JPH04108627A - 多孔質ガラス体の焼結方法 - 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Ｊ 本発明は通信、光学の分野におけるガラス母材用の多孔
質ガラス体を脱水ならびに透明ガラス化するための焼結
方法に関する。

ｒ従来の技術１ 一般に、光フアイバ用、イメージファイバ用、ライトガ
イド用、ロッドレンズ用などのガラス母材をガラス微粒
子の堆積物である多孔質ガラス体からつくるとき、当該
多孔質ガラス体の焼結処理として、これを所定雰囲気の
加熱条件下で脱水ならびに透明ガラス化する。

この際の雰囲気形成には、多孔質ガラス体からＯＨ基そ
の他の不純物を除去するために、Ｈｅ、　ＣＩ２などが
用いられる。

ｒ発明が解決しようとする課題Ｊ 上述した多孔質ガラス体を焼結する際の雰囲気ガスはい
ずれも高価である。

したがって、これら雰囲気ガスの使用量を節減すること
が、ランニングコストを下げることになリ、ひいては、
製品のコストダウンにつながる。

しかし、単に雰囲気ガスの使用量を減らしただけでは、
透明ガラス化後のガラス中に気泡が残留してしまい、光
損失の面から特性のよいガラス母材が得られなくなる。

本発明はこのような技術的課題に鑑み、雰囲気カスを節
減しながらも、特性のよいガラス母材が得られる多孔質
ガラス体の焼結方法を提供しようとするものである。

「課題を解決するための手段Ｊ 本発明は所期の目的を達成するため、多孔質ガラス体を
収容するための炉心管と、炉心管内の多孔質ガラス体を
加熱するために炉心管外周に配置された加熱器と、炉心
管内の雰囲気を形成するために炉心管内に供給される雰
囲気ガスとを介して、炉心管内の多孔質ガラス体を脱水
ならびに透明ガス化する多孔質ガラス体の焼結方法にお
いて、炉心管のガス入口部から、炉心管の内部、炉心管
のガス出口部へと雰囲気ガスを流通させつつ、炉心管内
の多孔質ガラス体を加熱器により加熱して脱水、透明カ
ラス化するとき、脱水に際しては、炉心管内から炉心管
外へ流出する雰囲気ガスの流れを抑制せず、透明ガラス
化に際しては、炉心管内から炉心管外へ流出する雰囲気
ガスの流れを抑制して、透明ガラス化時のカス流出量を
脱水時のガス流出量よりも少なくすることを特徴とする
。

ｒ作用Ｊ 本発明方法の場合、炉心管のガス入口部から炉心管の内
部、炉心管のガス出口部へと雰囲気ガスを流通させつつ
、炉心管内の多孔質ガラス体を加熱器により加熱して脱
水し、つづいて、透明カラス化する。

本発明方法において、多孔質ガラス体を脱水するとき、
炉心管内から炉心管外へ流出する雰囲気ガスの流れを抑
制せず、炉心管内のガス置換を十分に行なうので、多孔
質ガラス体はリッチな雰囲気ガスを介して高度に脱水さ
れ、これの内部に気泡を残留させることがない。

本発明方法において、脱水につづいて多孔質ガラス体を
透明ガラス化するとき、炉心管内から炉心管外へ流出す
る雰囲気ガスの流れを抑制して、透明ガラス化時のガス
流出量を脱水時のガス流出量よりも少なくする。

すなわち、透明ガラス化時の高温状態において炉心管内
の高速ガス流動性により排出される雰囲気ガス量が減少
するので、単位時間当たりの雰囲気ガス消費量が必然的
に減少する。

その反面、透明ガラス化時の高温により炉心管の内圧が
高まるので、雰囲気ガス量が減少しても透明ガラス化後
のガラス中に気泡が残留しない。

ゆえに、雰囲気ガス量の節減をはかりながら多孔質ガラ
ス体の脱水ならびに透明ガラス化を満足に行なうことが
できる。

「実　施　例Ｊ 本発明に係る多孔質ガラス体の焼結方法の実施例につき
、図面を参照して説明する。

第１図、第２図において、１１は石英製の炉心管を示し
、２１は炉心管１１の外周に配置されたリング状の加熱
器（電気ヒータ）を示し、３１は石英系の透明ガラス体
を示し、３２は透明ガラス体３１の外周に堆積形成され
た多孔質ガラス体を示す。

