JP5793834B2 - GLASS PARTICLE DEPOSITING METHOD AND GLASS - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス微粒子堆積体を製造する方法、および、ガラス体を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a glass particulate deposit and a method for producing a glass body.

光ファイバは、略円柱形状であるガラス母材の一端を加熱し軟化させて線引することで製造される。また、光ファイバ用のガラス母材の製造方法は、OVD法やVAD法等によりガラス微粒子堆積体を製造する堆積工程と、このガラス微粒子堆積体を加熱して透明なガラス体を製造する透明化工程とを含む。特許文献1,2には、ガラス微粒子堆積体製造方法またはガラス体製造方法が開示されている。   An optical fiber is manufactured by heating and softening one end of a glass base material having a substantially cylindrical shape and drawing. Moreover, the manufacturing method of the glass base material for optical fibers includes a deposition step of manufacturing a glass particulate deposit by an OVD method, a VAD method, and the like, and a transparent glass body by heating the glass particulate deposit to produce a transparent glass body. Process. Patent Documents 1 and 2 disclose a method for producing a glass particulate deposit or a method for producing a glass.

特許文献1に開示された発明は、耐熱性の低い部品を使用するとともに部品の寿命を延長することで、製造コストの低減を図ることを目的としている。特許文献1に開示されたガラス微粒子堆積体製造方法は、減圧下でガラス原料を加熱し気化させてガラス原料ガスとし、そのガラス原料ガスを減圧下で配管によりガラス微粒子形成用バーナまで導くことで、例えば、配管の温度を55℃として、耐熱温度70℃程度の塩化ビニル系の材料からなる配管の使用を可能とするものである。   The invention disclosed in Patent Document 1 aims to reduce the manufacturing cost by using parts with low heat resistance and extending the life of the parts. The method for producing a glass fine particle deposit disclosed in Patent Document 1 is to heat and vaporize a glass raw material under reduced pressure to produce a glass raw material gas, and to guide the glass raw material gas to a glass fine particle forming burner through a pipe under reduced pressure. For example, it is possible to use a pipe made of a vinyl chloride material having a heat resistance temperature of about 70 ° C. with a pipe temperature of 55 ° C.

特許文献2に開示された発明は、ガラス微粒子堆積の開始の際にガラス原料ガスの流量が不安定であることに起因する気泡や白濁の発生を回避することを目的としている。特許文献2に開示されたガラス微粒子堆積体製造方法は、ガラス微粒子堆積開始に先立って所定時間だけガラス原料ガスを廃棄した後にガラス微粒子の堆積を開始し、その原料ガス廃棄量,配管の容積,配管内の圧力および配管の温度が所定の関係を満たすようにすることで、気泡や白濁の発生の回避を図るものである。配管温度は82℃または85℃とされている。   An object of the invention disclosed in Patent Document 2 is to avoid the generation of bubbles and white turbidity due to the unstable flow rate of the glass raw material gas at the start of the deposition of glass fine particles. The method for producing a glass particulate deposit disclosed in Patent Document 2 starts the deposition of glass particulates after discarding the glass source gas for a predetermined time prior to the start of the deposition of the glass particulates, By making the pressure in the pipe and the temperature of the pipe satisfy a predetermined relationship, generation of bubbles and cloudiness is avoided. The piping temperature is 82 ° C. or 85 ° C.

特開2004−161555号公報JP 2004-161555 A 特開2006−342031号公報JP 2006-342031 A

ガラス原料ガス供給量に対するガラス微粒子堆積量の割合(原料収率)の向上が望まれるところであるが、特許文献1,2に開示された発明を含め従来のガラス微粒子堆積体製造方法では原料収率の向上に限界がある。本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、原料収率の向上を可能とするガラス微粒子堆積体製造方法およびガラス体製造方法を提供することを目的とする。   Although it is desired to improve the ratio of the amount of glass fine particles deposited to the amount of glass raw material gas supply (raw material yield), the conventional method for producing a glass fine particle deposit including the inventions disclosed in Patent Documents 1 and 2 is the raw material yield. There is a limit to improvement. The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a glass fine particle deposit and a method for producing a glass body that can improve the raw material yield.

