JPH0742129B2 - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光フアイバ用母材の製造方法Info
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- JPH0742129B2 JPH0742129B2 JP329587A JP329587A JPH0742129B2 JP H0742129 B2 JPH0742129 B2 JP H0742129B2 JP 329587 A JP329587 A JP 329587A JP 329587 A JP329587 A JP 329587A JP H0742129 B2 JPH0742129 B2 JP H0742129B2
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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]
- C03B37/0144—Means for after-treatment or catching of worked reactant gases
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光フアイバ用母材の製造方法に関するものであ
り、VAD法(気相軸付法)、OVPO法(外付気相酸化法)
などのスート生成法により光ファイバ用多孔質ガラス母
材を製造する方法に関するものである。
り、VAD法(気相軸付法)、OVPO法(外付気相酸化法)
などのスート生成法により光ファイバ用多孔質ガラス母
材を製造する方法に関するものである。
光フアイバ用多孔質ガラス母材を製造する1方法とし
て、燃焼バーナから燃焼ガスおよびガラス原料を混合噴
出して火炎中での加水分解反応または酸化反応によりガ
ラス微粒子を生成して、このガラス微粒子を回転する出
発材の先端に堆積させて、多孔質堆積体として、これの
成長に合わせて出発材をバーナと相対的に移動すること
により、多孔質ガラス母材を製造するVAD法がある。
て、燃焼バーナから燃焼ガスおよびガラス原料を混合噴
出して火炎中での加水分解反応または酸化反応によりガ
ラス微粒子を生成して、このガラス微粒子を回転する出
発材の先端に堆積させて、多孔質堆積体として、これの
成長に合わせて出発材をバーナと相対的に移動すること
により、多孔質ガラス母材を製造するVAD法がある。
また出発材の外周部に燃焼バーナにより形成された火炎
中で酸化反応により生成されたガラス微粒子を堆積させ
ながら、出発材または燃焼バーナを1回以上トラバース
することにより多孔質ガラス母材を製造するOVPO法もあ
る(特開昭48−73522号公報)。
中で酸化反応により生成されたガラス微粒子を堆積させ
ながら、出発材または燃焼バーナを1回以上トラバース
することにより多孔質ガラス母材を製造するOVPO法もあ
る(特開昭48−73522号公報)。
従来、VAD法においては、マツフルと呼ばれる反応容器
中において多孔質ガラス母材を製造しており、火炎中で
の加水分解反応により生成されるSiO2粒子のうち多孔質
ガラス母材に堆積しないもの、あるいは、反応で生成さ
れるHCl等を上記マツフル内より排気している。この排
気量はバーナからの原料ガス噴出量あるいは、マツフル
内のガラス微粒子浮遊状態によつて調整されており、多
孔質ガラス母材製造中において微調整されることがあ
る。しかし、一度設定されると製造中大きくかえること
はなく、むしろ排気量を一定とするよう努力がはらわれ
ていた。
中において多孔質ガラス母材を製造しており、火炎中で
の加水分解反応により生成されるSiO2粒子のうち多孔質
ガラス母材に堆積しないもの、あるいは、反応で生成さ
れるHCl等を上記マツフル内より排気している。この排
気量はバーナからの原料ガス噴出量あるいは、マツフル
内のガラス微粒子浮遊状態によつて調整されており、多
孔質ガラス母材製造中において微調整されることがあ
る。しかし、一度設定されると製造中大きくかえること
はなく、むしろ排気量を一定とするよう努力がはらわれ
ていた。
従来の一定排気量とする方法は原料ガスの噴出量が少な
い場合には、都合が良かつたが、母材の製造度向上のた
めに原料ガス流量を増量していくと、大きな問題が発生
してきた。まず、VAD法の場合、出発母材先端あるいは
出発ロツドの外周にガラス微粒子を堆積させる。第4図
(a)及び(b)は、いずれも多孔質ガラス母材4を合
