JPS6328855B2 - - Google Patents
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- JPS6328855B2 JPS6328855B2 JP58152760A JP15276083A JPS6328855B2 JP S6328855 B2 JPS6328855 B2 JP S6328855B2 JP 58152760 A JP58152760 A JP 58152760A JP 15276083 A JP15276083 A JP 15276083A JP S6328855 B2 JPS6328855 B2 JP S6328855B2
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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]
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はVAD法（気相軸付法）により光学系
ガラス母材を製造する方法と装置に関する。
ガラス母材を製造する方法と装置に関する。
通信用光フアイバ、イメージガイド、ライトガ
イド、ロツドレンズなど、これらのガラス母材を
つくる手段としてVAD法がすでに実施されてい
る。
イド、ロツドレンズなど、これらのガラス母材を
つくる手段としてVAD法がすでに実施されてい
る。
周知の通り、上記VAD法では気相のガラス原
料、酸素ガス、水素ガス、緩衝ガス（不活性ガ
ス）などを多重管構造とした反応バーナへ供給
し、燃焼状態の当該バーナを介して生成された化
学反応生成物すなわちスート状のガラス微粒子を
ターゲツトに向けて噴射ならびに堆積させ、これ
により多孔質状の棒状母材を形成している。
料、酸素ガス、水素ガス、緩衝ガス（不活性ガ
ス）などを多重管構造とした反応バーナへ供給
し、燃焼状態の当該バーナを介して生成された化
学反応生成物すなわちスート状のガラス微粒子を
ターゲツトに向けて噴射ならびに堆積させ、これ
により多孔質状の棒状母材を形成している。
その後、上記棒状母材を透明ガラス化し、プリ
フオームロツドとしている。
フオームロツドとしている。
一般的なVAD法では、垂直方向に成長する棒
状母材の成長速度と同調させてターゲツトを上昇
させる、いわゆる縦型方式を採用しているが、こ
の方式の場合は、棒状母材を堆積形成する装置、
該棒状母材を透明ガラス化する装置、さらに透明
ガラス化後の母材を切断する装置など、これらを
併せた場合、全体の高さが10ｍ程度となつている
が、このような従来例により光学系ガラス母材を
製造するとき、つぎのような問題が指摘されてい
る。
状母材の成長速度と同調させてターゲツトを上昇
させる、いわゆる縦型方式を採用しているが、こ
の方式の場合は、棒状母材を堆積形成する装置、
該棒状母材を透明ガラス化する装置、さらに透明
ガラス化後の母材を切断する装置など、これらを
併せた場合、全体の高さが10ｍ程度となつている
が、このような従来例により光学系ガラス母材を
製造するとき、つぎのような問題が指摘されてい
る。
(i) 多孔質状の棒状母材を透明ガラス化すると
き、この際の熱処理により軟化された部分の粘
度が低下し、その下位に連続する多孔質部の重
みに耐えることできなくなるので、上記堆積に
より形成する棒状母材の長さ、太さは小さくせ
ざるを得ず、長くて径の大きい母材が得られな
い。
き、この際の熱処理により軟化された部分の粘
度が低下し、その下位に連続する多孔質部の重
みに耐えることできなくなるので、上記堆積に
より形成する棒状母材の長さ、太さは小さくせ
ざるを得ず、長くて径の大きい母材が得られな
い。
(ii) 上記透明ガラス化時、多孔質状の棒状母材が
体積収縮してこれの直径、長さが縮減するが、
該多孔質棒状母材の密度不均一、透明ガラス化
時の不均一な温度分布により、上記縮減状態の
不均一が起こり、当該母材の透明ガラス化され
た部分と多孔質部との間で曲がりの生じること
がある。
体積収縮してこれの直径、長さが縮減するが、
該多孔質棒状母材の密度不均一、透明ガラス化
時の不均一な温度分布により、上記縮減状態の
不均一が起こり、当該母材の透明ガラス化され
た部分と多孔質部との間で曲がりの生じること
がある。
このような曲がりが生じると、棒状母材の成
長端（下端）が堆積位置の中心からずれ、回転
状態にある当該母材に振れも生じるので、高質
品のものを得べき製造条件が乱れてしまう。
長端（下端）が堆積位置の中心からずれ、回転
状態にある当該母材に振れも生じるので、高質
品のものを得べき製造条件が乱れてしまう。
(iii) 装置全体の高さが10ｍ程度と著高であるた
め、運転操作がむずかしく、しかも構造強度面
からも装置の保安対策を充分に講じなければな
らないとともにその建屋もかなり高大なものが
要求されるので経済的なデメリツトが大きい。
め、運転操作がむずかしく、しかも構造強度面
からも装置の保安対策を充分に講じなければな
らないとともにその建屋もかなり高大なものが
要求されるので経済的なデメリツトが大きい。
(iv) 棒状母材を垂直方向に堆積成長させる場合、
反応バーナの火炎による上昇気流が既に形成さ
れている上位の多孔質部分へと流動し、該部の
外径変動、表面成分の分布に悪い影響をおよぼ
すことがある。
反応バーナの火炎による上昇気流が既に形成さ
れている上位の多孔質部分へと流動し、該部の
外径変動、表面成分の分布に悪い影響をおよぼ
