JP2014024693A - Method for producing glass preform - Google Patents

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Kiichiro Kawasaki
希一郎 川崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a glass preform making it possible to produce a good porous glass preform in a highly productive manner.SOLUTION: A method for producing a porous glass preform G, in which fine glass particles are formed utilizing flame hydrolysis reaction, sprayed and deposited on a starting base material 14 using burners 15 and 16 having plural series of combustion gas supplying lines while the starting base material 14 is slowly moved upward, comprises controlling a flow rate of the plural series of combustion gas supplying lines in such a manner that the flow rate is larger at the time of starting the deposition of the fine glass particles than at the time of effective deposition when the deposition is performed at a specified flow rate and then slowly decreased down to the specified flow rate and that the flow rate of one or more of the series is lowered temporarily down to a value less than the specified flow rate for the series before the completion of the effective deposition and then increased up to the specified flow rate.

Description

本発明は、ガラス微粒子を堆積させて多孔質のガラス母材を製造するガラス母材の製造方法に関する。   The present invention relates to a glass base material manufacturing method for manufacturing a porous glass base material by depositing glass fine particles.

コアとクラッドとを有する光ファイバは、光ファイバ用のガラス母材を線引きして細径化することにより製造される。光ファイバのもととなるガラス母材を製造する方法としては、VAD(Vapor Phase Axial Deposition)法が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。このVAD法は、バーナの火炎中にガラス微粒子を生成させ、生成したガラス微粒子を石英等からなる出発基材に堆積させながら、出発基材を徐々に引き上げて円柱状の多孔質のガラス母材(ガラス微粒子堆積体)を形成していく方法である。   An optical fiber having a core and a cladding is manufactured by drawing a glass preform for an optical fiber to reduce the diameter. A VAD (Vapor Phase Axial Deposition) method is known as a method for producing a glass base material that is the basis of an optical fiber (for example, see Patent Documents 1 and 2). In this VAD method, glass fine particles are generated in a flame of a burner, and the generated glass fine particles are deposited on a starting base material made of quartz or the like, and the starting base material is gradually pulled up to form a cylindrical porous glass base material. This is a method of forming a (glass fine particle deposit).

特開平7−242433号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-242433 特開2005−314209号公報JP 2005-314209 A

VAD法によりガラス微粒子を合成してガラス微粒子堆積体を製造する際、ガラス微粒子の堆積開始時は出発基材に嵩密度の大きいガラス微粒子を堆積させる必要がある。このため、水素ガスからなる燃焼ガスの流量を有効部堆積時の所定流量より多くしておき、その後、当該所定流量に向けて徐々に流量を少なくしていくことが行われる。しかし、燃焼ガスの流量を少なくすると堆積するガラス微粒子の嵩密度が小さくなって、ガラス微粒子堆積体の成長速度が上がる。このため、バーナに供給する燃焼ガスの流量を有効部堆積時の所定流量に向けて下げていくと、ガラス微粒子堆積体の成長速度が急激に速くなってガラス微粒子の堆積面の形状が変化したり、出発基材の引き上げ速度が乱れたりしてガラス微粒子堆積体が変形し易くなる。   When a glass fine particle deposit is produced by synthesizing glass fine particles by the VAD method, it is necessary to deposit glass fine particles having a large bulk density on the starting substrate at the start of the deposition of the glass fine particles. For this reason, the flow rate of the combustion gas made of hydrogen gas is set higher than the predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion, and then the flow rate is gradually decreased toward the predetermined flow rate. However, if the flow rate of the combustion gas is reduced, the bulk density of the glass fine particles to be deposited is reduced, and the growth rate of the glass fine particle deposit is increased. For this reason, when the flow rate of the combustion gas supplied to the burner is decreased toward the predetermined flow rate during the effective portion deposition, the growth rate of the glass particulate deposits rapidly increases and the shape of the deposition surface of the glass particulates changes. Or the pulling-up speed of the starting substrate is disturbed, and the glass fine particle deposit is easily deformed.

この対策としては、例えば、燃焼ガスの流量を下げる割合を小さくして成長速度の上昇を抑えることが考えられるが、この場合、引き上げ速度が一定になって有効部を堆積させるに至るまでの時間が長くなるため、結果としてガラス微粒子堆積体の製造時間が長くなり、生産性が下がってしまう。   As a countermeasure for this, for example, it is conceivable to reduce the rate of reducing the flow rate of the combustion gas to suppress the increase in the growth rate, but in this case, the time until the pulling rate becomes constant and the effective part is deposited. As a result, the manufacturing time of the glass fine particle deposit becomes longer, resulting in a decrease in productivity.