成しはじめた初期の構成を示し、第4図(a)は出発ロ
ッド2の先端に、第4図(b)は出発ロッド2の外周に
堆積させる場合である。なお図中3はバーナを表す。第
5図(a)及び(b)は、それぞれ第4図(a)及び
(b)に示した状態から、合成が定常状態になつたとき
(定常時という)の構成を示しており、第4図(a)及
び(b)に示すように多孔質母材外径は最初小さいが、
しだいに大きく成長して一定時間経過後には一定の外径
となつて、第5図(a)及び(b)に示すような定常製
造状態に達する。また母材の引き上げ速度も同様で定常
時には一定速度となる。
い場合には、都合が良かつたが、母材の製造度向上のた
めに原料ガス流量を増量していくと、大きな問題が発生
してきた。まず、VAD法の場合、出発母材先端あるいは
出発ロツドの外周にガラス微粒子を堆積させる。第4図
(a)及び(b)は、いずれも多孔質ガラス母材4を合
成しはじめた初期の構成を示し、第4図(a)は出発ロ
ッド2の先端に、第4図(b)は出発ロッド2の外周に
堆積させる場合である。なお図中3はバーナを表す。第
5図(a)及び(b)は、それぞれ第4図(a)及び
(b)に示した状態から、合成が定常状態になつたとき
(定常時という)の構成を示しており、第4図(a)及
び(b)に示すように多孔質母材外径は最初小さいが、
しだいに大きく成長して一定時間経過後には一定の外径
となつて、第5図(a)及び(b)に示すような定常製
造状態に達する。また母材の引き上げ速度も同様で定常
時には一定速度となる。
多孔質ガラス母材が小さいときには、ガラス微粒子の堆
積する対象が小さくガラス微粒子の付着収率(付着する
重量/バーナから噴出する原料重量)は悪くなる。この
ような多孔質ガラス母材製造の初期段階においては、母
材に付着しなかつたガラス微粒子がマツフル内に充満
し、マツフル内壁に多量のガラス微粒子が付着する、あ
るいはまた第6図に斜線部10として示すように、多孔質
ガラス母材4上部の火炎で加熱されない部分に、堆積す
ることになる。
積する対象が小さくガラス微粒子の付着収率(付着する
重量/バーナから噴出する原料重量)は悪くなる。この
ような多孔質ガラス母材製造の初期段階においては、母
材に付着しなかつたガラス微粒子がマツフル内に充満
し、マツフル内壁に多量のガラス微粒子が付着する、あ
るいはまた第6図に斜線部10として示すように、多孔質
ガラス母材4上部の火炎で加熱されない部分に、堆積す
ることになる。
こうした場合、マツフル内壁に付着したガラス微粒子は
ある程度大きくなるとマツフル内ガス流により選ばれ、
再び母材堆積面に付着する場合があり、この内部は、母
材中で硬さが異なるため透明ガラス化したときに、気泡
として残り、高品質のガラス母材が得られなくなる。ま
た付着ススの厚さが厚くなると壁から剥離し、マツフル
内へ落下し、スス粒子を飛散し、気泡の原因となつたり
最悪の場合は、母材に衝突し母材に割れを発生させたり
する。
ある程度大きくなるとマツフル内ガス流により選ばれ、
再び母材堆積面に付着する場合があり、この内部は、母
材中で硬さが異なるため透明ガラス化したときに、気泡
として残り、高品質のガラス母材が得られなくなる。ま
た付着ススの厚さが厚くなると壁から剥離し、マツフル
内へ落下し、スス粒子を飛散し、気泡の原因となつたり
最悪の場合は、母材に衝突し母材に割れを発生させたり
する。
一方、火炎で加熱されない部分10に付着したガラス微粒
子は、他の部分に比べて柔らかく、非常に割れやすい状
態となる。この場合、定常的にガラス微粒子が付着した
部分とこの部分との硬さの違いにより、母材が冷却され
る間の熱応力によりクラツクを発生したり、あるいは、
透明化時、高温部に母材を挿入した場合にやはりクラツ
クを生じ母材が割れてしまうという問題があつた。
子は、他の部分に比べて柔らかく、非常に割れやすい状
態となる。この場合、定常的にガラス微粒子が付着した
部分とこの部分との硬さの違いにより、母材が冷却され
る間の熱応力によりクラツクを発生したり、あるいは、
透明化時、高温部に母材を挿入した場合にやはりクラツ
クを生じ母材が割れてしまうという問題があつた。
以上述べた問題点を解決すべく、例えば最初噴出する原
料ガス流量を少なくする処理が取られていたが、原料ガ
ス流量を少なくしても、付着収率は向上しないことがわ
かつた。また原料ガス流量も少なくしすぎると、母材の
製造が定常になるまでの時間がきわめて長くなり、生産
性が著しく劣化してしまうことがわかつた。
