JPH09188523A - シリカガラスの製造方法及び製造装置 - Google Patents
シリカガラスの製造方法及び製造装置Info
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- JPH09188523A JPH09188523A JP1811796A JP1811796A JPH09188523A JP H09188523 A JPH09188523 A JP H09188523A JP 1811796 A JP1811796 A JP 1811796A JP 1811796 A JP1811796 A JP 1811796A JP H09188523 A JPH09188523 A JP H09188523A
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- 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]
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 気泡の発生がほとんどなく、高品質の多孔質
シリカガラスを工業的に有利に製造する。 【解決手段】 小容積チャンバー内で、該チャンバー内
にクリーンエアーを導入すると共に、該チャンバー内の
排気ガスを排出させながら酸水素バーナー火炎中にシリ
コン化合物蒸気を火炎加水分解反応することによりシリ
カガラス微粒子を発生させると共に、このシリカガラス
微粒子を種棒上に付着、堆積させてシリカガラス多孔質
体を製造するシリカガラスの製造方法において、上記小
容積チャンバーを包囲して密閉外套を配設すると共に、
酸水素バーナーの先端火炎噴出口を上記チャンバーの噴
出口挿入孔に非気密状態にかつ進退可能に挿入して、上
記バーナーの噴出口を種棒に対し調節された位置で、か
つ火炎周囲の空気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持
するようにクリーンエアーを上記チャンバー内に導入し
かつチャンバー内の排気ガスを排出させた状態で、上記
シリカガラス微粒子の種棒上への付着、堆積を行うよう
にしたことを特徴とするシリカガラスの製造方法。
シリカガラスを工業的に有利に製造する。 【解決手段】 小容積チャンバー内で、該チャンバー内
にクリーンエアーを導入すると共に、該チャンバー内の
排気ガスを排出させながら酸水素バーナー火炎中にシリ
コン化合物蒸気を火炎加水分解反応することによりシリ
カガラス微粒子を発生させると共に、このシリカガラス
微粒子を種棒上に付着、堆積させてシリカガラス多孔質
体を製造するシリカガラスの製造方法において、上記小
容積チャンバーを包囲して密閉外套を配設すると共に、
酸水素バーナーの先端火炎噴出口を上記チャンバーの噴
出口挿入孔に非気密状態にかつ進退可能に挿入して、上
記バーナーの噴出口を種棒に対し調節された位置で、か
つ火炎周囲の空気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持
するようにクリーンエアーを上記チャンバー内に導入し
かつチャンバー内の排気ガスを排出させた状態で、上記
シリカガラス微粒子の種棒上への付着、堆積を行うよう
にしたことを特徴とするシリカガラスの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用ファイバ
ー母材やＬＳＩフォトマスク基板材料等として好適に使
用される多孔質シリカガラスを工業的に有利に製造する
ことができるシリカガラスの製造方法及び製造装置に関
する。
ー母材やＬＳＩフォトマスク基板材料等として好適に使
用される多孔質シリカガラスを工業的に有利に製造する
ことができるシリカガラスの製造方法及び製造装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
光ファイバー母材等の製造に利用される多孔質シリカガ
ラス母材の製法としては、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａ
ｓｅ ａｘｉａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られ
ている。このＶＡＤ法で使用される装置は図２に示すよ
うな構造を有するもので、小容積チャンバー１に、除塵
フィルター２が介装されたクリーンエアー導入管３が接
続されていると共に内部に種棒４が回転可能に配設され
た種棒引き上げ用管５、及び排気管６がそれぞれ連結さ
れ、またこのチャンバー１内に、１個以上（図では２
個）の酸水素火炎バーナー７の先端火炎噴出口７ａが気
密に挿入されたものである。なお、図中８は、チャンバ
ー１の噴出口挿入孔１ａに挿入される噴出口７ａを気密
に保持するパッキンである。そして上記バーナー７に
は、水素ガス導入パイプ９、酸素ガス導入パイプ１０、
シリコン化合物蒸気導入パイプ１１がそれぞれ接続され
ていると共に、バーナー７を進退させるアーム１２が連
結され、このアーム１２はバーナー位置調整用支持台１
３に進退可能に取り付けられているものである。
光ファイバー母材等の製造に利用される多孔質シリカガ
ラス母材の製法としては、ＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａ
ｓｅ ａｘｉａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が知られ
ている。このＶＡＤ法で使用される装置は図２に示すよ
うな構造を有するもので、小容積チャンバー１に、除塵
フィルター２が介装されたクリーンエアー導入管３が接
続されていると共に内部に種棒４が回転可能に配設され
た種棒引き上げ用管５、及び排気管６がそれぞれ連結さ
れ、またこのチャンバー１内に、１個以上（図では２
個）の酸水素火炎バーナー７の先端火炎噴出口７ａが気
密に挿入されたものである。なお、図中８は、チャンバ
ー１の噴出口挿入孔１ａに挿入される噴出口７ａを気密
に保持するパッキンである。そして上記バーナー７に
は、水素ガス導入パイプ９、酸素ガス導入パイプ１０、
シリコン化合物蒸気導入パイプ１１がそれぞれ接続され
ていると共に、バーナー７を進退させるアーム１２が連
結され、このアーム１２はバーナー位置調整用支持台１
３に進退可能に取り付けられているものである。
【０００３】この装置を用いてシリカガラスを製造する
場合、水素ガス、酸素ガスと共にシリコン化合物蒸気を
酸水素火炎バーナー７に導入し、該火炎加水分解反応に
て生成するシリカガラス微粒子を回転する種棒４に吹き
付け、堆積速度に見合った引上速度にて同種棒４を引き
上げるもので、これにより、多孔質体シリカガラス母材
が製造されるものである。
場合、水素ガス、酸素ガスと共にシリコン化合物蒸気を
酸水素火炎バーナー７に導入し、該火炎加水分解反応に
て生成するシリカガラス微粒子を回転する種棒４に吹き
付け、堆積速度に見合った引上速度にて同種棒４を引き
上げるもので、これにより、多孔質体シリカガラス母材
が製造されるものである。
【０００４】ここで上記装置においては、外気塵埃等が
反応系内に混入すると、火炎中で粗大シリカガラス粒子
の核となり、母材が透明ガラス化される際、該当部位が
気泡状となる。このため、反応系は外気塵埃雰囲気から
分離された気密性の高いチャンバー１内で行われなけれ
ばならない。
反応系内に混入すると、火炎中で粗大シリカガラス粒子
の核となり、母材が透明ガラス化される際、該当部位が
気泡状となる。このため、反応系は外気塵埃雰囲気から
分離された気密性の高いチャンバー１内で行われなけれ
ばならない。
【０００５】また、種棒表面に付着し損ねたシリカガラ
ス微粒子は、反応系内に滞留すると粒子相互の凝集によ
り粗大化したり、あるいはチャンバー内壁に堆積付着
し、それが再飛散すると多孔質母材が透明ガラス化され
る際の気泡核となってしまう。このため、種棒表面に付
着し損ねたシリカガラス微粒子は、反応の際に生じる副
生塩化水素ガスと合わせてチャンバー１外へ速やかに同
伴排気させるべく、チャンバー１内にクリーンエアー導
入管３及び種棒引上げ用管４を介して除塵されたクリー
ンエアーを導入すると共に、排気管６より排ガスを排出
除去する必要がある。
ス微粒子は、反応系内に滞留すると粒子相互の凝集によ
り粗大化したり、あるいはチャンバー内壁に堆積付着
し、それが再飛散すると多孔質母材が透明ガラス化され
る際の気泡核となってしまう。このため、種棒表面に付
着し損ねたシリカガラス微粒子は、反応の際に生じる副
生塩化水素ガスと合わせてチャンバー１外へ速やかに同
伴排気させるべく、チャンバー１内にクリーンエアー導
入管３及び種棒引上げ用管４を介して除塵されたクリー
ンエアーを導入すると共に、排気管６より排ガスを排出
除去する必要がある。
【０００６】更に、チャンバー構造に求められる他の要
素としては、酸水素火炎を形成するバーナーとその火炎
の種棒に対する角度、距離などの位置条件が適当な範囲
で調整可能な構造でなければならないことが挙げられ
る。
素としては、酸水素火炎を形成するバーナーとその火炎
の種棒に対する角度、距離などの位置条件が適当な範囲
で調整可能な構造でなければならないことが挙げられ
る。
【０００７】従来のチャンバー構造は、以上二大要件の
うち気泡生成の抑制に重きが置かれている。それ故、チ
ャンバーは、所定の通気流量において副生塩化水素ガス
のチャンバー内部における滞留時間が短くなるよう、ま
たシリカガラス微粒子のチャンバー内壁への堆積付着抑
制のためチャンバー内壁面積が極力小さくなるように、
製造母材の最終体積とシリカガラス微粒子生成火炎の必
要占有空間のみとなり得る範囲で小容積化されている。
従って、バーナーの火口部位を除く部位と、バーナーに
水素ガス、酸素ガス、シリコーン化合物蒸気を供給する
ホース及び火炎の種棒に対する角度、距離などの位置条
件を設定するバーナー支持台がチャンバー外設置となっ
ている。
うち気泡生成の抑制に重きが置かれている。それ故、チ
ャンバーは、所定の通気流量において副生塩化水素ガス
のチャンバー内部における滞留時間が短くなるよう、ま
たシリカガラス微粒子のチャンバー内壁への堆積付着抑
制のためチャンバー内壁面積が極力小さくなるように、
製造母材の最終体積とシリカガラス微粒子生成火炎の必
要占有空間のみとなり得る範囲で小容積化されている。
従って、バーナーの火口部位を除く部位と、バーナーに
水素ガス、酸素ガス、シリコーン化合物蒸気を供給する
ホース及び火炎の種棒に対する角度、距離などの位置条
件を設定するバーナー支持台がチャンバー外設置となっ
ている。
【０００８】従って、予め支持台１３及びアーム１２を
操作してバーナー７の噴出口７ａをチャンバー１の噴出
口挿入孔１ａよりチャンバー１内の所定位置まで挿入
