JPH03223132A - Production of fiber preform - Google Patents
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Classifications
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- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/042—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor starting from tubes, rods, fibres or filaments
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、光ファイバの製造に使用するファイバ母材
に係り、特にこのファイバ母材の製造方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a fiber preform used for manufacturing optical fibers, and particularly to a method for manufacturing this fiber preform.
可視光或いは近赤外光等を用いて情報を伝送させるため
の手段として、石英ガラス（シリカ）、即ちガラス状の
純粋な二酸化硅素（ＳｚＯａ）を材料とした光ファイバ
が開発され使用されている。Optical fibers made of silica glass (silica), that is, glass-like pure silicon dioxide (SzOa), have been developed and used as a means to transmit information using visible light or near-infrared light. .
ところで、この光ファイバは、まず光ファイバと同一屈
折率分布を有するロッド状の母材を形成し、次にこの母
材を脱水・焼結させて一端側から引張って線引きを行い
、これによって光ファイバを形成するようになっている
。また、その光フアイバ用母材の製造方法としては、例
えばガラス管の内壁にスート状の石英ガラスを堆積させ
る内付は法やガラス棒等の外側にスート状の石英ガラス
を堆積させる外付は法或いは気相軸付法（ＶＡＤ法）等
が開発されている。By the way, this optical fiber is made by first forming a rod-shaped base material that has the same refractive index distribution as the optical fiber, then dehydrating and sintering this base material, and drawing it from one end. It is adapted to form a fiber. In addition, as methods for manufacturing the base material for optical fibers, for example, an internal method in which soot-like quartz glass is deposited on the inner wall of a glass tube, and an external method in which soot-like quartz glass is deposited on the outside of a glass rod, etc. The vapor deposition method (VAD method) and the like have been developed.
ところで、このような方法で母材を製造するときには、
一般にガラス管やガラス棒にスート状の石英ガラスを付
着・堆積させていくため付着効率が悪く、このスート状
の石英ガラスを製造させている加熱炉内において未付着
のスート状のものが多量に残留する場合が多い。By the way, when manufacturing the base material using this method,
Generally, because soot-like quartz glass is attached and deposited on glass tubes and glass rods, the adhesion efficiency is poor, and a large amount of soot-like material is left unattached in the heating furnace where this soot-like quartz glass is manufactured. It often remains.
また、このような方法で母材を製造するときには、同時
に不要な気体等が形成されることがあるため、加熱炉は
排気ダクトを介して廃ガス処理室等と連結された構造の
ものが一般的であるが、先に説明したスート状の石英ガ
ラスがその排気ダクトに残留して詰まり、排気能力が大
幅に低下することもある。In addition, when manufacturing base materials using this method, unnecessary gases may be formed at the same time, so the heating furnace is generally connected to a waste gas treatment chamber etc. via an exhaust duct. However, the soot-like quartz glass described above may remain in the exhaust duct and clog it, significantly reducing the exhaust capacity.
さらに、ＶＡＤ法による母材製造にあっては、スート状
の石英ガラスの付着制御が難しく、長手（軸）方向での
付着量の均一化を図るのが技術的に困難になっている。Furthermore, when manufacturing a base material by the VAD method, it is difficult to control the adhesion of soot-like quartz glass, and it is technically difficult to equalize the amount of adhesion in the longitudinal (axial) direction.
そこで、この発明は、上記した従来の欠点に鑑み、加熱
炉等におけるスート状石英ガラスの残留を防止すること
ができると共に効率よく母材を製造することができ、し
かも長手（軸）方向での径寸法に大きなムラが発生する
おそれのないファイバ母材の製造方法を提供することを
目的とするものである。Therefore, in view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention can prevent soot-like quartz glass from remaining in a heating furnace, etc., and can efficiently manufacture a base material, and moreover, It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fiber preform that does not cause large irregularities in diameter.
即ち、この発明のファイバ母材の製造方法は、所定のフ
ァイバ材料を加熱溶融して液体状のファイバ材料を形成
し、この液体状のファイバ材料に熱風を吹付けて短繊維
状のファイバ材料を形成し、この短繊維状のファイバ材
料を紡糸してシート材を形成し、この形成したシート材
を所定形状に成形し、この成形したシート材を脱水・焼
結してファイバ母材を製造するものである。That is, in the method for manufacturing a fiber preform of the present invention, a predetermined fiber material is heated and melted to form a liquid fiber material, and hot air is blown onto the liquid fiber material to form a short fiber material. This short fiber material is spun to form a sheet material, the formed sheet material is formed into a predetermined shape, and the formed sheet material is dehydrated and sintered to produce a fiber base material. It is something.
