JP2002047013A - ガラス物品の製造方法 - Google Patents

ガラス物品の製造方法

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JP2002047013A
JP2002047013A JP2000234259A JP2000234259A JP2002047013A JP 2002047013 A JP2002047013 A JP 2002047013A JP 2000234259 A JP2000234259 A JP 2000234259A JP 2000234259 A JP2000234259 A JP 2000234259A JP 2002047013 A JP2002047013 A JP 2002047013A
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fluorine
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moving
zone
porous glass
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Kiichiro Kawasaki
希一郎 川崎
Masumi Ito
真澄 伊藤
Takehiko Kito
毅彦 鬼頭
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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]
    • C03B37/01446Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
    • C03B37/0146Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00Type of glass produced
    • C03B2201/06Doped silica-based glasses
    • C03B2201/08Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
    • C03B2201/12Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゾーン炉によるフッ素添加により、均一にフ
ッ素添加された製品を得ることができるとができるフッ
素添加ガラス物品の製造方法を提供すること。 【解決手段】 気相法により作製した多孔質ガラス母材
を、長手方向に移動させながら先端から順次フッ素化合
物ガス雰囲気のゾーン炉内のヒートゾーンに挿入して前
記多孔質ガラス母材にフッ素を添加する方法において、
前記多孔質ガラス母材の前記ヒートゾーンでの移動速度
を徐々に遅くすることを特徴とするフッ素添加ガラス物
品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス物品の製造
方法、特に屈折率分布が長手方向に均一なフッ素添加ガ
ラス物品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ用母材などのガラス物品の分
野において、ドーパントとしてフッ素添加したガラス物
品が使用されている。フッ素はガラスの屈折率を低下さ
せる効果があり、フッ素添加ガラス物品は光ファイバの
分野のみならず、紫外域での透過率特性を向上させた短
波長レーザ用フォトマスク材への適用も期待されてい
る。このようなフッ素添加ガラス物品の製造方法とし
て、先ずVAD( Vapour Phase Axial Deposition)
法、OVD( Outside Vapour Deposition)法などの気
相合成法により合成したガラス微粒子を出発部材やコア
ロッドの先端、あるいは周囲に堆積させて多孔質ガラス
母材を作製し、これをフッ素雰囲気中で加熱することに
よってフッ素を添加する方法が知られている(特開昭6
0−90842号公報、特公昭62−89号公報な
ど)。
【0003】前記多孔質ガラス母材へのフッ素添加方法
として、気相法により作製し、脱水処理工程を経た多孔
質ガラス母材を、長手方向に移動させながら先端から順
次フッ素化合物ガス雰囲気のゾーン炉内のヒートゾーン
に挿入して前記多孔質ガラス母材にフッ素を添加する方
法が行われている。図1及び図2は、このようなゾーン
炉を使用したフッ素添加方法の概要を説明する概念図で
あり、図1は移動開始前、図2は移動終了直後の状態を
示す。この例ではVAD法により支持棒6に支持された
種棒2の先端に作製した多孔質ガラス母材1を、図の矢
印の方向に移動(トラバース)させ、ゾーン炉3内のフ
ッ素化合物ガス雰囲気に保持され、ヒータ4で加熱され
たヒートゾーン(図のヒータ上限とヒータ下限との間の
部分)5内に挿入することによって(一部は通過させ