し、種棒４に対する角度、距離などの位置条件を決定し
た後は、上記挿入孔１ａをパッキン８により気密に封止
し、バーナー７を固定するようにする必要がある。
操作してバーナー７の噴出口７ａをチャンバー１の噴出
口挿入孔１ａよりチャンバー１内の所定位置まで挿入
し、種棒４に対する角度、距離などの位置条件を決定し
た後は、上記挿入孔１ａをパッキン８により気密に封止
し、バーナー７を固定するようにする必要がある。
【０００９】しかしながら、このような従来の装置にお
いては、下記のような問題が生じており、これら問題点
の解決が望まれている。 （１）小容積化、気密性能とバーナーの位置条件調整性
能との矛盾 気泡生成を抑制するための小容積化と、バーナー貫通口
の密閉構造化とにより、シリカガラス火炎（又はバーナ
ー）の種棒に対する角度、距離などの位置条件の調整変
更が難しくなっており、製造中にバーナーの位置条件を
調整することは実質的に不可能となっている。 （２）小容積化、気密性能とバーナー位置決め精度との
矛盾 複数バーナーの場合、小容積化を進めるとバーナー貫通
口同士が接近することにより気密構造が保持し難くな
り、隔壁ラバーの屈曲等の応力がバーナー本体に加わる
ことがあり、この場合、バーナーの種棒に対する位置が
微妙に変化してしまう。
いては、下記のような問題が生じており、これら問題点
の解決が望まれている。 （１）小容積化、気密性能とバーナーの位置条件調整性
能との矛盾 気泡生成を抑制するための小容積化と、バーナー貫通口
の密閉構造化とにより、シリカガラス火炎（又はバーナ
ー）の種棒に対する角度、距離などの位置条件の調整変
更が難しくなっており、製造中にバーナーの位置条件を
調整することは実質的に不可能となっている。 （２）小容積化、気密性能とバーナー位置決め精度との
矛盾 複数バーナーの場合、小容積化を進めるとバーナー貫通
口同士が接近することにより気密構造が保持し難くな
り、隔壁ラバーの屈曲等の応力がバーナー本体に加わる
ことがあり、この場合、バーナーの種棒に対する位置が
微妙に変化してしまう。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、気泡の発生がほとんどなく、高品質の多孔質シリカ
ガラスを工業的に有利に製造することができるシリカガ
ラスの製造方法及び製造装置を提供することを目的とす
る。
で、気泡の発生がほとんどなく、高品質の多孔質シリカ
ガラスを工業的に有利に製造することができるシリカガ
ラスの製造方法及び製造装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、 （１）小容積チャンバー内で、該チャンバー内にクリー
ンエアーを導入すると共に、該チャンバー内の排気ガス
を排出させながら酸水素バーナー火炎中にシリコン化合
物蒸気を火炎加水分解反応することによりシリカガラス
微粒子を発生させると共に、このシリカガラス微粒子を
種棒上に付着、堆積させてシリカガラス多孔質体を製造
するシリカガラスの製造方法において、上記小容積チャ
ンバーを包囲して密閉外套を配設すると共に、酸水素バ
ーナーの先端火炎噴出口を上記チャンバーの噴出口挿入
孔に非気密状態にかつ進退可能に挿入して、上記バーナ
ーの噴出口を種棒に対し調節された位置で、かつ火炎周
囲の空気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するよう
にクリーンエアーを上記チャンバー内に導入しかつチャ
ンバー内の排気ガスを排出させた状態で、上記シリカガ
ラス微粒子の種棒上への付着、堆積を行うようにしたこ
とを特徴とするシリカガラスの製造方法 （２）クリーンエアー導入管が接続されると共に内部に
種棒が回転可能に設置される種棒引き上げ用管と排気管
とがそれぞれ連結され、かつ１個以上の酸水素バーナー
の先端火炎噴出口が挿入された小容積チャンバーと、上
記バーナーに接続される水素ガス、酸素ガス及びシリコ
ン化合物蒸気の各導入パイプと、上記バーナーにアーム
を介して連結されるバーナー位置調整用支持台とを具備
し、上記バーナーの噴出口から噴出される酸水素バーナ
ー火炎中にてシリコン化合物蒸気を火炎加水分解反応さ
せてシリカガラス微粒子を発生させると共に、このシリ
カガラス微粒子を上記種棒上に付着、堆積させてシリカ
ガラス多孔質体を製造するシリカガラスの製造装置にお
いて、上記小容積チャンバー及び上記バーナーを包囲し
て密閉外套を配設すると共に、酸水素バーナーの火炎噴
出口を上記チャンバーの噴出口挿入孔に非気密状態にか
つ進退可能に挿入し、更に上記各導入パイプの先端側及
び上記アームの先端側をこの外套内に気密に配するよう
構成したことを特徴とするシリカガラスの製造装置 を提供する。
するため、 （１）小容積チャンバー内で、該チャンバー内にクリー
ンエアーを導入すると共に、該チャンバー内の排気ガス
を排出させながら酸水素バーナー火炎中にシリコン化合
物蒸気を火炎加水分解反応することによりシリカガラス
微粒子を発生させると共に、このシリカガラス微粒子を
種棒上に付着、堆積させてシリカガラス多孔質体を製造
するシリカガラスの製造方法において、上記小容積チャ
ンバーを包囲して密閉外套を配設すると共に、酸水素バ
ーナーの先端火炎噴出口を上記チャンバーの噴出口挿入
孔に非気密状態にかつ進退可能に挿入して、上記バーナ
ーの噴出口を種棒に対し調節された位置で、かつ火炎周
