JP2003192372A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用ガラス母材の製造方法Info
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture 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]
- C03B37/018—Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
- C03B37/01884—Means for supporting, rotating and translating tubes or rods being formed, e.g. lathes
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内付けＣＶＤ法による光ファイバ用ガラス母
材の製造方法において、バーナ折り返し位置近傍に生じ
る割れによるガラス母材の破損を防止し、歩留りよく製
品が得られる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供
すること。 【解決手段】 出発材となるガラス管内面の清浄化、該
ガラス管内面へのガラス微粒子の堆積とガラス化による
ガラス層の形成（内付け）、縮径、中実化の各工程より
なる内付けＣＶＤ法において、内付け工程中又は内付け
工程の後に、バーナのトラバースの折り返し位置より上
流側のダミー管の部分に、ガラス層の厚みを減少させた
割れ停止部を形成する工程を設けることを特徴とする光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。
材の製造方法において、バーナ折り返し位置近傍に生じ
る割れによるガラス母材の破損を防止し、歩留りよく製
品が得られる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供
すること。 【解決手段】 出発材となるガラス管内面の清浄化、該
ガラス管内面へのガラス微粒子の堆積とガラス化による
ガラス層の形成（内付け）、縮径、中実化の各工程より
なる内付けＣＶＤ法において、内付け工程中又は内付け
工程の後に、バーナのトラバースの折り返し位置より上
流側のダミー管の部分に、ガラス層の厚みを減少させた
割れ停止部を形成する工程を設けることを特徴とする光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内付けＣＶＤ法に
より光ファイバ用ガラス母材を製造する方法に関する。
より光ファイバ用ガラス母材を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】内付けＣＶＤ法（ＭＣＶＤ法：Modefied
Chemical Vapor Deposition）による光ファイバ用ガラ
ス母材の製造は、一般に出発材となるガラス管内面のエ
ッチングによる清浄化、該ガラス管内面へのガラス微粒
子の堆積とガラス化によるガラス層の形成（内付け）、
内付けしたガラス管の縮径、中実化の各工程により行わ
れている。内付け工程では図４に示すように、出発材で
ある内付けガラス管６の両端にダミー管７を接合した石
英製のガラス管１を回転させつつ該ガラス管１内にガス
供給側（上流側）から排気側（下流側）に向けてガラス
の主原料であるＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4 やＢＣｌ3 等の
添加物及びＯ2 等からなるガラス原料含有ガス（原料ガ
ス）２を流しながら、ガラス管１の外側に設けた加熱用
のバーナ３とガラス管１とを相対的に往復運動（トラバ
ース）させて外側から加熱する。以下、説明の簡略化の
ため、バーナ３を移動させる形で記載する。
Chemical Vapor Deposition）による光ファイバ用ガラ
ス母材の製造は、一般に出発材となるガラス管内面のエ
ッチングによる清浄化、該ガラス管内面へのガラス微粒
子の堆積とガラス化によるガラス層の形成（内付け）、
内付けしたガラス管の縮径、中実化の各工程により行わ
れている。内付け工程では図４に示すように、出発材で
ある内付けガラス管６の両端にダミー管７を接合した石
英製のガラス管１を回転させつつ該ガラス管１内にガス
供給側（上流側）から排気側（下流側）に向けてガラス
の主原料であるＳｉＣｌ4、ＧｅＣｌ4 やＢＣｌ3 等の
添加物及びＯ2 等からなるガラス原料含有ガス（原料ガ
ス）２を流しながら、ガラス管１の外側に設けた加熱用
のバーナ３とガラス管１とを相対的に往復運動（トラバ
ース）させて外側から加熱する。以下、説明の簡略化の
ため、バーナ３を移動させる形で記載する。
【０００３】バーナ３の移動に従い主原料ガスであるＳ
ｉＣｌ4 が酸化されて生成するガラス微粒子がバーナ３
の下流側のガラス管１の内壁に堆積しガラス微粒子層４
が形成され、さらにバーナ３が移動して加熱されると堆
積しているガラス微粒子が透明ガラス化して堆積ガラス
層５が形成される。バーナ３はダミー管接合部８よりも
さらに下流側のバーナ折り返し位置９まで移動した後、
上流側の初期の位置に戻される。このトラバースを所定
の回数繰り返して所望の屈折率分布をもつ所望の厚さの
堆積ガラス層５を形成させる。堆積ガラス層を形成させ
たガラス管を火炎で軟化させ、表面張力効果で内径を小
さくする加熱縮径の後、内部を減圧にしながらバーナを
片方の端部から移動させながら加熱し、中実化（コラプ
ス）して光ファイバ用ガラス母材とする。
ｉＣｌ4 が酸化されて生成するガラス微粒子がバーナ３
の下流側のガラス管１の内壁に堆積しガラス微粒子層４
が形成され、さらにバーナ３が移動して加熱されると堆
積しているガラス微粒子が透明ガラス化して堆積ガラス
層５が形成される。バーナ３はダミー管接合部８よりも
さらに下流側のバーナ折り返し位置９まで移動した後、
