JP3654232B2 - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバの製造方法に関し、特にガラスロッド外周にガラス原料を気相反応させることにより生成するガラス微粒子を積層してガラス微粒子堆積体を得る、いわゆるＯＶＤ法による光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳｉＣｌ4 等のガラス原料ガスを、Ｈ2 、炭化水素等の燃焼性ガス、Ｏ2 等の助燃性ガス及び必要な場合にはＮ2 等の不活性ガスと共にガラス合成用バーナーに導入し、該ガラス合成用バーナーに形成される火炎中で該ガラス原料を加水分解反応（火炎加水分解反応）させる、あるいは酸化反応させることによりガラス微粒子（ＳｉＯ2 ）を生成させ、これをターゲット外周に堆積してガラス微粒子積層体（多孔質体ともいう）を得た後、該ガラス微粒子積層体を焼結して透明ガラス体とする方法は、合成石英ガラスの製法として多用されており、特に光ファイバ用母材の製法としても一般的な方法である。
【０００３】
上記ターゲットとして、コア用ガラスロッド又はコアの外周にクラッド層を有するガラスロッドを出発材とし、該出発材をその中心軸回りに回転させながら、該出発材とは相対的に軸方向に往復運動するガラス合成用バーナーから、該ガラス合成用バーナーの火炎中で加水分解反応させることにより生成させたガラス微粒子を該出発材の外周に積層させてガラス微粒子堆積体を形成させる方法は、ＯＶＤ法として公知である。
例えば図１の例では少なくともコアを有するガラスロッド１の両端にダミー棒２を溶着して出発材３とし、該ダミー棒部分を把持して出発材３を回転及び上下方向に往復運動させながら、ガラス合成用バーナー４の火炎５中に生成するガラス微粒子を吹きつけ、出発材３外周にガラス微粒子堆積体６を形成する。
【０００４】
従来のＯＶＤ法として例えば、特開平７−１４４９２８号公報には、トーチ（ガラス合成用バーナー）から放射されるガラス微粒子含有火炎の周囲に冷却不活性ガスをガラス微粒子含有火炎放射と同時に噴射せしめ、ガラス微粒子がガラス種棒（出発材）長手方向へ拡散するのを防止すると共にスート堆積表面が加熱されないようにしてスート堆積表面（低温）とガラス微粒子（高温）との温度差を大きく保つことにより、サーモフォレシス効果によってガラス微粒子の堆積速度〔堆積速度＝単位時間当たりにターゲット母材に付着するガラス微粒子の質量（ｇ／ｍｉｎ）〕を増大することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記したような従来のＯＶＤ法におけるガラス微粒子堆積体の堆積速度、収率（収率＝実付着量／投入量）をさらに向上できる光ファイバ母材の製造方法を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明の構成は、下記(1) 〜(8) のとおりである。
(1) コア又はコアとクラッドを有するガラスロッドを出発材とし、該出発材をその中心軸の回りに回転させながら、該出発材と相対的に軸方向に往復運動するガラス合成用バーナーから、該ガラス合成用バーナー火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解反応させることにより合成されたガラス微粒子を該出発材の外周に吹きつけて堆積させガラス微粒子堆積体を形成することにより母材を製造する方法であって、（母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期（以下、母材細径時ともいう）に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度／母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期（以下、母材太径時ともいう）において堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度）＜１とし、かつ、前記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期のガラス微粒子堆積体嵩密度を０．１ｇ／ｃｍ 3 以上とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
(2) 上記母材細径時に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3未満とすることを特徴とする上記(1)に記載の光ファイバ母材の製造方法。
(3) 上記母材細径時のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃未満とすることを特徴とする上記(1)又は (2)に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【０００７】
(4) 上記母材太径時に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3以上とすることを特徴とする上記(1) ないし(5) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
(5) 上記母材太径時のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃以上とすることを特徴とする上記(1) ないし(4) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
(6) 上記母材細径時のガラス微粒子堆積体嵩密度よりも上記母材太径時のガラス微粒子堆積体嵩密度が大きくなるように、燃焼性ガスまたは助燃性ガスの流量を変えることを特徴とする上記(1) ないし(5) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、上記課題を解決する手段について鋭意研究の結果、ＯＶＤ法で堆積速度を上げるには次の２つの手法を組み合わせることが最良の結果を奏するという新規な知見を得た。
第１は、ターゲットが細径時にガラス嵩密度を下げて母材外径（出発材とその外周に堆積したガラス微粒子堆積体からなる母材の外径）を積極的に太くすることで、ターゲットとなる面積を広げて堆積速度を上げるという手法である。ＯＶＤ法はＶＡＤ法（気相軸付け法：１本以上のコア合成用バーナーと１本以上のクラッド合成用バーナーから同時にガラス微粒子をターゲットに吹きつけ、堆積させてゆく方法）に比較しターゲット面積が小さい時間が長いため、この手法により同量のガラス微粒子であっても嵩の高い（＝嵩密度が小さい）堆積体となるためターゲットとしては大きくガラス微粒子が堆積しやすくなるため、母材外径をを早く太径化させる効果が大きい。なお、嵩密度は、〔嵩密度＝ガラス微粒子堆積体質量／ガラス微粒子堆積体体積（ｇ／ｃｍ3 ）〕の式により算出できる。
【０００９】
