JP2004099342A - ガラス部材の製造方法及び装置 - Google Patents

ガラス部材の製造方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2004099342A
JP2004099342A JP2002260239A JP2002260239A JP2004099342A JP 2004099342 A JP2004099342 A JP 2004099342A JP 2002260239 A JP2002260239 A JP 2002260239A JP 2002260239 A JP2002260239 A JP 2002260239A JP 2004099342 A JP2004099342 A JP 2004099342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass tube
glass
pressure
heating
heating source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002260239A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Hirano
平野 信行
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2002260239A priority Critical patent/JP2004099342A/ja
Publication of JP2004099342A publication Critical patent/JP2004099342A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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]
    • C03B37/018Manufacture 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] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C03B37/01846Means for after-treatment or catching of worked reactant gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

【課題】ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造プロセスにおいて、均一な厚み、特性のガラス部材を得ることができるガラス部材の製造方法及びそのための装置を提供すること。
【解決手段】ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造方法において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値となるように制御することを特徴とするガラス部材の製造方法、及びそのための装置。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造方法及びそのための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ母材などのガラス部材の製造方法には、ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むものがある。
その代表的な例である内付けCVD法(MCVD法:Modified Chemical Vapor Deposition)による光ファイバ用ガラス母材などのガラス部材の製造は、一般に図3(a)及び図3(b)に示すように、出発材であるガラス管1を回転させつつ該ガラス管1内にガス供給側(上流側)から排気側(下流側)に向けてガラスの主原料であるSiCl4 、GeCl4 やBCl3 等の添加物及びO2 等からなるガラス原料含有ガス(原料ガス)2を流しながら、ガラス管1の外側に設けた加熱源(この例では加熱用のバーナ3)とガラス管1とを相対的に往復運動(トラバース)させて外側から加熱する方法で行われている。以下、説明の簡略化のため、バーナ3を移動させる形で記載する。
【0003】
バーナ3の移動に従い主原料ガスであるSiCl4 が酸化されて生成するガラス微粒子(以下、ススと記載することもある)がバーナ3の下流側のガラス管1の内壁に堆積しガラス微粒子層(スス)4が形成され、さらにバーナ3が移動して加熱されると堆積しているガラス微粒子が透明ガラス化してガラス層5が形成される。バーナ3はトラバースターン部6まで移動した後、上流側の初期の位置に戻される。このトラバースを所定の回数繰り返して所望の厚さの堆積ガラス層5を形成させる。
【0004】
このようなMCVD法でガラス部材を製造する場合、加熱源の移動に伴いガラス管の長手方向に反応点が移動する。ガラス管内にはガス供給側から原料ガスを供給し、余剰のガスは排気側から排気するようにしているのでガラス管内には圧力勾配、圧力のばらつきが生じている。
圧力に変動があるとガスの密度にも変動が生じるため、同じ温度条件でも反応及び堆積状態、ガラス層の性状なども変化し、得られるガラス部材の特性が長手方向で変動するという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決し、ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造プロセスにおいて、均一な厚み、径、特性のガラス部材を得ることができるガラス部材の製造方法及びそのための装置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】
