JP2007106647A - Method for manufacturing deposited body of glass fine particle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a deposited body of glass fine particle which can manufacture a high quality deposited body of glass fine particle by sufficiently cleaning the surface without softening the starting seed rod. <P>SOLUTION: The method comprises flame washing a starting seed rod 13 by periodically changing the flame temperature through periodically changing the flow rate of at least one of a combustion gas and a supporting gas of the fire polishing burner 16 when manufacturing the deposited body of glass fine particle 15 by depositing the glass fine particle, which is synthesized by hydrolyzing or oxidizing a glass raw material, on the starting seed rod 13 in the flame 14a that is formed by the burner 14. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、バーナにより形成される火炎中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造するガラス微粒子堆積体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a glass fine particle deposit by producing glass fine particle deposits by depositing glass fine particles synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of glass raw materials in a flame formed by a burner on a starting seed rod. It is.

従来より、酸水素炎にてガラス母材の表面を火炎研磨する火炎研磨方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
図4に示すように、この火炎研磨方法に用いられる火炎研磨装置100では、回転チャック101によって回転可能かつ上下移動可能に把持されている主棒102の下端部に支持棒103を介して出発種棒104が接続されている。また、出発種棒104の周囲には、複数個の火炎研磨用水素バーナ105が全周にわたって設けられている。さらに、火炎研磨用酸水素バーナ105の下方位置には、複数個の補助加熱用酸水素バーナ106が全周にわたって設けられている。
従って、回転チャック101によって回転されるガラス母材107を上下移動させ、火炎研磨用酸水素バーナ105を相対的に長手方向へ移動させることにより、ガラス母材107の表面を火炎研磨する。
特開平6−247735号公報(図1)
Conventionally, a flame polishing method is known in which the surface of a glass base material is flame-polished with an oxyhydrogen flame (see, for example, Patent Document 1).
As shown in FIG. 4, in the flame polishing apparatus 100 used in this flame polishing method, a starting seed is provided via a support bar 103 at the lower end of a main bar 102 that is gripped by a rotary chuck 101 so as to be rotatable and vertically movable. A bar 104 is connected. A plurality of flame polishing hydrogen burners 105 are provided around the entire circumference of the starting seed bar 104. Further, a plurality of auxiliary heating oxyhydrogen burners 106 are provided over the entire circumference at a position below the flame polishing oxyhydrogen burner 105.
Therefore, the surface of the glass base material 107 is flame-polished by moving the glass base material 107 rotated by the rotating chuck 101 up and down and moving the flame polishing oxyhydrogen burner 105 relatively in the longitudinal direction.
JP-A-6-247735 (FIG. 1)

ところで、ガラス原料を火炎中に導入し、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応させてガラス微粒子を合成し、これを出発種棒の表面に堆積させてガラス微粒子堆積母材を製造するような、例えば、VAD法(気相軸付け法)等においては、出発種棒の表面にごみ等の不純物が付着していると良質のガラス微粒子堆積母材が得られない恐れがある。このため、ガラス微粒子の堆積を行う前に、出発種棒の表面を火炎研磨して清浄することが行われている。
しかしながら、火炎研磨を高温で行うと、清浄能力は上がるが、出発種棒の温度を上げて軟化させてしまい、曲がってしまうおそれがある。一方、火炎研磨を低温で行うと、十分な清浄ができないおそれがあった。
By the way, a glass raw material is introduced into a flame, a glass particle is synthesized by hydrolysis reaction or oxidation reaction in the flame, and this is deposited on the surface of the starting seed bar to produce a glass particle deposition base material. For example, in the VAD method (vapor phase shafting method) or the like, if impurities such as dust adhere to the surface of the starting seed bar, there is a possibility that a high-quality glass particulate deposition base material cannot be obtained. For this reason, the surface of the starting seed bar is cleaned by flame polishing before the deposition of the glass fine particles.
However, if the flame polishing is performed at a high temperature, the cleaning ability is improved, but the temperature of the starting seed bar is raised and softened, which may be bent. On the other hand, when flame polishing is performed at a low temperature, there is a possibility that sufficient cleaning cannot be performed.

本発明の目的は、出発種棒を軟化させることなく表面を十分に清浄することにより良質のガラス微粒子堆積体を製造することができるガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a method for producing a glass fine particle deposit capable of producing a high-quality glass fine particle deposit by sufficiently cleaning the surface without softening the starting seed bar.

