JPS61186239A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、大形の光ファイバ母材を効率良く安定に高速
度で製造する光ファイバ母材の製造方法に関するもので
ある。

［従来技術］ 従来、光ファイバ母材を製造する方法としては、ＭＣＶ
Ｄ法（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏ
ｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　）　、　ＯＶＤ法（Ｏｕｔｓ
ｉｄｅ　ＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）　、　ＶＡ
Ｄ法（Ｖａｐｏｒ−ｐｈａｓｅ　ＡｘｉａｌＤｅｐｏｓ
　ｉ　ｔ　１ｏｎ）等がある。現在、産業界における関
心事はこれらの方法で得られる特性の優れた光ファイバ
をいかに経済的に、すなわち短時間のうちに大量に製造
して光ファイバの価格を低減化するかにある。特に、大
形の母材を高速度で製造することは、光ファイバの経済
化に対して効果が大きいので期待されている。

従来ＶＡＤ法における高速合成法として、バーナを多段
にすることあるいは単一バーナで改良を加えることが検
討されてきた。多段バーナでは、多孔質母材成長端周囲
にバーナを複数個設置するのでバーナ本数を増すに従い
合成速度は向」ニする。

しかし、各バーナ火炎の干渉により、特性、安定性およ
び再現性の点で単一バーナの場合に比較して劣っている
。単一バーナの場合には、多孔質母相を高速に合成する
ためにガラス原料をより多く供給しなければならず、ガ
ラス原料供給量を増加するに従い未反応ガラス原料の増
大、火炎流の乱れを生じ、合成収率が低下するという問
題があった。

さらに、高速で太い多孔質母材を製造するために流速に
着目してその最適化を図る試みがなされたが（Ｈ，５ｕ
ｄａらによる”Ｆｉｎｅ　Ｇｌａｓｓ　Ｐａｒｔｉｃｌ
ｅ−Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｉｎ
　ｔｈｅ　ＶＡＤ　Ｐｒｏｃｅｓｓ”。

Ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　０ｐｔｉ
ｃｓ、Ｖｏｌ、４．Ｎｏ、４゜ｐｐ、４２７−４３７）
　、その場合には、収率が悪い状態でしか実現できず、
多孔質母材の製造方法としては適していなかった。

ＶＡＤ法において、大形の母材を高速に合成するために
は、供給するガラス原料の量を増大させる必要があった
。そこで、ガラス原料の反応効率等を改善させるために
、火炎を多重化することが老えられている。すなわち、
火炎を多重にし、その内側火炎を退行させることにより
実効火炎長を増加させてガラス微粒子粒径を制御するバ
ーナが特願昭５８−２１９３８０号の「ガラス微粒子合
成用バーナ」において提案されている。

このような多重火炎バーナのひとつとしての二重火炎バ
ーナの構造を第１図に示す。第１図において、１は内側
火炎用ガラス原料供給口、２は内側火炎用ガラス原料供
給口１の周囲に配置した内側火炎用燃焼ガス供給口、３
は内側火炎用燃焼ガス供給口２の周囲に配置した外側火
炎用ガラス原料供給口、４は外側火炎用ガラス原料供給
口３の周囲に配置した外側火炎用燃焼ガス供給口である
。５は内側火炎用ノズル、６は外側火炎用ノズルであり
、内側火炎用ノズル５と外側火炎用ノズル６とは独立し
ている。７は内側火炎８内で反応しているガラス原料層
、８は外側火炎、１０は生成されたガラス微粒子、１１
は成長しつつある多孔質母材を示している。ａは内側火
炎の火炎長、ｂは内側および外側火炎から成る二重火炎
の火炎長を示す。ここで、内側火炎用ノズル５を外側火
炎用ノズル６より引込めて配置可能とすることにより、
内側火炎８が外側火炎９より距離立だけ退行可能なよう
に構成し、退行距離文をガラス原料の供給量に応じて調
節できるようにしである。

火炎を２重化した場合には、外側火炎による火炎長の増
加によってガラス微粒子堆積量が増加する。換言すると
、火炎の２重化により、ガラス微粒子堆積速度が増加す
る。特に、ガラス原料の供給量が多いほど二重火炎の効
果は大きい。

これは、火炎が長くなるのでガラス原料の分解が促進さ
れ、これがため、ガラス微粒子の火炎中での滞留時間が
長くなって、生成されるガラス微粒子の粒径が大きくな
るためと考えられている。

次に、第２図は、２重火炎バーナによる火炎内滞留時間
とガラス微粒子比表面積およびガラス微粒子粒径との関
係を示すグラフである。第１図から明らかなように、ガ
ラス微粒子の火炎内滞留時間が長くなるに従って、ガラ
ス微粒子比表面積は小さくなり、逆にガラス微粒子粒径
は大きくなる。そこで火炎長を長くとることにより、ガ
ラス微粒子犬炎内滞留時間を長くすることができ、その
結果、ガラス微粒子粒径を大きくすることができること
が見出された。

