JP2005162541A - Method of manufacturing glass preform - Google Patents

Method of manufacturing glass preform Download PDF

Info

Publication number
JP2005162541A
JP2005162541A JP2003404770A JP2003404770A JP2005162541A JP 2005162541 A JP2005162541 A JP 2005162541A JP 2003404770 A JP2003404770 A JP 2003404770A JP 2003404770 A JP2003404770 A JP 2003404770A JP 2005162541 A JP2005162541 A JP 2005162541A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
fine particle
rod
base material
burner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003404770A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motonori Nakamura
元宣 中村
Toshihiro Oishi
敏弘 大石
Yuichi Oga
裕一 大賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2003404770A priority Critical patent/JP2005162541A/en
Publication of JP2005162541A publication Critical patent/JP2005162541A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • C03B37/0142Reactant deposition burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/60Relationship between burner and deposit, e.g. position
    • C03B2207/66Relative motion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/70Control measures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a glass preform by which a glass particle deposited body uniformly and efficiently formed in the longitudinal direction through overall length, and a fluctuation in outside diameter of the transparent glass preform after being sintered is made small. <P>SOLUTION: In the method of manufacturing the glass preform which has a process for obtaining the glass particle deposited body by arranging a plurality of glass particle synthetic burners at a fixed interval to face a rotating rod along the longitudinal direction of the rod and moving the burners back and forth relatively to a part of the rod to successively deposit glass particles synthesized in the burner on the rod and a process for sintering the glass particle deposited body, the back and forth movement is stopped at the reverse position of the relative back and forth movement of the rod and the burner during a significant fixed time. As a result, the deposited quantity of the glass particles is increased to simply obtain the glass preform having a stable outside diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は外径の均一なガラス母材を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a glass base material having a uniform outer diameter.

回転する出発材ロッドと該ロッドに対向して設けたガラス微粒子合成バーナ(以下、バーナとも称する)を該ロッドの長手方向に沿って相対運動させながら、前記バーナに原料ガス(ガラス原料ガス及び添加物ガス)、燃焼性ガス、支燃性ガス、不活性ガス等のガスを導入し、バーナの火炎中に生成するガラス微粒子を前記ロッドをターゲットとして堆積させ、該ロッド上に多孔質のガラス微粒子堆積体を形成し、その後前記ガラス微粒子堆積体を焼結してガラス体とするガラス母材の製造方法がOVD法、VAD法として知られている。
大型ガラス母材をOVD法により高速で製造する方法として、回転する出発材ロッドに対向して、目的とするガラス微粒子堆積体の長手方向(軸方向)に複数のバーナを配置し、該バーナとロッドを、バーナ間隔程度の距離について相対的に往復運動させ、ロッド上にガラス微粒子堆積体を径方向に成長させる方法があるが、このように多数のバーナを、それぞれ母材全体の一部分だけに沿って相対的往復運動させた場合、ガラス微粒子の堆積が母材全長にわたり不均一となる。これは、多数のバーナのすべてが厳密に同じ組成及び量のガラス微粒子をターゲットに対し与えるということができないためである。
A raw material gas (a glass raw material gas and an additive) is added to the burner while relatively rotating a rotating starting material rod and a glass fine particle synthesis burner (hereinafter also referred to as a burner) provided facing the rod along the longitudinal direction of the rod. Gas), flammable gas, combustion-supporting gas, inert gas, and the like, and the glass fine particles generated in the flame of the burner are deposited using the rod as a target, and the porous glass fine particles are formed on the rod. A manufacturing method of a glass base material which forms a deposit and then sinters the glass fine particle deposit to form a glass body is known as an OVD method or a VAD method.
As a method for producing a large glass base material at a high speed by the OVD method, a plurality of burners are arranged in the longitudinal direction (axial direction) of a target glass particulate deposit so as to face a rotating starting material rod, There is a method in which the rod is relatively reciprocated about a distance of about the burner interval, and a glass particle deposit is grown on the rod in the radial direction. In this way, a large number of burners are respectively applied to only a part of the entire base material. In the case of relative reciprocating motion, the deposition of glass particles becomes non-uniform over the entire length of the base material. This is because not all of the many burners can provide the target with exactly the same composition and amount of glass particles.

これに対し、目的とするガラス微粒子堆積体の全長より長い通路に沿って複数のバーナを一方向にのみ移動させつつ堆積させ母材全長にわたり均質化する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、複数バーナを相対的往復運動させるときに、反転位置で母材表面が過熱され、母材に局部的な軸方向密度変動が生じ、母材焼結後のガラス体に不均質性が残留する問題の解消を目的として、反転位置近傍での母材表面温度、とロッドの周速度(回転速度)及びバーナ列の平均並進速度を一定範囲内に保ち、及び/又は反転位置近傍で火炎温度を低下させる、及び/又はバーナと堆積面の距離を調整する等の方法の組合せが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、前記相対的往復運動において一方向に移動し往復運動の折り返し位置に到達するまでの間、または前記往復運動の一往復の間に、移動の停止及び再スタートを1回以上繰り返す方法(例えば、特許文献3参照)や、バーナ間隔より短い距離を相対的往復運動させつつ多孔質ガラス母材(ガラス微粒子堆積体)を得る方法(例えば、特許文献4参照)等も提案されている。
On the other hand, a method has been proposed in which a plurality of burners are deposited while moving in only one direction along a path longer than the total length of the target glass particulate deposit, and homogenized over the entire length of the base material (for example, Patent Documents). 1).
In addition, when reciprocating multiple burners, the base metal surface is overheated at the reversal position, causing local axial density fluctuations in the base metal, and inhomogeneity remains in the glass body after sintering the base material. In order to solve this problem, keep the base material surface temperature near the reversal position, the rod peripheral speed (rotational speed) and the average translation speed of the burner row within a certain range, and / or the flame temperature near the reversal position. A combination of methods has been proposed, such as reducing the temperature and / or adjusting the distance between the burner and the deposition surface (see, for example, Patent Document 2).
Further, a method in which the movement is stopped and restarted one or more times during the relative reciprocating motion until it moves in one direction and reaches the return position of the reciprocating motion, or during one reciprocating motion of the reciprocating motion (for example, Patent Document 3) and a method for obtaining a porous glass base material (glass fine particle deposit) while relatively reciprocating a distance shorter than the burner interval (for example, see Patent Document 4) have been proposed.

特開昭62−202835号公報JP-A-62-202835 特表2001−504426号公報JP-T-2001-504426 特開2002−226215号公報JP 2002-226215 A 特開2003−48722号公報JP 2003-48722 A

特許文献1記載の複数バーナを一方向に移動させる方法は装置構成が複雑で設備コストがかさむ。また複数バーナを相対的往復運動させる方法は、相対的往復運動の反転位置での局所的温度上昇に対し、特許文献2に提案されるように反転位置近傍で条件を調整しても、得られたガラス微粒子堆積体(多孔質母材)を焼結したガラス体において外径サイズが不均一になるという問題がある。また、特許文献3及び4の方法も、更なる改良が望まれていた。
本発明はこのような現状に鑑み、全長にわたりガラス微粒子が均一、均質に堆積されたガラス微粒子堆積体が効率良く得られ、しかも焼結後には外径変動の小さいガラス母材を製造できる方法を課題とする。
The method of moving a plurality of burners described in Patent Document 1 in one direction has a complicated apparatus configuration and increases the equipment cost. In addition, the method of reciprocally moving a plurality of burners can be obtained by adjusting the condition in the vicinity of the reversal position as proposed in Patent Document 2 with respect to the local temperature rise at the reversal position of the relative reciprocation. In addition, there is a problem that the outer diameter size of the glass body obtained by sintering the glass fine particle deposit (porous base material) becomes non-uniform. Further, the methods of Patent Documents 3 and 4 have been desired to be further improved.
In view of such a current situation, the present invention provides a method capable of efficiently obtaining a glass fine particle deposit in which glass fine particles are uniformly and uniformly deposited over the entire length, and which can produce a glass base material with small outer diameter fluctuation after sintering. Let it be an issue.

