JP2001294440A - 光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られる光ファイバ用プリフォーム - Google Patents
光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られる光ファイバ用プリフォームInfo
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- 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
- C03B37/0128—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大規模な排ガス処理設備を必要とせず、高温
・強酸性の排ガス等を考慮することなく、スート堆積体
を高速で堆積することのできる光ファイバ用母材インゴ
ットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られ
る光ファイバ用プリフォームを提供する。 【解決手段】 本発明の光ファイバ用母材インゴットの
製造方法は、出発コア母材１の周囲に、スートを堆積さ
せてスート堆積体８を形成した後、焼結ガラス化して母
材インゴットを製造する方法において、シリカ粉を溶媒
に分散させた原料液を出発コア母材１に吹き付けて堆積
させることによりスート堆積体８を形成し、焼結ガラス
化することを特徴とし、出発コア母材１への原料液の吹
き付けは、原料液を霧状に噴霧することにより行なわれ
る。
・強酸性の排ガス等を考慮することなく、スート堆積体
を高速で堆積することのできる光ファイバ用母材インゴ
ットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られ
る光ファイバ用プリフォームを提供する。 【解決手段】 本発明の光ファイバ用母材インゴットの
製造方法は、出発コア母材１の周囲に、スートを堆積さ
せてスート堆積体８を形成した後、焼結ガラス化して母
材インゴットを製造する方法において、シリカ粉を溶媒
に分散させた原料液を出発コア母材１に吹き付けて堆積
させることによりスート堆積体８を形成し、焼結ガラス
化することを特徴とし、出発コア母材１への原料液の吹
き付けは、原料液を霧状に噴霧することにより行なわれ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出発コア母材の周
囲に外付け法によりクラッド層を堆積させる光ファイバ
用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加
工して得られる光ファイバ用プリフォームに関する。
囲に外付け法によりクラッド層を堆積させる光ファイバ
用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加
工して得られる光ファイバ用プリフォームに関する。
【０００２】
【従来の技術】母材インゴットの製造方法には、例え
ば、出発コア母材の周囲に、原料ガスを酸素・水素火炎
中に供給して火炎加水分解反応により生成するガラス微
粒子 (スート)を堆積させてクラッド層を形成し、得ら
れたスート堆積体（多孔質ガラス母材）を脱水、焼結ガ
ラス化して母材インゴットとするＯＶＤ法（外付け法）
が挙げられる。
ば、出発コア母材の周囲に、原料ガスを酸素・水素火炎
中に供給して火炎加水分解反応により生成するガラス微
粒子 (スート)を堆積させてクラッド層を形成し、得ら
れたスート堆積体（多孔質ガラス母材）を脱水、焼結ガ
ラス化して母材インゴットとするＯＶＤ法（外付け法）
が挙げられる。
【０００３】図３に、ＯＶＤ法によるスート堆積体の製
造装置の一例を示す。出発コア母材１は、その両端に溶
接されたダミーロッド２ａ，２ｂで左右のチャック３
ａ，３ｂによって把持され、駆動モータ４に取りつけら
れ回転される。出発コア母材１へのガラス微粒子の堆積
は、バーナガイド１１及びトラバース用モータ１２から
なる駆動機構によってバーナ１３を出発コア母材１に沿
って往復運動させつつ、火炎加水分解反応によって生成
したガラス微粒子を出発コア母材１上に堆積させること
によって行われ、スート堆積体１４が形成される。
造装置の一例を示す。出発コア母材１は、その両端に溶
接されたダミーロッド２ａ，２ｂで左右のチャック３
ａ，３ｂによって把持され、駆動モータ４に取りつけら
れ回転される。出発コア母材１へのガラス微粒子の堆積
は、バーナガイド１１及びトラバース用モータ１２から
なる駆動機構によってバーナ１３を出発コア母材１に沿
って往復運動させつつ、火炎加水分解反応によって生成
