JP2003165737A - 光ファイバ用母材の製造方法 - Google Patents
光ファイバ用母材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 母材の製造所要時間を短縮し、均質な母材を
得るため、ガラス合成速度を向上させるとともに原料ガ
ス供給量を増加させても異常堆積の少ない、光ファイバ
用母材の製造方法を提供する。 【解決手段】 原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガス及び
シールガスをバーナから噴出させ、該原料ガスを火炎中
で加水分解してガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子
をターゲットに堆積させて光ファイバ用母材を製造する
方法であって、該バーナの可燃性ガスノズル４中に複数
の助燃性ガスノズル５を持つマルチノズルバーナ１にお
いて、助燃性ガスノズル５の内径を１．３ｍｍ以上、
１．７ｍｍ以下に設定する、及び該ノズルから噴出する
助燃性ガスの流速が１９ｍ／秒以上、３５ｍ／秒以下に
なるよう助燃ガスの供給量を調整する。
得るため、ガラス合成速度を向上させるとともに原料ガ
ス供給量を増加させても異常堆積の少ない、光ファイバ
用母材の製造方法を提供する。 【解決手段】 原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガス及び
シールガスをバーナから噴出させ、該原料ガスを火炎中
で加水分解してガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子
をターゲットに堆積させて光ファイバ用母材を製造する
方法であって、該バーナの可燃性ガスノズル４中に複数
の助燃性ガスノズル５を持つマルチノズルバーナ１にお
いて、助燃性ガスノズル５の内径を１．３ｍｍ以上、
１．７ｍｍ以下に設定する、及び該ノズルから噴出する
助燃性ガスの流速が１９ｍ／秒以上、３５ｍ／秒以下に
なるよう助燃ガスの供給量を調整する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバ用母材の
製造方法に関し、特にそれに用いられるバーナの構造及
び助燃性ガス、原料ガスの供給に係るものである。
製造方法に関し、特にそれに用いられるバーナの構造及
び助燃性ガス、原料ガスの供給に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】高品質の光ファイバを得るために、良質
な光ファイバ母材を製造する方法として、ＶＡＤ法やＯ
ＶＤ法が一般に採用されている。これらの方法は、バー
ナで形成された火炎中にガラス原料ガスを供給し、火炎
加水分解反応又は酸化反応によりスート状のガラス微粒
子を生成し所望の形状に堆積させて多孔質ガラス母材を
得、これを加熱処理により脱水及び透明ガラス化し、気
泡や微結晶のない透明な光ファイバ用母材とすることか
らなる。
な光ファイバ母材を製造する方法として、ＶＡＤ法やＯ
ＶＤ法が一般に採用されている。これらの方法は、バー
ナで形成された火炎中にガラス原料ガスを供給し、火炎
加水分解反応又は酸化反応によりスート状のガラス微粒
子を生成し所望の形状に堆積させて多孔質ガラス母材を
得、これを加熱処理により脱水及び透明ガラス化し、気
泡や微結晶のない透明な光ファイバ用母材とすることか
らなる。
【０００３】光ファイバ用母材の製造方法としては、例
えば、図４に示すようにバーナ１１から噴出させた原料
ガスを、酸水素火炎中で生じた水と加水分解反応させガ
ラス微粒子１２を生成し、回転するコアガラスロッド１
３に堆積させ、該バーナもしくは該コアガラスロッドを
軸方向に往復運動させることによって多孔質ガラス母材
１４を得、これを熱処理して光ファイバ用母材を製造す
るものである。このような母材製造には、例えば、図１
に正面図で示すような水素層中に酸素を直接混合できる
マルチノズルバーナ１が使用される。そのバーナ１の構
造は、バーナ中心部に原料ガスノズル２が設けられ、そ
の外周には可燃性ガスノズル４が設けられ、可燃性ガス
ノズル４内には、原料ガスノズル２を囲むようにして複
数の独立した小口径の助燃性ガスノズル５が配設され、
可燃性ガスノズル４の外周には環状の助燃性ガスノズル
６を設けたものである。更に、原料ガスノズル２近辺へ
のガラス微粒子の付着を回避する改良されたものとし
て、可燃性ガスノズル４の内周側及び外周側にシールガ
スノズル３ａ、３ｂを設けた構造のものがある。
えば、図４に示すようにバーナ１１から噴出させた原料