上記課題を解決するために、本発明は次の(1) 〜(9) を提供する。
(1) 回転するロッドに対向し且つロッドの長手方向に沿うように複数のガラス微粒子合成バナを均等間隔に配置し、前記ガラス微粒子合成バーナを前記ロッドの一部に対して相対的に往復運動させつつ前記ガラス微粒子合成バーナで合成されるガラス微粒子を順次堆積させガラス微粒子堆積体を得る工程、前記ガラス微粒子堆積体を焼結する工程を有するガラス母材の製造方法において、前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナの相対的往復運動の反転位置で前記往復運動を一定時間停止することを特徴とするガラス母材の製造方法。
(2) 前記ガラス微粒子堆積体を得る工程において、前記ガラス微粒子堆積体の成長に伴い前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナとの相対的移動距離を変化させることを特徴とする前記(1) に記載のガラス母材の製造方法。
(3)前記ガラス微粒子堆積体を得る工程において、前記反転位置での前記相対的往復運動停止時間長さを変化させることを特徴とする前記(1) 又は(2) に記載のガラス母材の製造方法。
(4) 前記反転位置で前記往復運動を一定時間停止するための加減速以外に、前記ロッド前記ガラス微粒子合成バーナの前記相対的往復運動速度を少なくとも1回変更することを特徴とする前記(1) 〜(3) のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
(5) 前記相対的往復運動速度の変更が、少なくとも1回前記相対的往復運動速度を0にすることであることを特徴とする前記(4) に記載のガラス母材の製造方法。
(6) 前記相対的往復運動速度を変更する際に堆積条件を変更することを特徴とする前記(4) 又は(5) に記載のガラス母材の製造方法。
(7) 前記相対的往復運動の反転位置以外の少なくとも1カ所で前記ガラス微粒子合成バーナのガス流量条件を変更することを特徴とする前記(1) 〜(7) のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
(8) 前記ガス流量条件を変更する位置が略一定間隔になるように順次変更することを特徴とする前記(7) に記載のガラス母材の製造方法。
(9) 前記ガラス微粒子を堆積中のガラス微粒子堆積体の表面温度及び/又は外径を測定し、その測定値に基づいて前記ガラス微粒子合成バーナのガス流量条件及び/又は前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナの相対的往復運動速度を調整することを特徴とする前記(1) 〜(8) のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following (1) to (9).
(1) A plurality of glass fine particle synthesis burners are arranged at equal intervals so as to face the rotating rod and along the longitudinal direction of the rod, and the glass fine particle synthesis burner is reciprocated relative to a part of the rod. In the method for producing a glass base material, the method includes a step of sequentially depositing glass fine particles synthesized by the glass fine particle synthesis burner to obtain a glass fine particle deposit, and a step of sintering the glass fine particle deposit. A method for producing a glass base material, wherein the reciprocating motion is stopped for a predetermined time at a reversal position of the relative reciprocating motion of the fine particle synthesis burner.
(2) In the step of obtaining the glass fine particle deposit, the relative movement distance between the rod and the glass fine particle synthesis burner is changed with the growth of the glass fine particle deposit. Manufacturing method of glass base material.
(3) In the step of obtaining the glass particulate deposit, the relative reciprocation stop time length at the inversion position is changed, wherein the glass base material according to (1) or (2) Production method.
(4) In addition to acceleration / deceleration for stopping the reciprocating motion for a certain period of time at the reversal position, the relative reciprocating motion speed of the glass fine particle synthesis burner is changed at least once (1) The manufacturing method of the glass base material in any one of-(3).
(5) The method for producing a glass base material according to (4), wherein the change of the relative reciprocating speed is to make the relative reciprocating speed 0 at least once.
(6) The method for producing a glass base material according to (4) or (5), wherein the deposition condition is changed when the relative reciprocating speed is changed.
(7) The glass mother according to any one of (1) to (7), wherein the gas flow rate condition of the glass fine particle synthesis burner is changed at least at one place other than the reversal position of the relative reciprocating motion. A method of manufacturing the material.
(8) The method for producing a glass base material as described in (7) above, wherein the gas flow rate conditions are sequentially changed so that the positions at which the gas flow rate conditions are changed are substantially constant.
(9) The surface temperature and / or outer diameter of the glass particulate deposit during deposition of the glass particulates is measured, and based on the measured value, the gas flow rate condition of the glass particulate synthesis burner and / or the rod and the glass particulates The method for producing a glass base material according to any one of (1) to (8), wherein the relative reciprocating speed of the synthetic burner is adjusted.

本発明により製造されるガラス微粒子焼結体は出発材のロッドの長手方向に実質的に均質にかつ効率良くガラス微粒子が付着するので、後工程でガラス化したガラス母材はその外径が均一となる。したがって、外径精度の良いガラス母材を得られる。該母材をガラスファイバ製造における中間体として用いれば、高精度、高品質のガラスファイバを生産性良く得ることができる。   Since the glass fine particle sintered body produced by the present invention adheres the glass fine particles substantially uniformly and efficiently in the longitudinal direction of the rod of the starting material, the glass base material vitrified in the subsequent process has a uniform outer diameter. It becomes. Therefore, a glass base material with good outer diameter accuracy can be obtained. If the base material is used as an intermediate in the production of glass fibers, high-precision and high-quality glass fibers can be obtained with high productivity.

前記のようにガラス微粒子を堆積させガラス微粒子堆積体を得る工程(ガラス微粒子堆積工程とも称す)においてロッドと該ロッドに対向させかつロッド長軸方向に沿って配置した複数バーナを相対的往復運動(以下、往復運動とも称す)させた場合、往復運動方向の反転位置(以下、反転位置とも称す)での堆積面の局所的温度上昇に対し、反転位置近傍で火炎温度を低下させたり、ロッド回転速度を上昇させたり、バーナと堆積面の距離を変える等の手段を採用して多孔質母材の外径を均一化しても、焼結後のガラス体が不均質であった理由について、本発明者らは次のように考察し、本発明に到達した。
すなわち、ガラス微粒子の堆積はサーモホレシス効果が大きく作用しているので、火炎温度を低下させたり、ロッド回転速度を上昇させたり、バーナと堆積面との距離を大きくしたりすると、サーモホレシス効果抑制によりガラスの実付着量が減少してしまう。
また、ガラスの実付着量がその他の部分より減少すると外径成長速度が他の部分より相対的に小さくなる。ガラス微粒子の付着効率は、ターゲットの外径が大きいほど大きくなるので、実付着量の小さい部分ではそれだけ付着効率も低くなる。従って、各場所における実着量が異なるため、多孔質母材を焼結した際に得られるガラス母材の外径は不均一になる。
そこで、本発明ではガラス微粒子堆積工程において、反転位置近傍で往復運動を有意の時間停止させることにより反転位置におけるガラス微粒子の堆積量(以下、堆積量と略記する)を補償し、実付着量を長手方向において均一化し、焼結後のガラス体の外径を一定とするものである〔前記(1) 〜(9) 発明〕。
Relative reciprocating motion of a rod and a plurality of burners arranged in the major axis direction of the rod facing the rod in the step of obtaining glass particulate deposits by depositing glass particulates as described above (also referred to as glass particulate deposition step) ( (Hereinafter referred to as reciprocation), the flame temperature is lowered near the reversal position or the rod rotates against the local temperature rise on the deposition surface at the reversal position in the reciprocation direction (hereinafter also referred to as reversal position). The reason why the sintered glass body was inhomogeneous even if the outer diameter of the porous base material was made uniform by increasing the speed or changing the distance between the burner and the deposition surface, etc. The inventors considered as follows and reached the present invention.
In other words, the deposition of glass particles has a large thermophoresis effect. Therefore, if the flame temperature is decreased, the rod rotation speed is increased, or the distance between the burner and the deposition surface is increased, the thermophoresis effect is suppressed. The actual adhesion amount will decrease.
Further, when the actual adhesion amount of the glass is reduced from the other part, the outer diameter growth rate becomes relatively smaller than the other part. Since the adhesion efficiency of the glass fine particles increases as the outer diameter of the target increases, the adhesion efficiency decreases accordingly in the portion where the actual adhesion amount is small. Therefore, since the actual amount is different in each place, the outer diameter of the glass base material obtained when the porous base material is sintered becomes non-uniform.
Therefore, in the present invention, in the glass particle deposition step, the reciprocating motion is stopped for a significant time in the vicinity of the inversion position to compensate for the amount of glass particulate deposition (hereinafter abbreviated as “deposition amount”) at the inversion position. It is uniform in the longitudinal direction and the outer diameter of the sintered glass body is constant [the inventions (1) to (9) above].