したガラス微粒子を出発コア母材１上に堆積させること
によって行われ、スート堆積体１４が形成される。
【０００４】この方法は、供給する原料ガス・燃料ガス
等の複雑な制御が必要である他、原料ガスにＳｉＣｌ4
を用いた場合、反応時にＨＣｌを副生し、排ガス中に多
量のＨＣｌガスが存在する。この排ガスを大気中に放出
するためには、出発コア母材１上に付着・堆積されなか
った高温排ガス中のガラス微粒子を大型の耐熱耐酸性濾
過器で除去した後、ＨＣｌガスを多段吸収塔で捕集し、
環境に影響を与えない状態まで化学処理して清浄化した
後、大気中に放出していた。
等の複雑な制御が必要である他、原料ガスにＳｉＣｌ4
を用いた場合、反応時にＨＣｌを副生し、排ガス中に多
量のＨＣｌガスが存在する。この排ガスを大気中に放出
するためには、出発コア母材１上に付着・堆積されなか
った高温排ガス中のガラス微粒子を大型の耐熱耐酸性濾
過器で除去した後、ＨＣｌガスを多段吸収塔で捕集し、
環境に影響を与えない状態まで化学処理して清浄化した
後、大気中に放出していた。
【０００５】さらに、大型のスート堆積体をより高速で
合成するには、多量の酸素・水素ガスを供給する必要が
あり、この燃焼熱が反応装置及び排ガス処理設備に多大
な影響を与える。これらの装置は、通常、耐食性のＳＵ
Ｓ材料等で製作されているが、露点以下のＨＣｌガスは
ほとんどの金属材料を腐蝕するため、装置の材質、構
造、原料ガス・燃料ガスの供給量等に大きな制約を受け
る。特に、燃焼排ガスが高温でクラッド層として堆積し
なかったガラス微粒子を含む強酸性ガスであるため、公
害対策上これらの大規模な除去設備が必要である。この
ようにＯＶＤ法を用いて母材インゴットを製造する方法
は、反応容器及び排ガス処理設備の材質、排ガス処理等
重要な問題が存在し、ガラス微粒子の高速堆積、低コス
ト化の妨げになっていた。
合成するには、多量の酸素・水素ガスを供給する必要が
あり、この燃焼熱が反応装置及び排ガス処理設備に多大
な影響を与える。これらの装置は、通常、耐食性のＳＵ
Ｓ材料等で製作されているが、露点以下のＨＣｌガスは
ほとんどの金属材料を腐蝕するため、装置の材質、構
造、原料ガス・燃料ガスの供給量等に大きな制約を受け
る。特に、燃焼排ガスが高温でクラッド層として堆積し
なかったガラス微粒子を含む強酸性ガスであるため、公
害対策上これらの大規模な除去設備が必要である。この
ようにＯＶＤ法を用いて母材インゴットを製造する方法
は、反応容器及び排ガス処理設備の材質、排ガス処理等
重要な問題が存在し、ガラス微粒子の高速堆積、低コス
ト化の妨げになっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、大規模な排ガス処理設備を
必要とせず、高温・強酸性の排ガス等を考慮することな
く、スート堆積体を高速で堆積することのできる光ファ
イバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴット
を加工して得られる光ファイバ用プリフォームを提供す
ることを課題としている。
鑑みてなされたものであり、大規模な排ガス処理設備を
必要とせず、高温・強酸性の排ガス等を考慮することな
く、スート堆積体を高速で堆積することのできる光ファ
イバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴット
を加工して得られる光ファイバ用プリフォームを提供す
ることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】出発コア母材の表面にガ
ラス微粒子を堆積するＯＶＤ法は、上記したように、高
温の排ガス中に高濃度のＨＣｌガスを含んでいるため、
特殊な材料で製作した反応装置とＨＣｌを除去する大規
模な排ガス処理設備を必要とするが、このような装置を
必要とせずに、高速堆積することができ、このスート堆
積体を焼結ガラス化して得た母材インゴットに火炎研磨
処理等で、高い歩留で優れた光学特性を有する光ファバ
用プリフォームが得られる母材インゴットの製造方法に
ついて鋭意検討した結果、あらかじめ調製したシリカ粉
を溶媒に分散させて出発コア母材の表面に噴霧し、得ら
れたスート堆積体を焼結ガラス化することで、優れたプ
リフォームの製造に好適な母材インゴットの製造が可能
であることを見出し、本発明を完成した。
ラス微粒子を堆積するＯＶＤ法は、上記したように、高
温の排ガス中に高濃度のＨＣｌガスを含んでいるため、
特殊な材料で製作した反応装置とＨＣｌを除去する大規
模な排ガス処理設備を必要とするが、このような装置を
必要とせずに、高速堆積することができ、このスート堆
積体を焼結ガラス化して得た母材インゴットに火炎研磨
処理等で、高い歩留で優れた光学特性を有する光ファバ