本発明のガラス微粒子堆積体製造方法は、原料容器に容れられたガラス原料を加熱し気化させてガラス原料ガスとし、このガラス原料ガスを原料容器から配管によりガラス微粒子形成用バーナまで導き、このガラス微粒子形成用バーナからガラス原料ガスを噴出させ、このガラス原料ガスの火炎分解反応により生じたガラス微粒子を出発材に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する堆積工程を含み、堆積工程において原料容器からガラス微粒子形成用バーナまでの配管の少なくとも一部の温度を発熱体により150℃以上の所定温度になるよう管理し、その温度管理部分の配管として耐熱温度170〜260℃の弗素樹脂の材料からなるものを用いることを特徴とする。 The glass fine particle deposit manufacturing method of the present invention heats and vaporizes a glass raw material contained in a raw material container to make a glass raw material gas, and this glass raw material gas is led from the raw material container to a glass fine particle forming burner through a pipe. Including a deposition step in which a glass raw material gas is ejected from a fine particle forming burner, and glass fine particles generated by a flame decomposition reaction of the glass raw material gas are deposited on a starting material to produce a glass fine particle deposit. The temperature of at least a part of the pipe to the glass fine particle forming burner is controlled to be a predetermined temperature of 150 ° C. or higher by a heating element , and the temperature management part is made of a fluororesin material having a heat resistant temperature of 170 to 260 ° C. It is characterized by using a thing.

本発明のガラス微粒子堆積体製造方法は、原料容器からガラス微粒子形成用バーナまでの配管の少なくとも一部区間において配管の外周にテープヒータが巻きつけられており、堆積工程においてテープヒータに通電することで配管を加熱するのが好適である。また、発熱体またはテープヒータの外周に断熱材が設けられているのが好適である。   In the method for producing a glass fine particle deposit according to the present invention, a tape heater is wound around the outer periphery of a pipe in at least a part of the pipe from the raw material container to the glass fine particle forming burner, and the tape heater is energized in the deposition process. It is preferable to heat the pipe. Further, it is preferable that a heat insulating material is provided on the outer periphery of the heating element or the tape heater.

本発明のガラス体製造方法は、上記の本発明のガラス微粒子堆積体製造方法によりガラス微粒子堆積体を製造し、このガラス微粒子堆積体を加熱して透明化する透明化工程を経てガラス体を製造することを特徴とする。また、堆積工程においてOVD法,VAD法またはMMD(多バーナ多層付け)法によりガラス微粒子堆積体を製造し、透明化工程を経て光ファイバ用ガラス母材としてのガラス体を製造するのが好適である。   The glass body production method of the present invention is produced by producing a glass fine particle deposit by the above-mentioned glass fine particle deposit production method of the present invention, and manufacturing the glass body through a transparentizing step of heating and clarifying the glass fine particle deposit. It is characterized by doing. Further, it is preferable to produce a glass fine particle deposit by an OVD method, a VAD method or an MMD (multi-burner multi-layering) method in a deposition process, and to produce a glass body as a glass base material for an optical fiber through a transparency process. is there.

本発明によれば原料収率の向上が可能である。   According to the present invention, the raw material yield can be improved.

本実施形態のガラス体製造方法のフローチャートである。It is a flowchart of the glass body manufacturing method of this embodiment. 本実施形態のガラス体製造方法の固定工程S1を説明する図である。It is a figure explaining fixing process S1 of the glass body manufacturing method of this embodiment. 本実施形態のガラス体製造方法の堆積工程S2を説明する図である。It is a figure explaining deposition process S2 of the glass body manufacturing method of this embodiment. 本実施形態のガラス体製造方法の引抜工程S3を説明する図である。It is a figure explaining drawing-out process S3 of the glass body manufacturing method of this embodiment. 本実施形態のガラス体製造方法の透明化工程S4を説明する図である。It is a figure explaining transparentization process S4 of the glass body manufacturing method of this embodiment. 本実施形態のガラス体製造方法の中実化工程S5を説明する図である。It is a figure explaining solidification process S5 of the glass body manufacturing method of this embodiment. 他の実施形態のガラス体製造方法の堆積工程を説明する図である。It is a figure explaining the deposition process of the glass body manufacturing method of other embodiment. 更に他の実施形態のガラス体製造方法の堆積工程を説明する図である。It is a figure explaining the deposition process of the glass body manufacturing method of other embodiment. 実施例および比較例それぞれの諸条件および原料収率を纏めた図表である。6 is a chart summarizing various conditions and raw material yields of Examples and Comparative Examples.