従来法においてもガラス微粒子堆積工程で移動方向を反転する際に、一瞬、速度が0になるが、本発明では反転位置における速度0の時間を有意の停止時間とする。停止時間を一定時間与えることにより、反転位置におけるガラス微粒子の堆積量を制御でき、堆積量を長手方向で安定化することが可能となる。
ここで停止時間の長さ(t)は、往復運動に要する時間(定義:反転位置から隣の反転位置までの間の相対的移動に要する時間)をTとするとき、
「T/100≦t≦T/5」を満足するように設定することが望ましい。
T/100≦tとすることで外径変化を起こすに十分な作用効果が得られ、t≦T/5とすれば反転位置においてガラス微粒子の付着量が多くなりすぎ、外径が大きくなりすぎることがない。
従来法においても反転位置において過大なトルクがかかることを防ぎ、機械を保護する目的で、定常の速度から一定の時間をかけて減速及び加速を行い、その過程において瞬間的に停止することがあるが、本発明における停止時間長さtはその時間よりも長い。
Even in the conventional method, when the moving direction is reversed in the glass fine particle deposition step, the speed is instantaneously zero, but in the present invention, the time of the speed 0 at the reversal position is a significant stop time. By giving the stop time for a certain period of time, it is possible to control the deposition amount of the glass fine particles at the reversal position and to stabilize the deposition amount in the longitudinal direction.
Here, the length of the stop time (t) is the time required for the reciprocating motion (definition: the time required for the relative movement from the reverse position to the next reverse position) as T,
It is desirable to set so as to satisfy “T / 100 ≦ t ≦ T / 5”.
By setting T / 100 ≦ t, a sufficient effect can be obtained to cause a change in the outer diameter. If t ≦ T / 5, the amount of the glass fine particles attached becomes too large at the inversion position, and the outer diameter becomes too large. There is nothing.
Even in the conventional method, in order to prevent excessive torque from being applied at the reversing position and to protect the machine, deceleration and acceleration are performed over a certain period of time from a steady speed, and there may be a momentary stop in the process. However, the stop time length t in the present invention is longer than that time.

図1は本発明のガラス微粒子堆積工程の一実施形態を示す概略説明図であり、図2(a) 及び(b) は本発明における相対的往復運動の実施の形態を説明するための図表である。図1において複数本のガラス微粒子合成バーナ1は反応容器2に固定されており、反応容器2内のロッド3に対向し且つロッド長手方向に沿って等間隔に配置されている。また、ロッド3が回転自在、且つバーナ1に対し相対的往復運動可能に設置されている(ロッド移動式)。温度測定器、外径測定装置については図示を省略した。   FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of the glass fine particle deposition step of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining an embodiment of relative reciprocating motion in the present invention. is there. In FIG. 1, a plurality of glass fine particle synthesis burners 1 are fixed to a reaction vessel 2 and are opposed to the rod 3 in the reaction vessel 2 and arranged at equal intervals along the longitudinal direction of the rod. Further, the rod 3 is installed so as to be rotatable and relatively reciprocal with respect to the burner 1 (rod moving type). The illustration of the temperature measuring device and the outer diameter measuring device is omitted.

反応容器2内に出発材のロッド3を取付け、ガラス微粒子合成バーナ1に原料(ガラス原料及び添加物原料)ガス、燃焼性ガス及び助燃性ガス、要すれば不活性ガス等のガスを導入して生成させたガラス微粒子4を、回転しつつバーナと長手方向に相対的に移動するロッド3に堆積させることにより、ガラス微粒子堆積体5をロッド3の径方向に成長させてゆく。このとき図2(a) に示すようにロッド3と各バーナ1の間の相対的往復運動の反転位置(複数個あり)6A ,6B …6N において、有意の時間tの間、往復運動を停止する。隣接する反転位置、例えば6A ,6B の間を相対的に一方向に移動するために要する時間をTとするとき、好ましくは「T/100≦t≦T/5」の式を満足するように、反転位置6A ,6B …6N において時間tの間運動を停止する。すなわち相対的往復運動の移動速度(以下、単に速度と略記する場合もある)Vを定常状態ではV1 (≠0)とするとき反転位置での移動速度V2 を0とする。
なお、図示は省略したが、本発明はガラス微粒子堆積工程において、回転するロッドに対してバーナを往復運動させるバーナ移動方式としても良い。
The starting material rod 3 is mounted in the reaction vessel 2, and raw material (glass raw material and additive raw material) gas, combustible gas and auxiliary gas, and if necessary inert gas are introduced into the glass fine particle synthesis burner 1. The glass fine particles 4 generated in this manner are deposited on the rod 3 that moves relative to the burner in the longitudinal direction while rotating, whereby the glass fine particle deposits 5 are grown in the radial direction of the rod 3. At this time, as shown in FIG. 2 (a), the reciprocation of the relative reciprocation between the rod 3 and each burner 1 (multiple) 6 A , 6 B ... 6 N reciprocates for a significant time t. Stop exercise. When the time required to move in one direction relatively between adjacent reversal positions, for example, 6 A and 6 B is T, preferably the expression “T / 100 ≦ t ≦ T / 5” is satisfied. Thus, the movement is stopped for the time t at the inversion positions 6 A , 6 B ... 6 N. That is, when the relative reciprocating movement speed (hereinafter sometimes simply referred to as speed) V is V 1 (≠ 0) in a steady state, the moving speed V 2 at the reverse position is set to zero.
Although not shown, the present invention may be a burner moving method in which the burner is reciprocated with respect to the rotating rod in the glass fine particle deposition step.

本発明に用いる出発材のロッドの材質としては、石英に限定されるところはなく、カーボン(C)、アルミナさらには石英ロッドにカーボン、SiC、BNなどをコーティングしたもの等を用いても良い。
本発明においてガラス微粒子合成バーナに導入するガスとしては、例えばSiCl4 、GeCl4 、BCl3 、POCl5 等の原料(ガラス原料及び添加物原料)ガス、例えば、H2 やCH4 等の炭化水素化合物等の燃焼性ガス、O2 等の助燃性ガス、さらに要すればHe、Ar、N2 等の不活性ガスを用いることができる。
本発明で用いるガラス微粒子合成バーナとしては特に限定されるところはなく、例えば同心多重管バーナ、マルチノズルバーナ等、各種のものを用いることができる。
The material of the starting rod used in the present invention is not limited to quartz, and carbon (C), alumina, or a quartz rod coated with carbon, SiC, BN or the like may be used.
Examples of the gas introduced into the glass fine particle synthesis burner in the present invention include raw material (glass raw material and additive raw material) gas such as SiCl 4 , GeCl 4 , BCl 3 and POCl 5 , for example, hydrocarbon such as H 2 and CH 4. A combustible gas such as a compound, an auxiliary combustible gas such as O 2 , and an inert gas such as He, Ar, or N 2 can be used if necessary.
The glass fine particle synthesis burner used in the present invention is not particularly limited, and various types such as a concentric multi-tube burner and a multi-nozzle burner can be used.

ガラス微粒子堆積工程が終了した後、出発材のロッド3を除去し、多孔質のガラス微粒子堆積体パイプとしてから焼結しても良いし、またロッド3外周に多孔質のガラス微粒子堆積体5が形成された状態のまま焼結を行い、その後ロッド3を除去してパイプ状のガラス体を得ても良い。さらには、出発材のロッド3を残したままで焼結し、ロッド3及び合成したガラス体からなるガラスロッドとして使用することもできる。   After the glass fine particle deposition step is completed, the rod 3 as a starting material may be removed and sintered as a porous glass fine particle deposit pipe, or a porous glass fine particle deposit 5 may be formed on the outer periphery of the rod 3. Sintering may be performed in the formed state, and then the rod 3 may be removed to obtain a pipe-shaped glass body. Furthermore, it can be used as a glass rod composed of the rod 3 and the synthesized glass body by sintering while leaving the rod 3 as a starting material.

本発明における焼結工程はガラス微粒子堆積体の全長を同時に加熱する方式(均熱方式)でも良いし、ガラス微粒子堆積体の一部を加熱しつつ、ヒータとガラス微粒子堆積体を相対的に移動させる方式(ゾーン方式)でもよい。焼結時の温度は1300〜1600℃、雰囲気はHe,N2 等の不活性ガス雰囲気が挙げられるが、焼結前又は焼結と同時に脱水処理を行う際には、脱水用ガスとして、例えばCl2 、SiCl4 、SOCl2 などのハロゲン元素含有ガスを用いることができる。脱水又は焼結工程においてガラス中に屈折率調整剤(例えばフッ素等)を添加する際には、例えばCF4 、C2 6 、SF6 、SiF4 等の該当する添加元素を少なくとも含むガスを用いればよい。 The sintering process in the present invention may be a method in which the entire length of the glass particulate deposit is simultaneously heated (soaking method), or the heater and the glass particulate deposit are relatively moved while heating a part of the glass particulate deposit. It is also possible to use a method (zone method). The temperature at the time of sintering is 1300 to 1600 ° C., and the atmosphere is an inert gas atmosphere such as He, N 2. When performing dehydration before or simultaneously with sintering, A halogen element-containing gas such as Cl 2 , SiCl 4 , or SOCl 2 can be used. When a refractive index adjusting agent (for example, fluorine) is added to the glass in the dehydration or sintering process, a gas containing at least a corresponding additive element such as CF 4 , C 2 F 6 , SF 6 , SiF 4 is used. Use it.