用プリフォームが得られる母材インゴットの製造方法に
ついて鋭意検討した結果、あらかじめ調製したシリカ粉
を溶媒に分散させて出発コア母材の表面に噴霧し、得ら
れたスート堆積体を焼結ガラス化することで、優れたプ
リフォームの製造に好適な母材インゴットの製造が可能
であることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】すなわち、本発明の母材インゴットの製造
方法は、出発コア母材の周囲に、スートを堆積させてス
ート堆積体を形成した後、焼結ガラス化して母材インゴ
ットを製造する方法において、シリカ粉を溶媒に分散さ
せた原料液を出発コア母材に吹き付けて堆積させること
によりスート堆積体を形成し、焼結ガラス化することを
特徴としている。出発コア母材への原料液の吹き付け
は、原料液を霧状に噴霧することにより行なわれる。
方法は、出発コア母材の周囲に、スートを堆積させてス
ート堆積体を形成した後、焼結ガラス化して母材インゴ
ットを製造する方法において、シリカ粉を溶媒に分散さ
せた原料液を出発コア母材に吹き付けて堆積させること
によりスート堆積体を形成し、焼結ガラス化することを
特徴としている。出発コア母材への原料液の吹き付け
は、原料液を霧状に噴霧することにより行なわれる。
【０００９】原料液は、溶媒として、水、メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセ
トン又はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、あるいはこれ
らの混合液等のなかから適宜選択し、この溶媒１００重
量部にシリカ粉５〜２００重量部を分散させて調製す
る。シリカ粉には、ＳｉＣｌ4，Ｓｉ(ＣＨ3)Ｃｌ3，Ｓ
ｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等のシラン化合物を単独又は組み合わ
せて、火炎加水分解反応で生成させたものを使用する。
上記製造方法で得られた母材インゴットを火炎研磨処
理、あるいは火炎研磨処理後、所望の径に細径化処理す
ることにより、光ファイバ用プリフォームが得られる。
エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセ
トン又はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、あるいはこれ
らの混合液等のなかから適宜選択し、この溶媒１００重
量部にシリカ粉５〜２００重量部を分散させて調製す
る。シリカ粉には、ＳｉＣｌ4，Ｓｉ(ＣＨ3)Ｃｌ3，Ｓ
ｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等のシラン化合物を単独又は組み合わ
せて、火炎加水分解反応で生成させたものを使用する。
上記製造方法で得られた母材インゴットを火炎研磨処
理、あるいは火炎研磨処理後、所望の径に細径化処理す
ることにより、光ファイバ用プリフォームが得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、スート堆積体の密閉型製
造装置の一例を示す概略正面図であり、図２は、図１に
示した製造装置の概略縦断面図である。出発コア母材１
は、その両端に溶接されたダミーロッド２ａ，２ｂで、
ガラス旋盤（図示を省略）の左右のチャック３ａ，３ｂ
によって把持され、駆動モータ４に取りつけられ回転さ
れる。
造装置の一例を示す概略正面図であり、図２は、図１に
示した製造装置の概略縦断面図である。出発コア母材１
は、その両端に溶接されたダミーロッド２ａ，２ｂで、
ガラス旋盤（図示を省略）の左右のチャック３ａ，３ｂ
によって把持され、駆動モータ４に取りつけられ回転さ
れる。
【００１１】出発コア母材１の周囲へのシリカ粉の堆積
は、出発コア母材１に沿って所定の間隔でセットされた
複数の噴霧ノズル５によって行なわれる。噴霧ノズル５
は、ノズルガイド６及びトラバース用モータ７からなる
駆動機構によって左右に移動自在であり、この噴霧ノズ
ル５を出発コア母材１に沿って往復運動させつつ、シリ
カ粉を溶媒に分散させた原料液を出発コア母材１上に霧
状に噴霧して吹き付け、シリカ粉を堆積させてスート堆
積体８が形成される。出発コア母材１上に付着・堆積さ
れなかった浮遊シリカ粉は、装置系外へと排気フード９
から排気される。なお、装置のジャケット部１０には温
度制御された熱媒が循環している。
は、出発コア母材１に沿って所定の間隔でセットされた
複数の噴霧ノズル５によって行なわれる。噴霧ノズル５
は、ノズルガイド６及びトラバース用モータ７からなる
駆動機構によって左右に移動自在であり、この噴霧ノズ