ガスを、酸水素火炎中で生じた水と加水分解反応させガ
ラス微粒子１２を生成し、回転するコアガラスロッド１
３に堆積させ、該バーナもしくは該コアガラスロッドを
軸方向に往復運動させることによって多孔質ガラス母材
１４を得、これを熱処理して光ファイバ用母材を製造す
るものである。このような母材製造には、例えば、図１
に正面図で示すような水素層中に酸素を直接混合できる
マルチノズルバーナ１が使用される。そのバーナ１の構
造は、バーナ中心部に原料ガスノズル２が設けられ、そ
の外周には可燃性ガスノズル４が設けられ、可燃性ガス
ノズル４内には、原料ガスノズル２を囲むようにして複
数の独立した小口径の助燃性ガスノズル５が配設され、
可燃性ガスノズル４の外周には環状の助燃性ガスノズル
６を設けたものである。更に、原料ガスノズル２近辺へ
のガラス微粒子の付着を回避する改良されたものとし
て、可燃性ガスノズル４の内周側及び外周側にシールガ
スノズル３ａ、３ｂを設けた構造のものがある。
【０００４】また、原料ガスは、原料ガス発生装置で液
体原料を加熱、気化させたものを導管内で再液化しない
よう導管全長にわたって８０℃程度に保持されてバーナ
まで送られている。一方近年、光ファイバは広範囲な分
野で実用化されており、需要の増加は目覚しく、これに
対応して、光ファイバの生産量の拡大、価格の低減が強
く求められている。そのために光ファイバ母材の大型化
が図られ、均質な大型母材がより短時間で製造できるこ
とが望まれている。
体原料を加熱、気化させたものを導管内で再液化しない
よう導管全長にわたって８０℃程度に保持されてバーナ
まで送られている。一方近年、光ファイバは広範囲な分
野で実用化されており、需要の増加は目覚しく、これに
対応して、光ファイバの生産量の拡大、価格の低減が強
く求められている。そのために光ファイバ母材の大型化
が図られ、均質な大型母材がより短時間で製造できるこ
とが望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】大型の母材であっても
できるだけ短時間で製造しようとしても、従来のマルチ
ノズルバーナのガラス合成速度は１８ｇ／分程度であ
り、合成速度を上げるために原料供給量を増やすと生成
途上の母材表面に異常堆積が生じ、凹凸のある不良母材
が生成する。また、ガラス合成反応の効率を上げるため
にノズル内の助燃性ガスの流量を上げると、生ずる火炎
が乱流となりガラス合成速度は低下するようになる。本
発明は、ガラス合成速度を向上させ、原料供給量を増加
しても均質な光ファイバ母材を製造できる方法を提供す
ることを目的とする。
できるだけ短時間で製造しようとしても、従来のマルチ
ノズルバーナのガラス合成速度は１８ｇ／分程度であ
り、合成速度を上げるために原料供給量を増やすと生成
途上の母材表面に異常堆積が生じ、凹凸のある不良母材
が生成する。また、ガラス合成反応の効率を上げるため
にノズル内の助燃性ガスの流量を上げると、生ずる火炎
が乱流となりガラス合成速度は低下するようになる。本
発明は、ガラス合成速度を向上させ、原料供給量を増加
しても均質な光ファイバ母材を製造できる方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み鋭意研究した結果、可燃性ガスノズル中にある小口
径の助燃性ガスノズルの内径及び該ノズルから噴出する
助燃性ガス流速がガラス合成速度に影響を与えること、
並びに供給原料ガスのバーナへの供給温度が生成ガラス
微粒子の堆積に関与することを見出し、これらの特定の
範囲において均質な光ファイバ用母材を製造できること
に基づき本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、
（１）原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガス及びシールガ
スをバーナから噴出させ、該原料ガスを火炎中で加水分
解してガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子をターゲ
ットに堆積させて光ファイバ用母材を製造する方法であ
って、該バーナの可燃性ガスノズル中に複数の助燃性ガ
スノズルを持つマルチノズルバーナにおいて、助燃性ガ
スノズルの内径を１．３ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下に設
定することを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法、
（２）前記助燃性ガスノズルに供給する助燃性ガス流量