すなわち、２重火炎バーナを用いて内側ノズルを退行さ
せることにより、ガラス微粒子粒径を増大させ、それに
よって微粒子の大径化と堆積速度の向上を図り、光ファ
イバ母材合成速度の高速化を達成することができると考
えられていた。

このように、多重火炎バーナにおいてはガラス微粒子粒
径制御の効果は確認されているが、ガラス原料反応効率
の増大に関しては、十分な結果が得られていない。さら
に、実際の母材作製にあたっては、火炎温度不均一によ
る成長不安定性（多孔質母材の割れ、多孔質母材成長面
形状の乱れ）や屈折率分布の非制御性等の欠点があり、
多孔質母材を作製する際の各種ガスの供給条件によって
は、多孔質母材の成長が極めて遅くなったり不安定にな
ることがあり、再現性よ？母材を製）造するための条件
を把握して基本的な製造方法を確立することが重要な課
題となっている。

［目的］ 本発明の目的は、以上の諸点に鑑みて、大形の多孔質母
材を高速度で、しかも安定にかつ再現性よく製造する光
ファイバ母材の製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、かかる方法を実施するのに好適な
光ファイバ母材製造用バーナを提供することにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成するために、本発明では、ガラス原料
を多重化した火炎に供給して多孔質母材を製造する際に
その多重化した火炎流の各々における流速を所定の関係
に定め、しかもガラス原料流の流速をかかる火炎流の流
速以下で供給する。

すなわち、本発明製造方法の第１形態では、火炎内でガ
ラス原料を分解してガラス微粒子を形成し、ガラス微粒
子を堆積させて多孔質母材を形成し、多孔質母材を透明
ガラス化して光ファイバ用母材を形成する光ファイバ母
材の製造方法において、ガラス原料を供給する原料供給
用ノズルと、原料供給用ノズルのまわりに順次に配置さ
れ、それぞれ個別の火炎流を順次に形成する複数の火炎
形成用ノズルを有するバーナを用い、複数の火炎のうち
、第に番目の火炎の流速をＶｋ、第に番目の火炎の外側
の第□ｒ＋１）番目の火炎の流速をＶｋ＋１およびガラ
ス原料の流速をＶｍとするときに、ｏ、ｔＶｋ、＋＜　
ｖｋ＜　２．５　Ｖｋ＋１Ｖｍ≦Ｖｋ＋１ ｖＩＩｌ≦ｖｉく なる条件を満たすようになし、第に番目の西側火炎流を
第（ｋ＋１）番目のり鍍火炎流より退行させて得られる
多重火炎中にガラス原料を供給してガラス微粒子を生成
し、ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質ｍ材を成
長させることを特徴とする。

本発明製造方法の第２形態では、火炎内でガラス原料を
分解してガラス微粒子を形成し、ガラス微粒子を堆積さ
せて多孔質母材を形成し、多孔質用材を透明ガラス化し
て光ファイバ用母材を形成する光ファイバ母材の製造方
法において、ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと
、原料供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞ
れ個別の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズ
ルを有する八−すを用い、第に番目の火炎流を第（ｋ＋
１）番目の火炎流より退行させ、その際に第に番目の火
炎流の下流端と第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端とが
実質的に連続するように退行の距離を定め、得られる多
重火炎中にガラス原料を供給してガラス微粒子を生成し
、ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質母材を成長
させることを特徴とする。

本発明製造方法の第３形態では、火炎内でガラス原料を
分解してガラス微粒子を形成し、ガラス微粒子を堆積さ
せて多孔質母材を形成し、多孔質母材を透明ガラス化し
て光ファイバ用母材を形成する光ファイバ母材の製造方
法において、ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと
、原料供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞ
れ個別の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズ
ルを有するバーナを用い、複数の火炎のうち、第に番目
の火炎の流速をＶｋ、第に番目の火炎の外側の第（ｋ＋
１）番目の火炎の流速をｖｋ＋１およびガラス原料の流
速をＶｍとするときに、 ０、ＩＶｋ＋１＜　ｖｋ　＜　２．５　Ｖｋ＋１Ｖｍ≦
ＶｋヤＩ Ｖｍ≦Ｖｋ なる条件を満たすようになし、第に番目の火炎流を第（
ｋ＋１）番目の火炎流より退行させ、その際に第に番目
の火炎流の下流端と第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端
とが実質的に連続するように退行の距離を定め、得られ
る多重火炎中にガラス原料を供給してガラス微粒子を生
成し、ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質母材を
成長させることを特徴とする。

