JP4453991B2 - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理に係り、特には、長手方向に一様な特性を有する光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多孔質ガラス母材を、焼結装置を用いて脱水・焼結、透明ガラス化処理する場合、一般に、多孔質ガラス母材をHe雰囲気中で加熱して、残留するガスをHe で置換した後に透明ガラス化処理する方法が採用されている。例えば、特開昭６４−７２９３６号公報は、多孔質ガラス母材中に残留ガスが存在した状態で焼結すると、気泡が発生する原因となるが、残留ガスを十分な時間をかけてHe で置換することにより、気泡の発生が抑制されることを記載している。しかしながら、この方法で得られる光ファイバ用ガラス母材は、脱水・焼結工程時に、多孔質ガラス母材の焼結スタート側に未反応部分がみられ、処理むらとなって現れることがあった。
【０００３】
特に、光ファイバ用ガラス母材は、近年、ますます大型化、長尺化される傾向にあるが、これに伴い、処理ガス、例えば塩素ガスを用いて脱水・焼結を行う場合、塩素ガスが多孔質ガラス母材のコア部まで到達するのに、かなり時間を要するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、処理ガスを多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達させることができ、効率良く脱水・焼結反応を行うことのできる、処理むらのない光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、母材の大型化、長尺化にともなう上記課題に対して鋭意検討した結果、解決したものであり、すなわち、請求項１の発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間経過後、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
該多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００６】
請求項２の発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、炉芯管内に処理ガスを供給し、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間保持して、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
炉内ガスが十分処理ガスに置換された後、多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、長尺化した多孔質ガラス母材の先端をヒートゾーン付近までもって行き、炉芯管のヒートゾーンが焼結温度に達した後、その位置で所定時間待機させることで、焼結スタート側の多孔質ガラス母材先端部の処理を予め進行させておき、多孔質ガラス母材の焼結処理を開始することで、多孔質ガラス母材の焼結スタート側における処理ムラをなくすことができる。
【０００８】
本発明者等は、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、所定の時間経過後、多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始するに際し、該所定の時間（経過時間）Ｔの好ましい数値が、炉芯管の内径、長さ、容積、および処理される多孔質ガラス母材の外径、直胴部の長さによって異なることを見出し、経過時間Ｔが、式；Ｔ≧π（Ｒ2Ｌ−ｒ2ｌ）／４Ｑを満足するように設定することで、焼結処理時に発生する問題を解決した。
【０００９】
また、焼結炉のヒートゾーンが焼結温度に達した後、この温度で所定時間保持し、焼結炉内の雰囲気ガスがＡｒなどの処理ガスで十分置換され、処理ガスが多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達した後、多孔質ガラス母材のヒートゾーンへの移動を始め、焼結処理が行われる。
【００１０】
上記焼結処理の結果、従来、焼結処理が甘くなっていた焼結のスタート側においても、処理温度に達してから十分時間をおいて多孔質ガラス母材の移動を始めるため、長さ方向にわたって処理ムラが少なくなり、特性の安定した光ファイバ用ガラス母材の製造が可能となった。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す焼結装置を用いて、大型多孔質ガラス母材の焼結を行なった。
先ず、炉芯管２内に大型多孔質ガラス母材１をセットした後、炉芯管２の温度を上げ、炉芯管２のヒートゾーン３が焼結処理温度に達した後、経過時間（Ｔ）として３０分待機後、多孔質ガラス母材１をヒートゾーン３に移動して焼結処理を開始し、脱水処理及び透明ガラス化処理を行った。なお、図１において、符号４は吊具、５は吸入バルブ、６は排出バルブ、７は圧力ゲージである。
得られた光ファイバ用ガラス母材について、その長手方向にわたって基準値に対する屈折率差△ｎ（％）を測定した。その結果を図２に示した。図において△印を結ぶ曲線が本実施例のものである。
また、炉芯管２のヒートゾーン３が焼結温度に達した後、この温度で３０分待機して炉芯管２内の雰囲気ガスをＡｒガスで十分置換した後、多孔質ガラス母材１のヒートゾーンへ３の移動を開始し、焼結処理を行ったが、この場合も同様の結果が得られた。
【００１２】
（比較例１）
比較のため、実施例１と同じ装置を用いて多孔質ガラス母材の焼結を行なった。
多孔質ガラス母材を装置にセットした後、炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、多孔質ガラス母材を直ちにヒートゾーンへ移動し、焼結処理を行って光ファイバ用ガラス母材を得た。得られた光ファイバ用ガラス母材について、実施例１と同様にして屈折率差△ｎ（％）を測定し、その結果を図２に示した。図において〇印を結ぶ曲線が本比較例のものである。
【００１３】
図２から明らかなように、実施例１のガラス母材は、焼結スタート側で処理が甘くなることがなく、その長手方向にわたって屈折率分布が一定しており、従来のものよりもさらに優れたものとなっていた。
【００１４】
【発明の効果】