以下この発明の一実施例について添付図面を参照しなが
ら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図はこの発明に係る製造方法を用いてファイバ母材
を製造するときに使用するファイバ母材製造装置を示す
ものであり、この製造装置は、原料ガス発生部（閃絡）
と、ガス反応炉１と、加熱炉２と、遠心かご３と、熱風
炉４と、収容器５とから構成されている。FIG. 1 shows a fiber preform manufacturing apparatus used when manufacturing a fiber preform using the manufacturing method according to the present invention.
, a gas reaction furnace 1 , a heating furnace 2 , a centrifugal cage 3 , a hot blast furnace 4 , and a container 5 .
原料ガス発生部は、ファイバ材料形成用の原料ガス、即
ちガス状の四塩化硅素（Ｓｔ４．）、酸素（０２）、水
素（Ｈ２）及び必要なガス状の屈折率調節用物質を発生
させるためのものであり、ガス反応炉１へ所定量ずつ供
給させるようになっている。The raw material gas generation section is for generating raw material gases for forming fiber materials, that is, gaseous silicon tetrachloride (St4.), oxygen (02), hydrogen (H2), and necessary gaseous refractive index adjusting substances. It is designed to be supplied to the gas reactor 1 in predetermined amounts.
ガス反応炉１は、加熱炉２と下部側で連結されており、
供給される原料ガスに所定の化学反応をおこなわせて、
つまり酸水素バーナ中でスート状の二酸化硅素（３１０
２）（以下これをスート状のファイバ材料７ａとよぶ）
を化学生成させるようになっている。そして、このスー
ト状のファイバ材料７ａは、自重でガス反応炉１内底部
に落下し、投下口１ａから加熱炉２内に投入されるよう
になっている。The gas reactor 1 is connected to the heating furnace 2 at the lower side,
By causing the supplied raw material gas to undergo a specified chemical reaction,
In other words, soot-like silicon dioxide (310
2) (hereinafter referred to as soot-like fiber material 7a)
is chemically generated. The soot-like fiber material 7a falls to the bottom of the gas reactor 1 under its own weight, and is introduced into the heating furnace 2 through the injection port 1a.
加熱炉２は、スート状のファイバ材料７ａを加熱溶融さ
せて液体状のファイバ材料７ｂを形成するためのもので
あり、炉内を所定温度に加熱させる発熱体２ａが周囲に
配設されている。そして、この加熱炉２には、液体状の
ファイバ材料７ｂを炉内から遠心かご３に供給させるた
めの細径の供給孔２ｂが底部に開口されている。The heating furnace 2 is for heating and melting the soot-like fiber material 7a to form a liquid fiber material 7b, and is surrounded by a heating element 2a that heats the inside of the furnace to a predetermined temperature. . The heating furnace 2 has a small diameter supply hole 2b opened at the bottom for supplying the liquid fiber material 7b from inside the furnace to the centrifugal cage 3.
遠心かご３は、液体状のファイバ材料７ｂを遠心力で外
部へ噴出させるためのものであり、加熱炉２直下に配設
されており、外周面に多数の噴出孔３ａを設けた構成と
なっている。そして、この遠心かご３は、モータ６によ
って駆動され高速回転するようになっている。The centrifugal cage 3 is for ejecting the liquid fiber material 7b to the outside by centrifugal force, is disposed directly below the heating furnace 2, and has a configuration in which a large number of ejection holes 3a are provided on the outer peripheral surface. ing. The centrifugal cage 3 is driven by a motor 6 to rotate at high speed.
熱風炉４は、遠心かご３を中心部に配置した状態で加熱
炉２の下方に設けられており、遠心かご３から吹出する
ファイバ材料に熱風を吹付けて短繊維状のファイバ材料
７ｃを形成するようになっている。このため、この熱風
炉４は、外周面側に熱風吹出用のノズル４ａが所定方向
に向けて複数設けられている。また、この熱風炉４には
、形成された短繊維状のファイバ材料７ｃを自然落下さ
せて収容器５に収容させるため下部が大きく開口された
構成となっている。The hot blast furnace 4 is provided below the heating furnace 2 with the centrifugal basket 3 disposed in the center, and blows hot air onto the fiber material blown out from the centrifugal basket 3 to form short fiber material 7c. It is supposed to be done. For this reason, the hot air stove 4 is provided with a plurality of nozzles 4a for blowing out hot air in a predetermined direction on the outer peripheral surface side. Further, the hot air stove 4 has a large opening at the bottom so that the formed short fiber material 7c naturally falls and is stored in the container 5.
収容器５は、熱風炉４の直下に配置されており、ここに
収容された短繊維状のファイバ材料７ｃは後に所定の形
状に成形されるようになっている。The container 5 is arranged directly below the hot air stove 4, and the short fiber material 7c stored therein is to be molded into a predetermined shape later.