囲の空気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するよう
にクリーンエアーを上記チャンバー内に導入しかつチャ
ンバー内の排気ガスを排出させた状態で、上記シリカガ
ラス微粒子の種棒上への付着、堆積を行うようにしたこ
とを特徴とするシリカガラスの製造方法 （２）クリーンエアー導入管が接続されると共に内部に
種棒が回転可能に設置される種棒引き上げ用管と排気管
とがそれぞれ連結され、かつ１個以上の酸水素バーナー
の先端火炎噴出口が挿入された小容積チャンバーと、上
記バーナーに接続される水素ガス、酸素ガス及びシリコ
ン化合物蒸気の各導入パイプと、上記バーナーにアーム
を介して連結されるバーナー位置調整用支持台とを具備
し、上記バーナーの噴出口から噴出される酸水素バーナ
ー火炎中にてシリコン化合物蒸気を火炎加水分解反応さ
せてシリカガラス微粒子を発生させると共に、このシリ
カガラス微粒子を上記種棒上に付着、堆積させてシリカ
ガラス多孔質体を製造するシリカガラスの製造装置にお
いて、上記小容積チャンバー及び上記バーナーを包囲し
て密閉外套を配設すると共に、酸水素バーナーの火炎噴
出口を上記チャンバーの噴出口挿入孔に非気密状態にか
つ進退可能に挿入し、更に上記各導入パイプの先端側及
び上記アームの先端側をこの外套内に気密に配するよう
構成したことを特徴とするシリカガラスの製造装置 を提供する。
【００１２】本発明によれば、小容積チャンバー及びバ
ーナーを包囲して密閉外套を配設し、かつ各導入パイプ
の先端側及びアームの先端側を外套内に気密に配したの
で、チャンバー自体は小容積を維持したままバーナーの
火炎噴出口をチャンバーの噴出口挿入孔にパッキンの配
設を省略するなどして非気密状態に挿入しても全く支障
なく火炎加水分解操作を行うことができると共に、バー
ナーの火炎噴出口の種棒に対する位置調整を火炎加水分
解操作中においても随時行うことができ、このため効率
よく反応を進めることができる。
ーナーを包囲して密閉外套を配設し、かつ各導入パイプ
の先端側及びアームの先端側を外套内に気密に配したの
で、チャンバー自体は小容積を維持したままバーナーの
火炎噴出口をチャンバーの噴出口挿入孔にパッキンの配
設を省略するなどして非気密状態に挿入しても全く支障
なく火炎加水分解操作を行うことができると共に、バー
ナーの火炎噴出口の種棒に対する位置調整を火炎加水分
解操作中においても随時行うことができ、このため効率
よく反応を進めることができる。
【００１３】またこの場合、上記バーナーの噴出口を種
棒に対し調節された位置で、かつ火炎周囲の空気線速を
０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するようにクリーンエア
ーを上記チャンバー内に導入しかつチャンバー内の排気
ガスを排出させた状態で、上記シリカガラス微粒子の種
棒上への付着、堆積を行うことにより、外套内などに対
するシリカガラス微粒子の付着やアームを金属により形
成しても副生塩化水素ガスによる腐蝕もなく、反応を進
めることができる。
棒に対し調節された位置で、かつ火炎周囲の空気線速を
０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するようにクリーンエア
ーを上記チャンバー内に導入しかつチャンバー内の排気
ガスを排出させた状態で、上記シリカガラス微粒子の種
棒上への付着、堆積を行うことにより、外套内などに対
するシリカガラス微粒子の付着やアームを金属により形
成しても副生塩化水素ガスによる腐蝕もなく、反応を進
めることができる。
【００１４】なお、上記効果を確実に達成するため、第
２のクリーンエアー導入管を外套に接続して、この外套
内にクリーンエアーを導入すると共に、この外套内に導
入されたエアーは上記噴出口挿入孔よりチャンバー内を
通って排出管より排出するようにすることが好適であ
り、これによって外套内へのチャンバー内雰囲気の流入
を可及的に防止することができる。
２のクリーンエアー導入管を外套に接続して、この外套
内にクリーンエアーを導入すると共に、この外套内に導
入されたエアーは上記噴出口挿入孔よりチャンバー内を
通って排出管より排出するようにすることが好適であ
り、これによって外套内へのチャンバー内雰囲気の流入
を可及的に防止することができる。
【００１５】また、上記各導入パイプの先端側を外套内
に気密に挿入することは、これらパイプが可動しないも
のであるから、パッキン等を用いて確実に行うことがで
きる。一方、アームの先端側を外套内に気密に配する手
段としては、側部が伸縮可能に形成された筒状密閉体を
バーナー下部又はアームの外套内突出上部を包囲して配
設すると共に、その密閉体上端部をバーナー下部又はア
ームの外套内突出上部に気密状態に取り付け、かつ密閉
体下端部を外套壁面に気密状態に取り付ける手段とする
ことが好適であり、アームが進退する場合、筒状密閉体
がこれと一体に伸縮するので、気密状態を保持したまま
スムーズにアームの進退が行われる。
に気密に挿入することは、これらパイプが可動しないも
のであるから、パッキン等を用いて確実に行うことがで
きる。一方、アームの先端側を外套内に気密に配する手
段としては、側部が伸縮可能に形成された筒状密閉体を
バーナー下部又はアームの外套内突出上部を包囲して配
設すると共に、その密閉体上端部をバーナー下部又はア
