JPH03112820A - 多孔質ガラス母材の製造方法 - 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］ 本発明は多孔質ガラス母材の製造方法、特には気体状ガ
ラス原料を酸水素火炎中で加水分解して得たシリカ微粒
子を担体上に堆積させて多孔質ガラス母材を製造する方
法を効率よ〈実施する方法に関するものである。

［従来の技術］ 多孔質ガラス母材が四塩化けい素などの気体状ガラス原
料を酸水素火炎バーナー中で加水分解して得たシリカ微
粒子を耐熱性の担体上に堆積させて作られることはよく
知られているところであり、（特開昭４９−９５１４号
、特開昭４９−９５２３号公報参照）これは例えば第４
図に示されているように光フアイバ用コアガラス棒、石
英ガラス、炭化けい素、炭素などのような耐熱性の担体
１１に、四塩化けい素、酸素ガス、水素ガスを供給した
酸水素火炎バーナー１２の火炎１３を吹きつけ、この火
炎中における四塩化けい素の火炎加水分解で発生したガ
ラス微粒子１４を担体１１の上に堆積させて多孔質ガラ
ス部材１５とするという方法で作られているが、この生
産性向上のためには図示されているように２本または２
本以上の複数の酸水素火炎バーナー１２を用いることも
公知とされている（特開昭５６−５０１３０号、特開昭
５７−１８３３３０号公報参照）。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この多孔質ガラス母材の製造に当って、２本ま
たは２本以上の酸水素火炎バーナーを使用する場合、こ
のバーナーの間隔を近づけすぎるとこのバーナーの火炎
同志が互いに干渉し合うためにガラス微粒子の堆積量が
減少し、例えば２本のバーナーを用いて２倍の原材料を
送っているのにも拘わらず、堆積量は２倍にならず、１
．５倍程度に止まってしまうという不利が生じ、このバ
ーナーの間隔を離しすぎるとガラス微粒子の堆積速度は
最大値となるけれども、距離に限界のある装置内では有
効堆積長さが短くなるために、目標とする多孔質ガラス
母材の長さが短くなるという欠点が生じる。

［課題を解決するための手段］ 本発明はこのような不利、欠点を解決することのできる
多孔質ガラス母材の製造方法に関するものであり、これ
は気体状ガラス原料を酸水素火炎バーナーに送り、火炎
加水分解して生成するガラス微粒子を担体上に堆積させ
て多孔質ガラス母材を外付法で製造するに当り、酸水素
火炎バーナーを変形スリット状角型のものを組合せたも
のとしてなることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは上記した公知の多孔質ガラス母
材の製造方法における不利を解決する方法について種々
検討した結果、長尺のスリットバーナー、例えば特開昭
５３−７０４４９号では全長にわたって炎の均一化が保
証できず、小型のスリットバーナーでは円筒バーナーと
同揉にバーナー間で炎が干渉するという不利があるが、
ここに使用する酸水素火炎バーナーをスリット状角型の
ものとし、末端用直角バーナーを２本用いるか、または
２本以上のバーナーを並べる場合は平行スリットバーナ
ーを直角バーナーの間に複数使用すると、このバーナー
間隔を接近させてもバーナーの火炎同志が干渉し合うこ
とがなくなるのでガラス微粒子の担体への堆積を効率よ
く行なうことができるし、バーナー群の無駄な距離を短
縮することができるので、限られた長さ当りの生産速度
を最大のものとすることができることを見出し、これに
よれば効率よく目的とする多孔質ガラス母材を製造する
ことができることを確認して本発明を完成させた。

以下にこれをさらに詳述する。

［作用］ 本発明による多孔質ガラス母材の製造は前記したように
公知の多孔質ガラス母材の製造方法において使用される
酸水素火炎バーナーをスリット状角型のものとするもの
である。

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明で使用されるスリッ
ト状角型の酸水素火炎バーナーの横断面図、第１図（Ｃ
）はその縦断面図を示したもので、第２図はこの酸水素
火炎バーナーを使用して多孔質ガラス母材を製造する装
置の縦断面図を示したものであり、さらに第３図は担体
の全長にわたってバーナー間を密接した例を図示したも
のである。