上流側の初期の位置に戻される。このトラバースを所定
の回数繰り返して所望の屈折率分布をもつ所望の厚さの
堆積ガラス層５を形成させる。堆積ガラス層を形成させ
たガラス管を火炎で軟化させ、表面張力効果で内径を小
さくする加熱縮径の後、内部を減圧にしながらバーナを
片方の端部から移動させながら加熱し、中実化（コラプ
ス）して光ファイバ用ガラス母材とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなＭＣＶＤ法
でＧｅＯ2 やＢ2 Ｏ3 を高濃度に添加した母材を製造す
る場合、出発材であるガラス管１と内付けしたガラス層
５との熱膨張差が大きく、歪みにより堆積ガラス層５が
割れるという問題がある。この堆積ガラス層５の割れ
（クラック）は、堆積回数を多くする（堆積ガラス層５
の厚みを厚くする）場合や堆積ガラス層５への添加物の
添加割合を多くする場合に発生確率が高くなる。ＭＣＶ
Ｄ法による光ファイバ用ガラス母材の製造の際に生じる
ガラスの割れは、内付け工程の途中あるいは終了後に、
特にバーナ折り返し位置９の近傍で発生しやすい。これ
は図４のＡ部拡大図に示すようにガラス微粒子層４と堆
積ガラス層５の境界面１０の近傍では、ガラスが一部透
明化しないままになり（半ガラス化部）、内在する気泡
の影響で歪みによる割れが発生しやすくなるためであ
る。
でＧｅＯ2 やＢ2 Ｏ3 を高濃度に添加した母材を製造す
る場合、出発材であるガラス管１と内付けしたガラス層
５との熱膨張差が大きく、歪みにより堆積ガラス層５が
割れるという問題がある。この堆積ガラス層５の割れ
（クラック）は、堆積回数を多くする（堆積ガラス層５
の厚みを厚くする）場合や堆積ガラス層５への添加物の
添加割合を多くする場合に発生確率が高くなる。ＭＣＶ
Ｄ法による光ファイバ用ガラス母材の製造の際に生じる
ガラスの割れは、内付け工程の途中あるいは終了後に、
特にバーナ折り返し位置９の近傍で発生しやすい。これ
は図４のＡ部拡大図に示すようにガラス微粒子層４と堆
積ガラス層５の境界面１０の近傍では、ガラスが一部透
明化しないままになり（半ガラス化部）、内在する気泡
の影響で歪みによる割れが発生しやすくなるためであ
る。
【０００５】この割れは、ガラス管を加熱している場合
にはバーナ折り返し位置の近傍に止まるが、堆積ガラス
層を冷却すると温度差に起因する熱歪みにより内表面に
割れが走ってしまう。形成された割れは、甚だしい場
合、ダミー管接合部８よりも上流側の母材有効部まで到
達してしまい、母材全長でコアが破壊されてしまう。こ
のようなケースは、ガラス層の添加物の濃度が高いほど
発生しやすく、特に堆積回数の増加や原料供給量の増加
により、ガラス層の厚みが厚くなると顕著になる。本発
明はこのような従来技術における問題点を解決し、ＭＣ
ＶＤ法により光ファイバ用ガラス母材を製造する際に、
内付けするガラス層中の添加物の割合が多い場合やガラ
ス層の厚みが厚い場合であっても、バーナ折り返し位置
近傍に生じる割れによってガラス母材が破損するのを防
止し、歩留りよく製品が得られる光ファイバ用ガラス母
材の製造方法を提供することを目的とする。
にはバーナ折り返し位置の近傍に止まるが、堆積ガラス
層を冷却すると温度差に起因する熱歪みにより内表面に
割れが走ってしまう。形成された割れは、甚だしい場
合、ダミー管接合部８よりも上流側の母材有効部まで到
達してしまい、母材全長でコアが破壊されてしまう。こ
のようなケースは、ガラス層の添加物の濃度が高いほど
発生しやすく、特に堆積回数の増加や原料供給量の増加
により、ガラス層の厚みが厚くなると顕著になる。本発
明はこのような従来技術における問題点を解決し、ＭＣ
ＶＤ法により光ファイバ用ガラス母材を製造する際に、
内付けするガラス層中の添加物の割合が多い場合やガラ
ス層の厚みが厚い場合であっても、バーナ折り返し位置
近傍に生じる割れによってガラス母材が破損するのを防
止し、歩留りよく製品が得られる光ファイバ用ガラス母
材の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
する手段として次の（１）〜（８）の構成を採るもので
ある。 （１）出発材である内付けガラス管の両端にダミー管を
接合したガラス管の内側に該ガラス管の原料供給側端部
から排気側端部に向けてガラス原料含有ガスを流しつ
つ、前記ガラス管を外側から加熱する加熱用バーナを前
記ガラス原料含有ガスの上流側から下流側へトラバース
させ、加熱により生成しガラス管内壁に堆積したガラス
微粒子を上流側から順次ガラス化する操作を繰り返し
て、前記ガラス管内にガラス層を形成させる内付け工程
と、内付けしたガラス管を縮径、中実化する中実化工程
を含む内付けＣＶＤ法による光ファイバ用ガラス母材の
製造方法において、前記内付け工程中又は内付け工程の
後に、前記バーナのトラバースの折り返し位置より上流
側のダミー管の部分に、ガラス層の厚みを減少させた割
れ停止部を形成する工程を設けることを特徴とする光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。 （２）前記割れ停止部を形成する工程を、トラバースの
折り返し位置の近傍においてガラス相に割れが発生した
後に設けることを特徴とする前記（１）の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 （３）前記割れ停止部の形成を、ガラス層の厚みを２０
０μｍ以下に減少させることによって行うことを特徴と
する前記（１）又は（２）の光ファイバ用ガラス母材の
製造方法。
する手段として次の（１）〜（８）の構成を採るもので
ある。 （１）出発材である内付けガラス管の両端にダミー管を
接合したガラス管の内側に該ガラス管の原料供給側端部
から排気側端部に向けてガラス原料含有ガスを流しつ
つ、前記ガラス管を外側から加熱する加熱用バーナを前
記ガラス原料含有ガスの上流側から下流側へトラバース
させ、加熱により生成しガラス管内壁に堆積したガラス