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下では、光ファイバ用ガラス母材としてのガラス体を製造するガラス体製造方法(ガラス微粒子堆積体製造方法を含む。)について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, below, the glass body manufacturing method (including the glass fine particle deposit body manufacturing method) which manufactures the glass body as a glass base material for optical fibers is demonstrated.

図1は、本実施形態のガラス体製造方法のフローチャートである。この図に示されるように、本実施形態のガラス体製造方法は、固定工程S1,堆積工程S2,引抜工程S3,透明化工程S4および中実化工程S5を順に経て、光ファイバ用ガラス母材としてのガラス体を製造する。なお、このガラス体製造方法により製造されるガラス体は、例えば、線引により光ファイバを製造するための光ファイバ母材であり、或いは、その光ファイバ母材のうちでもコア部となるべきコア母材である。なお、本実施形態ではOVD法によるガラス体の製造方法を示したが、VAD法やMMD法においても同様の効果が得られる。   FIG. 1 is a flowchart of the glass body manufacturing method of the present embodiment. As shown in this figure, the glass body manufacturing method of the present embodiment includes a fixing step S1, a deposition step S2, a drawing step S3, a clearing step S4 and a solidifying step S5 in this order, and a glass preform for an optical fiber. As a glass body. In addition, the glass body manufactured by this glass body manufacturing method is, for example, an optical fiber base material for manufacturing an optical fiber by drawing, or a core to be a core portion of the optical fiber base material. It is a base material. In addition, although the manufacturing method of the glass body by OVD method was shown in this embodiment, the same effect is acquired also in VAD method and MMD method.

図2は、本実施形態のガラス体製造方法の固定工程S1を説明する図である。図3は、本実施形態のガラス体製造方法の堆積工程S2を説明する図である。図4は、本実施形態のガラス体製造方法の引抜工程S3を説明する図である。図5は、本実施形態のガラス体製造方法の透明化工程S4を説明する図である。また、図6は、本実施形態のガラス体製造方法の中実化工程S5を説明する図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the fixing step S1 of the glass body manufacturing method of the present embodiment. FIG. 3 is a view for explaining the deposition step S2 of the glass body manufacturing method of the present embodiment. FIG. 4 is a view for explaining the drawing step S3 of the glass body manufacturing method of the present embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the transparency step S4 of the glass body manufacturing method of the present embodiment. Moreover, FIG. 6 is a figure explaining solidification process S5 of the glass body manufacturing method of this embodiment.

固定工程S1(図2)では、出発棒11の先端部11aが種棒パイプ12の一端12aから突出するように、出発棒11が種棒パイプ12に挿入され固定されて、これにより出発ロッド10が作製される(同図(a),(b)参照)。出発棒11は、例えば、アルミナ、ガラス、耐火性セラミクス、カーボンなどの材料からなる。種棒パイプ12は石英ガラスからなる。この出発ロッド10において種棒パイプ12の一端12aから突出している出発棒11の部分の外周は、都市ガスバーナやアセチレンバーナなどを用いたバーナ20からの火炎によりカーボン皮膜11bが形成されるのが好適である(同図(c))。同図(c)におけるカーボン皮膜形成中も、出発ロッド10は出発棒11の中心軸を中心として回転し、バーナ20は、出発棒11の軸方向に沿って出発ロッド10に対して相対的に往復運動を繰り返す。   In the fixing step S1 (FIG. 2), the starting rod 11 is inserted into the seed rod pipe 12 and fixed so that the tip end portion 11a of the starting rod 11 protrudes from the one end 12a of the seed rod pipe 12, whereby the starting rod 10 Is produced (see FIGS. 1A and 1B). The starting rod 11 is made of a material such as alumina, glass, refractory ceramics, or carbon. The seed rod pipe 12 is made of quartz glass. In the starting rod 10, a carbon film 11 b is preferably formed on the outer periphery of the portion of the starting rod 11 protruding from the one end 12 a of the seed rod pipe 12 by a flame from the burner 20 using a city gas burner or an acetylene burner. ((C) in the figure). Even during the formation of the carbon film in FIG. 3C, the starting rod 10 rotates about the central axis of the starting rod 11, and the burner 20 moves relative to the starting rod 10 along the axial direction of the starting rod 11. Repeat reciprocating motion.