第２は、ある程度まで母材外径が太径化した時点で、酸水素火炎の流量を上げて母材の嵩密度を上げ、かつ原料の反応を促進して収率を向上させるという手法である。ガラス微粒子のドライビングフォーメーションは火炎温度（火炎中のガラス微粒子温度）と堆積面温度との温度差によるサーモホレシス効果が支配的であると考えられ、母材がある程度の外径に達すると、嵩密度を下げてターゲット面積を広げることによる収率向上効果よりも、酸水素流量を上げ火炎温度を上げかつ堆積面温度を上げることにより、原料反応の促進とサーモホレシス効果を得ることによる方が、ガラス微粒子の堆積面への付着効率を上げることができる。なお、この時に嵩密度は高くなる。
【００１０】
そこで、問題となるのは第１の手法から第２の手法へと切り換える時点である。本発明者らの検討によれば、使用しているガラス合成用バーナーの直径ａに対し母材外径ｄが２倍以下（ｄ≦２ａ）においては嵩密度を下げて堆積する。なお、本発明においてガラス合成用バーナーの直径ａは、図２に示すように最外周のポートの内径をいう。
具体的には、Ｈ2 、Ｏ2 等の流量を調整することにより火炎の温度を下げ、ガラス微粒子堆積体のススの嵩密度を０．１ｇ／ｃｍ3 〜０．５ｇ／ｃｍ3 程度に下げる。嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3 未満では柔らかすぎて容易に破損してしまい、０．５ｇ／ｃｍ3 を超えると本発明の効果が減少する。
このような嵩密度範囲を実現するには、ガラス微粒子の堆積面温度を６５０℃未満とすることが好ましく、具体的にはバーナーに導入する燃料ガス、助燃性ガス等の流量を調節することが挙げられる。
【００１１】
なお、本発明において母材外径ｄとは図１に示すように合成している母材（ガラス微粒子堆積体）のほぼ定常的な部分での外径をいう。また、この外径の測定はレーザー式の距離測定器を用いて算出する。すなわち、レーザー光をガラス微粒子堆積体回転軸にたいして垂直にかつ中心に行けて出射し、後方散乱光をセンサーで受光させ、堆積面とセンサー間との距離をモニターする。母材外径が太くなる分、モニターしている測定距離が短くなることを利用し、母材外径を算出する。
【００１２】
母材外径ｄがガラス合成用バーナ直径ａの２．５倍以上（ｄ≧２．５ａ）となると上記の手段の効果はなくなるので、酸水素火炎の流量を上げ、原料の反応を促進し、トータルで収率を上げる。このとき嵩密度は上がる。
具体的には、Ｈ2 、Ｏ2 等の流量を調整することにより火炎の温度を上げ、ガラス微粒子堆積体のススの嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 〜０．８ｇ／ｃｍ3 程度にする。嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ3 未満では本発明の効果が減少し、また０．８ｇ／ｃｍ3 を超えると硬くなりすぎて、以降の工程での脱水、脱気、焼結が困難になる。
【００１３】
このような嵩密度範囲を実現するには、ガラス微粒子の堆積面温度を６５０℃〜９５０℃とすることが好ましく、上記のようにバーナーに導入するガス流量を調整する。ここで、ガラス微粒子の堆積面温度とは、図１に示すように、母材（ガラス微粒子体積体）の表面においてガラス合成用バーナー４の火炎５が当接している部分の温度のことであり、堆積面からの放射光により温度を算出する（サーモグラフィー）。
なお、堆積面温度と嵩密度には相関関係があるため、予め相関線を求めておいて、堆積面温度から嵩密度を算出することができる。
【００１４】
本発明において、母材外径ｄが２ａ〜２．５ａの間は、嵩密度が連続的に移行するように堆積させればよい。
以上のようにして得られる母材の最終的な外径は、ガラス合成用バーナ直径の約３〜４倍（３〜４ａ）である。
【００１５】
以上のように本発明は合成に用いるバーナー直径ａを基準にしているが、一般にガラス合成用バーナーは最終目的とする母材外径に対応して選択しており、最終目的とする母材外径をＤとするとａ＝1/3 〜1/4 Ｄ程度のものを用いている。
具体的には、後記する実施例に示す。
【００１６】
なお、本発明で用いるガラス合成用バーナーとしては、例えば図２に示したような構造のものでもよいし、図３に示すように中心ポート外周に同心円状にポートが形成された多重管バーナーでもよい。ガラス合成用バーナーの本数も１本又は複数本のいずれでもよい。
また、図１ではガラス合成用バーナーが固定されており、出発材がその中心軸を軸として回転しつつ、上下に往復運動する構成を示しているが、出発材が回転するのみで、バーナーをトラバースする構成も、本発明の範囲に含有される。
【００１７】
本発明においてはガラス合成用バーナーに導入するガスについては、この種技術分野で公知のガラス原料ガス例えばＳｉＣｌ4 、ＨＳｉＣｌ3 、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 、（ＣＨ3 ）2 ＳｉＣｌ2 、ＣＨ3 Ｓｉ（ＣＨ3 ０）3 、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 等及び各種のドーパントガス、燃焼性ガス例えばＨ2 ，ＣＨ4 等炭化水素類、助燃性ガス例えばＯ2 等を用いればよく、また必要な場合には不活性ガス例えばＡｒ，Ｎ2 ，Ｈｅ等を用いることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
図１に示す構成により、ガラス微粒子堆積体を形成し、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度（ｇ／ｃｍ3 ）、ガラス堆積速度（ｇ／ｍｉｎ）の関係を検討した。コア及びクラッドを有し、直径４０ｍｍ、長さ５００ｍｍのガラスロッド１の両端に石英ガラス製ダミー棒２を溶着して出発材３とした。該出発材３を鉛直に設置し、４０ｒｐｍで回転、及び上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎ で往復運動させながら、ガラス微粒子合成用バーナー（以下、単にバーナーという場合もある）４から生成するガラス微粒子５を該出発材３外周に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成した。本実施例で用いたバーナー４の最外周ポートの内径は４０ｍｍであり、バーナー４には原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭ（（スタンダードリットル／分）を供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で４０〜１２０ＳＬＭ及びＯ2 を２０〜６０ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ、供給した。
図２に用いたバーナー４の概略断面図と各ポートから流したガスの種類を示す。
【００２０】
