JPH111337A - 光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検知方法及び光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検知方法及び光ファイバ母材の製造方法Info
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- JPH111337A JPH111337A JP15655297A JP15655297A JPH111337A JP H111337 A JPH111337 A JP H111337A JP 15655297 A JP15655297 A JP 15655297A JP 15655297 A JP15655297 A JP 15655297A JP H111337 A JPH111337 A JP H111337A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 微小な炉芯管割れを確実に検知することによ
り、光ファイバ母材の焼結工程における不純物の混入を
最小限にとどめる。 【解決手段】 光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の焼結工程におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値以上になった時点を、炉芯管割れと判断する。
り、光ファイバ母材の焼結工程における不純物の混入を
最小限にとどめる。 【解決手段】 光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の焼結工程におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値以上になった時点を、炉芯管割れと判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス多孔質体か
らなる光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検
知方法に係り、また光ファイバ母材の製造方法に関する
ものである。
らなる光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検
知方法に係り、また光ファイバ母材の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】VAD 法や外付け法などで光ファイバ母材
を製造する際、バーナーより酸水素炎を生じさせてその
中に四塩化珪素等のガラス原料ガス及びドーパント剤の
ガスを供給し、火炎加水分解法によってガラス微粒子を
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、脱水・透明ガラ
ス化する。こうしてできた透明なガラス体の外にクラッ
ド層を形成し、プリフォームとし、これを溶融して線引
紡糸することによって細い光ファイバを作る。この工程
の中で焼結工程（脱水・透明ガラス化工程）は、図２に
示すような焼結装置を用いて行われる。図示されるよう
に焼結装置は支持棒１１に支持される光ファイバ母材
（以下、スートという）１２を収容する炉芯管１３と、
この炉芯管１３の外周に配設されたヒータ１４を有し、
内部が窒素雰囲気にある電気炉１５とを備えている。ま
た、炉芯管１３の下部にはガス供給口１６が設けられ、
ガス供給口１６からはヘリウムガスと、脱水するための
塩素ガスなどが供給される。一方、炉芯管１３の上部に
はガス排気口１７が設けられる。そして支持棒１１に支
持されたスート１２は炉芯管１３内で回転や移動をし、
所定の位置で脱水・透明ガラス化されて光ファイバ母材
となる。この脱水・透明ガラス化工程において、脱水工
程はヘリウムガス、塩素ガス等の雰囲気の下、約1100℃
で行われ、透明ガラス化工程はヘリウムガス雰囲気の
下、約1500℃で行われる。ところで、上記のごとく構成
される焼結装置において、焼結工程時に炉芯管１３が割
れた場合、電気炉１５内の不純物がスート１２に混入
し、光ファイバの伝送特性が悪化する。そこで、スート
１２の焼結時の炉芯管割れの検知は炉芯管１３の内圧計
１９と電気炉１５の内圧計１８の同調を確認する方法、
あるいは脱水工程中に電気炉１５の内圧計１８の口から
炉内雰囲気シールガスを抜き取り、アンモニアガスと反
応させ、NH4Cl の白煙が発生するか確認する方法、さら
に塩素センサーによる方法によっていた。
を製造する際、バーナーより酸水素炎を生じさせてその
中に四塩化珪素等のガラス原料ガス及びドーパント剤の
ガスを供給し、火炎加水分解法によってガラス微粒子を
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、脱水・透明ガラ
ス化する。こうしてできた透明なガラス体の外にクラッ
ド層を形成し、プリフォームとし、これを溶融して線引