微粒子を上流側から順次ガラス化する操作を繰り返し
て、前記ガラス管内にガラス層を形成させる内付け工程
と、内付けしたガラス管を縮径、中実化する中実化工程
を含む内付けＣＶＤ法による光ファイバ用ガラス母材の
製造方法において、前記内付け工程中又は内付け工程の
後に、前記バーナのトラバースの折り返し位置より上流
側のダミー管の部分に、ガラス層の厚みを減少させた割
れ停止部を形成する工程を設けることを特徴とする光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。 （２）前記割れ停止部を形成する工程を、トラバースの
折り返し位置の近傍においてガラス相に割れが発生した
後に設けることを特徴とする前記（１）の光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。 （３）前記割れ停止部の形成を、ガラス層の厚みを２０
０μｍ以下に減少させることによって行うことを特徴と
する前記（１）又は（２）の光ファイバ用ガラス母材の
製造方法。
【０００７】（４）前記割れ停止部の形成を、割れ停止
部形成位置において前記ガラス管を延伸することによっ
て行うことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか
１つの光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （５）前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形成位置に
おいて前記ガラス管をふくらませることによって行うこ
とを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （６）前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形成位置に
おいて前記ガラス管内面を気相エッチング処理してガラ
ス層の一部又は全部を除去することによって行うことを
特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの光ファ
イバ用ガラス母材の製造方法。
部形成位置において前記ガラス管を延伸することによっ
て行うことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか
１つの光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （５）前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形成位置に
おいて前記ガラス管をふくらませることによって行うこ
とを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの光
ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （６）前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形成位置に
おいて前記ガラス管内面を気相エッチング処理してガラ
ス層の一部又は全部を除去することによって行うことを
特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つの光ファ
イバ用ガラス母材の製造方法。
【０００８】（７）前記ガラス層が、ＧｅＯ2 及び／又
はＢ2 Ｏ3 を１０モル％以上添加したＳｉＯ2 ガラスか
らなることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか
１つの光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （８）前記割れ停止部形成位置が、トラバースの折り返
し位置より５０〜１００ｍｍ上流側にあることを特徴と
する前記（１）〜（７）のいずれか１つの光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。
はＢ2 Ｏ3 を１０モル％以上添加したＳｉＯ2 ガラスか
らなることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか
１つの光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 （８）前記割れ停止部形成位置が、トラバースの折り返
し位置より５０〜１００ｍｍ上流側にあることを特徴と
する前記（１）〜（７）のいずれか１つの光ファイバ用
ガラス母材の製造方法。
【０００９】ＭＣＶＤ法により光ファイバ用ガラス母材
を製造する工程においてはバーナの折り返し位置近傍に
半ガラス化部が形成され、その部分に生じる歪みのため
割れが発生しやすい。図５はバーナ折り返し位置近傍に
おける歪みや割れの発生状況を説明するための概略模式
図である。図５（ａ）の内付け工程においては、バーナ
折り返し位置９の近傍のガラス微粒子堆積層とガラス層
の境界付近には半ガラス化部１２が形成されており、内
在する気泡の影響で歪みによる割れが発生しやすくなっ
ている。また、バーナ３を所定回数（通常２〜６回）ト
ラバースさせるごとに排気側からかき出し用の棒１３を
挿入してバーナ折り返し位置９よりも排気側に堆積して
いるガラス微粒子を排出する操作を行っており、このと
き半ガラス化部１２に傷を付ける場合もあり、これも歪
みや割れの原因となる。
を製造する工程においてはバーナの折り返し位置近傍に
半ガラス化部が形成され、その部分に生じる歪みのため
割れが発生しやすい。図５はバーナ折り返し位置近傍に
おける歪みや割れの発生状況を説明するための概略模式
図である。図５（ａ）の内付け工程においては、バーナ
折り返し位置９の近傍のガラス微粒子堆積層とガラス層
の境界付近には半ガラス化部１２が形成されており、内
在する気泡の影響で歪みによる割れが発生しやすくなっ
ている。また、バーナ３を所定回数（通常２〜６回）ト
ラバースさせるごとに排気側からかき出し用の棒１３を
挿入してバーナ折り返し位置９よりも排気側に堆積して
いるガラス微粒子を排出する操作を行っており、このと
き半ガラス化部１２に傷を付ける場合もあり、これも歪
みや割れの原因となる。
【００１０】通常の場合、バーナ折り返し位置９はダミ
ー管接合部８から約２００ｍｍ以上排気側に設定されて
いる。半ガラス化部１２付近に発生する割れはガラス管
が加熱されている間はバーナ折り返し位置９の近傍に止
まるが、冷却されると温度差に起因する熱歪みにより内
表面に広がり、ダミー管接合部８よりも上流側の母材有
効部まで到達し、母材全長でコアが破壊されてしまうこ
とがある。
ー管接合部８から約２００ｍｍ以上排気側に設定されて
いる。半ガラス化部１２付近に発生する割れはガラス管
が加熱されている間はバーナ折り返し位置９の近傍に止
まるが、冷却されると温度差に起因する熱歪みにより内
表面に広がり、ダミー管接合部８よりも上流側の母材有
効部まで到達し、母材全長でコアが破壊されてしまうこ
とがある。
【００１１】図５（ｂ）の縮径工程の場合には、バーナ
３の折り返し位置をダミー管接合部８から約１００ｍｍ
排気側に変更して縮径を行う。これによりバーナ３より
も排気側で発生した割れは一時的に解消されるが、冷却
により再び発生する。このような割れの発生は堆積回数
の増加や原料供給量の増加により、ガラス層の厚みが厚
くなると顕著になり、さらにガラス層へのＧｅＯ2 やＢ
2 Ｏ3 等の添加物の濃度が高いほど発生しやすくなる。
特に中実化していない場合、歪みがガラス層の内表面に
集中しているため、添加物量が２０モル％以上になると
ガラス管との熱膨張率差が１．５×１０-6／℃以上とな
り、ガラス層厚みが１００μｍ以上になると冷却時に割
れが発生しやすくなる。
３の折り返し位置をダミー管接合部８から約１００ｍｍ
排気側に変更して縮径を行う。これによりバーナ３より
も排気側で発生した割れは一時的に解消されるが、冷却
により再び発生する。このような割れの発生は堆積回数
の増加や原料供給量の増加により、ガラス層の厚みが厚
くなると顕著になり、さらにガラス層へのＧｅＯ2 やＢ
2 Ｏ3 等の添加物の濃度が高いほど発生しやすくなる。
特に中実化していない場合、歪みがガラス層の内表面に
集中しているため、添加物量が２０モル％以上になると
ガラス管との熱膨張率差が１．５×１０-6／℃以上とな
り、ガラス層厚みが１００μｍ以上になると冷却時に割
れが発生しやすくなる。
【００１２】例えば本発明者らの実験データによれば、
ＧｅＯ2 やＢ2 Ｏ3 を添加したガラス層を８層形成させ
る従来技術では、割れの発生により母材有効部が破損す
る率が約１８％であったものが、製造能力向上のため１
６層とすると割れの発生による母材有効部の破損率は約
４５％に増加した。ここで、８層形成したときのガラス
層厚みは１３０μｍ、１６層形成時のガラス層厚みは２
９０μｍとなっていた。
ＧｅＯ2 やＢ2 Ｏ3 を添加したガラス層を８層形成させ
る従来技術では、割れの発生により母材有効部が破損す
る率が約１８％であったものが、製造能力向上のため１
６層とすると割れの発生による母材有効部の破損率は約
４５％に増加した。ここで、８層形成したときのガラス
層厚みは１３０μｍ、１６層形成時のガラス層厚みは２
９０μｍとなっていた。
【００１３】本発明者らは、内付けＣＶＤ法（ＭＣＶＤ
法）による光ファイバ用ガラス母材の製造方法の改良技
術について種々検討を重ね、内付け工程中又は内付け工
程の後に、バーナのトラバースの折り返し位置より上流
側（ガス供給側）のダミー管の部分（図４におけるバー
ナ折り返し位置９とダミー管接合部８との間）に、堆積
ガラス層の厚みを減少させた割れ停止部を形成すること
によって、バーナ折り返し位置近傍に発生した割れが上
流側の有効部に伝播するのを抑制することができ、ガラ
ス母材の歩留り向上が達成できることを見出し、本発明
を完成するに至った。
法）による光ファイバ用ガラス母材の製造方法の改良技
術について種々検討を重ね、内付け工程中又は内付け工
程の後に、バーナのトラバースの折り返し位置より上流
側（ガス供給側）のダミー管の部分（図４におけるバー
ナ折り返し位置９とダミー管接合部８との間）に、堆積
ガラス層の厚みを減少させた割れ停止部を形成すること
によって、バーナ折り返し位置近傍に発生した割れが上
流側の有効部に伝播するのを抑制することができ、ガラ
ス母材の歩留り向上が達成できることを見出し、本発明
を完成するに至った。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバ用ガラ
ス母材の製造方法について図面を参照して説明する。図
１は本発明における割れ停止部の形成状態の概要を模式
的に示す説明図であり、図１（ａ）は割れ停止部形成
前、（ｂ）は割れ停止部形成後、（ｃ）は縮径後の状態
を示す。また、（ｄ）はコラプス後の中実化した状態を
示す。ＭＣＶＤ法においては内付けガラス管の内側に堆
積ガラス層５を形成させた有効部１４の下流側のダミー
管接合部８からバーナ折り返し位置９までの間には、ダ
ミー管の内側に堆積ガラス層５を形成させた部分（ダミ
ー部１５とする）が存在する。通常の場合このダミー部
１５の長さ（図１のａ）は２００ｍｍ程度である。
ス母材の製造方法について図面を参照して説明する。図
１は本発明における割れ停止部の形成状態の概要を模式
的に示す説明図であり、図１（ａ）は割れ停止部形成
前、（ｂ）は割れ停止部形成後、（ｃ）は縮径後の状態
を示す。また、（ｄ）はコラプス後の中実化した状態を
示す。ＭＣＶＤ法においては内付けガラス管の内側に堆
積ガラス層５を形成させた有効部１４の下流側のダミー
管接合部８からバーナ折り返し位置９までの間には、ダ
ミー管の内側に堆積ガラス層５を形成させた部分（ダミ
ー部１５とする）が存在する。通常の場合このダミー部
１５の長さ（図１のａ）は２００ｍｍ程度である。
【００１５】本発明においては図１（ｂ）に示すよう