を、噴出するガス流速が１９ｍ／秒以上、３５ｍ／秒以
下となるようノズル内径に応じて調整することを特徴と
する（１）に記載の光ファイバ用母材の製造方法、及
び、（３）前記原料ガスの供給は、原料ガス発生装置か
らバーナまでの導管をヒーターおよび断熱材を用いて全
長にわたって９０℃以上に保持することを特徴とする
（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造方
法、を提供するものである。
鑑み鋭意研究した結果、可燃性ガスノズル中にある小口
径の助燃性ガスノズルの内径及び該ノズルから噴出する
助燃性ガス流速がガラス合成速度に影響を与えること、
並びに供給原料ガスのバーナへの供給温度が生成ガラス
微粒子の堆積に関与することを見出し、これらの特定の
範囲において均質な光ファイバ用母材を製造できること
に基づき本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、
（１）原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガス及びシールガ
スをバーナから噴出させ、該原料ガスを火炎中で加水分
解してガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子をターゲ
ットに堆積させて光ファイバ用母材を製造する方法であ
って、該バーナの可燃性ガスノズル中に複数の助燃性ガ
スノズルを持つマルチノズルバーナにおいて、助燃性ガ
スノズルの内径を１．３ｍｍ以上、１．７ｍｍ以下に設
定することを特徴とする光ファイバ用母材の製造方法、
（２）前記助燃性ガスノズルに供給する助燃性ガス流量
を、噴出するガス流速が１９ｍ／秒以上、３５ｍ／秒以
下となるようノズル内径に応じて調整することを特徴と
する（１）に記載の光ファイバ用母材の製造方法、及
び、（３）前記原料ガスの供給は、原料ガス発生装置か
らバーナまでの導管をヒーターおよび断熱材を用いて全
長にわたって９０℃以上に保持することを特徴とする
（１）又は（２）に記載の光ファイバ用母材の製造方
法、を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の光ファイバ用母材
の製造方法の好ましい実施の態様について、図面を参照
して詳細に説明するが、特許請求の範囲に記載された範
囲内でさまざまな実施の形態を取り得るものである。
尚、各図において同一要素には同一符号を付して重複す
る説明を省略した。本発明の光ファイバ用母材の製造方
法は、図４に示されるような製造装置で行うが、そのバ
ーナとして図１に正面図で示されるようなマルチノズル
バーナ１が用いられる。その中心の原料ガスノズル２へ
ＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３等のガラス原料ガスが加熱、
気化されて供給されるが、必要なら不活性ガスをキャリ
ヤガスとして導入されてもよい。可燃性ガスとしては、
Ｈ２、ＣＨ４、天然ガス等が供給され、可燃性ガスノズ
ル４から噴出される。そして、この可燃性ガスノズル内
に複数の小口径の助燃性ガスノズル５を配置し、酸素等
の助燃性ガスが噴出される。この小口径の助燃性ガスノ
ズルはどのように配置されても良いが、環状に配列され
るのが好ましく、その数は任意であり、後記する助燃性
ガスの供給量、流速等を勘案して定められる。助燃性ガ
スノズルの指向する焦点は、バーナ先端から約１００〜
３００ｍｍのところに設定されて、内側列のものと外側
列のもので焦点位置が同じでも違っていてもよい。可燃
性ガスノズル４の内側及び外側に同心円状にＡｒ等が供
給されるシールガスノズル３ａ、３ｂを、更に最外側に
外側助燃性ガスノズル６を設けるのが好ましい。これに
より火炎を整流・安定化して母材への生成ガラス微粒子
の堆積をより安定にすることができる。
の製造方法の好ましい実施の態様について、図面を参照
して詳細に説明するが、特許請求の範囲に記載された範
囲内でさまざまな実施の形態を取り得るものである。
尚、各図において同一要素には同一符号を付して重複す
る説明を省略した。本発明の光ファイバ用母材の製造方
法は、図４に示されるような製造装置で行うが、そのバ
ーナとして図１に正面図で示されるようなマルチノズル
バーナ１が用いられる。その中心の原料ガスノズル２へ
ＳｉＣｌ４、ＳｉＨＣｌ３等のガラス原料ガスが加熱、
気化されて供給されるが、必要なら不活性ガスをキャリ
ヤガスとして導入されてもよい。可燃性ガスとしては、
Ｈ２、ＣＨ４、天然ガス等が供給され、可燃性ガスノズ