本発明の目的は、良好な多孔質のガラス母材を生産性良く製造することが可能なガラス母材の製造方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the glass base material which can manufacture a favorable porous glass base material with sufficient productivity.

上記課題を解決することのできるガラス母材の製造方法は、複数系統の燃焼ガスの供給ラインを備えたバーナで、原料ガスとの火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成して基材に吹き付けて堆積させながら、前記基材を徐々に引き上げて多孔質ガラスのガラス母材を製造するガラス母材の製造方法であって、
前記ガラス微粒子の堆積開始時の前記複数系統の燃焼ガスの流量を、それぞれ有効部堆積時の所定流量より多くしてから前記所定流量へ向かって徐々に少なくするとともに、前記複数系統の燃焼ガスの中の少なくとも1系統以上の流量を、前記ガラス微粒子の有効部堆積前に一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくした後、流量を増やして当該所定流量にすることを特徴とする。
A method for producing a glass base material that can solve the above problems is a burner equipped with a plurality of combustion gas supply lines, in which glass fine particles are generated by a flame hydrolysis reaction with a raw material gas and sprayed onto a substrate. A glass base material manufacturing method for gradually raising the base material while producing a glass base material for porous glass while depositing,
The flow rates of the plurality of combustion gases at the start of the deposition of the glass particulates are gradually decreased toward the predetermined flow rate after increasing from the predetermined flow rates at the time of effective portion deposition. The flow rate of at least one system in the system is temporarily made smaller than the predetermined flow rate in the system before depositing the effective part of the glass fine particles, and then the flow rate is increased to the predetermined flow rate.

前記バーナとして、系統毎に異なる層でガスを噴出させる多重管バーナを用い、
前記複数系統の燃焼ガスの系統のうち最も外側の層の系統に供給する燃焼ガスの流量を、前記ガラス微粒子の有効部堆積前に一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくした後、流量を増やして当該所定流量にすることが好ましい。
As the burner, using a multi-tube burner that ejects gas in different layers for each system,
The flow rate of the combustion gas supplied to the outermost layer of the multiple combustion gas systems is temporarily reduced below the predetermined flow rate in the system before the effective portion deposition of the glass particulates, and then the flow rate Is preferably increased to the predetermined flow rate.

前記一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくする流量は、当該所定流量の70%以上98%以下であることが好ましい。   The flow rate that is temporarily less than the predetermined flow rate in the system is preferably 70% or more and 98% or less of the predetermined flow rate.

本発明によれば、ガラス微粒子の堆積を開始して有効部堆積時に至るまでの時期における多孔質のガラス母材の急激な成長速度の上昇を抑制することができ、有効部堆積時に至るまでの時間が長くなることもない。また、引き上げ速度の乱れや堆積面の形状の変形などの不具合の発生も抑制でき、安定的にガラス母材を製造することができる。つまり、良好な多孔質のガラス母材を高い生産性で製造することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress a rapid increase in the growth rate of the porous glass base material from the start of the deposition of the glass fine particles to the time when the effective part is deposited. The time will not increase. In addition, it is possible to suppress the occurrence of problems such as disturbance in the pulling speed and deformation of the shape of the deposited surface, and a glass base material can be manufactured stably. That is, a good porous glass base material can be manufactured with high productivity.

本実施形態に係るガラス母材の製造方法に用いられる製造装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the manufacturing apparatus used for the manufacturing method of the glass base material which concerns on this embodiment. 製造するガラス母材の先端部分における概略側面図である。It is a schematic side view in the front-end | tip part of the glass base material to manufacture. 実施例1におけるガラス微粒子の堆積開始直後からの引き上げ速度の変化を示すグラフである。4 is a graph showing a change in pulling rate immediately after the start of deposition of glass fine particles in Example 1. 比較例1におけるガラス微粒子の堆積開始直後からの引き上げ速度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the pulling-up speed immediately after the deposition start of the glass fine particle in the comparative example 1.