前述した目的を達成するために、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法の第1の特徴は、バーナにより形成される火炎中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する方法であって、前記出発種棒の表面を燃焼ガス及び助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて火炎洗浄することにある。   In order to achieve the above-mentioned object, the first feature of the method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention is that glass fine particles synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of a glass raw material in a flame formed by a burner are used. A method for producing a glass fine particle deposit by depositing on a starting seed rod, wherein the surface of the starting seed rod is subjected to flame cleaning by periodically changing the flow rate of at least one of combustion gas and auxiliary combustion gas.

このように構成されたガラス微粒子堆積体の製造方法においては、バーナにより形成される火炎中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する際に、出発種棒を火炎洗浄する。このとき、火炎洗浄は高温であると、より洗浄能力が上がるが、出発種棒が軟化して、曲がってしまい良質なガラス微粒子堆積体の製造ができないおそれがある。一方、火炎温度が低いと、出発種棒が曲がる心配はないが洗浄が上手く行われないことになる。そこで、燃焼ガス及び助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて火炎温度を周期的に変化させることにより、出発種棒を曲げることなく十分な洗浄を行うことができる。例えば、高温と低温を組み合わせて出発種棒の表面をきれいに洗浄することができる。   In the method for producing a glass particulate deposit constructed as described above, a glass particulate deposit is obtained by depositing glass particulate synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of a glass raw material in a flame formed by a burner on a starting seed rod. In the manufacturing process, the starting seed bar is flame cleaned. At this time, if the flame cleaning is performed at a high temperature, the cleaning ability is further improved, but the starting seed bar is softened and bent, and there is a possibility that a high-quality glass particulate deposit cannot be produced. On the other hand, if the flame temperature is low, there is no concern that the starting seed bar will bend, but cleaning will not be performed well. Therefore, sufficient cleaning can be performed without bending the starting seed bar by periodically changing the flame temperature by periodically changing the flow rate of at least one of the combustion gas and the auxiliary combustion gas. For example, the surface of the starting seed bar can be cleaned cleanly by combining high and low temperatures.

また、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法は、ガラス微粒子を出発種棒に堆積させながら、前記出発種棒の表面を火炎洗浄することにある。   Moreover, the manufacturing method of the glass fine particle deposit | stacking body concerning this invention exists in carrying out the flame cleaning of the surface of the said starting seed stick | rod, depositing glass particulates on a starting seed stick | rod.

このように構成されたガラス微粒子堆積体の製造方法においては、出発種棒の表面を火炎洗浄し、引き続き、洗浄した出発種棒の表面にガラス微粒子を堆積させていくので、予め出発種棒の製造工程やガラス微粒子堆積前に行われている火炎洗浄工程を省くことができる。   In the method for producing a glass fine particle deposit body configured in this way, the surface of the starting seed rod is flame-cleaned, and subsequently the glass fine particles are deposited on the surface of the cleaned starting seed rod. It is possible to omit the flame cleaning process performed before the manufacturing process and the deposition of the glass fine particles.

また、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法は、ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる初期段階において、出発種棒の表面温度が高くなるようにして火炎洗浄することにある。   The method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention is to perform flame cleaning so that the surface temperature of the starting seed bar becomes high in the initial stage of depositing the glass fine particles on the starting seed bar.

このように構成されたガラス微粒子堆積体の製造方法においては、一般にガラス微粒子の堆積開始の初期段階において出発種棒の表面に、例えばカーボン、ガラスの粉等の異物が付着しやすい傾向があることが知られており、この初期段階に種棒を高温洗浄することにより効率よく洗浄することができる。なお、出発種棒は粘度の高い石英ガラスを使用しているので、高い温度でも軟化しにくい。また、非有効部をきれいに洗浄すれば、きれいなガラス微粒子堆積体ができあがる。   In the method for producing a glass fine particle deposit body configured as described above, generally, there is a tendency that foreign matters such as carbon and glass powder tend to adhere to the surface of the starting seed rod in the initial stage of starting the deposition of the glass fine particles. Is known, and can be efficiently cleaned by high-temperature cleaning the seed bar in this initial stage. Since the starting seed bar uses quartz glass with high viscosity, it is difficult to soften even at high temperatures. In addition, if the ineffective portion is washed cleanly, a clean glass particulate deposit is completed.

また、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法は、ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる堆積工程の前半に比べ後半において、出発種棒の表面温度が高くなるように火炎洗浄することにある。   Further, the method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention is to perform flame cleaning so that the surface temperature of the starting seed rod becomes higher in the latter half compared to the first half of the deposition step in which the glass fine particles are deposited on the starting seed rod. .

