JPH04193728A - 光ファイバ用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、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に
関し、特にガラス形成用原料ガスをガラス合成用１・−
チに投入してガラス微粒子を合成しつつ出発材に堆積せ
しめる方法における原料収率を向上せしめる方法に関す
るものである。

〔従来の技術〕

従来、ガラス合成トーチを用いた多孔質ガラス母材の作
製には、特公昭５９　１５０９２、同５７−１９０５９
各号公報等に示されるように、多重管トーチの中心にガ
ラス原料ガスを流し、これを取り囲むように可燃性ガス
及び助燃性ガスを流して火炎を形成し、上記原料ガスを
火炎加水分解反応及び酸化反応することによりガラス微
粒子を合成する方法が用いられている。このとき、可燃
性ガスとしては水素或いは炭化水素を、助燃性ガスとし
ては酸素が一般的に用いられている。また、トーチの可
燃性ガスと助燃性ガス層の間には、両ガスの燃焼熱によ
り１・−ヂが変形するのを防ぐため、シールガス層が設
けられ、シールガスとしては従来、例えばヘリウムやア
ルゴン等の不活性ガスが用いられている。しかしながら
、これら従来方法においては、火炎の中心を流れていく
原料ガスが外周層を流れる火炎ガスと混合・反応し、更
にガラス微粒子が生成されるまでトーチの噴出Ｌ１から
長い距離を必要とするため、ガラス微粒子の生成効率が
低く、堆積収率が低いという問題があった。

また、例えば実公昭６０−４９７９号公報に記載される
ように、トーチを、中央のガラス微粒子合成用火炎部を
外周に形成するカラス微粒子堆積面加熱用火炎部内に保
持する構造（二重火炎形成用ｌ・−ヂ）と１７て、反応
及びカラス微粒子生成を促進せしめるようにすることが
提案されている。

しかし、このＩ・−ヂ構造においては、トーチ内に保持
している中央火炎からの加熱及び中心流より逸脱したガ
ラス微粒子の１１１着により、１・−チが劣化するとい
う問題かあった。

更には、特開昭５５−１２１９２２号公報には、高温加
熱した水蒸気のみて火炎を用いずに、ガラス形成用原料
を加水熱分解してガラス微粒子を形成する方法が提案さ
れているが、この方法では多孔質ガラス母材を形成する
ために水蒸気の温度を数百度量」二とする必要があり、
これを実現する装置が非常に複雑となる欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記した従来技術の諸問題の解決を課題として
なされたもので、多重管トーチを用いてガラス原料ガス
を火炎加水分解又は酸化反応することによりガラス微粒
子を生成する方法を改善して、堆積効率、原料収率のよ
り向上した光ファイバ用多孔質カラス母祠の製造方法を
提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は」１記課題を、多重管ガラス合成１〜−チの中
心噴出口から順番に外側噴出口に向かい、ガラス形成用
原料ガス又はカラス形成用原料ガスと可燃性ガスとの混
合カス、可燃性カス、水蒸気、助燃性ガスを記載の順に
供給して、カラス微粒子を合成しつつ出発材に堆積ぜし
めて多孔質ガラス母材とすることを特徴とする光ファイ
バ用多孔質ガラス母材の製造方法により解決するもので
ある。

本発明による一興体例として、８重管１・−ヂを用いて
多孔質シリカガラス母材をＶＡＤ法（Ｖａｐ。

ｕｒ　ｐｈａｓｅ　Ａｘｉａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ
　ｍｅｔｈｏｄ　　気相軸イ＝１法）により合成する場
合について、第１図に示す概略図を参照して説明する。

１・−ヂ１の中心層２（第１層）にはカラス原料カスと
して四塩化珪素ガス、第２層３には水素カス、第３層４
には水蒸気、第４層５には酸素カスをそれぞれ供給し、
中央部火炎６を形成させる。次いで第５層７にはアルゴ
ンガス、第６層８には水素ガス、第７層９にはアルゴン
ガス、第８層１０には酸素カスをそれぞれ供給して外縁
火炎部１１を形成させる。トーチ１で合成されたガラス
微粒子１２を、排気系１３を有する容器１４内で自軸を
中心として回転する出発材１５の表面に堆積させ、出発
材１５を徐々に」１方に引き−１−げることにより多孔
質カラス母相１６を形成していく。このように、本発明
では、カラス原料ガスと可燃性カスを流している中心部
（第１．２層）と、その外周に流ず助燃性ガス（第４層
）の間に、水蒸気を用いる（第３層）点に特徴がある。

なお、本発明におけるカラス形成用原料ガスとしては、
Ｓｉ、Ｃ］ｉ、　ＧｅＣ１ｔ等の塩化物ガラス原料ガス
や５ｉＨＣ１，等のシラン系カス、ＢＢｒ３等の公知の
ガラス形成用原料ガスを用いることができる。

また、可燃性ガスとては、Ｈ２、ＣＨｈ　、　Ｃ２Ｈ６
。

ＣコＨＩＩ、　Ｃ２Ｈ２等の公知の可燃性カスを使用で
きる。

助燃性ガスとしては０２を挙げることができる。

〔作用〕

本発明による原料収率の向」二は以下のように説明され
る。塩化物ガラス原料ガスがガラス微粒子となり効率よ
く堆積して多孔質体となるためには、１・−ヂから噴出
し出発材や堆積途中の多孔質体に到達するまでに、加水
分解反応や酸化反応することにより酸化物（酸化珪素）
、ずなわぢガラス微粒子となっていることが必要である
。

