JPH054825A - ガラス物品の製造方法 - Google Patents

ガラス物品の製造方法

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JPH054825A
JPH054825A JP15341391A JP15341391A JPH054825A JP H054825 A JPH054825 A JP H054825A JP 15341391 A JP15341391 A JP 15341391A JP 15341391 A JP15341391 A JP 15341391A JP H054825 A JPH054825 A JP H054825A
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JP
Japan
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glass
starting rod
rod
deposit
synthesized
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JP15341391A
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English (en)
Inventor
Toshio Danzuka
俊雄 彈塚
Tatsuhiko Saito
達彦 齋藤
Masahide Saito
眞秀 齋藤
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH054825A publication Critical patent/JPH054825A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture 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]
    • C03B37/01486Means for supporting, rotating or translating the preforms being formed, e.g. lathes

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  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高品質のガラス物品の製造方法に関
し、特に光ファイバ用プリフォームあるいはその中間製
造物品であるパイプを製造する方法に関する。 【構成】 気相軸付け法により出発ロッド外周にガラス
微粒子堆積体を合成した後該出発ロッドを引き抜くか、
該出発ロッドを残したまま透明化してパイプあるいは中
実ガラスロッドを製造する方法において、出発ロッドの
重量変化を測定する機構及びガラス微粒子堆積体を外周
に合成される以前の出発ロッド外径を測定する機構を設
けることにより、該出発ロッド外径測定値に合わせて、
合成されるガラス微粒子堆積体の重量増加率(M)とガ
ラス微粒子堆積体の引き上げ速度(V)との比(M/
V)を制御しつつ合成する。これにより、ファイバ特性
の安定したプリフォームを再現性よく作成できる。ま
た、ガラスパイプでは形状歩留りが向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高品質のガラス物品の
製造方法に関するものであり、特に光ファイバ用プリフ
ォームあるいはその中間製造物品であるパイプを製造す
る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高品質のガラス物品を製造する方
法として、図2に示すような方法がある。出発ロッド1
1を回転機構を持つチャック12に把持されたシード棒
13にセットし、これを回転する。この出発ロッド11
としては、石英製のロッド、パイプ、屈折率が2重構造
を有し導波構造を有する光ファイバ用中間プリフォー
ム、あるいは耐熱性のダミーロッド等が用いられる。こ
の出発ロッド11の外周にガラス微粒子合成用バーナ1
5により生成されたガラス微粒子を堆積させ、ガラス微
粒子堆積体16を合成する。チャック12はガラス微粒
子堆積体16とガラス微粒子合成用バーナ15との距離
が一定となるように引き上げられ、所定の長さ引き上げ
後、バーナ15へのガラス原料ガス、燃焼ガスの供給を
停止し、合成を終了する。
【0003】この後、パイプを合成する場合には、出発
ロッドを引き抜き、高温加熱することにより透明なガラ
スパイプを得る。また、中実のガラスロッドを得る場合
には、そのまま高温炉内に入れ、加熱処理することによ
り、透明化を行なう。出発ロッドが、中心に屈折率の高
いコア、外周に屈折率がコアに比べて相対的に低いクラ
ッド部を持つ導波路構造をしたロッドを用いた場合に
は、光ファイバ用プリフォームを得ることができる。光
ファイバ用プリフォームは、その後125μm程度に線
引することによりファイバ化することができる。高温炉
内では、ガラス中のOH基を減少させるため、目的に合
わせて脱水処理が行われることがある。脱水処理は透明
化温度(一般的に1550〜1650℃)よりも低くガ
ラス微粒子堆積体の透明化が進行しない1100℃以下
の温度に塩素含有雰囲気内で実行されるのが一般的であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、出発