ル５を出発コア母材１に沿って往復運動させつつ、シリ
カ粉を溶媒に分散させた原料液を出発コア母材１上に霧
状に噴霧して吹き付け、シリカ粉を堆積させてスート堆
積体８が形成される。出発コア母材１上に付着・堆積さ
れなかった浮遊シリカ粉は、装置系外へと排気フード９
から排気される。なお、装置のジャケット部１０には温
度制御された熱媒が循環している。
【００１２】出発コア母材へのシリカ粉の堆積は、シリ
カ粉を溶媒に分散させた原料液をスプレーノズルより圧
縮空気で加圧噴霧して行なう。噴霧されたシリカ粉がコ
ア母材の表面に付着した直後に水分を含まないように、
溶媒が排ガス中に揮散しやすいようにしておく必要があ
る。このため、ジャケット部に熱媒を循環させて反応容
器をあらかじめ加熱しておき、かつ原料液の温度を沸点
近傍まで昇温しておくのが望ましい。堆積中、スート堆
積体の径と重量から、スート堆積体中の水分量を近似的
に求め、この水分量により噴霧に必要な空気の温度と量
を制御器でコントロールする。
カ粉を溶媒に分散させた原料液をスプレーノズルより圧
縮空気で加圧噴霧して行なう。噴霧されたシリカ粉がコ
ア母材の表面に付着した直後に水分を含まないように、
溶媒が排ガス中に揮散しやすいようにしておく必要があ
る。このため、ジャケット部に熱媒を循環させて反応容
器をあらかじめ加熱しておき、かつ原料液の温度を沸点
近傍まで昇温しておくのが望ましい。堆積中、スート堆
積体の径と重量から、スート堆積体中の水分量を近似的
に求め、この水分量により噴霧に必要な空気の温度と量
を制御器でコントロールする。
【００１３】本発明においては、原料ガスとして、金属
珪素にＭｅＣｌを反応させて粗シランを合成し精製した
原料ガスを使用する必要はなく、粗精製のＳｉＣｌ4，
Ｓｉ(ＣＨ3)Ｃｌ3，Ｓｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等の低コストシ
ラン化合物を火炎加水分解反応させて生成したシリカ粉
を原料として使用するものである。このシリカ粉の合成
は、火炎加水分解反応によりシリカ粉を高速で合成する
ことができ、従来の外付法で、原料ガスを火炎加水分解
させてガラス微粒子を生成する方法に比べ、数十倍から
数百倍の速度でシリカ粉を製造することができる。しか
も原料ガスの精製が不用で、原料調達コストが極めて安
価となる。この製造方法は、排ガス量も必要最小限であ
るため、副生するＨＣｌガスを効率よく排ガスから回収
し、リサイクルすることができるため、環境にやさしい
クローズドシステム化が可能である。さらに、排ガス処
理設備も極めて効率的な規模で対応することができる。
珪素にＭｅＣｌを反応させて粗シランを合成し精製した
原料ガスを使用する必要はなく、粗精製のＳｉＣｌ4，
Ｓｉ(ＣＨ3)Ｃｌ3，Ｓｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等の低コストシ
ラン化合物を火炎加水分解反応させて生成したシリカ粉
を原料として使用するものである。このシリカ粉の合成
は、火炎加水分解反応によりシリカ粉を高速で合成する
ことができ、従来の外付法で、原料ガスを火炎加水分解
させてガラス微粒子を生成する方法に比べ、数十倍から
数百倍の速度でシリカ粉を製造することができる。しか
も原料ガスの精製が不用で、原料調達コストが極めて安
価となる。この製造方法は、排ガス量も必要最小限であ
るため、副生するＨＣｌガスを効率よく排ガスから回収
し、リサイクルすることができるため、環境にやさしい
クローズドシステム化が可能である。さらに、排ガス処
理設備も極めて効率的な規模で対応することができる。
【００１４】このようにして合成したシリカ粉は、水、
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）、アセトン又はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、
あるいはこれらの混合液等のなかから適宜選択して溶媒
とし、この溶媒１００重量部にシリカ粉５〜２００重量
部を分散させて原料液を調製する。このときシリカ粉が
５重量部未満では堆積速度が遅く、２００重量部を超え
ると堆積ムラが生じたり、噴霧ノズルのつまりや均一に
散布ができない等の不都合を生じる。得られた原料液を
噴霧し、コア母材の表面に堆積させてスート堆積体を形
成し、これを焼結炉に入れ脱水焼結ガラス化すること
で、母材インゴットが得られる。この母材インゴットを
火炎研磨処理、あるいは火炎研磨処理後、所望の径に細
径化処理することにより、プリフォームが得られる。
メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（Ｉ