本発明バーナは、火炎内でガラス原料を分解してガラス
微粒子を形成する光ファイバ母材製造用バーナにおいて
、ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、原料供給
用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ、個別の
火炎波を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルと、複
数の火炎形成用ノズルの間に配置され、ガラス原料を供
給する外側供給用ノズルとを具え、複数の火炎形成用ノ
ズルのうち、−のノズルの開口部を−のノズルより外側
の火炎形成用ノズルの開口部より上流側に配置し、火炎
形成用ノズルの各々は可燃性ガス供給用ノズルおよび支
燃性ガス供給用ノズルを有し、原料供給用ノズルおよび
原料供給用ノズルの各々の開口部を、火炎形成用ノズル
の各々における可燃性ガス供給用ノズルおよび支燃性ガ
ス供給用ノズルの開口部よりも上流側に配設したことを
特徴とする。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず、燃焼ガスの流速と多孔質母材の成長安定性につい
て堆積実験を行った。この実験では、第１図に示したよ
うな同心円状の多重火炎ノズルにより構成された二重火
炎構造のバーナを使用し、第３図に示すように退行距＃
文を８０ｍｍとし、外側火炎流の流速ｖＯ１内側火炎流
の流速Ｖｉおよび原料流の流速Ｖｍの関係を調べた。

外側火炎の火炎流速は火炎流レイノルズ数等を考慮に入
れて、安定した火炎が得られる２ｍ／ｓｅｅとした。こ
こで、火炎流速とは、支配的に火炎を構成する水素ガス
および酸素ガスの各流量を各ガスの吹き出すノズルの断
面積で除したものである。バーナ位置は通常の母材作製
における位置に設定した。ガラス微粒子堆積量は擬似母
材を用いているため擬似母材依存性があるので、任意目
盛とした。

ガラス原料としての四塩化ケイ素（ＳｉＣｕ４）をアル
ゴンガスをキャリアとして流速０．７ｍ／ｓｅｃで内側
火炎中心層に２２００ｃｃ　／　ｍ　ｉｎで供給し、内
側火炎の火炎流流速Ｖｉを変化させてガラス微粒子堆積
量を測定した。火炎流速は酸素ガスおよび水素ガスの流
速を同じ割合で変化させることにより調節した。

その結果を第４図に示す。内側火炎流流速Ｖｉを増加す
るにつれ、２重火炎としての効果が生じ、ガラス微粒子
堆積量は増加し、Ｖｉ　”　Ｖｏ＝　２ｍ／ｓｅｃのと
きに最大値をとり、最も好適であった。内側火炎流流速
Ｖｉをさらに増加すると、内側火炎が外側火炎を乱しは
じめ、安定な火炎が得られなくなり母材表面温度が不均
一になると共にガラス微粒子堆積速度は減少する。特に
内側火炎流流速Ｖｉが５ｍ／５ｅｃ（２，５Ｖｏ相当）
伺近を越えると安定した成長面は得られなくなった。

他方、内側火炎流流速Ｖ１を低下させていくと、Ｖｉが
０．２ｍ／５ｅｅ（０，ＩＶｏ相当）近傍以下では、バ
ーナとして機能しなくなり、やはり安定した成長面が得
られなくなった。

次に、キャリアガスのメｕ冊を調節することによって内
側火炎に供給するガラス原料層の流速Ｖｍを変化させて
、堆積したガラス微粒子の型部を測定することにより、
ガラス原料の液量に対するガラス原料収率を求めた結果
を第５図に示す。

第β図かられかるように、ガラス原料層流速Ｖｍが０．
５Ｖｏ　＝　１ｍ／ｓｅｃ近傍を越えるあたりから収率
は急激に低下し、ＶｍがＶｏ＝２ｍ／ｓｅｃ近傍を越え
ると、ガラス原料は火炎とほとんど反応せず、安定した
成長は見られず、多孔質母材を安定に成長させるには、
バーナにおけるＶｍとｖＯに関しては７Ｖｍ≦ｖＯとす
ることが必要であることがわかった。

以上から、高速で安定した母材の成長を得るためには、
内側火炎流の流速Ｖｏとしては、０、Ｉ　Ｖｏ＜Ｖｉ＜
２．５　Ｖｏの範囲にあり、かつＶｍ≦ｖＯであること
が好ましく、特にＶｏ＝Ｖｉ≧Ｖｍが最も好ましいこと
がわかる。

なお、上述の実験ではＶｏ＝　２ｍ／ｓｅｅとして、Ｖ
ｉおよびＶｍとｖＯとの関係を調べたが、ＶＯの設定は
多孔質母材の成長部付近で乱流が生じない範囲で変化さ
せることができる。ｖＯは作製しようとする多孔質母材
の径および母材形状によって異なり、通常は０．５〜５
ｍ／ｓｅｃの範囲に定める。この範囲で上述と同様の傾
向が得られた。