本発明のさらなる実施の形態においては、ガラス微粒子堆積工程においてガラス微粒子堆積体の成長に伴い、ロッドと1本のバーナの相対的移動距離(反転位置から一方向に次の反転位置に至る距離)を変化させることが好ましい〔前記(2) 発明〕。ガラス微粒子のターゲット(ロッド又は合成しつつあるガラス微粒子堆積体)への堆積効率はターゲットの外径が太くなる程向上していく。そのため、温度上昇により外径が細くなった部分は堆積効率が相対的に低下するため、焼結後に得られるガラス母材の外径が細くなる。その部分に対してはバーナとロッドの相対的移動距離をバーナ間隔よりも長くなるようずらすことにより、そのガラス堆積量の減少を補償することができる。長くする程度はバーナ間隔の1/2程度以下とするのがよく、バーナ間隔の1/3以下でも効果が得られる。また、このずらす程度、停止する時間はガラス微粒子堆積体の成長に合わせて変化させてもよい。   In a further embodiment of the present invention, the relative movement distance of the rod and one burner (distance from the reversing position to the next reversing position in one direction) as the glass fine particle deposit grows in the glass fine particle deposition step Is preferably changed [said (2) invention]. The deposition efficiency of glass particles on the target (rod or glass particle deposit being synthesized) increases as the outer diameter of the target increases. Therefore, since the deposition efficiency is relatively lowered in the portion where the outer diameter is reduced due to the temperature rise, the outer diameter of the glass base material obtained after sintering is reduced. By shifting the relative movement distance between the burner and the rod so as to be longer than the burner interval, it is possible to compensate for the reduction in the amount of glass deposition. The length is preferably set to about 1/2 or less of the burner interval, and the effect can be obtained even with 1/3 or less of the burner interval. Further, the amount of time to stop and the stop time may be changed in accordance with the growth of the glass fine particle deposit.

本発明のさらなる実施の形態においては、ガラス微粒子堆積工程において、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、反転位置での停止時間tを変化させ、実付着量が一定となるように調整することが望ましい〔前記(3) 発明〕。変化させる場合も、T/100≦t≦T/5とすることが好ましい。   In a further embodiment of the present invention, in the glass fine particle deposition step, it is desirable that the stop time t at the inversion position is changed as the glass fine particle deposit grows so that the actual adhesion amount becomes constant. [(3) Invention]. Also in the case of changing, it is preferable to satisfy T / 100 ≦ t ≦ T / 5.

本発明のさらなる実施の形態においては、ガラス微粒子堆積工程において,上記した反転位置での一定時間停止のために反転位置近傍で相対的往復運動の定常の移動速度を加減速することに加え、反転位置及びその近傍以外の位置(定常部)においても速度を変化させ、定常部における堆積効率を安定化させ、外径均一化を図ることができる。すなわち、図2(b) に示すように定常状態の速度V1 を反転位置近傍で加減速し反転位置では速度V2 (=0)とする以外に、一方向への移動においてロッドとバーナの相対的往復運動の速度を少なくとも1回変更することが好ましい実施の形態として挙げられる〔前記(4) 発明〕。定常部で速度V1 を変更してV3 とする場合、速度V3 を0とすることもでき、これにより定常部(反転位置近傍を除く部分)の外径を均一化できる〔前記(5) 発明〕。 In a further embodiment of the present invention, in the glass fine particle deposition step, in addition to accelerating / decelerating the steady moving speed of the relative reciprocating motion in the vicinity of the reversing position in order to stop for a certain time at the reversing position, the reversing is performed. It is also possible to change the speed at the position other than the position and its vicinity (steady part), stabilize the deposition efficiency in the steady part, and make the outer diameter uniform. That is, as shown in FIG. 2 (b), in addition to accelerating / decelerating the speed V 1 in the steady state near the reversing position and setting the speed V 2 (= 0) at the reversing position, the rod and burner move in one direction. It is preferable to change the speed of the relative reciprocating motion at least once (the above (4) invention). When the speed V 1 is changed to V 3 in the steady portion, the speed V 3 can be set to 0, thereby making the outer diameter of the steady portion (the portion excluding the vicinity of the reverse position) uniform [[(5 ) Invention].

定常部での速度を変化させる理由は次のとおりである。反転位置で外径が変化すると、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、その周辺部も外径は変化することとなるため、それも補償するように速度を調整することで外径均一化が可能である。
速度のみを上げると、実質的な付着量を減少させるとともに堆積面温度を低下させるので(サーモホレシス効果は向上し且つ堆積するガラス微粒子堆積体の嵩密度は低くなり、ガラス微粒子堆積体の外径の成長は付着量が低減した量ほどには変化せず、緩やかな条件調整が可能となる。逆に、速度を下げた場合は、実質的な堆積時間が増加するので堆積量は増加するが、堆積面温度が上昇するため(サーモホレシス効果が低下し且つ堆積するガラス微粒子堆積体の嵩密度は高くなり)、外径の成長は抑制されるので、堆積効率の増加は緩やかになる。
前記のように速度V3 は0としてもよいし、反対に定常の速度V1 よりも速くしてもよい。
The reason for changing the speed in the stationary part is as follows. If the outer diameter changes at the reversal position, the outer diameter also changes at the periphery of the glass particulate deposit as it grows, so it is possible to make the outer diameter uniform by adjusting the speed to compensate for it. It is.
Increasing only the speed reduces the substantial adhesion amount and lowers the deposition surface temperature (the thermophoresis effect is improved and the bulk density of the deposited glass particulate deposit is reduced, and the outer diameter of the glass particulate deposit is reduced. Growth does not change as much as the amount of adhesion is reduced, and gradual adjustment of conditions is possible, but conversely, if the speed is reduced, the amount of deposition increases because the substantial deposition time increases. Since the deposition surface temperature rises (the thermophoresis effect is reduced and the bulk density of the deposited glass fine particle deposit is increased), the growth of the outer diameter is suppressed, so the increase in deposition efficiency is moderated.
As described above, the speed V 3 may be 0, or conversely, may be faster than the steady speed V 1 .

ガラス微粒子堆積体の外径増加による堆積効率向上効果は、例えば、バーナに供給している原料流量及びガス流速、反応容器内の内圧、堆積面温度、ロッドの回転速度等のガラス微粒子を堆積する工程の各種パラメータ条件(堆積条件と称する)によっても変化する。そこで、相対的往復運動の速度調整の際に、堆積条件を変更することが本発明の他の好ましい実施の形態として挙げられ、これにより定常部の外径をより均一化できる〔前記(6) 発明〕。   The effect of improving the deposition efficiency by increasing the outer diameter of the glass particle deposit is, for example, depositing glass particles such as the raw material flow rate and gas flow rate supplied to the burner, the internal pressure in the reaction vessel, the deposition surface temperature, the rod rotation speed, etc. It also varies depending on various process parameter conditions (referred to as deposition conditions). Therefore, another preferred embodiment of the present invention is to change the deposition conditions when adjusting the speed of the relative reciprocating motion, whereby the outer diameter of the stationary part can be made more uniform [(6) invention〕.

反応容器の内圧は大気圧との差圧が大きいほど同じ外径に対する堆積効率が低下し、大気圧との差圧が小さいと堆積できなかったガラス微粒子の排気が非効率的である。本発明においては、通常、反応容器の内圧を大気圧との差圧で10〜100Pa程度の負圧とするのがよい。   As the pressure difference between the internal pressure of the reaction vessel and the atmospheric pressure increases, the deposition efficiency with respect to the same outer diameter decreases, and when the differential pressure with respect to the atmospheric pressure is small, the exhaust of glass particulates that could not be deposited is inefficient. In the present invention, it is usually preferable to set the internal pressure of the reaction vessel to a negative pressure of about 10 to 100 Pa as a differential pressure from the atmospheric pressure.