ロッドの外周に合成されたガラス微粒子堆積体は、透明
ガラス化した後、高品質のガラスパイプ、あるいはガラ
スロッドになるが、このときのパイプ肉厚あるいは図3
にD/dとして示す外径/内径比、図4にD/dとして
示すガラスロッドの外径に対する出発ロッドの外径比
(以降D/dを倍率Bと呼ぶ)は、出発ロッド外周への
ガラス微粒子堆積体の合成時に決まる。ところで倍率B
は、パイプあるいはガラスロッド(特に光ファイバ用プ
リフォーム)の特性(形状)を決める重要なパラメータ
となる。プリフォームの場合には、ファイバ化後の導波
構造を決定するパラメ−タである。
【0005】従来この種の装置では、ガラス微粒子堆積
体合成時にモニターできるものは、せいぜいスート外径
とチャックの引き上げ速度であり、倍率Bを一定に保つ
ために、これらのモニター因子をできるだけ一定に保つ
ように調整していた。更に制御をしやすくするため、ガ
ラス微粒子堆積体の重量モニターが提案されている(例
えば特開昭61−3296号公報、特開平1−2304
46号公報等)が、これだけで完全に倍率Bを所望の値
に制御するのは難しかった。
【0006】本発明者等が種々調査した結果、倍率Bは
ガラス微粒子堆積体の単位時間当たりの重量増加率(合
成速度M)とチャックの引き上げ速度V及び出発ロッド
の外径dとの間に、下記(1)の式のような関係がある
ことが判った。
【数1】 このことから、Bは出発ロッドの外径dに反比例してお
り、この外径dが一定にならない限り、倍率を一定にす
ることは難しいと言える。しかし、出発ロッドは火炎で
加熱することにより溶融し引き伸ばす手法により加工さ
れており、外径を所望の値にすることは困難であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の構成は、回転する円柱状の出発ロッドの外周
に、ガラス微粒子合成用バーナにより生成したガラス微
粒子を堆積させることによりガラス微粒子堆積体を合成
し、上記出発ロッドを引き抜くか、または出発ロッドを
残したまま、透明ガラス化し、パイプまたは中実のガラ
スロッドを製造する方法において、ガラス微粒子堆積体
を合成する以前の上記出発ロッド外径の測定値に併せ
て、合成されるガラス微粒子堆積体の重量変化率とガラ
ス微粒子堆積体の引き上げ速度との比を制御しつつガラ
ス微粒子を堆積させることを特徴とする。このとき出発
ロッドとして、屈折率が外周部で低い少なくとも2層の
構造を有したガラスロッドを用いて光ファイバプリフォ
ームを得ることは本発明の好ましい実施態様である。
【0008】
【作用】図1に本発明の構成を示す。出発ロッド1は回
転するチャック2に把持されたメインシード棒3に取り
付けられ、回転させられる。このメインシード棒3には
重量測定器4が取り付けられ、重量変化が測定できるよ
うに構成されている。この出発ロッド1の外周には、ガ
ラス微粒子合成用バーナー5により生成されたガラス微
粒子が堆積され、ガラス微粒子堆積体6が合成される。
この堆積面7の下方に出発ロッドの外径測定器8が設置
されており、出発ロッド1の外径のデータが得られる。
また、チャック2はガラス微粒子堆積体6の合成に伴っ
て上昇させられるが、このときの上昇速度は速度変換器
9によりモニターされる。
【0009】出発ロッドの外径測定器8と堆積面7との
距離Lは予めわかっているので、堆積点Aでの出発ロッ
ド外径dA を知ることができる。そこで前記の式(1)
より、M/Vが一定になるように制御することにより、
倍率Bを一定にすることができる。この方法ではdA
値が変化したような母材でも、対応してガラス微粒子堆
積体の合成条件を変えることにより、倍率Bを一定に製
造することが可能となる。
【0010】合成速度Mと引き上げ速度Vを制御するパ
ラメーターとしては、バーナに流す燃焼ガスの流量、バ
ーナの位置のうち、任意のパラメータを選ぶことができ
るが、引き上げ速度VのパラメータとしてはH2 流量及
びO2 流量、特に2重火炎構造となる8重管バーナを用
いて下記の表1のような流し方をする場合には、第2ポ
ートH2 あるいは第4ポートO2 をパラメータとして選
ぶことがよい。
【表1】
【0011】一方、合成速度Mについては、原料ガスの
流量が用いられる。例えばM/Vを増加させるには、ま
ず原料流量を増量し、(M+△M)とする。このとき原
料ガスの増量に伴い、火炎温度が下がるため、引き上げ
速度Vも増加し、(V+△V)となる。従って、これだ
けではM/Vを所望の値まで上げられないため、Vが元
の値と同じになるように、例えば第4ポートO2 の流量
を原料することにより火炎温度を上げる方法がとられ
る。この操作により(M/V)は〔(M+△M)/V〕
となり、(△M/V)だけ値を変化させることが可能と
なる。
【0012】以上述べたように、本発明によれば、出発
ロッド外径の変化に対応し、合成速度M、引き上げ速度
Vを制御できるので、出発ロッド全長にわたって所望の
倍率Bを得ることができる。もちろん第4ポートO2
かわりに第2ポートH2 流量でも制御は可能である。
【0013】
【実施例】
比較例1 2重火炎を形成する8重管バーナを用い、出発ロッドの
外周にガラス微粒子堆積体の合成を行った。合成したガ
ラス微粒子堆積体は、出発ロッドを残したまま、電気炉
内でヒータ温度1600℃、ガラス微粒子堆積体を4m
m/分でトラバースしながら、透明ガラス化した。8重
管バーナのガスの流し方は表1に示すものとし、それぞ
れの流量はSiCl4 (第1ポート):5リットル/
分、H2 (第2ポート):10リットル/分、Ar(第
