JPH05339012A - ガラス母材の加熱処理装置 - Google Patents
ガラス母材の加熱処理装置Info
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- JPH05339012A JPH05339012A JP17467692A JP17467692A JPH05339012A JP H05339012 A JPH05339012 A JP H05339012A JP 17467692 A JP17467692 A JP 17467692A JP 17467692 A JP17467692 A JP 17467692A JP H05339012 A JPH05339012 A JP H05339012A
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- transparent
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01446—Thermal after-treatment of preforms, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
- C03B37/0146—Furnaces therefor, e.g. muffle tubes, furnace linings
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多孔質ガラス体５に対して脱水、透明ガラス
化等の加熱処理を行なう際に、外径の変動や湾曲がない
透明ガラス体６を得る。 【構成】 炉心管２の周囲にはヒーター３が配置されて
加熱され、その中に多孔質ガラス体５が挿入されて上か
ら下へと鉛直に移動させられて加熱処理され、ヒートゾ
ーン３１より下部に透明ガラス体６ができる。この透明
ガラス体６は支持棒７により支持される。荷重計８で支
持棒７にかかる荷重を測定し、それがヒートゾーン３１
より下部の透明ガラス体６の重量かそれよりもやや小さ
いものとなるように、支持棒７を支えながらこの支持棒
７を下方に移動させていく支持装置９を制御する。
化等の加熱処理を行なう際に、外径の変動や湾曲がない
透明ガラス体６を得る。 【構成】 炉心管２の周囲にはヒーター３が配置されて
加熱され、その中に多孔質ガラス体５が挿入されて上か
ら下へと鉛直に移動させられて加熱処理され、ヒートゾ
ーン３１より下部に透明ガラス体６ができる。この透明
ガラス体６は支持棒７により支持される。荷重計８で支
持棒７にかかる荷重を測定し、それがヒートゾーン３１
より下部の透明ガラス体６の重量かそれよりもやや小さ
いものとなるように、支持棒７を支えながらこの支持棒
７を下方に移動させていく支持装置９を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＶＡＤ法や外付け法
などで光ファイバ母材を製造する工程において、多孔質
ガラス体を加熱することによりその脱水処理や焼結（透
明ガラス化）処理の工程を行なうガラス母材の加熱処理
装置に関する。
などで光ファイバ母材を製造する工程において、多孔質
ガラス体を加熱することによりその脱水処理や焼結（透
明ガラス化）処理の工程を行なうガラス母材の加熱処理
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＶＡＤ法や外付け法などで光ファイバ母
材を製造するとき、バーナより酸水素火炎を生じさせて
その中に四塩化珪素などのガラスの原料ガス及びドーパ
ント材のガスを送り込み、加水分解反応及び熱酸化反応
によってガラス微粒子（二酸化珪素）を生成させ、この
ガラス微粒子をターゲットに堆積させて円柱状の多孔質
のガラス体を形成する。そして、この多孔質のガラス体
を加熱することによって、ＯＨ基を除去（脱水）し、透
明ガラス化（焼結）処理する。脱水処理と焼結処理と
は、同時に行なうこともあるし、最初にガラスの溶融温
度よりも低い温度で加熱することにより脱水処理のみを
行ない、つぎに温度をガラス溶融温度に上昇させて透明
ガラス化処理を行なうというように２段階に分けて処理
を行なうこともある。こうして透明なガラス母材を作
り、これを溶融して線引き紡糸することによって細い光
ファイバを作る。
材を製造するとき、バーナより酸水素火炎を生じさせて
その中に四塩化珪素などのガラスの原料ガス及びドーパ
ント材のガスを送り込み、加水分解反応及び熱酸化反応
によってガラス微粒子（二酸化珪素）を生成させ、この
ガラス微粒子をターゲットに堆積させて円柱状の多孔質
のガラス体を形成する。そして、この多孔質のガラス体
を加熱することによって、ＯＨ基を除去（脱水）し、透
明ガラス化（焼結）処理する。脱水処理と焼結処理と
は、同時に行なうこともあるし、最初にガラスの溶融温
度よりも低い温度で加熱することにより脱水処理のみを
行ない、つぎに温度をガラス溶融温度に上昇させて透明