このように構成されたガラス微粒子堆積体の製造方法においては、ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる堆積工程の前半に比べ後半において、出発種棒の表面温度が高くなるように火炎洗浄を行うことにより、十分な洗浄を行うことができる。   In the method for producing a glass particulate deposit body configured as described above, flame cleaning is performed so that the surface temperature of the starting seed rod becomes higher in the latter half compared to the first half of the deposition step in which the glass particulate is deposited on the starting seed rod. Thus, sufficient cleaning can be performed.

また、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法は、ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる際に、前記出発種棒の回転速度或いは引き上げ速度が速くなった場合、前記出発種棒の表面温度が高くなるように燃焼ガス或いは助燃ガスの流量パターンを変更することにある。   Further, the method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention is such that, when the glass fine particles are deposited on the starting seed rod, the surface temperature of the starting seed rod is increased when the rotational speed or pulling speed of the starting seed rod is increased. Is to change the flow rate pattern of the combustion gas or the auxiliary combustion gas so as to be high.

このように構成されたガラス微粒子堆積体の製造方法においては、種棒の回転速度や引き上げ速度が速くなると種棒の表面温度が下がって火炎洗浄能力が低下する傾向があるので、回転速度や引き上げ速度の上昇に対応して種棒の表面の温度を上げて火炎洗浄能力を上げてやることで、異物を除去し、きれいな表面にすることができる。   In the method for producing a glass particulate deposit constructed as described above, since the surface temperature of the seed rod tends to decrease and the flame cleaning ability decreases as the rotation speed and pulling speed of the seed rod increase, the rotation speed and pulling speed increase. By increasing the surface temperature of the seed bar in response to the increase in speed and increasing the flame cleaning ability, foreign substances can be removed and a clean surface can be obtained.

本発明によれば、燃焼ガス及び助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて、火炎温度を周期的に変化させるようにしたので、従来のように、火炎洗浄が高温であるため出発種棒が軟化して曲がってしまったり、火炎温度が低いため十分な洗浄が行われないことになるという問題を解消でき、出発種棒を曲げることなく十分な洗浄を行うことができるという効果が得られる。   According to the present invention, since the flame temperature is periodically changed by periodically changing the flow rate of at least one of the combustion gas and the auxiliary combustion gas, the flame cleaning is performed at a high temperature as in the prior art. The problem that the seed bar softens and bends, and the problem that the flame temperature is low and sufficient cleaning is not performed can be solved, and the effect that sufficient cleaning can be performed without bending the starting seed bar. can get.

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法を実施する製造装置の一例を示す構成図、図2は水素および酸素の供給流量の周期的変化のパターン例を示すグラフ、図3(A)〜(C)はそのほかの周期的変化のパターン例を示すグラフである。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a production apparatus for carrying out the method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention, FIG. 2 is a graph showing an example of a pattern of periodic changes in hydrogen and oxygen supply flow rates, and FIG. -(C) is a graph which shows the example of a pattern of the other periodic change.

図1に示すように、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法の第1実施形態であるVAD法(気相軸付け法)を実施するためのガラス微粒子堆積体の製造装置10は、反応容器であるチャンバー11の上に回転引き上げ装置12が設けられており、出発種棒13をチャンバー11内に回転可能かつ上昇可能に吊り下げている。チャンバー11には、スート用原料ガスとしての例えばSiCl等の珪素化合物および燃料ガスとしての例えばH、O等が供給されるガラス微粒子堆積用のバーナ14が設けられており、バーナ14の火炎中でガラス原料の加水分解あるいは酸化反応によりガラス微粒子を形成し、出発種棒13の外周面に堆積させてガラス微粒子堆積体15を製造するようになっている。また、バーナ14の下方には、出発種棒を火炎研磨するための火炎研磨用バーナ16が設けられている。
なお、チャンバー11には、排気管17が設けられており、チャンバー11内の排気を行うようになっている。
As shown in FIG. 1, an apparatus 10 for producing a glass fine particle deposit for carrying out a VAD method (vapor phase shafting method) which is a first embodiment of a method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention comprises a reaction vessel. A rotary pulling device 12 is provided on the chamber 11, and the starting seed bar 13 is suspended in the chamber 11 so as to be rotatable and liftable. The chamber 11 is provided with a burner 14 for depositing glass fine particles to which a silicon compound such as SiCl 4 as a soot source gas and a fuel gas such as H 2 and O 2 are supplied. Glass particulates 15 are manufactured by forming glass particulates by hydrolysis or oxidation reaction of a glass raw material in a flame and depositing them on the outer peripheral surface of the starting seed bar 13. A flame polishing burner 16 for flame polishing the starting seed bar is provided below the burner 14.
The chamber 11 is provided with an exhaust pipe 17 so that the inside of the chamber 11 is exhausted.