に、前記ダミー部１５に堆積ガラス層５の厚みを減少さ
せた（ｃ＜ｂ）割れ停止部１６を設けるのが特徴であ
る。割れ停止部１６の形成時期は、内付け工程の進行中
あるいは終了後のいずれでもよいが、バーナ折り返し位
置９の近傍において割れが発生した後とするのが好まし
い。
に、前記ダミー部１５に堆積ガラス層５の厚みを減少さ
せた（ｃ＜ｂ）割れ停止部１６を設けるのが特徴であ
る。割れ停止部１６の形成時期は、内付け工程の進行中
あるいは終了後のいずれでもよいが、バーナ折り返し位
置９の近傍において割れが発生した後とするのが好まし
い。
【００１６】割れ停止部１６を設けない状態では、図２
（ａ）に示すようにバーナ折り返し位置９の近傍に発生
した割れ１７はダミー部１５を通り有効部１４方向に伝
播していき、さらに有効部１４に達しガラス母材を損傷
させる結果となる。これに対し割れ停止部１６を設ける
ことにより、バーナ折り返し位置９の近傍で割れが発生
しても、割れ１７は割れ停止部１６の位置で止まり、割
れの発生によりガラス母材が損傷するのを防止すること
ができる。
（ａ）に示すようにバーナ折り返し位置９の近傍に発生
した割れ１７はダミー部１５を通り有効部１４方向に伝
播していき、さらに有効部１４に達しガラス母材を損傷
させる結果となる。これに対し割れ停止部１６を設ける
ことにより、バーナ折り返し位置９の近傍で割れが発生
しても、割れ１７は割れ停止部１６の位置で止まり、割
れの発生によりガラス母材が損傷するのを防止すること
ができる。
【００１７】割れ停止部１６は、ダミー部１５の適当な
位置において堆積ガラス層５の厚みを減少させる処理を
施すことによって形成させる。割れ停止部１６における
堆積ガラス層５の厚み（図１のｃ）は、最も薄い部分で
ダミー部１５の他の部分や有効部１４における堆積ガラ
ス層５の厚み（図１のｂ）より薄くし、定量的には２０
０μｍ以下なるようにするのが好ましい。
位置において堆積ガラス層５の厚みを減少させる処理を
施すことによって形成させる。割れ停止部１６における
堆積ガラス層５の厚み（図１のｃ）は、最も薄い部分で
ダミー部１５の他の部分や有効部１４における堆積ガラ
ス層５の厚み（図１のｂ）より薄くし、定量的には２０
０μｍ以下なるようにするのが好ましい。
【００１８】割れ停止部１６の形成方法としては、例え
ば図３に示すような方法を採ることができる。図３
（ａ）の方法では、割れ停止部１６を形成させる位置を
外側からバーナなどにより加熱しながら延伸して堆積ガ
ラス層５の厚みを減少させる。延伸は厚み最小部におけ
る外径が延伸前の外径の３０〜５０％となるようにする
のが好ましい。この方法によれば、厚さ３００μｍの堆
積ガラス層５の厚みを１５０〜２００μｍとすることが
でき、この部分で割れの進行を止めることができる。
ば図３に示すような方法を採ることができる。図３
（ａ）の方法では、割れ停止部１６を形成させる位置を
外側からバーナなどにより加熱しながら延伸して堆積ガ
ラス層５の厚みを減少させる。延伸は厚み最小部におけ
る外径が延伸前の外径の３０〜５０％となるようにする
のが好ましい。この方法によれば、厚さ３００μｍの堆
積ガラス層５の厚みを１５０〜２００μｍとすることが
でき、この部分で割れの進行を止めることができる。
【００１９】図３（ｂ）の方法では、管内に不活性ガス
等を供給して加圧しながら割れ停止部１６を形成させる
位置を外側からバーナなどにより加熱してふくらませ、
それによって堆積ガラス層５の厚みを減少させる。ふく
らませる割合は厚み最小部における外径がふくらませる
前の外径の２．０〜３．０倍となるようにするのが好ま
しい。この方法によれば、厚さ３００μｍの堆積ガラス
層５の厚みを１００〜１５０μｍとすることができ、こ
の部分で割れの進行を止めることができる。
等を供給して加圧しながら割れ停止部１６を形成させる
位置を外側からバーナなどにより加熱してふくらませ、
それによって堆積ガラス層５の厚みを減少させる。ふく
らませる割合は厚み最小部における外径がふくらませる
前の外径の２．０〜３．０倍となるようにするのが好ま
しい。この方法によれば、厚さ３００μｍの堆積ガラス
層５の厚みを１００〜１５０μｍとすることができ、こ
の部分で割れの進行を止めることができる。
【００２０】図３（ｃ）の方法では、バーナを下流側ダ
ミー部１５の所定部分に固定し、管内に気相エッチング
用のガス（ＳＦ6 などのフッ素系ガス）を供給しながら
外側から加熱し、気相エッチングにより堆積ガラス層５
の一部又は全部を除去する。この方法によれば堆積ガラ
ス層５の厚みをゼロにすることもできるが、エッチング
でガラスに凹凸が生じ、それにより割れが発生する場合
もある。
ミー部１５の所定部分に固定し、管内に気相エッチング
用のガス（ＳＦ6 などのフッ素系ガス）を供給しながら
外側から加熱し、気相エッチングにより堆積ガラス層５
の一部又は全部を除去する。この方法によれば堆積ガラ
ス層５の厚みをゼロにすることもできるが、エッチング
でガラスに凹凸が生じ、それにより割れが発生する場合
もある。
【００２１】割れ停止部１６の形成位置は、図１におけ
るダミー部１５の任意の位置とするが、割れ停止部１６
の排気側端部とバーナ折り返し位置９との間の長さ（図
１のｄ）が２０〜５０ｍｍ、割れ停止部１６のガス供給
側端部とダミー管接合部８との間の長さ（図１のｅ）が
８０〜１００ｍｍとなるようにするのが好ましい。ｄが
この範囲より小さくなると割れがすでに１００ｍｍより
上流側に進行し、停止効果が得られない場合があり、ま
た、ｅがこの範囲より小さくなると有効部に影響が生じ
るおそれがある。
るダミー部１５の任意の位置とするが、割れ停止部１６
の排気側端部とバーナ折り返し位置９との間の長さ（図
１のｄ）が２０〜５０ｍｍ、割れ停止部１６のガス供給
側端部とダミー管接合部８との間の長さ（図１のｅ）が
８０〜１００ｍｍとなるようにするのが好ましい。ｄが
この範囲より小さくなると割れがすでに１００ｍｍより
上流側に進行し、停止効果が得られない場合があり、ま