ームの外套内突出上部に気密状態に取り付け、かつ密閉
体下端部を外套壁面に気密状態に取り付ける手段とする
ことが好適であり、アームが進退する場合、筒状密閉体
がこれと一体に伸縮するので、気密状態を保持したまま
スムーズにアームの進退が行われる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図１により本発明装置の一
実施例につき説明する。なお、図２の従来装置と同一構
成部品については同一の参照符号を付してその説明を省
略する。
実施例につき説明する。なお、図２の従来装置と同一構
成部品については同一の参照符号を付してその説明を省
略する。
【００１７】この図１の装置は、図２の装置において、
チャンバー１及びバーナー７を包囲して密閉外套１４を
配設したものである。この場合、各パイプ９，１０，１
１の先端側はそれぞれ外套１４を気密に貫通して外套１
４内に突出し、バーナー７に連結していると共に、アー
ム１２の先端側も外套１４を貫通して外套１４内に突出
し、バーナー７と連結している。ここで、１５は側部が
伸縮可能に形成された筒状密閉体で、この密閉体１５は
上記アームー１２の外套１４内突出先端部１２ａを包囲
して配設され、その頭部１５ａのアーム挿通孔１５ｂに
おいてアーム１２に気密に取り付けられていると共に、
密閉体１５の下端部は外套１４内壁に気密に取り付けら
れており、これによってアーム１２の外套１４への貫通
が気密に保持されている。
チャンバー１及びバーナー７を包囲して密閉外套１４を
配設したものである。この場合、各パイプ９，１０，１
１の先端側はそれぞれ外套１４を気密に貫通して外套１
４内に突出し、バーナー７に連結していると共に、アー
ム１２の先端側も外套１４を貫通して外套１４内に突出
し、バーナー７と連結している。ここで、１５は側部が
伸縮可能に形成された筒状密閉体で、この密閉体１５は
上記アームー１２の外套１４内突出先端部１２ａを包囲
して配設され、その頭部１５ａのアーム挿通孔１５ｂに
おいてアーム１２に気密に取り付けられていると共に、
密閉体１５の下端部は外套１４内壁に気密に取り付けら
れており、これによってアーム１２の外套１４への貫通
が気密に保持されている。
【００１８】また、図１の装置においては、バーナー７
の噴出口７ａは、チャンバー１の噴出口挿通孔１ａより
チャンバー１内に非気密状態にかつ進退可能に挿入され
ているものである。この場合、バーナー７と挿通孔１ａ
との間隙は、バーナーの取外作業性などの点から５〜１
０ｍｍ程度とすることができ、本発明においてはこのよ
うにバーナー７の噴出口７ａを非気密状態にチャンバー
１内に挿入しても支障がない。
の噴出口７ａは、チャンバー１の噴出口挿通孔１ａより
チャンバー１内に非気密状態にかつ進退可能に挿入され
ているものである。この場合、バーナー７と挿通孔１ａ
との間隙は、バーナーの取外作業性などの点から５〜１
０ｍｍ程度とすることができ、本発明においてはこのよ
うにバーナー７の噴出口７ａを非気密状態にチャンバー
１内に挿入しても支障がない。
【００１９】更に、図１の装置においては、第２のクリ
ーンエアー導入管１６が外套１４に連結され、この外套
１４内にクリーンエアーが導入されるものである。
ーンエアー導入管１６が外套１４に連結され、この外套
１４内にクリーンエアーが導入されるものである。
【００２０】この装置を用いてシリカガラスを製造する
方法としては、本質的に公知の方法を採用し得、例えば
水素ガス、酸素ガス、シリコン化合物蒸気の供給速度、
シリコン化合物の種類や種棒の引き上げ速度などは従来
と同様でよく、またチャンバー内へのクリーンエアーの
導入、チャンバー内の排気ガスの排出も従来と同じであ
るが、図１の装置を用いた方法では、チャンバー内は密
封状態ではなく、チャンバーの挿入孔における間隙によ
って外套内と連通している。しかし、外套内は密封され
ているので、チャンバー内が密封されていなくとも火炎
加水分解反応が支障なく行われる。
方法としては、本質的に公知の方法を採用し得、例えば
水素ガス、酸素ガス、シリコン化合物蒸気の供給速度、
シリコン化合物の種類や種棒の引き上げ速度などは従来
と同様でよく、またチャンバー内へのクリーンエアーの
導入、チャンバー内の排気ガスの排出も従来と同じであ
るが、図１の装置を用いた方法では、チャンバー内は密
封状態ではなく、チャンバーの挿入孔における間隙によ
って外套内と連通している。しかし、外套内は密封され
ているので、チャンバー内が密封されていなくとも火炎
加水分解反応が支障なく行われる。
【００２１】この場合、バーナーの噴出口は固定されて
おらず、進退可能であるため、反応中にも噴出口の位置
変更、調整が可能であり、効率のよいガラス製造が行わ
れると共に、このようにバーナーを進退させるべく、支
持台を操作してアームを進退させる際に、密閉体もそれ
と一体に伸縮するので、アームの動作性能が損われるこ
とがない。
おらず、進退可能であるため、反応中にも噴出口の位置
変更、調整が可能であり、効率のよいガラス製造が行わ
れると共に、このようにバーナーを進退させるべく、支
持台を操作してアームを進退させる際に、密閉体もそれ
と一体に伸縮するので、アームの動作性能が損われるこ
とがない。
【００２２】更に、上述したように、外套内にクリーン
エアーが導入され、このエアーは上記チャンバーの挿入
孔における間隙を通ってチャンバー内に入り、更に排気