すことがある。
本発明は上述した(i)、(ii)の問題が解消でき、さ
らに(iii)、(iv)の問題解決を含めた実施態様が採れる
光学系ガラス母材の製造方法とその装置を提供せ
んとするものである。
らに(iii)、(iv)の問題解決を含めた実施態様が採れる
光学系ガラス母材の製造方法とその装置を提供せ
んとするものである。
以下、本発明の方法と装置につき、図示の実施
例を参照して説明する。
例を参照して説明する。
第１図において、１はターゲツト、２はガラス
微粒子発生機、３は母材焼結用の熱処理機、４は
母材支持機、５は第２の母材焼結用熱処理機、６
は引取機である。
微粒子発生機、３は母材焼結用の熱処理機、４は
母材支持機、５は第２の母材焼結用熱処理機、６
は引取機である。
上記において、ターゲツト１は第１図に示す水
平方向の移動軸線X1−X2に沿つて往復動自在に
設けられているとともに同図の矢印R1方向に回
転自在となつており、前述した各機は、ガラス微
粒子発生機２、熱処理機３、母材支持機４、熱処
理機５、引取機６の順序で上記移動軸線X1−X2
上に配置されている。
平方向の移動軸線X1−X2に沿つて往復動自在に
設けられているとともに同図の矢印R1方向に回
転自在となつており、前述した各機は、ガラス微
粒子発生機２、熱処理機３、母材支持機４、熱処
理機５、引取機６の順序で上記移動軸線X1−X2
上に配置されている。
ガラス微粒子発生機２は透明で耐熱性のある反
応容器７と、該反応容器７内に先端が内挿された
多重管構造の反応バーナ８と、該反応容器７に備
えつけられた排気管９とよりなり、反応バーナ８
には気相のガラス原料、酸素ガス、水素ガス、緩
衝ガスなどが供給されるようになつている。
応容器７と、該反応容器７内に先端が内挿された
多重管構造の反応バーナ８と、該反応容器７に備
えつけられた排気管９とよりなり、反応バーナ８
には気相のガラス原料、酸素ガス、水素ガス、緩
衝ガスなどが供給されるようになつている。
熱処理機３はカーボン抵抗炉、シリコニツト炉
などのリング状電気炉からなり、上記反応容器７
の出入口部に装着されている。
などのリング状電気炉からなり、上記反応容器７
の出入口部に装着されている。
一方、母材支持機４は上下１対の内部回転体１
０Ａ，１０Ｂとこれら両回転体１０Ａ，１０Ｂを
内蔵している外部回転体１１とからなる。
０Ａ，１０Ｂとこれら両回転体１０Ａ，１０Ｂを
内蔵している外部回転体１１とからなる。
このうち、内部回転体１０Ａ，１０Ｂは第２図
にも示すごとく、凹面ローラ１２ａ，１３ａ，１
２ｂ，１３ｂと、これら凹面ローラ１２ａ，１３
ａ，１２ｂ，１３ｂにわたつて掛回された無端ベ
ルト１４ａ，１４ｂとからなり、各凹面ローラ１
２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂはそれぞれ外部回
転体１１を構成するフレーム１５ａ，１５ｂ内に
回転自在に枢支されている。
にも示すごとく、凹面ローラ１２ａ，１３ａ，１
２ｂ，１３ｂと、これら凹面ローラ１２ａ，１３
ａ，１２ｂ，１３ｂにわたつて掛回された無端ベ
ルト１４ａ，１４ｂとからなり、各凹面ローラ１
２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂはそれぞれ外部回
転体１１を構成するフレーム１５ａ，１５ｂ内に
回転自在に枢支されている。
上記外部回転体１１は１対のフレーム１５ａ，
１５ｂが所定の対向間隔をおいて相互に連結され
ており、その長手方向両端に中空の軸部１６，１
６′が設けられ、これら軸部１６，１６′が図示し
ない軸受により支持されるとともにいずれか一方
の軸部にはベルト伝達、チエーン伝達、歯車伝達
などの手段を介して第１図矢印R2方向の回転力
が付与されるようになつている。
１５ｂが所定の対向間隔をおいて相互に連結され
ており、その長手方向両端に中空の軸部１６，１
６′が設けられ、これら軸部１６，１６′が図示し
ない軸受により支持されるとともにいずれか一方
の軸部にはベルト伝達、チエーン伝達、歯車伝達
などの手段を介して第１図矢印R2方向の回転力
が付与されるようになつている。
一方、熱処理機５は中空の通道１７と該通道１
７の外周に設けられた筒状の電気炉１８とからな
る。
７の外周に設けられた筒状の電気炉１８とからな
る。
上記通道１７における引取機６側の端部には、
その内部に不活性ガス（例えばHe）、塩素ガス
（Cl2）を供給するためのガス供給系１９，２０が
接続されており、その他端には排出系２１が設け
られている。
その内部に不活性ガス（例えばHe）、塩素ガス
（Cl2）を供給するためのガス供給系１９，２０が
接続されており、その他端には排出系２１が設け
られている。
なお、電気炉１８は前述したカーボン抵抗炉、
シリコニツト炉等からなる。
シリコニツト炉等からなる。
引取機６は内部回転体２２Ａ，２２Ｂとこれら
両回転体２２Ａ，２２Ｂを内蔵している外部回転
体２３とよりなり、当該引取機６の構成は前記母
材支持機４とほゞ同一であるのでその説明は省略
する。
両回転体２２Ａ，２２Ｂを内蔵している外部回転
体２３とよりなり、当該引取機６の構成は前記母
材支持機４とほゞ同一であるのでその説明は省略
する。
なお、この引取機６における内部回転体２２
Ａ，２２Ｂにはこれらを所定方向へ回転させるた
めの動力源が備えられ、さらに外部回転体２３に
はこれを第１図の矢印R3方向へ回転させるため
の回転伝達手段が備えられる。
Ａ，２２Ｂにはこれらを所定方向へ回転させるた
めの動力源が備えられ、さらに外部回転体２３に