ル４から噴出される。そして、この可燃性ガスノズル内
に複数の小口径の助燃性ガスノズル５を配置し、酸素等
の助燃性ガスが噴出される。この小口径の助燃性ガスノ
ズルはどのように配置されても良いが、環状に配列され
るのが好ましく、その数は任意であり、後記する助燃性
ガスの供給量、流速等を勘案して定められる。助燃性ガ
スノズルの指向する焦点は、バーナ先端から約１００〜
３００ｍｍのところに設定されて、内側列のものと外側
列のもので焦点位置が同じでも違っていてもよい。可燃
性ガスノズル４の内側及び外側に同心円状にＡｒ等が供
給されるシールガスノズル３ａ、３ｂを、更に最外側に
外側助燃性ガスノズル６を設けるのが好ましい。これに
より火炎を整流・安定化して母材への生成ガラス微粒子
の堆積をより安定にすることができる。
【０００８】本発明の母材の製造方法では、使用するマ
ルチノズルバーナの小口径の助燃性ガスノズル５の内径
は１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下、好ましくは１．４ｍ
ｍ以上１．７ｍｍ以下にする。小口径の助燃性ガスノズ
ル径が１．３ｍｍより細過ぎる場合は、火炎反応効率を
上げるために助燃性ガス流量を上げると火炎が乱流とな
り合成速度は低下することとなり、また、そのノズル径
が太すぎる場合は拡散による反応が噴出された助燃性ガ
スの中心部まで達せず合成速度は低下するのである。さ
らに、小口径ノズルの助燃性ガスの流量についても少な
すぎる場合は十分な反応が行なわれず、かといって多す
ぎても乱流の発生や流速の増大による反応時間の減少に
より合成速度は低下する。特にこの助燃性ガスの流量に
基づく各小口径ノズルから噴出する助燃性ガスの流速が
ガラス合成速度を左右することがわかった。本発明の方
法では、小口径の助燃性ガスノズルへ供給される助燃性
ガス流量を、噴出するガス流速が１９ｍ／秒〜３５ｍ／
秒となるようにするのが好ましく、更に好ましくは２３
ｍ／秒〜３０ｍ／秒となるようにするものである。小口
径ノズルの数及びその内径に応じて助燃性ガス流量は調
整でき、また、他のノズルからも助燃性ガスを供給する
のが好ましく、その場合にはそれらの供給量と合わせ、
可燃性ガスとの反応比率程度に調整される。
ルチノズルバーナの小口径の助燃性ガスノズル５の内径
は１．３ｍｍ以上１．７ｍｍ以下、好ましくは１．４ｍ
ｍ以上１．７ｍｍ以下にする。小口径の助燃性ガスノズ
ル径が１．３ｍｍより細過ぎる場合は、火炎反応効率を
上げるために助燃性ガス流量を上げると火炎が乱流とな
り合成速度は低下することとなり、また、そのノズル径
が太すぎる場合は拡散による反応が噴出された助燃性ガ
スの中心部まで達せず合成速度は低下するのである。さ
らに、小口径ノズルの助燃性ガスの流量についても少な
すぎる場合は十分な反応が行なわれず、かといって多す
ぎても乱流の発生や流速の増大による反応時間の減少に
より合成速度は低下する。特にこの助燃性ガスの流量に
基づく各小口径ノズルから噴出する助燃性ガスの流速が
ガラス合成速度を左右することがわかった。本発明の方
法では、小口径の助燃性ガスノズルへ供給される助燃性
ガス流量を、噴出するガス流速が１９ｍ／秒〜３５ｍ／
秒となるようにするのが好ましく、更に好ましくは２３
ｍ／秒〜３０ｍ／秒となるようにするものである。小口
径ノズルの数及びその内径に応じて助燃性ガス流量は調
整でき、また、他のノズルからも助燃性ガスを供給する
のが好ましく、その場合にはそれらの供給量と合わせ、
可燃性ガスとの反応比率程度に調整される。
【０００９】本発明のバーナの中心部から噴出される原
料ガスの供給について記載する。図２に示すような原料
ガス発生装置で原料液体７は、ヒーター８により加熱さ
れ、気化し、原料配管中の導管１０を経てバーナ１の中
心部の原料ガスノズル２から噴出される。原料配管は、
導管１０の周囲にヒーター８が設けられ、その外周が断
熱材９で被覆されたものである。原料ガス供給量を増加
しようとすると原料ガス濃度があがり導管１０内での再
液化が起こりやすくなるが、原料配管をヒーター８及び
断熱材９を用いて導管１０の全長にわたって昇温保持す
ることによりそれを防ぐことができる。その保持温度は
９０℃以上が好ましく、９３℃以上が更に好ましい。保
持温度が９０℃以下では、原料ガス供給量を従来より１
０〜２０％増加させた場合、母材表面に多数の凹凸のあ
る異常堆積が生ずる。
料ガスの供給について記載する。図２に示すような原料
ガス発生装置で原料液体７は、ヒーター８により加熱さ
れ、気化し、原料配管中の導管１０を経てバーナ１の中
心部の原料ガスノズル２から噴出される。原料配管は、