料ガス流量を少なくする処理が取られていたが、原料ガ
ス流量を少なくしても、付着収率は向上しないことがわ
かつた。また原料ガス流量も少なくしすぎると、母材の
製造が定常になるまでの時間がきわめて長くなり、生産
性が著しく劣化してしまうことがわかつた。
本発明はこの問題点を解決して、原料ガス噴出量が大き
い場合であつても、気泡残留や割れ等の発生がない高品
質の母材を生産性良く製造できる方法を提案するもので
ある。
い場合であつても、気泡残留や割れ等の発生がない高品
質の母材を生産性良く製造できる方法を提案するもので
ある。
本発明は気体のガラス原料を燃焼バーナから噴出させて
火炎加水分解し、これによつて生成する粒状ガラスを回
転する出発材または心棒の周囲に堆積させ、回転軸方向
に成長させて多孔質ガラス母材を製造する方法におい
て、 上記燃焼バーナからガラス原料を噴出し始めてから、多
孔質ガラス母材が定常に成長し始めるまでの初期段階に
おいて、多孔質ガラス母材を製造する容器からの排気量
を定常時の所定量よりも高く設定した状態でガラス原料
の噴出を開始し、次いで該排気量を徐々に所定量まで減
量させることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法
であつて、これにより上記の問題点を解決できるもので
ある。
火炎加水分解し、これによつて生成する粒状ガラスを回
転する出発材または心棒の周囲に堆積させ、回転軸方向
に成長させて多孔質ガラス母材を製造する方法におい
て、 上記燃焼バーナからガラス原料を噴出し始めてから、多
孔質ガラス母材が定常に成長し始めるまでの初期段階に
おいて、多孔質ガラス母材を製造する容器からの排気量
を定常時の所定量よりも高く設定した状態でガラス原料
の噴出を開始し、次いで該排気量を徐々に所定量まで減
量させることを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法
であつて、これにより上記の問題点を解決できるもので
ある。
本発明において定常時とは、前述したように製造の初期
段階を経た後に母材の外径が一定となり引上げ速度も一
定となつた状態をいう。
段階を経た後に母材の外径が一定となり引上げ速度も一
定となつた状態をいう。
本発明の具体的構成を、一実施例に基ずいて説明する。
第1図は本発明に用いる多孔質ガラス母材製造の装置を
示したものであり、マツフル1内に出発ロツド2、バー
ナ3をセツトして、バーナ3により火炎を形成して、こ
れに原料ガスを投入することによりガラス微粒子を生成
して多孔質ガラス母材4を製造する。マツフル1内のガ
スおよび堆積しなかつたガラス微粒子は、排気管5より
外に排気される。排気管5には静圧監視用の圧力計6が
取り付けられており、また、排気量調整用の弁7または
8により排気量が調整される。本発明はこのような構成
において、第3図に示すように多孔質ガラス母材製造の
初期段階時間t1からt0〔ただしt0≦定常状態になる時
間,(t0−t1)=設定時間〕の間に、排気管静圧がP1か
ら定常時の排気量P0(P1>P0)に変化するよう調整弁7
または8を操作するものである。
第1図は本発明に用いる多孔質ガラス母材製造の装置を
示したものであり、マツフル1内に出発ロツド2、バー
ナ3をセツトして、バーナ3により火炎を形成して、こ
れに原料ガスを投入することによりガラス微粒子を生成
して多孔質ガラス母材4を製造する。マツフル1内のガ
スおよび堆積しなかつたガラス微粒子は、排気管5より
外に排気される。排気管5には静圧監視用の圧力計6が
取り付けられており、また、排気量調整用の弁7または
8により排気量が調整される。本発明はこのような構成
において、第3図に示すように多孔質ガラス母材製造の
初期段階時間t1からt0〔ただしt0≦定常状態になる時
間,(t0−t1)=設定時間〕の間に、排気管静圧がP1か
ら定常時の排気量P0(P1>P0)に変化するよう調整弁7
または8を操作するものである。
より具体的には、排気量の設定は母材の製造条件により
異なるが、一例を挙げるとP1をP0の1.5〜2倍程度に設
定しておき、t0−t1を20分〜90分程度として、徐々に所
定量に戻す、という如くに行うのである。
異なるが、一例を挙げるとP1をP0の1.5〜2倍程度に設
定しておき、t0−t1を20分〜90分程度として、徐々に所
定量に戻す、という如くに行うのである。
このように排気量を調整することにより、初期段階にお
けるマツフル内ガラス微粒子を排気を効率よく行なうこ