管から外部にに排出されるので、チャンバー内の雰囲気
が外套内に入り難く、外套内壁や外套内に配設された部
品が汚染され難いものである。
エアーが導入され、このエアーは上記チャンバーの挿入
孔における間隙を通ってチャンバー内に入り、更に排気
管から外部にに排出されるので、チャンバー内の雰囲気
が外套内に入り難く、外套内壁や外套内に配設された部
品が汚染され難いものである。
【００２３】ここで、本発明においては、火炎周囲の空
気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するようにクリ
ーンエアーを上記チャンバー内に導入しかつチャンバー
内の排気ガスを排出させるものであり、これによりスー
トの排出性、火炎の安定性が確保されると共に、外套内
壁、パイプ類などへのシリカガラス微粒子付着は皆無と
なり、アームを金属製で形成した場合、副生塩化水素ガ
スによる腐食は進行していないことから、塩化水素の排
出性についても十分高くなる。これに対し、空気線速が
０．５ｍ／秒未満の条件下では、周囲にシリカガラス微
粒子が漂い、これが流速の低下と共に増大し、一方、火
炎周囲の空気線速が１．０ｍ／秒を超え始めると、バー
ナー上の火炎に乱れが観察されるようになり、種棒上で
のシリカガラス堆積速度が減少すると共にチャンバー内
壁上の付着シリカスートの再飛散量が急激に増加してし
まうものである。
気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持するようにクリ
ーンエアーを上記チャンバー内に導入しかつチャンバー
内の排気ガスを排出させるものであり、これによりスー
トの排出性、火炎の安定性が確保されると共に、外套内
壁、パイプ類などへのシリカガラス微粒子付着は皆無と
なり、アームを金属製で形成した場合、副生塩化水素ガ
スによる腐食は進行していないことから、塩化水素の排
出性についても十分高くなる。これに対し、空気線速が
０．５ｍ／秒未満の条件下では、周囲にシリカガラス微
粒子が漂い、これが流速の低下と共に増大し、一方、火
炎周囲の空気線速が１．０ｍ／秒を超え始めると、バー
ナー上の火炎に乱れが観察されるようになり、種棒上で
のシリカガラス堆積速度が減少すると共にチャンバー内
壁上の付着シリカスートの再飛散量が急激に増加してし
まうものである。
【００２４】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。
【００２５】〔実施例１〕図１に示す装置を用いてシリ
カガラスの製造を行った。この場合、チャンバーとして
は内径３００〜５００ｍｍの球体形状のものを使用し、
これを外套で包囲してなる２重チャンバー装置を用い
た。なお、バーナーの噴出口とチャンバーの挿入孔との
間の間隙は５ｍｍとした。また、原料のシリコン化合
物、及び水素ガス、酸素ガスの供給速度をそれぞれ１０
ｇ／分、１００Ｌ／分、１００Ｌ／分とすると共に、チ
ャンバー内の火炎周囲の空気線速が０．７５ｍ／秒に保
たれるようにクリーンエアー導入管からクリーンエアー
を導入し、火炎加水分解反応を行い、外径３〜６インチ
の多孔質シリカガラス母材を製造した。母材成長中に２
度バーナーを種棒に０．５〜１．０ｍｍ接近させたが、
母材先端形状に格別の突起等は発生しなかった。また、
この多孔質シリカガラス母材を電気炉を用いて透明ガラ
ス化したところ、気泡は検出されなかった。
カガラスの製造を行った。この場合、チャンバーとして
は内径３００〜５００ｍｍの球体形状のものを使用し、
これを外套で包囲してなる２重チャンバー装置を用い
た。なお、バーナーの噴出口とチャンバーの挿入孔との
間の間隙は５ｍｍとした。また、原料のシリコン化合
物、及び水素ガス、酸素ガスの供給速度をそれぞれ１０
ｇ／分、１００Ｌ／分、１００Ｌ／分とすると共に、チ
ャンバー内の火炎周囲の空気線速が０．７５ｍ／秒に保
たれるようにクリーンエアー導入管からクリーンエアー
を導入し、火炎加水分解反応を行い、外径３〜６インチ
の多孔質シリカガラス母材を製造した。母材成長中に２
度バーナーを種棒に０．５〜１．０ｍｍ接近させたが、
母材先端形状に格別の突起等は発生しなかった。また、
この多孔質シリカガラス母材を電気炉を用いて透明ガラ
ス化したところ、気泡は検出されなかった。
【００２６】〔実施例２〕図１に示すような内径３００
〜５００ｍｍの球体形状のチャンバーを有する２重チャ
ンバー装置により外径３〜６インチの多孔質シリカガラ
ス母材を１０ロット製造したところで、バーナー噴出口
の外套管にシリカガラス微粒子の固着が見られた。火炎
の形状に特別の変化は見られなかったが、天然石英ガラ
ス製であるバーナー本体をアームから取り外し、２０％
ＨＦ水溶液により浸漬洗浄し、固着スートを除去後、再
び多孔質ガラス母材の製造に供した。この間の多孔質シ
リカガラスは、透明ガラス化、所定外径への熱加工によ
り光ファイバー用プリフォームに加工されたが、伝送特
性等に変化やバラツキは見られなかった。
〜５００ｍｍの球体形状のチャンバーを有する２重チャ
ンバー装置により外径３〜６インチの多孔質シリカガラ
ス母材を１０ロット製造したところで、バーナー噴出口
の外套管にシリカガラス微粒子の固着が見られた。火炎
の形状に特別の変化は見られなかったが、天然石英ガラ
ス製であるバーナー本体をアームから取り外し、２０％
ＨＦ水溶液により浸漬洗浄し、固着スートを除去後、再