まず直径４０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００℃〜６００℃に保持しながら、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．２５ｇ／ｃｍ3 〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように原料ガス等の流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が１２０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。 次いで母材外径が１２０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給するＳｉＣｌ4 の流量を５〜８ＳＬＭ、Ｈ2 を１２０〜１６０ＳＬＭ、Ｏ2 を６０〜８０ＳＬＭ，Ａｒを４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０℃以上７５０℃までに維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以上０．６ｇ／ｃｍ3 以下に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。このガラス堆積に費やした時間は４５時間となった。堆積速度は１１．１ｇ／ｍｉｎであった。
【００２１】
比較例１
実施例１と同様の構成において、同様の出発材を用いてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を測定した。 該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直に設置し、上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながらバーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作製した。直径（最外周ポートの内径）４０ｍｍのバーナーには原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で１００〜１５０ＳＬＭ、及びＯ2 を全量で５０〜７５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ供給した。
【００２２】
実施例１の場合と同様に直径４０ｍｍの出発材表面にガラスを堆積し始め、堆積面温度を７００℃に維持することにより堆積するガラス微粒子の嵩密度を約０．５５ｇ／ｃｍ3 に維持させてガラス微粒子堆積体外径１２０ｍｍまで堆積させた。ガラス微粒子堆積体の外径が１２０ｍｍに到達した時点で、実施例１と同様にバーナー４に供給するＳｉＣｌ4 の流量を５〜８ＳＬＭ、Ｈ2 を１２０〜１６０ＳＬＭ、Ｏ2 を６０〜８０ＳＬＭ，Ａｒを４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０℃〜７５０℃に維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。本比較例１において堆積工程に要した時間は６０時間となった。堆積速度は８．３ｇ／ｍｉｎであった。
【００２３】
比較例２
実施例１と同様の構成において、同様の出発材を用いてガラス微粒子の堆積を行い、堆積面温度とガラス嵩密度、ガラスの堆積速度の関係を調べた。
該出発材３を鉛直に設置し、４０ｒｐｍで回転と同時に上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、ガラス微粒子合成用バーナー４から生成するガラス微粒子を該出発材３外周に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成した。直径４０ｍｍのバーナー４には原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で４０〜１２０ＳＬＭ及びＯ2 を２０〜６０ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ供給した。
【００２４】
実施例１と同様にガラス微粒子堆積体の外径が１２０ｍｍに達するまでは堆積面温度を４００℃〜６００℃にキープしながら、嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持するように堆積した。その後も同様に原料ガス、Ｈ2 、Ｏ2 の流量を制御して堆積面温度を４００℃〜６００℃に、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．２５ｇ／ｃｍ3 〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持しながら、質量３０ｋｇになるまでガラス微粒子を堆積させた。すなわち、ガラス微粒子堆積体の外径によってガス流量等の条件を変えることは行わなかった。本比較例２において堆積工程に費やした時間は５１時間となった。堆積速度は９．８ｇ／ｍｉｎであった。
【００２５】
以上の実施例１及び比較例１，２の条件と得られた結果を表１にまとめて示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
実施例２
図１の構成において、バーナーは図３に示すもの、出発材外径（コア及びクラッドを有するガラスロッドの外径）は３０ｍｍとしてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を調べた。該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直方向に設置し、上下に１００ｍ／ｍｉｎの速度で往復運動させながらバーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作製した。
図３に示す構造で、最外ポートの内径が３０ｍｍの８重管バーナーからは、原料となるＳｉＣｌ4 ：２〜４ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためにＨ2 ：３０〜９０ＳＬＭ及びＯ2 ：１５〜４５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒ：４ＳＬＭを供給した。最初、直径３０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００〜６００℃に保持しながら、ガラス微粒子の嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように原料ガス流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。
【００２８】
外径９０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給する各ガスの流量を、ＳｉＣｌ4 ：４〜６ＳＬＭとし、Ｈ2 ：９０〜１２０ＳＬＭ、Ｏ2 ：４５〜６０ＳＬＭ、Ａｒ：４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０〜７５０℃に維持することにより、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。本実施例２において堆積に費やした時間は５５．５時間となった。堆積速度は９．０ｇ／ｍｉｎであった。