以下、本発明に係るガラス母材の製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。
まず、ガラス母材を製造する製造装置について説明する。
図1に示すように、製造装置11は、反応容器12を備えており、VAD法によって反応容器12内で多孔質ガラス体のガラス母材Gを製造する装置である。反応容器12の上部には、吊り下げ装置13が設けられている。吊り下げ装置13は反応容器12の外側に設けられた駆動装置(図示略)により上下に昇降される。吊り下げ装置13には、例えば、石英ガラスなどから形成された出発基材(基材)14が把持されており、この出発基材14は、吊り下げ装置13によって軸回りに回転されながら軸方向に沿って移動可能とされている。
Hereinafter, an example of an embodiment of a manufacturing method of a glass base material concerning the present invention is explained with reference to drawings.
First, a manufacturing apparatus for manufacturing a glass base material will be described.
As shown in FIG. 1, the manufacturing apparatus 11 includes a reaction container 12 and is an apparatus for manufacturing a glass base material G of a porous glass body in the reaction container 12 by a VAD method. A suspension device 13 is provided on the upper portion of the reaction vessel 12. The suspension device 13 is moved up and down by a drive device (not shown) provided outside the reaction vessel 12. The suspension device 13 holds a starting base material (base material) 14 made of, for example, quartz glass, and the starting base material 14 is axially rotated while being rotated about the axis by the suspension device 13. It is possible to move along.

図1および図2に示すように、反応容器12には、その下部に2つのバーナ15,16が設けられている。これらのバーナ15,16は、ガラス原料ガスと火炎ガスを噴出し、火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成して、そのガラス微粒子を出発基材14に向けて吹き付けるものである。バーナ15,16はそれぞれ出発基材14に対して下方に設置され、斜め上方へ向けて傾けられている。バーナ15は、クラッド用バーナであり、バーナ16は、コア用バーナである。それぞれのバーナ15,16には、ガス供給部17から、例えば、四塩化珪素(SiCl)等のガラス原料ガス、水素(H)等の燃焼ガス、酸素(O)等の助燃ガスおよびアルゴン(Ar)等のパージガスが複数の系統で供給される。クラッド用のバーナ15およびコア用のバーナ16は、複数の系統で供給される各種のガスをそれぞれ噴出し、火炎加水分解によってガラス微粒子を合成する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the reaction vessel 12 is provided with two burners 15, 16 at the lower part thereof. These burners 15 and 16 eject glass raw material gas and flame gas, generate glass fine particles by a flame hydrolysis reaction, and spray the glass fine particles toward the starting substrate 14. Each of the burners 15 and 16 is installed below the starting base material 14 and is inclined obliquely upward. The burner 15 is a cladding burner, and the burner 16 is a core burner. Each of the burners 15 and 16 is supplied with a glass source gas such as silicon tetrachloride (SiCl 4 ), a combustion gas such as hydrogen (H 2 ), an auxiliary combustion gas such as oxygen (O 2 ), and the like from the gas supply unit 17. A purge gas such as argon (Ar) is supplied in a plurality of systems. The cladding burner 15 and the core burner 16 eject various gases supplied from a plurality of systems, respectively, and synthesize glass particles by flame hydrolysis.

また、バーナ15,16は、同心円状に複数のポート(噴出し口)を有する、8重管石英ガラスバーナなどの多重管バーナであり、複数の系統毎に異なる層のポートからガスを噴出する。   The burners 15 and 16 are multi-tube burners such as an 8-fold quartz glass burner having a plurality of ports (spout ports) concentrically, and jet gas from ports of different layers for each of a plurality of systems. .

そして、これらのバーナ15,16から噴出されるガラス原料ガスと火炎ガス(燃焼ガスと助燃ガス)により、火炎加水分解されて合成されるガラス微粒子が出発基材14に堆積される。この出発基材14にガラス微粒子を堆積させながら軸回りに回転される出発基材14を徐々に引き上げることで、出発基材14に、ガラス微粒子の堆積体である円柱状の多孔質ガラス体のガラス母材Gが形成される。このガラス母材Gは、その後、脱水および焼結して透明ガラス化された光ファイバ用母材とされ、その光ファイバ用母材を線引きすることで光ファイバが製造される。   Glass fine particles synthesized by flame hydrolysis are deposited on the starting substrate 14 by the glass raw material gas and flame gas (combustion gas and auxiliary combustion gas) ejected from the burners 15 and 16. By gradually pulling up the starting base material 14 rotated about the axis while depositing the glass fine particles on the starting base material 14, a cylindrical porous glass body, which is a deposit of glass fine particles, is formed on the starting base material 14. A glass base material G is formed. The glass base material G is then dewatered and sintered into a transparent glass base material for an optical fiber, and the optical fiber base material is drawn to produce an optical fiber.

