JPH1192164A - 光ファイバ母材の製造方法 - Google Patents

光ファイバ母材の製造方法

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JPH1192164A
JPH1192164A JP25255897A JP25255897A JPH1192164A JP H1192164 A JPH1192164 A JP H1192164A JP 25255897 A JP25255897 A JP 25255897A JP 25255897 A JP25255897 A JP 25255897A JP H1192164 A JPH1192164 A JP H1192164A
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JP
Japan
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glass
optical fiber
density layer
soot
density
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JP25255897A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Kawasaki
光広 川▲崎▼
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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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]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems

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  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラス微粒子の堆積速度を高め、生産性高い
光ファイバ母材の製造を可能とすること。 【解決手段】 担体11の周りに、ガラス微粒子を高密
度、低密度、高密度になるように堆積させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ用の母材
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバの製造方法として、光ファイ
バ母材(プリフォーム、或いはプリフォームロッドとも
呼ばれる)を所定の雰囲気下で加熱線引して所定の線径
に加工する方法が一般的に採用されている。その光ファ
イバ母材の製造方法を図1を参照しながら説明する。ガ
ラスの原料となるSiCl4 、SiH4 、SiF4
(これらは気体状態)とO2 、H2 等とをバーナー1 0
による酸水素火炎中に供給して加水分解させてガラス微
粒子(シリカ等の微粒子)を形成する。このガラス微粒
子を担体11上に堆積させていき、ガラス微粒子の堆積
体13を形成する。担体11は棒状のもので、駆動装置
12により回転している。また、前記バーナー10と前
記担体11は図の左右方向に相対的に移動させられる。
【0003】堆積体13が所定のサイズになるまで、ガ
ラス微粒子の堆積工程は続けられる。本明細書では、所
定のサイズにまでなった堆積体をスートと呼ぶことにす
る。さて、光ファイバ母材はこのスートを高温で脱水処
理しつつガラス化することで製造される。ここで、ガラ
ス化とは、ガラス微粒子の堆積体を固体化(conso
lidation)するという意味である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したガラス微粒子
の堆積工程において、堆積すべき面積が少ない段階、即
ち、担体11の周囲に形成されつつある堆積体13が小
さい段階では、ガラス微粒子の堆積速度が相対的に低く
なる。即ち、担体11の周囲にガラス微粒子を堆積させ
る初期は、未だ堆積体13の外径が小さいため、堆積速
度が低い。堆積体13が徐々に大きくなるに従って堆積
速度も上昇する。
【0005】図4は担体11の周囲に形成しつつある堆
積体13の外径(mm)とガラス微粒子の堆積速度(g
/min)との典型的な関係を示すグラフである。この
図に示されるように、堆積体13の外径が小さい段階で
は、堆積速度も低い。しかし、例えば堆積体13の外径
が50mmから130mmに増大するに従って堆積速度
は5倍以上に上昇している。
【0006】このように堆積速度は堆積体13の外径に
大きく影響されるため、より短時間に所定のサイズの堆
積体13(スート)を形成するためには、堆積初期の段
階で、なるべく速やかに堆積体の外径を増大させること
が望まれる。
【0007】ところでガラス微粒子が堆積した堆積体1
3は、多孔質である。従って少なくともその堆積初期か
ら、ある程度の外径になるまで、堆積密度を低く設定す
れば、堆積速度が低い段階、即ち堆積体13の外径が小
さい段階での堆積作業時間が短縮できることになる。
【0008】しかしながら、堆積初期の段階で、その堆
積密度を低く設定すると、出来上がったスートは、その
内側、即ち担体11に近い部分で、密度の低い堆積状態
となっている。このようなスートをガラス化工程に付す
ると、担体11とガラス微粒子の堆積体との境界部分で