とができる。また、定常多孔質母材製造時の条件も阻害
することはない。
けるマツフル内ガラス微粒子を排気を効率よく行なうこ
とができる。また、定常多孔質母材製造時の条件も阻害
することはない。
調整弁7または8の操作は圧力計を圧力トランスデユー
サー9にかえこの出力を調整弁7または8に入力し、自
動制御を行なう方式に置きかえれば、より容易に作業を
行なうことができる。
サー9にかえこの出力を調整弁7または8に入力し、自
動制御を行なう方式に置きかえれば、より容易に作業を
行なうことができる。
本発明の方法は、第2図に示すように、ガラスロッドの
周囲に多孔質ガラス母材を合成する場合にも同一の効果
がある。
周囲に多孔質ガラス母材を合成する場合にも同一の効果
がある。
比較例1 第1図に示す構成において多孔質母材の製造を行つた。
燃焼バーナとして同心円状8重管バーナを用いて、燃焼
ガスとして水素60/分、酸素45/分、アルゴン12
/分を流し、これに原料ガスとしてSiCl4を4/分流
した。
燃焼バーナとして同心円状8重管バーナを用いて、燃焼
ガスとして水素60/分、酸素45/分、アルゴン12
/分を流し、これに原料ガスとしてSiCl4を4/分流
した。
排気は内径80mmφの排気管を使用して、これに取り付け
られた圧力計により静圧が5mmaqとなるように排気調整
弁7を調整した。静圧は常に設定圧となるよう監視し
た。マツフル内は初期の間浮遊ガラス微粒子が充満して
いるのが観察された。
られた圧力計により静圧が5mmaqとなるように排気調整
弁7を調整した。静圧は常に設定圧となるよう監視し
た。マツフル内は初期の間浮遊ガラス微粒子が充満して
いるのが観察された。
この結果、外径150mmφの大型母材が合成されたが、10
本製造したうち2本には母材上部に、冷却中にクラツク
が入つてしまつた。この母材の上部の硬さを調べたとこ
ろ、0.1g/cm3以下の柔らかさであることがわかつた。定
常成長部分の硬さは、このとき平均0.25g/cm3であつ
た。
本製造したうち2本には母材上部に、冷却中にクラツク
が入つてしまつた。この母材の上部の硬さを調べたとこ
ろ、0.1g/cm3以下の柔らかさであることがわかつた。定
常成長部分の硬さは、このとき平均0.25g/cm3であつ
た。
クラツクのなかつた8本を透明ガラス化したところ3本
は炉内でやはり上部にクラツクが入つてしまつた。また
ガラス母材の中には、平均6個の気泡が残つた。
は炉内でやはり上部にクラツクが入つてしまつた。また
ガラス母材の中には、平均6個の気泡が残つた。
実施例1 比較例1と同一の構成で多孔質ガラス母材の合成を行つ
た。本発明に従つて排気圧を最初10mmaqに設定し、定常
になるまでの時間1時間の間に徐々に減少し、5mmaqま
で下げた。
た。本発明に従つて排気圧を最初10mmaqに設定し、定常
になるまでの時間1時間の間に徐々に減少し、5mmaqま
で下げた。
この結果、ほぼ同様の多孔質ガラス母材が得られたが、
多孔質ガラス母材中にはクラツクはまつたく発生しなか
つた。また透明ガラス化した母材中の気泡についても、
激減し、気泡は10本製造したうち1本に1コ入つていた
のみで残りは良好な高品質ガラス体が得られた。
多孔質ガラス母材中にはクラツクはまつたく発生しなか
つた。また透明ガラス化した母材中の気泡についても、
激減し、気泡は10本製造したうち1本に1コ入つていた
のみで残りは良好な高品質ガラス体が得られた。
本発明は、マツフル内に浮遊するガラス微粒子は効率的
にマツフル外へ排気させるので、特にマツフル内壁に付
着しやすい初期の段階において、付着量を減少させるこ
とができるに加え、浮遊ガラス微粒子が、多孔質ガラス
母材上部に付着することがないため、多孔質ガラス母材
の熱応力によるクラツク発生、割れの問題を解決でき
る。
にマツフル外へ排気させるので、特にマツフル内壁に付
着しやすい初期の段階において、付着量を減少させるこ
とができるに加え、浮遊ガラス微粒子が、多孔質ガラス
母材上部に付着することがないため、多孔質ガラス母材
の熱応力によるクラツク発生、割れの問題を解決でき
る。
また、マツフル内壁へのガラス微粒子付着量を激減する
ことができるので、母材中の気泡発生度数を減少させる
ことができる。
ことができるので、母材中の気泡発生度数を減少させる
ことができる。
第1図及び第2図は本発明の実施態様例を説明する概略
の断面図、第3図は堆積開始時t1からt0(t0≦定常とな
る時間)に到る時間での排気圧力(P)の調整方法を示
すグラフである。第4図(a)及び(b)は多孔質ガラ