本発明で使用される酸水素火炎バーナーは第１図（ａ）
に示したように外形が角型であり、気体状ガラス原料と
しての四塩化けい素、酸水素火炎用の酸素ガス、水素ガ
スを送入するための３重管の多重構造スリット状を基本
に形成したガス口をもつものである。（ｂ）はこの四塩
化けい素を中心に水素ガス、その周りをアルゴンガス、
最外周に酸素ガスを供給するようにした４重管構造のも
のであり、第１図（Ｃ）はこの第１図（ａ）に示した酸
水素火炎バーナーの末端用直角型および中央部用平行型
の例を各々示したもの、第１図（ｄ）は中心の原料ガス
がバーナー毎に酸水素炎で切断されることがない、最も
効率のよい切り欠きをもった直角型バーナー、平行スリ
ットバーナーを各々例示したものであるが、この切り欠
きは原料ガスだけでなく、他のガスを組合せることがで
きる。

このスリット状角型バーナーは図に示したように通常は
長方形のものとされるが、このバーナーの原料ノズルの
縦横寸法は縦１に対して横が４〜４０であるものとすれ
ばよく、好ましくは１：６〜２４の範囲とすることがよ
い。本スリットバーナーを連続して並べて利用するには
、両端に末端用直角バーナー、中央部に平行スリットバ
ーナーを並べ、原料ガスが空間で連続してつながるよう
に配列すればよいが、バーナー列の両端部の酸水素火炎
の出口を大きくとるか、酸水素火炎だけのバーナーを並
べることも有効である。

この酸水素火炎バーナーを使用した多孔質ガラス母材の
製造は、第２図に示したように光フアイバ用コアガラス
、石英ガラス、炭化けい素、炭素などのような耐熱性の
担体１を炉内に設置し、軸を中心に回転させ、これに四
塩化けい素、酸素ガス、水素ガスを供給した第１図に示
したようなスリット状角型の酸水素火炎バーナー２から
の火炎３を吹きつけると共にこの酸水素火炎バーナー２
を担体１と相対的に左右に一定速度で穆勤させ、この火
炎中における四塩化けい素の火炎加水分解で生成したガ
ラス微粒子４を担体上に直径が均一になるように堆積さ
せることによって多孔質ガラス母材５を製造するもので
あるが、この酸水素火炎バーナー２がスリット状のもの
とされており、火炎が担体にそって放出されるのでこれ
によれば多孔質ガラス母材中におけるガラス微粒子の濃
度を均一にすることができるし、第３図に示したように
複数個の酸水素火炎バーナー２をバーナー間隔を殆ど０
として密接配置した場合、このバーナーからの火炎が一
木の長尺スリットバーナーとして作用し、火炎同志が干
渉し合うことがなく、したがってバーナーの軸上への往
復運動がなくてもガラス微粒子４の担体１の全長にわた
って均一に堆積を行なうことができるという有利性が与
えられるので、結果において限られた長さ当りの生産速
度を最大の値にまで高めることができるという工業的な
有利性が与えられる。

また、堆積体の両端は火炎が切れるので堆積体の密度が
低下し、これから破壊することも生じるが、これには熱
量の不足を補なうための独立のスリットバーナーで加熱
することが有効である。

［実施例］ つぎに本発明の実施例、比較例をあげる。

実施例１．比較例１ 直径２００ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの石英ガラス棒を
担体として炉内に水平に保持し、３０ｒｐａ＋で回転さ
せ、これに酸水素火炎を吹きつけるために第１図（ｂ）
に示した中心部、原料ノズル内寸法が縦２ｍｍ、横２４
ｍｍ、外寸法１６ｎ＋ｎ＋、横４０ｍｍのスリット状角
型の４重管酸水素火炎バーナー２本を密接して配置し、
これらを水平方向に１２０　ｍｍ１分の一定速度で左右
に往復運動するようにした。

ついでこの各酸水素火炎バーナーの内層第１層に四塩化
けい素をｒｎａｘ、　２０ｇ／分、第２層に水素ガス２
０１／分、第３層にアルゴンガス１１／分、第４層に酸
素ガス２６β／分を供給して反応させ、この酸水素火炎
バーナーを水平移動させながら四塩化けい素の火炎加水
分解で発生したガラス微粒子を担体上に均一に堆積させ
て多孔質ガラス母材を作り、このもののガラス微粒子の
堆積速度を計算したところ２３０ｇ／時であり、これは
酸水素火炎バーナーを一木使用したときの堆積速度１２
０ｇ／時の約２倍の数値であり、この場合には２木の火
炎が干渉し合って堆積速度の減退することがばとんどな
いということが確認された。