はこれを第１図の矢印R3方向へ回転させるため
の回転伝達手段が備えられる。
本発明装置の１実施例は上記の通りであり、当
該装置を用いて本発明方法を実施するときは、つ
ぎのような態様となる。
該装置を用いて本発明方法を実施するときは、つ
ぎのような態様となる。
本発明方法では、はじめガラス微粒子発生機２
の反応容器７内において反応バーナ８よりガラス
微粒子を発生させるのであり、これに際しては反
応バーナ８へ気相のガラス原料（主原料＝SiCl2、
ドープ原料＝GeCl2、その他）と酸素ガス（O2）、
水素ガス（H2）、緩衝ガス（例えばArなど）と
を供給し、当該反応バーナ８を燃焼状態として上
記ガラス原料を化学反応させる。
の反応容器７内において反応バーナ８よりガラス
微粒子を発生させるのであり、これに際しては反
応バーナ８へ気相のガラス原料（主原料＝SiCl2、
ドープ原料＝GeCl2、その他）と酸素ガス（O2）、
水素ガス（H2）、緩衝ガス（例えばArなど）と
を供給し、当該反応バーナ８を燃焼状態として上
記ガラス原料を化学反応させる。
ここでの化学反応は主に火炎加水分解反応であ
るが、熱分解反応、配化反応などを生じさせるこ
ともでき、また、これら各反応を複合的に生じさ
せることもできる。
るが、熱分解反応、配化反応などを生じさせるこ
ともでき、また、これら各反応を複合的に生じさ
せることもできる。
しかし、上記いずれの反応にしても、その反応
により生成される生成物はSiO2、GeO2などの煤
状酸化物粉末であり、こうして生成された酸化物
粉末すなわちガラス微粒子が所定方向に向けて噴
射される。
により生成される生成物はSiO2、GeO2などの煤
状酸化物粉末であり、こうして生成された酸化物
粉末すなわちガラス微粒子が所定方向に向けて噴
射される。
反応容器７内において上記のごとくガラス微粒
子を生成するとき、ターゲツト１は前記矢印R1
方向へ回転しており、かつ、該ターゲツト１の堆
積側端部は反応容器７内にあつて反応バーナ８の
微粒子噴射端部と対応している。
子を生成するとき、ターゲツト１は前記矢印R1
方向へ回転しており、かつ、該ターゲツト１の堆
積側端部は反応容器７内にあつて反応バーナ８の
微粒子噴射端部と対応している。
したがつて反応バーナ８から噴射されたガラス
微粒子はターゲツト１の上記端部へ堆積され、こ
れにより、当該端部には水平方向を成長方向とす
る多孔質状の棒状母材２４が形成される。
微粒子はターゲツト１の上記端部へ堆積され、こ
れにより、当該端部には水平方向を成長方向とす
る多孔質状の棒状母材２４が形成される。
こうして棒状母材２４を形成するとき、ターゲ
ツト１は該母材２４の成長速度と同調して前記移
動軸線X1−X2上をX2方向へ移動する。
ツト１は該母材２４の成長速度と同調して前記移
動軸線X1−X2上をX2方向へ移動する。
その後、棒状母材２４が一定の長さにまで成長
すると、該母材２４は熱処理機３を通過すること
となり、この時点で棒状母材２４は同機３により
焼結される。
すると、該母材２４は熱処理機３を通過すること
となり、この時点で棒状母材２４は同機３により
焼結される。
このときの焼結温度は任意に設定でき、１例と
してこの実施例では当該焼結温度を透明ガラス化
温度（1400℃〜1650℃）よりも低くする。
してこの実施例では当該焼結温度を透明ガラス化
温度（1400℃〜1650℃）よりも低くする。
したがつて熱処理機３を介して焼結される棒状
母材２４は当該焼結により脱泡がある程度まで進
行して体積収縮し、当該焼結前の多孔質状態より
も硬さが増す。
母材２４は当該焼結により脱泡がある程度まで進
行して体積収縮し、当該焼結前の多孔質状態より
も硬さが増す。
つまり多孔質状態のときにみられる脆弱性がな
くなり、容易に崩壊することのない母材強度が得
られる。
くなり、容易に崩壊することのない母材強度が得
られる。
しかし熱処理機３による焼結温度が透明ガラス
化温度よりも低いため、棒状母材２４は透明ガラ
ス化されるに至らず、したがつてこの時点での焼
結は完全な焼結でなく、半焼結状態ということが
できる。
化温度よりも低いため、棒状母材２４は透明ガラ
ス化されるに至らず、したがつてこの時点での焼
結は完全な焼結でなく、半焼結状態ということが
できる。
この半焼結状態をさらに説明すると、当該半焼
結状態では例えば1100℃〜1300℃の焼結温度によ
り棒状母材２４の密度が0.2〜2.0ｇ／c.c.程度、望
ましくは0.3〜0.5ｇ／c.c.程度となつている。
結状態では例えば1100℃〜1300℃の焼結温度によ
り棒状母材２４の密度が0.2〜2.0ｇ／c.c.程度、望
ましくは0.3〜0.5ｇ／c.c.程度となつている。
ちなみに、完全焼結状態では棒状母材２４の密
度が2.2ｇ／c.c.程度となる。
度が2.2ｇ／c.c.程度となる。
もちろん、この際の半焼結状態は棒状母材全体
に及ばなくてもよく、棒状母材２４の所望強度が
得られるかぎり、該母材２４の外周（表層部）の
みを半焼結状態にすることがあり、母材外周面側
からの半焼結層の厚さ（深さ）は熱処理温度、熱
処理時間により適宜に設定できる。
に及ばなくてもよく、棒状母材２４の所望強度が
得られるかぎり、該母材２４の外周（表層部）の
みを半焼結状態にすることがあり、母材外周面側
からの半焼結層の厚さ（深さ）は熱処理温度、熱
処理時間により適宜に設定できる。
また、熱処理機による熱処理温度（加熱温度）
を透明ガラス化温度に設定しても、棒状母材２４
の温度（受熱温度）が透明ガラス化温度以下とな