ＰＡ）、アセトン又はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、
あるいはこれらの混合液等のなかから適宜選択して溶媒
とし、この溶媒１００重量部にシリカ粉５〜２００重量
部を分散させて原料液を調製する。このときシリカ粉が
５重量部未満では堆積速度が遅く、２００重量部を超え
ると堆積ムラが生じたり、噴霧ノズルのつまりや均一に
散布ができない等の不都合を生じる。得られた原料液を
噴霧し、コア母材の表面に堆積させてスート堆積体を形
成し、これを焼結炉に入れ脱水焼結ガラス化すること
で、母材インゴットが得られる。この母材インゴットを
火炎研磨処理、あるいは火炎研磨処理後、所望の径に細
径化処理することにより、プリフォームが得られる。
【００１５】製造された母材インゴット及び火炎研磨処
理後所望の径に加工したプリフォームの検査では、ガラ
ス化された部分に異物・泡等は認められず、従来の方法
で製造されたものと全く遜色のないものである。なお、
この方法が、従来法と特に相違する点は、スート堆積体
の育成中、排ガス中にＨＣｌがスを全く含まないことで
ある。このため本発明の製造方法では、従来の煩雑な排
ガス処理工程が不用となり、設備機器の不具合発生頻度
が大幅に減少する。
理後所望の径に加工したプリフォームの検査では、ガラ
ス化された部分に異物・泡等は認められず、従来の方法
で製造されたものと全く遜色のないものである。なお、
この方法が、従来法と特に相違する点は、スート堆積体
の育成中、排ガス中にＨＣｌがスを全く含まないことで
ある。このため本発明の製造方法では、従来の煩雑な排
ガス処理工程が不用となり、設備機器の不具合発生頻度
が大幅に減少する。
【００１６】
【実施例】（実施例１）図１に示す製造装置を用いて、
ジャケット部に１４０℃に制御器で制御された熱媒を循
環させ、装置内をあらかじめ昇温した。出発コア母材と
して外径２５ｍｍφ、長さ１，２００ｍｍのシングルモ
ード光ファイバ用に屈折率を調整したコア用石英ガラス
ロッドを使用し、この両端にダミー用石英ロッドを溶接
して駆動モータに取り付け、４０ｒｐｍで回転させた。
噴霧ノズルにはルミナスプレーガン（芙蓉精機社製、製
品名）を使用し、ノズルガイドに１８０ｍｍ間隔で２個
セットした。
ジャケット部に１４０℃に制御器で制御された熱媒を循
環させ、装置内をあらかじめ昇温した。出発コア母材と
して外径２５ｍｍφ、長さ１，２００ｍｍのシングルモ
ード光ファイバ用に屈折率を調整したコア用石英ガラス
ロッドを使用し、この両端にダミー用石英ロッドを溶接
して駆動モータに取り付け、４０ｒｐｍで回転させた。
噴霧ノズルにはルミナスプレーガン（芙蓉精機社製、製
品名）を使用し、ノズルガイドに１８０ｍｍ間隔で２個
セットした。
【００１７】先ず、粗精製されたＳｉＣｌ4，Ｓｉ(ＣＨ
3)Ｃｌ3，Ｓｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等からなる混合ガスをシリ
カ粉製造用専用バーナを用いて酸水素火炎中で火炎加水
分解を行って合成し、嵩密度０．０９８のシリカ粉を得
た。次に、純水１００重量部にシリカ粉８０重量部を均
一に分散させた溶液（原料液）を調製した。この原料液
を原料供給装置で９５℃に保持し、原料供給装置からス
プレーガンに供給して、０．３５ＭＰａのＮ2ガスによ
り噴出量１２０ｇ／分でコア用石英ガラスロッドの表面
に霧状に噴霧して吹き付けた。
3)Ｃｌ3，Ｓｉ(ＣＨ3)2Ｃｌ2等からなる混合ガスをシリ
カ粉製造用専用バーナを用いて酸水素火炎中で火炎加水
分解を行って合成し、嵩密度０．０９８のシリカ粉を得
た。次に、純水１００重量部にシリカ粉８０重量部を均
一に分散させた溶液（原料液）を調製した。この原料液
を原料供給装置で９５℃に保持し、原料供給装置からス
プレーガンに供給して、０．３５ＭＰａのＮ2ガスによ
り噴出量１２０ｇ／分でコア用石英ガラスロッドの表面
に霧状に噴霧して吹き付けた。
【００１８】このスプレーガンを、速度２００ｍｍ／分
で１，６００ｍｍの範囲をノズルガイドに沿って往復運
動させながら原料液をコア用石英ガスロッド上に霧状に
噴霧して吹き付け、シリカ粉をコア用石英ガスロッド上
に堆積させた。コア用石英ガラスロッドに付着しなかっ
たシリカ粉を系外に排出するために、熱交換器で１４０
℃に調整した空気を系内に供給しつつ排気した。堆積が
進むにつれて、育成されつつあるスート堆積体の径と重
量からスート堆積体中の水分量を近似的に求め、これに
もとづいて供給する空気の温度と量を制御し、さらに噴
霧する原料液の量を増量し、堆積終了直前には、原料液
を１５０ｇ／分で供給し、平均堆積速度２６ｇ／分で高
速堆積した。このようにして２８時間後には目標とする