しかし、比較のためにこの酸水素火炎バーナーを従来公
知の円筒型４重管バーナーとし、第４図に示したように
この２木の酸水素火炎バーナーを４０ｍｍの間隔をおい
て配置したほかは上記と同じように処理して多孔質ガラ
ス母材の製造を行なったところ、２木のバーナー間で炎
が乱れ、この場合におけるガラス微粒子の堆積速度はｘ
７９ｇ／時であり、この堆積効率は酸水素火炎バーナー
を１木使用したときの堆積速度１２０ｇ／時の４９％増
に止まっていた。

実施例２ 平行スリットバーナー４本を互いに接して並べ、その両
端に末端用直角バーナーを接し、６木のバーナーの全長
が２６０＋ｕ＋ｎとした長尺バーナーを組みあげた。

平行バーナーの出口は縦２＋＋＋ｍ、幅２８ｍｍの原料
ノズルをもった４重管であり、直角バーナーは実施例１
で示したものを用いた。担体としてはシングルモード用
光フアイバコアガラスを使用し、これを直径２０．１ｍ
ｍφ、長さ３００ｍｍに加工し、この両端に径２０＋ｎ
ｍφの石英ガラス棒を接続した。

この担体の両端を回転チャックにはさみ、３０ｒｐｏ＋
で回転させ、前記バーナーを担体と対向させて全長が中
心と合うように個別に調節し、バーナーに点火したのち
、各バーナーのガス条件を独立に制御しながら原料５ｉ
ＣＩＬ４を徐々に増加させ、ガスもスート径の増大と共
に増加させ、最終的には各平行バーナーにＨ２８Ａ／分
、０２１１ｊＺ／分、　ＳｉＣＩｔ４１０ｇ　７分とな
るようにし、各直角バーナーには１（２１０１７分、　
０２１３℃／分、ＳＣＪ２４５ｇ／分となるようにした
ところ、２．８５時間後に外径が１３．６１１ＩＩＩｌ
φ、スート堆積総重量１．８８ｋｇ、平均長さ２４０ｍ
ｍである滑かなスート母材が得られ、このときの木スー
トはバーナー１本平均ｌｏｙｇ１時で１木の単独バーナ
ーに比較して９２％の効率であった。

［発明の効果］ 本発明は光フアイバ母材製造用の多孔質ガラス母材の製
造方法に関するものであり、これは外付けＣＶＤ法など
による公知の多孔質ガラス母材の製造方法において、こ
こに使用する酸水素火炎バーナーをスリット状角型のも
のとするものであるが、これによれば小型のスリットバ
ーナーを並べて長尺スリットバーナーにすることで担体
上に堆積されるガラス微粒子の付着厚さを均一とするこ
とができるし、この酸水素火炎バーナーはその複数を密
接配置しても火炎同志が干渉し合うことがないので堆積
効率を上げることができ、また限られた長さ当りの生産
速度を最大のものとすることができるという有利性が与
えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）は本発明で使用されるスリッ
ト状角型の酸水素火炎バーナーの横断面図、第１図（Ｃ
）はその斜視図、（（１）は切り欠きのあるバーナーの
斜視図、第２図は本発明による多孔質ガラス母材製造装
置の縦断面図、第３図は担体の全長にわたってバーナー
を密接し、互いに平行移動しない場合の縦断面図、第４
図は従来公知の２本バーナーによる多孔質ガラス母材製
造装置の縦断面図を示したものである。 １．１１・・・担体 ２、Ｉ２・・・酸水素火炎バーナー ３．１３・・・バーナー火炎 ４．１４・・・ガラス微粒子 ５．１５・・・多孔質ガラス母材 ｔｒ−ｍ用直＾バーナー 中央用平オ〒スリブ瞳虐ナー 右１瓢用直庵ノ（−ナー 迫烏イ更用例 第 図 第 ３ 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．気体状ガラス原料を酸水素火炎バーナーに送り、火
   炎加水分解して生成するガラス微粒子を担体上に堆積さ
   せて多孔質ガラス母材を外付法で製造するに当り、酸水
   素火炎バーナーを変形スリット状角型のものを組合せた
   ものとしてなることを特徴とする多孔質ガラス母材の製
   造方法。
2. ２．スリット状角型の酸水素火炎バーナーを複数個、長
   手方向に密接して配置してなる請求項１に記載の多孔質
   ガラス母材の製造方法。
3. ３．堆積体の両端部を堆積中を通じてスリットバーナー
   で加熱する請求項１に記載の多孔質ガラス母材の製造方
   法。