【００２９】
実施例３
図１の構成において、バーナーは図４に示すもの、出発材外径（コア及びクラッドを有するガラスロッドの外径）は５０ｍｍとしてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積損温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を調べた。該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直方向に設置し、上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、バーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作成した。
図４に示す最外ポートの内径が５０ｍｍのマルチノズルバーナーからは、原料となるＳｉＣｌ4 ：４〜６ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で５０〜１５０ＳＬＭ、及びＯ2 を全量で２５〜７５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭを供給した。
直径５０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００〜６００℃に維持しながら、ガラス微粒子の嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように上記のガス流量範囲内で流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が１５０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。
ガラス微粒子堆積体外径１５０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給するガス流量を ＳｉＣｌ4 ：６〜１０ＳＬＭ、Ｈ2 ：１５０〜２００ＳＬＭ、Ｏ2 ：７５〜１００ＳＬＭ、及びＡｒ：４ＳＬＭとして堆積面温度を６５０〜７５０℃に維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。このガラス堆積に費やした時間は３８．５時間、堆積速度は１３．０ｇ／ｍｉｎであった。
表２に実施例２及び３の条件と結果を合わせて示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
実施例４
実施例１において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍに達した時点とする以外は実施例１と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。このガラス堆積に費やした時間は５０時間となった。堆積速度は１０ｇ／ｍｉｎであった。
【００３２】
比較例３
比較例１において、バーナー４に供給するガスの流量を変える前のガラス微粒子堆積体の嵩密度は０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持させたこと、及びバーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍに達した時点としたこと、以外は比較例１と同様にしてガラス微粒子堆積体を形成した。本比較例３において堆積工程に要した時間は６７時間となった。堆積速度は７．５ｇ／ｍｉｎであった。
【００３３】
以上の実施例４及び比較例３の条件と得られた結果を表３にまとめて示す。
【００３４】
【表３】
【００３５】
実施例５
実施例２において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が７０ｍｍに達した時点とする以外は実施例２と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。本実施例５において堆積に費やした時間は６３時間となった。堆積速度は７．９ｇ／ｍｉｎであった。
【００３６】
実施例６
実施例３において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が１１５ｍｍに達した時点とする以外は実施例３と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。本実施例６において堆積に費やした時間は４３時間となった。堆積速度は１１．６ｇ／ｍｉｎであった。
表４に実施例５及び６の条件と結果を合わせて示す。
【００３７】
【表４】
【００３８】
上記の各実施例ではバーナーを１本のみ用いたが、複数本用いても堆積速度を挙げる効果が奏される。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明のように、コア又はコアとクラッドからなるガラスロッドの両端にダミーロッドを溶着して作製した出発材を軸回りに回転及び軸方向に往復運動させながら、ガラス合成用バーナーで合成されたガラス微粒子を出発材物品の外周に吹きつけて堆積させる方法において、堆積初期の母材細径時にガラス堆積面温度を積極的に下げて、ガラス微粒子の嵩密度を下げて堆積させ、母材外径がガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上ではガラス堆積面温度を積極的に高くして、ガラス原料の反応を促進し、ガラス微粒子堆積体嵩密度を上げることにより、ガラス微粒子の堆積速度を上げることができるため、光ファイバ母材をより安価に作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施態様を説明する概略図である。
【図２】 本発明の実施例で用いたガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【図３】 本発明の実施例で用いた他のガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【図４】 本発明の実施例で用いたさらに他のガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１ ガラスロッド、 ２ ダミー棒、 ３ 出発材、
４ ガラス合成用バーナー、 ５ 火炎、 ６ ガラス微粒子堆積体。
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバの製造方法に関し、特にガラスロッド外周にガラス原料を気相反応させることにより生成するガラス微粒子を積層してガラス微粒子堆積体を得る、いわゆるＯＶＤ法による光ファイバ母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＳｉＣｌ4 等のガラス原料ガスを、Ｈ2 、炭化水素等の燃焼性ガス、Ｏ2 等の助燃性ガス及び必要な場合にはＮ2 等の不活性ガスと共にガラス合成用バーナーに導入し、該ガラス合成用バーナーに形成される火炎中で該ガラス原料を加水分解反応（火炎加水分解反応）させる、あるいは酸化反応させることによりガラス微粒子（ＳｉＯ2 ）を生成させ、これをターゲット外周に堆積してガラス微粒子積層体（多孔質体ともいう）を得た後、該ガラス微粒子積層体を焼結して透明ガラス体とする方法は、合成石英ガラスの製法として多用されており、特に光ファイバ用母材の製法としても一般的な方法である。