反応容器12の下部には、レーザ装置21が設けられている。このレーザ装置21は、レーザ光Lを出射する投光器22と、レーザ光Lを受光する受光器23とを備えている。投光器22と受光器23とは、反応容器12の下部における外側で、反応容器12を挟んで互いに対向した位置に設けられている。投光器22から出射されたレーザ光Lは、反応容器12内を通過して受光器23に到達し、この受光器23で受光される。そして、この受光器23からの受光信号に基づいて、ガラス母材Gにおけるガラス微粒子の堆積状態(堆積面の位置)が監視される。   A laser device 21 is provided below the reaction vessel 12. The laser device 21 includes a projector 22 that emits laser light L and a light receiver 23 that receives the laser light L. The light projector 22 and the light receiver 23 are provided on the outer side of the lower part of the reaction vessel 12 at positions facing each other with the reaction vessel 12 interposed therebetween. The laser light L emitted from the projector 22 passes through the reaction container 12 and reaches the light receiver 23, and is received by the light receiver 23. Based on the light reception signal from the light receiver 23, the deposition state (position of the deposition surface) of the glass particles on the glass base material G is monitored.

次に、上記の製造装置11によって出発基材14にガラス微粒子を堆積させて、多孔質のガラス母材Gを製造する方法について説明する。
まず、出発基材14を吊り下げ装置13に吊り下げ、出発基材14を所定位置に配置させる。
Next, a method for producing a porous glass base material G by depositing glass fine particles on the starting substrate 14 by the production apparatus 11 will be described.
First, the starting base material 14 is suspended from the suspension device 13, and the starting base material 14 is arranged at a predetermined position.

次に、出発基材14を軸回りに回転させながら、バーナ15,16から噴出されるガラス原料ガスと火炎ガスによって火炎加水分解されて生成されるガラス微粒子を出発基材14に吹き付け、ガラス微粒子を堆積させる。
この状態で、吊り下げ装置13によって出発基材14を徐々に引き上げ、ガラス微粒子の堆積体である円柱状のガラス母材Gを形成する。
Next, while rotating the starting base material 14 around the axis, glass fine particles generated by flame hydrolysis with the glass raw material gas and the flame gas ejected from the burners 15 and 16 are sprayed onto the starting base material 14, and the glass fine particles are sprayed. To deposit.
In this state, the starting base material 14 is gradually pulled up by the suspending device 13 to form a columnar glass base material G that is a deposit of glass fine particles.

このとき、投光器22および受光器23からなるレーザ装置21によってガラス微粒子の堆積状態を監視して、堆積面の先端位置をモニタしつつ、吊り下げ装置13による引き上げ速度を制御することで、所定径のガラス母材Gを製造する。   At this time, the laser device 21 including the projector 22 and the light receiver 23 is used to monitor the deposition state of the glass fine particles, and while monitoring the tip position of the deposition surface, the lifting speed by the suspension device 13 is controlled to thereby reduce the predetermined diameter. The glass base material G is manufactured.

VAD法によりガラス微粒子を合成して多孔質のガラス母材Gを製造する際、ガラス微粒子の堆積開始時期は堆積体の強度を得るため、出発基材14に嵩密度の大きいガラス微粒子を付着させる必要がある。そのため、ガラス母材Gの製造開始初期に、バーナ15,16からの各系統における燃焼ガスの流量を、それぞれ有効部堆積時の所定流量より多くしておき、その後、当該所定流量に向けて徐々に流量を下げていく。   When the porous glass base material G is produced by synthesizing the glass fine particles by the VAD method, the glass fine particles having a large bulk density are attached to the starting substrate 14 in order to obtain the strength of the deposit at the start of the glass fine particle deposition. There is a need. Therefore, at the beginning of the production of the glass base material G, the flow rate of the combustion gas in each system from the burners 15 and 16 is set to be larger than the predetermined flow rate at the time of depositing the effective part, and then gradually toward the predetermined flow rate. Reduce the flow rate.