炉心管１１は、下端側（一端側）にガス入口部１２、上
端側（他端側）にガス出口部１３を有するとともに、そ
の上端面に蓋体１４が施されている。

なお、ガス入口部１２には、図示しないガス供給系が接
続されており、ガス出口部１３が図示しない排気系に接
続されている。

加熱器２１は、炉心管１１の外周に゛おいて、ガス入口
部１２とガス出口部１３との間に位置している。

透明ガラス体３１と多孔質ガラス体３２とは、たとえば
、光フアイバ用、イメージファイバ用、ライトガイド用
、ロッドレンズ用などのコアガラス。

クラッドガラスとなるものであり、透明ガラス体３１は
、多孔質ガラス体３２よりも高屈折率である。

透明ガラス体３１と多孔質ガラス体３２とは、支持棒３
３の下端部に付着しており、支持棒３３の外周には、こ
れら透明ガラス体３１、多孔質ガラス体３２よりも上位
に気流制御板３４が取りつけられている。

気流制御板３４の外径は、炉心管１１の内径よりもわず
かに小さく、気流制御板３４を炉心管ｌｌ内に嵌めこん
だとき、気流制御板３４の外周部と炉心管１１の内周面
との間に微小な流通間隙３５が生じる。

本発明方法を第１図、第２図において実施するとき、−
例として、以下のようになる。

はじめ、第１図に示すごとく、蓋体１４を外して炉心管
１１の上端を開放し、かかる状態において、透明ガラス
体３１と多孔質ガラス体３２とを炉心管１１内の上部に
挿入し、その後、蓋体１４を介して炉心管１１の上端を
気密に閉じる。

このとき、支持棒３３の上端側は、蓋体１４を気密かつ
回転可能に貫通して炉心管１１外に突出しており、気流
制御板３４はガス出口部１３の上位にあり、多孔質ガラ
ス体３２の下端部は加熱器２１の上半部と対応する位置
にある。

つぎに、ガス出口部１３から炉心管１１内に、Ｈｅ、Ｃ
１２を供給しつつ、炉心管１１内を加熱器２１により高
温に加熱するとともに、支持棒３３を介して透明ガラス
体３１と多孔質ガラス体３２とを回転させつつ炉心管１
１内の下方へ移動させる。

炉心管１１内において、多孔質ガラス体３２が下降を開
始したとき、多孔質ガラス体３２は、炉心管１１内の高
温と雰囲気ガス（Ｈｅ、Ｃ：１２）とを介して脱水され
る。

この脱水は、気流制御板３４がガス出口部１３を下回る
時点でほぼ完了する。

多孔質ガラス体３２の脱水が完了するまでの間、炉心管
ｌｌ内の雰囲気ガスは、これの流動性を阻害するものが
ないので、炉心管ｌｌ外へ自由に流出するが、気流制御
板３４がガス出口部１３を下回るまでの間、ガス出口部
１３側へ流れようとする炉心管１１内の雰囲気ガスが気
流制御板３４により次第に抑制され、ついには、微小な
流通間隙３５を通過するのみとなるので、ガス出口部１
３から炉心管ｌｌ外へ流出する雰囲気ガスの流出量が大
幅に減じられる。

この時点から、炉心管１１内へ供給するＨｅ、　ＣＩ２
などの雰囲気ガスを減じ、これに新たな雰囲気ガスとし
てＳｉＦ４を加え、さらに、加熱器２１による炉心管１
１内の温度を前記よりも高めて、多孔質ガラス体を透明
ガラス化する。

かくて、透明ガラス体３１の外周にある多孔質ガラス体
３２が脱水ならにび透明ガラス化され元ガラス母材が得
られる。

つぎに１本発明方法の具体例とその比較例について説明
する。

［具体例］ 透明ガラス体３１として、十分に脱水された、しかも、
微量のフッ素がドープされたドープト石英棒を用いた。

この透明ガラス体３１は、純粋石英に対する比屈折率差
が−０，２ｚである。

上記透明ガラス体３１を、直径１０ｍｍφに加熱延伸し
た後、これの外周にＯＶＤ法を介して厚さ７０■の多孔
質ガラス体３２を形成した。

この際のＯＶＤ法は、周知の通り、５ｉＣ１４（０，１
５１／ｓ　ｉｎ）を火炎加水分解反応させ、かかる反応
により生成されたスート状のガラス微粒子を、透明ガラ
ス体３１の外周面（５００℃）に堆積させるというもの
である。

その後、第１図、第２図で述べた手段を介して多孔質ガ
ラス体３２を脱水ならびに透明ガラス化するとき、炉心
管ｌｌ内への雰囲気ガス供給量、炉心管＋１内の温度、
多孔質ガラス体３２の下降速度を表１のように設定した
。