【０００３】
上記ターゲットとして、コア用ガラスロッド又はコアの外周にクラッド層を有するガラスロッドを出発材とし、該出発材をその中心軸回りに回転させながら、該出発材とは相対的に軸方向に往復運動するガラス合成用バーナーから、該ガラス合成用バーナーの火炎中で加水分解反応させることにより生成させたガラス微粒子を該出発材の外周に積層させてガラス微粒子堆積体を形成させる方法は、ＯＶＤ法として公知である。
例えば図１の例では少なくともコアを有するガラスロッド１の両端にダミー棒２を溶着して出発材３とし、該ダミー棒部分を把持して出発材３を回転及び上下方向に往復運動させながら、ガラス合成用バーナー４の火炎５中に生成するガラス微粒子を吹きつけ、出発材３外周にガラス微粒子堆積体６を形成する。
【０００４】
従来のＯＶＤ法として例えば、特開平７−１４４９２８号公報には、トーチ（ガラス合成用バーナー）から放射されるガラス微粒子含有火炎の周囲に冷却不活性ガスをガラス微粒子含有火炎放射と同時に噴射せしめ、ガラス微粒子がガラス種棒（出発材）長手方向へ拡散するのを防止すると共にスート堆積表面が加熱されないようにしてスート堆積表面（低温）とガラス微粒子（高温）との温度差を大きく保つことにより、サーモフォレシス効果によってガラス微粒子の堆積速度〔堆積速度＝単位時間当たりにターゲット母材に付着するガラス微粒子の質量（ｇ／ｍｉｎ）〕を増大することが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記したような従来のＯＶＤ法におけるガラス微粒子堆積体の堆積速度、収率（収率＝実付着量／投入量）をさらに向上できる光ファイバ母材の製造方法を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明の構成は、下記(1) 〜(8) のとおりである。
(1) コア又はコアとクラッドを有するガラスロッドを出発材とし、該出発材をその中心軸の回りに回転させながら、該出発材と相対的に軸方向に往復運動するガラス合成用バーナーから、該ガラス合成用バーナー火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解反応させることにより合成されたガラス微粒子を該出発材の外周に吹きつけて堆積させガラス微粒子堆積体を形成することにより母材を製造する方法であって、（母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期（以下、母材細径時ともいう）に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度／母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期（以下、母材太径時ともいう）において堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度）＜１とし、かつ、前記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期のガラス微粒子堆積体嵩密度を０．１ｇ／ｃｍ 3 以上とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
(2) 上記母材細径時に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3未満とすることを特徴とする上記(1)に記載の光ファイバ母材の製造方法。
(3) 上記母材細径時のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃未満とすることを特徴とする上記(1)又は (2)に記載の光ファイバ母材の製造方法。
【０００７】
(4) 上記母材太径時に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3以上とすることを特徴とする上記(1) ないし(5) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
(5) 上記母材太径時のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃以上とすることを特徴とする上記(1) ないし(4) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
(6) 上記母材細径時のガラス微粒子堆積体嵩密度よりも上記母材太径時のガラス微粒子堆積体嵩密度が大きくなるように、燃焼性ガスまたは助燃性ガスの流量を変えることを特徴とする上記(1) ないし(5) のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、上記課題を解決する手段について鋭意研究の結果、ＯＶＤ法で堆積速度を上げるには次の２つの手法を組み合わせることが最良の結果を奏するという新規な知見を得た。
第１は、ターゲットが細径時にガラス嵩密度を下げて母材外径（出発材とその外周に堆積したガラス微粒子堆積体からなる母材の外径）を積極的に太くすることで、ターゲットとなる面積を広げて堆積速度を上げるという手法である。ＯＶＤ法はＶＡＤ法（気相軸付け法：１本以上のコア合成用バーナーと１本以上のクラッド合成用バーナーから同時にガラス微粒子をターゲットに吹きつけ、堆積させてゆく方法）に比較しターゲット面積が小さい時間が長いため、この手法により同量のガラス微粒子であっても嵩の高い（＝嵩密度が小さい）堆積体となるためターゲットとしては大きくガラス微粒子が堆積しやすくなるため、母材外径をを早く太径化させる効果が大きい。なお、嵩密度は、〔嵩密度＝ガラス微粒子堆積体質量／ガラス微粒子堆積体体積（ｇ／ｃｍ3 ）〕の式により算出できる。
【０００９】
第２は、ある程度まで母材外径が太径化した時点で、酸水素火炎の流量を上げて母材の嵩密度を上げ、かつ原料の反応を促進して収率を向上させるという手法である。ガラス微粒子のドライビングフォーメーションは火炎温度（火炎中のガラス微粒子温度）と堆積面温度との温度差によるサーモホレシス効果が支配的であると考えられ、母材がある程度の外径に達すると、嵩密度を下げてターゲット面積を広げることによる収率向上効果よりも、酸水素流量を上げ火炎温度を上げかつ堆積面温度を上げることにより、原料反応の促進とサーモホレシス効果を得ることによる方が、ガラス微粒子の堆積面への付着効率を上げることができる。なお、この時に嵩密度は高くなる。
【００１０】
そこで、問題となるのは第１の手法から第２の手法へと切り換える時点である。本発明者らの検討によれば、使用しているガラス合成用バーナーの直径ａに対し母材外径ｄが２倍以下（ｄ≦２ａ）においては嵩密度を下げて堆積する。なお、本発明においてガラス合成用バーナーの直径ａは、図２に示すように最外周のポートの内径をいう。