火炎研磨用バーナ16には、火炎研磨用バーナ16に供給される水素(H)の流量を制御する水素用マスフローコントローラ18aおよび酸素(O)の流量を制御する酸素用マスフローコントローラ18bが設けられている。 The flame polishing burner 16 is provided with a hydrogen mass flow controller 18a for controlling the flow rate of hydrogen (H 2 ) supplied to the flame polishing burner 16 and an oxygen mass flow controller 18b for controlling the flow rate of oxygen (O 2 ). It has been.

次に、本発明にかかるガラス微粒子堆積体の製造方法に付いて説明する。
この製造方法は、バーナ14により形成される火炎14a中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒13に堆積させてガラス微粒子堆積体15を製造する方法であって、出発種棒13の表面を燃焼ガス及び助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて火炎洗浄するものである。
Next, a method for producing a glass particulate deposit according to the present invention will be described.
This manufacturing method is a method of manufacturing a glass fine particle deposit 15 by depositing glass fine particles synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of a glass raw material in a flame 14 a formed by a burner 14 on a starting seed rod 13. The surface of the starting seed bar 13 is subjected to flame cleaning by periodically changing the flow rate of at least one of combustion gas and auxiliary combustion gas.

火炎洗浄は、火炎研磨用バーナ16で行われ、この火炎研磨用バーナ16に供給される燃焼ガスである酸素(O)あるいは助燃ガスである水素(H)の少なくとも一方の供給量を周期的に変化させる。この供給量の変化は、水素用マスフローコントローラ18aあるいは酸素用マスフローコントローラ18bを用いて行われる。すなわち、酸素の供給量または水素の供給量のどちらか、あるいは両方の供給量を制御することにより火炎研磨用バーナ16の火力を調整して、研磨能力を制御する。 The flame cleaning is performed by the flame polishing burner 16, and at least one supply amount of oxygen (O 2 ) as a combustion gas or hydrogen (H 2 ) as a combustion gas supplied to the flame polishing burner 16 is periodically cycled. Change. This change in the supply amount is performed using the hydrogen mass flow controller 18a or the oxygen mass flow controller 18b. In other words, the polishing power is controlled by adjusting the heating power of the flame polishing burner 16 by controlling either the oxygen supply amount, the hydrogen supply amount, or both.

ガラス微粒子を出発種棒13に堆積させながら、出発種棒13の表面を火炎洗浄するのが望ましい。これにより、出発種棒13の表面を火炎洗浄し、引き続き、洗浄した出発種棒13の表面にガラス微粒子を堆積させていくので、予め出発種棒13の製造工程やガラス微粒子堆積前に別途火炎洗浄工程を省くことができる。また、ガラス微粒子は洗浄された出発種棒13に堆積することになり、良質なガラス微粒子堆積体15を製造することができる。   It is desirable that the surface of the starting seed bar 13 be flame cleaned while depositing glass particles on the starting seed bar 13. As a result, the surface of the starting seed rod 13 is flame-cleaned, and glass particles are subsequently deposited on the cleaned surface of the starting seed rod 13, so that a separate flame is prepared in advance before the manufacturing process of the starting seed rod 13 and the deposition of the glass particles. The cleaning process can be omitted. Further, the glass fine particles are deposited on the cleaned starting seed rod 13, and a high-quality glass fine particle deposit 15 can be manufactured.

また、火炎研磨は、ガラス微粒子を出発種棒13に堆積させる初期段階において、出発種棒13の表面温度が高くなるようにして火炎洗浄することが望ましい。これは、一般にガラス微粒子の堆積開始の初期段階において出発種棒13の表面に、例えばカーボン、ガラスの粉等の異物が付着しやすい傾向があるため、この初期段階に出発種棒13を高温洗浄することにより、効率よく洗浄することができるためである。なお、出発種棒13は粘度の高い石英ガラスを使用しているので、高い温度でも軟化しにくい。また、非有効部をきれいに洗浄すれば、きれいなガラス微粒子堆積体15ができあがる。   In addition, in the flame polishing, it is desirable to perform flame cleaning so that the surface temperature of the starting seed bar 13 becomes high in the initial stage of depositing the glass fine particles on the starting seed bar 13. This is because, generally, foreign substances such as carbon and glass powder tend to adhere to the surface of the starting seed bar 13 at the initial stage of starting the deposition of the fine glass particles. This is because cleaning can be performed efficiently. Since the starting seed bar 13 uses quartz glass having a high viscosity, it is difficult to soften even at a high temperature. Further, if the ineffective portion is washed cleanly, a clean glass particulate deposit 15 is completed.