収縮度の大きな相違から、滑り等が生じてしまう問題が
あった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
踏まえ、ガラス微粒子の堆積速度を高め、より短時間に
光ファイバ母材用のスートを製造することを意図するも
のである。より短時間に光ファイバ母材用のスートを製
造することは、当然ながら光ファイバの製造コストの低
減に貢献するからである。即ち本発明は、担体の周囲に
ガラス微粒子の高密度層、低密度層、高密度層をこの順
に設け、しかる後、前記ガラス微粒子の層をガラス化す
る、光ファイバ母材の製造方法である。
【0010】上述のように、ガラス微粒子の高密度層、
低密度層、高密度層をこの順に設けるため、出来上がっ
た光ファイバ母材用のスートとしては、内側から相対的
にガラス密度の高い層、低い層、そして高い層が形成さ
れたものとなる。このようなスートに所定のガラス化処
理を施して光ファイバ母材を得る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は光ファイバ母材用のスート
の製造作業の例を説明する図である。本発明において
は、堆積体13の形成過程において、その初期の段階、
即ち担体11の近傍では、ガラス微粒子を高い密度で堆
積させ、次いで低い密度で、更に高い密度で堆積させ
て、内側から順にガラス微粒子の高密度層、低密度層、
高密度層を形成する。堆積されたガラス微粒子の密度
は、バーナ10の酸水素火炎中に供給されるSiC
4 、SiH4 、SiF4 ガスやO2 、H2 ガスの量に
よって調整すれば良い。
【0012】担体11に近接する高密度層の密度は、
0.6〜0.8g/cm3 が適当である。次いで形成す
る低密度層の密度は、0.2〜0.3g/cm3 が、そ
の外側に形成する高密度層の密度は、0.35〜0.5
g/cm3 程度が適当である。
【0013】また担体11に近接する高密度層の厚さ
は、スートの形成時間を短縮する程度にもよるが、通常
は担体11の外径の30%以下の厚さまで形成すること
が望ましい。
【0014】上述のようにして得たスートは、内側から
相対的にガラス密度の高い層、低い層、そして高い層が
形成されたものとなる。担体11側の内側の層がガラス
密度の高い層になっているので、このスートに所定のガ
ラス化処理を施しても、担体11との境界面部分に収縮
度の大きな違いが生じないため、これに起因する滑りが
生じにくい。また担体11との境界面部分のガラス密度
が高いとスートを合成した後、スートが冷却される際に
割れが発生するという問題が生じることがあるが、本発
明では担体11との境界面部分は、ガラス密度の低い層
が形成され、その外側に高密度層が備わるので、スート
に割れ等が発生することを抑制する。従って健全な光フ
ァイバ母材を得ることができる。
【0015】本発明は、スートの形成に際し、内側にガ
ラス密度の高い層を設けた後、低密度層を形成して速や
かにガラス微粒子の堆積体13の外径を増大させてい
る。従って堆積開始初期から、比較的短時間である程度
の外径になるので、それ以降の堆積作業時間が短縮でき
ることになる。これは光ファイバ母材の製造コスト、ひ
いては光ファイバの製造コストの低減に大いに寄与する
ことである。
【0016】
【実施例】
本発明例1 図1、図2を参照しながら説明する。バーナー10の先
端部20(図2参照)の流路口21からはガラスの原料
となるSiCl4 とO2 の混合ガスを、流路口22、2
3からはArガスを、流路口24からはH2 ガスを、流
路口25、26からはO2 ガスを表1に示す流量で供給
した。バーナー10の外径は50mmである。担体11
は外径10mm、長さ500mmの棒状のもので、駆動
装置12により回転、および図の左右に駆動されるよう
になっている。
【0017】図3はこの堆積工程における堆積速度の変
化を示したものである。バーナー10から原料となるガ
スを供給し、担体11にガラス微粒子を堆積させる工程
(堆積工程)では、図3の各区間(区間a〜d)におい
て、表1に示す流量で、原料となるガスを供給した。
【0018】区間aの堆積作業により堆積体13の外径
は約12mmになった。同様に、区間bにより14mm
に、区間cにより50mmとなった。外径50mmは、
バーナー10の外径とほぼ同等である。その後(区間
d)での堆積作業を経て、堆積重量約4000gのスー
トが得られた。以上の区間a〜dの堆積工程は合計12
時間を要し、得られたスートの外径は140mm、最外
層密度は0.45g/cm3 となった。そのスートを1
500℃に加熱して透明ガラス化して光ファイバ母材を
製造した。製造された光ファイバ母材は担体11とガラ
ス化した部分との境界部に滑り等が認められず良好なも
のであった。
【0019】
【表1】
【0020】本発明例2 バーナー10の先端部20(図2)の流路口21からは
ガラスの原料となるSiCl4 とO2 の混合ガスを、流
路口22、23からはArガスを、流路口24からはH
2 ガスを、流路口25、26からはO2 ガスを供給し
た。バーナー10の外径は50mmである。担体11は
外径15mm、長さ500mmの棒状のもので、駆動装
置12により回転、および図の左右に駆動されるように
なっている。
【0021】図3に示す各区間(区間a〜d)におい
て、本発明例1の場合と同様に表1に示す流量で、原料
となるガスを供給した。区間aの堆積作業により堆積体
13の外径は約17mmになった。同様に、区間bによ