た、ｅがこの範囲より小さくなると有効部に影響が生じ
るおそれがある。
【００２２】本発明の方法は、堆積ガラス層の層数が多
く、ガラス膜厚が２００μｍ以上となる場合や、ガラス
中に添加されるＧｅＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 などの添加物の総添
加量が１０モル％以上の高濃度である場合に、特に効果
が大きい。
く、ガラス膜厚が２００μｍ以上となる場合や、ガラス
中に添加されるＧｅＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 などの添加物の総添
加量が１０モル％以上の高濃度である場合に、特に効果
が大きい。
【００２３】
【実施例】以下、実施例により本発明の方法をさらに具
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （比較例１）ＭＣＶＤ法により図４及び図５の説明図に
準じて光ファイバ用ガラス母材の製造試験を行った。内
付けガラス管６として外径：２１ｍｍ、肉厚：６．５ｍ
ｍ（内径８ｍｍ）、長さ３００ｍｍの無水合成シリカガ
ラス管を使用し、その両端にダミー管７として外径：２
１ｍｍ、肉厚：５．０ｍｍの天然シリカガラス管を接合
してガラス管１を作製した。
体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。 （比較例１）ＭＣＶＤ法により図４及び図５の説明図に
準じて光ファイバ用ガラス母材の製造試験を行った。内
付けガラス管６として外径：２１ｍｍ、肉厚：６．５ｍ
ｍ（内径８ｍｍ）、長さ３００ｍｍの無水合成シリカガ
ラス管を使用し、その両端にダミー管７として外径：２
１ｍｍ、肉厚：５．０ｍｍの天然シリカガラス管を接合
してガラス管１を作製した。
【００２４】ＳｉＣｌ4 、ＧｅＣｌ4 、ＢＣｌ3 、ＰＯ
Ｃｌ3 及びＯ2 からなる原料ガスを前記ガラス管１内に
ガス供給側から排気側へ流しながらバーナ３をトラバー
スさせ、ガラス管１の表面温度が１７００〜２０００℃
となるように加熱し、堆積ガラス層５を形成させた。バ
ーナ折り返し位置９はダミー管接合部８から排気側へ２
００ｍｍの位置とし、トラバースを繰り返して１６層か
らなる厚さ約３００μｍの堆積ガラス層５が得られた。
堆積ガラス層５における添加物濃度はＧｅＯ2 が９モル
％、Ｂ2 Ｏ3が２モル％であった。
Ｃｌ3 及びＯ2 からなる原料ガスを前記ガラス管１内に
ガス供給側から排気側へ流しながらバーナ３をトラバー
スさせ、ガラス管１の表面温度が１７００〜２０００℃
となるように加熱し、堆積ガラス層５を形成させた。バ
ーナ折り返し位置９はダミー管接合部８から排気側へ２
００ｍｍの位置とし、トラバースを繰り返して１６層か
らなる厚さ約３００μｍの堆積ガラス層５が得られた。
堆積ガラス層５における添加物濃度はＧｅＯ2 が９モル
％、Ｂ2 Ｏ3が２モル％であった。
【００２５】上記内付け工程中はトラバース３回毎に棒
１３を挿入してガラス化していないガラス微粒子を排出
した。内付け終了後、外径１６ｍｍ、コア径３ｍｍの光
ファイバ用ガラス母材を得た。この操作により１０本の
ガラス母材を作製した結果、バーナ折り返し位置近傍で
発生した割れにより有効部に損傷が生じたものは７本
（割れによる損傷率４５％）であった。ここで損傷率は
次式で表される数値である。 損傷率（％）＝〔（割れ損全長）／（出発ガラス管全
長）〕×１００
１３を挿入してガラス化していないガラス微粒子を排出
した。内付け終了後、外径１６ｍｍ、コア径３ｍｍの光
ファイバ用ガラス母材を得た。この操作により１０本の
ガラス母材を作製した結果、バーナ折り返し位置近傍で
発生した割れにより有効部に損傷が生じたものは７本
（割れによる損傷率４５％）であった。ここで損傷率は
次式で表される数値である。 損傷率（％）＝〔（割れ損全長）／（出発ガラス管全
長）〕×１００
【００２６】（実施例１）比較例１と同様にして内付け
を行った。内付け工程終了後に図３（ａ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ダミー管接合部８から排気側に１００
ｍｍの位置を中心にして、外径が２０ｍｍから１４ｍｍ
になるまで延伸した。これにより最も薄い部分の堆積ガ
ラス層５の厚みが約１８０μｍの割れ停止部１６が形成
された。この例において図１のａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは
概略の値でそれぞれ２００ｍｍ、３００μｍ、１８０μ
ｍ、８０ｍｍ及び１００ｍｍであった。
を行った。内付け工程終了後に図３（ａ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ダミー管接合部８から排気側に１００
ｍｍの位置を中心にして、外径が２０ｍｍから１４ｍｍ
になるまで延伸した。これにより最も薄い部分の堆積ガ
ラス層５の厚みが約１８０μｍの割れ停止部１６が形成
された。この例において図１のａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは
概略の値でそれぞれ２００ｍｍ、３００μｍ、１８０μ
ｍ、８０ｍｍ及び１００ｍｍであった。
【００２７】その後、比較例１と同様にして外径１６ｍ
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは０本（割れによる損傷率０％）であっ
た。
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは０本（割れによる損傷率０％）であっ
た。
【００２８】（実施例２）比較例１と同様にして内付け
を行った。内付け工程終了後に図３（ｂ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ダミー管接合部８から排気側に１００
ｍｍの位置を中心にして、外径が２０ｍｍから３０ｍｍ