紡糸することによって細い光ファイバを作る。この工程
の中で焼結工程（脱水・透明ガラス化工程）は、図２に
示すような焼結装置を用いて行われる。図示されるよう
に焼結装置は支持棒１１に支持される光ファイバ母材
（以下、スートという）１２を収容する炉芯管１３と、
この炉芯管１３の外周に配設されたヒータ１４を有し、
内部が窒素雰囲気にある電気炉１５とを備えている。ま
た、炉芯管１３の下部にはガス供給口１６が設けられ、
ガス供給口１６からはヘリウムガスと、脱水するための
塩素ガスなどが供給される。一方、炉芯管１３の上部に
はガス排気口１７が設けられる。そして支持棒１１に支
持されたスート１２は炉芯管１３内で回転や移動をし、
所定の位置で脱水・透明ガラス化されて光ファイバ母材
となる。この脱水・透明ガラス化工程において、脱水工
程はヘリウムガス、塩素ガス等の雰囲気の下、約1100℃
で行われ、透明ガラス化工程はヘリウムガス雰囲気の
下、約1500℃で行われる。ところで、上記のごとく構成
される焼結装置において、焼結工程時に炉芯管１３が割
れた場合、電気炉１５内の不純物がスート１２に混入
し、光ファイバの伝送特性が悪化する。そこで、スート
１２の焼結時の炉芯管割れの検知は炉芯管１３の内圧計
１９と電気炉１５の内圧計１８の同調を確認する方法、
あるいは脱水工程中に電気炉１５の内圧計１８の口から
炉内雰囲気シールガスを抜き取り、アンモニアガスと反
応させ、NH4Cl の白煙が発生するか確認する方法、さら
に塩素センサーによる方法によっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
炉芯管割れ検知方法では、炉芯管の微小な割れを検知で
きず、炉芯管が割れた状態で何本ものスートを焼結して
しまい、光ファイバプリフォームの製造に大きな被害を
与えることがある。そのため、炉芯管が割れていなくて
も規定回数に達すれば炉芯管を交換しており、炉芯管コ
ストが非常に高いものとなっていた。
炉芯管割れ検知方法では、炉芯管の微小な割れを検知で
きず、炉芯管が割れた状態で何本ものスートを焼結して
しまい、光ファイバプリフォームの製造に大きな被害を
与えることがある。そのため、炉芯管が割れていなくて
も規定回数に達すれば炉芯管を交換しており、炉芯管コ
ストが非常に高いものとなっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点に
鑑みてなされたもので、微小な炉芯管割れを確実に検知
することにより、不純物が混入した光ファイバ母材を最
小限にとどめることができる。これにより炉芯管が割れ
るまで使用でき、コスト低減も達成できる。すなわち上
記の問題点は、光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の焼結工程におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値以上になった時点を、炉芯管割れと判断する炉
芯管割れ検知方法、また光ファイバ母材を電気炉で加熱
して脱水・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の製造方
法において、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウ
ムリークディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリ
ーク濃度が規定値未満で、焼結を行う光ファイバ母材の
製造方法によって達成される。以下、本発明を詳細に説
明する。
鑑みてなされたもので、微小な炉芯管割れを確実に検知
することにより、不純物が混入した光ファイバ母材を最
小限にとどめることができる。これにより炉芯管が割れ
るまで使用でき、コスト低減も達成できる。すなわち上
記の問題点は、光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の焼結工程におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値以上になった時点を、炉芯管割れと判断する炉
芯管割れ検知方法、また光ファイバ母材を電気炉で加熱
して脱水・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の製造方
法において、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウ
ムリークディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリ
ーク濃度が規定値未満で、焼結を行う光ファイバ母材の
製造方法によって達成される。以下、本発明を詳細に説
明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明に係る炉芯管割れ検知方法
及び光ファイバ母材の製造方法によれば、従来検知でき