さらに、外側にもう１組の火炎を構成した３重火炎につ
いて、同様な検討を行った。最も内側の１重目火炎の流
速Ｖｉと最も外側の３重目火炎の流速Ｖｏ（２）との関
係を第６図に示す。ここで、２重目火炎の流速をＶｏ（
１）として、Ｖｏ（１）　＝　Ｖｏ（２）　　。

Ｖｏ（１）　−〇、２Ｖｏ（２）の場合を図示した。３
重火炎においても、同様の関係があることがわかった。

特にＶｏ（１）　＝　０．２Ｖｏ（２）の場合が示すよ
うに流速の異なる火炎が形成されている場合、安定成長
する範囲が狭くなると共に、ガラス微粒子堆積量も全体
に低下する傾向がみられた。

このように、本発明は２重火炎や３重火炎のみならず一
般的に多重火炎にも適用され、その各々の流速について
、第に番目の火炎の流速ｖｂと第（ｋ＋１）番目の火炎
の流速Ｖ　ｋ＋１とに着目したときに両流連間に ０、　ＩＶｋ＋＋　＜　Ｖｋ＜　２．５Ｖｋ＋１Ｖｍ　
　≦　Ｖｋ＋＋ Ｖｉ　　≦　ｖｋ なる条件を満足させることによって、多孔質母材を高速
で、しかも安定かつ再現性よく成長させることができる
。

内側火炎あるいは外側火炎部における流速の調整は、バ
ーナ寸法およびノズル間隙を調整すると共に、酸素ガス
および水素ガスの双方あるいは一方の流量を調整するこ
とにより実現できる。

次に、上述した火炎流の好適な流速の状態における内側
火炎の退行距＃文の決定について第７図を参照して説明
する。第７図はバーナの軸方向における火炎温度分布を
内側および外側火炎と対比して示す。ここで、Ｔｃはガ
ラス原料の反応下限を示す温度であり、この温度Ｔｃ以
下ではガラス原料が反応しないでそのままの状態にある
。

第７図に示す退行距離Ｍｌの状態（Ａ）では内側火炎８
の下流端と外側火炎８の上流端とが実質的に連続してお
り、火炎温度は下限温度Ｔｃより高い温度で連続してい
る。ここで、連続とは、火炎温度が常に下限温度Ｔｃよ
り高い状態にあることを意味する。退行距８１を大きく
して文２にした状態（Ｂ）では、内側火炎８と外側火炎
９とが分離してしまう。そこで、退行距＃文は、上述し
たように定めた好適なＶｏ、　ＶｉおよびＶｍの条件の
下で、内側火炎８と外側火炎９とが実質的に連続するよ
うに定める。しかも、退行距離見は、このように定めら
れる範囲内でなるべく長くすることによって火炎長が長
くなるので、ガラス微粒子の堆積効率を高めることがで
きる。

このような流速条件下における２重火炎の効果を第８図
に示す。第８図は２重火炎化した場合としない場合のガ
ラス原料としての５ｉ（ｄＬ。供給量とガラス微粒子体
積量との関係を、直径１５０ｍｍの擬似母材に５ｉ０２
を堆積させたときの堆積速度をガラス原料である５ｉＣ
１゜の供給量に対して示している。ここで、実線が２重
火炎化した場合、破線が内側火炎単独の場合である。ガ
ラス微粒子を堆積して多孔質母材を成長させるための擬
似母材の外形を１５０ｍｍとした。

ここで、　Ｓｉ０文。のイ共信合都−を５０００ｃｃ／
ｍ　ｉｎとすると、２重火炎へ−すでは５ｇ／ｍｉｎの
堆積速度が得られ、収率は６０〜７０％であった。

次に本発明の実施例について）ボベる６第９図に本発明
のガラス微粒子合成用バーナの一実施例を示す。ここで
、２１１ｔガラス原料供給用ノズル、２２はＮ２やプロ
パン、ブタンなどの炭化水素系燃料などの可燃性ガス供
１合用ノズル、２３はＡｒ、Ｈｅ　、Ｎ２などの不活性
ガス供給用ノズル、２４は０２などの支燃性ガス供給用
ノズル、２５は不活性ガス供給用ノズルである。これら
ノズル２２〜２５をノズル２１のまわりにこの順序で同
心円状に配置して内側多重ノズルとなし、可燃性ガスお
よび支燃性ガスにより内側火炎を形成する。さらに、２
６は外側ガラス原料（または不活性ガス）供給用ノズル
、２７は可燃性ガス供給用ノズル、２８は不活性ガス供
給用ノズル、２８は支燃性ガス供給用ノズルであり、こ
れらノズル２６〜２８をノズル２５の才わりにこの順序
で同心円状に配置して外側多重ノズルとなし、可燃性ガ
スおよび支燃性ガスにより外側火炎を形成する。ここで
、内側多重ノズルを外側多重ノズルよりも距Ｍｕだけ退
行させる。３０は外側多重ノズルのまわりに配置したフ
ードである。

