支燃性ガスの流量に関する
実験を種々行い、これらの最適条件は下記に説明するよ
うに原料ガス流量と密接な関係があることを見いだし
た。前記公報に提案される技術では第２火炎以降の燃料
ガスの流量あるいは支燃性ガス流量については何らふれ
られていない。また、燃料ガス、支燃性ガスの流量を共
に限定した技術はこれまでなかった。本発明は、このよ
うな本発明者等が新たに得た知見に基づくものである。
側）から低温側（堆積面）に向かって力を受ける。この
現象をサーモホレシス効果という。このサーモホレシス
効果によりガラス微粒子は堆積面に付着するのであるか
ら、ガラス微粒子の付着効率を上げるためにはサーモホ
レシス効果を大きくする必要がある。サーモホレシス効
果の大きさは温度勾配に比例するので、堆積面近傍の火
炎温度勾配が最も大きくなるような火炎状態を実現でき
れば良いわけである。本発明者等はこのような観点か
ら、まず堆積面近傍の温度勾配を決定するパラメータに
ついて研究した。その結果、燃焼バーナーの第２火炎が
堆積面近傍の温度勾配に大きく影響していることを突き
止めた。次に第２火炎を最適条件にするために、第２火
炎用燃料ガスと該第２火炎用支燃性ガスの流量に関する
実験を種々行い、これらの最適条件は下記に説明するよ
うに原料ガス流量と密接な関係があることを見いだし
た。前記公報に提案される技術では第２火炎以降の燃料
ガスの流量あるいは支燃性ガス流量については何らふれ
られていない。また、燃料ガス、支燃性ガスの流量を共
に限定した技術はこれまでなかった。本発明は、このよ
うな本発明者等が新たに得た知見に基づくものである。
【０００６】即ち、第２火炎支燃性ガスとしてＯ2 を使
用した場合その流量ＱO は、原料ガス流量ＱS の４〜７
倍に最適値が存在し、特に好ましくは４．５〜６倍であ
る。第２火炎燃料ガスとしてＨ2 を使用した場合もその
流量ＱH は、原料ガス流量ＱS に対して４〜７倍に最適
値が存在し、特に好ましくは４．５〜６倍である。ま
た、第２火炎燃料ガスとしてのＨ2 流量ＱH は、第２火
炎支燃性ガスＯ2 流量ＱO の０．９〜１．２倍であるこ
とが好ましく、特に好ましくは１．０〜１．１倍であ
り、このときに付着効率が最大になることを見いだし
た。なお、本発明に用いる原料ガスとしては、例えばＳ
ｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 等や、更にこ
の種技術において公知の添加物例えばＧｅＣｌ4 その他
を用いることができる。本発明における一般的な原料流
量として一例を挙げると３０〜１４０リットル／分程度
であるが、本発明に限定する関係にあればよく、これに
限定するものではない。また、不活性ガスとしてＡr 、
Ｎ2 、Ｈe 、Ｎｅ等を使用することができる。本発明に
使用するバーナーは、同心円状で火炎形成用ポートを３
層以上有する構造のものであれば、いずれでもよい。
用した場合その流量ＱO は、原料ガス流量ＱS の４〜７
倍に最適値が存在し、特に好ましくは４．５〜６倍であ
る。第２火炎燃料ガスとしてＨ2 を使用した場合もその
流量ＱH は、原料ガス流量ＱS に対して４〜７倍に最適
値が存在し、特に好ましくは４．５〜６倍である。ま
た、第２火炎燃料ガスとしてのＨ2 流量ＱH は、第２火
炎支燃性ガスＯ2 流量ＱO の０．９〜１．２倍であるこ
とが好ましく、特に好ましくは１．０〜１．１倍であ
り、このときに付着効率が最大になることを見いだし
た。なお、本発明に用いる原料ガスとしては、例えばＳ
ｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 、ＳｉＨ2 Ｃｌ2 等や、更にこ
の種技術において公知の添加物例えばＧｅＣｌ4 その他
を用いることができる。本発明における一般的な原料流
量として一例を挙げると３０〜１４０リットル／分程度
であるが、本発明に限定する関係にあればよく、これに
限定するものではない。また、不活性ガスとしてＡr 、
Ｎ2 、Ｈe 、Ｎｅ等を使用することができる。本発明に
使用するバーナーは、同心円状で火炎形成用ポートを３
層以上有する構造のものであれば、いずれでもよい。
【０００７】
【実施例】以下に本発明を実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 燃焼バーナーとして同心円状１２重管バーナーを使用
し、第１ポート（中心ポート）から原料のＳｉＣｌ4 を
１２リットル／分、第２，６，１０ポートのそれぞれか
らＨ2 を１８０リットル／分、第４，８，１２ポートか
らＯ2 を１８０リットル／分、第３，５，７，９，１１
ポートからＡｒを３０リットル／分流した。第２火炎形
成用ポートは第５，６，７，８ポートであるので、第６
ポートのＨ 2 、第８ポートのＯ2 は第１ポートの原料に
対し５倍の６０リットル／分流した。この条件でガラス
母材を作成したところ、堆積速度は１９ｇ／分、収率５
９％といずれも良好であった。
本発明はこれに限定されるものではない。 実施例１ 燃焼バーナーとして同心円状１２重管バーナーを使用
し、第１ポート（中心ポート）から原料のＳｉＣｌ4 を
１２リットル／分、第２，６，１０ポートのそれぞれか
らＨ2 を１８０リットル／分、第４，８，１２ポートか
らＯ2 を１８０リットル／分、第３，５，７，９，１１
ポートからＡｒを３０リットル／分流した。第２火炎形
成用ポートは第５，６，７，８ポートであるので、第６
ポートのＨ 2 、第８ポートのＯ2 は第１ポートの原料に
対し５倍の６０リットル／分流した。この条件でガラス
母材を作成したところ、堆積速度は１９ｇ／分、収率５
９％といずれも良好であった。
【０００８】比較例１
実施例１と同じバーナーを使用し、第６ポートのＨ2 流