表１ 表１の条件で多孔質ガラス体３２を脱水ならびに透明ガ
ラス化した後、その外周面へのガラス微粒子堆積（多孔
質ガラス体の形成）と、これの透明ガラス化を繰り返し
て実施し、光フアイバ母材を作製した。

このようにして得られた光フアイバ母材を周知の線引炉
により１８０／ｗｉｎで線引きして、外径１２５ｇｍφ
の光ファイバをつくり、その線引き直後の光ファイバを
紫外線硬化樹脂により被覆して、外径４ＱＯｇｍφの被
覆層を形成した。

［比較例］ 具体例と同一仕様の被覆光ファイバを作製するにあたり
、第１図、第２図で述べた手段を介して多孔質ガラス体
３２を脱水ならびに透明ガラス化するとき、気流制御板
３４を用いない以外は、具体例と同一の条件を採用して
被覆光ファイバを作製した。

具体例、比較例の各被覆光ファイバにつき、これらの波
長損失特性を調べたところ、表２に示す結果が得られた
。

表２ 表２を参照して明らかなように、本発明の具体例は、多
孔質ガラス体の脱水、透明ガラス化において雰囲気ガス
を節減しながらも、各波長域において比較例と同等以上
の伝送特性を有する光ファイバを得ることができた。

なお、本発明方法において、炉心管内から炉心管外へ流
出する雰囲気ガスの流れを抑制する手段は、図示の気流
制御板３４以外に、たとえば、ガス出口部１３の開度を
調整することも有効であり、要するに、雰囲気ガスの流
れを抑制することが技術的に可能であれば、任意も手段
を採用することができる。

さらに、本発明方法の場合、多孔質ガラス体の脱水、透
明ガラス化を前記具体例のように連続して行なうほか、
脱水した多孔質ガラス体を炉心管上部に引き上げ、かつ
、炉心管内を透明ガラス化雰囲気に変えた後、雰囲気ガ
スの流れを前記具体例のように制御しながら脱水ガラス
体を透明ガラス化することがある。

「発明の効果」 以上説明した通り、本発明焼結方法によるときは、炉心
管のガス入口部から、炉心管の内部、炉心管のガス出口
部へと雰囲気ガスを流通させながら、炉心管内の多孔質
ガラス体を加熱器により加熱して脱水、透明ガラス化す
るとき、脱水に際しては、炉心管内から炉心管外へ流出
する雰囲気ガスの流れを抑制せず、透明ガラス化に際し
ては、炉心管内から炉心管外へ流出する雰囲気ガスの流
れを抑制して、透明ガラス化時のガス流出量を脱水時の
ガス流出量よりも少なくするから、そのガス流出量を減
じた分だけ、高価な雰囲気ガスを節減することができ、
雰囲気ガスを節減したにも拘らず、焼結ガラスの品質が
低下しない。

【図面の簡単な説明】

第１図、＠２図は本発明方法の一実施例を工程順に略示
した説明図である。 １１・・・・・・炉心管 １２・・・・・・ガス入口部 １３・・・・・・ガス出口部 ２１・・・・・・加熱器 ３２・・・・・・多孔質ガラス体 ３３・・・・・・支持棒 ３４・・・・・・気流制御板 ３５・・・・・・流通間隙 代理人　弁理士　斎　藤　義　雄 第 図 第 図 平成 ２年１０月 ５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多孔質ガラス体を収容するための炉心管と、炉心管内
   の多孔質ガラス体を加熱するために炉心管外周に配置さ
   れた加熱器と、炉心管内の雰囲気を形成するために炉心
   管内に供給される雰囲気ガスとを介して、炉心管内の多
   孔質ガラス体を脱水ならびに透明ガス化する多孔質ガラ
   ス体の焼結方法において、炉心管のガス入口部から、炉
   心管の内部、炉心管のガス出口部へと雰囲気ガスを流通
   させつつ、炉心管内の多孔質ガラス体を加熱器により加
   熱して脱水、透明ガラス化するとき、脱水に際しては、
   炉心管内から炉心管外へ流出する雰囲気ガスの流れを抑
   制せず、透明ガラス化に際しては、炉心管内から炉心管
   外へ流出する雰囲気ガスの流れを抑制して、透明ガラス
   化時のガス流出量を脱水時のガス流出量よりも少なくす
   ることを特徴とする多孔質ガラス体の焼結方法。