り20mmに、区間cにより75mmとなった。外径7
5mmは、バーナー10の外径の約1.5倍である。そ
の後(区間d)での堆積作業を経て、堆積重量約500
0gのスートが得られた。以上の区間a〜dの堆積工程
は合計12.5時間を要し、得られたスートの外径は1
60mm、最外層密度は0.48g/cm3 となった。
そのスートを1400℃に加熱して透明ガラス化して光
ファイバ母材を製造した。製造された光ファイバ母材は
担体11とガラス化した部分との境界部に滑り等が認め
られず良好なものであった。
【0022】比較例1 区間a(堆積体13の外径が12mmになるまで)での
ガスの流量は本発明例1の場合と同様であり、それ以後
の区間b〜dにおいては全て表1の区間dの条件で行っ
た。堆積工程は合計13時間である。得られたスートは
堆積重量が約4000gで、スートの外径は160m
m、最外層密度は0.48g/cm3 であった。そのス
ートを1400℃に加熱して透明ガラス化して光ファイ
バ母材を製造した。製造された光ファイバ母材は担体1
1とガラス化した部分との境界部に滑り等が認められず
良好なものであった。
【0023】上述した本発明例1、2、比較例1の区間
a〜dにおいて堆積させた部分の平均密度を表2に示
す。また経過時間と堆積速度の関係は本発明例1、2、
比較例1の何れも図4に示すようになった。
【0024】
【表2】
【0025】図3を見れば判るように、本発明例1、2
は、堆積速度の上昇が比較例1に比べ大きくなってい
た。この結果、本発明例1と比較例1の堆積作業に要す
る時間はそれぞれ12時間、13時間となり、本発明例
1はより製造工程の時間短縮が実現していることが判っ
た。
【0026】比較例2 堆積体13の外径が12mmになるまでガスの流量は表
1の区間aで、それ以後は表1の区間bの条件で行い、
堆積重量が約4000gのスートを得た。しかしスート
を合成後、それに割れが生じた。従って光ファイバ母材
としては使えないものになった。
【0027】比較例3 堆積体13の外径が50mmになるまでガスの流量は表
1の区間bで、それ以後は表1の区間cの条件で行っ
た。得られたスートの堆積重量は本発明例1の場合と同
様4000gである。堆積に要する時間は合計11.5
時間で、得られたスートの外径は145mm、最外層密
度は0.25g/cm3 であった。そのスートを得られ
たスートを1400℃に加熱して透明ガラス化したとこ
ろ、担体11との境界面で滑りが生じた。従って光ファ
イバ母材としては使えないものになった。
【0028】比較例4 堆積体13の外径が12mmになるまでガスの流量は表
1の区間aで、それ以後は表1の区間bの条件で行い、
外径50mmのスートを合成しようとした。しかし、そ
の合成途中において堆積体13に割れが生じしまった。
【0029】以上の実施例で判るように、本発明の光フ
ァイバ母材の製造方法は、割れや担体との境界面でも滑
り等の発生を抑制しつつ、スートの製造時間が短縮でき
るものである。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明の光ファイバ母材の
製造方法は、スートの製造時間が短縮でき、従って光フ
ァイバ母材の製造コストを低減せしめることを可能とす
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる光ファイバ母材用のスートの製
造工程を示す説明図である。
【図2】図1におけるバーナー10の先端部を示す説明
図である。
【図3】実施例における経過時間と堆積速度の関係を示
したグラフである。
【図4】堆積体の外径と堆積速度の関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
10 バーナー 11 担体 12 駆動装置 13 堆積体 20 先端部 21 流路口 22 流路口 23 流路口 24 流路口 25 流路口 26 流路口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 担体の周囲にガラス微粒子の高密度層、
    低密度層、高密度層をこの順に設け、しかる後、前記ガ
    ラス微粒子の層をガラス化する、光ファイバ母材の製造
    方法。
JP25255897A 1997-09-18 1997-09-18 光ファイバ母材の製造方法 Pending JPH1192164A (ja)

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JPH1192164A true JPH1192164A (ja) 1999-04-06

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015006971A (ja) * 2013-04-08 2015-01-15 信越化学工業株式会社 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および光ファイバ用ガラス母材

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015006971A (ja) * 2013-04-08 2015-01-15 信越化学工業株式会社 光ファイバ用ガラス母材の製造方法および光ファイバ用ガラス母材

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