ガラス化処理を行なうというように２段階に分けて処理
を行なうこともある。こうして透明なガラス母材を作
り、これを溶融して線引き紡糸することによって細い光
ファイバを作る。
【０００３】従来、この脱水や焼結の処理を行う加熱処
理装置は図３のように構成されている。図３において、
加熱炉１はその中央部に石英ガラスの炉心管２を備え、
その周囲にヒーター３が設けられている。出発部材４に
形成された多孔質ガラス体５はこの炉心管２の中に移動
させられる。つまり、出発部材４を上から鉛直に吊り下
げて、回転させながら下方に移動（トラバース）させ、
ヒーター３によって一定のガラス化温度を保っているヒ
ートゾーン３１を、多孔質ガラス体５が上から下へと通
過するようにする。炉心管２の下部からはヘリウムと塩
素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが送り込まれ、多孔
質ガラス体５はヒートゾーン３１を通過する際に千から
千数百度という高温で処理されて、その中のＯＨ基が除
去されるとともに、透明ガラス化が行われる。これによ
りヒートゾーン３１を通過した多孔質ガラス体５は透明
ガラス体６となる。この透明ガラス体６からなる母材を
紡糸して光ファイバを作るとき、その母材径は長さ方向
で均一であることが望ましく、且つまっすぐであること
が必要である。
理装置は図３のように構成されている。図３において、
加熱炉１はその中央部に石英ガラスの炉心管２を備え、
その周囲にヒーター３が設けられている。出発部材４に
形成された多孔質ガラス体５はこの炉心管２の中に移動
させられる。つまり、出発部材４を上から鉛直に吊り下
げて、回転させながら下方に移動（トラバース）させ、
ヒーター３によって一定のガラス化温度を保っているヒ
ートゾーン３１を、多孔質ガラス体５が上から下へと通
過するようにする。炉心管２の下部からはヘリウムと塩
素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが送り込まれ、多孔
質ガラス体５はヒートゾーン３１を通過する際に千から
千数百度という高温で処理されて、その中のＯＨ基が除
去されるとともに、透明ガラス化が行われる。これによ
りヒートゾーン３１を通過した多孔質ガラス体５は透明
ガラス体６となる。この透明ガラス体６からなる母材を
紡糸して光ファイバを作るとき、その母材径は長さ方向
で均一であることが望ましく、且つまっすぐであること
が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガラス母材の加熱処理装置によると、できあがった透明
ガラス母材の外径変動が大きい、湾曲する、などの問題
があった。
ガラス母材の加熱処理装置によると、できあがった透明
ガラス母材の外径変動が大きい、湾曲する、などの問題
があった。
【０００５】すなわち、多孔質ガラス体を吊り下げてヒ
ートゾーンに通し、透明ガラスとする場合には、多孔質
ガラス体の収縮による上方向に作用する圧縮力と、ヒー
トゾーンよりも下にある部分が重りとなって下方向に引
き延ばそうとする引っ張り力とが発生し、これらの差に
よって透明ガラス体の外径が変動する。加熱処理がだん
だん進んで多孔質ガラス体が下方に移動してきてヒート
ゾーンが多孔質ガラス体の上部に位置するようになる
と、ヒートゾーンよりも下の部分が大きくなるため、そ
の重量が増し、引っ張り力が大きくなるので、外径は小
さくなる。そこで、外径の変動量は母材の長さに比例す
ることになる。
ートゾーンに通し、透明ガラスとする場合には、多孔質
ガラス体の収縮による上方向に作用する圧縮力と、ヒー
トゾーンよりも下にある部分が重りとなって下方向に引
き延ばそうとする引っ張り力とが発生し、これらの差に
よって透明ガラス体の外径が変動する。加熱処理がだん
だん進んで多孔質ガラス体が下方に移動してきてヒート
ゾーンが多孔質ガラス体の上部に位置するようになる
と、ヒートゾーンよりも下の部分が大きくなるため、そ
の重量が増し、引っ張り力が大きくなるので、外径は小
さくなる。そこで、外径の変動量は母材の長さに比例す
ることになる。
【０００６】また、ヒートゾーンにおける収縮が不均一
であると、透明化後のガラス母材が一部で曲がったり、
全体的に湾曲したりする。
であると、透明化後のガラス母材が一部で曲がったり、
全体的に湾曲したりする。
【０００７】近年、光ファイバの製造コストの低減のた
め、透明ガラス母材の大型化が検討されているが、大型
化すればするほど、とくに長尺化すればするほど、母材
長さ方向での外径変動が大きくなり、外径の調整工程を
行わなくては紡糸工程を行えないという深刻な問題を発
生させている。収縮の不均一により湾曲する場合、曲率
が同じでも母材が大きいときは変形量の絶対値は大きく
なるため、放置できず、これらの変形を無くすか極力少
なくするような工程を行う必要が生じる。
め、透明ガラス母材の大型化が検討されているが、大型
化すればするほど、とくに長尺化すればするほど、母材