次に、この発明に係る先の実施例の製造装置を用いたフ
ァイバ母材の製造方法について第１図乃至第４図を参照
しながら説明する。Next, a method for manufacturing a fiber preform using the manufacturing apparatus according to the above embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
（１）まず、クラッド部分について
■ 所定の原料ガス、例えば四塩化硅素（ｓｉＣ１４＝
ｔ＝、）の蒸気水素（Ｈ２）等の可燃ガス及び酸素（０
２）等を原料ガス発生部からガス反応炉１内に供給し、
ここで火炎加水分解して微細なスート状のファイバ材Ｉ
Ｈ７ａを形成する（第１図参照）。(1) First, regarding the cladding part ■ A predetermined raw material gas, for example silicon tetrachloride (siC14=
Combustible gas such as steam hydrogen (H2) and oxygen (0
2) etc. are supplied into the gas reactor 1 from the raw material gas generation section,
Here, flame hydrolysis is performed to form fine soot-like fiber material I.
H7a is formed (see Figure 1).
■ このガス反応炉１内で形成されたスート状のファイ
バ材料７ａは、そのガス反応炉１内で落下し底部に堆積
しながら投下口１ａから加熱炉２内へ自然落下していき
、この加熱炉２内で加熱溶融されて液体状のファイバ材
料７ｂが形成される（第１図参照）。■ The soot-like fiber material 7a formed in the gas reactor 1 falls in the gas reactor 1, accumulates on the bottom, and naturally falls from the injection port 1a into the heating furnace 2. The fiber material 7b is heated and melted in the furnace 2 to form a liquid fiber material 7b (see FIG. 1).
■ この加熱炉２内の液体状のファイバ材料７ｂは、供
給孔２ｂから遠心かご３内へ落下していき、その高速回
転する遠心かご３内の噴出孔３ａから液滴の状態で外部
へ、つまり熱風炉４内へ噴出されていく （第１図参照
）。(2) The liquid fiber material 7b in the heating furnace 2 falls into the centrifugal cage 3 from the supply hole 2b, and exits in the form of droplets from the jet hole 3a in the centrifugal cage 3, which rotates at high speed. In other words, it is ejected into the hot air stove 4 (see Figure 1).
■ この遠心かご３から噴出した液滴状態のファイバ材
料は、熱風炉４内に吹込む熱風により短繊維状（綿状）
のファイバ材料７ｃが形成される（第１図参照）。■ The fiber material in the form of droplets ejected from the centrifugal cage 3 is turned into short fibers (cotton-like) by the hot air blown into the hot air stove 4.
A fiber material 7c is formed (see FIG. 1).
■ このようにして、熱風炉４内で形成された短繊維状
のファイバ材料７ｃは、その熱風炉４内を落下し、収容
器５内に堆積されていく（第１図参照）。(2) In this way, the short fiber material 7c formed in the hot air stove 4 falls through the hot air stove 4 and is deposited in the container 5 (see FIG. 1).
■ 収容器５内に堆積していた短繊維状のファイバ材料
７ｃは、一定量の容積がまとまったところで、第２図に
示すように、シート状（以下これをシート材７ｄとよぶ
）に形成する。これが後に光ファイバのクラッド部分と
なる。■ When the short fiber material 7c accumulated in the container 5 has a certain volume, it is formed into a sheet shape (hereinafter referred to as a sheet material 7d) as shown in FIG. do. This will later become the cladding part of the optical fiber.
（ＩＩ）次に、コア部分について、
■ 同様に■〜■の工程を経て光ファイバのコア部分を
形成するが、この場合には、■の工程において屈折率を
高めるためのドーパントとして所定の物質を添加させる
ことにより、簡単にコア用のシート材７ｄ’が得られる
。(II) Next, regarding the core portion, ① Similarly, the core portion of the optical fiber is formed through the steps ① to ②, but in this case, in the step ③, a predetermined material is added as a dopant to increase the refractive index. By adding , the core sheet material 7d' can be easily obtained.
■ このようにして、クラッド用シート材７ｄ及びコア
用シート材７ｄ’が形成されるが、これらを第３図に示
すようにコア用シート材７ｄ’を内側にクラッド用シー
ト材７ｄを外側にして所定の外径寸法を有する円柱状（
以下これを円柱材７ｅとよぶ）に形成する。■ In this way, the cladding sheet material 7d and the core sheet material 7d' are formed, with the core sheet material 7d' being placed inside and the cladding sheet material 7d being placed outside, as shown in FIG. A cylindrical shape (
This is formed into a cylindrical material 7e (hereinafter referred to as a cylindrical material 7e).
