JPH01183431A - ガラス微粒子堆積体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス微粒子堆積体を円柱状もしくは円筒状出
発材の外周部に形成する方法に関し、特に高純度が要求
される光ファイバ用母材ｔ−製造する際の中間製品とし
て好適に用いられるガラス微粒子堆積体の製造方法に関
するものでろる０ 〔従来の技術〕 従来、石英系ガラス管もしくは光フアイバ用母材の製造
方法として特開昭４８−７３５２２号公報に示されたよ
うないわゆる１外付法”がある。この方法は回転するカ
ーボン、石英系ガラス又はアルミナなどの耐火性出発材
の外周部に、ガラス原料の加水分解反応により生成せし
めた８１０３などの微粒子状ガラス（ガラス微粒子とも
いう）を堆積させてゆき、所定１ｔ−堆積させた後堆積
をやめ、上記出発材を引き抜き、パイプ状ガラス集合体
全形成し、このパイプ状ガラス集合体を高温電気炉中で
焼結透明ガラス化す°ることでパイプ状ガラス体を得て
いる。

或いは、同様の方法で出発材として中実の光フアイバ用
ガラス微粒子堆積体の複合体を形成したのち、出発材を
引き抜かず該複合体を高温炉中で加熱処理し、ガラス微
粒子堆積の部分を焼結することによ）、出発材でろる光
フアイバ用ガラス母材の外周部にさらに透明ガラスｍを
形成するという方法も考えられる。

このような従来法では％第３図に示すようにガラス微粒
子合成用バーナ３５は出発材３１の外周に形成したガラ
ス微粒子の堆積体３２の成長方向に対する角度０がθ≦
９０″であるように設けられて堆積を行っている。３４
は火炎、３５はガラス微粒子流でるる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の０≦９０°にバーナを設けて堆積
する従来法には次の問題点がめった。

■　堆積面に温度分布が生じるため、ガラス微粒子堆積
体３２の硬さが不均一になりやすい。

■　火炎３４は自然対流（熱による浮力効果）によりｉ
＠ｓ図中に矢印で示すように上方に流れ易く、特にガラ
ス微粒子重積体５２ｔ−鉛直下方に成長させる場合には
、堆積面特に出発材ロッド５１との界面の加熱が不充分
となる。

このときの堆積面の温度分布は第４図に示すように滑か
ではない。ｒは堆積体の中心からの距＃ｊｌｉを示す。

■　ガラス微粒子流５５は熱による浮力効果を受けにく
いので、堆積面に沿って流れる距離を長くとることがで
きないため、堆積効率を上げることが困難である。特に
生産速度を向上すべく堆積速度を上げた場合にこの困難
は顕著である。なお、堆積効率とはガラス原料投入１（
８１０，換算ンに対する付着址の割合であシ、堆積速度
は１分間に何着するガラス微粒子の重量でおる。

そして上記■、■、■によシ堆積体の硬さｔ牛径方向に
均一にし難いため、堆積体は割れやすく、ガラス微粒子
の堆積効ａｔ十分に上げられず、さらに堆積体１ｍ結し
た際にガラス中に気泡が残り易いという欠点がめった。

本発８Ａはこのような諸欠点１ｒ解消して、ガラス微粒
子の堆積効率を向上し、かつ堆積体の割れｔ防いで安定
にガラス微粒子重積体ｔ−裏造できる方法を提供するこ
とを目的としたものである０ 〔課題を解決するための手段〕 本発明は自らの５Ｉｌｔ−回転軸として回転している実
質的に円柱状もしくは円筒状の出発材の片端近傍から該
出発材の外周部上に、ガラス微粒子合成用バーナの火炎
円にガラス形成用原料全供給することによシ生成させた
ガラス微粒子を堆積させ始め、該バーナを該出発材の軸
と平行に相対的に移動させてゆくことに工９ガラス微粒
子の堆積体を該出発材の外周部に軸方向に形成してゆく
方法において、上記ガラス微粒子合成用バーナをガラス
微粒子堆積体の成長方向に対し９０〜１１０’の角度に
設けてガラス微粒子を堆積させることｔ−Ｗ徴とするガ
ラス微粒子堆積体の製造方法である。