固定工程S1の後の堆積工程S2(図3)では、出発棒11が種棒パイプ12に挿入され固定されてなる出発ロッド10は、出発棒11の中心軸を中心として回転される。また、出発ロッド10の側方に配置されて酸水素火炎を形成するガラス微粒子合成用バーナ21は、出発棒11の軸方向に沿って出発ロッド10に対して相対的に往復運動を繰り返す。   In the deposition step S2 (FIG. 3) after the fixing step S1, the starting rod 10 in which the starting rod 11 is inserted and fixed in the seed rod pipe 12 is rotated about the central axis of the starting rod 11. Further, the glass fine particle synthesis burner 21 that is arranged on the side of the starting rod 10 and forms an oxyhydrogen flame repeats reciprocating movement relative to the starting rod 10 along the axial direction of the starting rod 11.

堆積工程S2では、原料容器31に容れられたガラス原料(SiCl,GeCl、等)が加熱されて気化されガラス原料ガスとされる。なお、GeClの沸点は84℃であり、SiClの沸点は57℃である。このガラス原料ガスは、原料容器31から配管32によりガラス微粒子形成用バーナ21まで導かれ、このガラス微粒子形成用バーナ21から噴出される。配管32中にはMFC34が原料ガス流量を制御するために設けられ、原料容器31と配管32及びMFC34は、温調ブース35内に入れられて、温度制御される。原料ガスを2種類用いる場合は、原料容器と配管を2ライン設ければ良い。また、原料容器31と温調ブース35の中は、原料ガスの沸点以上の温度で管理する。なお、バーナまでの配管も、全長原料ガスの沸点以上の温度で管理することが望ましい。 In the deposition step S2, a glass raw material (SiCl 4 , GeCl 4 , etc.) contained in the raw material container 31 is heated and vaporized to obtain a glass raw material gas. GeCl 4 has a boiling point of 84 ° C., and SiCl 4 has a boiling point of 57 ° C. The glass raw material gas is guided from the raw material container 31 to the glass fine particle forming burner 21 through the pipe 32 and is ejected from the glass fine particle forming burner 21. An MFC 34 is provided in the pipe 32 to control the raw material gas flow rate, and the raw material container 31, the pipe 32, and the MFC 34 are placed in the temperature control booth 35 and the temperature is controlled. When two types of source gases are used, two source containers and pipes may be provided. Moreover, the inside of the raw material container 31 and the temperature control booth 35 is managed at a temperature equal to or higher than the boiling point of the raw material gas. It is desirable to manage the piping to the burner at a temperature not lower than the boiling point of the full length raw material gas.

そして、OVD法により、ガラス微粒子形成用バーナ21から噴出された該ガラス原料ガスの火炎分解反応(熱分解反応、火炎加水分解反応、熱酸化反応など)により生じたガラス微粒子が出発材(出発ロッド10)に堆積されてガラス微粒子堆積体が製造される。このとき、出発棒11の先端部11aから種棒パイプ12の一部に亘って出発ロッド10の外周にガラス微粒子が堆積されて、これによりガラス微粒子堆積体13が作製される。   Then, by the OVD method, the glass fine particles generated by the flame decomposition reaction (thermal decomposition reaction, flame hydrolysis reaction, thermal oxidation reaction, etc.) of the glass raw material gas ejected from the glass fine particle forming burner 21 are used as the starting material (starting rod). 10) to produce a glass particulate deposit. At this time, glass fine particles are deposited on the outer periphery of the starting rod 10 from the tip portion 11a of the starting rod 11 to a part of the seed rod pipe 12, whereby the glass fine particle deposit 13 is produced.

堆積工程S2では、ガラス微粒子合成用バーナ21により供給されるガラス原料ガスの量をトラバース毎に異ならせる。これにより、出発棒11の外周に堆積されるガラス微粒子は、径方向に所定の組成分布(すなわち、後のガラス母材または光ファイバにおける径方向の屈折率分布)を有することになる。   In the deposition step S2, the amount of the glass raw material gas supplied by the glass fine particle synthesis burner 21 is varied for each traverse. Thereby, the glass fine particles deposited on the outer periphery of the starting rod 11 have a predetermined composition distribution in the radial direction (that is, a refractive index distribution in the radial direction in the subsequent glass preform or optical fiber).