び多孔質ガラス母材の製造に供した。この間の多孔質シ
リカガラスは、透明ガラス化、所定外径への熱加工によ
り光ファイバー用プリフォームに加工されたが、伝送特
性等に変化やバラツキは見られなかった。
【００２７】〔比較例１〕図２に示すような内径３００
〜５００ｍｍの球体形状の従来型チャンバーにより、外
径３〜６インチの多孔質シリカガラス母材を製造した。
母材成長中にシールラバーを緩めてバーナーを種棒に
０．５〜１．０ｍｍ接近させたところ、母材先端に円周
状のアワが発生した。この多孔質シリカガラス母材を電
気炉を用いて透明ガラス化したところ、該当部位がアワ
不良となり、製品化されなかった。
〜５００ｍｍの球体形状の従来型チャンバーにより、外
径３〜６インチの多孔質シリカガラス母材を製造した。
母材成長中にシールラバーを緩めてバーナーを種棒に
０．５〜１．０ｍｍ接近させたところ、母材先端に円周
状のアワが発生した。この多孔質シリカガラス母材を電
気炉を用いて透明ガラス化したところ、該当部位がアワ
不良となり、製品化されなかった。
【００２８】〔比較例２〕図２に示すような内径３００
〜５００ｍｍの球体形状の従来型チャンバーにより、外
径３〜６インチの多孔質シリカガラス母材を１０ロット
製造したところで、バーナー噴出口の外套管にシリカガ
ラス微粒子の固着が見られた。火炎の形状に特別の変化
は見られなかったが、バーナーがチャンバー本体を貫通
する部位に取り付けられた外気との隔壁ラバーを撤去
し、更にバーナー本体を取り外して、２０％ＨＦ水溶液
により浸漬洗浄し、固着スートを除去後、再びバーナー
を再度チャンバー内にセットし、多孔質ガラス母材の製
造に供した。この間の多孔質シリカガラスは透明ガラス
化、所定外径への熱加工により光ファイバー用プリフォ
ームに加工されたが、バーナー洗浄前後の製品間には伝
送特性の著しい変化が生じてしまった。
〜５００ｍｍの球体形状の従来型チャンバーにより、外
径３〜６インチの多孔質シリカガラス母材を１０ロット
製造したところで、バーナー噴出口の外套管にシリカガ
ラス微粒子の固着が見られた。火炎の形状に特別の変化
は見られなかったが、バーナーがチャンバー本体を貫通
する部位に取り付けられた外気との隔壁ラバーを撤去
し、更にバーナー本体を取り外して、２０％ＨＦ水溶液
により浸漬洗浄し、固着スートを除去後、再びバーナー
を再度チャンバー内にセットし、多孔質ガラス母材の製
造に供した。この間の多孔質シリカガラスは透明ガラス
化、所定外径への熱加工により光ファイバー用プリフォ
ームに加工されたが、バーナー洗浄前後の製品間には伝
送特性の著しい変化が生じてしまった。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、反応系内の小容積化、
気密化が可能である上、酸水素火炎バーナーの位置条件
設定が簡単に行え、多孔質シリカガラス母材中への気泡
発生を効果的に防止できるもので、高品質の多孔質シリ
カガラス母材を工業的に有利に製造することができる。
気密化が可能である上、酸水素火炎バーナーの位置条件
設定が簡単に行え、多孔質シリカガラス母材中への気泡
発生を効果的に防止できるもので、高品質の多孔質シリ
カガラス母材を工業的に有利に製造することができる。
【図１】本発明のシリカガラスの製造方法で使用される
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図２】従来のＶＡＤ法で使用されるシリカガラスの製
造装置の概略図である。
造装置の概略図である。
１ チャンバー １ａ 噴出口挿入孔 ２ 除塵フィルター ３ クリーンエアー導入管 ４ 種棒 ５ 種棒引き上げ用管 ６ 排気管 ７ バーナー ８ パッキン ９ 水素ガス導入パイプ １０ 酸素ガス導入パイプ １１ シリコン化合物蒸気導入パイプ １２ アーム １３ バーナー位置調整用支持台 １４ 外套 １５ 密閉体 １５ａ 密閉体頭部 １５ｂ アーム挿通孔
Claims (4)
- 【請求項１】 小容積チャンバー内で、該チャンバー内
にクリーンエアーを導入すると共に、該チャンバー内の
排気ガスを排出させながら酸水素バーナー火炎中にシリ
コン化合物蒸気を火炎加水分解反応することによりシリ
カガラス微粒子を発生させると共に、このシリカガラス
微粒子を種棒上に付着、堆積させてシリカガラス多孔質
体を製造するシリカガラスの製造方法において、上記小
容積チャンバーを包囲して密閉外套を配設すると共に、
酸水素バーナーの先端火炎噴出口を上記チャンバーの噴
出口挿入孔に非気密状態にかつ進退可能に挿入して、上
記バーナーの噴出口を種棒に対し調節された位置で、か
つ火炎周囲の空気線速を０．５〜１ｍ／秒の範囲に保持
するようにクリーンエアーを上記チャンバー内に導入し
かつチャンバー内の排気ガスを排出させた状態で、上記
シリカガラス微粒子の種棒上への付着、堆積を行うよう
にしたことを特徴とするシリカガラスの製造方法。 - 【請求項２】 クリーンエアー導入管が接続されると共
に内部に種棒が回転可能に設置される種棒引き上げ用管
と排気管とがそれぞれ連結され、かつ１個以上の酸水素
バーナーの先端火炎噴出口が挿入された小容積チャンバ
ーと、上記バーナーに接続される水素ガス、酸素ガス及
びシリコン化合物蒸気の各導入パイプと、上記バーナー
にアームを介して連結されるバーナー位置調整用支持台
とを具備し、上記バーナーの噴出口から噴出される酸水
素バーナー火炎中にてシリコン化合物蒸気を火炎加水分
