JP2016044087A - ガラス微粒子堆積体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記ガラス微粒子の堆積開始時は、前記往復移動の折り返し位置を固定として数層の干渉層を堆積し、前記数層の干渉層を堆積した後は往復移動毎に折り返し位置を移動させて前記ガラス微粒子の堆積を行う。
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
本発明の実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、
(1) 軸回りに回転するロッドの対向位置に複数本のバーナを配置し、前記ロッドと前記バーナとを前記ロッドの軸方向へ相対的に往復移動させつつ前記バーナの火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を前記ロッドに吹き付けてガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記ガラス微粒子の堆積開始時は、前記往復移動の折り返し位置を固定として数層の干渉層を堆積し、前記数層の干渉層を堆積した後は往復移動毎に折り返し位置を移動させて前記ガラス微粒子の堆積を行う。
界面不整合部は、隣り合うバーナで生成されるガラス微粒子の嵩密度の違いなどによる密度差により、焼結時にロッドと堆積面とがずれることにより生じると考えられる。しかし、上記(1)のガラス微粒子堆積体の製造方法では、ガラス微粒子の堆積開始時は、往復移動の折り返し位置を固定位置として数層の干渉層を堆積するので、特にロッド界面近傍での嵩密度が不均一な領域を小さくすることができる。また、干渉層を堆積した後は折り返し位置を移動させているので、折り返し位置でのみガラス微粒子が堆積しやすくなるということもない。これにより、外径変動などの不具合が生じることなく、且つ界面不整合部の発生を防止することができる。
干渉層を2層以上全堆積層数の2%以下とすることにより、外径変動などの不具合が生じることなく、且つ界面不整合部の発生を、より効果的に防止できる。
干渉層の平均嵩密度を往復移動毎に折り返し位置を移動させてガラス微粒子の堆積を行う層の平均嵩密度よりも大きくすることにより、界面不整合部の発生を、より効果的に防止することができる。
本発明の実施形態に係るガラス微粒子堆積体の製造方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
図1に示すように、ガラス微粒子堆積体を製造する製造装置1は、反応容器2内のロッド(ターゲットロッド)3に、バーナ(原料バーナ)4a〜4gの火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を堆積させて、光ファイバの母材となるガラス微粒子堆積体5を製造する装置である。バーナ4a〜4gは、ロッド3に対向させてロッド3の軸方向に沿って一定間隔で複数配置されており、反応容器2のバーナ4a〜4gと反対側には、排気路6が設けられている。なお、反応容器2の両端部には、酸水素ガスの火炎によりガラス微粒子堆積体5の端部を加熱する補助バーナ7a、7bが設けられていてもよい。
なお、各バーナによる堆積領域の境界は、ロッド軸方向に配列された複数のバーナ(4a〜4g)間において生じるが、ガラス微粒子堆積体は、焼結時に上方に向かって収縮するため、特に下端部側において、界面不整合部が発生しやすい。
(実施例1)
ロッド界面からの干渉層の層数(1回の往復移動で1層堆積されるものとする)を変化させて、本発明の実施形態の製造方法によって、それぞれガラス微粒子堆積体5の製造を行った。そして、製造された各ガラス微粒子堆積体5に対し界面不整合部の発生の有無と、未焼結部分の発生の有無を調べた。その結果を図6、図7に示す。なお、実施例1では、後述する水素ガス流量の比率は、1.17としている。
図6に示すように、積層総数に対する干渉層の割合が0.2%程度以上であれば、界面不整合部の発生を抑える効果があり、0.5%程度以上とすれば、界面不整合部の発生をほぼ抑えることができることがわかる。なお、干渉層が少なくとも存在することが必要なので、最低限2層の干渉層は必要である。
実施例2で説明するように、干渉層は高い嵩密度の層とすることが好ましいが、高い嵩密度の干渉層の層数が多くなると、焼結工程でロッド界面近傍が焼け残り、未焼結部分が発生する。図7に示すように、特に干渉層の割合が2%より大きくなると、未焼結部分の発生率が極端に高くなるため、干渉層の層数は、ガラス微粒子堆積体1本当たりの全堆積層数の2%以下にすることが好ましいことがわかる。
ガラス微粒子堆積体の嵩密度はバーナの可燃性ガスの流量に比例するので、可燃性ガスである水素ガスの流量(本実施例ではバーナの火炎形成には酸水素ガスを使用している)を変えて、干渉層の嵩密度の違いによる界面不整合部の発生率を調べた。
ロッド界面からの干渉層の層数を一定(3層)とし、干渉層を形成する際に、バーナ4a〜4gの水素ガスの流量を変えて、本発明の実施形態の製造方法によって、それぞれガラス微粒子堆積体5の製造を行った。そして、製造された各ガラス微粒子堆積体5に対し界面不整合部の発生の有無を調べた。その結果を図8に示す。
図8に示すように、界面不整合部の発生を十分に抑えるには、上記水素ガス流量の比率を1.3以上として、嵩密度の高い干渉層を形成することが有効であることがわかる。
2 反応容器
3 ロッド
4a〜4g バーナ(原料バーナ)
5 ガラス微粒子堆積体
6 排気路
7a、7b 補助バーナ
Claims (3)
- 軸回りに回転するロッドの対向位置に複数本のバーナを配置し、前記ロッドと前記バーナとを前記ロッドの軸方向へ相対的に往復移動させつつ前記バーナの火炎による加水分解反応で生成されるガラス微粒子を前記ロッドに吹き付けてガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記ガラス微粒子の堆積開始時は、前記往復移動の折り返し位置を固定として数層の干渉層を堆積し、前記数層の干渉層を堆積した後は往復移動毎に折り返し位置を移動させて前記ガラス微粒子の堆積を行う、ガラス微粒子堆積体の製造方法。 - 前記干渉層の層数を2層以上全堆積層数の2%以下とする、請求項1に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
- 前記干渉層の平均嵩密度を、前記往復移動毎に折り返し位置を移動させて前記ガラス微粒子の堆積を行う層の平均嵩密度よりも大きくする、請求項1または請求項2に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
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