る場合は、その棒状母材２４が半焼結状態にな
る。
を透明ガラス化温度に設定しても、棒状母材２４
の温度（受熱温度）が透明ガラス化温度以下とな
る場合は、その棒状母材２４が半焼結状態にな
る。
上記半焼結により機械的強度が付与された棒状
母材２４は母材支持機４を経由して第２の熱処理
機５内へ進入するが、この時点では当該母材２４
が水平方向へかなり成長している。
母材２４は母材支持機４を経由して第２の熱処理
機５内へ進入するが、この時点では当該母材２４
が水平方向へかなり成長している。
一般に多孔質状態の棒状母材が水平方向へこの
程度成長すると、自重により折損したり崩壊する
が、上記焼結により機械的強度が付与されている
棒状母材２４ではこのような折損、崩壊がなく、
その後の成長により母材長さがさらに増したとし
ても、当該母材２４は上記母材支持機４を介して
支持されるので、折損などの事態は起らない。
程度成長すると、自重により折損したり崩壊する
が、上記焼結により機械的強度が付与されている
棒状母材２４ではこのような折損、崩壊がなく、
その後の成長により母材長さがさらに増したとし
ても、当該母材２４は上記母材支持機４を介して
支持されるので、折損などの事態は起らない。
なお、母材支持機４はその内部回転体１０Ａ，
１０Ｂが母材移動方向に沿つてエンドレス回転
し、これら両者１０Ａ，１０Ｂのハウジングであ
る外部回転体１１が前記矢印R2方向へ回転する
状態において棒状母材２４を支持するのであり、
このとき内部回転体１０Ａ，１０Ｂが棒状母材２
４と接触するが、この時点では前示のごとく該母
材２４に適度の硬さが付与されているので、これ
が損傷されたり変形することはない。
１０Ｂが母材移動方向に沿つてエンドレス回転
し、これら両者１０Ａ，１０Ｂのハウジングであ
る外部回転体１１が前記矢印R2方向へ回転する
状態において棒状母材２４を支持するのであり、
このとき内部回転体１０Ａ，１０Ｂが棒状母材２
４と接触するが、この時点では前示のごとく該母
材２４に適度の硬さが付与されているので、これ
が損傷されたり変形することはない。
第２の熱処理機５はこれの電気炉１８を介して
その通道１７内を透明ガラス化に適した温度とし
ているのであり、さらに該通道１７内にはガス供
給系１９，２０から不活性ガス（He）、塩素ガス
（Cl2）が送りこまれており、したがつて母材支持
機４を経由した後該熱処理機５の通道１７内を通
過する棒状母材２４はここで完全に焼結されて透
明ガラス化されると同時にOH基を除去すべき脱
水処理も行なわれ、これにて所定の光学系ガラス
母材となる。
その通道１７内を透明ガラス化に適した温度とし
ているのであり、さらに該通道１７内にはガス供
給系１９，２０から不活性ガス（He）、塩素ガス
（Cl2）が送りこまれており、したがつて母材支持
機４を経由した後該熱処理機５の通道１７内を通
過する棒状母材２４はここで完全に焼結されて透
明ガラス化されると同時にOH基を除去すべき脱
水処理も行なわれ、これにて所定の光学系ガラス
母材となる。
こうして透明ガラス化された棒状母材２４は、
内部回転体２２Ａ，２２Ｂが母材移動方向にエン
ドレス回転し、外部回転体２３が前記矢印R3方
向へ回転している引取機６を介して引きとられ、
以下は該引取機６の後段に配置されている図示し
ない切断機（溶断機も含む）を介してターゲツト
１が棒状母材２４から切除され、その後、該切断
機により棒状母材２４が所望の長さにカツテイン
グされる。
内部回転体２２Ａ，２２Ｂが母材移動方向にエン
ドレス回転し、外部回転体２３が前記矢印R3方
向へ回転している引取機６を介して引きとられ、
以下は該引取機６の後段に配置されている図示し
ない切断機（溶断機も含む）を介してターゲツト
１が棒状母材２４から切除され、その後、該切断
機により棒状母材２４が所望の長さにカツテイン
グされる。
なお、上記の実施例では、棒状母材２４が透明
ガラス化された際の残存OH基を減じるため、第
１の熱処理機３では母材強度が得られる程度の焼
結状態（半焼結状態）とし、その後第２の熱処理
機５により脱水処理しながら棒状母材２４を透明
ガラス化（完全焼結）した。
ガラス化された際の残存OH基を減じるため、第
１の熱処理機３では母材強度が得られる程度の焼
結状態（半焼結状態）とし、その後第２の熱処理
機５により脱水処理しながら棒状母材２４を透明
ガラス化（完全焼結）した。
こうして得られる透明ガラス化状態の棒状母材
２４はOH基が除去されているためこれを光フア
イバに加工したとき、伝送特性のよいものが得ら
れる。
２４はOH基が除去されているためこれを光フア
イバに加工したとき、伝送特性のよいものが得ら
れる。
もちろん本発明方法、装置は上記実施例の他、
つぎのような各種態様でも実施できる。
つぎのような各種態様でも実施できる。
ガラス微粒子発生機２に関して、前記実施例で
は１つの反応バーナ８を介して多孔質状の棒状母
材２４を堆積形成するようにしたが、第１図に示
すごとく他の１つの反応用バーナ８′を併用して
両バーナ８，８′により多孔質状の棒状母材２４
を堆積形成してもよい。
は１つの反応バーナ８を介して多孔質状の棒状母
材２４を堆積形成するようにしたが、第１図に示
すごとく他の１つの反応用バーナ８′を併用して
両バーナ８，８′により多孔質状の棒状母材２４
を堆積形成してもよい。
この場合、反応バーナ８は上記母材２４のコア
形成用、反応バーナ８′は同母材２４のクラツド
形成用となる。
形成用、反応バーナ８′は同母材２４のクラツド
形成用となる。