特に本実施形態では、堆積工程S2において、原料容器31からガラス微粒子形成用バーナ21までの配管32の少なくとも一部の温度は発熱体により100℃以上の所定温度になるよう管理される。配管32の温度は120℃以上の所定温度になるよう管理されるのが好適であり、さらに好ましくは、配管32の温度は150℃以上の所定温度になるよう管理されるのが更に好適である。なお、配管32として耐熱温度170〜260℃程度の弗素樹脂の材料からなる配管などが用いられ得る。   In particular, in the present embodiment, in the deposition step S2, the temperature of at least a part of the pipe 32 from the raw material container 31 to the glass fine particle forming burner 21 is managed to be a predetermined temperature of 100 ° C. or more by the heating element. The temperature of the pipe 32 is preferably managed to be a predetermined temperature of 120 ° C. or higher, and more preferably the temperature of the pipe 32 is further controlled to be a predetermined temperature of 150 ° C. or higher. . As the pipe 32, a pipe made of a fluorine resin material having a heat resistant temperature of about 170 to 260 ° C. can be used.

配管32を加熱するには様々な手段を採用することができる。この加熱手段として、原料容器31からガラス微粒子形成用バーナ21までの配管32の少なくとも一部区間において配管32の外周にテープヒータ33が巻きつけられているのが好適である。テープヒータは、金属発熱体やカーボン製繊維状面発熱体の極細ヨリ線を耐熱材で覆ったフレキシブルなヒータである。堆積工程S2においてテープヒータ33が通電されることで配管32が加熱される。また、テープヒータ33の外周に断熱材が設けられていると低消費電力の観点で好ましい。その他の加熱手段としては、金属配管32に電流を流して加熱する手段や、温調ブース内に配管32を入れる手段、などが採用可能である。   Various means can be employed to heat the pipe 32. As this heating means, it is preferable that a tape heater 33 is wound around the outer periphery of the pipe 32 in at least a part of the pipe 32 from the raw material container 31 to the glass particle forming burner 21. The tape heater is a flexible heater in which an extremely fine twisted wire of a metal heating element or a carbon fibrous surface heating element is covered with a heat resistant material. The pipe 32 is heated by energizing the tape heater 33 in the deposition step S2. Moreover, it is preferable from the viewpoint of low power consumption that a heat insulating material is provided on the outer periphery of the tape heater 33. As other heating means, it is possible to employ a means for supplying current to the metal pipe 32 for heating, a means for putting the pipe 32 in the temperature control booth, or the like.

堆積工程S2の後の引抜工程S3(図4)では、種棒パイプ12およびガラス微粒子堆積体13から出発棒11が引き抜かれる。このとき、種棒パイプ12とガラス微粒子堆積体13とは互いに固定されたままである。なお、固定工程S1において種棒パイプ12の一端12aから突出している出発棒11の部分の外周にカーボン皮膜を形成するため、この引抜工程S3で出発棒11が引き抜かれる際にガラス微粒子堆積体13の中心孔の内壁面にキズが付くことが防止される。   In the extraction step S3 (FIG. 4) after the deposition step S2, the starting rod 11 is extracted from the seed rod pipe 12 and the glass particulate deposit 13. At this time, the seed rod pipe 12 and the glass fine particle deposit 13 remain fixed to each other. In addition, in order to form a carbon film on the outer periphery of the portion of the starting rod 11 protruding from the one end 12a of the seed rod pipe 12 in the fixing step S1, when the starting rod 11 is pulled out in this drawing step S3, the glass particulate deposit 13 The inner wall surface of the center hole is prevented from being scratched.

引抜工程S3の後の透明化工程S4(図5)では、ガラス微粒子堆積体13は、一体となっている種棒パイプ12とともに、HeガスやClガスが導入された加熱炉22の内部に入れられ、ヒータ23により加熱されて透明化される。これにより、透明ガラス管材14が作製される。 In the clearing step S4 (FIG. 5) after the drawing step S3, the glass fine particle deposit 13 is placed inside the heating furnace 22 into which He gas and Cl 2 gas are introduced, together with the integrated seed rod pipe 12. And heated by the heater 23 to be transparent. Thereby, the transparent glass tube material 14 is produced.

