JPH0653590B2 - 弗素添加透明石英ガラス体の製造方法 - Google Patents
弗素添加透明石英ガラス体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0653590B2 JPH0653590B2 JP60230983A JP23098385A JPH0653590B2 JP H0653590 B2 JPH0653590 B2 JP H0653590B2 JP 60230983 A JP60230983 A JP 60230983A JP 23098385 A JP23098385 A JP 23098385A JP H0653590 B2 JPH0653590 B2 JP H0653590B2
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- JP
- Japan
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- heat treatment
- fluorine
- glass
- temperature
- atmosphere
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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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は弗素添加透明石英ガラス体の製造方法に関する
ものであつて、本発明により得られる該ガラス体は高純
度で屈折率の低いガラスであるため、光フアイバ用ガラ
ス、特に光フアイバのクラツド部のガラスとして例えば
純SiO2をコアとしたフアイバのクラツド部用ガラスとし
て、好適に用いることができる。
ものであつて、本発明により得られる該ガラス体は高純
度で屈折率の低いガラスであるため、光フアイバ用ガラ
ス、特に光フアイバのクラツド部のガラスとして例えば
純SiO2をコアとしたフアイバのクラツド部用ガラスとし
て、好適に用いることができる。
従来、弗素を添加した石英（SiO2）ガラスを合成する方
法として、ＶＡＤ法等により得られる純シリカガラス微
粒子体（以下スート体と称する）を、通常SF6,CF4 等の
気相弗化物を原料とする弗素雰囲気中にて加熱処理する
方法が知られている。これは、能率よく弗素添加SiO2ガ
ラスを合成できる方法である。
法として、ＶＡＤ法等により得られる純シリカガラス微
粒子体（以下スート体と称する）を、通常SF6,CF4 等の
気相弗化物を原料とする弗素雰囲気中にて加熱処理する
方法が知られている。これは、能率よく弗素添加SiO2ガ
ラスを合成できる方法である。
しかし、上記した従来法には以下のような欠点があつ
た。
た。
すなわち、弗素をガラス中に均一に、かつ高濃度に添加
しようとすると、石英ガラス等からなる炉心管が、弗化
物原料によるエツチング作用を強くうけても、劣化もし
くは消耗が著るしいという問題があつたことである。
しようとすると、石英ガラス等からなる炉心管が、弗化
物原料によるエツチング作用を強くうけても、劣化もし
くは消耗が著るしいという問題があつたことである。
例えば温度１４００℃以上の高温の弗素雰囲気でスート
体を加熱処理して弗素を添加しようとすると、ガラスロ
ツドの外周部により多く弗素が添加され、このため得ら
れたガラス体の径方向の屈折率分布は第２図のような分
布になり易い。
体を加熱処理して弗素を添加しようとすると、ガラスロ
ツドの外周部により多く弗素が添加され、このため得ら
れたガラス体の径方向の屈折率分布は第２図のような分
布になり易い。
一方、例えば温度１２００℃程度の低温において弗素を
添加し、次にこれに透明ガラス化のための熱処理を行う
と、ガラスロツドの外周部より弗素の揮散が生じ、この
ために得られたガラス体の屈折率分布としては第３図の
ような分布となり易い。
添加し、次にこれに透明ガラス化のための熱処理を行う
と、ガラスロツドの外周部より弗素の揮散が生じ、この
ために得られたガラス体の屈折率分布としては第３図の
ような分布となり易い。
そして、スート体を低温から高温まで昇温しながら弗素
雰囲気にて加熱処理するときには、第１図のような径方
向に均一な屈折率分布のガラス体を得ることができる。
しかるに、この場合には弗素雰囲気下における加熱が高
温で長時間行なわれるため、上記した炉心管の劣化が非
常に激しくなつてしまうのである。
雰囲気にて加熱処理するときには、第１図のような径方
向に均一な屈折率分布のガラス体を得ることができる。
しかるに、この場合には弗素雰囲気下における加熱が高
温で長時間行なわれるため、上記した炉心管の劣化が非
常に激しくなつてしまうのである。
本発明は上記した問題点を解決し、弗素添加濃度が径方
向で均一なガラス体を、炉心管劣化の少ない状態で得る
という新規な弗素添加透明石英ガラス体の製造方法を提
供せんとするものである。
向で均一なガラス体を、炉心管劣化の少ない状態で得る
という新規な弗素添加透明石英ガラス体の製造方法を提
供せんとするものである。
本発明はシリカガラス微粒子体を弗化物雰囲気で加熱処