さらに上記反応バーナ８，８′は下記のような
手段と交換できる。
手段と交換できる。
その１つは液相のガラス原料を例えば超音波ネ
ブラザ、ベーパネブライザなどのネブライザによ
り霧状にしてターゲツトへ噴射するようにし、該
噴射時、その霧状原料をネブライザ先端（噴霧口
近傍）の加熱器により加熱して煤状のガラス微粒
子（ガラス酸化物粉末）とすることである。
ブラザ、ベーパネブライザなどのネブライザによ
り霧状にしてターゲツトへ噴射するようにし、該
噴射時、その霧状原料をネブライザ先端（噴霧口
近傍）の加熱器により加熱して煤状のガラス微粒
子（ガラス酸化物粉末）とすることである。
他の１つはあらかじめ煤状のガラス微粒子を生
成しておくとともに粉末噴射器を介して上記ガラ
ス微粒子をターゲツトに向けて噴射するように
し、該噴射時、粉末噴射器先端の加熱器によりガ
ラス微粒子を加熱してこれに堆積時の熱接着性を
もたせることである。
成しておくとともに粉末噴射器を介して上記ガラ
ス微粒子をターゲツトに向けて噴射するように
し、該噴射時、粉末噴射器先端の加熱器によりガ
ラス微粒子を加熱してこれに堆積時の熱接着性を
もたせることである。
さらに、バーナからのガラス微粒子を加熱によ
り半焼結状態としながら堆積させることもある。
り半焼結状態としながら堆積させることもある。
なお、棒状母材２４を前記半焼結状態とするの
でなく、熱処理機３を介して一挙に完全焼結（透
明ガラス化）した場合、その透明ガラス母材中に
残留OH基が生じ、これが耐放射線用光フアイバ
の母材に適することもあるが、長距離通信用光フ
アイバの母材としては、上記残留OH基により、
伝送特性が低下するので望ましくない。
でなく、熱処理機３を介して一挙に完全焼結（透
明ガラス化）した場合、その透明ガラス母材中に
残留OH基が生じ、これが耐放射線用光フアイバ
の母材に適することもあるが、長距離通信用光フ
アイバの母材としては、上記残留OH基により、
伝送特性が低下するので望ましくない。
母材支持機４に関して、前記実施例ではその内
部回転体１０Ａ，１０Ｂを構成する凹面ローラ１
２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂに無端ベルト１４
ａ，１４ｂを掛回したが、この無端ベルト１４
ａ，１４ｂは省略してもよく、さらに無端ベルト
省略態様において、各凹面ローラ１２ａ，１３
ａ，１２ｂ，１３ｂの周面に弗素樹脂（例えば商
品名テフロン）による滑性被膜を形成することが
ある。
部回転体１０Ａ，１０Ｂを構成する凹面ローラ１
２ａ，１３ａ，１２ｂ，１３ｂに無端ベルト１４
ａ，１４ｂを掛回したが、この無端ベルト１４
ａ，１４ｂは省略してもよく、さらに無端ベルト
省略態様において、各凹面ローラ１２ａ，１３
ａ，１２ｂ，１３ｂの周面に弗素樹脂（例えば商
品名テフロン）による滑性被膜を形成することが
ある。
もちろんこの場合の凹面ローラは３対以上でも
よく、１２ａ，１２ｂまたは１３ａ，１３ｂのい
ずれか１対でもよい。
よく、１２ａ，１２ｂまたは１３ａ，１３ｂのい
ずれか１対でもよい。
上記母材支持機４を非接触型とする場合、第３
図イ，ロのごときガス噴射器２５，２６を採用す
ればよい。
図イ，ロのごときガス噴射器２５，２６を採用す
ればよい。
第３図イのガス噴射器２５は二重円筒形であ
り、その内周面には多数の噴射孔２７，２７，２
７……が穿設され、その外周面にはガス供給口２
８が設けられている。
り、その内周面には多数の噴射孔２７，２７，２
７……が穿設され、その外周面にはガス供給口２
８が設けられている。
第３図ロのガス噴射器２６は二重の半割円筒形
であり、この噴射器２６の場合もその内周面に多
数の噴射孔２９，２９，２９……が穿設され、そ
の外周面にガス供給口３０が設けられている。
であり、この噴射器２６の場合もその内周面に多
数の噴射孔２９，２９，２９……が穿設され、そ
の外周面にガス供給口３０が設けられている。
母材支持機４が上記ガス噴射器２５，２６から
なるとき、そのガス供給口２８，３０からその二
重壁空間内へ供給した不活性ガスなどの気体を各
ガス噴射孔２７，２７，２７……，２９，２９，
２９……から噴射すればよく、これにより棒状母
材２４は浮上支持されるようになる。
なるとき、そのガス供給口２８，３０からその二
重壁空間内へ供給した不活性ガスなどの気体を各
ガス噴射孔２７，２７，２７……，２９，２９，
２９……から噴射すればよく、これにより棒状母
材２４は浮上支持されるようになる。
この際噴射される不活性ガスなどの気体は、常
温のときもあるが、通常は適当な温度に加熱され
る。
温のときもあるが、通常は適当な温度に加熱され
る。
その他、以上に述べた各種手段を適当に組み合
わせて所定の棒状母材をつくるとき、ガラス微粒
子を傾斜方向に堆積成長させて当該母材を形成し
てもよく、この場合、ターゲツト１の移動軸線
X1−X2は水平軸に対し90度未満の交差角、望ま
しくは45度以下の交差角に設定される。
わせて所定の棒状母材をつくるとき、ガラス微粒
子を傾斜方向に堆積成長させて当該母材を形成し
てもよく、この場合、ターゲツト１の移動軸線
X1−X2は水平軸に対し90度未満の交差角、望ま
しくは45度以下の交差角に設定される。
もちろん上記移動軸線X1−X2を垂直状態に設
定する垂直方式も実施できる。
定する垂直方式も実施できる。
以上説明した通り、本発明方法はガラス原料を
化学反応させることにより生成したガラス微粒子
を噴射ならびに堆積させて光学系のガラス母材を
製造する方法において、上記ガラス微粒子を堆積