透明化工程S4の後の中実化工程S5(図6)では、透明ガラス管材14は、加熱炉に設置されて回転され、中心孔にSFが導入されるとともにヒータ24により加熱されて、中心孔の内壁面が気相エッチングされる(同図(a))。次いで、透明ガラス管材14は、内部が減圧されるとともにヒータ24により加熱されて中実化され(同図(b))、これにより中実のガラス母材が作成される。 In the solidification step S5 (FIG. 6) after the transparentization step S4, the transparent glass tube 14 is placed in a heating furnace and rotated, and SF 6 is introduced into the center hole and heated by the heater 24. The inner wall surface of the center hole is vapor-phase etched (FIG. 1A). Next, the transparent glass tube material 14 is decompressed and heated by the heater 24 to be solidified (FIG. 5B), thereby producing a solid glass base material.

このようにして製造された透明なガラス母材15は、さらにその外側にVAD法(図7参照)や、上記したOVD法、MMD法(図8参照)にてクラッドガラスを形成してプリフォーム化された後、先端を加熱・軟化されて線引きされることで、光ファイバが製造される。クラッドガラスを形成するVAD法やOVD法やMMD法においても、その堆積工程において、原料容器31からガラス微粒子形成用バーナ21までの少なくとも一部の配管32の温度は、発熱体により100℃以上の所定温度になるよう管理される。なお、配管温度は120℃以上の所定温度になるよう管理されるのが好適であり、さらに好ましくは150℃以上の所定温度になるよう管理されるのが好適である。   The transparent glass base material 15 thus manufactured is further preformed by forming clad glass on the outside by the VAD method (see FIG. 7), the OVD method, or the MMD method (see FIG. 8). Then, the tip is heated and softened and drawn to produce an optical fiber. Also in the VAD method, OVD method, and MMD method for forming the clad glass, in the deposition process, the temperature of at least a part of the pipe 32 from the raw material container 31 to the glass particle forming burner 21 is 100 ° C. or more by the heating element. It is managed to reach a predetermined temperature. The piping temperature is preferably managed so as to be a predetermined temperature of 120 ° C. or higher, more preferably managed so as to be a predetermined temperature of 150 ° C. or higher.

本実施形態では、堆積工程S2において、原料容器31からガラス微粒子形成用バーナ21までの少なくとも一部の配管32の温度が、発熱体により100℃以上(好適には120℃以上、更に好適には150℃以上)の所定温度になるよう管理されることにより、原料収率が向上する。   In the present embodiment, in the deposition step S2, the temperature of at least a part of the piping 32 from the raw material container 31 to the glass fine particle forming burner 21 is 100 ° C. or higher (preferably 120 ° C. or higher, more preferably, due to the heating element). The raw material yield is improved by controlling the temperature to be a predetermined temperature of 150 ° C. or higher.

次に、ガラス微粒子堆積体製造方法およびガラス体製造方法の実施例について説明する。本実施例では、グレーデッドインデックス型の光ファイバのコアを線引により製造するためのガラス母材が製造される。   Next, examples of the glass particle deposition body manufacturing method and the glass body manufacturing method will be described. In the present embodiment, a glass base material for manufacturing a core of a graded index type optical fiber by drawing is manufactured.

堆積工程S2においてOVD装置が用いられてガラス微粒子の堆積が行われる。出発棒11として、外径9〜10mmで長さ1200mmのアルミナ製のものが使用される。種棒パイプ12として、長さ600mm、外径20〜40mm、内径9.8〜21mmの石英ガラス製のものが使用される。   In the deposition step S2, an OVD apparatus is used to deposit glass particles. The starting rod 11 is made of alumina having an outer diameter of 9 to 10 mm and a length of 1200 mm. The seed rod pipe 12 is made of quartz glass having a length of 600 mm, an outer diameter of 20 to 40 mm, and an inner diameter of 9.8 to 21 mm.

堆積工程S2において酸水素火炎を形成するガラス微粒子合成用バーナ21に投入されるガラス原料ガスは、SiCl(投入量1〜3SLM/本)およびGeCl(投入量0.0〜0.3SLM)である。 The glass raw material gases introduced into the glass fine particle synthesis burner 21 forming an oxyhydrogen flame in the deposition step S2 are SiCl 4 (input amount 1 to 3 SLM / piece) and GeCl 4 (input amount 0.0 to 0.3 SLM). It is.