理して弗素添加透明石英ガラス体を得る方法において、
該シリカガラス微粒子体を１２００℃を越えて１４００
℃以下の温度でHe を含み弗化物を含まない雰囲気にて
第１段加熱処理を行い、次に該第１段加熱処理よりも低
い温度で弗化物を含む雰囲気にて第２段加熱処理を行な
い、この後さらに上記第１段加熱処理よりも高い温度で
少なくともHe を含む雰囲気にて第３段加熱処理を行つ
て透明ガラス化することにより径方向に均一に弗素を添
加することを特徴とする弗素添加透明石英ガラス体の製
造方法である。
理して弗素添加透明石英ガラス体を得る方法において、
該シリカガラス微粒子体を１２００℃を越えて１４００
℃以下の温度でHe を含み弗化物を含まない雰囲気にて
第１段加熱処理を行い、次に該第１段加熱処理よりも低
い温度で弗化物を含む雰囲気にて第２段加熱処理を行な
い、この後さらに上記第１段加熱処理よりも高い温度で
少なくともHe を含む雰囲気にて第３段加熱処理を行つ
て透明ガラス化することにより径方向に均一に弗素を添
加することを特徴とする弗素添加透明石英ガラス体の製
造方法である。
本発明の特に好ましい実施態様としては、シリカガラス
微粒子体がＶＡＤ法により形成されたものである上記方
法又は第１段加熱処理において雰囲気に塩素もしくは塩
化物ガスを添加して行う上記方法が挙げられる。
微粒子体がＶＡＤ法により形成されたものである上記方
法又は第１段加熱処理において雰囲気に塩素もしくは塩
化物ガスを添加して行う上記方法が挙げられる。
本発明者らは鋭意研究の結果、加熱処理の温度とその際
の雰囲気を調整することで、弗素濃度が第１図のように
径方向に均一なガラス体を、炉心管の劣化が少なく得ら
れることを見出した。
の雰囲気を調整することで、弗素濃度が第１図のように
径方向に均一なガラス体を、炉心管の劣化が少なく得ら
れることを見出した。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第４図はＶＡＤ法によりスート体を合成する方法の説明
図であつて、バーナ１にはH2，O2，Ar等のシールガス、
及びSiCl4等の原料ガスが供給され、フレーム２の中で
形成された０．１μｍ以下のSiO2ガラス微粒子（スー
ト）は、回転しつつ徐々に引き上げられる回転棒３の先
端に堆積して、スート体４が形成される。スート体４の
カサ密度は通常０．２〜０．４g/cm3程度である。所定
の大きさのスート体が得られた後、このスート体を、ヒ
ート長の長い均熱炉（第５図に概略の構成を示す）、或
いはヒート長が短かく上下移動が必要なゾーン炉（第６
図に概略の構成を示す）に挿入し、熱処理を行う。本発
明の方法は均熱炉、ゾーン炉のどちらの炉についても適
用し得るものである。
図であつて、バーナ１にはH2，O2，Ar等のシールガス、
及びSiCl4等の原料ガスが供給され、フレーム２の中で
形成された０．１μｍ以下のSiO2ガラス微粒子（スー
ト）は、回転しつつ徐々に引き上げられる回転棒３の先
端に堆積して、スート体４が形成される。スート体４の
カサ密度は通常０．２〜０．４g/cm3程度である。所定
の大きさのスート体が得られた後、このスート体を、ヒ
ート長の長い均熱炉（第５図に概略の構成を示す）、或
いはヒート長が短かく上下移動が必要なゾーン炉（第６
図に概略の構成を示す）に挿入し、熱処理を行う。本発
明の方法は均熱炉、ゾーン炉のどちらの炉についても適
用し得るものである。
以下、主に均熱炉を例に説明する。第５図において５は
ヒータであり、スートの全長がこのヒータ５により、ほ
ぼ均一に加熱される。６は炉心管であり、７は雰囲気ガ
スの導入管である。炉心管６としては、高温加熱時に不
純物揮散が少なく耐熱性の高い石英ガラス製のものが好
ましい。
ヒータであり、スートの全長がこのヒータ５により、ほ
ぼ均一に加熱される。６は炉心管であり、７は雰囲気ガ
スの導入管である。炉心管６としては、高温加熱時に不
純物揮散が少なく耐熱性の高い石英ガラス製のものが好
ましい。
本発明においては、第１段加熱処理として、１２００を
越えて１４００℃以下の温度範囲で加熱する。この際の
雰囲気はHe を流しながら行うと、最終製品にアワの残
留がなく好ましい。また、弗化物ガスの存在は、ガラス
の粘性低下による急激な焼結を生じるため、好ましくな
い。またこの第１段加熱処理において、脱水を充分に行
う目的で、雰囲気ガスに塩素もしくは塩化物を添加する
ことができる。加熱時間としては、スートのサイズにも
よるが、１時間程度が適している。この第１段加熱処理
により、カサ密度がスート体の径方向で比較的一様な半
焼結体が得られる。加熱温度が１４００℃を越えると、
焼結が大きく生じるために、次の段階にて行う弗素の添
加効率が下がる。また、１２００℃以下では、弗素を均
一に導入するという効果が薄れる。このような第１段階
加熱処理工程の導入により、透明ガラス化処理時の弗素
の揮散がほぼ完全におえられることが判明した。
越えて１４００℃以下の温度範囲で加熱する。この際の
雰囲気はHe を流しながら行うと、最終製品にアワの残
留がなく好ましい。また、弗化物ガスの存在は、ガラス
の粘性低下による急激な焼結を生じるため、好ましくな
い。またこの第１段加熱処理において、脱水を充分に行
