JP2004331433A - ガラスプリフォームの製造方法 - Google Patents
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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]
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Abstract
【課題】簡便かつ廉価にダストの付着、混入を防止した、ガラスプリフォームの製造方法を提供する。
【解決手段】焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
【選択図】 図１
【解決手段】焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結前のガラス微粒子堆積体（多孔質ガラス母材）の静電気を除去してダストの付着を防止したガラスプリフォームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスプリフォームを製造する際の、脱水焼結前のガラス微粒子堆積体（以下、スス体という）は、透明ガラス化するときにダストが付着していないようにする必要がある。ダストが付着したまま透明ガラス化すると、焼結時にそれが起点となって気泡が発生する。また、それが光ファイバ用である場合には、線引時の気泡発生の原因にもなる。
このような問題を防止するため、ガラスプリフォームの製造工程では、エリアのクリーン化によりダスト量を削減することが行われている。しかし、エリアのクリーン化にかかるコストは決して廉価とはいえず、また、大型のガラスプリフォームを作製しようとするとクリーン化エリアが拡大し、さらに多大なコストを要することになる。
【０００３】
ダスト付着の防止技術としては、線引工程直前までプリフォームをイオン化されたガス中に保持し、プリフォームの静電気を除去してダストの付着を防止する方法（特許文献１参照）や、延伸時に加熱火炎に先立ってイオン化ガスをプリフォームに吹きつけ不純物が表面に引き寄せられないようにする方法（特許文献２参照）が提案されている。しかし、これらはいずれも緻密化された後のプリフォームにダストが付着しないようにする技術である。
緻密化する前のスス体表面に付着したダストは、そのままにしておくと透明ガラス化工程で、その収縮によって内部に取り込まれてしまう。したがって、このようなダストは線引前処理（火研等）では取り除くことはできない。また、スス体はプリフォームと異なり表面が平滑でなく、付着したダストを除去しにくいため、付着したダストを除去することよりも、表面にダストを付着させないようにすることが重要となる。
スス体についてのダスト除去技術としては、スス付け前に反応容器内の静電気やダストを除去してスス体を製造する方法（特許文献３参照）、コア部材上にススを堆積させる際にバーナーの手前で不活性ガスもしくはクリーンエアをコア部材に吹き付けてコア部材上のダストを除去する方法（特許文献４参照）が提案されているが、いずれも焼結までの間に、ガラス微粒子の堆積が終了したスス体の表面にダストが付着することを防止するものではない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２７３５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−７２４３０号公報
【特許文献３】
特許３１４８１９４号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０９３２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解消し、簡便かつ廉価にダストの付着、混入を防止した、ガラスプリフォームの製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、下記の構成を採用することにより前記の課題の解決を可能にした。
（１）焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
（２）焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気電圧を−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶとすることを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
（３）焼結工程の直前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする（１）又は（２）記載のガラスプリフォームの製造方法。
（４）ガラス微粒子の堆積終了後３時間以内にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（５）ガラス微粒子堆積体の保管容器内で静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（６）焼結炉投入前にガラス微粒子堆積体を静電気除去手段に通すことにより静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（７）焼結炉内にある静電気除去手段により静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ガラスは基本的に静電気を帯びやすい。帯電したガラスは大気中のダストを呼び寄せ付着させるので、その静電気を除去してやれば、ダストの付着を大幅に低減できる。
本発明における静電気の除去工程は、ガラス微粒子の堆積（スス付け）終了後、焼結前であればいつでもよいが、スス付け終了後、３時間以内に行うのが好ましく、１時間以内に行うのがさらに好ましい。スス付けが終了したばかりのスス体は高温であり、冷めるまではサーモフォレシス効果によってダストが付着しにくい状態であるので、この間に静電気を除去してしまうと効果的にダストの付着が防止できるためである。
また、静電気除去工程を焼結の直前に行うことも好ましい。焼結の直前に静電気を除去することにより、焼結炉内での異物、例えば炉心管等から発生するものの付着を防止することができる。
静電気を除去しても、その後スス体を置いておくとダストが付くことがあるので、上記のようなスス付け終了後の一定時間内と、焼結の直前の両方で静電気除去を行うのがもっとも好ましい。
【０００８】
本発明において用いることのできる静電気除去手段としては、例えばイオン化クリーンエアの導入、イオナイザのような静電除去機の設置などがある。静電除去手段は、スス体の保管容器に組み込んだり、焼結炉投入前にスス体が通過する位置に設置したりすることができる。また、焼結炉内のヒータよりも入り口側に設置してもよい。また、焼結炉内に投入するガスをイオン化してもよい。なお、静電気は接触する相手により帯電する方向が異なるため、静電除去機は静電気センサ内蔵型のものを使用するのが好ましい。
【０００９】
イオン化クリーンエアを導入する場合には、風速が強いほど静電除去効果も大きくなるが、強すぎると堆積したススを飛散させてしまう危険性がある。よって風速は、０．１〜２．０ｍ／分が好ましく、０．５〜１．５ｍ／分がさらに好ましい。
静電除去の度合いとしては、表面電位が−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶとなるのが好ましく−０．１ｋＶ〜＋０．１ｋＶとなるのがさらに好ましい。
【００１０】
本発明によれば、上記のようにスス体の静電気除去を行うことにより、ガラスプリフォームの製造において従来行われているエリアのクリーン化が不要となり、ガラスプリフォーム製造のコストを低減できる。
なお本発明の方法は、ガラス微粒子を堆積させたのち、焼結・脱水してガラスプリフォームを製造するものであればいかなる方法にも適用することができ、ガラス微粒子堆積方法はＶＡＤ、ＯＶＤなど、通常行われている方法のいずれでもよい。
【００１１】
【実施例】
次に本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例中に記述した材料、組成、及び作成方法に何等限定されるものではない。
【００１２】
（実施例１）
外径１５０ｍｍφ×長さ２０００ｍｍのスス体を６本保管できる保管容器の上部から、イオン化クリーンエアを１．２ｍ／分の流速で送り込んだ。そこに、スス付け終了後３時間以内のスス体を投入し、保管容器内に１時間保持した。保管容器に入れる直前には最大静電気電圧が約＋３ｋＶあったものが、保管容器に入れた後には−０．１ｋＶ〜＋０．１ｋＶの範囲内まで除電された。
上記の除電されたスス体をすぐに焼結したところ、ほとんど気泡等のない透明なプリフォームが得られた。
【００１３】
（実施例２）
図１に示すように、焼結炉３の上部開口部の上に囲いを設け、静電除去手段２を設置し、スス体１は静電除去手段２を設けた領域を通過したのち、焼結炉３に投入するようにした。スス体１の大きさは実施例１と同様であり、静電除去手段にはセンサ内蔵型のキーエンス社製センシング・イオナイザを用いた。
静電除去手段２を設けた領域を通過する前は＋１〜３ｋＶ帯電していたスス体１が、通過後は−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶの範囲内まで除電されていた。焼結後のプリフォームに気泡等はほとんど観察されなかった。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス微粒子堆積体の状態で簡便かつ廉価にダストの付着を防止し、以降の工程を行うため、プリフォームの内部にダストが取り込まれることがなく、気泡のない高品質のプリフォームを製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２における静電除去の実施態様を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ スス体
２ 静電除去手段
３ 焼結炉
【発明の属する技術分野】
本発明は、焼結前のガラス微粒子堆積体（多孔質ガラス母材）の静電気を除去してダストの付着を防止したガラスプリフォームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラスプリフォームを製造する際の、脱水焼結前のガラス微粒子堆積体（以下、スス体という）は、透明ガラス化するときにダストが付着していないようにする必要がある。ダストが付着したまま透明ガラス化すると、焼結時にそれが起点となって気泡が発生する。また、それが光ファイバ用である場合には、線引時の気泡発生の原因にもなる。
このような問題を防止するため、ガラスプリフォームの製造工程では、エリアのクリーン化によりダスト量を削減することが行われている。しかし、エリアのクリーン化にかかるコストは決して廉価とはいえず、また、大型のガラスプリフォームを作製しようとするとクリーン化エリアが拡大し、さらに多大なコストを要することになる。