長さ方向での外径変動が大きくなり、外径の調整工程を
行わなくては紡糸工程を行えないという深刻な問題を発
生させている。収縮の不均一により湾曲する場合、曲率
が同じでも母材が大きいときは変形量の絶対値は大きく
なるため、放置できず、これらの変形を無くすか極力少
なくするような工程を行う必要が生じる。
【０００８】この発明は、上記に鑑み、大型、長尺のガ
ラス母材の場合でも外径変動や不均一な収縮による反り
等を生じないように脱水・透明ガラス化等の加熱処理を
行うことができるよう改善した、ガラス母材の加熱処理
装置を提供することを目的とする。
ラス母材の場合でも外径変動や不均一な収縮による反り
等を生じないように脱水・透明ガラス化等の加熱処理を
行うことができるよう改善した、ガラス母材の加熱処理
装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるガラス母材の加熱処理装置において
は、炉心管の周囲にヒーターを配置してこの炉心管を加
熱し、この炉心管の中に多孔質ガラス体を挿入して加熱
処理し、この炉心管内において、このヒーターにより加
熱される領域の下部における透明ガラス体を支持するこ
とが特徴となっている。
め、この発明によるガラス母材の加熱処理装置において
は、炉心管の周囲にヒーターを配置してこの炉心管を加
熱し、この炉心管の中に多孔質ガラス体を挿入して加熱
処理し、この炉心管内において、このヒーターにより加
熱される領域の下部における透明ガラス体を支持するこ
とが特徴となっている。
【００１０】
【作用】多孔質ガラス体は、炉心管中で上から下へと移
動させられて、順次ヒートゾーンを通過し、脱水、透明
ガラス化等の処理を受け、透明ガラス体となる。このヒ
ートゾーンより下部の透明ガラス体は、炉心管内で、支
持装置により支持される。そのため、ヒートゾーンの母
材にかかる、それより下部の透明ガラス体の重量による
引っ張り荷重が減少させられ、外径の変動が抑えられ
る。また、透明ガラス体が支持装置により支持されるた
め、収縮が不均一に起こることによる湾曲も抑えること
ができる。
動させられて、順次ヒートゾーンを通過し、脱水、透明
ガラス化等の処理を受け、透明ガラス体となる。このヒ
ートゾーンより下部の透明ガラス体は、炉心管内で、支
持装置により支持される。そのため、ヒートゾーンの母
材にかかる、それより下部の透明ガラス体の重量による
引っ張り荷重が減少させられ、外径の変動が抑えられ
る。また、透明ガラス体が支持装置により支持されるた
め、収縮が不均一に起こることによる湾曲も抑えること
ができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１において、加熱炉１は
その中央部に石英ガラスの炉心管２を有しており、その
周囲にヒーター３が設けられている。出発部材４の下端
には多孔質ガラス体５が形成されており、出発部材４を
上から吊り下げ、下方にトラバースさせることにより、
ヒーター３によって形成されたヒートゾーン３１を、多
孔質ガラス体５が通過させられる。炉心管２中にはヘリ
ウムと塩素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが送り込ま
れ、多孔質ガラス体５はヒートゾーン３１を通過する際
に千から千数百度という高温で処理されて、その中のＯ
Ｈ基が除去されるとともに、透明ガラス化が行われる。
これによりヒートゾーン３１を通過した多孔質ガラス体
５は透明ガラス体６となる。
照しながら詳細に説明する。図１において、加熱炉１は
その中央部に石英ガラスの炉心管２を有しており、その
周囲にヒーター３が設けられている。出発部材４の下端
には多孔質ガラス体５が形成されており、出発部材４を
上から吊り下げ、下方にトラバースさせることにより、
ヒーター３によって形成されたヒートゾーン３１を、多
孔質ガラス体５が通過させられる。炉心管２中にはヘリ
ウムと塩素ガスなどの脱水剤のプロセスガスが送り込ま
れ、多孔質ガラス体５はヒートゾーン３１を通過する際
に千から千数百度という高温で処理されて、その中のＯ
Ｈ基が除去されるとともに、透明ガラス化が行われる。
これによりヒートゾーン３１を通過した多孔質ガラス体
５は透明ガラス体６となる。
【００１２】炉心管２内には、透明ガラス体６の下面を
支える支持棒７が配置されており、この支持棒７は荷重
計８を介して支持装置９により支持されている。この支
持棒７は高温での耐久性に優れ、脱水剤等の雰囲気のガ
スと反応しない、セラミックスあるいは金属等により形
成される。脱水剤等と間に反応性がある材質であって
も、透明石英ガラス等の他の材質の被膜で保護すれば使
用可能である。
支える支持棒７が配置されており、この支持棒７は荷重
計８を介して支持装置９により支持されている。この支
持棒７は高温での耐久性に優れ、脱水剤等の雰囲気のガ
スと反応しない、セラミックスあるいは金属等により形
成される。脱水剤等と間に反応性がある材質であって