る)フッ素添加を行ってフッ素添加ガラス母材1′とし
ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この方法では、多孔質
ガラス母材1は下端部から一定の速度でヒートゾーン5
内に挿入され、母材の最上部がヒートゾーン5に入った
時点で移動は終了させ、若干の保持時間を経て炉外に取
り出される。このようにするのは、多孔質ガラス母材1
の上部の種棒2が長時間ヒートゾーン5内で加熱される
と損傷を受けるおそれがあるためである。このようにし
て作製されたフッ素添加ガラス母材では、フッ素の添加
量が母材の長手方向で均一にならないという問題があっ
た。本発明はこのような従来技術における問題点を解決
し、ゾーン炉によるフッ素添加により、均一にフッ素添
加された製品を得ることができるとができるフッ素添加
ガラス物品の製造方法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決することを目的としてゾーン炉によるフッ素添加
方法について種々検討の結果、フッ素添加量の不均一さ
の原因は、多孔質ガラス母材がヒートゾーン内にある時
間が、母材上部の方が中部や下部に比較して短くなるの
で、母材上部ではフッ素添加に必要な反応時間が不足
し、フッ素添加量が不足するためであることを見出し、
本発明を完成した。
【0006】すなわち、本発明は、上記課題を解決する
手段として次の構成を採るものである。 (1)気相法により作製した多孔質ガラス母材を、長手
方向に移動させながら先端から順次フッ素化合物ガス雰
囲気のゾーン炉内のヒートゾーンに挿入して前記多孔質
ガラス母材にフッ素を添加する方法において、前記多孔
質ガラス母材の前記ヒートゾーンでの移動速度を徐々に
遅くすることを特徴とするフッ素添加ガラス物品の製造
方法。 (2)移動終了時の前記多孔質ガラス母材の移動速度
が、移動開始時の速度の60%以下となるようにするこ
とを特徴とする前記(1)のフッ素添加ガラス物品の製
造方法。 (3)前記多孔質ガラス母材の移動長さが、全移動長さ
の30〜70%の範囲のいずれかとなった時点で移動速
度の減速を開始することを特徴とする前記(1)又は
(2)のフッ素添加ガラス物品の製造方法。 (4)前記ゾーン炉内のフッ素化合物ガス雰囲気におけ
るフッ素化合物ガス濃度が0.5〜8%であることを特
徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1つのフッ素添
加ガラス物品の製造方法。 (5)前記ゾーン炉内のヒートゾーンの温度が1200
〜1400℃であることを特徴とする前記(1)〜
(4)のいずれか1つのフッ素添加ガラス物品の製造方
法。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の方法は、VAD法やOV
D法のような気相法により作製した多孔質ガラス母材
を、長手方向に移動させながら先端から順次、フッ素化
合物ガス雰囲気のゾーン炉内のヒートゾーンに挿入して
前記多孔質ガラス母材にフッ素を添加する方法におい
て、前記多孔質ガラス母材の前記ヒートゾーンでの移動
速度を徐々に遅くすることを特徴とする。ヒートゾーン
内は、Heなどの不活性ガスにCF4 、SF6 、SiF
4 などのフッ素化合物を添加したフッ素化合物ガス雰囲
気に保持されている。フッ素化合物ガスの濃度は、0.
5〜8%程度とするのが好ましい。また、ヒートゾーン
の温度は1200〜1400℃の範囲とするのが好まし
い。
【0008】移動速度を遅くする割合は、移動終了時の
前記多孔質ガラス母材の移動速度が、移動開始時の速度
の60%以下となるようにするのが好ましく、特に60
〜20%、さらには60〜40%の範囲とするのが好ま
しい。移動終了時の速度が移動開始時の速度の60%を
超える程度の減速では効果が小さく、また、移動速度が
遅くなりすぎても品質上は特に問題はないがあまり遅く
なりすぎると処理時間が長くなりすぎるので好ましくな
い。
【0009】減速は移動初期から徐々に行ってもよい
が、移動初期の影響は少ないので、ある程度移動が進行
してからで十分である。通常の場合、多孔質ガラス母材
の移動長さが、全移動長さの30%に達してから70%
に達するまでの任意の時点で移動速度の減速を開始する
ようにするのが好ましい。移動長さが70%を超えてか
らでは減速の効果が小さくなる。なお、多孔質ガラス母
材はヒートゾーン内で加熱される間に収縮して長さが変
化するため、移動長さは種棒を接続した支持棒の上端を
把持するチャックなどの移動長さを基準にするのが好都
合である。
【0010】このようにすることにより、上部の種棒等
に損傷をきたすことなく、母材上部におけるフッ素添加
量の不足を大幅に抑制することができ、全体としてほぼ
均一なフッ素添加量とすることができる。このようにし
て得られたフッ素添加ガラス母材は、さらに1400〜
1600℃に加熱して焼結、透明化を完結させることに
より、均一にフッ素添加されたガラス物品とすることが