本発明は上記課題を解決する手段として次の(1)〜(6)の構成を採るものである。
(1)ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造方法において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値となるように制御することを特徴とするガラス部材の製造方法。
(2)前記ガラス管を加熱する工程が、出発材であるガラス管の内側に該ガラス管のガス供給側から排気側に向けてガラス原料含有ガスを流しつつ、前記ガラス管を該ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により加熱し、前記ガラス管内で気相化学反応によりガラス微粒子を生成させガラス管内壁に堆積する工程であることを特徴とする前記(1)のガラス部材の製造方法。
(3)ガラス管内の任意の2点で圧力を測定し、前記2点の測定値の差分から加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を求め、その圧力が所定の値となるように制御することを特徴とする前記(1)又は(2)のガラス部材の製造方法。
【0007】
(4)ガラス管の下流側端部にガスを導入して、加熱源の位置におけるガラス管内の圧力が所定の値となるように制御することを特徴とする前記(3)のガラス部材の製造方法。
(5)ガラス管の下流側端部における排気ガス吸引量を変化させて、加熱源の位置におけるガラス管内の圧力が所定の値となるように制御することを特徴とする前記(3)のガラス部材の製造方法。
(6)ガラス管に対して相対的に移動しながら前記ガラス管を加熱する加熱源を有するガラス部材の製造装置において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値となるように制御する手段を備えてなることを特徴とするガラス部材の製造装置。
(7)前記ガラス管内の圧力を所定の値となるように制御する手段が、ガラス管内の任意の2点で圧力を測定し、前記2点の測定値の差分から加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を求め、その圧力が所定の値となるように制御する手段であることを特徴とする前記(6)のガラス部材の製造装置。
(8)前記ガラス管内の圧力を所定の値となるように制御する手段が、ガラス管の下流側端部に設けられたガス導入手段又は排気量調節手段であることを特徴とする前記(6)のガラス部材の製造装置。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の方法及び装置について、MCVD法によりガラス部材を製造する場合を例にとって図面を参照して説明する。図1はMCVD法によりガラス部材を製造する場合の本発明の1実施形態を模式的に示す説明図である。
図1の例においては、ガラス旋盤12に両端を把持され、回転する出発材であるガラス管1内に原料ガス2を供給し、加熱源であるバーナ3を原料ガス2の上流側から下流側へ移動させる。バーナ3により加熱されている位置(反応点)では、原料ガス2中のガラス原料が反応してガラス微粒子が生成し、ガラス管1の内壁に堆積したガラス微粒子はさらに加熱されてガラス化してガラス層が形成される。このバーナ3の移動を所定の回数繰り返すことによって任意の厚さのガラス層が形成される。
【0009】
この方法ではガラス管1の一方(上流側)の端部からガラス原料を含むガスが供給され、他方(下流側)の端部から排気される。そのため通常は上流側端部の圧力が下流側端部の圧力よりも高くなり、両端部間には圧力勾配が生じており、バーナ3の位置によって反応条件が異なることになるので、ガラス管1の長手方向で製品性能にばらつきを生じる原因となる。
そこで本発明では、バーナ3の位置におけるガラス管1内の圧力を所定の値となるように制御する。通常の場合、長手方向全長にわたって一定の圧力(例えば、MCVD法でゲージ圧で130PaGe程度)となるようにすればよいが、必要により途中で設定値を変えてもよい。外圧の変動などによりガラス管の径が変動するするような場合には、内圧を調整して該径を一定とするように調整すればよい。
この例のガラス部材製造プロセスでは、ガラス微粒子が堆積した直後に該ガラス微粒子が加熱源により加熱されて透明なガラスとなるが、ガラス部材製造プロセスとして一旦ガラス微粒子堆積層が形成された後で該ガラス微粒子堆積層が透明化されてガラス層となる場合もあり、本発明におけるガラス管を加熱する工程はこのガラス微粒子堆積層を形成する工程及びガラス微粒子堆積層を透明化する工程を含むものである。
【0010】
加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を制御する方法は特に限定されるものではないが、例えば図1においてガラス管1の上流側端部近傍の測定点の圧力P1 と下流側端部近傍の測定点の圧力P2 を測定し、それらの値から加熱源の位置における圧力Pを推算し、ガラス管1の下流側端部に配管13から窒素等の加圧用ガス15を導入することによりPがP1 に等しくなるように制御することができる。
具体的には、上流側測定点と下流側測定点との距離L、上流側測定点から加熱位置までの距離xから(1)式により加熱位置の圧力Pを求め、このPが所定の圧力P0 に等しくなるように、すなわちP2 が(2)式の値となるようにバルブ14により流量を調整しながら配管13から加圧用ガス15を導入することによって、加熱源の位置における圧力をほぼ一定に制御することができる。P1 を調整して加熱源の位置におけるガラス管内の圧力が所定の値になるように制御してもよい。
