CN105384332A

CN105384332A - 玻璃微粒沉积体的制造方法

Info

Publication number: CN105384332A
Application number: CN201510511563.1A
Authority: CN
Inventors: 楠浩二
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: CN105384332B; JP2016044086A; JP6409405B2

Abstract

使用端部加热燃烧器在防止玻璃微粒沉积体的表面的粒子状突起生成的同时，防止玻璃微粒沉积体的起自端部的裂纹。设置利用氢氧气体火焰加热玻璃微粒沉积体(5)的端部的辅助燃烧器(7a)，使玻璃微粒沉积体(5)相对于辅助燃烧器(7)和原料燃烧器(4a)～(4g)相对往复移动，在利用辅助燃烧器(7a)加热玻璃微粒沉积体(5)的端部时的加热范围中，设置将辅助燃烧器(7a)的氢气流量设为第1流量来加热的、与分界位置相比位于端部侧的区域(11)和将氢气流量设为比第1流量小的第2流量加热的、与分界位置相比位于中心部侧的区域(10)。

Description

玻璃微粒沉积体的制造方法

技术领域

本发明涉及玻璃微粒沉积体的制造方法。

背景技术

日本特开2008-94680号公报和日本特开平11-189428号公报记载了这样一种方法：在外部气相沉积法(OVD法)或多燃烧器多层沉积法(MMD法)中，为了防止玻璃微粒沉积体的起自端部的裂纹，在用辅助燃烧器(補助バーナ)加热端部的同时制造玻璃微粒沉积体。

发明内容

发明要解决的问题

本发明提供这样一种玻璃微粒沉积体的制造方法，其可以在防止玻璃微粒沉积体表面的粒子状突起生成的同时，防止玻璃微粒沉积体起自端部的裂纹。

用于解决问题的手段

为了实现目的，提供一种玻璃微粒沉积体的制造方法，其中，使靶棒(ターゲットロッド)相对于由生成玻璃微粒的原料燃烧器(原料バーナ)和不生成玻璃微粒的辅助燃烧器构成的燃烧器列往复移动，使在原料燃烧器处生成的玻璃微粒沉积在靶棒上从而形成玻璃微粒沉积体，并利用由辅助燃烧器喷出的氢氧气体火焰加热玻璃微粒沉积体的端部。在该方法中，辅助燃烧器加热玻璃微粒沉积体的端部的范围包括夹着分界位置的端部侧的第1区域和中心部侧的第2区域，在第1区域中，将辅助燃烧器的氢气流量设为第1流量来加热玻璃微粒沉积体，在第2区域中，将辅助燃烧器的氢气流量设为比第1流量小的第2流量来加热玻璃微粒沉积体。

在本发明的玻璃微粒沉积体的制造方法中，第2流量可以为第1流量的0.4倍以下。另外，分界位置可以是原料燃烧器的火焰接触玻璃微粒沉积体的往复移动次数等于辅助燃烧器的火焰接触玻璃微粒沉积体的往复移动次数的位置附近。此处的“附近”是指(例如)±5cm左右的范围。此外，分界位置可以随着玻璃微粒的沉积而缓慢移动到端部侧。此处，“缓慢”是指例如每小时1～10mm左右的速度。

发明的效果

根据本发明，可以在防止玻璃微粒沉积体表面的粒子状突起生成的同时，防止玻璃微粒沉积体的起自端部的裂纹。

附图简要说明

图1是示出了在根据本发明实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法中使用的制造装置的一个例子的示意图。

图2是说明在玻璃微粒沉积体的表面上生成的粒子状突起的示意图。

图3是说明玻璃微粒沉积体的起自端部的裂纹的产生的示意图。

图4是说明根据本发明实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法中的辅助燃烧器的氢气流量的控制的示意图。

图5是说明在玻璃微粒沉积体的制造方法中，原料燃烧器和辅助燃烧器的火焰接触玻璃微粒沉积体的轴向位置的次数的示意图。

图6是示出通过传统制造方法制造的玻璃微粒沉积体中的粒子状突起和裂纹的发生率的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明根据本发明的玻璃微粒沉积体的制造方法的实施方案。需要说明的是，本发明不限于这些示例，而是由权利要求的范围表示，并且旨在包括与权利要求的范围相等的意义和范围内的所有变更。

在日本特开2008-94680号公报和日本特开平11-189428号公报记载的方法中，端部加热燃烧器防止了起自端部的裂纹，另一方面，由于过剩加热，有时会在玻璃微粒沉积体的表面上生成粒子状的突起。该粒子状的突起是由于过剩加热因而玻璃微粒沉积体收缩并形成凹凸，玻璃微粒附着在其上从而生长的。而且，若在存在这样的粒子状突起的状态下将玻璃微粒沉积体透明化，则粒子状的突起以此状态残留，因此可能成为拉丝时断线的原因。因此，若形成粒子状突起，则不得不将该部分切掉并进行端面加工以使得能够进行拉丝种落(線引き種落とし)，这成为制造成本上升的主要原因。