外径が２２０ｍｍφのスート堆積体を得た。これを焼結
炉に移し、脱水焼結ガラス化して透明な母材インゴット
とした。得られた母材インゴットの光学特性を測定し、
この結果を該実施例の特徴とともに表１に示した。
で１，６００ｍｍの範囲をノズルガイドに沿って往復運
動させながら原料液をコア用石英ガスロッド上に霧状に
噴霧して吹き付け、シリカ粉をコア用石英ガスロッド上
に堆積させた。コア用石英ガラスロッドに付着しなかっ
たシリカ粉を系外に排出するために、熱交換器で１４０
℃に調整した空気を系内に供給しつつ排気した。堆積が
進むにつれて、育成されつつあるスート堆積体の径と重
量からスート堆積体中の水分量を近似的に求め、これに
もとづいて供給する空気の温度と量を制御し、さらに噴
霧する原料液の量を増量し、堆積終了直前には、原料液
を１５０ｇ／分で供給し、平均堆積速度２６ｇ／分で高
速堆積した。このようにして２８時間後には目標とする
外径が２２０ｍｍφのスート堆積体を得た。これを焼結
炉に移し、脱水焼結ガラス化して透明な母材インゴット
とした。得られた母材インゴットの光学特性を測定し、
この結果を該実施例の特徴とともに表１に示した。
【００１９】（比較例１）図３に示した従来の製造装置
を用いて、出発コア母材として外径２５ｍｍφ、長さ
１，２００ｍｍのシングルモード光ファイバ用に屈折率
を調整したコア用石英ガラスロッドを使用し、この両端
にダミー用石英ロッドを溶接して駆動部モータに取り付
け、４０ｒｐｍで回転させた。ダミー用石英ロッドに沿
って配設された酸水素火炎バーナを、バーナガイドに沿
って速度１５０ｍｍ／分で１，６００ｍｍの範囲を往復
運動させながら、該バーナに、酸素ガス７５リットル／
分、水素ガス１５０リットル／分、キャリアーガスとし
て酸素ガス９リットル／分に精製原料ガスＳｉＣｌ4３
８ｇ／分を同伴させて供給し、ＳｉＣｌ4の火炎加水分
解で生成したガラス微粒子をコア用石英ガラスロッド上
に堆積させた。堆積が進むにつれて原料ガスを増量し、
堆積終了直前には、酸素ガス１５０リットル／分、水素
ガス３００リットル／分、キャリアーガスとして酸素ガ
ス１５リットル／分に精製原料ガスＳｉＣｌ4８５ｇ／
分を同伴させて供給し、２８時間後には外径が２３０ｍ
ｍφのスート堆積体を得た。これを焼結炉に移し、脱水
焼結ガラス化して透明な母材インゴットとした。
を用いて、出発コア母材として外径２５ｍｍφ、長さ
１，２００ｍｍのシングルモード光ファイバ用に屈折率
を調整したコア用石英ガラスロッドを使用し、この両端
にダミー用石英ロッドを溶接して駆動部モータに取り付
け、４０ｒｐｍで回転させた。ダミー用石英ロッドに沿
って配設された酸水素火炎バーナを、バーナガイドに沿
って速度１５０ｍｍ／分で１，６００ｍｍの範囲を往復
運動させながら、該バーナに、酸素ガス７５リットル／
分、水素ガス１５０リットル／分、キャリアーガスとし
て酸素ガス９リットル／分に精製原料ガスＳｉＣｌ4３
８ｇ／分を同伴させて供給し、ＳｉＣｌ4の火炎加水分
解で生成したガラス微粒子をコア用石英ガラスロッド上
に堆積させた。堆積が進むにつれて原料ガスを増量し、
堆積終了直前には、酸素ガス１５０リットル／分、水素
ガス３００リットル／分、キャリアーガスとして酸素ガ
ス１５リットル／分に精製原料ガスＳｉＣｌ4８５ｇ／
分を同伴させて供給し、２８時間後には外径が２３０ｍ
ｍφのスート堆積体を得た。これを焼結炉に移し、脱水
焼結ガラス化して透明な母材インゴットとした。
【００２０】スート堆積体の育成中、ＳｉＣｌ4の火炎
加水分解反応により副生したＨＣｌガスが排ガス中に
３，５００ｐｐｍを超す濃度になり、反応終了までに
は、およそガス量にして１７，０００ｍ3に達した。ま
た、排ガスの温度は２５０℃を超え、排ガス中には付着
しなかったガラス微粒子が多量に存在していた。この排
ガスを大気中に放出するために、高温排ガス中のガラス
微粒子を大型の耐熱耐酸性濾過器を用いて除去し、さら
に、ＨＣｌガスを多段吸収塔で吸収処理し、最後に化学
処理を施して環境に影響を与えない状態まで清浄化した
後、大気中に放出した。得られた母材インゴットの光学
特性を測定し、この結果を該比較例の特徴とともに表１
に示した。
加水分解反応により副生したＨＣｌガスが排ガス中に
３，５００ｐｐｍを超す濃度になり、反応終了までに
は、およそガス量にして１７，０００ｍ3に達した。ま
た、排ガスの温度は２５０℃を超え、排ガス中には付着
しなかったガラス微粒子が多量に存在していた。この排
ガスを大気中に放出するために、高温排ガス中のガラス
微粒子を大型の耐熱耐酸性濾過器を用いて除去し、さら
に、ＨＣｌガスを多段吸収塔で吸収処理し、最後に化学
処理を施して環境に影響を与えない状態まで清浄化した