になるまでガラス管内を加圧してふくらませた。これに
より最も薄い部分の堆積ガラス層５の厚みが約１５０μ
ｍの割れ停止部１６が形成された。この例において図１
のａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは概略の値でそれぞれ２００ｍ
ｍ、３００μｍ、１５０μｍ、８０ｍｍ及び１００ｍｍ
であった。
を行った。内付け工程終了後に図３（ｂ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ダミー管接合部８から排気側に１００
ｍｍの位置を中心にして、外径が２０ｍｍから３０ｍｍ
になるまでガラス管内を加圧してふくらませた。これに
より最も薄い部分の堆積ガラス層５の厚みが約１５０μ
ｍの割れ停止部１６が形成された。この例において図１
のａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは概略の値でそれぞれ２００ｍ
ｍ、３００μｍ、１５０μｍ、８０ｍｍ及び１００ｍｍ
であった。
【００２９】その後、比較例１と同様にして外径１６ｍ
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは０本（割れによる損傷率０％）であっ
た。
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは０本（割れによる損傷率０％）であっ
た。
【００３０】（実施例３）比較例１と同様にして内付け
を行った。内付け工程終了後に図３（ｃ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ガラス管内にＳＦ6 ガスを流しながら
ダミー管接合部８から排気側に１００ｍｍの位置を中心
にしてバーナを固定して１７００℃に加熱し、最も薄い
部分の堆積ガラス層５の厚みが０μｍの割れ停止部１６
を形成させた。この例において図１のａ、ｂ、ｃ、ｄ及
びｅは概略の値でそれぞれ２００ｍｍ、３００μｍ、０
μｍ、１００ｍｍ及び８０ｍｍであった。
を行った。内付け工程終了後に図３（ｃ）の方法により
割れ停止部１６を形成させた。すなわち、内付け後のガ
ラス管について、ガラス管内にＳＦ6 ガスを流しながら
ダミー管接合部８から排気側に１００ｍｍの位置を中心
にしてバーナを固定して１７００℃に加熱し、最も薄い
部分の堆積ガラス層５の厚みが０μｍの割れ停止部１６
を形成させた。この例において図１のａ、ｂ、ｃ、ｄ及
びｅは概略の値でそれぞれ２００ｍｍ、３００μｍ、０
μｍ、１００ｍｍ及び８０ｍｍであった。
【００３１】その後、比較例１と同様にして外径１６ｍ
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは２本（割れによる損傷率１０％）であっ
た。
ｍ、コア径３ｍｍの光ファイバ用ガラス母材を得た。こ
の操作により１０本のガラス母材を作製した結果、バー
ナ折り返し位置近傍で発生した割れにより有効部に損傷
が生じたものは２本（割れによる損傷率１０％）であっ
た。
【００３２】
【発明の効果】本発明の方法によれば、ＭＣＶＤ法によ
る光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、バーナ
の折り返し位置近傍に発生する割れが有効部に伝播し、
ガラス母材に損傷を与える率を大幅に減少させることが
でき、それによって光ファイバ用ガラス母材の歩留りを
大幅に向上させることができる。本発明の方法は堆積ガ
ラス層の層数が多い場合や、ガラス中に添加されるＧｅ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 などの添加物の濃度が高い場合に、特に
効果的であり、Ｐ2 Ｏ5添加の場合も効果がある。
る光ファイバ用ガラス母材の製造方法において、バーナ
の折り返し位置近傍に発生する割れが有効部に伝播し、
ガラス母材に損傷を与える率を大幅に減少させることが
でき、それによって光ファイバ用ガラス母材の歩留りを
大幅に向上させることができる。本発明の方法は堆積ガ
ラス層の層数が多い場合や、ガラス中に添加されるＧｅ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 などの添加物の濃度が高い場合に、特に
効果的であり、Ｐ2 Ｏ5添加の場合も効果がある。
【図１】本発明における割れ停止部の形成状態の概要を
模式的に示す説明図。
模式的に示す説明図。
【図２】割れ停止部の有無による割れの伝播状況の違い
を示す説明図。
を示す説明図。
【図３】本発明における割れ停止部の形成方法の例を模
式的に示す説明図。
式的に示す説明図。
【図４】ＭＣＶＤ法の内付け工程における堆積ガラス層
の形成状態を示す説明図。
の形成状態を示す説明図。
【図５】バーナ折り返し位置近傍における歪みや割れの
発生状況を説明するための概略模式図。
発生状況を説明するための概略模式図。
１ ガラス管 ２ 原料ガス ３ バーナ ４
ガラス微粒子層 ５ 堆積ガラス層 ６ 内付けガラス管 ７ ダミ
ー管 ８ ダミー管接合部 ９ バーナ折り返し位置 １
０ 境界面 １２ 半ガラス化部 １３ 棒 １４ 有効部
１５ ダミー部 １６ 割れ停止部 １７ 割れ
ガラス微粒子層 ５ 堆積ガラス層 ６ 内付けガラス管 ７ ダミ
ー管 ８ ダミー管接合部 ９ バーナ折り返し位置 １
０ 境界面 １２ 半ガラス化部 １３ 棒 １４ 有効部
１５ ダミー部 １６ 割れ停止部 １７ 割れ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐久間 敬浩
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
(72)発明者 川井 玲
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） 4G021 EA02 EB11
Claims (8)