方向に成長させて多孔質の棒状母材を形成する手
段と、成長後の多孔質棒状母材を支持する手段
と、その棒状母材が支持手段により支持されるよ
りも前、少なくとも該棒状母材の外周を半焼結状
態に焼結して硬化させる熱処理手段とを備え、当
該熱処理手段を介して半焼結状態になつた棒状母
材を、上記支持手段により支持しながら母材成長
させることを特徴としている。
化学反応させることにより生成したガラス微粒子
を噴射ならびに堆積させて光学系のガラス母材を
製造する方法において、上記ガラス微粒子を堆積
方向に成長させて多孔質の棒状母材を形成する手
段と、成長後の多孔質棒状母材を支持する手段
と、その棒状母材が支持手段により支持されるよ
りも前、少なくとも該棒状母材の外周を半焼結状
態に焼結して硬化させる熱処理手段とを備え、当
該熱処理手段を介して半焼結状態になつた棒状母
材を、上記支持手段により支持しながら母材成長
させることを特徴としている。
したがつて棒状母材は支持手段を介して安定し
た状態に保持され、その支持手段により支持され
る前、該母材には熱処理手段を介した半焼結硬化
により機械的強度が付与されるから、上記支持状
態において母材が変形したり破損することもな
く、大きな母材がつくれる。
た状態に保持され、その支持手段により支持され
る前、該母材には熱処理手段を介した半焼結硬化
により機械的強度が付与されるから、上記支持状
態において母材が変形したり破損することもな
く、大きな母材がつくれる。
しかも、上記熱処理手段を介して棒状母材を半
焼結にするときは、爾後の完全焼結（透明ガラス
化）時にOH基等が残留しがたく、特性のよい透
明ガラス母材が得られる。
焼結にするときは、爾後の完全焼結（透明ガラス
化）時にOH基等が残留しがたく、特性のよい透
明ガラス母材が得られる。
なお、ガラス微粒子を実施態様のごとく水平方
向または傾斜方向に堆積させる場合、１本あたり
の母材長さをかなり長尺化したとしても該母材が
上下方向に占有する度合は従来の垂直方式よりも
短縮化され、また、各手段が高く位置することも
回避でき、したがつて長尺母材を製造する際の各
工程結合ならびにハンドリングが容易となり、こ
れを実施する際の建屋も従来のように極端に高く
する必要がなくなる。
向または傾斜方向に堆積させる場合、１本あたり
の母材長さをかなり長尺化したとしても該母材が
上下方向に占有する度合は従来の垂直方式よりも
短縮化され、また、各手段が高く位置することも
回避でき、したがつて長尺母材を製造する際の各
工程結合ならびにハンドリングが容易となり、こ
れを実施する際の建屋も従来のように極端に高く
する必要がなくなる。
殊に水平堆積方式では、反応バーナによる上昇
気流が既に形成されている棒状母材側へ流動する
ことがないから、その上昇気流による悪影響もな
いこととなる。
気流が既に形成されている棒状母材側へ流動する
ことがないから、その上昇気流による悪影響もな
いこととなる。
さらに本発明装置はガラス原料を化学反応させ
ることにより生成したガラス微粒子を堆積方向に
成長させて多孔質状の光学系ガラス母材を製造す
る装置において、ターゲツト長手方向の移動軸線
上には前段に位置するガラス微粒子発生機とそれ
よりも後段に位置する母材支持機とが相対配置さ
れているとともに該母材支持機よりも前段の位置
には母材半焼結用の熱処理機が配置されているか
ら、前記の方法が合理的に実施できる。
ることにより生成したガラス微粒子を堆積方向に
成長させて多孔質状の光学系ガラス母材を製造す
る装置において、ターゲツト長手方向の移動軸線
上には前段に位置するガラス微粒子発生機とそれ
よりも後段に位置する母材支持機とが相対配置さ
れているとともに該母材支持機よりも前段の位置
には母材半焼結用の熱処理機が配置されているか
ら、前記の方法が合理的に実施できる。
第１図は本発明方法ならびに装置の１実施例を
略示した説明図、第２図は第１図−線の断面
図、第３図イ，ロは上記における母材支持手段の
他実施例を示した断面図である。 １……ターゲツト、２……ガラス微粒子発生
機、３……熱処理機、４……母材支持機、７……
反応容器、８……反応バーナ、１０Ａ，１０Ｂ…
…内部回転体、１１……外部回転体、１２ａ，１
２ｂ，１３ａ，１３ｂ……凹面ローラ、１４ａ，
１４ｂ……無端ベルト、２４……棒状母材、２
５，２６……ガス噴射器、２７，２９……噴射
孔、２８，３０……ガス供給口、X1−X2……移
動軸線。
略示した説明図、第２図は第１図−線の断面
図、第３図イ，ロは上記における母材支持手段の
他実施例を示した断面図である。 １……ターゲツト、２……ガラス微粒子発生
機、３……熱処理機、４……母材支持機、７……
反応容器、８……反応バーナ、１０Ａ，１０Ｂ…
…内部回転体、１１……外部回転体、１２ａ，１
２ｂ，１３ａ，１３ｂ……凹面ローラ、１４ａ，
１４ｂ……無端ベルト、２４……棒状母材、２
５，２６……ガス噴射器、２７，２９……噴射
孔、２８，３０……ガス供給口、X1−X2……移
動軸線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ガラス原料を化学反応させることにより生成
したガラス微粒子を噴射ならびに堆積させて光学
系のガラス母材を製造する方法において、上記ガ
ラス微粒子を堆積方向に成長させて多孔質状の棒
状母材を形成する手段と、成長後の多孔質棒状母
材を支持する支持手段と、その棒状母材が支持手
段により支持されるよりも前、少なくとも該棒状
母材の外周を半焼結状態に焼結して硬化させる熱