以下、図面を参照して本発８Ａｔ具体的に説明する。

第１図は本発明の笑施悪様の概略説明図でｂつて、ガラ
ス微粒子合成用バーナ１３を出発材１１の外周に堆積す
るガラス微粒子堆積体１２の成長方向に対して角度０が
９０（θ≦１１０゜の範囲内にろるようにセットして堆
積を行なうのである。１４は火炎％　１５はガラス微粒
子流でめる〇 本発明においてはバーナのセット角度θに関する９０く
θ≦１１０ｍという限定以外の他の製造上の条件につい
ては従来どおシでよい。例えば、出発材の材質としては
、石英ガラス（光ファイバのコアとなる石英ロッドも含
む）、アルミナ、カーボンその他公知材料金用いうる０
ガラス鳳科としては例えば５ｉＣ４、８１ＨＣｔ、その
他公知のガラス原料が用いられ、燃焼ガスとしては例え
ばＨ，、Ｃｏ、　ＣＨ，等、助燃ガスとしては０２等、
不活性ガスとしては例えばＡｒ、　Ｈｅ　等が挙げられ
、特に一般的には８１Ｃ４＃　Ｈｚ　ｔＯｓ及びＡｒが
用゛いられることが多い。バーナとしてＦ′ｉ特にタイ
プが限定されるところはなく、いずれも同等の効果を得
られるが、後記実施例では同心円状多重管バーナを用い
た。

〔作　用〕

本発明はバーナ５９０＜＃≦１１０°の角度にセットし
て行なうことによシ、次のような作用。

効果を奏することができる。

り堆積面が火炎の片ＩＩ（すなわち鉛直方向への成長の
場合は下側）で加熱されるため、堆積面の温度分布は第
２図に示すように滑かになりやすい。

２）火炎１４が第１図のように下方を向くため。

熱効果による火炎の上昇傾向が補正されて堆積面が加熱
されやすく、十分な加熱ができる。

３）第１図に示すように、ガラス微粒子流１５の堆積体
表面に沿って流れる距離は長くな広堆積効率を上げるこ
とができる０ リ　鉛直方向に母材を成長させる場合には、火炎１４の
熱対流効果によシ堆積面にガラス微粒子に１５が押しつ
けられる効果が生じ、これにより堆積効率が従来法より
上がる。

５）以上の１〜４）によシ堆積体の硬さを半径方向に均
一にできるため堆積体の割れがなく、さらに焼結後の母
材中の気泡存在が大巾に低減できる０ ６）従来の０が９０°　以下の方法に比べ、製造された
母材外径が１〜２割細径となる。これは、母材の加熱効
率が上がるため、ガラス微粒子堆積体を硬く製造できる
からであり、細径母材の高速合成音実現できる効果がろ
る０θが９０ｃ′以下では従来法の項で説明した不都合
がおり、−万〇が１１０°ｔ−越えると、バーナから噴
出されたガラス微粒子は堆積面から剥離するようにな＃
）％逆に堆積効率の劣化を招くので好ましくない。

〔実施例〕

実施９Ｑ１ 第１図の構成で本発明にニジガラス微粒子堆積体を製造
した。条件は次のとおシでめるＯガラス゛微粒子合成用
バーナ　：　同心円状８重管・（−す（２重火炎バーナ
） 出発材：　外径２０■φの石英ロッド 使用ガス流蓋　：　　８ｉＣ４５ｔ／分、Ｈり　４７ｔ
／分。