燃焼ガスの流量を少なくすると火炎の温度が下がってガラス微粒子の堆積嵩密度が下がり、ガラス母材Gの成長速度が上がる。このため、バーナ15,16における燃焼ガスの全ての系統で流量を有効部堆積時の所定流量に向けて下げていくと、ガラス母材Gの成長速度が急激に速くなることで、出発基材14の引き上げ速度に乱れが生じたり、ガラス微粒子の堆積面の形状が変化したりしてガラス母材Gが変形し易くなる。   When the flow rate of the combustion gas is reduced, the temperature of the flame is lowered, the bulk density of the glass fine particles is lowered, and the growth rate of the glass base material G is increased. For this reason, when the flow rate is lowered toward the predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion in all systems of the combustion gas in the burners 15 and 16, the growth rate of the glass base material G is rapidly increased, so that the starting substrate The glass base material G is likely to be deformed due to a disturbance in the pulling speed of 14 or a change in the shape of the deposition surface of the glass fine particles.

これに対して本実施形態では、多重管バーナである各バーナ15,16における、燃焼ガスの複数の系統のうち最外層のポートに供給する系統の燃焼ガスの流量を、ガラス微粒子の有効部堆積前に一時的に有効部堆積時のその系統における所定流量よりも少なくした後、流量を増やしていき当該所定流量にする。   On the other hand, in this embodiment, the flow rate of the combustion gas supplied to the outermost layer port among the plurality of combustion gas systems in each of the burners 15 and 16 which are multi-tube burners is set as the effective part deposition of glass particulates. After temporarily reducing the flow rate to be less than the predetermined flow rate in the system at the time of depositing the effective portion, the flow rate is increased to the predetermined flow rate.

このように、少なくとも1系統における燃焼ガスの流量を一時的にその系統における有効部堆積時の所定流量より少なくしてから当該所定流量になるように徐々に流量を増やすと、ガラス母材Gの成長速度を下げる方向に作用する。これに対して、他の燃焼ガスの系統では、燃焼ガスの流量を徐々に少なくすることによって成長速度を上げる方向に作用する。   As described above, when the flow rate of the combustion gas in at least one system is temporarily made smaller than the predetermined flow rate at the time of depositing the effective part in that system and then gradually increased so as to become the predetermined flow rate, Acts in the direction of decreasing the growth rate. On the other hand, in other combustion gas systems, the growth rate is increased by gradually decreasing the flow rate of the combustion gas.

したがって、結果としてガラス微粒子が堆積しているガラス母材Gの成長速度が急激に上昇することが抑制され、出発基材14の引き上げ速度が乱れたり、堆積面の形状が変形したりするなどの不具合がなく、安定的にガラス母材Gが形成される。   Therefore, as a result, a rapid increase in the growth rate of the glass base material G on which the glass fine particles are deposited is suppressed, the pulling speed of the starting base material 14 is disturbed, or the shape of the deposition surface is deformed. There is no defect, and the glass base material G is stably formed.

有効部堆積前に燃焼ガスの流量を一時的にその系統における有効部堆積時の所定流量より少なくする系統では、その一時的に少なくする流量を、有効部堆積時の所定流量の70%以上98%以下とすることが好ましい。流量をその系統の有効部堆積時の所定流量に対して70%よりも少なくすると、その時点で成長速度が上昇して、かえってガラス母材の変形を促進してしまう。また、流量をその系統の有効部堆積時の所定流量に対して98%より大きくすると、成長速度を下げる作用が十分に得られず、引き上げ速度の乱れや堆積面の変形を抑制する効果が得られない。なお、一時的に少なくする流量としては、その系統の有効部堆積時の所定流量の90%以上95%以下とすることがより好ましい。   In a system in which the flow rate of the combustion gas is temporarily less than the predetermined flow rate at the time of effective portion deposition in the system before the effective portion deposition, the flow rate that is temporarily reduced is 70% or more of the predetermined flow rate at the time of effective portion deposition. % Or less is preferable. If the flow rate is less than 70% with respect to the predetermined flow rate at the time of depositing the effective part of the system, the growth rate is increased at that point, and the deformation of the glass base material is promoted. Further, if the flow rate is larger than 98% with respect to the predetermined flow rate when depositing the effective portion of the system, the effect of lowering the growth rate cannot be obtained sufficiently, and the effect of suppressing the disorder of the pulling rate and the deformation of the deposition surface can be obtained. I can't. The flow rate that is temporarily reduced is more preferably 90% or more and 95% or less of the predetermined flow rate when the effective part of the system is deposited.