具体的には、Ｈ2 、Ｏ2 等の流量を調整することにより火炎の温度を下げ、ガラス微粒子堆積体のススの嵩密度を０．１ｇ／ｃｍ3 〜０．５ｇ／ｃｍ3 程度に下げる。嵩密度が０．１ｇ／ｃｍ3 未満では柔らかすぎて容易に破損してしまい、０．５ｇ／ｃｍ3 を超えると本発明の効果が減少する。
このような嵩密度範囲を実現するには、ガラス微粒子の堆積面温度を６５０℃未満とすることが好ましく、具体的にはバーナーに導入する燃料ガス、助燃性ガス等の流量を調節することが挙げられる。
【００１１】
なお、本発明において母材外径ｄとは図１に示すように合成している母材（ガラス微粒子堆積体）のほぼ定常的な部分での外径をいう。また、この外径の測定はレーザー式の距離測定器を用いて算出する。すなわち、レーザー光をガラス微粒子堆積体回転軸にたいして垂直にかつ中心に行けて出射し、後方散乱光をセンサーで受光させ、堆積面とセンサー間との距離をモニターする。母材外径が太くなる分、モニターしている測定距離が短くなることを利用し、母材外径を算出する。
【００１２】
母材外径ｄがガラス合成用バーナ直径ａの２．５倍以上（ｄ≧２．５ａ）となると上記の手段の効果はなくなるので、酸水素火炎の流量を上げ、原料の反応を促進し、トータルで収率を上げる。このとき嵩密度は上がる。
具体的には、Ｈ2 、Ｏ2 等の流量を調整することにより火炎の温度を上げ、ガラス微粒子堆積体のススの嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 〜０．８ｇ／ｃｍ3 程度にする。嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ3 未満では本発明の効果が減少し、また０．８ｇ／ｃｍ3 を超えると硬くなりすぎて、以降の工程での脱水、脱気、焼結が困難になる。
【００１３】
このような嵩密度範囲を実現するには、ガラス微粒子の堆積面温度を６５０℃〜９５０℃とすることが好ましく、上記のようにバーナーに導入するガス流量を調整する。ここで、ガラス微粒子の堆積面温度とは、図１に示すように、母材（ガラス微粒子体積体）の表面においてガラス合成用バーナー４の火炎５が当接している部分の温度のことであり、堆積面からの放射光により温度を算出する（サーモグラフィー）。
なお、堆積面温度と嵩密度には相関関係があるため、予め相関線を求めておいて、堆積面温度から嵩密度を算出することができる。
【００１４】
本発明において、母材外径ｄが２ａ〜２．５ａの間は、嵩密度が連続的に移行するように堆積させればよい。
以上のようにして得られる母材の最終的な外径は、ガラス合成用バーナ直径の約３〜４倍（３〜４ａ）である。
【００１５】
以上のように本発明は合成に用いるバーナー直径ａを基準にしているが、一般にガラス合成用バーナーは最終目的とする母材外径に対応して選択しており、最終目的とする母材外径をＤとするとａ＝1/3 〜1/4 Ｄ程度のものを用いている。
具体的には、後記する実施例に示す。
【００１６】
なお、本発明で用いるガラス合成用バーナーとしては、例えば図２に示したような構造のものでもよいし、図３に示すように中心ポート外周に同心円状にポートが形成された多重管バーナーでもよい。ガラス合成用バーナーの本数も１本又は複数本のいずれでもよい。
また、図１ではガラス合成用バーナーが固定されており、出発材がその中心軸を軸として回転しつつ、上下に往復運動する構成を示しているが、出発材が回転するのみで、バーナーをトラバースする構成も、本発明の範囲に含有される。
【００１７】
本発明においてはガラス合成用バーナーに導入するガスについては、この種技術分野で公知のガラス原料ガス例えばＳｉＣｌ4 、ＨＳｉＣｌ3 、ＣＨ3 ＳｉＣｌ3 、（ＣＨ3 ）2 ＳｉＣｌ2 、ＣＨ3 Ｓｉ（ＣＨ3 ０）3 、Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）4 等及び各種のドーパントガス、燃焼性ガス例えばＨ2 ，ＣＨ4 等炭化水素類、助燃性ガス例えばＯ2 等を用いればよく、また必要な場合には不活性ガス例えばＡｒ，Ｎ2 ，Ｈｅ等を用いることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
図１に示す構成により、ガラス微粒子堆積体を形成し、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度（ｇ／ｃｍ3 ）、ガラス堆積速度（ｇ／ｍｉｎ）の関係を検討した。コア及びクラッドを有し、直径４０ｍｍ、長さ５００ｍｍのガラスロッド１の両端に石英ガラス製ダミー棒２を溶着して出発材３とした。該出発材３を鉛直に設置し、４０ｒｐｍで回転、及び上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎ で往復運動させながら、ガラス微粒子合成用バーナー（以下、単にバーナーという場合もある）４から生成するガラス微粒子５を該出発材３外周に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成した。本実施例で用いたバーナー４の最外周ポートの内径は４０ｍｍであり、バーナー４には原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭ（（スタンダードリットル／分）を供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で４０〜１２０ＳＬＭ及びＯ2 を２０〜６０ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ、供給した。
図２に用いたバーナー４の概略断面図と各ポートから流したガスの種類を示す。
【００２０】
まず直径４０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００℃〜６００℃に保持しながら、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．２５ｇ／ｃｍ3 〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように原料ガス等の流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が１２０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。 次いで母材外径が１２０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給するＳｉＣｌ4 の流量を５〜８ＳＬＭ、Ｈ2 を１２０〜１６０ＳＬＭ、Ｏ2 を６０〜８０ＳＬＭ，Ａｒを４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０℃以上７５０℃までに維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以上０．６ｇ／ｃｍ3 以下に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。このガラス堆積に費やした時間は４５時間となった。堆積速度は１１．１ｇ／ｍｉｎであった。
【００２１】
比較例１
実施例１と同様の構成において、同様の出発材を用いてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を測定した。 該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直に設置し、上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながらバーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作製した。直径（最外周ポートの内径）４０ｍｍのバーナーには原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で１００〜１５０ＳＬＭ、及びＯ2 を全量で５０〜７５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ供給した。
【００２２】
実施例１の場合と同様に直径４０ｍｍの出発材表面にガラスを堆積し始め、堆積面温度を７００℃に維持することにより堆積するガラス微粒子の嵩密度を約０．５５ｇ／ｃｍ3 に維持させてガラス微粒子堆積体外径１２０ｍｍまで堆積させた。ガラス微粒子堆積体の外径が１２０ｍｍに到達した時点で、実施例１と同様にバーナー４に供給するＳｉＣｌ4 の流量を５〜８ＳＬＭ、Ｈ2 を１２０〜１６０ＳＬＭ、Ｏ2 を６０〜８０ＳＬＭ，Ａｒを４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０℃〜７５０℃に維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。本比較例１において堆積工程に要した時間は６０時間となった。堆積速度は８．３ｇ／ｍｉｎであった。
【００２３】
比較例２
実施例１と同様の構成において、同様の出発材を用いてガラス微粒子の堆積を行い、堆積面温度とガラス嵩密度、ガラスの堆積速度の関係を調べた。
該出発材３を鉛直に設置し、４０ｒｐｍで回転と同時に上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、ガラス微粒子合成用バーナー４から生成するガラス微粒子を該出発材３外周に堆積させてガラス微粒子堆積体６を形成した。直径４０ｍｍのバーナー４には原料となるＳｉＣｌ4 ：３〜５ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で４０〜１２０ＳＬＭ及びＯ2 を２０〜６０ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭ供給した。
【００２４】
実施例１と同様にガラス微粒子堆積体の外径が１２０ｍｍに達するまでは堆積面温度を４００℃〜６００℃にキープしながら、嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持するように堆積した。その後も同様に原料ガス、Ｈ2 、Ｏ2 の流量を制御して堆積面温度を４００℃〜６００℃に、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．２５ｇ／ｃｍ3 〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持しながら、質量３０ｋｇになるまでガラス微粒子を堆積させた。すなわち、ガラス微粒子堆積体の外径によってガス流量等の条件を変えることは行わなかった。本比較例２において堆積工程に費やした時間は５１時間となった。堆積速度は９．８ｇ／ｍｉｎであった。
【００２５】
以上の実施例１及び比較例１，２の条件と得られた結果を表１にまとめて示す。
【００２６】
【表１】
実施例２
図１の構成において、バーナーは図３に示すもの、出発材外径（コア及びクラッドを有するガラスロッドの外径）は３０ｍｍとしてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積面温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を調べた。該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直方向に設置し、上下に１００ｍ／ｍｉｎの速度で往復運動させながらバーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作製した。
図３に示す構造で、最外ポートの内径が３０ｍｍの８重管バーナーからは、原料となるＳｉＣｌ4 ：２〜４ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためにＨ2 ：３０〜９０ＳＬＭ及びＯ2 ：１５〜４５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒ：４ＳＬＭを供給した。最初、直径３０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００〜６００℃に保持しながら、ガラス微粒子の嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように原料ガス流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。
【００２８】
外径９０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給する各ガスの流量を、ＳｉＣｌ4 ：４〜６ＳＬＭとし、Ｈ2 ：９０〜１２０ＳＬＭ、Ｏ2 ：４５〜６０ＳＬＭ、Ａｒ：４ＳＬＭとして、堆積面温度を６５０〜７５０℃に維持することにより、ガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。本実施例２において堆積に費やした時間は５５．５時間となった。堆積速度は９．０ｇ／ｍｉｎであった。
【００２９】
実施例３
図１の構成において、バーナーは図４に示すもの、出発材外径（コア及びクラッドを有するガラスロッドの外径）は５０ｍｍとしてガラス微粒子の堆積を行い、ガラス堆積損温度とガラス嵩密度、ガラス堆積速度の関係を調べた。該出発材を４０ｒｐｍで回転させながら鉛直方向に設置し、上下方向に速度１００ｍｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、バーナーから生成するガラス微粒子を順次堆積・積層させて、ガラス微粒子堆積体を作成した。
図４に示す最外ポートの内径が５０ｍｍのマルチノズルバーナーからは、原料となるＳｉＣｌ4 ：４〜６ＳＬＭを供給し、火炎を形成するためのＨ2 を全量で５０〜１５０ＳＬＭ、及びＯ2 を全量で２５〜７５ＳＬＭ、さらにシールガスとしてＡｒを全量で４ＳＬＭを供給した。
直径５０ｍｍの出発材からガラス微粒子を堆積させてゆき、堆積面温度を４００〜６００℃に維持しながら、ガラス微粒子の嵩密度を０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ3 に維持させるように上記のガス流量範囲内で流量を調整し、ガラス微粒子堆積体外径が１５０ｍｍまでガラス微粒子を堆積させた。