なかった微小な炉芯管割れを電気炉内雰囲気シールガス
中のヘリウムリーク濃度を常時観測することにより検知
するため、光ファイバ母材に不純物を混入させることな
く脱水・ガラス化ができ、高品質の光ファイバ母材を歩
留り良く得ることができる。それと共に、微小な炉芯管
割れの時期を特定できるため、炉芯管のコストも低減で
きる。
及び光ファイバ母材の製造方法によれば、従来検知でき
なかった微小な炉芯管割れを電気炉内雰囲気シールガス
中のヘリウムリーク濃度を常時観測することにより検知
するため、光ファイバ母材に不純物を混入させることな
く脱水・ガラス化ができ、高品質の光ファイバ母材を歩
留り良く得ることができる。それと共に、微小な炉芯管
割れの時期を特定できるため、炉芯管のコストも低減で
きる。
【０００６】上記において、ヘリウムリーク濃度が規定
値以上では、炉芯管に微小クラックが発生しており、ス
ートに不純物が混入してしまうため、規定値未満で光フ
ァイバ母材の焼結を行うことが好ましい。
値以上では、炉芯管に微小クラックが発生しており、ス
ートに不純物が混入してしまうため、規定値未満で光フ
ァイバ母材の焼結を行うことが好ましい。
【０００７】以下、本発明について図面を参照しながら
詳細に説明する。図１は本発明に係る光ファイバ母材の
焼結装置の概略断面図である。図示されるように、焼結
装置は支持棒１に支持されるスート２を収容する炉芯管
３と、この炉芯管３の外周に配設されたヒータ４を有
し、内部が窒素雰囲気である電気炉５とを備え、炉芯管
３の下部のガス供給口６からヘリウムガスと塩素ガスな
どを供給して炉芯管３の上部のガス排気口７から排気す
る構成となっている。これらの基本構造に加え、本発明
では電気炉５内のガスを吸引するヘリウムリークディテ
クター１０を設けてある。このヘリウムリークディテク
ター１０を用いてヘリウムリーク濃度を常時観測して、
この濃度が規定値以上か否かによって、微小な炉芯管割
れ発生があるかどうか判断できる。ここでヘリウムリー
クディテクター１０を選定したのは、ヘリウム分子は小
さいため、塩素や不純物が通過できない微小な炉芯管割
れ部を通過でき、その通過量から炉芯管割れを検知でき
ると考えたからである。この規定値は、装置の構造や大
きさ、製造条件等により異なり、ヘリウムリーク濃度
と、スートへの不純物の混入量との関係を調べることに
より容易に設定することができる。
詳細に説明する。図１は本発明に係る光ファイバ母材の
焼結装置の概略断面図である。図示されるように、焼結
装置は支持棒１に支持されるスート２を収容する炉芯管
３と、この炉芯管３の外周に配設されたヒータ４を有
し、内部が窒素雰囲気である電気炉５とを備え、炉芯管
３の下部のガス供給口６からヘリウムガスと塩素ガスな
どを供給して炉芯管３の上部のガス排気口７から排気す
る構成となっている。これらの基本構造に加え、本発明
では電気炉５内のガスを吸引するヘリウムリークディテ
クター１０を設けてある。このヘリウムリークディテク
ター１０を用いてヘリウムリーク濃度を常時観測して、
この濃度が規定値以上か否かによって、微小な炉芯管割
れ発生があるかどうか判断できる。ここでヘリウムリー
クディテクター１０を選定したのは、ヘリウム分子は小
さいため、塩素や不純物が通過できない微小な炉芯管割
れ部を通過でき、その通過量から炉芯管割れを検知でき
ると考えたからである。この規定値は、装置の構造や大
きさ、製造条件等により異なり、ヘリウムリーク濃度
と、スートへの不純物の混入量との関係を調べることに
より容易に設定することができる。
【０００８】なお、図１においては一台のヘリウムリー
クディテクター１０で一台の焼結装置の炉芯管割れを検
知しているが、一台のヘリウムリークディテクターで複
数台の焼結装置の炉芯管割れを検知しても良い。
クディテクター１０で一台の焼結装置の炉芯管割れを検
知しているが、一台のヘリウムリークディテクターで複
数台の焼結装置の炉芯管割れを検知しても良い。
【０００９】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げる。 （実施例１）図１に示す光ファイバ母材の焼結装置を用
意し、VAD 法により作製したスート２を焼結した。ヘリ
ウムリーク濃度の経時変化を図３に示す。なお、電気炉
内シール窒素ガス流量を10リットル／分とし、リークデ
ィテクターはアネルバ社製、型番号A-220M-LD を用い、
脱水工程は1100℃×約210 分、ヘリウムガス流量10リッ
トル／分、塩素ガス流量0.7 リットル／分、透明ガラス
化工程は1500℃×約240 分、ヘリウムガス流量12リット
ル／分とした。図３に示すように、炉芯管に割れがなく
ても、高温になると、炉芯管をヘリウムが浸透している
ことがわかる。脱水・透明ガラス化を繰り返したとこ
ろ、炉芯管３は透明ガラス化工程の途中で割れ、スート
２に不純物が混入した。このヘリウムリーク濃度の経時
変化を図４に示す。図４では炉芯管割れの時のヘリウム