- 【請求項１】 出発材である内付けガラス管の両端にダ
ミー管を接合したガラス管の内側に該ガラス管の原料供
給側端部から排気側端部に向けてガラス原料含有ガスを
流しつつ、前記ガラス管を外側から加熱する加熱用バー
ナを前記ガラス原料含有ガスの上流側から下流側へトラ
バースさせ、加熱により生成しガラス管内壁に堆積した
ガラス微粒子を上流側から順次ガラス化する操作を繰り
返して、前記ガラス管内にガラス層を形成させる内付け
工程と、内付けしたガラス管を縮径、中実化する中実化
工程を含む内付けＣＶＤ法による光ファイバ用ガラス母
材の製造方法において、前記内付け工程中又は内付け工
程の後に、前記バーナのトラバースの折り返し位置より
上流側のダミー管の部分に、ガラス層の厚みを減少させ
た割れ停止部を形成する工程を設けることを特徴とする
光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項２】 前記割れ停止部を形成する工程を、トラ
バースの折り返し位置の近傍においてガラス層に割れが
発生した後に設けることを特徴とする請求項１に記載の
光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項３】 前記割れ停止部の形成を、ガラス層の厚
みを２００μｍ以下に減少させることによって行うこと
を特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ用ガラ
ス母材の製造方法。 - 【請求項４】 前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形
成位置において前記ガラス管を延伸することによって行
うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項５】 前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形
成位置において前記ガラス管をふくらませることによっ
て行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項６】 前記割れ停止部の形成を、割れ停止部形
成位置において前記ガラス管内面を気相エッチング処理
してガラス層の一部又は全部を除去することによって行
うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項７】 前記ガラス層が、ＧｅＯ2 及び／又はＢ
2 Ｏ3 を１０モル％以上添加したＳｉＯ2 ガラスからな
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 【請求項８】 前記割れ停止部形成位置が、トラバース
の折り返し位置より５０〜１００ｍｍ上流側にあること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光フ
ァイバ用ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389948A JP4062918B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001389948A JP4062918B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192372A true JP2003192372A (ja) | 2003-07-09 |
| JP4062918B2 JP4062918B2 (ja) | 2008-03-19 |
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ID=27598015
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|---|---|
| JP (1) | JP4062918B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005014498A1 (ja) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法、および、光ファイバ |
| CN108646451A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-12 | 上海中航光电子有限公司 | 显示面板和显示装置 |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389948A patent/JP4062918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005014498A1 (ja) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 光ファイバ母材の製造方法、光ファイバの製造方法、および、光ファイバ |
| US7376316B2 (en) | 2003-08-11 | 2008-05-20 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Manufacturing method of optical fiber preform, manufacturing method of optical fiber, and optical fiber |
| CN108646451A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-12 | 上海中航光电子有限公司 | 显示面板和显示装置 |
| CN108646451B (zh) * | 2018-04-28 | 2021-07-30 | 上海中航光电子有限公司 | 显示面板和显示装置 |
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