原料容器31からガラス微粒子形成用バーナ21までの配管32の外周にテープヒータ33が巻きつけられ、堆積工程S2においてテープヒータ33が通電されることより配管32が加熱され、また、テープヒータ33の外周に断熱テープが一重または二重に巻きつけられる。   The tape heater 33 is wound around the outer periphery of the pipe 32 from the raw material container 31 to the glass particle forming burner 21, and the pipe 32 is heated by energizing the tape heater 33 in the deposition step S <b> 2. A heat insulating tape is wound around the outer periphery in a single or double manner.

図9は、実施例および比較例それぞれの諸条件および原料収率を纏めた図表である。配管温度A(℃)の各値に対してSiCl4とGeCl4の平均原料収率X(%)および消費電力Y(%)が比較評価される。なお、消費電力については実施例1の消費電力を50%とした相対値とされている。 FIG. 9 is a chart summarizing various conditions and raw material yields of the examples and comparative examples. The average raw material yield X (%) and power consumption Y (%) of SiCl 4 and GeCl 4 are compared and evaluated for each value of the piping temperature A (° C.). The power consumption is a relative value with the power consumption of Example 1 as 50%.

この図表に示されるように、配管温度Aが90℃とされた比較例1では平均原料収率Xが30%、配管温度Aが85℃とされた比較例2では平均原料収率Xが27%であるのに対して、配管温度Aが100℃とされた実施例1では平均原料収率Xが32%であり、配管温度Aが120℃とされた実施例2では平均原料収率Xが34%であり、配管温度Aが150℃とされた実施例3〜5では平均原料収率Xが37%である。また、配管温度Aが150℃とされた実施例3〜5のうち、断熱テープが巻きつけられなかった実施例3では消費電力Yが85%であるのに対して、断熱テープが一重に巻きつけられた実施例4では消費電力Yが60%であり、断熱テープが二重に巻きつけられた実施例5では消費電力Yが55%である。   As shown in this chart, in Comparative Example 1 in which the piping temperature A is 90 ° C., the average raw material yield X is 30%, and in Comparative Example 2 in which the piping temperature A is 85 ° C., the average raw material yield X is 27%. However, in Example 1 where the piping temperature A was 100 ° C., the average raw material yield X was 32%, and in Example 2 where the piping temperature A was 120 ° C., the average raw material yield X was Is 34%, and in Examples 3 to 5 in which the piping temperature A is 150 ° C., the average raw material yield X is 37%. In addition, among Examples 3 to 5 in which the pipe temperature A is 150 ° C., the power consumption Y is 85% in Example 3 in which the heat insulating tape is not wound, whereas the heat insulating tape is wound in a single layer. In the attached Example 4, the power consumption Y is 60%, and in the Example 5 in which the heat insulating tape is wound twice, the power consumption Y is 55%.

このように、配管温度が高いほど原料収率が向上する。特に、配管温度を100℃以上としたときに、原料収率は急激に良化することが分かる。これは、原料ガスの温度上昇により下記式
SiCl4+2H2O→SiO2+4HCl
GeCl4+2HO→GeO2+4HCl
で表されるガラス微粒子生成反応(加水分解反応)が促進され、ガラス微粒子の生成量や凝集速度が増加したことに因ると考えられる。また、断熱材を巻くことにより電力コストが安くなり、断熱材を重ねて巻くとさらにコストが低減するといえる。
Thus, the higher the piping temperature, the higher the raw material yield. In particular, it can be seen that the raw material yield sharply improves when the piping temperature is 100 ° C. or higher. This is due to the temperature rise of the source gas
SiCl 4 + 2H 2 O → SiO 2 + 4HCl
GeCl 4 + 2H 2 O → GeO 2 + 4HCl
It is considered that this is because the glass fine particle formation reaction (hydrolysis reaction) represented by the formula (2) is promoted and the generation amount and the aggregation rate of the glass fine particles are increased. Moreover, it can be said that the cost of electric power is reduced by winding the heat insulating material, and the cost is further reduced when the heat insulating material is wound in layers.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上記実施形態では堆積工程においてOVD法によりガラス微粒子堆積体が製造されたが、本発明は堆積工程においてVAD法またはMMD法など火炎分解反応を利用する全ガラス微粒子堆積方法において有効である。また、本実施形態では原料ガスとして、SiClとGeCl4を使用したが、SiCl4だけを使用するクラッドガラス合成の場合も原料収率を向上させる効果がある。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. In the above embodiment, the glass particulate deposit is manufactured by the OVD method in the deposition step. However, the present invention is effective in the all glass particulate deposition method using a flame decomposition reaction such as the VAD method or the MMD method in the deposition step. In this embodiment, SiCl 4 and GeCl 4 are used as the source gas. However, in the case of clad glass synthesis using only SiCl 4 , there is an effect of improving the source yield.