このように、本実施形態に係るガラス母材Gの製造方法によれば、ガラス微粒子の堆積開始時のそれぞれの系統の燃焼ガスの流量を、それぞれの有効部堆積時の所定流量より多くしてそれぞれの所定流量に向かって徐々に少なくするとともに、少なくとも1系統以上の燃焼ガス系統における流量をガラス微粒子の有効部堆積前に一時的にその系統における有効部堆積時の所定流量よりも少なくして、その後、当該所定流量になるように徐々に流量を増やしていく。これにより、ガラス母材Gの成長速度の急激な上昇を抑制することができ、引き上げ速度の乱れや堆積面の形状の変形などの不具合なく安定的にガラス母材Gを製造することができる。また、成長速度を必要以上に遅くして有効部堆積時に至るまでの時間が長くなることもない。このように、良好なガラス母材Gを生産性良く製造することができる。   As described above, according to the manufacturing method of the glass base material G according to the present embodiment, the flow rate of the combustion gas of each system at the start of the deposition of the glass fine particles is set higher than the predetermined flow rate at the time of depositing each effective part. While gradually reducing the flow rate toward each predetermined flow rate, the flow rate in at least one combustion gas system is temporarily made smaller than the predetermined flow rate at the time of depositing the effective part in the system before the effective part deposition of the glass particulates. Thereafter, the flow rate is gradually increased so that the predetermined flow rate is obtained. As a result, a rapid increase in the growth rate of the glass base material G can be suppressed, and the glass base material G can be stably manufactured without problems such as disorder of the pulling speed and deformation of the shape of the deposition surface. In addition, the growth rate is slower than necessary and the time until the effective part is deposited does not increase. Thus, a good glass base material G can be manufactured with high productivity.

また、多重管バーナからなるバーナ15,16では、外側のポートほど断面積が大きくなるため、外側のポートに流すガスの流量は、内側のポートより多くする傾向がある。一方で、燃焼ガスにおいては、内側のポートほど、燃焼ガス流量の変化量に対する成長速度の変化量の割合が大きくなる。したがって、内側のポートの燃焼ガスのガス流量を一時的に大きく下げると、成長速度が急激に下がって、かえって変形を促進する場合がある。よって、内側のポートは堆積開始時から徐々に燃焼ガスのガス流量を下げるようにしておき、外側のポートの流量を一時的に下げてその後増やしていくようにすることが、引き上げ速度の急激な変化を抑制しやすく、より好ましい。   Moreover, in the burners 15 and 16 which consist of a multi-tube burner, since a cross-sectional area becomes large as an outer port, the flow volume of the gas sent through an outer port tends to increase more than an inner port. On the other hand, in the combustion gas, the ratio of the change amount of the growth rate to the change amount of the combustion gas flow rate becomes larger in the inner port. Therefore, if the gas flow rate of the combustion gas in the inner port is temporarily greatly reduced, the growth rate may be drastically reduced, and instead deformation may be promoted. Therefore, gradually reducing the gas flow rate of the combustion gas at the inner port from the start of deposition, and temporarily decreasing the flow rate of the outer port and then increasing the flow rate, It is easy to suppress the change and is more preferable.

なお、本実施形態ではクラッド用のバーナ15と、コア用のバーナ16を用いたVAD法について説明したが、バーナは1つでもよく、2本より多くてもよい。用いるバーナのうち何れか1つ以上において、上記のような燃焼ガスの流量を一時的に有効部堆積時の所定流量より少なくする制御を適用することで、ガラス母材Gの成長速度の急激な上昇を抑制する効果は得られる。また、上記のようにクラッド用のバーナ15とコア用のバーナ16を用いる場合では、出発基材14の近傍にガラス微粒子を堆積させて引き上げ速度に影響するコア用のバーナ16のみに上記制御を適用しても、十分な効果が得られる。   In the present embodiment, the VAD method using the cladding burner 15 and the core burner 16 has been described. However, there may be one burner or more than two. In any one or more of the burners to be used, the growth rate of the glass base material G is rapidly increased by applying control for temporarily reducing the flow rate of the combustion gas as described above to a predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion. The effect of suppressing the rise is obtained. Further, in the case where the cladding burner 15 and the core burner 16 are used as described above, the above control is performed only on the core burner 16 that deposits glass particles in the vicinity of the starting base material 14 and affects the pulling speed. Even if applied, a sufficient effect can be obtained.