う目的で、雰囲気ガスに塩素もしくは塩化物を添加する
ことができる。加熱時間としては、スートのサイズにも
よるが、１時間程度が適している。この第１段加熱処理
により、カサ密度がスート体の径方向で比較的一様な半
焼結体が得られる。加熱温度が１４００℃を越えると、
焼結が大きく生じるために、次の段階にて行う弗素の添
加効率が下がる。また、１２００℃以下では、弗素を均
一に導入するという効果が薄れる。このような第１段階
加熱処理工程の導入により、透明ガラス化処理時の弗素
の揮散がほぼ完全におえられることが判明した。
以上の第１段加熱処理が終つた後、ヒータ温度を該第１
段加熱温度より低温にて、第２段加熱処理を行う。この
とき雰囲気に例えばSF6，CF4，CCl2F2，SiF4等の弗化物
ガスの導入することによりガラスへの弗素添加を行う
が、Heと弗化物ガス量の比率を変えることにより、ガラ
ス中の弗素濃度を変えることができる。加熱温度を上げ
ることによつても、ガラス中の弗素濃度を上げ得る場合
もあるが、炉心管の劣化あるいは不純物の混入が増加す
るので好ましくない。通常この第２段階加熱処理は温度
１２０００℃以下で時間は２時間程度が好ましい。
段加熱温度より低温にて、第２段加熱処理を行う。この
とき雰囲気に例えばSF6，CF4，CCl2F2，SiF4等の弗化物
ガスの導入することによりガラスへの弗素添加を行う
が、Heと弗化物ガス量の比率を変えることにより、ガラ
ス中の弗素濃度を変えることができる。加熱温度を上げ
ることによつても、ガラス中の弗素濃度を上げ得る場合
もあるが、炉心管の劣化あるいは不純物の混入が増加す
るので好ましくない。通常この第２段階加熱処理は温度
１２０００℃以下で時間は２時間程度が好ましい。
第２図加熱処理の終了後、ヒータ温度を第１段加熱処理
の温度より更に高く上げ、第３段加熱処理を行ない、半
焼結体を完全透明ガラス化する。このときの加熱温度
は、ガラス中の弗素添加量に依存するが、約１４５０℃
〜１６００℃である。このときの雰囲気はHe１００％雰
囲気が好ましい。この段階での弗化物の添加は、炉心管
の寿命を極めて短かくするので、好ましくない。
の温度より更に高く上げ、第３段加熱処理を行ない、半
焼結体を完全透明ガラス化する。このときの加熱温度
は、ガラス中の弗素添加量に依存するが、約１４５０℃
〜１６００℃である。このときの雰囲気はHe１００％雰
囲気が好ましい。この段階での弗化物の添加は、炉心管
の寿命を極めて短かくするので、好ましくない。
実施例１ 第４図の構成によりＶＡＤ法にて作製した、外径１００
mm、長さ５００mmの純SiO2のスート体を、第５図のよう
な均熱炉にセツトし、表１の条件にて加熱処理したとこ
ろ、その屈折率分布が第１図グラフのように径方向に一
様であり、その屈折率値が純石英に比べて０．３％低い
透明ガラス体が得られた。
mm、長さ５００mmの純SiO2のスート体を、第５図のよう
な均熱炉にセツトし、表１の条件にて加熱処理したとこ
ろ、その屈折率分布が第１図グラフのように径方向に一
様であり、その屈折率値が純石英に比べて０．３％低い
透明ガラス体が得られた。
同一条件にて、同一母材（透明ガラス体）をくり返し作
製したところ、肉厚５mmの石英ガラス製炉心管は３０本
以上の母材作製まで使用することができ、従来法に比
し、大巾に炉心管寿命が延びた。
製したところ、肉厚５mmの石英ガラス製炉心管は３０本
以上の母材作製まで使用することができ、従来法に比
し、大巾に炉心管寿命が延びた。
実施例２ 第１段加熱処理においてCl2を０．５／分 添加した
以外はすべて実施例１と同様に行つて、透明ガラス体を
作製した。得られたガラス体について、赤外分光光度計
により残留水分の分析を行つたところ、検知限界（０．
１ppm）以下のレベルであつた。なお、実施例１で得ら
れたガラスには０．２〜０．３ppmのOH量が検知され
た。
以外はすべて実施例１と同様に行つて、透明ガラス体を
作製した。得られたガラス体について、赤外分光光度計
により残留水分の分析を行つたところ、検知限界（０．
１ppm）以下のレベルであつた。なお、実施例１で得ら
れたガラスには０．２〜０．３ppmのOH量が検知され
た。
比較例１〜３ 実施例１と同様なスート体を表２の条件にて加熱処理し
た。その結果を表２に示す。
た。その結果を表２に示す。
以上は均熱炉の場合を例にしたが、第６図のようなゾー
ン炉を用いても同様に効果を挙げうる。なお、第６図に
おいて４はスート体、５はヒータ、６は炉心管を示す。
ン炉を用いても同様に効果を挙げうる。なお、第６図に
おいて４はスート体、５はヒータ、６は炉心管を示す。
本発明の方法は、弗素添加量がガラスの径方向において
ほぼ均一な透明石英ガラスを、炉心管の劣化をひき行こ
さずに製造できるので、安定した品質のものを製造コス
トを安く得ることができる。
ほぼ均一な透明石英ガラスを、炉心管の劣化をひき行こ
さずに製造できるので、安定した品質のものを製造コス
トを安く得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第１図ないし第３図はガラスの径方向における屈折率分
布を示すグラフであつて、第１図は本発明の目的とする