後、大気中に放出した。得られた母材インゴットの光学
特性を測定し、この結果を該比較例の特徴とともに表１
に示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、実施例１で得ら
れた母材インゴットには、ガラス化部分に異物、泡等は
認められず、従来の合成法で製造されたものと同等の品
質を有し、さらに、従来の合成法が必要とした強酸性の
排ガス処理を行なう必要もなく、設備機器の腐蝕等の重
要な問題が解決された。
れた母材インゴットには、ガラス化部分に異物、泡等は
認められず、従来の合成法で製造されたものと同等の品
質を有し、さらに、従来の合成法が必要とした強酸性の
排ガス処理を行なう必要もなく、設備機器の腐蝕等の重
要な問題が解決された。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、上記したように、粗精製シラ
ン化合物を火炎加水分解反応で高速合成したシリカ粉
を、溶媒に均一に分散させてあらかじめ調製した原料液
を用いて、これを噴霧ノズルから霧状に噴霧させてシリ
カ粉を出発コア母材上に堆積させてスート堆積体を合成
し、焼結ガラス化して母材インゴットを製造するもので
あり、この製造設備は、従来の製造設備ほど耐熱耐酸性
等を考慮する必要がなく、複雑なガス制御系も必要とし
ない。加えて、環境に影響を与える排ガス処理も小規模
な装置で十分な効果が得られる。さらに、シリカ粉の合
成設備で副生するＨＣｌガスは、高速合成で極めて高濃
度となるため、回収効率が高く、かつ再利用できること
から、クローズドシステムによるシリカ粉の合成が可能
であり、環境に与える影響の極めて小さい製造システム
の構築が可能である。このようにして製造された母材イ
ンゴットは、異物・泡等を含まず、かつ高速合成が可能
となり、これを加工して得たプリフォームは、従来の方
法で製造したものと同等の優れた光学特性を有してい
る。
ン化合物を火炎加水分解反応で高速合成したシリカ粉
を、溶媒に均一に分散させてあらかじめ調製した原料液
を用いて、これを噴霧ノズルから霧状に噴霧させてシリ
カ粉を出発コア母材上に堆積させてスート堆積体を合成
し、焼結ガラス化して母材インゴットを製造するもので
あり、この製造設備は、従来の製造設備ほど耐熱耐酸性
等を考慮する必要がなく、複雑なガス制御系も必要とし
ない。加えて、環境に影響を与える排ガス処理も小規模
な装置で十分な効果が得られる。さらに、シリカ粉の合
成設備で副生するＨＣｌガスは、高速合成で極めて高濃
度となるため、回収効率が高く、かつ再利用できること
から、クローズドシステムによるシリカ粉の合成が可能
であり、環境に与える影響の極めて小さい製造システム
の構築が可能である。このようにして製造された母材イ
ンゴットは、異物・泡等を含まず、かつ高速合成が可能
となり、これを加工して得たプリフォームは、従来の方
法で製造したものと同等の優れた光学特性を有してい
る。
【図１】 実施例１で用いた多孔質ガラス母材製造装置
の概略正面図である。
の概略正面図である。
【図２】 図１に示した製造装置の概略縦断面図であ
る。
る。
【図３】 比較例１で用いた多孔質ガラス母材製造装置
の概略正面図である。
の概略正面図である。
１． 出発コア母材 ２ａ，ｂ． ダミーロッド ３ａ，ｂ． チャック ４． 駆動モータ ５． 噴霧ノズル ６． ノズルガイド ７，１２． トラバース用モータ ８，１４． スート堆積体 ９，１５ 排気フード １０． ジャケット部 １１． バーナガイド １３． バーナ １６． 反応容器
Claims (6)
- 【請求項１】 出発コア母材の周囲に、スートを堆積さ
せてスート堆積体を形成した後、焼結ガラス化して母材
インゴットを製造する方法において、シリカ粉を溶媒に
分散させた原料液を出発コア母材に吹き付けて堆積させ
ることによりスート堆積体を形成し、焼結ガラス化する
ことを特徴とする光ファイバ用母材インゴットの製造方
法。 - 【請求項２】 前記原料液を霧状に噴霧して出発コア母
材上にシリカ粉を堆積させ、スート堆積体を形成する請
求項１に記載の光ファイバ用母材インゴットの製造方
法。 - 【請求項３】 前記原料液が、溶媒１００重量部にシリ
カ粉５〜２００重量部を分散させてなる請求項１又は２
に記載の光ファイバ用母材インゴットの製造方法。 - 【請求項４】 前記原料液の溶媒が、水、メタノール、
エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセ
トン又はメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、あるいはこれ
らの混合液のなかから選択したものである請求項１乃至