従って、塩化物ガラス原料カスが１・−チから噴出した
後、加水分解反応や酸化反応に必要な水分や酸素ガスと
、より早期に混合させてやればそれたけガラス微粒子の
合成が促進でき、原料収率を向上させることができる。

ところで多重管トーチを使用する場合、層流状態でガス
がトーチから噴出するため、ガス同士の混合が進みに＜
＜、従来技術では前述のような問題点が生じていた。

これに対し、本発明によれば、酸素ガス流の内側のより
原料ガス流に近いガス流れに、従来技術のような不活性
ガスではなく水蒸気流を配置させるので、より早期にガ
ラス原料ガスが水蒸気流と混合し、ガラス微粒子を合成
させることができ、原料収率を向上さぜることができる
。

本発明の具体的な条件等は以下の実施例に示されるが、
本発明はこれに限定されるものではない。

〔実施例〕

（実施例１） 第１図に示した構成により、８重管トーチの各々の層に
下記表１に示すガスを供給し、生成したガラス微粒子を
、自軸を中心として回転するシリカ′棒（出発材）の下
端に堆積させ、シリカ棒を徐々に引き上げて、外径１４
５ｍｍ、長さ６００ｍｍの多孔質シリカガラス母材を作
製した。四塩化珪素ガス及び水蒸気は、第２図に概略を
示す加圧蒸発装置１７を用いて各々発生させ、Ｉ・−ヂ
に導いた。

本実施例では原料収率〔（多孔質シリカガラス母材内の
Ｓｉ重重量分路総供給５ｉＣ１中のＳｉ重量分）Ｘ１０
０　（％）〕は８６％であった。また、本実施例で得ら
れた多孔質シリカガラス母材は外径が均一で良好なもの
であった。

以上で得られた多孔質シリカガラス母材を、５％の塩素
ガスを含むヘリウムガス雰囲気とした１０５０℃の炉の
中で脱水処理した後、１６００℃で加熱して透明ガラス
化した。これにより得られた中実のガラス母材を延伸し
、次いでシリコーン樹脂で被覆しつつプラスチッククラ
ッドファイバに紡糸した。得られたファイバの伝送損失
は波長１．３μｍで４．５　ｄＢ／ｋｍと良好テアツタ
。

（比較例１） 実施例１と同様に、但しガス条件を表１に示すように、
第３層目を水蒸気ではなくアルゴンガスの供給として、
多孔質シリカガラス母材を作製した。本比較例では原料
収率は６５％と低かった。

得られた多孔質母材の表面には高さ２ないし３ｍｍの樹
状に成長したガラス微粒子が一面に見られ、実施例１と
同様に透明化した後も、細かな表面不整として残り、フ
ァイバ化するに耐えなかった。

このガラス微粒子の樹状成長は原料収率が低いことによ
り、多孔質母材として堆積せず容器内に浮遊した微粒子
が、多孔質母材の表面に付着成長したものと考えられた
。

表１ （実施例２） 第１図に示した構成において、８重管トーチの各々の層
に下記表２に示すガスを供給し、生成したガラス微粒末
を、自軸を中心として回転しつつ自軸方向に往復運動す
る出発材の周囲に堆積させた。出発材には中心部にゲル
マニアを含有させて周辺部よりも０，３％高屈折率とし
た外径１５ｍｍ、長さ６００ｍｍのシリカガラスロッド
を用いた。

多孔質ガラス母材が外径１２０ｍｍになるまで堆積を行
った。本実施例の原料収率は８２％であった。

（比較例２） 実施例２と同様に、但しガス条件を表２に示すように、
３層目を水蒸気ではなくアルゴンガスの供給として、多
孔質シリカガラス母材を作製した。

本比較例の原料収率は６２％であった。

表２ 以」−の実施例及び比較例の結果から、本発明の方法か
原料収率を飛躍的に向上でき、しかも良質の多孔質ノＪ
ラス母料を製造できることがわかる。

なお、以上の説明や実施例では８重管トーチを例に挙げ
たが、本発明はこ１１に限定されるものでないことは勿
論である。

また、ＶＡＤ法のみでなく、塩化物ノｊラス原１ｉ＋ガ
スを火炎加水分解反応及び／又は酸化反応を利用してカ
ラス微粒子を生成せしめて多孔質ツノラス体を得る方法
のいずれにも、適用することができる。

〔発明の効果〕

以−４−の説明のように本発明によれば、多重管合成１
・−ヂを使用してガラス原料カスの火炎加水分解反応又
は酸化反応によるカラス微粒子の合成をより早期に進め
ることができ、これにより原料収率を非常に向上するこ
とかできる。また、］−述においては、塩化物カラス原
料ガスとして四塩化珪素を使用した例に基づいて本発明
を説明したが、より分子量が大きいため混合の起こりに
くいガラス形成用原料ガス、例えばＧｅＣ］、、　、Ｂ
Ｂｒｔ等を用い、原料ガスの燐層に可燃性カスを流す構
成による場合に、本発明を適用して非常に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は■ΔＤ法を用いた本発明による一具体例の概略
説明図、第２図は実施例での水蒸気、原料ガス蒸気の発
生装置の概略説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多重管ガラス合成トーチの中心噴出口から順番に
   外側噴出口に向かい、ガラス形成用原料ガス又はガラス
   形成用原料ガスと可燃性ガスとの混合ガス、可燃性ガス
   、水蒸気、助燃性ガスを記載の順に供給して、ガラス微
   粒子を合成しつつ出発材に堆積せしめて多孔質ガラス母
   材とすることを特徴とする光ファイバ用多孔質ガラス母
   材の製造方法。