【数1】
P=P1 −(P1 −P2 )・x/L     (1)
2 =P1 +L・(P0 −P1 )/x    (2)
【0011】
ガラス管端部近傍のP1 及びP2 を測定する測定点はできるだけガラス管1の有効部に近い方が望ましい。また、図2に示すようにガラス管1の下流側端部近傍に、ガラス管1の中心軸を回転軸として回転する中心材16に板状部材17を取り付けたガラス微粒子除去部材18を設置し、このガラス微粒子除去部材18をガラス管1と相対的に回転させ、バーナ3の折り返し点Bより後流側のガラス管内壁に付着するガラス微粒子を除去しながらガラス層の形成を行う場合には、中心材16を先端に穴を開けた中空構造とし、中空部の圧力(図2の例では中心材16の先端の位置での圧力)を測定するようにすれば、より正確な測定が可能である。
【0012】
また、ガラス微粒子の合成及びガラス化を行う前に、予め所定量のガス(空気など)を流し、ガラス管内の何カ所かで圧力を測定し、それぞれの位置での圧力を所定の値とするのに必要な加圧用ガスの必要量を求めておき、移動するバーナの位置に合わせて加圧用ガスの供給量を制御すれば、より簡単に圧力の制御を行うことができる。
【0013】
本発明の方法はガラス管を加熱炉内で加熱し、延伸する工程にも有効に適用できる。例えば図4において、ガラス管10内には不活性ガス9が図の上から下へ流される。縮径部11はヒータ8によりガラスが加熱され軟化している。上流側圧力測定点21からヒータ8の中心Cまでのガラス管10の軸に沿った距離をx、上流側圧力測定点21から下流側圧力測定点22までのガラス管10の軸に沿った距離をLとし、上流側圧力測定点21での圧力をP1 、下流側圧力測定点22での圧力をP2 とする。ガラス管10の延伸前の内径をD、延伸後の内径をdとすれば、ヒータ8の中心Cの位置における縮径部11の圧力Pは(3)式で表される。
【数2】
P=〔D4 (L−x)P1 +d4 xP2 〕/〔d4 x+D4 (L−x)〕・・・・・(3)
このPが所定の値となるようにP1 又はP2 を調整する。これにより縮径部内の圧力が変化して、軟化したガラスが管の外側に膨れたり、内側に凹むのを抑制することができる。つまり、縮径部内の圧力を所定の圧力に制御することにより延伸によるガラス管の外径変動を抑えることができる。
【0014】
【発明の効果】
本発明によれば、ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造方法において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値に維持することができるので、均一な厚み、径、特性のガラス部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態を示す説明図。
【図2】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図3】MCVD法によるガラス部材の製造工程におけるススとガラス層の形成状態を示す説明図。
【図4】ガラス管の延伸工程の1例を示す説明図。
【符号の説明】
1 ガラス管  2 原料ガス  3 バーナ  4 ガラス微粒子層
5 ガラス層  6 トラバースターン部  7 加熱炉  8 ヒータ
9 不活性ガス  10 ガラス管  11 縮径部  12 ガラス旋盤
13 配管  14 バルブ  15 不活性ガス  16 中心材
17 板状部材  18 ガラス微粒子除去部材
21 上流側圧力測定点  22 下流側圧力測定点

Claims (5)

  1. ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により前記ガラス管を加熱する工程を含むガラス部材の製造方法において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値となるように制御することを特徴とするガラス部材の製造方法。
  2. 前記ガラス管を加熱する工程が、出発材であるガラス管の内側に該ガラス管のガス供給側から排気側に向けてガラス原料含有ガスを流しつつ、前記ガラス管を該ガラス管に対して相対的に移動する加熱源により加熱し、前記ガラス管内で気相化学反応によりガラス微粒子を生成させガラス管内壁に堆積する工程であることを特徴とする請求項1に記載のガラス部材の製造方法。
  3. ガラス管内の任意の2点で圧力を測定し、前記2点の測定値の差分から加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を求め、その圧力が所定の値となるように制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のガラス部材の製造方法。
  4. ガラス管に対して相対的に移動しながら前記ガラス管を加熱する加熱源を有するガラス部材の製造装置において、前記加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を所定の値となるように制御する手段を備えてなることを特徴とするガラス部材の製造装置。
  5. 前記ガラス管内の圧力を所定の値となるように制御する手段が、ガラス管内の任意の2点で圧力を測定し、前記2点の測定値の差分から加熱源の位置におけるガラス管内の圧力を求め、その圧力が所定の値となるように制御する手段であることを特徴とする請求項4に記載のガラス部材の製造装置。