图1是示出了根据本发明实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法中使用的制造装置的一个例子的示意图。制造玻璃微粒沉积体的制造装置1为这样一种装置：使通过原料燃烧器4a～4g的火焰引发的水解反应而生成的玻璃微粒沉积在反应容器2内的棒(靶棒)3上，从而制造成为光纤母材的玻璃微粒沉积体5。原料燃烧器4a～4g与棒3相对，并且沿着棒3的轴向以预定间隔配置多个，在反应容器2的与原料燃烧器4a～4g的相对侧设置有排气路径6。另外，为了防止玻璃微粒沉积体5的起自端部的裂纹，在制造装置1中设置了不供给原料气体而通过氢氧气体火焰加热玻璃微粒沉积体5的端部的辅助燃烧器7a和7b。

根据本发明实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法为，在制造装置1中，通过使棒3沿轴向往复移动，从而使旋转的棒3和燃烧器列(原料燃烧器4a～4g、辅助燃烧器7a和7b)相对往复移动，从而通过多燃烧器多层沉积法(MMD法)在棒3的表面上以层状沉积玻璃微粒，由此制造玻璃微粒沉积体5。然而，在采用制造装置1制造玻璃微粒沉积体5时，有时在玻璃微粒沉积体5的表面上生成粒子状的突起，或者自玻璃微粒沉积体5的端部产生裂纹。

图2是说明在玻璃微粒沉积体5的表面上所产生的粒子状突起8的示意图。图3是说明玻璃微粒沉积体5的起自端部的裂纹9的生成的示意图。辅助燃烧器7a、7b的氢气流量过大时，如图2所示，有时会由于过剩加热而在玻璃微粒沉积体5的表面上生成粒子状的突起8。另一方面，辅助燃烧器7a、7b的氢气流量小时，如图3所示，有时会以玻璃微粒沉积体5的端部为起点而生成裂纹9。因此，在制造玻璃微粒沉积体5时，尝试了设定为能够防止粒子状突起8和裂纹9两者的生成的氢气流量。然而，两者存在取舍关系，如后面说明的图6所示，由于生成粒子状突起8的氢气流量范围与生成裂纹9的氢气流量范围部分重叠，因此难以成为防止粒子状突起8和裂纹9两者的流量。

本发明的发明人注意到生成粒子状突起8的地方与成为裂纹9的起点的位置不同。如图2所示，粒子状的突起8在玻璃微粒沉积体5的端部的中心侧的区域10处生成，而在端部侧的区域11中没有生成。另一方面，如图3所示，成为裂纹9的起点的位置为玻璃微粒沉积体5的端部侧的区域11。基于以上发现，在本发明的玻璃微粒沉积体的制造方法中，致力于控制辅助燃烧器的氢气流量。

下面，参照图4对本发明实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法中的辅助燃烧器的氢气流量的控制进行说明。在图4中示意性地表示出在棒3端部附近的辅助燃烧器7a所加热的范围内，玻璃微粒沉积在棒3上、玻璃微粒沉积体5逐渐成长的状态。另外，在图4中示出了在辅助燃烧器7a的加热范围内的在棒3的轴向位置上由辅助燃烧器7a喷射的氢气流量的变化。

在本实施方案中，如图4所示，当辅助燃烧器的火焰接触若不使用辅助燃烧器7a则会成为裂纹起点的位置(端部侧的区域11)时，将氢气流量控制为不会生成裂纹9的第1流量。并且，当辅助燃烧器7a的火焰接触若通过辅助燃烧器7a过剩加热则会形成粒子状突起8a的位置(中心部侧的区域10)时，将辅助燃烧器7a的氢气流量控制为比第1流量小的第2流量。例如，将第1流量设为1的情况下，优选将第2流量设为0.4以下的范围。另外，在辅助燃烧器7a所加热的范围的上下端不需要加热的情况下，还可以设置辅助燃烧器7a的氢气流量为少量的区域。

根据本实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法，通过在端部侧的区域11将辅助燃烧器7a的氢气流量设为第1流量从而进行加热，可以抑制裂纹9的生成，通过在中心部侧的区域10将辅助燃烧器7a的氢气流量设为比第1流量小的第2流量从而进行加热，可以抑制粒子状突起8的生成。由此，可以在防止玻璃微粒沉积体5的表面粒子状突起8生成的同时，防止玻璃微粒沉积体5的起自端部的裂纹9。

需要说明的是，如图4所示，粒子状突起8的生成位置(棒3的轴向位置)随着玻璃微粒的沉积而缓慢向端部侧移动。因此，优选的是控制辅助燃烧器7a的氢气流量，使得辅助燃烧器7a的氢气流量中的第1流量和第2流量的分界位置随着玻璃微粒的沉积而缓慢向端部侧移动。由此，可以更可靠地防止粒子状突起8的生成。