も、透明石英ガラス等の他の材質の被膜で保護すれば使
用可能である。
【００１３】支持装置９は支持棒７を支えながら、この
支持棒７を下方に移動させるもので、荷重計８により測
定された荷重、及び多孔質ガラス体５の移動量（図示し
ない出発部材４の吊り下げ装置から得られる）によっ
て、その移動量が制御されている。すなわち、多孔質ガ
ラス体５の移動量からヒートゾーン３１より下部にある
透明ガラス体６の重量が算出され、その重量に相当する
荷重あるいはそれの９０％程度の荷重が荷重計８にかか
るように、支持棒７の移動量が制御される。なお、多孔
質ガラス体５が回転しながら下方に移動させられるもの
である場合は、支持棒７も回転しながら下がるようにす
る。
支持棒７を下方に移動させるもので、荷重計８により測
定された荷重、及び多孔質ガラス体５の移動量（図示し
ない出発部材４の吊り下げ装置から得られる）によっ
て、その移動量が制御されている。すなわち、多孔質ガ
ラス体５の移動量からヒートゾーン３１より下部にある
透明ガラス体６の重量が算出され、その重量に相当する
荷重あるいはそれの９０％程度の荷重が荷重計８にかか
るように、支持棒７の移動量が制御される。なお、多孔
質ガラス体５が回転しながら下方に移動させられるもの
である場合は、支持棒７も回転しながら下がるようにす
る。
【００１４】これによりヒートゾーン３１より下部の透
明ガラス体６の重量の大部分は支持棒７によって支持さ
れ、その重量が引っ張り力となってヒートゾーン３１部
分の多孔質ガラス体５にかかることがなくなる。そのた
め、大型、長尺の多孔質ガラス体５の場合でも、徐々に
引っ張り力が大きくなって、徐々に外径が小さくなるこ
とを防止できる。
明ガラス体６の重量の大部分は支持棒７によって支持さ
れ、その重量が引っ張り力となってヒートゾーン３１部
分の多孔質ガラス体５にかかることがなくなる。そのた
め、大型、長尺の多孔質ガラス体５の場合でも、徐々に
引っ張り力が大きくなって、徐々に外径が小さくなるこ
とを防止できる。
【００１５】また、透明ガラス体６の下部が支持棒７に
よって支えられているため、たとえ収縮の不均一がある
場合でも、透明ガラス体６の湾曲を抑えることができ
る。
よって支えられているため、たとえ収縮の不均一がある
場合でも、透明ガラス体６の湾曲を抑えることができ
る。
【００１６】そのため、まっすぐで、しかも外径変動の
ないガラス母材を得ることができ、光ファイバに紡糸す
る前にガラス母材の外径を調整したり、湾曲を直したり
する必要がなくなり、ガラス母材の大型化、長尺化に適
しており、光ファイバの製造コストの低下に寄与でき
る。
ないガラス母材を得ることができ、光ファイバに紡糸す
る前にガラス母材の外径を調整したり、湾曲を直したり
する必要がなくなり、ガラス母材の大型化、長尺化に適
しており、光ファイバの製造コストの低下に寄与でき
る。
【００１７】実際に、内径が２５０ｍｍの炉心管２を有
する加熱炉１を用いて、外径が２００ｍｍ、長さが１６
００ｍｍの多孔質ガラス体５を出発部材４により吊り下
げて脱水、透明ガラス化処理を行なった。このとき、炉
心管２の下部よりヘリウムを１００００ｃｃ／分、塩素
を１００ｃｃ／分の流量で炉心管２内に導入した。そし
て、石英で作った支持棒７により透明ガラス体６の下面
を支持した。脱水時にはこの支持棒７は炉心管７の下部
で待機させておいて、透明ガラス化処理の開始時にヒー
トゾーン３１の下方に位置させて透明ガラス体６の下面
を支持するようにした。そして、荷重計８により支持棒
７にかかる荷重を測定し、その荷重が、ヒートゾーン３
１の下部の透明ガラス体６のものとして推定される重量
の＋０〜−５０ｇに相当するものとなるように、支持装
置９を制御した。この重量推定は、出発部材４を吊り下
げている吊り下げ装置（図示しない）から得た移動距離
データから算出する。この重量推定及び支持装置９の制
御は図示しないコンピュータにより行った。
する加熱炉１を用いて、外径が２００ｍｍ、長さが１６
００ｍｍの多孔質ガラス体５を出発部材４により吊り下
げて脱水、透明ガラス化処理を行なった。このとき、炉
心管２の下部よりヘリウムを１００００ｃｃ／分、塩素
を１００ｃｃ／分の流量で炉心管２内に導入した。そし
て、石英で作った支持棒７により透明ガラス体６の下面
を支持した。脱水時にはこの支持棒７は炉心管７の下部
で待機させておいて、透明ガラス化処理の開始時にヒー
トゾーン３１の下方に位置させて透明ガラス体６の下面
を支持するようにした。そして、荷重計８により支持棒
７にかかる荷重を測定し、その荷重が、ヒートゾーン３
１の下部の透明ガラス体６のものとして推定される重量
の＋０〜−５０ｇに相当するものとなるように、支持装
置９を制御した。この重量推定は、出発部材４を吊り下
げている吊り下げ装置（図示しない）から得た移動距離
データから算出する。この重量推定及び支持装置９の制
御は図示しないコンピュータにより行った。
【００１８】これに対して、参考までに従来の、支持棒
７で透明ガラス体６を支持することのない加熱処理装置