堆積面温度が高いほど外径の成長が遅れるので堆積効率が上昇しにくい。前述のようにガラス微粒子の堆積がサーモホレシス効果の作用によっているからである。従って、堆積面温度は600〜1100℃とすることが好ましい。   The higher the deposition surface temperature, the slower the growth of the outer diameter, so that the deposition efficiency is less likely to increase. This is because the deposition of glass particles is due to the effect of the thermophoresis effect as described above. Therefore, the deposition surface temperature is preferably 600 to 1100 ° C.

ガラス微粒子合成バーナに導入する原料(例えばSiCl4 等ガラス原料及び例えばGeCl4 等の添加物原料)流量が大きいほど堆積面上のガラス微粒子の広がりが大きくなるため、堆積効率が安定する外径が大きくなる。そこで、バーナに導入する原料流量は少ないほうが外径変動を小さくできる。バーナ一本あたりの原料供給量は、10SLM以下とするとよく、さらに好ましくは8SLM以下とする。 The larger the flow rate of the raw material (for example, glass raw material such as SiCl 4 and additive raw material such as GeCl 4 ) introduced into the glass fine particle synthesis burner, the larger the spread of the glass fine particles on the deposition surface, the outer diameter at which the deposition efficiency is stable. growing. Therefore, the outer diameter fluctuation can be reduced when the raw material flow rate introduced into the burner is small. The raw material supply amount per burner is preferably 10 SLM or less, more preferably 8 SLM or less.

また、原料を供給しているポートのガス流速が速いほどバーナから噴出され火炎中で反応してガラス微粒子を生成する時間が不足する。反応時間5ms以上で十分な反応が起こり、また、50ms以下で原料流の広がりなく堆積でき、堆積効率が向上する。ここで前記ガス流速とは、完全な層流でガスが流れた場合を仮定したときの原料供給ポートから吹き出すガスの流速をいい、反応時間(τ)はその速度で飛行した場合にターゲットに到達するまでの時間とする。従って、5ms≦τ≦50msとすることが望ましい。   In addition, the faster the gas flow rate of the port supplying the raw material, the shorter the time required for generating glass particles by being ejected from the burner and reacting in the flame. When the reaction time is 5 ms or more, a sufficient reaction occurs, and when the reaction time is 50 ms or less, the material flow can be deposited without spreading, improving the deposition efficiency. Here, the gas flow rate means the flow rate of the gas blown out from the raw material supply port when it is assumed that the gas flows in a complete laminar flow, and the reaction time (τ) reaches the target when flying at that speed. It is time to do. Therefore, it is desirable that 5 ms ≦ τ ≦ 50 ms.

本発明のさらなる実施の形態としては、堆積工程において反転位置以外の少なくとも1カ所で、バーナに供給するガス(例えばガラス原料ガス、添加物原料ガス、燃焼性ガス、助燃性ガス及び不活性ガス等)のうち少なくとも1種のガス流量を変更することにより、外径を均一化効果を得る〔前記(7) 発明〕。具体的な実施の形態として、例えば、外径の成長に合わせてH2 流量、O2 流量を変える位置を、相対的往復運動の反転位置以外とすることが挙げられる。
前記ガス流量変更は、反転位置以外での速度変更とは独立に行ってもよく(反転位置での停止と反転位置以外の少なくとも1カ所での流量条件変化)、あるいは反転位置以外で少なくとも1回の速度変更及び少なくとも1回のガス流量変更を行ってもよい。両者の変更は同じ位置で行ってもよいし、異なる位置で行うこともできる。
As a further embodiment of the present invention, gas to be supplied to the burner (for example, glass raw material gas, additive raw material gas, combustible gas, auxiliary combustion gas, inert gas, etc.) at least at one place other than the reversal position in the deposition step. ), The effect of uniformizing the outer diameter is obtained by changing the flow rate of at least one gas (the invention (7) above). As a specific embodiment, for example, the position where the H 2 flow rate and the O 2 flow rate are changed in accordance with the growth of the outer diameter is set to a position other than the reversal position of the relative reciprocal motion.
The gas flow rate change may be performed independently of the speed change at a position other than the reverse position (stop at the reverse position and flow condition change at at least one position other than the reverse position), or at least once other than the reverse position. The speed change and the gas flow rate change may be performed at least once. Both changes may be performed at the same position or at different positions.

このガス流量の変更をする位置は、反転位置以外において、略一定間隔になるように順次変更する(ずらしてゆく)ことができる。このようにガス供給量を変化させる位置を分散させることにより、外径を均一化することができる〔前記(8) 発明〕。   The position where the gas flow rate is changed can be sequentially changed (shifted) so as to have a substantially constant interval other than the reverse position. Thus, by dispersing the positions where the gas supply amount is changed, the outer diameter can be made uniform [(8) invention].

本発明のさらなる実施の形態においては、堆積工程においてガラス微粒子堆積中のガラス微粒子堆積体の表面温度及び/又は外径を測定し、その測定値に基づき、随時、製造条件にフィードバックをかけ制御する方法も効果的である。制御する製造条件としては、例えば、原料(ガラス原料及び添加物原料)ガス、燃焼ガスの流量及び/又は流速、ロッドとバーナの相対的往復運動の速度、ロッド回転速度等を調整して均一な堆積量になるようにする。温度測定には赤外放射温度計、2次元赤外放射温度計を用いて測定すると良く、また、外径測定には外径測定器等の装置を用いても良いし、変位センサ等の半径の成長をモニタし、ロッド外径などのデータと組合わせて外径を求めても良い〔前記(9) 発明〕。   In a further embodiment of the present invention, the surface temperature and / or outer diameter of the glass fine particle deposit during the glass fine particle deposition is measured in the deposition step, and the manufacturing conditions are fed back and controlled as needed based on the measured values. The method is also effective. The production conditions to be controlled include, for example, the raw material (glass raw material and additive raw material) gas, the flow rate and / or flow rate of the combustion gas, the speed of the relative reciprocation of the rod and burner, the rod rotation speed, etc. Make the amount of deposition. The temperature measurement may be performed using an infrared radiation thermometer or a two-dimensional infrared radiation thermometer, and the outer diameter may be measured using a device such as an outer diameter measuring instrument, or a radius such as a displacement sensor. The outer diameter may be obtained by monitoring the growth of the rod and combining it with data such as the rod outer diameter [(9) Invention].

さらに本発明においては、相対的往復運動速度が反転位置近傍において、他の部分の速度に比べて速くなるような区間を有するようにすることが望ましく、これにより反転による温度変化を軽減することができる。   Furthermore, in the present invention, it is desirable to have a section in which the relative reciprocating speed is higher in the vicinity of the reversal position than the speed of other parts, thereby reducing the temperature change due to the reversal. it can.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples.

図1の構成において、全長2500mm、外径40mmの石英製ロッドを出発材のロッド3とし、ガラス微粒子合成バーナ1としては図3に示す断面構造のマルチノズルバーナ10を8本、ロッド3に対向しかつロッド3の長手方向に沿って、200mm間隔でセットする。各バーナの中心ポート11にはSiCl4 :6SLM 及び O2 :9SLM を供給し、その外側のポート12にはN2 :1SLM を、さらに外側のポート13にはH2 を堆積開始時(初期)には60SLM供給し、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、順次流量を増加し、最終的には100SLMまで増量する。また、ポート13の中に配置されたマルチノズル部14にはO2 を30SLM供給し、一番外側のポート15にもO2 を60SLMを供給する。上記の条件で、原料の反応時間(τ)は6msである。 In the configuration of FIG. 1, a quartz rod having a total length of 2500 mm and an outer diameter of 40 mm is used as the starting rod 3, and the glass fine particle synthesis burner 1 is opposed to the rod 3 with eight multi-nozzle burners 10 having the sectional structure shown in FIG. And set at intervals of 200 mm along the longitudinal direction of the rod 3. SiCl 4 : 6 SLM and O 2 : 9 SLM are supplied to the central port 11 of each burner, N 2 : 1 SLM is supplied to the outer port 12 thereof, and H 2 is added to the outer port 13 at the start of deposition (initial). Is supplied with 60 SLM, and the flow rate is sequentially increased with the growth of the glass particle deposit, and finally increased to 100 SLM. Further, the multi-nozzle unit 14 disposed in the port 13 to 30SLM supply O 2, and supplies the 60SLM the O 2 in the outermost port 15. Under the above conditions, the reaction time (τ) of the raw material is 6 ms.