リーク濃度は1200ppm であった。さらに、ヘリウムリー
ク濃度とスート２への不純物混入の関係を調べた。結果
を表１に示す。また炉芯管割れまでの５本の炉芯管の使
用回数を表２に記す。
意し、VAD 法により作製したスート２を焼結した。ヘリ
ウムリーク濃度の経時変化を図３に示す。なお、電気炉
内シール窒素ガス流量を10リットル／分とし、リークデ
ィテクターはアネルバ社製、型番号A-220M-LD を用い、
脱水工程は1100℃×約210 分、ヘリウムガス流量10リッ
トル／分、塩素ガス流量0.7 リットル／分、透明ガラス
化工程は1500℃×約240 分、ヘリウムガス流量12リット
ル／分とした。図３に示すように、炉芯管に割れがなく
ても、高温になると、炉芯管をヘリウムが浸透している
ことがわかる。脱水・透明ガラス化を繰り返したとこ
ろ、炉芯管３は透明ガラス化工程の途中で割れ、スート
２に不純物が混入した。このヘリウムリーク濃度の経時
変化を図４に示す。図４では炉芯管割れの時のヘリウム
リーク濃度は1200ppm であった。さらに、ヘリウムリー
ク濃度とスート２への不純物混入の関係を調べた。結果
を表１に示す。また炉芯管割れまでの５本の炉芯管の使
用回数を表２に記す。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】表１に示すようにヘリウムリーク濃度が12
00ppm になるとスート２に不純物が混入したことから、
炉内シール窒素ガス流量が10リットル／分の時、ヘリウ
ムリーク濃度1200ppm 以上では微小な炉芯管割れが発生
しており、この値を規定値とすればよいことがわかっ
た。また、微小な炉芯管割れが発生しているヘリウムリ
ーク濃度は炉内シール窒素ガス濃度に依存することがわ
かった。さらに表２から、従来は40回あるいはそれ以下
で交換する炉芯管の使用回数が、平均95.6回と約２倍に
伸びたことがわかった。
00ppm になるとスート２に不純物が混入したことから、
炉内シール窒素ガス流量が10リットル／分の時、ヘリウ
ムリーク濃度1200ppm 以上では微小な炉芯管割れが発生
しており、この値を規定値とすればよいことがわかっ
た。また、微小な炉芯管割れが発生しているヘリウムリ
ーク濃度は炉内シール窒素ガス濃度に依存することがわ
かった。さらに表２から、従来は40回あるいはそれ以下
で交換する炉芯管の使用回数が、平均95.6回と約２倍に
伸びたことがわかった。
【００１３】（実施例２）炉内シール窒素ガス流量を20
リットル／分とした以外は実施例１と同様に行った。不
純物が混入した際のヘリウムリーク濃度は 500ppm であ
り、ヘリウムリーク濃度の規定値は 500ppm に設定し
た。
リットル／分とした以外は実施例１と同様に行った。不
純物が混入した際のヘリウムリーク濃度は 500ppm であ
り、ヘリウムリーク濃度の規定値は 500ppm に設定し
た。
【００１４】（実施例３）炉内シール窒素ガス流量を50
リットル／分とした以外は実施例１と同様に行った。不
純物が混入した際のヘリウムリーク濃度は 200ppm であ
り、ヘリウムリーク濃度の規定値は 200ppm に設定し
た。
リットル／分とした以外は実施例１と同様に行った。不
純物が混入した際のヘリウムリーク濃度は 200ppm であ
り、ヘリウムリーク濃度の規定値は 200ppm に設定し
た。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、従来検知できなかった
微小な炉芯管割れの時期を確実に検知でき、不純物で汚
染された母材を確実に確認でき、高品質の光ファイバ母
材を効率よく得ることが可能となる。その結果、炉芯管
が割れるまで使用でき、コスト低減にもなる。
微小な炉芯管割れの時期を確実に検知でき、不純物で汚
染された母材を確実に確認でき、高品質の光ファイバ母
材を効率よく得ることが可能となる。その結果、炉芯管
が割れるまで使用でき、コスト低減にもなる。
【図１】本発明に係る光ファイバ母材の焼結装置の概略
断面図である。
断面図である。
【図２】従来の光ファイバ母材の焼結装置の概略断面図
である。
である。
【図３】炉芯管割れが発生しない時のヘリウムリーク濃
度の経時変化を示すグラフである。
度の経時変化を示すグラフである。
【図４】炉芯管割れが発生する時のヘリウムリーク濃度
の経時変化を示すグラフである。
の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】 １、１１‥‥支持棒 ２、１２‥‥スート
（光ファイバ母材） ３、１３‥‥炉芯管 ４、１４‥‥ヒータ ５、１５‥‥電気炉 ６、１６‥‥ガス供給
口 ７、１７‥‥ガス排気口 ８、１８‥‥炉内圧計 ９、１９‥‥炉芯管内圧計 １０‥‥‥‥ヘリウム
リークディテクター
（光ファイバ母材） ３、１３‥‥炉芯管 ４、１４‥‥ヒータ ５、１５‥‥電気炉 ６、１６‥‥ガス供給
口 ７、１７‥‥ガス排気口 ８、１８‥‥炉内圧計 ９、１９‥‥炉芯管内圧計 １０‥‥‥‥ヘリウム