【０００３】
ダスト付着の防止技術としては、線引工程直前までプリフォームをイオン化されたガス中に保持し、プリフォームの静電気を除去してダストの付着を防止する方法（特許文献１参照）や、延伸時に加熱火炎に先立ってイオン化ガスをプリフォームに吹きつけ不純物が表面に引き寄せられないようにする方法（特許文献２参照）が提案されている。しかし、これらはいずれも緻密化された後のプリフォームにダストが付着しないようにする技術である。
緻密化する前のスス体表面に付着したダストは、そのままにしておくと透明ガラス化工程で、その収縮によって内部に取り込まれてしまう。したがって、このようなダストは線引前処理（火研等）では取り除くことはできない。また、スス体はプリフォームと異なり表面が平滑でなく、付着したダストを除去しにくいため、付着したダストを除去することよりも、表面にダストを付着させないようにすることが重要となる。
スス体についてのダスト除去技術としては、スス付け前に反応容器内の静電気やダストを除去してスス体を製造する方法（特許文献３参照）、コア部材上にススを堆積させる際にバーナーの手前で不活性ガスもしくはクリーンエアをコア部材に吹き付けてコア部材上のダストを除去する方法（特許文献４参照）が提案されているが、いずれも焼結までの間に、ガラス微粒子の堆積が終了したスス体の表面にダストが付着することを防止するものではない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３２７３５９号公報
【特許文献２】
特開２００１−７２４３０号公報
【特許文献３】
特許３１４８１９４号公報
【特許文献４】
特開２０００−１０９３２９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解消し、簡便かつ廉価にダストの付着、混入を防止した、ガラスプリフォームの製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、下記の構成を採用することにより前記の課題の解決を可能にした。
（１）焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
（２）焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気電圧を−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶとすることを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
（３）焼結工程の直前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする（１）又は（２）記載のガラスプリフォームの製造方法。
（４）ガラス微粒子の堆積終了後３時間以内にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（５）ガラス微粒子堆積体の保管容器内で静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（６）焼結炉投入前にガラス微粒子堆積体を静電気除去手段に通すことにより静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
（７）焼結炉内にある静電気除去手段により静電気を除去することを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ガラスは基本的に静電気を帯びやすい。帯電したガラスは大気中のダストを呼び寄せ付着させるので、その静電気を除去してやれば、ダストの付着を大幅に低減できる。
本発明における静電気の除去工程は、ガラス微粒子の堆積（スス付け）終了後、焼結前であればいつでもよいが、スス付け終了後、３時間以内に行うのが好ましく、１時間以内に行うのがさらに好ましい。スス付けが終了したばかりのスス体は高温であり、冷めるまではサーモフォレシス効果によってダストが付着しにくい状態であるので、この間に静電気を除去してしまうと効果的にダストの付着が防止できるためである。
また、静電気除去工程を焼結の直前に行うことも好ましい。焼結の直前に静電気を除去することにより、焼結炉内での異物、例えば炉心管等から発生するものの付着を防止することができる。
静電気を除去しても、その後スス体を置いておくとダストが付くことがあるので、上記のようなスス付け終了後の一定時間内と、焼結の直前の両方で静電気除去を行うのがもっとも好ましい。
【０００８】
本発明において用いることのできる静電気除去手段としては、例えばイオン化クリーンエアの導入、イオナイザのような静電除去機の設置などがある。静電除去手段は、スス体の保管容器に組み込んだり、焼結炉投入前にスス体が通過する位置に設置したりすることができる。また、焼結炉内のヒータよりも入り口側に設置してもよい。また、焼結炉内に投入するガスをイオン化してもよい。なお、静電気は接触する相手により帯電する方向が異なるため、静電除去機は静電気センサ内蔵型のものを使用するのが好ましい。
【０００９】
イオン化クリーンエアを導入する場合には、風速が強いほど静電除去効果も大きくなるが、強すぎると堆積したススを飛散させてしまう危険性がある。よって風速は、０．１〜２．０ｍ／分が好ましく、０．５〜１．５ｍ／分がさらに好ましい。
静電除去の度合いとしては、表面電位が−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶとなるのが好ましく−０．１ｋＶ〜＋０．１ｋＶとなるのがさらに好ましい。