解反応させてシリカガラス微粒子を発生させると共に、
このシリカガラス微粒子を上記種棒上に付着、堆積させ
てシリカガラス多孔質体を製造するシリカガラスの製造
装置において、上記小容積チャンバー及び上記バーナー
を包囲して密閉外套を配設すると共に、酸水素バーナー
の火炎噴出口を上記チャンバーの噴出口挿入孔に非気密
状態にかつ進退可能に挿入し、更に上記各導入パイプの
先端側及び上記アームの先端側をこの外套内に気密に配
するよう構成したことを特徴とするシリカガラスの製造
装置。 - 【請求項３】 第２のクリーンエアー導入管を外套に接
続した請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 側部が伸縮可能に形成された筒状密閉体
をバーナー下部又はアームの外套内突出上部を包囲して
配設すると共に、その密閉体上端部をバーナー下部又は
アームの外套内突出上部に気密状態に取り付け、かつ密
閉体下端部を外套壁面に気密状態に取り付けた請求項１
又は２記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1811796A JP3196629B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | シリカガラスの製造方法及び製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1811796A JP3196629B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | シリカガラスの製造方法及び製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09188523A true JPH09188523A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3196629B2 JP3196629B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=11962673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1811796A Expired - Fee Related JP3196629B2 (ja) | 1996-01-08 | 1996-01-08 | シリカガラスの製造方法及び製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196629B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999043625A1 (fr) * | 1998-02-26 | 1999-09-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Procede de production d'une matiere premiere de verre poreux destinee a des fibres optiques |
| JP2001019439A (ja) * | 1999-07-01 | 2001-01-23 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ガラス微粒子堆積体の製造装置 |
| WO2002102729A1 (fr) * | 2001-06-14 | 2002-12-27 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispositif et procede permettant de produire un empilement de particules de verre fines |
| EP1284246A3 (en) * | 2001-08-09 | 2004-02-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method and apparatus for producing porous glass soot body |
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| JP2013067561A (ja) * | 2012-12-12 | 2013-04-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
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| CN111196674A (zh) * | 2018-11-20 | 2020-05-26 | 信越化学工业株式会社 | 多孔质玻璃堆积体制造装置 |
| WO2022168749A1 (ja) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造装置及び製造方法 |
-
1996
- 1996-01-08 JP JP1811796A patent/JP3196629B2/ja not_active Expired - Fee Related
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