できる。なお、通常の場合、フッ素添加工程に先立って
SiCl4 やCl2 の雰囲気中で1000〜1200℃
程度に加熱する脱水処理工程が設けられている。本発明
の方法によって得られる均一にフッ素添加されたフッ素
添加ガラス物品は、光ファイバ用母材、あるいは短波長
レーザ用フォトマスク材などに有用なものである。
【0011】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の効果を実証
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。 (実施例1)VAD法により合成し、脱水処理を行った
図3(a)に示す寸法、形状の多孔質ガラス母材を、H
eガス中に6%(モル%)のSiF4 ガスを含む雰囲気
とした、1250℃に加熱した長さ約500mmのヒー
トゾーンを有するゾーン炉に、下端側から挿入してフッ
素添加ガラスを作製した。その際、ゾーン炉内でのガラ
ス母材の移動速度を以下のように変化させた。
【0012】先ず、移動開始時の母材の状態は図1に示
したようになっており、このときの移動速度を5mm/
minに設定して移動を開始させた。その後、母材の移
動長さの50%の位置に来た時点で減速を開始し、徐々
に移動速度を遅くしつつ移動させ、図2に示したような
移動終了の時点では2.5mm/minとなるようにし
た。移動長さは図1の支持棒6を把持しているチャック
(図示省略)の移動長さで約900mmであり、移動長
さの50%の位置に来た時点とは、チャックが450m
m下方に移動した時点である。全体の移動速度の変化は
図5に示したとおりである。その後、移動終了時の状態
で約10分間保持してフッ素添加を終了した。得られた
母材(フッ素添加ガラス母材)の寸法、形状は図3
(b)に示すようになっており、その母材(透明化終了
後の母材)の長手方向のいくつかの断面について、フッ
素添加量の目安となる屈折率分布をプリフォームアナラ
イザで測定し、母材長手方向に対してプロットした結
果、図6の(A)に示したようにΔn(純石英ガラスを
基準とした屈折率比)が−0.35〜−0.33(図は
絶対値で示した)であり、ほぼ長手方向で均一な添加量
が得られていることがわかった。
【0013】(実施例2)OVD法によりコアロッド7
の外周にクラッドとなるガラス微粒子を堆積させて得ら
れた図4(a)に示した寸法、形状の多孔質ガラス母材
を、実施例1と同じ条件で処理してフッ素添加を行っ
た。得られた母材(フッ素添加ガラス母材)の寸法、形
状は図4(b)に示すようになっており、その母材(透
明化終了後の母材)の長手方向のいくつかの断面につい
て、実施例1と同様の方法によりクラッド部の屈折率分
布を測定した結果、図6の(A)とほぼ同様であり、長
手方向で均一な添加量が得られていることがわかった。
【0014】(比較例1)移動開始後の移動速度を5m
m/minに設定し、そのまま移動速度を変化させるこ
となく一定速度で移動終了位置まで移動させたほかは実
施例1と同様にしてフッ素添加ガラスを作製した。得ら
れた母材(フッ素添加ガラス)の寸法、形状は図3
(b)に示すようになっており、その母材(透明化終了
後の母材)の長手方向のいくつかの断面について、フッ
素添加量の目安となる屈折率分布をプリフォームアナラ
イザで測定し、母材長手方向に対してプロットした結
果、図6の(B)に示したようにΔn(純石英ガラスを
基準とした屈折率比)が−0.35から−0.28(図
は絶対値で示した)に変化しており、母材上部の屈折率
が下部の屈折率に比較して大きく変わってしまい、均一
なフッ素添加ができていないことがわかった。
【0015】
【発明の効果】本発明の方法によれば、気相法により作
製した多孔質ガラス母材を、フッ素化合物ガス雰囲気と
したゾーン炉内のヒートゾーンに挿入してフッ素を添加
する際に、フッ素添加量が母材の長手方向で不均一とな
るのを防止することができ、良好な品質のフッ素添加ガ
ラス物品を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ゾーン炉を使用したフッ素添加方法の概要を説
明する概念図(移動前)。
【図2】ゾーン炉を使用したフッ素添加方法の概要を説
明する概念図(移動終了時)。
【図3】実施例1におけるガラス母材の寸法、形状を示
す図。
【図4】実施例2におけるガラス母材の寸法、形状を示
す図。
【図5】実施例1及び2における移動速度の変化を示す
図。
【図6】実施例1及び比較例1で作製したフッ素添加ガ
ラスの屈折率測定結果を示す図。
【符号の説明】
1 多孔質ガラス母材 1′ フッ素添加ガラス母材
2 種棒 3 ゾーン炉 4 ヒータ 5 ヒートゾーン
6 支持棒 7 コアロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鬼頭 毅彦 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 4G014 AH21 4G021 CA14 CA16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気相法により作製した多孔質ガラス母材