リークディテクター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の焼結工程におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値以上になった時点を、炉芯管割れと判断するこ
とを特徴とする炉芯管割れ検知方法。 - 【請求項２】 光ファイバ母材を電気炉で加熱して脱水
・透明ガラス化を行う光ファイバ母材の製造方法におい
て、炉内ガス中のヘリウムリーク濃度をヘリウムリーク
ディテクターを用いて常時観測し、ヘリウムリーク濃度
が規定値未満で、焼結を行うことを特徴とする光ファイ
バ母材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15655297A JP3290612B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検知方法及び光ファイバ母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15655297A JP3290612B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検知方法及び光ファイバ母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111337A true JPH111337A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3290612B2 JP3290612B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=15630299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15655297A Expired - Fee Related JP3290612B2 (ja) | 1997-06-13 | 1997-06-13 | 光ファイバ母材の焼結工程における炉芯管割れ検知方法及び光ファイバ母材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3290612B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000226224A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 加熱炉及び光ファイバ母材加熱処理方法 |
| WO2012002476A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 株式会社フジクラ | 炉心管の検査方法および石英ガラス系光ファイバ用の母材の製造方法 |
| JP2017124953A (ja) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の製造方法 |
-
1997
- 1997-06-13 JP JP15655297A patent/JP3290612B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000226224A (ja) * | 1999-02-08 | 2000-08-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 加熱炉及び光ファイバ母材加熱処理方法 |
| WO2012002476A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 株式会社フジクラ | 炉心管の検査方法および石英ガラス系光ファイバ用の母材の製造方法 |
| CN102933511A (zh) * | 2010-06-30 | 2013-02-13 | 株式会社藤仓 | 炉心管的检查方法及石英玻璃系光纤用的母材的制造方法 |
| JPWO2012002476A1 (ja) * | 2010-06-30 | 2013-08-29 | 株式会社フジクラ | 炉心管の検査方法および石英ガラス系光ファイバ用の母材の製造方法 |
| JP5542932B2 (ja) * | 2010-06-30 | 2014-07-09 | 株式会社フジクラ | 炉心管の検査方法および石英ガラス系光ファイバ用の母材の製造方法 |
| US8978421B2 (en) | 2010-06-30 | 2015-03-17 | Fujikura Ltd. | Muffle tube inspection method and manufacturing method of silica glass-based optical fiber preform |
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