JPS63123831A - 光フアイバ用母材の製造方法 - Google Patents

光フアイバ用母材の製造方法

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JPS63123831A
JPS63123831A JP26566686A JP26566686A JPS63123831A JP S63123831 A JPS63123831 A JP S63123831A JP 26566686 A JP26566686 A JP 26566686A JP 26566686 A JP26566686 A JP 26566686A JP S63123831 A JPS63123831 A JP S63123831A
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JP
Japan
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gas
combustion burner
porous glass
glass
base material
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Pending
Application number
JP26566686A
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English (en)
Inventor
Toshio Danzuka
彈塚 俊雄
Hiroshi Yokota
弘 横田
Masumi Ito
真澄 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries 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]
    • C03B37/01406Deposition reactors therefor

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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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバ用母材の製造方法に関し、詳しくは
MAD法(気相軸付法)、ovpo法(外付気相酸化法
)等のスート生成法により光ファイバ用多孔質ガラス母
材を製造する方法の改良に係わるものである。
〔従来の技術〕
光ファイバ用多孔質ガラス母材を製造する一方法として
、MAD法がある。これは第2図に示すように燃焼バー
ナ2から燃焼ガス及びガラス原料を混合噴出し、火炎s
中での加水分解反応又は酸化反応によりガラス微粒子を
生成し、該ガラス微粒子を回転する出発材9の先端に堆
積させ、該堆積体の成長に合せて出発材を燃焼バーナ2
とは相対的に移動することKよシ多孔質ガヲス母材1を
製造する方法である。
また出発材の外周部に、燃焼バーナにより形成された火
炎中での酸化反応により生成したガラス微粒子を堆積さ
せ、出発材又は燃焼バーナを1回収上トフパースさせる
ことにょシ多孔質ガラス母材を製造する。vpo法もあ
る(特開昭48−75522号公報)。
従来MAD法に於ては、82図に示すようにマツプμと
呼ばれる反応容器4の内部にて母材1の製造を行う。一
般に燃焼用バーナ2に投入されるガラス原料としては例
えば5iCL4等が用いられ、燃焼用ガスとしては例え
ばH2、炭化水素系ガス、0!及び空気等が用いられる
。ガラス微粒子(Si02)の生成は下記CI)式の反
応によって行われる。
SiC2,+ 2H,O−+ Sin、 + 4HC1
−−−−−−(I)生成されたガラス微粒子(sio、
)は母材1にすべて堆積するわけではなく、その一部は
マツプ/I/4内に浮遊する。そこでマツプ/L/4に
は排気管5を設けて、浮遊ガラス微粒子及び生成するH
CLを排出している。なお第2図中、8は圧力計を示す
又、従来法ではマツプfi/4と外気との隙間はできる
だけ密閉し、火炎3のゆらぎを抑えて行うのが通常であ
った。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記したような従来法において、光ファイバ用母材の合
成速度(単位時間当りに合成される多孔質ガラス母材重
量)を上げるために燃焼バーナよシ噴出するガラス原料
を増量すると、これに伴いマツフル内に浮遊するガラス
微粒子量も増加する。このとき排気管を通して吸い込ま
れるガス流量が少ないと、これらの浮遊ガラス微粒子は
マツフル内壁に付着していく。これら付着ガラス微粒子
は付着厚がある程度厚くなると剥れて落下し、飛散した
粒子が多孔質ガラス母材表面に付着することがある。こ
の場合には、燃焼バーナ火炎中で堆積するガラス微粒子
とは付着の仕方が異なるため、透明ガラス化時に気泡を
生ずる原因となシやすい。
又、浮遊ガラス微粒子を強力に排気しようとして排気量
を増加すると、もともと外気との隙間を少なくしている
マツフルに於ては、残存する隙間から多量の外気が吸引
されるためマツプル内の気流が乱され、燃焼バーナによ
シ形成される火炎が大きく揺らいでしまう。こうなると
母材の安定な製造が阻害されるばかシでなく、浮遊ガラ
ス微粒子が母材に付着する確率も増加し、前述したよう