導管１０の周囲にヒーター８が設けられ、その外周が断
熱材９で被覆されたものである。原料ガス供給量を増加
しようとすると原料ガス濃度があがり導管１０内での再
液化が起こりやすくなるが、原料配管をヒーター８及び
断熱材９を用いて導管１０の全長にわたって昇温保持す
ることによりそれを防ぐことができる。その保持温度は
９０℃以上が好ましく、９３℃以上が更に好ましい。保
持温度が９０℃以下では、原料ガス供給量を従来より１
０〜２０％増加させた場合、母材表面に多数の凹凸のあ
る異常堆積が生ずる。
【００１０】本発明の方法では、前記したバーナを使用
し、前記したガス供給条件で、例えば、図４に示すよう
な周知のガラス母材製造装置によって多孔質ガラス母材
を得、得られた多孔質ガラス母材を、例えば、ヘリウム
及び塩素ガス雰囲気中で脱水ガラス化して光ファイバ用
母材とする。なお、多孔質母材を経由しないで、ガラス
微粒子の堆積と同時に緻密なガラス母材を得る直接ガラ
ス化法にも本発明方法は適用できる。本発明の方法は、
どのような大きさの光ファイバ用母材の製造もできる
が、そのガラス合成速度の速さから特に大型母材の製造
に適しており、外径が１００ｍｍ以上、特に１１０ｍｍ
〜１５０ｍｍ、長さが１０００ｍｍ以上、特に１２００
ｍｍ〜２０００ｍｍのものにでも好適である。
し、前記したガス供給条件で、例えば、図４に示すよう
な周知のガラス母材製造装置によって多孔質ガラス母材
を得、得られた多孔質ガラス母材を、例えば、ヘリウム
及び塩素ガス雰囲気中で脱水ガラス化して光ファイバ用
母材とする。なお、多孔質母材を経由しないで、ガラス
微粒子の堆積と同時に緻密なガラス母材を得る直接ガラ
ス化法にも本発明方法は適用できる。本発明の方法は、
どのような大きさの光ファイバ用母材の製造もできる
が、そのガラス合成速度の速さから特に大型母材の製造
に適しており、外径が１００ｍｍ以上、特に１１０ｍｍ
〜１５０ｍｍ、長さが１０００ｍｍ以上、特に１２００
ｍｍ〜２０００ｍｍのものにでも好適である。
【００１１】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に示す
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲内で種々の実施態様を取り得るものであ
る。 実施例１ 図４に示されるようなＯＶＤ法で、母材のターゲットと
してコアとその外周のクラッドとからなる長さ２０００
ｍｍ、外径３５ｍｍのガラスロッドを用いて、光ファイ
バ用母材を製造した。原料ガスは四塩化珪素、可燃性ガ
スは水素、助燃性ガスとして酸素、シールガスとしてア
ルゴンを供給して、図１に示される小口径の助燃性ガス
ノズルを内側６本（その焦点はバーナ先端から１８０ｍ
ｍ）、外側８本（その焦点は１８０ｍｍ）有するマルチ
ノズルバーナ１によりガラス合成を行った。小口径の助
燃性ガスノズル５の内径がそれぞれ１．３ｍｍのもの
（バーナＡ）、１．５ｍｍのもの（バーナＢ）、１．７
ｍｍのもの（バーナＣ）、を使用して、そのガラス合成
速度を調べた。マルチノズルバーナの他の各ノズルサイ
ズは次の通りである。 原料ガスノズル（２）：内径３．０ｍｍ シールガスノズル ：(内側3a)内径６．５ｍｍ、(外
側3b)内径３２ｍｍ 可燃性ガスノズル（４） ：内径２７ｍｍ 助燃性ガス外側ノズル（６）：内径３７ｍｍ 実施例、比較例において各ノズルへ供給するガスの種類
及びその流量は次の表１に示す通りである。（但し、Ｓ
ｉＣｌ４は流量単位がｇ／分である。）
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、特
許請求の範囲内で種々の実施態様を取り得るものであ
る。 実施例１ 図４に示されるようなＯＶＤ法で、母材のターゲットと
してコアとその外周のクラッドとからなる長さ２０００
ｍｍ、外径３５ｍｍのガラスロッドを用いて、光ファイ
バ用母材を製造した。原料ガスは四塩化珪素、可燃性ガ
スは水素、助燃性ガスとして酸素、シールガスとしてア
ルゴンを供給して、図１に示される小口径の助燃性ガス
ノズルを内側６本（その焦点はバーナ先端から１８０ｍ
ｍ）、外側８本（その焦点は１８０ｍｍ）有するマルチ
ノズルバーナ１によりガラス合成を行った。小口径の助
燃性ガスノズル５の内径がそれぞれ１．３ｍｍのもの
（バーナＡ）、１．５ｍｍのもの（バーナＢ）、１．７
ｍｍのもの（バーナＣ）、を使用して、そのガラス合成
速度を調べた。マルチノズルバーナの他の各ノズルサイ
ズは次の通りである。 原料ガスノズル（２）：内径３．０ｍｍ シールガスノズル ：(内側3a)内径６．５ｍｍ、(外