このとき、バーナ移動距離を左右に110mm(一の反転位置から隣接する反転位置までの距離は220mm)、バーナ移動速度を200mm/minとし、反転位置で4秒間停止させた。また、10往復毎に0.2mmずつバーナ移動距離を減少させて、合計200往復させ、ガラス微粒子堆積体を得る。得られるガラス微粒子堆積体の平均外径は280mm、外径変動は±10mm、重量は45kgである。   At this time, the burner moving distance was 110 mm to the left and right (the distance from one reversing position to the adjacent reversing position was 220 mm), the burner moving speed was 200 mm / min, and stopped at the reversing position for 4 seconds. Further, the burner moving distance is decreased by 0.2 mm every 10 reciprocations, and a total of 200 reciprocations are performed to obtain a glass particulate deposit. The obtained glass fine particle deposit has an average outer diameter of 280 mm, an outer diameter variation of ± 10 mm, and a weight of 45 kg.

このガラス微粒子堆積体を、Cl2 とHe(1:50)の混合雰囲気下で全長を1100℃に均一に加熱できる炉(均熱炉)で加熱した後、炉温を1450℃まで昇温し、透明なガラス母材を得る。得られる透明ガラス母材の平均外径は149mm、外径変動は±2.0mmと良好である。 The glass particulate deposit was heated in a furnace (soaking furnace) capable of uniformly heating the entire length to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50), and then the furnace temperature was raised to 1450 ° C. Get a transparent glass base material. The obtained transparent glass base material has an average outer diameter of 149 mm and an outer diameter variation of ± 2.0 mm.

図1の構成において、全長3000mm、外径40mmの石英製ロッドを出発材のロッド3とし、ガラス微粒子合成バーナ1として、図3に示すマルチノズルバーナ10を10本、ロッド3に対向し且つロッド3の長手方向に沿って200mm間隔でセットする。各バーナの中心ポート11にはSiCl4 :6SLM 及び O2 :7SLM を供給し、その外側のポート12にはN2 :1SLM を、さらに外側のポート13にはH2 を堆積開始時(初期)には60SLM供給し、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、順次流量を増加し、最終的には100SLMまで増量する。また、ポート13の中に存在するマルチノズル部14にはO2 を30SLM供給し、一番外側のポート15にもO2 を60SLMを供給する。上記の条件で、原料の反応時間(τ)は13msである。 In the configuration of FIG. 1, a quartz rod having a total length of 3000 mm and an outer diameter of 40 mm is used as a starting rod 3, and as a glass fine particle synthesis burner 10, ten multi-nozzle burners 10 shown in FIG. 3 is set at intervals of 200 mm along the longitudinal direction. SiCl 4 : 6 SLM and O 2 : 7 SLM are supplied to the central port 11 of each burner, N 2 : 1 SLM is supplied to the outer port 12 thereof, and H 2 is added to the outer port 13 at the start of deposition (initial). Is supplied with 60 SLM, and the flow rate is sequentially increased with the growth of the glass particle deposit, and finally increased to 100 SLM. Further, the multi-nozzle unit 14 present in the port 13 to 30SLM supply O 2, and supplies the 60SLM the O 2 in the outermost port 15. Under the above conditions, the raw material reaction time (τ) is 13 ms.

このとき、バーナ移動距離を左右に100mm、バーナ移動速度を200mm/minとし、反転位置において2秒間停止させた後、相対運動の向きを反転させ、合計200往復させ、ガラス微粒子堆積体を得る。得られるガラス微粒子堆積体の平均外径は275mm、外径変動は±8mm、重量は57kgである。   At this time, the burner moving distance is set to 100 mm to the left and right, the burner moving speed is set to 200 mm / min, and after stopping for 2 seconds at the reversing position, the direction of the relative motion is reversed and the reciprocating motion is performed 200 times in total. The obtained glass fine particle deposit has an average outer diameter of 275 mm, an outer diameter variation of ± 8 mm, and a weight of 57 kg.

このガラス微粒子堆積体を、Cl2 とHe(1:50)の混合雰囲気下で全長を1100℃に均一に加熱できる炉で加熱した後、その後雰囲気をSiF4 とHe( 1:10)の混合雰囲気として1300℃に保持し、さらにSiF4 の供給を停止してHe100%雰囲気で炉温を1350℃まで昇温し、透明なガラス母材を得る。得られる透明ガラス母材の平均外径は149mm、外径変動は±1.5mmと良好である。この母材にはフッ素が比屈折率差で0.4%均一に添加される。 The glass fine particle deposit was heated in a furnace capable of uniformly heating the entire length to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50), and then the atmosphere was mixed with SiF 4 and He (1:10). The atmosphere is maintained at 1300 ° C., the supply of SiF 4 is stopped, and the furnace temperature is raised to 1350 ° C. in a He 100% atmosphere to obtain a transparent glass base material. The obtained transparent glass base material has an average outer diameter of 149 mm and an outer diameter variation of ± 1.5 mm. Fluorine is uniformly added to this base material by 0.4% relative refractive index difference.

図1の構成において、全長600mm、外径40mm、内径25mmの石英製パイプ内に、全長2500mm、外径24.9mmのカーボン製ロッドの端部を嵌挿してパイプに固定したものを出発材ロッド3(全長2500mm)とする。ロッド3に対向し且つその長手方向に沿って、図3に示すマルチノズルバーナ10を8本、200mm間隔でセットする。各バーナの中心ポート11にはSiCl4 :6SLM 及び O2 :9SLM を供給し、その外側のポート12にはN2 :1SLM を、さらに外側のポート13にはH2 を堆積開始時(初期)には60SLM供給し、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、順次流量を増加し、最終的には100SLMまで増量する。また、ポート13の中に存在するマルチノズル部14にはO2 を30SLM供給し、一番外側のポート15にもO2 を60SLMを供給する。上記の条件で、原料の反応時間(τ)は8msである。 In the structure of FIG. 1, a carbon rod having a total length of 600 mm, an outer diameter of 40 mm, and an inner diameter of 25 mm is inserted into the end of a carbon rod having a total length of 2500 mm and an outer diameter of 24.9 mm and fixed to the pipe. 3 (total length 2500 mm). Three multi-nozzle burners 10 shown in FIG. 3 are set at intervals of 200 mm facing the rod 3 and along the longitudinal direction thereof. SiCl 4 : 6 SLM and O 2 : 9 SLM are supplied to the central port 11 of each burner, N 2 : 1 SLM is supplied to the outer port 12 thereof, and H 2 is added to the outer port 13 at the start of deposition (initial). Is supplied with 60 SLM, and the flow rate is sequentially increased with the growth of the glass particle deposit, and finally increased to 100 SLM. Further, the multi-nozzle unit 14 present in the port 13 to 30SLM supply O 2, and supplies the 60SLM the O 2 in the outermost port 15. Under the above conditions, the reaction time (τ) of the raw material is 8 ms.

このとき、バーナ移動距離を左右に100mmずつとし、バーナ移動速度を200mm/minとして堆積させる。ガラス微粒子堆積体の表面温度、外径を各バーナ位置において測定すると、反転位置付近ではその他の部分より50℃表面温度が上昇しており、外径が細くなっているので、反転位置において10秒間停止し、その周辺においては温度は800℃と定常の温度であるにもかかわらず、外径が細くなっているので、その部分では移動速度を190mm/minに下げることにより外径を補正する。このようにして合計230往復し、ガラス微粒子堆積体を得る。
得られるガラス微粒子堆積体の平均外径は300mm、外径変動は±5mm、重量は57kgである。
At this time, the burner moving distance is set to 100 mm on each side, and the burner moving speed is set to 200 mm / min. When the surface temperature and the outer diameter of the glass fine particle deposit are measured at each burner position, the surface temperature is higher at 50 ° C. than the other parts near the inversion position, and the outer diameter is narrowed. The outer diameter is stopped and the outer diameter is thin in spite of the steady temperature of 800 ° C. in the vicinity thereof, and the outer diameter is corrected by lowering the moving speed to 190 mm / min in that portion. Thus, a total of 230 reciprocations are performed to obtain a glass particulate deposit.
The obtained glass fine particle deposit has an average outer diameter of 300 mm, an outer diameter variation of ± 5 mm, and a weight of 57 kg.