ここで、ガラス原料供給用ノズル２１と、外側ガラス原
料供給用ノズル２６はそれぞれ、その外側にある各組の
可燃性ガス供給用ノズルおよび支燃性ガス供給用ノズル
に対してガス流の上流側に開口部を有するように配置す
る。これは塩化物等の形で供給されるガラス原料が火炎
中で分解されてガラス微粒子となったときに、そのガラ
ス微粒子が原料供給用ノズルの先端に付着することを防
止するためである。すなわち、ガラス微粒子がノズル先
端に伺着すると合成条件が経時的に変化してしまうから
である。

また、各ノズルの先端は第８図に示したように片刃状に
加工されていることか望ましい。厚みのある部材で作ら
れ、直角に切断された端部を有するノズルを用いた場合
には、その端部でガス流の乱れを生じ、ガラス微粒子の
ノズル脣端への付着等の間顯を生ずるからである。なお
、各組のノズルにおいて可燃性ガスと支燃性ガスの供給
場所を入れ換えてもバーナの特性に犬きな変化ｌオない
。

次に第８図示の２重火炎バーナにおいてバーナ外径５３
ｍｍ、運行距＃ｕ＝８０ｍｍとし、このバーナに対し、
本発明の製造方法を適用して多孔質母材の作製を行った
実施例を示す。

実施例１ 実施例１は５ｉ０２のみから成る多孔質母材の製造に関
するものであり、多重火炎バーナとして、上述の流速モ
デル実験で使用した同心円状多重ノズル構造の２重火炎
バーナを使用した。

第９図示の２重火炎バーナにおいて、外側火炎流流速、
内側火炎流流速および原料層流速を、それぞれ、２．１
ｍ／　ｓｅｃ　、　２．１ｍ／　ｓｅｃおよび０．７ｍ
／ｓｅｃとした。原料供給用ノズルにはアルゴンガスを
キャリアとして四塩化ケイ素２２００ｃｃ／ｍｉｎを供
給した。母材合成速度は３．５ｇ／ｍｉｎ　、ガラス原
料収率は６５％であった。母材成長は非常に安定であり
、１０時間で直径１２０１で有効長８００ｍｍの大形多
孔質母材が得られた。１０時間という長時間の母材作製
においても成長面の形状などは変化せず、安定な成長が
なされた。

実施例２ 実施例２はＧｅＯ２を添加した屈折率分布を有する母材
用の多孔質母材の製造方法の実施例である。ここで固溶
した二酸化ゲルマニウムを形成させるためにＧｅＯ２を
添加しない場合に比較して、火炎温度を下げる必要があ
った。また、合成速度を増加させると共に屈折率分布を
調整するために下記に示すように外側火炎にもガラス原
料を供給した。

バーナとしては実施例１と同じ第９図示の２重火炎バー
ナを用い、外側火炎流流速、内側火炎流流速および原料
流流速を、それぞれ、２．Ｏｎ＋／ｓｅｅ、２．０ｍ／
ｓｅｅおよび０．８ｍ／ｓｅｃとなし、ガラス原料とし
て、実施例１と同条件の四塩化ケイ素に加えて四塩化ゲ
ルマニウムを２００ｃｃ／ｍｉｎやはりアルゴンガスを
キャリアとして供給した。母材合成速度は４．５ｇ／ｍ
ｉｎであり、比屈折率差１．１％が得られた。