側3b)内径３２ｍｍ 可燃性ガスノズル（４） ：内径２７ｍｍ 助燃性ガス外側ノズル（６）：内径３７ｍｍ 実施例、比較例において各ノズルへ供給するガスの種類
及びその流量は次の表１に示す通りである。（但し、Ｓ
ｉＣｌ４は流量単位がｇ／分である。）
【００１２】
【表１】
【００１３】原料ガスは、図２に示す原料ガス発生装置
及び配管を用い、バーナ１までの導管１０をヒーター８
で加熱し、断熱材９で保温して全長にわたって導管１０
を約９５℃に保持して供給した。
及び配管を用い、バーナ１までの導管１０をヒーター８
で加熱し、断熱材９で保温して全長にわたって導管１０
を約９５℃に保持して供給した。
【００１４】バーナＡ、バーナＢ、バーナＣをそれぞれ
使用して、酸素ノズル（５）１本当たりの酸素流速を種
々変更して、酸素の噴出流速とガラス合成速度との関係
を調べた。その結果を図３にグラフで示す。図３に示すよ
うに、バーナＢの場合、酸素流量が２．１〜３．５ＳＬ
Ｍ (酸素流速２０〜３４ｍ／秒)でガラス合成速度は２
２ｇ／分に向上し、流量２．４〜３．２ＳＬＭ（流速２
２．６ｍ／秒〜３０．２ｍ／秒）で合成速度の最大値２
３ｇ／分であった。バーナＣの場合、酸素流量が２．６
〜３．５ＳＬＭ（酸素流速１９〜２６ｍ／秒）で合成速
度の最大値２１ｇ／分であり、バーナＡの場合、酸素流
量が２．１〜２．８ＳＬＭ（流速２６〜３５ｍ／秒）で
合成速度の最大値２０ｇ／分であった。得られた多孔質
母材には、堆積の凹凸はなくクラックが発生することも
なかった。また、原料ガス発生装置からバーナまでの導
管を全長にわたって９５℃程度に保温しているので原料
供給量を１割増やしても異常堆積は１２本中１本と従来
レベルであり、さらに１割増やしても異常堆積が増加す
ることはなかった。
使用して、酸素ノズル（５）１本当たりの酸素流速を種
々変更して、酸素の噴出流速とガラス合成速度との関係
を調べた。その結果を図３にグラフで示す。図３に示すよ
うに、バーナＢの場合、酸素流量が２．１〜３．５ＳＬ
Ｍ (酸素流速２０〜３４ｍ／秒)でガラス合成速度は２
２ｇ／分に向上し、流量２．４〜３．２ＳＬＭ（流速２
２．６ｍ／秒〜３０．２ｍ／秒）で合成速度の最大値２
３ｇ／分であった。バーナＣの場合、酸素流量が２．６
〜３．５ＳＬＭ（酸素流速１９〜２６ｍ／秒）で合成速
度の最大値２１ｇ／分であり、バーナＡの場合、酸素流
量が２．１〜２．８ＳＬＭ（流速２６〜３５ｍ／秒）で
合成速度の最大値２０ｇ／分であった。得られた多孔質
母材には、堆積の凹凸はなくクラックが発生することも
なかった。また、原料ガス発生装置からバーナまでの導
管を全長にわたって９５℃程度に保温しているので原料
供給量を１割増やしても異常堆積は１２本中１本と従来
レベルであり、さらに１割増やしても異常堆積が増加す
ることはなかった。
【００１５】比較例
バーナＡ（酸素ノズル内径１．３ｍｍ）を使用し、ノズ
ル１本あたりの酸素流量３．０〜４．０ＳＬＭ（流速を
３８〜５０ｍ／秒）にした以外は実施例１と同様に行っ
た。ガラス合成速度は１８ｇ／分であった。原料ガス発
生装置からバーナまでの導管の保温を約８３℃のままで
原料供給量を１割程度増やしたところ、母材表面に多数
の凹凸のある異常堆積が以前の２０本中１〜２本から３
本中２本と格段に増加した。
ル１本あたりの酸素流量３．０〜４．０ＳＬＭ（流速を
３８〜５０ｍ／秒）にした以外は実施例１と同様に行っ
た。ガラス合成速度は１８ｇ／分であった。原料ガス発
生装置からバーナまでの導管の保温を約８３℃のままで
原料供給量を１割程度増やしたところ、母材表面に多数
の凹凸のある異常堆積が以前の２０本中１〜２本から３
本中２本と格段に増加した。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、マルチノズルバーナを利用し、小口径の助燃
性ガスノズルの内径および助燃性ガスの噴出流速を規定
することでガラス合成速度を大幅に向上させることがで
き、凹凸のない均質の光ファイバ用母材を製造すること
ができる。さらに、原料導管を全長にわたって昇温保持
したことと相俟って、原料供給量を増加しても異常堆積
は少なく均質で大型の母材を従来に比べ短時間で製造す
ることができる。
によれば、マルチノズルバーナを利用し、小口径の助燃
性ガスノズルの内径および助燃性ガスの噴出流速を規定
することでガラス合成速度を大幅に向上させることがで
き、凹凸のない均質の光ファイバ用母材を製造すること
ができる。さらに、原料導管を全長にわたって昇温保持
したことと相俟って、原料供給量を増加しても異常堆積
は少なく均質で大型の母材を従来に比べ短時間で製造す
ることができる。
【図１】本発明で使用するマルチノズルバーナの正面図
である。
である。
【図２】本発明で使用する原料ガス発生装置及び配管の
断面模式図である。
断面模式図である。
【図３】ノズルから噴出する酸素流速とガラス合成速度
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図４】周知の光ファイバ母材製造装置の模式図であ
る。
る。
１ バーナ
２ 原料ガスノズル
３ａ、３ｂ シールガスノズル
４ 可燃性ガスノズル
５ 小口径の助燃性ガスノズル
６ 外周助燃性ガスノズル
７ 液体原料
８ ヒーター
９ 断熱材
１０ 導管
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H050 AB59
4G014 AH12 AH16
4G021 BA00 EA01
Claims (3)
- 【請求項１】 原料ガス、可燃性ガス、助燃性ガス及び
シールガスをバーナから噴出させ、該原料ガスを火炎中
で加水分解してガラス微粒子を生成し、該ガラス微粒子
をターゲットに堆積させて光ファイバ用母材を製造する
方法であって、該バーナの可燃性ガスノズル中に複数の
助燃性ガスノズルを持つマルチノズルバーナにおいて、
助燃性ガスノズルの内径を１．３ｍｍ以上、１．７ｍｍ
以下に設定することを特徴とする光ファイバ用母材の製
造方法。 - 【請求項２】 前記助燃性ガスノズルに供給する助燃性
ガス流量を、噴出するガス流速が１９ｍ／秒以上、３５
ｍ／秒以下となるようノズル内径に応じて調整すること
を特徴とする請求項１に記載の光ファイバ用母材の製造
方法。 - 【請求項３】 前記原料ガスの供給は、原料ガス発生装
置からバーナまでの導管をヒーターおよび断熱材を用い
て全長にわたって９０℃以上に保持することを特徴とす
る請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ用母材の製
造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001360915A JP4043768B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 光ファイバ用母材の製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003165737A true JP2003165737A (ja) | 2003-06-10 |
| JP4043768B2 JP4043768B2 (ja) | 2008-02-06 |
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| EP2096087A2 (en) | 2008-02-27 | 2009-09-02 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for fabricating optical fiber preform |
| WO2009107392A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用バーナー |
| EP2128100A1 (en) | 2008-05-13 | 2009-12-02 | Shinetsu Chemical Co., Ltd. | Porous Glass Base Material Manufacturing Method and Gas Flow Rate Control Apparatus |
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| CN101838103A (zh) * | 2009-03-03 | 2010-09-22 | 信越化学工业株式会社 | 光纤用母材的制造方法 |
| EP2380856A2 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
| JP2011225413A (ja) * | 2010-04-23 | 2011-11-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光ファイバ母材の製造方法 |
| WO2012008406A1 (ja) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体製造方法およびガラス体製造方法 |