上記のガラス微粒子堆積体からカーボン製ロッドを除去して得られる多孔質母材を、Cl2 とHe(1:50)の混合雰囲気下で全長を1100℃に均一に加熱できる炉(均熱炉)で加熱する。その後、炉温を1450℃まで昇温し、透明なパイプ状ガラス母材を得る。得られる透明ガラス母材の平均外径は152mm、外径変動は±1.0mmと非常に良好である。また、母材の平均内径は20mm、内径変動は±0.1mmである。 A furnace (soaking furnace) capable of uniformly heating the porous base material obtained by removing the carbon rod from the above glass particulate deposit to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50). ). Thereafter, the furnace temperature is raised to 1450 ° C. to obtain a transparent pipe-shaped glass base material. The obtained transparent glass base material has a very good average outer diameter of 152 mm and an outer diameter variation of ± 1.0 mm. Further, the average inner diameter of the base material is 20 mm, and the inner diameter variation is ± 0.1 mm.

図1の構成において、全長2500mm、外径40mmの石英製ロッドを出発材のロッド3とする。ガラス微粒子合成バーナ1として図3に示すマルチノズルバーナ10を8本、ロッド3に対向し且つその長手方向に沿って200mm間隔でセットする。各バーナの中心ポート11にはSiCl4 :7SLM 及び O2 :9SLM を供給し、その外側のポート12にはN2 :1SLM を、さらに外側のポート13にはH2 を堆積開始時(初期)には60SLM供給し、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、順次流量を増加し、最終的には100SLMまで増量する。また、ポート13の中に存在するマルチノズル部14にはO2 を30SLM供給し、一番外側のポート15にもO2 を60SLMを供給する。上記の条件で、原料の反応時間(τ)は5msである。 In the configuration of FIG. 1, a quartz rod having a total length of 2500 mm and an outer diameter of 40 mm is used as a starting material rod 3. As the glass fine particle synthesis burner 1, eight multi-nozzle burners 10 shown in FIG. 3 are set so as to face the rod 3 and at intervals of 200 mm along the longitudinal direction thereof. SiCl 4 : 7 SLM and O 2 : 9 SLM are supplied to the central port 11 of each burner, N 2 : 1 SLM is supplied to the outer port 12 thereof, and H 2 is added to the outer port 13 at the start of deposition (initial). Is supplied with 60 SLM, and the flow rate is sequentially increased with the growth of the glass particle deposit, and finally increased to 100 SLM. Further, the multi-nozzle unit 14 present in the port 13 to 30SLM supply O 2, and supplies the 60SLM the O 2 in the outermost port 15. Under the above conditions, the raw material reaction time (τ) is 5 ms.

このとき、バーナ移動距離を左右に100mm、バーナ移動速度を500mm/minとし、往復運動の片方の移動の際のみトラバースの途中で停止し、5秒間停止した後再度移動させ、反転位置では2秒間停止する。前記トラバース途中での停止位置を1往復毎に5mmずつずらしながら、合計240往復させ、ガラス微粒子堆積体を得る。
得られるガラス微粒子堆積体の平均外径は310mm、外径変動は±10mm、重量は57kgである。
At this time, the burner moving distance is set to 100 mm to the left and right, the burner moving speed is set to 500 mm / min, and stops during the traverse only when one of the reciprocating movements, stops for 5 seconds, then moves again, and moves for 2 seconds at the reverse position. Stop. A total of 240 reciprocations are made while shifting the stop position in the middle of the traverse by 5 mm for each reciprocation to obtain a glass particulate deposit.
The obtained glass fine particle deposit has an average outer diameter of 310 mm, an outer diameter variation of ± 10 mm, and a weight of 57 kg.

このガラス微粒子堆積体を、Cl2 とHe(1:50)の混合雰囲気下で、その全長を1100℃に均一に加熱できる炉で加熱した後、炉温を1450℃まで昇温し、透明なガラス母材を得る。得られる透明ガラス母材の平均外径は148mm、外径変動は±1.7mmと良好である。 The glass fine particle deposit was heated in a furnace capable of uniformly heating the entire length to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50), and then the furnace temperature was raised to 1450 ° C. Obtain a glass base material. The obtained transparent glass base material has an average outer diameter of 148 mm and an outer diameter variation of ± 1.7 mm.

図1の構成において全長3500mm、外径40mmの石英製ロッドを出発材のロッド3とし、ガラス微粒子合成バーナ1として図3に示す断面構造のマルチノズルバーナを12本、ロッド3に対向し且つその長手方向に沿って、、200mm間隔でセットする。各バーナの中心ポート11にはSiCl4 :7SLM 及び O2 :9SLM を供給し、その外側のポート12にはN2 :1SLM を、さらに外側のポート13にはH2 を堆積開始時(初期)には60SLM供給し、ガラス微粒子堆積体の成長に伴い、順次流量を増加し、最終的には100SLMまで流量を増やす。また、ポート13の中に存在するマルチノズル部14にはO2 を30SLM供給し、一番外側のポート15にもO2 を60SLMを供給する。ポート13へのH2 流量を増やすタイミングを、相対的往復運動の1往復毎にバーナ位置で10mmずつずらしていき、反転位置を含んだ20往復で同じ位置となるようにする。往復運動幅は200mmとする。上記の条件で、原料の反応時間(τ)は5msである。 In the configuration of FIG. 1, a quartz rod having a total length of 3500 mm and an outer diameter of 40 mm is used as a starting rod 3, and 12 multi-nozzle burners having a cross-sectional structure shown in FIG. Set along the longitudinal direction at intervals of 200 mm. SiCl 4 : 7 SLM and O 2 : 9 SLM are supplied to the central port 11 of each burner, N 2 : 1 SLM is supplied to the outer port 12 thereof, and H 2 is added to the outer port 13 at the start of deposition (initial). Is supplied with 60 SLM, and the flow rate is increased sequentially with the growth of the glass particulate deposit, and finally the flow rate is increased to 100 SLM. Further, the multi-nozzle unit 14 present in the port 13 to 30SLM supply O 2, and supplies the 60SLM the O 2 in the outermost port 15. The timing at which the H 2 flow rate to the port 13 is increased is shifted by 10 mm at the burner position for each reciprocation of the relative reciprocation, and the same position is obtained by 20 reciprocations including the reversal position. The reciprocating motion width is 200 mm. Under the above conditions, the raw material reaction time (τ) is 5 ms.

このとき、バーナ移動速度を500mm/minとする。さらに往復運動の片方の移動の際のみ移動の途中(反転位置以外の位置)で停止し、5秒間停止してから再度移動させる。この移動途中での停止位置を1往復毎に5mmずつずらしながら、合計240往復させ、ガラス微粒子堆積体(多孔質母材)を得る。反転位置における停止時間は2秒とする。得られるガラス微粒子堆積体の平均外径は305mm、外径変動は±8mm、重量は90kgである。   At this time, the burner moving speed is set to 500 mm / min. Furthermore, it stops in the middle of movement (a position other than the reverse position) only during one of the reciprocating movements, stops for 5 seconds, and then moves again. While the stop position during the movement is shifted by 5 mm for each reciprocation, a total of 240 reciprocations are performed to obtain a glass particulate deposit (porous base material). The stop time at the reverse position is 2 seconds. The obtained glass fine particle deposit has an average outer diameter of 305 mm, an outer diameter variation of ± 8 mm, and a weight of 90 kg.

このガラス微粒子堆積体(多孔質母材)を、Cl2 とHe(1:50)の混合雰囲気 下で、その全長を1100℃に均一に加熱できる炉で加熱した後、炉温を1460℃まで昇温し、透明なガラス母材を得る。得られる透明ガラス母材の平均外径は154mm、外径変動は±1.2mmと良好である。 This glass fine particle deposit (porous base material) is heated in a furnace capable of uniformly heating the entire length to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50), and then the furnace temperature is increased to 1460 ° C. The temperature is raised to obtain a transparent glass base material. The obtained transparent glass base material has an average outer diameter of 154 mm and an outer diameter variation of ± 1.2 mm.