量、第８ポートのＯ2 流量を原料流量の３．９倍の４７
リットル／分とした以外は、実施例１と同様にしてガラ
ス母材を作成した。このときの堆積速度は１６ｇ／分、
収率５０％と、いずれも実施例１より低かった。
量、第８ポートのＯ2 流量を原料流量の３．９倍の４７
リットル／分とした以外は、実施例１と同様にしてガラ
ス母材を作成した。このときの堆積速度は１６ｇ／分、
収率５０％と、いずれも実施例１より低かった。
【０００９】比較例２
実施例１と同じバーナーを使用し、第６ポートのＨ2 流
量を原料流量の３．９倍の４７リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。このと
き堆積速度は１６ｇ／分、収率５０％であった。
量を原料流量の３．９倍の４７リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。このと
き堆積速度は１６ｇ／分、収率５０％であった。
【００１０】比較例３
実施例と同じバーナーを使用し、第６ポートのＨ2 流量
を原料流量の７．１倍の８５リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。このと
きガラス母材は表面層か剥離し、安定な製造ができなか
った。
を原料流量の７．１倍の８５リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。このと
きガラス母材は表面層か剥離し、安定な製造ができなか
った。
【００１１】実施例２
実施例１と同じバーナーを使用し、第ポートのＨ2 流量
を原料流量の４．４倍の５３リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。ＱH ＝
０．８８ＱO であるので、本発明の特に好ましい範囲で
ある ０．９≦ＱH ≦１．２ＱO からは外れる。こきとき堆積
速度は１８ｇ／分、収率５６％であった。
を原料流量の４．４倍の５３リットル／分とした以外
は、実施例１と同条件でガラス母材を作製した。ＱH ＝
０．８８ＱO であるので、本発明の特に好ましい範囲で
ある ０．９≦ＱH ≦１．２ＱO からは外れる。こきとき堆積
速度は１８ｇ／分、収率５６％であった。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第２火炎のＨ2 、Ｏ2 流量を最適とすることにより、ガ
ラス微粒子の堆積速度、付着効率を上げることができ、
従って多孔質ガラス母材の生産性を向上することができ
る。本発明の技術は特に高品質な光ファイバー用母材の
製造に適しており、本発明により得られた多孔質ガラス
母材は、その後高温で焼結することにより透明ガラス母
材とし、更に線引き工程を経ることで光ファイバーが得
られる。
第２火炎のＨ2 、Ｏ2 流量を最適とすることにより、ガ
ラス微粒子の堆積速度、付着効率を上げることができ、
従って多孔質ガラス母材の生産性を向上することができ
る。本発明の技術は特に高品質な光ファイバー用母材の
製造に適しており、本発明により得られた多孔質ガラス
母材は、その後高温で焼結することにより透明ガラス母
材とし、更に線引き工程を経ることで光ファイバーが得
られる。
Claims (2)
- 【請求項１】 気体のガラス原料を燃焼バーナーから噴
出させ火炎中で加水分解することによりガラス微粒子と
なし、該ガラス微粒子を回転する出発棒の周囲または先
端に堆積させることよりガラス母材を製造する方法にお
いて、燃料ガスポート、支燃性ガスポート、不活性ガス
ポートよりなる同心円状の火炎形成用ポートを３組以上
有するバーナーを用い、且つ第２火炎用燃料ガスとして
のＨ2の流量ＱH 、第２火炎用支燃性ガスとしてのＯ2
の流量ＱO を、原料流量ＱS に対して、 ４ＱS ≦ＱH ≦７ＱS 且つ４ＱS ≦ＱO ≦７ＱS とすることを特徴とするガラス母材の製造方法。 - 【請求項２】 第２火炎用燃料ガスとしてのＨ2 の流量
ＱH と第２火炎用支燃性ガスとしてのＯ2 の流量ＱO が
更に、 ０．９Ｑ0 ≦ＱH ≦１．２Ｑ0 を満足することを特徴とする請求項１のガラス母材の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18250391A JPH0524855A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18250391A JPH0524855A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | ガラス母材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524855A true JPH0524855A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=16119435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18250391A Pending JPH0524855A (ja) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | ガラス母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0524855A (ja) |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP18250391A patent/JPH0524855A/ja active Pending
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