また、ガラス微粒子を出発種棒13に堆積させる堆積工程の前半に比べ後半において、出発種棒13の表面温度が高くなるようにして火炎洗浄することが望ましい。   Further, it is desirable to perform flame cleaning so that the surface temperature of the starting seed bar 13 is higher in the latter half than in the first half of the deposition step in which the glass fine particles are deposited on the starting seed bar 13.

ガラス微粒子を出発種棒13に堆積させる際に、出発種棒13の回転速度或いは引き上げ速度が速くなった場合、出発種棒13の表面温度を高くして火炎洗浄が行えるように燃焼ガス或いは助燃ガスの流量パターンを変更することが望ましい。
すなわち、出発種棒13の回転速度や引き上げ速度が速くなると出発種棒13の表面温度が下がって火炎洗浄能力が低下する傾向がある。このため、回転速度や引き上げ速度の上昇に対応して、燃焼ガス或いは助燃ガスの流量を増加して火炎研磨用バーナ16の火力を強めるように流量パターンを変更する。これにより、出発種棒13の表面の温度を上げて火炎洗浄能力を上げてやることで、異物を除去し、きれいな表面にすることができる。
When glass fine particles are deposited on the starting seed rod 13, if the rotation speed or pulling speed of the starting seed rod 13 increases, the combustion gas or auxiliary combustion is performed so that the surface temperature of the starting seed rod 13 can be increased to perform flame cleaning. It is desirable to change the gas flow pattern.
That is, when the rotation speed and the pulling speed of the starting seed bar 13 are increased, the surface temperature of the starting seed bar 13 tends to decrease and the flame cleaning ability tends to decrease. For this reason, the flow rate pattern is changed so as to increase the flow rate of the combustion gas or auxiliary combustion gas to increase the thermal power of the flame polishing burner 16 in response to the increase in the rotational speed and the pulling speed. Thereby, by raising the surface temperature of the starting seed bar 13 and increasing the flame cleaning ability, foreign substances can be removed and a clean surface can be obtained.

図2には、燃焼ガス或いは助燃ガスの流量パターンが示されている。
図2に示すパターンでは、水素流量と酸素流量を同時に矩形パルス状に増減させる。すなわち、出発種棒13の表面温度を高温にする際の流量および継続時間と、低温にする際の流量および継続時間とを一定の周期で交互にくるようにする。このとき、高温としては、出発種棒13を軟化させない範囲で、高温とするとともに時間を設定する。また、低温としては、出発種棒13の表面温度を所定の温度以下にならないように保持することができる温度および時間を設定するようにする。
なお、図2においては、水素および酸素の両方について流量を変化させる場合を示しているが、この他、酸素を変化させずに一定とすることも可能である。
FIG. 2 shows a flow rate pattern of the combustion gas or auxiliary combustion gas.
In the pattern shown in FIG. 2, the hydrogen flow rate and the oxygen flow rate are increased or decreased simultaneously in a rectangular pulse shape. That is, the flow rate and duration for raising the surface temperature of the starting seed bar 13 and the flow rate and duration for lowering the temperature of the starting seed bar 13 are alternately arranged at a constant cycle. At this time, as the high temperature, the temperature is set high and the time is set within a range in which the starting seed bar 13 is not softened. In addition, as the low temperature, a temperature and a time at which the surface temperature of the starting seed bar 13 can be maintained so as not to be lower than a predetermined temperature are set.
Note that FIG. 2 shows a case where the flow rate is changed for both hydrogen and oxygen, but it is also possible to make the oxygen constant without changing oxygen.