10…出発ロッド、11…出発棒、12…種棒パイプ、13…ガラス微粒子堆積体、14…透明ガラス管材、20…バーナ、21…ガラス微粒子合成用バーナ、22…加熱炉、23,24…ヒータ、31…原料容器、32…配管、33…テープヒータ、34…MFC、
35…温調ブース。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Departure rod, 11 ... Departure rod, 12 ... Seed rod pipe, 13 ... Glass particulate deposit, 14 ... Transparent glass tube, 20 ... Burner, 21 ... Glass particulate synthesis burner, 22 ... Heating furnace, 23, 24 ... Heater, 31 ... Raw material container, 32 ... Piping, 33 ... Tape heater, 34 ... MFC,
35 ... Temperature control booth.

Claims (5)

原料容器に容れられたガラス原料を加熱し気化させてガラス原料ガスとし、このガラス原料ガスを前記原料容器から配管によりガラス微粒子形成用バーナまで導き、このガラス微粒子形成用バーナからガラス原料ガスを噴出させ、このガラス原料ガスの火炎分解反応により生じたガラス微粒子を出発材に堆積させてガラス微粒子堆積体を製造する堆積工程を含むガラス微粒子堆積体の製造方法において、
この堆積工程において前記原料容器から前記ガラス微粒子形成用バーナまでの前記配管の少なくとも一部の温度を発熱体により150℃以上の所定温度になるよう管理し、その温度管理部分の配管として耐熱温度170〜260℃の弗素樹脂の材料からなるものを用いる、
ことを特徴とするガラス微粒子堆積体製造方法。
The glass raw material contained in the raw material container is heated and vaporized to obtain a glass raw material gas. This glass raw material gas is led from the raw material container to the glass fine particle forming burner through a pipe, and the glass raw material gas is ejected from the glass fine particle forming burner. In the method for producing a glass particulate deposit including a deposition step of producing a glass particulate deposit by depositing glass particulate generated by a flame decomposition reaction of the glass raw material gas on a starting material,
In this deposition step, the temperature of at least a part of the pipe from the raw material container to the glass particle forming burner is controlled to be a predetermined temperature of 150 ° C. or higher by a heating element, and the heat- resistant temperature 170 Use a material of a fluororesin material of ~ 260 ° C,
A method for producing a glass fine particle deposit, wherein:
前記原料容器から前記ガラス微粒子形成用バーナまでの前記配管の少なくとも一部区間において前記配管の外周にテープヒータが巻きつけられており、前記堆積工程において前記テープヒータに通電することで前記配管を加熱する、
ことを特徴とする請求項に記載のガラス微粒子堆積体製造方法。
A tape heater is wound around the outer circumference of the pipe in at least a part of the pipe from the raw material container to the glass particle forming burner, and the pipe heater is heated by energizing the tape heater in the deposition step. To
The method for producing a glass particulate deposit according to claim 1 .
前記発熱体または前記テープヒータの外周に断熱材が設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載のガラス微粒子堆積体製造方法。
The method for producing a glass particulate deposit according to claim 1 or 2 , wherein a heat insulating material is provided on an outer periphery of the heating element or the tape heater.
請求項1〜3の何れか1項に記載のガラス微粒子堆積体製造方法によりガラス微粒子堆積体を製造し、
このガラス微粒子堆積体を加熱して透明化する透明化工程を経てガラス体を製造する、
ことを特徴とするガラス体製造方法。
A glass particulate deposit is produced by the glass particulate deposit production method according to any one of claims 1 to 3 ,
A glass body is manufactured through a transparentization step of heating the glass fine particle deposit to make it transparent.
A glass body manufacturing method characterized by the above.
前記堆積工程においてOVD法,VAD法またはMMD法によりガラス微粒子堆積体を製造し、
前記透明化工程を経て光ファイバ用ガラス母材としての前記ガラス体を製造する、
ことを特徴とする請求項に記載のガラス体製造方法。
In the deposition step, a glass particulate deposit is manufactured by the OVD method, VAD method or MMD method,
Producing the glass body as a glass preform for optical fiber through the transparentization step,
The glass body manufacturing method of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
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