3ポート):3リットル/分、O2 (第4ポート):2
2リットル/分、アルゴン(第5ポート):10リット
ル/分、H2 (第6ポート):40リットル/分、Ar
(第7ポート):10リットル/分、O2 (第8ポー
ト):50リットル/分とした。このとき石英ロッドを
延伸して外径20mmとしたものを、出発ロッドとし
た。ガラス微粒子堆積体の合成を、外径測定器の測定値
をモニターしながら引き上げ速度が一定となるように、
第2ポートのH2 流量を調整して実施した。このとき引
き上げ速度は50mm/hrとなるようにした。10本
合成したところ、合成速度は8.1g/分±0.3g/
分で、倍率Bは3.5±0.12のバラツキが発生し
た。
【0014】比較例2 比較例1と同一条件でガラス微粒子堆積体を合成し、同
様の評価を行った。ただし、本比較例2では合成速度M
をモニターし、M/Vを一定とするように制御した。制
御に用いたパラメータは、原料SiCl4 および第2ポ
ートのH2 を用いた。この制御では、MとVを別々にモ
ニターし、それぞれが一定となるように設定した。この
結果、合成速度Mは8.1g/分±0.05g/分、引
き上げ速度は50mm/hr±1.0mm/hrに制御
されたが、倍率Bは3.53±0.07のバラツキが存
在した。比較例1に比べてかなり改善さているが、まだ
バラツキが大きい。
【0015】実施例1 比較例2の構成において図1に示すように下に出発ロッ
ドの外径測定器を設け本発明の構成とした。堆積点から
外径測定器までの距離Lは150mmとした。このとき
M/V制御は、引き上げ速度Vを一定となるようにし、
M/Vは合成速度で制御されるようにした。この結果、
Vは50mm/hr±1.0mm2hrとなり、合成速
度Mは8.0g/分から8.18g/分の間で制御によ
り動いた。倍率Bは3.55±0.02と著しく変動が
抑えられていた。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
倍率Bを所望の値に制御できるので、ファイバ特性の安
定したプリフォームを再現よく製造することができる。
また、ガラスパイプでは形状歩留りを向上させることが
できる。さらに出発ロッドの外径加工精度をゆるめるこ
とができ、作業性が改善された。実施例では出発ロッド
を抜かずにそのまま光ファイバプリフォームとする製造
工程を挙げて説明したが、出発ロッドを引き抜き焼結す
るガラスパイプの製造にも本発明は有効である。また、
本発明の構成は、出発ロッドの外径をオンラインでモニ
ターしつつ制御を行う構成となっているが、予めロッド
の全長にわたる外径を測定し、そのデータをコンピュー
ター等の制御系に読み取っておき、ガラス微粒子堆積体
の合成位置とを合わせて制御する方法であっても同様の
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を説明する概略図である。
【図2】従来のVAD法を説明する概略図である。
【図3】透明化後のガラスパイプを示す断面図である。
【図4】出発ロッドと一緒に透明化した後の中実ロッド
を示す断面図である。
【符号の説明】
1 出発ロッド 11 出発ロッド 2 チャック 12 チャック 3 メインシード棒 13 メインシード棒 4 重量測定器 5 ガラス微粒子合成用バーナ 15 ガラス微粒子合成用バーナ 6 ガラス微粒子堆積体 16 ガラス微粒子堆積体 7 ガラス微粒子堆積面 8 出発ロッド外径測定器 9 引き上げ速度変換器 21 ガス流量制御器 22 倍率制御器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転する円柱状の出発ロッドの外周に、
    ガラス微粒子合成用バーナにより生成したガラス微粒子
    を堆積させることによりガラス微粒子堆積体を合成し、
    上記出発ロッドを引き抜くか、または出発ロッドを残し
    たまま、透明ガラス化し、パイプまたは中実のガラスロ
    ッドを製造する方法において、ガラス微粒子堆積体を合
    成する以前の上記出発ロッド外径の測定値に併せて、合
    成されるガラス微粒子堆積体の重量増加率とガラス微粒
    子堆積体の引き上げ速度との比を制御しつつガラス微粒
    子を堆積させることを特徴とするガラス物品の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 上記出発ロッドが、少なくとも2重以上
    の屈折率の異なる層を持ち、中心部に対して外周部が屈
    折率の低い構造を有することを特徴とする請求項1記載
    のガラス物品の製造方法。
JP15341391A 1991-06-25 1991-06-25 ガラス物品の製造方法 Pending JPH054825A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005085144A1 (ja) * 2004-03-04 2005-09-15 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法及びガラス母材
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CN103626392A (zh) * 2013-12-09 2014-03-12 江苏亨通光电股份有限公司 一种大尺寸芯棒松散体的制造装置及方法

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