接下来，对原料燃烧器4a和辅助燃烧器7a的火焰接触棒3的轴向位置的次数进行说明。在图5中，以实线箭头示出棒3相对于辅助燃烧器7a的往复移动。另外，以虚线箭头示出棒3相对于原料燃烧器4a的往复移动。需要说明的是，图中示出了图5的辅助燃烧器7a和原料燃烧器4a相对于棒3位于最端部侧的情况。

在本实施方案的玻璃微粒沉积体的制造方法中，棒3和燃烧器列(原料燃烧器4a～4g、辅助燃烧器7a和7b)的相对往复移动以图5中的相对位置的经时变化示出，使其折回位置在每一次往复移动时都在预定的范围内偏移。因此，辅助燃烧器7a的火焰接触棒3的范围(棒轴向的范围)为图5的符号12的范围。而且，在该符号12的范围内辅助燃烧器7a的火焰接触棒3的次数(棒3的该位置经过相对往复移动的辅助燃烧器7a的位置的次数)随着棒轴向的位置而变化。在棒轴向位置中的辅助燃烧器7a的火焰接触棒3的次数如实线13所示。另外，辅助燃烧器7a相邻的燃烧器即原料燃烧器4a的火焰接触棒3的次数如实线14所示。

而且，在原料燃烧器4a的火焰接触的次数与辅助燃烧器7a的火焰接触的次数相等的位置(棒轴向的位置)、即实线13和实线14相交位置的附近生成了粒子状的突起。因此，将辅助燃烧器7a的氢气流量作为第2流量加热的中心部侧的区域10优选设为比原料燃烧器4a的火焰接触的次数与辅助燃烧器7a的火焰接触的次数相等的位置(图5的实线13和实线14相交的位置)附近更为端部的侧。

实施例

通过本发明的玻璃微粒沉积体的制造方法制造了玻璃微粒沉积体5。此时，将辅助燃烧器7a的氢气流量的第1流量设为1的情况下，将第2流量控制为0.4的比例的流量。而且，相对于所制造的玻璃微粒沉积体5，研究了粒子状突起8和裂纹9的发生率。结果，粒子状突起8的发生率和裂纹9的发生率为0％。

比较例

作为比较例，通过将辅助燃烧器7a的氢气流量设为恒定值的传统制造方法制造了玻璃微粒沉积体5。而且，相对于所制造的玻璃微粒沉积体5，研究了粒子状突起8和裂纹9的发生率。结果，粒子状突起8的发生率或裂纹9的发生率为96％(良好率4％)。

此外，改变投入到辅助燃烧器的氢气流量比，从而研究了所制造的玻璃微粒沉积体5的粒子状突起8和裂纹9的发生率。结果在图6的曲线图中示出。曲线图的横轴为投入到辅助燃烧器的氢气流量与能够完全抑制裂纹9的氢气流量的比。氢气流量比越小，裂纹9的发生率越高，流量比接近1时裂纹9的发生率为0％。另外，在流量比超过0.4时，粒子状突起8生成，流量比越大发生率越高。而且，没有粒子状突起8的发生率和裂纹9的发生率同时为0的流量比，两者发生率最低的流量比为0.45左右。然而，即使将流量比设为0.45的情况下，两者的发生率仍为20％以上，确认在传统的制造方法中，不可能同时抑制粒子状突起8和裂纹9的生成。

Claims

1.一种玻璃微粒沉积体的制造方法，其中，使靶棒相对于由生成玻璃微粒的原料燃烧器和不生成玻璃微粒的辅助燃烧器构成的燃烧器列相对往复移动，

使在所述原料燃烧器处生成的玻璃微粒沉积在所述靶棒上从而成为玻璃微粒沉积体，并且

通过由所述辅助燃烧器喷出的氢氧气体火焰加热所述玻璃微粒沉积体的端部，其中，

所述辅助燃烧器加热所述玻璃微粒沉积体的所述端部的范围包括夹着分界位置的端部侧的第1区域和中心部侧的第2区域，在所述第1区域中，将所述辅助燃烧器的氢气流量设为第1流量来加热所述玻璃微粒沉积体，在所述第2区域中，将所述辅助燃烧器的氢气流量设为比所述第1流量小的第2流量来加热所述玻璃微粒沉积体。

2.根据权利要求1所述的玻璃微粒沉积体的制造方法，其中所述第2流量为所述第1流量的0.4倍以下。

3.根据权利要求1或2所述的玻璃微粒沉积体的制造方法，其中所述分界位置为所述原料燃烧器的火焰接触所述玻璃微粒沉积体的往复移动次数与所述辅助燃烧器的火焰接触所述玻璃微粒沉积体的往复移动次数相等的位置附近。

4.根据权利要求1或2所述的玻璃微粒沉积体的制造方法，其中使所述分界位置随着玻璃微粒的沉积而向端部侧移动。