■ このようにして形成した円柱材７ｅは、第４図に示
す脱水焼結炉８内にセットし、まず発熱体８ａに所定の
電流を通電して二酸化硅素（Ｓ、０□）が溶けない所定
温度の範囲内で類８内を加熱して円柱材７ｅを加熱・脱
水する。■ The thus formed cylindrical material 7e is set in the dehydration sintering furnace 8 shown in FIG. The cylinder material 7e is heated and dehydrated by heating the inside of Class 8 within a predetermined temperature range.
■ 次に、発熱体８ａに先の電流値をこえる所定の電流
を通して所定の温度まで類８内を加熱上昇し、円柱材７
ｅを焼結させると、透間なファイバ母材が形成される。■ Next, a predetermined current exceeding the previous current value is passed through the heating element 8a to heat the inside of the cylindrical member 8 to a predetermined temperature.
When e is sintered, an open fiber matrix is formed.
なお、この実施例にあっては、まず原料ガスを化学反応
させてスート状のファイバ材料を形成しているが、特に
これに限定されるものではなく、例えば予め純粋な石英
棒等を利用してこれをまず加熱溶融させる工程から製造
を開始することも勿論可能である。In this example, the raw material gas is first subjected to a chemical reaction to form a soot-like fiber material, but the invention is not limited to this. For example, a pure quartz rod or the like may be used in advance. Of course, it is also possible to start the production with a step of first heating and melting this.
以上説明してきたように、この発明に係るファイバ母材
の製造方法によれば、所定のファイバ材料を加熱溶融し
て液体状としたのち、熱風を吹付けて短繊維状のファイ
バ材料を形成し、これからシート状に形成したのち所定
形状に成形し、これを脱水・焼結させてファイバ母材を
形成するようになっており、従来のような取扱いの厄介
な粉体状のファイバ材料をガラス棒に付着・堆積させな
くとも製造することができるようになり、これによって
長手（軸）方向での径寸法が均一なものを効率よく製造
することができる。As explained above, according to the method for manufacturing a fiber preform according to the present invention, a predetermined fiber material is heated and melted to a liquid state, and then hot air is blown to form short fiber material. This process is first formed into a sheet, then molded into a predetermined shape, dehydrated and sintered to form a fiber base material. It is now possible to manufacture products without attaching or depositing them on rods, and as a result, products with uniform diameters in the longitudinal (axial) direction can be efficiently manufactured.
第１図はこの発明に係る母材の製造方法に使用する母材
製造装置を示す概略構成図、第２図乃至第４図はこの発
明に係る母材の製造方法を示す説明図である。
７ｂ−・・（液体状の）ファイバ材料、７
Ｃ―・・
（短繊維状の）
ファイバ材料、
７ｄ・・・シート材。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a base material manufacturing apparatus used in the base material manufacturing method according to the present invention, and FIGS. 2 to 4 are explanatory diagrams showing the base material manufacturing method according to the present invention. 7b--(liquid) fiber material, 7C--(short fibrous) fiber material, 7d--sheet material.
Claims (1)
のファイバ材料（７ｂ）を形成し、この液体状のファイ
バ材料（７ｂ）に熱風を吹付けて短繊維状のファイバ材
料（７ｃ）を形成し、この短繊維状のファイバ材料（７
ｃ）を紡糸してシート材（７ｄ、７ｄ′）を形成し、 この形成したシート材（７ｄ、７ｄ′）を所定形状（７
ｅ）に成形し、 この成形したシート材（７ｅ）を脱水・焼結してファイ
バ母材を製造することを特徴とするファイバ母材の製造
方法。[Claims] 1. A predetermined fiber material (7a) is heated and melted to form a liquid fiber material (7b), and hot air is blown onto the liquid fiber material (7b) to form short fibers. This short fiber material (7c) is formed.
c) to form a sheet material (7d, 7d'), and the formed sheet material (7d, 7d') is shaped into a predetermined shape (7d, 7d').
A method for manufacturing a fiber preform, which comprises forming the sheet material (7e) into a fiber preform (7e), and then dehydrating and sintering the formed sheet material (7e) to produce a fiber preform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1958390A JPH03223132A (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Production of fiber preform |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1958390A JPH03223132A (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Production of fiber preform |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223132A true JPH03223132A (en) | 1991-10-02 |
Family
ID=12003284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1958390A Pending JPH03223132A (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Production of fiber preform |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03223132A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11958308B1 (en) | 2023-05-31 | 2024-04-16 | G13 Innovation In Production Ltd | Thermal paper, and methods and systems for forming the same |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP1958390A patent/JPH03223132A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11958308B1 (en) | 2023-05-31 | 2024-04-16 | G13 Innovation In Production Ltd | Thermal paper, and methods and systems for forming the same |
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