    を、長手方向に移動させながら先端から順次フッ素化合
    物ガス雰囲気のゾーン炉内のヒートゾーンに挿入して前
    記多孔質ガラス母材にフッ素を添加する方法において、
    前記多孔質ガラス母材の前記ヒートゾーンでの移動速度
    を徐々に遅くすることを特徴とするフッ素添加ガラス物
    品の製造方法。
  2. 【請求項2】 移動終了時の前記多孔質ガラス母材の移
    動速度が、移動開始時の速度の60%以下となるように
    することを特徴とする請求項1に記載のフッ素添加ガラ
    ス物品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記多孔質ガラス母材の移動長さが、全
    移動長さの30〜70%の範囲のいずれかとなった時点
    で移動速度の減速を開始することを特徴とする請求項1
    又は2に記載のフッ素添加ガラス物品の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記ゾーン炉内のフッ素化合物ガス雰囲
    気におけるフッ素化合物ガス濃度が0.5〜8%である
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
    フッ素添加ガラス物品の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記ゾーン炉内のヒートゾーンの温度が
    1200〜1400℃であることを特徴とする請求項1
    〜4のいずれか1項に記載のフッ素添加ガラス物品の製
    造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1466874A3 (en) * 2003-04-08 2005-09-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Fluorine-doped quartz glass article and manufacturing method thereof
JP2010037133A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材、光ファイバ用母材の製造方法及び光ファイバ用母材製造用ガラスロッド
JP2013230978A (ja) * 2013-07-02 2013-11-14 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材の製造方法
US20220081345A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Manufacturing method of glass base material for optical fiber
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1466874A3 (en) * 2003-04-08 2005-09-07 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Fluorine-doped quartz glass article and manufacturing method thereof
JP2010037133A (ja) * 2008-08-04 2010-02-18 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材、光ファイバ用母材の製造方法及び光ファイバ用母材製造用ガラスロッド
US8341979B2 (en) 2008-08-04 2013-01-01 Fujikura Ltd. Method of heat treating a porous optical fiber preform
JP2013230978A (ja) * 2013-07-02 2013-11-14 Fujikura Ltd 光ファイバ用母材の製造方法
US20220081345A1 (en) * 2020-09-16 2022-03-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Manufacturing method of glass base material for optical fiber
KR20230010578A (ko) 2021-07-12 2023-01-19 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 광섬유용 유리 모재의 제조 방법

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