に気泡の原因となシ易い。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は上記した従来法における問題点、すなわち反応
容器(マツプ/L/)内壁へのガラス微粒子の付着及び
これに起因する透明化母材内の気泡の問題を解決すべく
なされたものである。
本発明は気体のガラス原料を燃焼バーナから噴出させて
火炎加水分解し、これにより生成するガラス微粒子を回
転する出発材又は心棒の周囲に堆積させ、回転軸方向に
成長させて多孔質ガラス母材を製造する方法に於て、多
孔質ガラス母材を製造する反応容器の内壁に沿って、該
多孔質ガラス母材及び燃焼バーナの外周に高温に加熱さ
れたガスを流すことを特徴とする光ファイバ用母材の製
造方法である。
本発明においては加熱されたガスの温度が100℃以上
でアリ、該ガスを燃焼バーナの噴出方向に沿って流すこ
とが特に好ましい。
以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。第1
図は本発明の1実施例の概略構成を示す断面図であって
、第2図との共通符番は共通の部分を意味する。従来法
と同様にマツフル4内にて燃焼バーナ2によシ火炎3が
形成され、この火炎中でガラス微粒子が合成され、出発
材9に堆積して、多孔質ガラス母材1が形成される。一
方、マツプ/L/4内のガスは排気管5にょシ排気され
る。本発明は以上の構成に加えて、ガスの加熱器6及び
マツフルへの噴出ロアを付加し、高温に加熱されたガス
を、矢印で示すように燃焼バーナ2及び多孔質ガラス母
材1の外周にマツプ/I/4の内壁に沿わせて流すこと
を特徴とするものである。
第2図に示したような従来法ではマツプ/L/4の内壁
に沿うガス流れは無く、特に内壁付近ではガス流れは遅
く、極端な場合にはガスが滞留している。この状況を第
3図に示す。第3図において10はガスの流れの存在す
る領域であシ矢印はガスの流れ方向を示し、斜線部11
はガスの滞留域を示す。燃焼バーナ2から噴出されたガ
ラス微粒子のうち多孔質ガラス母材1に付着しなかった
ものは、排気管5に達するまでに流れの周囲に拡散され
るか、又は直接排気管5に吸引されずにマツプ/I/4
内に浮遊することになる。これらの浮遊ガラス微粒子は
マツプμ内壁付近に流れがないため容易に該内壁まで到
達する。さらにこのようなスート合成法によυ形成され
るガラス微粒子(sio、扮)は平均粒径がCL1〜(
L3μmと微細であるため、空間中に形成される温度差
によって力を受け、温度の低い方向に移動していく。こ
れをサーモホンシス効果と言っている。
スート合成法では前述のようにマツフル中央部に火炎が
存在して加熱されるが、外気と接するマツ7μは外気へ
の熱伝達によシ温度が低下する。一般には火炎温度18
00〜2000℃に対して、マツフル近傍は50〜15
0℃程度となっている。このために上記したサーモホレ
シス効果によシガヲス微粒子はマツフル内壁に向って移
動しやすくなる。
そこで本発明は、マツフル内壁に沿ってガスを流すこと
により、マツフル内壁近傍でのガスの滞留を防ぎ、しか
もマツフル近傍での温度を上げることによシガラス微粒
子のマツフルへの付着を防ぐと同時に、マツフル内にガ
スの流れをつくシ、ガラス微粒子の浮遊をなくすことに
より、気泡のない高品質の光ファイバ用母材の製造を行
うものである。
またサーモホレシス効果によるガラス微粒子のマツフル
内壁への移動を減らすためには、マツフル近傍を流れる
ガス温度を上げることが必要となる。従来法でのマツフ
ルの温度が50〜150℃程度であることを考慮すると
、流すガスは温度100℃以上であることが好ましく、
特に好ましくは200℃以上に加熱されていることであ
る。なお、ガス温度の上限は反応容器を損うことなく所
期の効果を得られる範囲であれば良いので、容器材質に
よって異カシ、特に限定されるところはない。
さらに燃焼用バーナの外周部に加熱ガスを流すことによ
シ、該バーナによシ形成される火炎の中心を流れるガラ
ス微粒子の外周部へのサーモホレシス効果による拡散も
減少し、原料収率、即ち、バーナから噴出するガラス微
粒子の母材に堆積する割合が増加するという効果がみら
れた。
なお、本発明においてマツプμ内に加熱して流すガスと
しては、燃焼バーナ、火炎中での反応に影響を与えない
ものであって、得られた母材を光ファイバとしたときに
伝送損失を増加させる要因となる金属粉、ゴミ等を含ま
ないものであればいずれでも良く、例えばN2、Ar、
 He等が挙げられる。
以上の説明はMAD法を例にして行ったが、本発明はM
AD法に限定されるところはなく、その他ovpo法等
の容器内でのスート生成により多孔質母材を製造する方
法にも行って同様に効果を奏することは言うまでもない
〔実施例〕
実施例 第1図に示した構成に従い、本発明による光ファイバ用
多孔質ガラス母材を作成した。ガラス原料として5iC
t42t/分、燃料ガスとしてN255t/分、0.4
5t/分及び不活性ガスAr11t/分を燃焼バーナに
投入した。
加熱ガスとしてはN2を用い、250℃に加熱してマツ
フル内壁に沿って流した。排気管の静圧は5■H20に
設定した。この条件にて多孔質ガラス母材を合成したと
ころ、長さ500日、直径130震の母材の合成に10
時間30分を要し、原料収率は62%であった。マツフ
ル内へのガラス微粒子の付着は少なく、厚みCLS■以
下程度に薄く付着したにすぎなかった。得られた多孔質