また、図3(A)に示すように、高温と低温との変化を曲線状に変化することも可能である。なお、図3(A)においては水素の供給量の変化のみを示してあるが、酸素については図2において前述した場合と同様であり、水素と同様に変化してもよいし、一定としてもよい。
また、同様に、図3(B)に示すように、鋸歯状に変化するようにしてもよい。さらに、図3(C)に示すように、供給量の変化とともに供給する時間も変化させるようにすることもできる。この場合においても、出発種棒13を曲げない供給量および時間とするとともに、所定の温度以下にならない供給量および時間とすることは同様である。
Further, as shown in FIG. 3A, the change between the high temperature and the low temperature can be changed in a curved line. In FIG. 3A, only the change in the hydrogen supply amount is shown. However, oxygen is the same as in the case described above in FIG. 2, and may be changed in the same manner as hydrogen. Good.
Similarly, as shown in FIG. 3B, it may be changed into a sawtooth shape. Furthermore, as shown in FIG. 3C, the supply time can be changed with the change in the supply amount. Also in this case, the supply amount and time for which the starting seed bar 13 is not bent and the supply amount and time for which the temperature does not fall below the predetermined temperature are the same.

前述したガラス微粒子堆積体の製造方法によれば、水素あるいは酸素の少なくとも一方を周期的に変化させて、火炎温度を周期的に変化させることにより、出発種棒13を曲げることなく十分な火炎洗浄を行うことができ、良質なガラス微粒子堆積体を製造することができる。   According to the method for producing a glass fine particle deposit described above, sufficient flame cleaning can be performed without bending the starting seed bar 13 by periodically changing the flame temperature by periodically changing at least one of hydrogen and oxygen. Thus, a high-quality glass fine particle deposit can be produced.

なお、本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、前述した実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形,改良等が可能である。
例えば、前述した実施形態において示した水素および酸素の供給パターンは一例であり、出発種棒13を曲げない供給量および時間とするとともに、所定の温度以下にならない供給量および時間として周期的に変化するパターンとすることができる。
また、前述した実施形態においては、ガラス微粒子の堆積と同時に火炎研磨を行う場合について説明したが、火炎研磨を予め行うこともできる。
また、前述した製造装置10においては、バーナ14および火炎研磨用バーナ16をそれぞれ1本ずつ用いた場合について説明したが、バーナ14、16を複数本ずつ用いることもできる。
また、前述したガラス微粒子堆積体の製造方法においては、出発種棒13を回転させるとともに上昇させながら一度にガラス微粒子を堆積させてガラス微粒子堆積体15を形成する場合について説明したが、バーナ14に対して出発種棒13を上下往復移動させながらガラス微粒子を多層に堆積させることもできる。
In addition, the manufacturing method of the glass fine particle deposit body of this invention is not limited to embodiment mentioned above, A suitable deformation | transformation, improvement, etc. are possible.
For example, the supply pattern of hydrogen and oxygen shown in the above-described embodiment is merely an example, and the supply amount and time for which the starting seed bar 13 is not bent is changed periodically as the supply amount and time for which the temperature does not fall below a predetermined temperature. Pattern.
In the above-described embodiment, the case where the flame polishing is performed simultaneously with the deposition of the glass fine particles has been described. However, the flame polishing can be performed in advance.
Further, in the manufacturing apparatus 10 described above, a case where one burner 14 and one flame polishing burner 16 are used has been described, but a plurality of burners 14 and 16 may be used.
Further, in the above-described method for manufacturing the glass fine particle deposit, the case where the glass fine particle deposit 15 is formed by depositing the glass fine particles at once while rotating and raising the starting seed bar 13 has been described. On the other hand, glass fine particles can be deposited in multiple layers while the starting seed rod 13 is reciprocated up and down.