を用いて多孔質ガラス体５の脱水、透明ガラス化処理を
行なってみた。この場合、得られた透明ガラス体６の外
径を測定すると、図２の点線のようになり、母材の上部
にいくにしたがって外径が小さくなり、外径変動は最大
で１０％ほどとなった。また、一部で湾曲したものも生
じ、紡糸工程前に、これら外径変動及び湾曲の修正作業
を行う必要があった。
７で透明ガラス体６を支持することのない加熱処理装置
を用いて多孔質ガラス体５の脱水、透明ガラス化処理を
行なってみた。この場合、得られた透明ガラス体６の外
径を測定すると、図２の点線のようになり、母材の上部
にいくにしたがって外径が小さくなり、外径変動は最大
で１０％ほどとなった。また、一部で湾曲したものも生
じ、紡糸工程前に、これら外径変動及び湾曲の修正作業
を行う必要があった。
【００１９】
【発明の効果】以上、実施例について説明したように、
この発明のガラス母材の加熱処理装置によれば、ガラス
母材の外径変動や不均一な収縮による反り等を生じない
ように脱水・透明ガラス化等の加熱処理を行うことがで
きる。とくに大型、長尺のガラス母材の場合でも外径変
動や湾曲を無くすことができるので、光ファイバの製造
コストの低減に有効である。
この発明のガラス母材の加熱処理装置によれば、ガラス
母材の外径変動や不均一な収縮による反り等を生じない
ように脱水・透明ガラス化等の加熱処理を行うことがで
きる。とくに大型、長尺のガラス母材の場合でも外径変
動や湾曲を無くすことができるので、光ファイバの製造
コストの低減に有効である。
【図１】この発明の一実施例の模式図。
【図２】母材長さ方向での外径変化を示すグラフ。
【図３】従来例の模式図。
１ 加熱炉 ２ 炉心管 ３ ヒーター ３１ ヒートゾーン ４ 出発部材 ５ 多孔質ガラス体 ６ 透明ガラス体 ７ 支持棒 ８ 荷重計 ９ 支持装置
Claims (1)
- 【請求項１】 多孔質ガラス体が挿入される炉心管と、
該炉心管の周囲に配置されて該炉心管を加熱するヒータ
ーと、このヒーターにより加熱される領域の下部におけ
る透明ガラス体を上記炉心管内で支持する支持装置とを
有することを特徴とするガラス母材の加熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17467692A JPH05339012A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ガラス母材の加熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17467692A JPH05339012A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ガラス母材の加熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339012A true JPH05339012A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15982752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17467692A Pending JPH05339012A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ガラス母材の加熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008129A1 (de) * | 2000-07-26 | 2002-01-31 | Heraeus Tenevo Ag | Verfahren zum verglasen von porösen sootkörpern |
| JP2007145671A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 加熱炉、ガラスの加熱方法及び加熱炉の維持方法 |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP17467692A patent/JPH05339012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002008129A1 (de) * | 2000-07-26 | 2002-01-31 | Heraeus Tenevo Ag | Verfahren zum verglasen von porösen sootkörpern |
| JP2007145671A (ja) * | 2005-11-29 | 2007-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 加熱炉、ガラスの加熱方法及び加熱炉の維持方法 |
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