JP2002260239A 2002-09-05 2002-09-05 ガラス部材の製造方法及び装置 Pending JP2004099342A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002260239A JP2004099342A (ja) 2002-09-05 2002-09-05 ガラス部材の製造方法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002260239A JP2004099342A (ja) 2002-09-05 2002-09-05 ガラス部材の製造方法及び装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004099342A true JP2004099342A (ja) 2004-04-02

Family

ID=32261014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002260239A Pending JP2004099342A (ja) 2002-09-05 2002-09-05 ガラス部材の製造方法及び装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004099342A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005082798A1 (ja) * 2004-02-27 2005-09-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 光ファイバ母材を製造する方法および装置
CN106927671A (zh) * 2017-04-18 2017-07-07 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种mcvd方法中反应管压力控制及尾气处理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005082798A1 (ja) * 2004-02-27 2005-09-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 光ファイバ母材を製造する方法および装置
JPWO2005082798A1 (ja) * 2004-02-27 2007-08-02 住友電気工業株式会社 光ファイバ母材を製造する方法および装置
JP4687648B2 (ja) * 2004-02-27 2011-05-25 住友電気工業株式会社 光ファイバ母材を製造する方法および装置
CN106927671A (zh) * 2017-04-18 2017-07-07 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种mcvd方法中反应管压力控制及尾气处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5723095B2 (ja) 光学プリフォームを製造するための方法および装置
CN100371275C (zh) 在外部气相沉积法中制备光纤预制棒的方法和设备
CN103922579A (zh) 一种基于基管外径维持与修正控制制造光纤预制芯棒的装置及其制造光纤预制芯棒方法
JP2005154162A (ja) ガラスパイプ加工方法及び装置、ガラスパイプ
US20070125127A1 (en) Methods for modifying ovality of optical fiber preforms
CN1922114B (zh) 制造光纤预制件的方法及设备
US8230701B2 (en) Method for forming fused silica glass using multiple burners
JP5572022B2 (ja) 光ファイバ用一次プリフォームの製造方法
JP4239806B2 (ja) マルチモード光ファイバ母材の製造方法、マルチモード光ファイバの製造方法
JP2007022874A (ja) ガラス管の加工方法
JP2004099342A (ja) ガラス部材の製造方法及び装置
JP6170958B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
JP2682603B2 (ja) 無機コート光ファイバの製造装置及び製造方法
JP4082326B2 (ja) 被加熱物品の表面温度測定方法、これを用いた加熱方法、及び光ファイバプリフォームの製造方法
JP2001220151A (ja) 正確に規定した屈折率プロフィルを示すプリフォームを化学気相蒸着(cvd)技術により製造する方法
JP2006096608A (ja) ガラス母材の製造方法
JP2005119916A (ja) ガラス物品の製造方法及びそのための装置
JPH0867524A (ja) 光ファイバ母材の製造方法
KR100566222B1 (ko) 광섬유 모재 제작 방법 및 제작 장치
JP4239595B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法
KR100554423B1 (ko) 수정화학 기상 증착 방법에 있어서 광섬유 모재의 굴절률제어방법 및 상기 방법에 의해 제조된 광섬유
KR100641941B1 (ko) 길이방향으로 균일성을 갖는 기가비트급 전송시스템용다중모드 광섬유의 제조방법
JP4404214B2 (ja) 光ファイバ用ガラス母材の製造方法
JP2006232665A (ja) マルチモード光ファイバおよびそれを作製する方法
JP2005194133A (ja) ガラス母材の製造方法