ガラス微粒子堆積体外径１５０ｍｍに達した時点で、バーナー４に供給するガス流量を ＳｉＣｌ4 ：６〜１０ＳＬＭ、Ｈ2 ：１５０〜２００ＳＬＭ、Ｏ2 ：７５〜１００ＳＬＭ、及びＡｒ：４ＳＬＭとして堆積面温度を６５０〜７５０℃に維持することによりガラス微粒子堆積体の嵩密度を０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持し、質量３０ｋｇになるまで堆積を続けた。このガラス堆積に費やした時間は３８．５時間、堆積速度は１３．０ｇ／ｍｉｎであった。
表２に実施例２及び３の条件と結果を合わせて示す。
【００３０】
【表２】
実施例４
実施例１において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍに達した時点とする以外は実施例１と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。このガラス堆積に費やした時間は５０時間となった。堆積速度は１０ｇ／ｍｉｎであった。
【００３２】
比較例３
比較例１において、バーナー４に供給するガスの流量を変える前のガラス微粒子堆積体の嵩密度は０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3 に維持させたこと、及びバーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が９０ｍｍに達した時点としたこと、以外は比較例１と同様にしてガラス微粒子堆積体を形成した。本比較例３において堆積工程に要した時間は６７時間となった。堆積速度は７．５ｇ／ｍｉｎであった。
【００３３】
以上の実施例４及び比較例３の条件と得られた結果を表３にまとめて示す。
【００３４】
【表３】
実施例５
実施例２において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が７０ｍｍに達した時点とする以外は実施例２と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。本実施例５において堆積に費やした時間は６３時間となった。堆積速度は７．９ｇ／ｍｉｎであった。
【００３６】
実施例６
実施例３において、バーナー４に供給するガスの流量を変更する時点をガラス微粒子堆積体外径が１１５ｍｍに達した時点とする以外は実施例３と同様にして、ガラス微粒子堆積体を形成した。本実施例６において堆積に費やした時間は４３時間となった。堆積速度は１１．６ｇ／ｍｉｎであった。
表４に実施例５及び６の条件と結果を合わせて示す。
【００３７】
【表４】
上記の各実施例ではバーナーを１本のみ用いたが、複数本用いても堆積速度を挙げる効果が奏される。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明のように、コア又はコアとクラッドからなるガラスロッドの両端にダミーロッドを溶着して作製した出発材を軸回りに回転及び軸方向に往復運動させながら、ガラス合成用バーナーで合成されたガラス微粒子を出発材物品の外周に吹きつけて堆積させる方法において、堆積初期の母材細径時にガラス堆積面温度を積極的に下げて、ガラス微粒子の嵩密度を下げて堆積させ、母材外径がガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上ではガラス堆積面温度を積極的に高くして、ガラス原料の反応を促進し、ガラス微粒子堆積体嵩密度を上げることにより、ガラス微粒子の堆積速度を上げることができるため、光ファイバ母材をより安価に作製することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施態様を説明する概略図である。
【図２】 本発明の実施例で用いたガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【図３】 本発明の実施例で用いた他のガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【図４】 本発明の実施例で用いたさらに他のガラス合成用バーナーの構成を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１ ガラスロッド、 ２ ダミー棒、 ３ 出発材、
４ ガラス合成用バーナー、 ５ 火炎、 ６ ガラス微粒子堆積体。
Claims (6)
- コア又はコアとクラッドを有するガラスロッドを出発材とし、該出発材をその中心軸の回りに回転させながら、該出発材と相対的に軸方向に往復運動するガラス合成用バーナーから、該ガラス合成用バーナー火炎中でガラス原料ガスを火炎加水分解反応させることにより合成されたガラス微粒子を該出発材の外周に吹きつけて堆積させガラス微粒子堆積体を形成することにより母材を製造する方法であって、（母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度／母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期において堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度）＜１とし、かつ、前記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期のガラス微粒子堆積体嵩密度を０．１ｇ／ｃｍ 3 以上とすることを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。
- 上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 未満とすることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃未満とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期に堆積するガラス微粒子堆積体嵩密度を０．５ｇ／ｃｍ3 以上とすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期のガラス微粒子堆積面温度を６５０℃以上とすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
- 上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２倍以下である時期のガラス微粒子堆積体嵩密度よりも上記母材外径が該ガラス合成用バーナー直径の２．５倍以上である時期のガラス微粒子堆積体嵩密度が大きくなるように、燃焼性ガスまたは助燃性ガスの流量を変えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の光ファイバ母材の製造方法。
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