また、多重管バーナ以外の構造のバーナを用いる場合でも、燃焼ガスの系統が複数あれば、上記制御を適用することができる。   Even when a burner having a structure other than the multi-tube burner is used, the above control can be applied if there are a plurality of combustion gas systems.

(1)評価方法
8重管の石英ガラスバーナを2本用いてガラス微粒子の堆積体である多孔質ガラス体のガラス母材を製造し、そのときの引き上げ速度の乱れとガラス母材の変形の有無を評価した。
ガラス母材はコア部とクラッド部を含み、2本のそれぞれのバーナで、コア部、クラッド部を形成した。形成したガラス母材は、コア部の外径が40mm、クラッド部の外径が150mmである。
ガラス母材を製造する際には、レーザ装置の投光器からのレーザ光の一部がガラス母材の先端で遮られるようにし、レーザ光の遮られる面積が一定になるように、ガラス母材の引き上げ速度を制御した。
(1) Evaluation method A glass base material of a porous glass body, which is a glass particulate deposit, is manufactured using two octuplicated quartz glass burners, and the pulling speed is disturbed and the glass base material is deformed. The presence or absence was evaluated.
The glass base material includes a core part and a clad part, and the core part and the clad part are formed by two respective burners. The formed glass base material has an outer diameter of the core part of 40 mm and an outer diameter of the clad part of 150 mm.
When manufacturing the glass base material, a part of the laser light from the projector of the laser device is shielded at the tip of the glass base material, and the area of the laser light is constant so that the area of the laser light is constant. The pulling speed was controlled.

(2)ガスの流量制御
(実施例1)
コア部のガラス微粒子を合成するバーナのガス流量を、堆積開始時からの時間に応じて表1の通りに設定した。なお、それぞれのガスの供給系統において、堆積開始時から120分経過した後を有効部堆積時の所定流量として設定している。
具体的には、ガラス原料ガス(SiCl,GeCl)および助燃ガス(O)は開始直後から120分後にかけて徐々に流量が増加するように設定した。また、燃焼ガス(H)のガス流量は、堆積開始時は所定流量より多くしておき、徐々に流量が少なくなるように設定した。なお、燃焼ガスの系統のうち6層目の系統では、開始直後から徐々に流量が少なくなるようにしつつ、開始から90分後には一時的に有効部堆積時の所定流量より流量を少なくし、その後開始から120分後に向けて流量が増加するように設定した。また、各層のガス流量は、120分経過以降から堆積終了時までを有効部堆積時の所定流量として一定流量とした。なお、不活性ガス(Ar)は堆積開始時から常に一定流量とした。
(2) Gas flow control (Example 1)
The gas flow rate of the burner for synthesizing the glass particles in the core part was set as shown in Table 1 according to the time from the start of deposition. In each gas supply system, the predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion is set after 120 minutes from the start of deposition.
Specifically, the glass raw material gas (SiCl 4 , GeCl 4 ) and the auxiliary combustion gas (O 2 ) were set so that the flow rates gradually increased from 120 minutes after the start. Further, the gas flow rate of the combustion gas (H 2 ) was set to be larger than the predetermined flow rate at the start of deposition and gradually decreased. In the system of the sixth layer of the combustion gas system, the flow rate is gradually reduced from immediately after the start, and after 90 minutes from the start, the flow rate is temporarily reduced from the predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion, Thereafter, the flow rate was set to increase 120 minutes after the start. In addition, the gas flow rate of each layer was set to a constant flow rate as a predetermined flow rate at the time of depositing the effective portion from 120 minutes to the end of deposition. The inert gas (Ar) was always kept at a constant flow rate from the start of deposition.

Figure 2014024693
Figure 2014024693

(比較例1)
コア部のガラス微粒子を合成するバーナのガス流量を、堆積開始時からの時間に応じて表2の通りに設定した。
比較例1における実施例1との違いは、6層目の燃焼ガス(H)のガス流量である。この比較例1では、全ての燃焼ガスの系統で開始直後から120分後にかけて徐々に流量が下がるように設定した。
(Comparative Example 1)
The gas flow rate of the burner for synthesizing the glass particles in the core was set as shown in Table 2 according to the time from the start of deposition.
The difference from Example 1 in Comparative Example 1 is the gas flow rate of the combustion gas (H 2 ) in the sixth layer. In Comparative Example 1, the flow rate was set to gradually decrease from 120 minutes after the start of all combustion gas systems.