一様な屈折率分布を示し、第２図及び第３図は一様でな
い屈折率分布の例を示す。 第４図はＶＡＤ法によりスート体を製造する方法の概略
説明図、 第５図は均熱炉を用いて加熱処理を行う方法の説明図、 第６図はゾーン炉を用いる場合の説明図である。
布を示すグラフであつて、第１図は本発明の目的とする
一様な屈折率分布を示し、第２図及び第３図は一様でな
い屈折率分布の例を示す。 第４図はＶＡＤ法によりスート体を製造する方法の概略
説明図、 第５図は均熱炉を用いて加熱処理を行う方法の説明図、 第６図はゾーン炉を用いる場合の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金森 弘雄 神奈川県横浜市戸塚区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−90843（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】シリカガラス微粒子体を弗化物雰囲気で加
熱処理して弗素添加透明石英ガラス体を得る方法におい
て、該シリカガラス微粒子体を１２００℃を越えて１４
００℃以下の温度でＨｅを含み弗化物を含まない雰囲気
にて第１段加熱処理を行い、次に該第１段加熱処理より
も低い温度で弗化物を含む雰囲気にて第２段加熱処理を
行ない、この後さらに上記第１段加熱処理よりも高い温
度で少なくともＨｅを含む雰囲気にて第３段加熱処理を
行つて透明ガラス化することにより径方向に均一に弗素
を添加することを特徴とする上記方法。 - 【請求項２】第１段加熱処理処理において雰囲気に塩素
もしくは塩化物ガスを添加して行う特許請求の範囲第
(1)項に記載される方法。 - 【請求項３】シリカガラス微粒子体がＶＡＤ法により形
成されたものである特許請求の範囲第(1)項に記載され
る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230983A JPH0653590B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 弗素添加透明石英ガラス体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60230983A JPH0653590B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 弗素添加透明石英ガラス体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291439A JPS6291439A (ja) | 1987-04-25 |
| JPH0653590B2 true JPH0653590B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=16916388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60230983A Expired - Lifetime JPH0653590B2 (ja) | 1985-10-18 | 1985-10-18 | 弗素添加透明石英ガラス体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0653590B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791079B2 (ja) * | 1986-02-04 | 1995-10-04 | 住友電気工業株式会社 | 光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
| JPH02145448A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光フアイバ母材の製造方法 |
| US6715322B2 (en) * | 2001-01-05 | 2004-04-06 | Lucent Technologies Inc. | Manufacture of depressed index optical fibers |
| JP5721538B2 (ja) * | 2011-05-26 | 2015-05-20 | 株式会社オハラ | 合成シリカガラスの製造方法及び合成シリカガラス |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090843A (ja) * | 1983-10-20 | 1985-05-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ用ガラス母材の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-18 JP JP60230983A patent/JPH0653590B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6291439A (ja) | 1987-04-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |