JP2000185930A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造方法

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JP2000185930A
JP2000185930A JP10366218A JP36621898A JP2000185930A JP 2000185930 A JP2000185930 A JP 2000185930A JP 10366218 A JP10366218 A JP 10366218A JP 36621898 A JP36621898 A JP 36621898A JP 2000185930 A JP2000185930 A JP 2000185930A
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deposition
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optical fiber
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gas
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English (en)
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Masataka Kin
正▲高▼ 金
Hideaki Ito
秀明 伊藤
Yoshio Shimoyama
義夫 下山
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 堆積速度と堆積収率との両者のバランスを図
ることにより全体として生産性の向上を図る。 【解決手段】 原料ガスの酸水素火炎中での加水分解反
応により生じたガラス微粒子を出発材に堆積させる。堆
積初期には原料ガス噴出口から噴出させる原料ガスの流
量を大となるように流量調整して堆積速度を向上させ、
堆積終期には噴出させる原料ガスの流量を小となるよう
に流量調整して堆積収率を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、OVD(Outside
Vapour-phase Deposition)法等により光ファイバ用多
孔質母材を製造するために用いられる光ファイバ母材の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の光ファイバ母材の製
造方法として、棒状の出発材をその長手方向に往復移動
させながら、その出発材に対し直交する方向からバーナ
により原料ガス、可燃ガス、助燃ガス等を噴出させ、こ
の原料ガスの酸水素火炎中での加水分解により生じたガ
ラス微粒子を上記出発材の周囲に対し順次堆積すること
により光ファイバ用多孔質母材を製造するものが知られ
ている(例えば、特開平6−234538号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光ファイバ
の生産性を評価する値として堆積収率と堆積速度とがあ
り、上記2つの値は次のように定義される。
【0004】 堆積収率=堆積重量/理論合成重量=反応効率×付着効率 (1) 堆積速度=堆積重量/堆積時間=理論合成速度×反応効率×付着効率 (2) そして、生産性を向上させるには、上記堆積速度を向上
させて短時間で多孔質母材を形成するようにし、かつ、
堆積収率を向上させて原料ガスの無駄を少なくすること
が必要となる。
【0005】そこで、上記生産性を向上させるために、
原料ガスの流量を増大させることが考えられる。
【0006】ところが、原料ガス流量を単に増大させて
も堆積収率は低下する傾向にある。加えて、図3によれ
ば、製造初期、すなわち母材が細径(例えば母材外径3
0mm)の時には、原料ガスの流量を4リットル/mi
n(同図の黒丸参照)から8リットル/min(同図の
黒三角参照)、8リットル/minから12リットル/
min(同図の黒四角参照)に増大させても堆積収率の
低下の割合はごく小さいが、製造終期、すなわち母材が
太径になれば上記原料ガスの流量を増大させるに従い堆
積収率は顕著に低下する傾向にある。
【0007】また、原料ガスの流量を増大させれば、上
記堆積速度の向上自体は図れるものの、その堆積速度の
向上割合は上記原料ガスの流量の増大ほどには大きくな
らず、さほどの堆積速度の向上は図れない。
【0008】すなわち、単に原料ガスの流量を増大させ
たのでは、上記堆積速度と、堆積収率との双方を共に向
上させることができず、生産性を向上させるということ
が達成されないという問題がある。
【0009】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、堆積速度と堆
積収率との双方のバランスを図ることにより母材製造工
程における生産性の向上を図ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者は、出発材に堆積される母材が製造開始後
の間もない細径のときはガラス微粒子の付着効率が低
く、製造時間の経過と共に母材が太くなれば上記付着効
率が増大する傾向にある点に鑑み、上記母材が細径時に
は、原料ガスの流量を増大させれば堆積収率が僅かに減
少するものの、堆積速度は顕著に増大する一方、母材が
太径時には、原料ガスの流量を減少させれば堆積速度は
減少傾向となるものの、堆積収率が顕著に増大すること
に着目して本発明を完成するに至ったものである。
【0011】以下本願の発明を具体的に説明すると、本
発明は、バーナに設けられた原料ガス噴出口から原料ガ
スを出発材に向けて噴出させ、この原料ガスの酸水素火
炎中での加水分解反応により生じたガラス微粒子を上記
出発材に堆積させて光ファイバ母材を製造する光ファイ
バ母材の製造方法を対象とし、堆積初期には、上記原料
ガス噴出口から噴出させる原料ガスの流量を大となるよ
うに流量調整する一方、堆積終期には、上記噴出させる
原料ガスの流量を小となるように流量調整することを特
定事項とするものである。ここで、「堆積初期」とは、
出発材に対し、ガラス微粒子がほとんど堆積していない
ときをいい、光ファイバ母材の外径が比較的細径、具体
的には母材の外径が例えば25mm(出発材の径)〜4
0mm程度のときをいい、「製造終期」とは、母材とし
て目標外径にまで成長するときをいい、具体的には、上
記光ファイバ母材の外径が例えば200mm〜250m
m程度にまで成長したときをいう。
【0012】この場合、製造初期である母材が細径の時
には、原料ガスの流量を増大することにより、反応効率
は低下するが付着効率が低いため上記反応効率の低下が
堆積収率に与える影響は小さくなり、このため、堆積収
率は低下するもののその低下割合は小さくなると考えら
れる(式(1)参照)。一方、原料ガスの流量を増大さ
せることにより理論合成速度が著しく向上するため、た
とえ原料ガスの流量を増大させることにより反応効率が
低下したとしても、単位時間当たりのガラス微粒子の堆
積量、すなわち堆積速度は大幅に向上すると考えられる
(式(2)参照)。
【0013】そして、製造後期である母材が太径の時に
は、原料ガス流量を減少させることにより、理論合成速
度は低下するが、付着効率が高く、かつ、反応効率が向
上するため堆積速度の低下の割合を小さくすることが可
能になる(式(2)参照)。一方、原料ガスの流量を減
少させて反応効率を向上させれば、付着効率が高いため
堆積効率が大幅に向上すると考えられる(式(1)参
照)。
【0014】従って、製造初期には、原料ガスの流量を
増大させることにより堆積速度を向上させ短時間でガラ
ス微粒子を堆積させ得る一方、製造終期には、原料ガス
の流量を減少させることにより堆積収率を向上させ原料
ガスを効率良く堆積させ得ることになる。これにより、
上記堆積初期から堆積後期に亘って堆積速度と堆積収率
とのバランスが図られ、母材の製造工程における生産性
の向上が図られる。
【0015】なお、本発明の技術は特にOVD法におい
て高い作用・効果を得ることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明における光
ファイバ母材の製造方法によれば、堆積初期には、原料
ガス流量を増大することにより堆積速度の増大を図るこ
とができる一方、堆積終期には原料ガス流量を低減する
ことにより堆積収率の増大を図ることができ、その結
果、光ファイバ母材の生産性を向上させることができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の製造方法を実施
するための光ファイバ母材の製造装置の一例を示し、1
は出発材2に対し堆積された光ファイバ母材(以下、単
に母材という)、3は上記出発材2に対し直交する方向
から火炎を吹き付けるバーナ、4は上記母材1を挟んで
バーナ3と相対向する排気管である。
【0018】上記出発材2はその両端がそれぞれ把持手
段5により把持され、この両把持手段5,5は出発材2
を把持してその軸X回りに回転させながら軸X方向(同
図の左右方向)に往復移動可能に基台(図示省略)上に
配設されている。また、上記母材1を含み出発材2と、
バーナ3及び排気管4の各先端部とが反応容器(図示省
略)内に収容されている。
【0019】上記バーナ3は、原料ガス、可燃ガス、助
燃ガス及びシールガス等が供給されこれらのガスを先端
から噴出させて上記原料ガス中の原料を酸水素火炎中で
加水分解させることによりガラス微粒子を上記出発材2
に対し順次堆積させるものである。
【0020】上記原料ガスとしてはSiCl4等のケイ
素化合物が用いられる。また、上記シールガスとしては
Ar、可燃ガスとしてはH2、上記助燃ガスとしてはO2
がそれぞれ用いられる。この場合、酸水素火炎中で上記
原料ガスが加水分解され(SiCl4+2H2O→SiO
2+4HCl)、SiO2のガラス微粒子がターゲット
(出発材2及び母材1)に対し堆積されることになる。
【0021】上記バーナ3には、このバーナ3に対し少
なくとも上記原料ガスを供給する図示省略の供給装置が
接続されており、この供給装置には上記原料ガスについ
ての流量調整手段(例えば電磁式流量調整弁)が設けら
れている。そして、この流量調整手段が図示省略の流量
制御手段からの制御信号により作動制御されて堆積過程
に応じた所定流量の原料ガスが供給されるようになって
いる。すなわち、上記原料ガスは、流量調整手段及び流
量制御手段により、堆積初期(母材が細径のとき)には
流量が大となるようにされ、堆積終期(母材が太径のと
き)には流量が小となるように制御されるようになって
いる。この原料ガスの流量の制御としては、母材の堆積
初期(製造開始時)から母材が所定径になるまで大流量
値で一定としこの母材が所定径になった時点で流量を階
段状に減少させて小流量値にし、その後、堆積終期(製
造終了時)までその小流量値で一定となるように制御し
ても良いし、上記母材が所定径にまで増大する時点まで
大流量値で一定にした後に、上記所定値に到達してから
は上記大流量値から徐々に流量を小流量値まで減少させ
て、その後、製造終了時までその小流量値で一定となる
ように制御しても良い。また、製造開始時から製造終了
時まで徐々に流量を減少させるようにして大流量値から
小流量値となるように制御しても良い。
【0022】
【実施例】表1は原料ガス流量を4,8,12リットル
/minと変えた場合の実験結果を示しており、この結
果は、外径25mmの出発材を200rpmで回転させ
ながら、500mmの移動距離を2000mm/min
の速度で往復移動させて外径が40mmの母材となるま
でガラス微粒子を堆積した場合のものである。すなわ
ち、母材が25mm〜40mmと比較的細径の堆積初期
における原料ガスの流量を各種変化させたものである。
【0023】表1によれば、原料ガス流量を4から8さ
らに12リットル/minと増大させることにより、堆
積収率は僅かに低減するもののほぼ同じ値となってい
る。一方、堆積速度は1.9から3.8さらに5.2g
/minと著しく向上し、それに伴い堆積時間は200
から102さらに73分と大幅に短縮している。この堆
積時間は、原料ガスの流量が12リットル/minとす
ることにより原料ガスの流量が8リットル/minの場
合に比べて30%短縮され、4リットル/minの場合
に比べて65%短縮している。
【0024】
【表1】
【0025】また、図2は、原料ガス流量と堆積収率及
び堆積速度との関係の実験結果を示している。
【0026】同図によれば、原料ガス流量を増大させる
ことにより堆積収率は減少するが、その減少の割合は極
めて小さい(同図の黒丸参照)。一方、堆積速度は原料
ガス流量を増大させることにより著しく増大している
(同図の黒四角参照)。
【0027】これにより、堆積初期における原料ガス流
量の増大が堆積速度の増大に大きく貢献することがわか
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に母材製造装置の概要を示す平面図であ
る。
【図2】原料ガス流量と堆積収率及び堆積速度との関係
図である。
【図3】母材外径と堆積収率との関係図である。
【符号の説明】
1 母材(光ファイバ母材) 2 出発材 3 バーナ
フロントページの続き (72)発明者 下山 義夫 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 4G021 EA03 EB06 EB11

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーナに設けられた原料ガス噴出口から
    原料ガスを出発材に向けて噴出させ、この原料ガスの酸
    水素火炎中での加水分解反応により生じたガラス微粒子
    を上記出発材に堆積させて光ファイバ母材を製造する光
    ファイバ母材の製造方法において、 堆積初期には、上記原料ガス噴出口から噴出させる原料
    ガスの流量を大となるように流量調整する一方、 堆積終期には、上記噴出させる原料ガスの流量を小とな
    るように流量調整することを特徴とする光ファイバ母材
    の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121046A (ja) * 2000-08-07 2002-04-23 Shin Etsu Chem Co Ltd ガラス母材研削装置及びガラス母材製造方法
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US7823418B2 (en) 2000-07-31 2010-11-02 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Method of making glass base material

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