〔比較例〕
往復運動距離を左右に110mmずつとし、反転位置での停止をなしとした他は実施例1と同様にしてガラス微粒子堆積体を得る。得られるガラス微粒子堆積体(多孔質母材)の平均外径は280mm、外径変動は±20mm、重量は45kgである。この多孔質母材をCl2 とHe(1:50)の混合雰囲気下で母材全長を1100℃に均一に加熱できる炉で加熱した後、1450℃まで昇温し、透明なガラス母材を得る。この母材の平均外径は149mmで、外径変動は±7.0mmと変動量が大きく、後工程で不良となる。
[Comparative example]
A glass fine particle deposit is obtained in the same manner as in Example 1 except that the reciprocating motion distance is set to 110 mm to the left and right and the stop at the reversal position is omitted. The obtained glass fine particle deposit (porous base material) has an average outer diameter of 280 mm, an outer diameter variation of ± 20 mm, and a weight of 45 kg. The porous base material is heated in a furnace capable of uniformly heating the entire length of the base material to 1100 ° C. in a mixed atmosphere of Cl 2 and He (1:50), and then heated to 1450 ° C. to obtain a transparent glass base material. obtain. The average outer diameter of the base material is 149 mm, and the outer diameter variation is ± 7.0 mm and the variation amount is large.

本発明は、多数のバーナを用いて、簡便に外径の安定したガラス母材を高速に製造できるので、例えば光ファイバ用中間母材や光ファイバプリフォーム等の製造に利用して大いに有利である。   Since the present invention can easily produce a glass preform with a stable outer diameter at high speed using a large number of burners, it is very advantageous for use in the production of optical fiber intermediate preforms, optical fiber preforms, and the like. is there.

本発明の一実施形態を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one Embodiment of this invention. 本発明に係る相対的往復運動の実施の形態を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating embodiment of the relative reciprocation which concerns on this invention. 本発明の実施例で用いたガラス微粒子合成バーナの断面及びガスの流し方を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section of the glass fine particle synthesis burner used in the Example of this invention, and how to flow gas.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス微粒子合成バーナ
2 反応容器
3 ロッド
4 ガラス微粒子
5 ガラス微粒子堆積体
A ,6B ,6N 反転位置
7 排気管
8 回転チャック
9 昇降装置
10 マルチノズルバーナ
11〜15 ポート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass particulate synthesis burner 2 Reaction vessel 3 Rod 4 Glass particulate 5 Glass particulate deposit 6 A , 6 B , 6 N inversion position 7 Exhaust pipe 8 Rotating chuck 9 Lifting device 10 Multi-nozzle burner 11-15 port

Claims (9)

回転するロッドに対向し且つロッド長手方向に沿うように複数のガラス微粒子合成バーナを均等間隔に配置し、前記ガラス微粒子合成バーナを前記ロッドの一部に対して相対的に往復運動させつつ前記ガラス微粒子合成バーナで合成されるガラス微粒子を順次堆積させガラス微粒子堆積体を得る工程、前記ガラス微粒子堆積体を焼結する工程を有するガラス母材の製造方法において、前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナの相対的往復運動の反転位置で前記往復運動を一定時間停止することを特徴とするガラス母材の製造方法。   A plurality of glass fine particle synthesis burners are arranged at equal intervals so as to face the rotating rod and along the longitudinal direction of the rod, and the glass fine particle synthesis burner is reciprocated relative to a part of the rod while reciprocating the glass. In the method for producing a glass base material, comprising: a step of sequentially depositing glass fine particles synthesized by a fine particle synthesis burner to obtain a glass fine particle deposit; and a step of sintering the glass fine particle deposit. A method for producing a glass base material, wherein the reciprocating motion is stopped for a predetermined time at a reversal position of the relative reciprocating motion. 前記ガラス微粒子堆積体を得る工程において、前記ガラス微粒子堆積体の成長に伴ない前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナとの相対的移動距離を変化させることを特徴とする請求項1に記載のガラス母材の製造方法。   2. The glass mother according to claim 1, wherein, in the step of obtaining the glass fine particle deposit, a relative movement distance between the rod and the glass fine particle synthesis burner is changed as the glass fine particle deposit grows. A method of manufacturing the material. 前記ガラス微粒子堆積体を得る工程において、前記反転位置での前記相対的往復運動停止時間長さを変化させることを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 1 or 2, wherein, in the step of obtaining the glass fine particle deposit, the relative reciprocation stop time length at the inversion position is changed. 前記反転位置で前記往復運動を一定時間停止するための加減速以外に、前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナの前記相対的往復運動速度を少なくとも1回変更することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。   4. The relative reciprocating speed of the rod and the glass fine particle synthesis burner is changed at least once in addition to acceleration / deceleration for stopping the reciprocating movement for a certain period of time at the reversal position. The manufacturing method of the glass base material in any one of. 前記相対的往復運動速度の変更が、少なくとも1回前記相対的往復運動速度を0にすることであることを特徴とする請求項4に記載のガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 4, wherein the change of the relative reciprocating speed is to make the relative reciprocating speed 0 at least once. 前記相対的往復運動速度を変更する際に堆積条件を変更することを特徴とする請求項4又は5に記載のガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 4, wherein the deposition condition is changed when the relative reciprocating speed is changed. 前記相対的往復運動の反転位置以外の少なくとも1カ所で前記ガラス微粒子合成バーナのガス流量条件を変更することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to any one of claims 1 to 7, wherein a gas flow rate condition of the glass fine particle synthesis burner is changed in at least one place other than the reversal position of the relative reciprocating motion. 前記ガス流量条件を変更する位置が略一定間隔になるように順次変更することを特徴とする請求項7に記載のガラス母材の製造方法。   The method for producing a glass base material according to claim 7, wherein the gas flow rate condition is sequentially changed so that the positions where the gas flow rate conditions are changed are substantially constant. 前記ガラス微粒子を堆積中にガラス微粒子堆積体の表面温度及び/又は外径を測定し、その測定値に基づいて前記ガラス微粒子合成バーナのガス流量条件及び/又は前記ロッドと前記ガラス微粒子合成バーナの相対的往復運動速度を調整することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のガラス母材の製造方法。
During the deposition of the glass particulates, the surface temperature and / or outer diameter of the glass particulate deposit is measured, and based on the measured values, the gas flow rate conditions of the glass particulate synthesis burner and / or the rod and the glass particulate synthesis burner The method for producing a glass base material according to claim 1, wherein a relative reciprocating speed is adjusted.
JP2003404770A 2003-12-03 2003-12-03 Method of manufacturing glass preform Pending JP2005162541A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003404770A JP2005162541A (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method of manufacturing glass preform

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003404770A JP2005162541A (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method of manufacturing glass preform

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005162541A true JP2005162541A (en) 2005-06-23

Family

ID=34727676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003404770A Pending JP2005162541A (en) 2003-12-03 2003-12-03 Method of manufacturing glass preform

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005162541A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11780761B2 (en) 2018-06-12 2023-10-10 Fujikura Ltd. Method for producing porous glass fine particle body and method for producing optical fiber preform

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11780761B2 (en) 2018-06-12 2023-10-10 Fujikura Ltd. Method for producing porous glass fine particle body and method for producing optical fiber preform

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0067050B1 (en) Method of forming an optical waveguide fiber
CN100371275C (en) Method and apparatus for fabricating an optical fiber preform in ovd process
JP2612949B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform base material
JP2622182B2 (en) Manufacturing method of optical fiber preform base material
JP6700307B2 (en) Improved particle deposition system and method
JP5578024B2 (en) Manufacturing method of glass base material
JP4239806B2 (en) Multimode optical fiber preform manufacturing method and multimode optical fiber manufacturing method
JP4690979B2 (en) Optical fiber preform manufacturing method
JP2005162541A (en) Method of manufacturing glass preform
JP2005194133A (en) Method for producing glass preform
JP2007210829A (en) Method for producing glass microparticle deposit and method for producing glass body
KR102569042B1 (en) Method for manufacturing glass fine particle deposit, method for manufacturing glass base material, and glass fine particle deposit
JP6979000B2 (en) Manufacturing method of glass base material for optical fiber
EP1440949A1 (en) Method for producing optical fiber base material
JP2004269284A (en) Method of manufacturing porous glass material and glass material less in fluctuation of outside diameter
US20230331618A1 (en) Method and facility for producing optical fiber base material
EP2218692A2 (en) Apparatus for manufacturing glass material
JP2013043804A (en) Method for manufacturing glass fine particle deposited body
JP3917022B2 (en) Method for producing porous preform for optical fiber
JP4169260B2 (en) Manufacturing method of glass preform for optical fiber by soot method with small outer diameter fluctuation and few defective parts at both ends
JP4140839B2 (en) Optical fiber preform manufacturing method
JP2523154B2 (en) Method for manufacturing glass particulate deposit
JP2003040623A (en) Method for producing fine glass particle heap
JP2004099342A (en) Method and apparatus for manufacturing glass member
JPS62162638A (en) Production of preform for optical fiber