処理手段とを備え、当該熱処理手段を介して半焼
結状態になつた棒状母材を、上記支持手段により
支持しながら母材成長させることを特徴とする光
学系ガラス母材の製造方法。 ２ ガラス微粒子を堆積方向に成長させて多孔質
状の棒状母材を形成した後、該棒状母材を熱処理
して半焼結状態に焼結させる特許請求の範囲第１
項記載の光学系ガラス母材の製造方法。 ３ ガラス微粒子を熱処理しながら堆積方向に成
長させて半焼結状の棒状母材を形成する特許請求
の範囲第１項記載の光学系ガラス母材の製造方
法。 ４ ガラス微粒子を水平方向に堆積成長させる特
許請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載
の光学系ガラス母材の製造方法。 ５ ガラス微粒子を垂直方向に堆積成長させる特
許請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載
の光学系ガラス母材の製造方法。 ６ ガラス微粒子を傾斜方向に堆積成長させる特
許請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載
の光学系ガラス母材の製造方法。 ７ 焼結時の熱処理温度を、透明ガラス化温度よ
りも低く設定して、棒状母材を半焼結状態にする
特許請求の範囲第１項ないし第３項いずれかに記
載の光学系ガラス母材の製造方法。 ８ 焼結時の熱処理温度を、透明ガラス化温度に
設定して、棒状母材を半焼結状態にする特許請求
の範囲第１項ないし第３項いずれかに記載の光学
系ガラス母材の製造方法。 ９ 支持手段が、棒状母材の移動方向に沿つて回
転し、かつ、該棒状母材の周方向にも回転する特
許請求の範囲第１項記載の光学系ガラス母材の製
造方法。 １０ ガラス原料を化学反応させることにより生
成したガラス微粒子を噴射ならびに堆積させて光
学系のガラス母材を製造する装置において、ター
ゲツトの長手方向の移動軸線上には、前段に位置
するガラス微粒子発生機と、それよりも後段に位
置する母材支持機とが相対配置されているととも
に、該母材支持機よりも前段の位置には、母材半
焼結用の熱処理機が配置されていることを特徴と
する光学系ガラス母材の製造装置。 １１ ターゲツトが、垂直方向を移動方向として
いる特許請求の範囲第１０項記載の光学系ガラス
母材の製造装置。 １２ ターゲツトが、水平方向を移動方向として
いる特許請求の範囲第１０項記載の光学系ガラス
母材の製造装置。 １３ ターゲツトが、傾斜方向を移動方向として
いる特許請求の範囲第１０項記載の光学系ガラス
母材の製造装置。 １４ 熱処理機が、ガラス微粒子発生機と母材支
持機との間に配置されている特許請求の範囲第１
０項記載の光学系ガラス母材の製造装置。 １５ 熱処理機が、ガラス微粒子発生機に付設さ
れている特許請求の範囲第１０項または第１４項
記載の光学系ガラス母材の製造装置。 １６ 熱処理機が、ガラス微粒子発生機内に設け
られている特許請求の範囲第１０項記載の光学系
ガラス母材の製造装置。 １７ 母材支持機が、ターゲツト移動方向に沿つ
て回転する内部回転体と、該内部回転体を支持し
て周方向に回転する外部回転体とからなる特許請
求の範囲第１０項または第１４項記載の光学系ガ
ラス母材の製造装置。 １８ 内部回転体が、少なくとも１対の凹面ロー
ラと、これら凹面ローラにわたつて掛回された無
端ベルトとからなる特許請求の範囲第１７項記載
の光学系ガラス母材の製造装置。 １９ 内部回転体が、周面に滑性被膜を有する凹
面ローラからなる特許請求の範囲第１７項記載の
光学系ガラス母材の製造装置。 ２０ 母材支持機が、ガス噴射器からなる特許請
求の範囲第１０項または第１４項記載の光学系ガ
ラス母材の製造装置。 ２１ ガス噴射器が、内周面に噴射孔を有する筒
型である特許請求の範囲第２０項記載の光学系ガ
ラス母材の製造装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152760A JPS6046940A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 光学系ガラス母材の製造方法とその装置 |
| AU31981/84A AU578422B2 (en) | 1983-08-22 | 1984-08-16 | Optical fibre preform manufacture |
| US06/641,880 US4552576A (en) | 1983-08-22 | 1984-08-20 | Method of fabricating optical glass base material and apparatus for fabricating the same |
| DE8484305668T DE3475613D1 (en) | 1983-08-22 | 1984-08-20 | Method of fabricating optical glass base material |
| EP84305668A EP0138333B1 (en) | 1983-08-22 | 1984-08-20 | Method of fabricating optical glass base material |
| CA000461378A CA1248415A (en) | 1983-08-22 | 1984-08-20 | Method of fabricating optical glass base material and apparatus for fabricating the same |