この実施例によれば、本発明の製造方法は、屈折率制御
用のドーパントを含有したガラス母材２含成にも有効で
あることが明らかになった。

なお、外側火炎にもガラス原料と供給すれば更に堆積速
度は向上するが、外側火炎内では、合成されたガラス微
粒子の火炎内での滞在時間のに長の効果はないので、全
ガラス原料供給量に対するガラス原料収率は多少低下す
ることが確認された。本例では原料収率は、５５％であ
った。ここで、ガラス原料収率が低下したのは、四塩化
ゲルマニウムの収率が四塩化ケイ素に比較して低いこと
と、外側火炎に供給したガラス原料収率が内側火炎に供
給したガラス原料収率より低いことに寄因している。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、火炎を多重化し
、その各々の火炎の火炎流速を相等しくするなど最適に
定め、しかも内側火炎を外側火炎よりも退行させること
により、大形母材を高速にかつ安定に製造することがで
きる。その結果、母材製造効率が改善され、光ファイバ
価格を低下させることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は火炎の多重化構成の概略を示す線図、 第２図はガラス微粒子の粒径と火炎内滞留時間との関係
を示す特性図、 第３図は本発明における２重火炎バーナでの各部流速お
よび退行距離の説明図、 第４図は本発明におけるガラス微粒子堆積量の内側火炎
の火炎流流速依存性を示す特性図、第５図はガラス微粒
子収率のガラス原料層流速依存性を示す特性図、 第６図は本発明におけるガラス微粒子堆積量の内側火炎
の火炎流流速依存性を示す特性図、第７図はバーナ軸方
向における内側火炎の退行距離と火炎温度との関係を示
す火炎温度分布図、 第８図は単独の火炎および２重火炎におけるガラス原料
供給量とガラス微粒子堆積量との関係を示す特性図、 第９図は２重火炎バーナの一実施例を示す断面図である
。 １・・・内側火炎用ガラス原料供給口、２・・・内側火
炎用燃焼ガス供給口、 ３・・・外側火炎用ガラス原料供給口、４・・・外側火
炎用燃焼ガス供給口、 ５・・・内側火炎用ノズル、 ６・・・外側火炎用ノズル、 ７・・・ガラス原料層、 ８・・・内側火炎、 ８・・・外側火炎、 １０・・・生成したガラス微粒子、 １１・・・多孔質母材、 ２１・・・ガラス原料供給用ノズル、 ２２・・・可燃性ガス供給田ノズル、 ２３・・・不活性ガス供給用ノズル、 ２４・・・支燃性ガス供給用ノズル、 ２５・・・不活性ガス供給用ノズル、 ２Ｂ・・・外側ガラス原料（または不活性ガス）供給用
ノズル、 ２７・・・可燃性ガス供給用ノズル、 ２８・・・不活性ガス供給用ノズル、 ２８・・・支燃性ガス供給用ノズル、 ３０・・・フード。 特許出願人　　日本電信電話公社 代　　理　　人　　　　　弁理士　　谷　　　義　　−
手続補正書 昭和６０年２月２１日 特許庁長官　志　賀　　　学　殿 １、事件の表示 昭和６０年２月１２日提出の＃許願（３）２）発明の名
称 光ファイバ母材の製造方法および 光ファイバ母材製造用バーナ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （４２２）日本電信電話公社 ４、代理人 住所〒１０７ 東京都港区赤坂５丁目１番３１号 第６セイコービル３階 ６、補正の対象 明細書の「２）特許請求の範囲」の欄および「３、発明
の詳細な説明」の欄 ７、補正の内容 別紙の通り １）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 ２）明細書第１３頁第２行目を［し、ガラス微粒子を種
棒に堆積させて多孔質母材を形成」に訂正する。 ３）同頁第１２行目０’）　［Ｏ，ＩＶｋ＋１＜　ｖｋ
＜２．５Ｖｋ＋ＩＪ　ヲｒＱ．１Ｖｋ＋１≦Ｖｋ≦２．
５Ｖｋ＋＋Ｊ　ニ訂正する。 ４）同頁下から第１行目〜同第１４頁第１行目を「ス微
粒子を生成することを特徴とす」に訂正する。 ５）同第１４頁第５行目を「微粒子を種棒に堆積させて
多孔質母材を形成し、多孔質」に訂正する。 ６）同頁第１６行目〜第１７行目を「てガラス微粒子を
生成することを特徴」に訂正する。 ７）同第１５頁第１行目を「微粒子を種棒に堆積させて
多孔質母材を形成し、多孔質」に訂正する。 ８）同頁第１１行目（７）　ｒｏ．１Ｖｋ＋１＜　Ｖｋ
＜２．５Ｖｋ＋＋Ｊをｒｏ．１Ｖｋ＋１≦Ｖｋ≦２．５
Ｖｋ＋＋Ｊ　ニ訂正する。 ９）同第１６頁第１行目〜第２行目を「給してガラス微
粒子を生成することを」に訂正する。 １０）同第１８頁下から第６行目を ｒｏ、ＩＶｏ≦ｌ／ｉ　≦２．５Ｖｏ　Ｏ’）範囲にあ
り、カッＶｍ≦ｖＯで」に訂正する。 １１）同第２１頁第１行目を ｒＱ、ＩＶｋ＋４≦Ｖｋ≦２．５Ｖｋ＋＋Ｊに訂正する
。 １２）同第２３頁第１行目〜第３行目を「線が内側火炎
単独の場合である。ｊに訂正する。 １３）同第２５頁第８行目の「運行距離」を「退行距離
」に訂正する。 １４）同第２７頁第６行目を［折率制御用のドーパント
を含有したガラス母材の」に訂正する。 以］二 別　　紙 ２）特許請求の範囲 ｌ）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
し、該ガラス微粒子を１豊工堆積させて多孔質母材を形
成し、該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母
材を形成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
するバーナな用い、 前記複数の火炎のうち、第に番目の火炎の流速をｖｋ　