ガラス母材を透明化して得た透明ガラス母材中には気泡
は存在していなかった。この条件にて10本試作した母
材中気泡の存在したものは1本のみで、その気泡数も1
個と少なく、良好な母材を得ることができた。
比較例 第2図に示した構成に従い、従来法により多孔質ガラス
母材を作成した。加熱ガスを流さなかった以外は、ガラ
ス原料、燃焼ガス、不活性ガスの種類と流量は実施例と
全く同じにし、排気管の静圧は6mH2Oとなるよう排
気量を設定した。実施例と同サイズの長さ500晴、直
径130mの多孔質ガラス母材を合成するのに、11時
間と実施例よυ長時間を要したが、原料収率は58チと
実施例よシも低かった。このときマツフル内壁には1〜
2mの厚さでガラス微粒子が付着していた。又、この多
孔質ガラス母材を透明ガラス化したところ、該透明ガフ
ス母材中に気泡が3個存在していた。この条件で10本
母材を製造してみたが、いずれにも1〜5個程度の気泡
存在が必ずみられた。
また上記の流量条件で排気圧力を8 ws H2Oと上
げてみたところ、火炎が終始ゆれて、安定な母材製造は
できなかった。
以上の実施例及び比較例の結果から、本発明の方法は従
来法に比し、浮遊ガラス微粒子のマツフル内壁への付着
を防止でき、よシ高い原料収率で、気泡存在の少ないガ
ラス母材を安定に製造できることが明らかにわかる。
〔発明の効果〕
以上説明のように、本発明は加熱したガスをマツフル内
壁へ流すことによシ、マツフル内壁へのガラス微粒子付
着を減少でき、その結果製造した光ファイバ母材中の気
泡存在を減少できるに加え、原料収率を向上できるので
、良質な光ファイバ用母材を効率良く安定に製造できる
非常に有利な方法である。本発明の方法はVAD法、o
vpo法等反応等反応容器内−ト生成によシ多孔質ガラ
ス母材を作製する工程を有するガラスの製法に広く用い
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様を概略説明するための断面図
、第2図は従来法を概略説明する断面図、第3図は第2
図の従来法における反応容器(マツフ/I/)内部での
ガスの流れを説明する断面図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)気体のガラス原料を燃焼バーナから噴出させて火
    炎加水分解し、これにより生成するガラス微粒子を回転
    する出発材又は心棒の周囲に堆積させ多孔質ガラス母材
    を製造する方法に於て、多孔質ガラス母材を製造する反
    応容器の内壁に沿って、該多孔質ガラス母材及び燃焼バ
    ーナの外周に高温に加熱されたガスを流すことを特徴と
    する光ファイバ用母材の製造方法。
  2. (2)高温に加熱されたガスの温度が100℃以上であ
    る特許請求の範囲第(1)項に記載される光ファイバ用
    母材の製造方法。
  3. (3)高温に加熱されたガスを燃焼バーナの噴出方向に
    沿って流す特許請求の範囲第(1)項又は第(2)項に
    記載される光ファイバ用母材の製造方法。
JP26566686A 1986-11-10 1986-11-10 光フアイバ用母材の製造方法 Pending JPS63123831A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040319A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-17 Schott Ml Gmbh Vorform aus synthetischem kieselglas und vorrichtung zu ihrer herstellung
US6449986B2 (en) 1998-02-26 2002-09-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of production of porous glass base material for optical fiber with cleaning of the burner with gas at 25 m/s or faster

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998040319A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-17 Schott Ml Gmbh Vorform aus synthetischem kieselglas und vorrichtung zu ihrer herstellung
US6423656B1 (en) 1997-03-07 2002-07-23 Schott Ml Gmbh Synthetic quartz glass preform
US6449986B2 (en) 1998-02-26 2002-09-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method of production of porous glass base material for optical fiber with cleaning of the burner with gas at 25 m/s or faster

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