Figure 2014024693
Figure 2014024693

(3)評価結果
(実施例1)
図3に示すように、ガラス微粒子の堆積開始直後からの引き上げ速度(mm/時)は、堆積開始直後から120分後にかけて徐々に大きくなり、120分後にはほぼ安定し、良好な形状のガラス母材を製造することができた。
(3) Evaluation results (Example 1)
As shown in FIG. 3, the pulling rate (mm / hour) immediately after the start of deposition of the glass fine particles gradually increases from 120 minutes after the start of deposition, and is almost stable after 120 minutes. The base material could be manufactured.

(比較例1)
図4に示すように、ガラス微粒子の堆積開始直後からの引き上げ速度は、堆積開始から90分以降で急激に上昇し、120分以降では引き上げ速度に上昇と下降を繰り返す乱れが生じた。また、このとき、コア部のガラス微粒子の堆積部分が変形し、安定してガラス母材を製造することができなかった。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 4, the pulling rate immediately after the start of the deposition of the glass fine particles suddenly increased after 90 minutes from the start of the deposition, and after 120 minutes, the pulling rate was disturbed to repeatedly increase and decrease. Further, at this time, the deposition portion of the glass fine particles in the core portion was deformed, and the glass base material could not be manufactured stably.

11:製造装置、14:出発基材(基材)、15,16:バーナ、G:ガラス母材 11: Manufacturing apparatus, 14: Starting base material (base material), 15, 16: Burner, G: Glass base material

Claims (3)

複数系統の燃焼ガスの供給ラインを備えたバーナで、原料ガスとの火炎加水分解反応によりガラス微粒子を生成して基材に吹き付けて堆積させながら、前記基材を徐々に引き上げて多孔質ガラスのガラス母材を製造するガラス母材の製造方法であって、
前記ガラス微粒子の堆積開始時の前記複数系統の燃焼ガスの流量を、それぞれ有効部堆積時の所定流量より多くしてから前記所定流量へ向かって徐々に少なくするとともに、前記複数系統の燃焼ガスの中の少なくとも1系統以上の流量を、前記ガラス微粒子の有効部堆積前に一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくした後、流量を増やして当該所定流量にすることを特徴とするガラス母材の製造方法。
A burner equipped with multiple lines of combustion gas supply lines. While producing fine glass particles by flame hydrolysis reaction with the raw material gas and spraying and depositing them on the base material, the base material is gradually pulled up to form porous glass. A glass base material manufacturing method for manufacturing a glass base material,
The flow rates of the plurality of combustion gases at the start of the deposition of the glass particulates are gradually decreased toward the predetermined flow rate after increasing from the predetermined flow rates at the time of effective portion deposition. A glass mother characterized in that the flow rate of at least one system is temporarily made lower than the predetermined flow rate in the system before depositing the effective portion of the glass fine particles, and then the flow rate is increased to the predetermined flow rate. A method of manufacturing the material.
請求項1に記載のガラス母材の製造方法であって、
前記バーナとして、系統毎に異なる層でガスを噴出させる多重管バーナを用い、
前記複数系統の燃焼ガスの系統のうち最も外側の層の系統に供給する燃焼ガスの流量を、前記ガラス微粒子の有効部堆積前に一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくした後、流量を増やして当該所定流量にすることを特徴とするガラス母材の製造方法。
It is a manufacturing method of the glass base material of Claim 1,
As the burner, using a multi-tube burner that ejects gas in different layers for each system,
The flow rate of the combustion gas supplied to the outermost layer of the multiple combustion gas systems is temporarily reduced below the predetermined flow rate in the system before the effective portion deposition of the glass particulates, and then the flow rate Is increased to obtain the predetermined flow rate.
請求項1または2に記載のガラス母材の製造方法であって、
前記一時的にその系統における前記所定流量よりも少なくする流量は、当該所定流量の70%以上98%以下であることを特徴とするガラス母材の製造方法。
A method for producing a glass base material according to claim 1 or 2,
The method for producing a glass base material, characterized in that a flow rate that is temporarily less than the predetermined flow rate in the system is 70% or more and 98% or less of the predetermined flow rate.
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