【００１０】
本発明によれば、上記のようにスス体の静電気除去を行うことにより、ガラスプリフォームの製造において従来行われているエリアのクリーン化が不要となり、ガラスプリフォーム製造のコストを低減できる。
なお本発明の方法は、ガラス微粒子を堆積させたのち、焼結・脱水してガラスプリフォームを製造するものであればいかなる方法にも適用することができ、ガラス微粒子堆積方法はＶＡＤ、ＯＶＤなど、通常行われている方法のいずれでもよい。
【００１１】
【実施例】
次に本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明する。なお、本発明は下記実施例中に記述した材料、組成、及び作成方法に何等限定されるものではない。
【００１２】
（実施例１）
外径１５０ｍｍφ×長さ２０００ｍｍのスス体を６本保管できる保管容器の上部から、イオン化クリーンエアを１．２ｍ／分の流速で送り込んだ。そこに、スス付け終了後３時間以内のスス体を投入し、保管容器内に１時間保持した。保管容器に入れる直前には最大静電気電圧が約＋３ｋＶあったものが、保管容器に入れた後には−０．１ｋＶ〜＋０．１ｋＶの範囲内まで除電された。
上記の除電されたスス体をすぐに焼結したところ、ほとんど気泡等のない透明なプリフォームが得られた。
【００１３】
（実施例２）
図１に示すように、焼結炉３の上部開口部の上に囲いを設け、静電除去手段２を設置し、スス体１は静電除去手段２を設けた領域を通過したのち、焼結炉３に投入するようにした。スス体１の大きさは実施例１と同様であり、静電除去手段にはセンサ内蔵型のキーエンス社製センシング・イオナイザを用いた。
静電除去手段２を設けた領域を通過する前は＋１〜３ｋＶ帯電していたスス体１が、通過後は−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶの範囲内まで除電されていた。焼結後のプリフォームに気泡等はほとんど観察されなかった。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ガラス微粒子堆積体の状態で簡便かつ廉価にダストの付着を防止し、以降の工程を行うため、プリフォームの内部にダストが取り込まれることがなく、気泡のない高品質のプリフォームを製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２における静電除去の実施態様を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ スス体
２ 静電除去手段
３ 焼結炉
Claims (7)
- 焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
- 焼結前にガラス微粒子堆積体の静電気電圧を−０．２ｋＶ〜＋０．２ｋＶとすることを特徴とするガラスプリフォームの製造方法。
- 焼結工程の直前にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする請求項１又は２記載のガラスプリフォームの製造方法。
- ガラス微粒子の堆積終了後３時間以内にガラス微粒子堆積体の静電気を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
- ガラス微粒子堆積体の保管容器内で静電気を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
- 焼結炉投入前にガラス微粒子堆積体を静電気除去手段に通すことにより静電気を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
- 焼結炉内にある静電気除去手段により静電気を除去することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラスプリフォームの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003126938A JP2004331433A (ja) | 2003-05-02 | 2003-05-02 | ガラスプリフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003126938A JP2004331433A (ja) | 2003-05-02 | 2003-05-02 | ガラスプリフォームの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004331433A true JP2004331433A (ja) | 2004-11-25 |
Family
ID=33503675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003126938A Pending JP2004331433A (ja) | 2003-05-02 | 2003-05-02 | ガラスプリフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004331433A (ja) |
-
2003
- 2003-05-02 JP JP2003126938A patent/JP2004331433A/ja active Pending
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