本発明においては、炉芯管が処理温度に達した後、所定時間待機させ、その後焼結処理を開始することで、予めヒートゾーンに近い母材先端部を処理し、その後直胴部を一定の速さで処理していくことで、処理ガスを多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達させることができ、長手方向での処理ムラが少なく、特性の変動の少ない母材を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 焼結装置の概略説明図である。
【図２】 光ファイバ用ガラス母材の長手方向における屈折率差△ｎ（％）の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 多孔質ガラス母材、
２ 炉芯管、
３ ヒートゾーン、
４ 吊具、
５ 吸入バルブ、
６ 排出バルブ、
７ 圧力ゲージ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理に係り、特には、長手方向に一様な特性を有する光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多孔質ガラス母材を、焼結装置を用いて脱水・焼結、透明ガラス化処理する場合、一般に、多孔質ガラス母材をHe雰囲気中で加熱して、残留するガスをHe で置換した後に透明ガラス化処理する方法が採用されている。例えば、特開昭６４−７２９３６号公報は、多孔質ガラス母材中に残留ガスが存在した状態で焼結すると、気泡が発生する原因となるが、残留ガスを十分な時間をかけてHe で置換することにより、気泡の発生が抑制されることを記載している。しかしながら、この方法で得られる光ファイバ用ガラス母材は、脱水・焼結工程時に、多孔質ガラス母材の焼結スタート側に未反応部分がみられ、処理むらとなって現れることがあった。
【０００３】
特に、光ファイバ用ガラス母材は、近年、ますます大型化、長尺化される傾向にあるが、これに伴い、処理ガス、例えば塩素ガスを用いて脱水・焼結を行う場合、塩素ガスが多孔質ガラス母材のコア部まで到達するのに、かなり時間を要するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、処理ガスを多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達させることができ、効率良く脱水・焼結反応を行うことのできる、処理むらのない光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、母材の大型化、長尺化にともなう上記課題に対して鋭意検討した結果、解決したものであり、すなわち、請求項１の発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間経過後、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
該多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００６】
請求項２の発明は、多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、炉芯管内に処理ガスを供給し、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間保持して、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
炉内ガスが十分処理ガスに置換された後、多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、長尺化した多孔質ガラス母材の先端をヒートゾーン付近までもって行き、炉芯管のヒートゾーンが焼結温度に達した後、その位置で所定時間待機させることで、焼結スタート側の多孔質ガラス母材先端部の処理を予め進行させておき、多孔質ガラス母材の焼結処理を開始することで、多孔質ガラス母材の焼結スタート側における処理ムラをなくすことができる。
【０００８】
本発明者等は、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、所定の時間経過後、多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始するに際し、該所定の時間（経過時間）Ｔの好ましい数値が、炉芯管の内径、長さ、容積、および処理される多孔質ガラス母材の外径、直胴部の長さによって異なることを見出し、経過時間Ｔが、式；Ｔ≧π（Ｒ2Ｌ−ｒ2ｌ）／４Ｑを満足するように設定することで、焼結処理時に発生する問題を解決した。
【０００９】
また、焼結炉のヒートゾーンが焼結温度に達した後、この温度で所定時間保持し、焼結炉内の雰囲気ガスがＡｒなどの処理ガスで十分置換され、処理ガスが多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達した後、多孔質ガラス母材のヒートゾーンへの移動を始め、焼結処理が行われる。
【００１０】
上記焼結処理の結果、従来、焼結処理が甘くなっていた焼結のスタート側においても、処理温度に達してから十分時間をおいて多孔質ガラス母材の移動を始めるため、長さ方向にわたって処理ムラが少なくなり、特性の安定した光ファイバ用ガラス母材の製造が可能となった。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す焼結装置を用いて、大型多孔質ガラス母材の焼結を行なった。
先ず、炉芯管２内に大型多孔質ガラス母材１をセットした後、炉芯管２の温度を上げ、炉芯管２のヒートゾーン３が焼結処理温度に達した後、経過時間（Ｔ）として３０分待機後、多孔質ガラス母材１をヒートゾーン３に移動して焼結処理を開始し、脱水処理及び透明ガラス化処理を行った。なお、図１において、符号４は吊具、５は吸入バルブ、６は排出バルブ、７は圧力ゲージである。
得られた光ファイバ用ガラス母材について、その長手方向にわたって基準値に対する屈折率差△ｎ（％）を測定した。その結果を図２に示した。図において△印を結ぶ曲線が本実施例のものである。
また、炉芯管２のヒートゾーン３が焼結温度に達した後、この温度で３０分待機して炉芯管２内の雰囲気ガスをＡｒガスで十分置換した後、多孔質ガラス母材１のヒートゾーンへ３の移動を開始し、焼結処理を行ったが、この場合も同様の結果が得られた。
【００１２】
（比較例１）
比較のため、実施例１と同じ装置を用いて多孔質ガラス母材の焼結を行なった。
多孔質ガラス母材を装置にセットした後、炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、多孔質ガラス母材を直ちにヒートゾーンへ移動し、焼結処理を行って光ファイバ用ガラス母材を得た。得られた光ファイバ用ガラス母材について、実施例１と同様にして屈折率差△ｎ（％）を測定し、その結果を図２に示した。図において〇印を結ぶ曲線が本比較例のものである。
【００１３】
図２から明らかなように、実施例１のガラス母材は、焼結スタート側で処理が甘くなることがなく、その長手方向にわたって屈折率分布が一定しており、従来のものよりもさらに優れたものとなっていた。
【００１４】
【発明の効果】
本発明においては、炉芯管が処理温度に達した後、所定時間待機させ、その後焼結処理を開始することで、予めヒートゾーンに近い母材先端部を処理し、その後直胴部を一定の速さで処理していくことで、処理ガスを多孔質ガラス母材のコア部まで十分に到達させることができ、長手方向での処理ムラが少なく、特性の変動の少ない母材を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 焼結装置の概略説明図である。
【図２】 光ファイバ用ガラス母材の長手方向における屈折率差△ｎ（％）の分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 多孔質ガラス母材、
２ 炉芯管、
３ ヒートゾーン、
４ 吊具、
５ 吸入バルブ、
６ 排出バルブ、
７ 圧力ゲージ。
Claims (2)
- 多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間経過後、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
該多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。 - 多孔質ガラス母材を脱水、焼結する透明ガラス化処理工程において、炉芯管内に多孔質ガラス母材をセットした後炉芯管の温度を上げ、炉芯管のヒートゾーンが焼結処理温度に達した後、炉芯管内に処理ガスを供給し、次式Ｔ（時間）で定義される所定の時間保持して、
Ｔ≧π（Ｒ 2 Ｌ−ｒ 2 ｌ）／４Ｑ
［Ｒ：炉芯管の内径（ｍ）、Ｌ：炉芯管の長さ（ｍ）、ｒ：多孔質ガラス母材直胴部の外径（ｍ）、ｌ：直胴部の長さ（ｍ）、Ｑ：炉芯管の容積（ｍ 3 ）］
炉内ガスが十分処理ガスに置換された後、多孔質ガラス母材をヒートゾーンに移動し焼結処理を開始することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2000100418A JP4453991B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
| EP07075824A EP1894898B1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method for modifying a glass base material for an optical fiber |
| US09/727,386 US20020020193A1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method for manufacturing base material for optical fiber, apparatus therefor, and base material manufactured by the same |
| KR1020000072378A KR100615545B1 (ko) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | 광 파이버용 모재의 제조방법 및 장치 |
| EP00126272A EP1106584B1 (en) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Method and apparatus for manufacturing a preform for an optical fibre |
| DE60037098T DE60037098T2 (de) | 1999-12-01 | 2000-12-01 | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Vorform für optische Fasern |
| US10/934,473 US20050147367A1 (en) | 1999-12-01 | 2004-09-07 | Method for manufacturing base material for optical fiber, apparatus therefor, and base material manufactured by the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2000100418A JP4453991B2 (ja) | 2000-04-03 | 2000-04-03 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001287921A JP2001287921A (ja) | 2001-10-16 |
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| JP2000100418A Expired - Fee Related JP4453991B2 (ja) | 1999-12-01 | 2000-04-03 | 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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2000
- 2000-04-03 JP JP2000100418A patent/JP4453991B2/ja not_active Expired - Fee Related
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