３のいずれかに記載の光ファイバ用母材インゴットの製
造方法。 - 【請求項５】 前記シリカ粉が、ＳｉＣｌ4，Ｓｉ(ＣＨ
3)Ｃｌ3，Ｓｉ(ＣＨ3) 2Ｃｌ2等のシラン化合物を単独又
は組み合わせて、火炎加水分解反応により生成したもの
である請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ用
母材インゴットの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載の製造
方法により得られた光ファイバ用母材インゴットを火炎
研磨処理、あるいは火炎研磨処理後、所望の径に細径化
処理してなることを特徴とする光ファイバ用プリフォー
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104610A JP2001294440A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られる光ファイバ用プリフォーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104610A JP2001294440A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られる光ファイバ用プリフォーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001294440A true JP2001294440A (ja) | 2001-10-23 |
Family
ID=18618124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000104610A Pending JP2001294440A (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 光ファイバ用母材インゴットの製造方法及び該母材インゴットを加工して得られる光ファイバ用プリフォーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001294440A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1477462A3 (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-08 | Furukawa Electric North America Inc. | Method for the manufacture of preforms for optical fibers by powder deposition |
| CN106587591A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-26 | 江苏南方光纤科技有限公司 | 一种基于vad工艺的多预制棒制备系统及其制备方法 |
| CN112340978A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-09 | 烽火通信科技股份有限公司 | 光纤预制棒的制造方法及制备光纤预制棒用的喷涂装置 |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000104610A patent/JP2001294440A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1477462A3 (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-08 | Furukawa Electric North America Inc. | Method for the manufacture of preforms for optical fibers by powder deposition |
| CN100431991C (zh) * | 2003-05-15 | 2008-11-12 | 古河电子北美公司 | 制造光纤母材和光纤的化学粉末沉积方法 |
| CN106587591A (zh) * | 2016-11-21 | 2017-04-26 | 江苏南方光纤科技有限公司 | 一种基于vad工艺的多预制棒制备系统及其制备方法 |
| CN112340978A (zh) * | 2020-10-13 | 2021-02-09 | 烽火通信科技股份有限公司 | 光纤预制棒的制造方法及制备光纤预制棒用的喷涂装置 |
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