ス母材を合成しはじめた初期の構成を示す図であつて、
第4図(a)は出発ロツド先端に合成する場合、第44図
(b)は出発ロツド外周に合成する場合を示す。第5図
(a)及び(b)は、多孔質ガラス母材合成が定常状態
となつた時の構成を示す図で、第5図(a)は第4図
(a)が定常となつた時、第5図(b)は第4図(b)
が定常となつた時である。第6図は従来法で合成開始時
に母材上部に付着する柔らかい多孔質母材部分を示す説
明図である。
の断面図、第3図は堆積開始時t1からt0(t0≦定常とな
る時間)に到る時間での排気圧力(P)の調整方法を示
すグラフである。第4図(a)及び(b)は多孔質ガラ
ス母材を合成しはじめた初期の構成を示す図であつて、
第4図(a)は出発ロツド先端に合成する場合、第44図
(b)は出発ロツド外周に合成する場合を示す。第5図
(a)及び(b)は、多孔質ガラス母材合成が定常状態
となつた時の構成を示す図で、第5図(a)は第4図
(a)が定常となつた時、第5図(b)は第4図(b)
が定常となつた時である。第6図は従来法で合成開始時
に母材上部に付着する柔らかい多孔質母材部分を示す説
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横田 弘 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−134529(JP,A) 特開 昭56−104736(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】気体のガラス原料を燃焼バーナから噴出さ
せて火炎加水分解し、これによつて生成する粒状ガラス
を回転する出発材または心棒の周囲に堆積させ、回転軸
方向に成長させて多孔質ガラス母材を製造する方法にお
いて、 上記燃焼バーナからガラス原料を噴出し始めてから、多
孔質ガラス母材が定常に成長し始めるまでの初期段階に
おいて、多孔質ガラス母材を製造する容器からの排気量
を定常時の所定量よりも高く設定した状態でガラス原料
の噴出を開始し、次いで該排気量を徐々に所定量まで減
量させることを特徴とする光フアイバ用母材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP329587A JPH0742129B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP329587A JPH0742129B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176326A JPS63176326A (ja) | 1988-07-20 |
| JPH0742129B2 true JPH0742129B2 (ja) | 1995-05-10 |
Family
ID=11553387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP329587A Expired - Fee Related JPH0742129B2 (ja) | 1987-01-12 | 1987-01-12 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0742129B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2604454B2 (ja) * | 1988-12-23 | 1997-04-30 | 信越化学工業株式会社 | シングルモード型光ファイバープリフォームの製造方法 |
| JP2803510B2 (ja) * | 1993-02-10 | 1998-09-24 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および装置 |
| KR20030012749A (ko) * | 2001-08-04 | 2003-02-12 | 화이콤(주) | 광섬유용 유리모재 제조방법 및 제조장치 |
-
1987
- 1987-01-12 JP JP329587A patent/JPH0742129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63176326A (ja) | 1988-07-20 |
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