| EP2434217A2 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-28 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quartz glass burner |
| WO2013047834A1 (ja) | 2011-09-29 | 2013-04-04 | 住友電気工業株式会社 | ガラス微粒子堆積体及びガラス母材の製造方法 |
| EP2583952A1 (en) | 2011-10-18 | 2013-04-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and burner for producing a porous glass preform |
| JP2013166686A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-08-29 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ガラス微粒子堆積体及びガラス母材の製造方法 |
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| JP2019064897A (ja) * | 2017-10-05 | 2019-04-25 | 信越化学工業株式会社 | 光ファイバ用多孔質ガラス堆積体の製造方法 |
-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001360915A patent/JP4043768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2009107392A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 信越化学工業株式会社 | 多孔質ガラス母材製造用バーナー |
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| US8312744B2 (en) | 2009-02-27 | 2012-11-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing glass fine particles and method for manufacturing porous glass base material using the same |
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| EP2380856A2 (en) | 2010-04-23 | 2011-10-26 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
| US8459063B2 (en) | 2010-04-23 | 2013-06-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Burner for producing porous glass preform |
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| US10604439B2 (en) | 2011-09-29 | 2020-03-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing glass-fine-particle-deposited body and method for manufacturing glass base material |
| EP2583952A1 (en) | 2011-10-18 | 2013-04-24 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method and burner for producing a porous glass preform |
| US9032761B2 (en) | 2011-10-18 | 2015-05-19 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Porous glass matrix producing burner and porous glass matrix producing method |
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