次に、具体的な実施例を比較例と比較して説明する。
(実施例1)
図1に示した製造装置10を用いてVAD法によりガラス微粒子堆積体15を製造した。このとき、ガラス微粒子の堆積と同時に出発種棒13を火炎研磨した。従って、出発種棒13を予め火炎研磨する前工程は省略されている。
出発種棒13は径φ25mm、引き上げ速度80mm/時とした。また、出発種棒13の全長のうち前半については、火炎研磨用バーナ16に水素25リットル/分、酸素10リットル/分で20秒間供給して高温部とし、水素10リットル/分、酸素7リットル/分で10秒間供給して低温部として、これを繰り返した。一方、後半については、水素20リットル/分、酸素10リットル/分で15秒間供給して高温部とし、水素15リットル/分、酸素7リットル/分を10秒間供給して低温部として、これを繰り返した。
その結果、出発種棒13の表面温度は1400℃〜1300℃で変化したが、出発種棒13の曲がりは発生しなかった。また、製造されたガラス微粒子堆積体15を加熱透明化して母材を製造したところ、表面の異物は母材1本当たり5個であり非常に少なかった。
Next, specific examples will be described in comparison with comparative examples.
Example 1
A glass particulate deposit 15 was manufactured by the VAD method using the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. At this time, the starting seed rod 13 was flame-polished simultaneously with the deposition of the glass fine particles. Therefore, the pre-process for flame polishing the starting seed bar 13 in advance is omitted.
The starting seed bar 13 had a diameter of 25 mm and a lifting speed of 80 mm / hour. The first half of the total length of the starting seed bar 13 is supplied to a flame polishing burner 16 at a hydrogen temperature of 25 liters / minute and oxygen at 10 liters / minute for 20 seconds to form a high temperature part, hydrogen at 10 liters / minute, and oxygen at 7 liters. This was repeated as a low temperature part by supplying for 10 seconds at / min. On the other hand, in the latter half, hydrogen was supplied at 20 liters / minute and oxygen at 10 liters / minute for 15 seconds to supply a high-temperature part, and hydrogen was supplied at 15 liters / minute and oxygen at 7 liters / minute for 10 seconds to form a low-temperature part. Repeated.
As a result, the surface temperature of the starting seed rod 13 varied between 1400 ° C. and 1300 ° C., but the bending of the starting seed rod 13 did not occur. Further, when the base material was manufactured by heating and transparentizing the manufactured glass particulate deposit 15, the number of foreign matters on the surface was five per base material and was very small.

(比較例1)
実施例1と同様に、製造装置10を用いてVAD法によりガラス微粒子堆積体15を製造し、ガラス微粒子の堆積と同時に出発種棒13を火炎研磨した。
出発種棒13は径φ25mm、引き上げ速度80mm/時であり、実施例1と同じである。また、火炎研磨用バーナ16には、水素20リットル/分、酸素10リットル/分で連続して供給した。
その結果、出発種棒13の表面温度は、水素および酸素の供給量を周期的に変化させた実施例1の平均温度と等しく、1350℃となった。しかしながら、出発種棒13は次第に軟化して振れが発生し、ガラス微粒子の合成、堆積を継続することができなかった。
(Comparative Example 1)
Similarly to Example 1, the glass fine particle deposit 15 was produced by the VAD method using the production apparatus 10, and the starting seed rod 13 was flame-polished simultaneously with the deposition of the glass fine particles.
The starting seed bar 13 has a diameter of 25 mm and a pulling speed of 80 mm / hour, which is the same as in the first embodiment. The flame polishing burner 16 was continuously supplied with hydrogen at 20 liters / minute and oxygen at 10 liters / minute.
As a result, the surface temperature of the starting seed bar 13 was equal to the average temperature of Example 1 in which the supply amounts of hydrogen and oxygen were periodically changed, and became 1350 ° C. However, the starting seed bar 13 gradually softened and swayed, and the synthesis and deposition of the glass particles could not be continued.

(比較例2)
実施例1と同様に、製造装置10を用いてVAD法によりガラス微粒子堆積体15を製造し、ガラス微粒子の堆積と同時に出発種棒13を火炎研磨した。
出発種棒13は径φ25mm、引き上げ速度80mm/時であり、実施例1と同じである。また、火炎研磨用バーナ16には、水素15リットル/分、酸素7リットル/分で連続して供給した。
その結果、出発種棒13の表面温度は、水素および酸素の供給量を周期的に変化させた実施例1の低温部の温度と等しく、1300℃となり、実施例1における低温部の温度と等しくなった。そして、製造されたガラス微粒子堆積体15を加熱透明化して母材を製造したところ、表面の異物は母材1本当たり50個であり、異物の発生は約7割が出発種棒13の前半部分に集中していた。
(Comparative Example 2)
Similarly to Example 1, the glass fine particle deposit 15 was produced by the VAD method using the production apparatus 10, and the starting seed rod 13 was flame-polished simultaneously with the deposition of the glass fine particles.
The starting seed bar 13 has a diameter of 25 mm and a pulling speed of 80 mm / hour, which is the same as in the first embodiment. The flame polishing burner 16 was continuously supplied with hydrogen at 15 liters / minute and oxygen at 7 liters / minute.
As a result, the surface temperature of the starting seed bar 13 is equal to the temperature of the low temperature part of Example 1 in which the supply amounts of hydrogen and oxygen are periodically changed to 1300 ° C., and is equal to the temperature of the low temperature part of Example 1 became. Then, when the base material was manufactured by heating and transparentizing the manufactured glass particulate deposit 15, the number of foreign matters on the surface was 50 per base material, and about 70% of the foreign matters were generated in the first half of the starting seed bar 13. Concentrated on the part.