０２４５１．７分％Ａｒ１５ｔ／分 バーナセット角度　二　〇＝１００゜ 得られたガラス微粒子堆積体のサイズ、堆積速度及び効
率は次のとおりでめった。

サイズ　：　外径１４０■φ、長さ６００ｍ１１堆積速
度　：９．４ｆ／分 堆積効率：　７０％ 以上のものを５本製造し、１６２０℃に保たれた電気炉
で透明化したところ、５本すべてについて気泡のないガ
ラス母材が得られた。

比１！？’ｌＪｉ 使用バーナ、出発材、使用ガス流量は実施例と同じにし
て、バーナセット角度のみ＠　＃＝７０゜として、ガラ
ス微粒子堆積体を製造したところ、次のような結果が得
られた。

サイズ　：　外径１４５■φ、長さ６００■堆積速度　
ニア−６１７分 堆積効率：　５７％ 以上のものを５本製造して、実施例と同じ条件で透明化
したところ、各母材には微小気泡が約３０側根度存在し
た。また、母材の中には焼結中にクランクの入るものが
あった。

実施例２ 第１図の構成で本発明によシガラス微粒子堆積体’ｒ＊
造した。製造条件と結果は次のとおシでめった。

ガラス微粒子合成用バーナ　：　同心円状８重管／＜−
す（２重火炎バーナ） 出発材　：　外径２０■φの石英ロッド使用ガス流ｔ＝
ＳＩＣＬ４５ｔ／分、Ｈ雪　４５ｔ／分、０．４５ｔ／
分、Ａｒ１５ｔ／分 バーナセット角度　：　　＃＝９２゜ ガラス微粒子堆積体サイズ　：　外径１４２ｍ５＋φ、
長さ５５０■ 堆積速度　：９．５ｆ／分 収＊：６９％ 実施例１と同様にして透明化した母材中の気泡は、微小
なものが１個程度で、θが９０°以下の場合に比べると
良好なものが得られた。

以上の実施例及び比較例の結果からも、本発明のバーナ
角度で堆積を行なうことによシ、堆積速度、堆積効率の
いずれも大巾に向上できることが明らかである。また従
来法よシも細径の母材が製造できる。

なお、本実施例では出発材として石英ロッドを用いてそ
の外周に８１０２ガラス微粒子堆積体を形成したが、石
英ロッドにかえて屈折率分布を有するものを用いればシ
ングルモードファイバ。

グレーディッドインデックス型ファイバの製造を行なう
ことができる。また、出発材を石英ロンド、ガラス微粒
子堆積体を屈折率分布を有するものとする組合せも当然
差し支えない。

〔発明の効果〕

本発明のガラス微粒子堆積体の製造方法は、従来よりも
堆積速度、堆積効率共に向上し、かつ気泡残留等がなく
その後の焼結におけるクランク発生もないという高品質
ガラス用中間体全生産性高く安定して製造でさる優れた
方法である。しかもバーナのセット角度を変えるだけで
よいので装置は従来のものを使用できる利点もめる。さ
らに、細径母材の高速合成を実現でさる効果もある。

【図面の簡単な説明】

Ｗ１１図は本発明のガラス微粒子堆積体の製造刃＠を説
明する概略図であり、第２図は本発明の第１図の構成に
おける堆積体の温度分布を示す図でめる０第３図は従来
法ｔ−説明する概略図でろ９、第４図は従来法における
堆積体の温度分布を示す図である〇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）自らの軸を回転軸として回転している実質的に円
   柱状もしくは円筒状の出発材の片端近傍から該出発材の
   外周部上に、ガラス微粒子合成用バーナの火炎内にガラ
   ス形成用原料を供給することにより生成させたガラス微
   粒子を堆積させ始め、該バーナを該出発材の軸と平行に
   相対的に移動させてゆくことによりガラス微粒子の堆積
   体を該出発材の外周部に軸方向に形成してゆく方法にお
   いて、上記ガラス微粒子合成用バーナをガラス微粒子堆
   積体の成長方向に対し９０〜１１０°の角度に設けてガ
   ラス微粒子を堆積させることを特徴とするガラス微粒子
   堆積体の製造方法。