＋前記該第に番目の火炎の外側の第（ｋ＋１）番目の火
炎の流速をＶ　ｋ＋１および前記ガラス原料の流速をＶ
ｍとするときに、 虹バ鼠蛋］Ｌ５」」口〜１ Ｖｍ≦Ｖｋ＋１ ｖＩＩｌ≦Ｖｋ なる条件を満たすようになし、 前記第に番目の火炎流を前記第（ｋ＋１）番目の火炎流
より退行させて得られる多重火炎中に前記ガラス原料を
供給してガラス微粒子を生成口ことを特徴とする光ファ
イバ母材の製造方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ母材の製造
方法において、 Ｖｋ＋＋　＝　Ｖｋ≧Ｖｍ なる条件を満たすようにすることを特徴とする光ファイ
バ旬月の製造方法。 ３）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
し、該ガラス微粒子を１蔓工堆積させて多孔質母材を形
成し、該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母
材を形成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
するバーナを用い、 ｊ％に番目の火炎流１）５（ｋ＋１）番目の火炎流より
退行させ、その際に前記第に番目の火炎流の下流端と前
記第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端とが実質的に連続
するように前記退行の距離を定め、 得られる多重火炎中に前記ガラス原料を供給してガラス
微粒子を生成ｔ（ことを特徴とする光ファイバ母材の製
造方法。 ４）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
し、該ガラス微粒子を１蔓工堆積させて多孔質母材を形
成し、該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母
材を形成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
するバーナな用い、 前記複数の火炎のうち、第に番目の火炎の流速な　Ｖｋ
ＬＭ第に番目の火炎の外側の第（ｋ＋１）番目の火炎の
流速をＶ　ｋ＋１および前記ガラス原ネ１の流速をＶｍ
とするときに、０、ＩＶｂ＋＋＜　Ｖ　　＜　２．５　
Ｖｋ＋１Ｖｍ≦Ｖｋ＋１ Ｖｍ≦Ｖｋ なる条件を満たすようになし、 前記第に番目の火炎流を前記第（ｋ＋１）番目の火炎流
より退行させ、その際に前記第に番目の火炎流の下流端
と前記第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端とが実質的に
連続−するように前記退行の距離を定め、 得られる多重火炎中に前記ガラス原料を供給してガラス
微粒子を生成ｔ（ことを特徴とする光ファイバ母材の製
造方法。 ５）特許請求の範囲第４項記載の光ファイバ母材の製造
方法において、 ｖｋ＋１−ｖｋ≧ｖｍ なる条件を満たすようにすることを特徴とする光ファイ
バ母材の製造方法。 ６）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
する光ファイバ母材製造用バーナにおいて、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ、個
別の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルと
、前記複数の火炎形成用ノズルの間に配置され、ガラス
原料を供給する外側供給用ノズルとを具え、 前記複数の火炎形成用ノズルのうち、−のノズルの開口
部を当該−のノズルより外側の火炎形成用ノズルの開口
部より上流側に配置し、前記火炎形成用ノズルの各々は
可燃性ガス供給用ノズルおよび支燃性ガス供給用ノズル
を有し、前記原料供給用ノズルおよび前記原料供給用ノ
ズルの各々の開口部を、前記火炎形成用ノズルの各々に
おける前記可燃性ガス供給用ノズルおよび前記支燃性ガ
ス供給用ノズルの開口部よりも上流側に配設したことを
特徴とする光ファイバ母材製造用バーナ。 ７）特許請求の範囲第６項記載の光ファイバ母材製造用
バーナにおいて、前記ノズルの各々の開口部の先端の断
面は片刃形状であることを特徴とする光ファイバ母材製
造用バーナ。 ８）特許請求の範囲第８項または第７項記載の光ファイ
バＩ製造用バーナにおいて、前記二９火炎形成用ノズル
の開口部と前記−のノズルよ史五に火炎形成用ノズルの
開口部との１懇を調節可能にしたことを特徴とする光フ
ァイバ母材製造用バーナ。 （以下、余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
   し、該ガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を形成し、
   該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母材を形
   成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
   供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
   の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
   するバーナを用い、 前記複数の火炎のうち、第ｋ番目の火炎の 流速をＶ＿ｋ、前記該第ｋ番目の火炎の外側の第（ｋ＋
   １）番目の火炎の流速をＶ＿ｋ＿＋＿１および前記ガラ
   ス原料の流速をＶ＿ｍとするときに、 ０．１Ｖ＿ｋ＿＋＿１＜Ｖ＿ｋ＜２．５Ｖ＿ｋ＿＋＿１