以上のように、本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、燃焼ガス及びは助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて、火炎温度を周期的に変化させるようにしたので、従来のように、火炎洗浄が高温であるため出発種棒が軟化して曲がってしまったり、火炎温度が低いため十分な洗浄が行われないことになるという問題を解消でき、出発種棒を曲げることなく十分な洗浄を行うことができるという効果を有し、バーナにより形成される火炎中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造するガラス微粒子堆積体の製造方法等として有用である。   As described above, in the method for producing a glass particulate deposit according to the present invention, the flame temperature is periodically changed by periodically changing the flow rate of at least one of the combustion gas and the auxiliary combustion gas. The problem is that the starting seed bar softens and bends because the flame cleaning is hot as before, and the problem that the cleaning is not performed sufficiently because the flame temperature is low can be solved, and the starting seed bar is bent. Glass particulate deposits by depositing glass particulates synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of glass raw materials in the flame formed by the burner on the starting seed rod, with the effect that sufficient cleaning can be performed without It is useful as a method for producing a glass fine particle deposit for producing the above.

本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法を実施することができる製造装置の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the manufacturing apparatus which can implement the manufacturing method of the glass fine particle deposition body which concerns on this invention. 燃焼ガスあるいは助燃ガスの供給パターンの代表例を示すグラフである。It is a graph which shows the typical example of the supply pattern of combustion gas or auxiliary combustion gas. (A)〜(C)は、燃焼ガスあるいは助燃ガスの供給パターンのその他の例を示すグラフである。(A)-(C) are the graphs which show the other example of the supply pattern of combustion gas or auxiliary combustion gas. 従来の火炎研磨方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the conventional flame polishing method.

符号の説明Explanation of symbols

13 出発種棒
14 バーナ
14a 火炎
15 ガラス微粒子堆積体
13 Starting seed bar 14 Burner 14a Flame 15 Glass particulate deposit

Claims (5)

バーナにより形成される火炎中でのガラス原料の加水分解或いは酸化反応により合成したガラス微粒子を出発種棒に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する方法であって、
前記出発種棒の表面を燃焼ガス及び助燃ガスの少なくとも一方の流量を周期的に変化させて火炎洗浄することを特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
A method of producing a glass particulate deposit by depositing glass particulates synthesized by hydrolysis or oxidation reaction of a glass raw material in a flame formed by a burner on a starting seed rod,
A method for producing a glass particulate deposit, wherein the surface of the starting seed bar is subjected to flame cleaning by periodically changing the flow rate of at least one of combustion gas and auxiliary combustion gas.
ガラス微粒子を出発種棒に堆積させながら、前記出発種棒の表面を火炎洗浄することを特徴とする請求項1記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。   2. The method for producing a glass particulate deposit according to claim 1, wherein the surface of the starting seed rod is subjected to flame cleaning while depositing the glass particulate on the starting seed rod. ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる初期段階において、出発種棒の表面温度が高くなるようにして火炎洗浄することを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。   3. The method for producing a glass particulate deposit according to claim 1 or 2, wherein in the initial stage of depositing the glass particulates on the starting seed rod, flame cleaning is performed such that the surface temperature of the starting seed rod is increased. ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる堆積工程の前半に比べ後半において、出発種棒の表面温度が高くなるように火炎洗浄することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。   The flame cleaning is performed so that the surface temperature of the starting seed bar becomes higher in the latter half compared to the first half of the deposition step in which the glass fine particles are deposited on the starting seed bar. A method for producing a glass particulate deposit. ガラス微粒子を出発種棒に堆積させる際に、前記出発種棒の回転速度或いは引き上げ速度が速くなった場合、前記出発種棒の表面温度が高くなるように燃焼ガス或いは助燃ガスの流量パターンを変更することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。   When depositing glass fine particles on the starting seed rod, if the rotational speed or pulling speed of the starting seed rod increases, the flow pattern of the combustion gas or auxiliary combustion gas is changed so that the surface temperature of the starting seed rod increases. The method for producing a glass fine particle deposit according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011256069A (en) * 2010-06-09 2011-12-22 Nikon Corp Target rod, apparatus for producing porous glass preform, method for producing porous glass preform and method for producing glass member

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