| BR8404169A BR8404169A (pt) | 1983-08-22 | 1984-08-21 | Processo e aparelho de fabricacao de materia de base de vidro otico |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58152760A JPS6046940A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 光学系ガラス母材の製造方法とその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6046940A JPS6046940A (ja) | 1985-03-14 |
| JPS6328855B2 true JPS6328855B2 (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=15547548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58152760A Granted JPS6046940A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 光学系ガラス母材の製造方法とその装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4552576A (ja) |
| EP (1) | EP0138333B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6046940A (ja) |
| AU (1) | AU578422B2 (ja) |
| BR (1) | BR8404169A (ja) |
| CA (1) | CA1248415A (ja) |
| DE (1) | DE3475613D1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1284921C (en) * | 1984-02-27 | 1991-06-18 | Hiroyuki Suda | Method, apparatus and burner for fabricating an optical fiber preform |
| JPS60191028A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高純度ガラス体の製造方法 |
| JPS6126532A (ja) * | 1984-07-13 | 1986-02-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光フアイバ−用母材の製造方法 |
| JPS6148437A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧｅＯ↓２−ＳｉＯ↓２系ガラス母材の製造方法 |
| JPS6172644A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 低損失光フアイバの製造方法 |
| NL8403380A (nl) * | 1984-11-07 | 1986-06-02 | Philips Nv | Werkwijze en inrichting voor het verdichten van een voorgevormd poreus lichaam uit materiaal, waarvan het hoofdbestanddeel uit sio2 bestaat. |
| US4632574A (en) * | 1985-01-02 | 1986-12-30 | Gte Laboratories Incorporated | Apparatus for fluidic support |
| JPH0784326B2 (ja) * | 1985-11-01 | 1995-09-13 | 旭硝子株式会社 | 多孔質石英ガラス母材の焼成方法 |
| JPS62171939A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 多孔質光フアイバ母材の製造装置 |
| US5028246A (en) * | 1986-02-03 | 1991-07-02 | Ensign-Bickford Optical Technologies, Inc. | Methods of making optical waveguides |
| US4684384A (en) * | 1986-02-27 | 1987-08-04 | Corning Glass Works | Conveyor deposition method and apparatus for making optical fiber preforms |
| US5318611A (en) * | 1992-03-13 | 1994-06-07 | Ensign-Bickford Optical Technologies, Inc. | Methods of making optical waveguides and waveguides made thereby |
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