   Ｖ＿ｍ≦Ｖ＿ｋ＿＋＿１ Ｖ＿ｍ≦Ｖ＿ｋ なる条件を満たすようになし、 前記第ｋ番目の火炎流を前記第（ｋ＋１）番目の火炎流
   より退行させて得られる多重火炎中に前記ガラス原料を
   供給してガラス微粒子を生成し、 該ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質母材を成長
   させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ母材の製造
   方法において、 Ｖ＿ｋ＿＋＿１＝Ｖ＿ｋ≧Ｖ＿ｍ なる条件を満たすようにすることを特徴とする光ファイ
   バ母材の製造方法。 ３）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
   し、該ガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を形成し、
   該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母材を形
   成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
   供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
   の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
   するバーナを用い、 前記第ｋ番目の火炎流を前記第（ｋ＋１）番目の火炎流
   より退行させ、その際に前記第ｋ番目の火炎流の下流端
   と前記第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端とが実質的に
   連続するように前記退行の距離を定め、 得られる多重火炎中に前記ガラス原料を供給してガラス
   微粒子を生成し、 該ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質母材を成長
   させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 ４）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
   し、該ガラス微粒子を堆積させて多孔質母材を形成し、
   該多孔質母材を透明ガラス化して光ファイバ用母材を形
   成する光ファイバ母材の製造方法において、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
   供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ個別
   の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルを有
   するバーナを用い、 前記複数の火炎のうち、第ｋ番目の火炎の 流速をＶ＿ｋ、前記該第ｋ番目の火炎の外側の第（ｋ＋
   １）番目の火炎の流速をＶ＿ｋ＿＋＿１および前記ガラ
   ス原料の流速をＶ＿ｍとするときに、 ０．１Ｖ＿ｋ＿＋＿１＜Ｖ＿ｋ＜２．５Ｖ＿ｋ＿＋＿１
   Ｖ＿ｍ≦Ｖ＿ｋ＿＋＿１ Ｖ＿ｍ≦Ｖ＿ｋ なる条件を満たすようになし、 前記第ｋ番目の火炎流を前記第（ｋ＋１）番目の火炎流
   より退行させ、その際に前記第ｋ番目の火炎流の下流端
   と前記第（ｋ＋１）番目の火炎流の上流端とが実質的に
   連続するように前記退行の距離を定め、 得られる多重火炎中に前記ガラス原料を供給してガラス
   微粒子を生成し、 該ガラス微粒子を出発材に堆積させて多孔質母材を成長
   させることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 ５）特許請求の範囲第４項記載の光ファイバ母材の製造
   方法において、 Ｖ＿ｋ＿＋＿１≒Ｖ＿ｋ≧Ｖ＿ｍ なる条件を満たすようにすることを特徴とする光ファイ
   バ母材の製造方法。 ６）火炎内でガラス原料を分解してガラス微粒子を形成
   する光ファイバ母材製造用バーナにおいて、 前記ガラス原料を供給する原料供給用ノズルと、該原料
   供給用ノズルのまわりに順次に配置され、それぞれ、個
   別の火炎流を順次に形成する複数の火炎形成用ノズルと
   、前記複数の火炎形成用ノズルの間に配置され、ガラス
   原料を供給する外側供給用ノズルとを具え、 前記複数の火炎形成用ノズルのうち、一のノズルの開口
   部を当該一のノズルより外側の火炎形成用ノズルの開口
   部より上流側に配置し、前記火炎形成用ノズルの各々は
   可燃性ガス供給用ノズルおよび支燃性ガス供給用ノズル
   を有し、前記原料供給用ノズルおよび前記原料供給用ノ
   ズルの各々の開口部を、前記火炎形成用ノズルの各々に
   おける前記可燃性ガス供給用ノズルおよび前記支燃性ガ
   ス供給用ノズルの開口部よりも上流側に配設したことを
   特徴とする光ファイバ母材製造用バーナ。 ７）特許請求の範囲第６項記載の光ファイバ母材製造用
   バーナにおいて、前記ノズルの各々の開口部の先端の断
   面は片刃形状であることを特徴とする光ファイバ母材製
   造用バーナ。 ８）特許請求の範囲第６項または第７項記載の光ファイ
   バ製造用バーナにおいて、前記内側火炎形成用ノズルの
   開口部と前記外側火炎形成用ノズルの開口部との相対位
   置を調節可能にしたことを特徴とする光ファイバ母材製
   造用バー ナ。