JP2751176B2 - 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Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多重管バーナを用いてVAD法（気相軸付法）、O
VPO法（外付気相酸化法）等の粒状ガラス（スート）生
成により光フアイバ用多孔質母材を製造する方法におい
て、粒状ガラスの堆積効率を向上できる製造方法い関す
るものである。
VPO法（外付気相酸化法）等の粒状ガラス（スート）生
成により光フアイバ用多孔質母材を製造する方法におい
て、粒状ガラスの堆積効率を向上できる製造方法い関す
るものである。
スート生成法では、燃焼用バーナの火炎中にガラス原
料を供給して、該ガラス原料を火炎加水分解又は酸化反
応させることにより粒状ガラスを合紙し、これを回転す
る出発材又は心棒の周囲に堆積させて多孔質ガラス母材
を製造する。この時の燃焼用バーナとして同心円状多重
管構造で、ガラス原料用と火炎形成用として燃焼ガス
用，助燃ガス用，不活性ガス用の複数噴出ポートを有す
るものが通常用いられている。
料を供給して、該ガラス原料を火炎加水分解又は酸化反
応させることにより粒状ガラスを合紙し、これを回転す
る出発材又は心棒の周囲に堆積させて多孔質ガラス母材
を製造する。この時の燃焼用バーナとして同心円状多重
管構造で、ガラス原料用と火炎形成用として燃焼ガス
用，助燃ガス用，不活性ガス用の複数噴出ポートを有す
るものが通常用いられている。
この種の燃焼バーナとして、上記の同心円状多重構造
で一組のガラス原料用と火炎形成用のポートからなる内
側火炎形成用ノズルの外側に、さらに円心円状多重構造
で一組のガラス原料用及び／又は火炎形成用のポートか
らなる外側火炎形成用ノズルを設けてなり、外側火炎形
成用ノズルを内側火炎形成用ノズルに対して、粒状ガラ
スの合成が終了するに足る距離だけ高くなるよう段差を
設けたバーナが提案されている（実公昭60−4979号公
報）。このように二重構造とすることで、粒状ガラスの
合成と堆積面の温度制御を別個に行なうことができる。
で一組のガラス原料用と火炎形成用のポートからなる内
側火炎形成用ノズルの外側に、さらに円心円状多重構造
で一組のガラス原料用及び／又は火炎形成用のポートか
らなる外側火炎形成用ノズルを設けてなり、外側火炎形
成用ノズルを内側火炎形成用ノズルに対して、粒状ガラ
スの合成が終了するに足る距離だけ高くなるよう段差を
設けたバーナが提案されている（実公昭60−4979号公
報）。このように二重構造とすることで、粒状ガラスの
合成と堆積面の温度制御を別個に行なうことができる。
また、特公昭62−50418号公報には、第４図に示すよ
うに二重構造多重管バーナ（二重火炎バーナ）で、内側
火炎形成用ノズル41を外側火炎形成用ノズル42に対して
退行可能とし、両ノズル先端部の段差Ｌ′を調整できる
ようにしたものが提案されており、このバーナは、バー
ナ火炎長を長くすることにより粒状ガラス径を大きくす
ることができると共に、径方向に火炎を二重化すること
で粒状ガラス堆積量が増加し、光フアイバ用多孔質母材
の高速合成を実現できると記載されている。
うに二重構造多重管バーナ（二重火炎バーナ）で、内側
火炎形成用ノズル41を外側火炎形成用ノズル42に対して
退行可能とし、両ノズル先端部の段差Ｌ′を調整できる
ようにしたものが提案されており、このバーナは、バー
ナ火炎長を長くすることにより粒状ガラス径を大きくす
ることができると共に、径方向に火炎を二重化すること
で粒状ガラス堆積量が増加し、光フアイバ用多孔質母材
の高速合成を実現できると記載されている。
光フアイバ用多孔質母材の合成においては、バーナに
より合成される粒状ガラスをいかに効率よく母材に堆積
させるかが重要な課題となつている。合成される粒状ガ
ラスに対して、母材に付着する割合を収率という。収率
が低い場合には、多孔質母材の合成速度を上げることが
できないばかりか、光フアイバ用母材合成用反応容器
（マツフルと呼ぶ）内を、母材に付着しなかつた粒状ガ
ラス（浮遊スス）が浮遊するため、下記のように種々の
弊害を生じる。
より合成される粒状ガラスをいかに効率よく母材に堆積
させるかが重要な課題となつている。合成される粒状ガ
ラスに対して、母材に付着する割合を収率という。収率
が低い場合には、多孔質母材の合成速度を上げることが
できないばかりか、光フアイバ用母材合成用反応容器
（マツフルと呼ぶ）内を、母材に付着しなかつた粒状ガ
ラス（浮遊スス）が浮遊するため、下記のように種々の
弊害を生じる。
浮遊ススが堆積面に付着すると、多孔質母材を透明ガ
ラス化した際、ガラス内に気泡を生じるので、高品質な
母材を得ることができない。
ラス化した際、ガラス内に気泡を生じるので、高品質な
母材を得ることができない。
マツフル内壁にススが付着し、特にモニター用窓等に
付着した場合、製造状況のモニターが不能となり、安定
に母材を製造することができない。
付着した場合、製造状況のモニターが不能となり、安定
に母材を製造することができない。
合成速度向上のために原料流量を上げていつた場合の
弊害については、特公昭62−50418号公報に記載されて
いるが、粒状ガラスの成長（粒子サイズ）が不十分であ
ることが、１つの要因として考えられる。そこで本発明
者らは第４図の従来バーナにおいて、内層41と外層42の
段差Ｌ′を、粒径を大きくする目的でさらに長くして堆
積を試みてみたが、Ｌ′を長くしすぎると逆に収率が劣
化し、さらに内外層の境界である内壁43の先端部に粒状
ガラスが付着するという弊害を生じることが判つた。第
５図に段差Ｌ′（mm）を変化したときの収率の変化を示
す。また長さＬ′が短かくてもバーナと光フアイバ用母
材の距離を離し火炎長さえ長くすれば粒径は大きくなる
と考えてバーナを母材から離して製造を行なつたが、収
率は変化したままであつた。また粒径は火炎を離しても
0.3μｍ程度に成長するのみでそれ以上成長しないこと
が判つた。
弊害については、特公昭62−50418号公報に記載されて
いるが、粒状ガラスの成長（粒子サイズ）が不十分であ
ることが、１つの要因として考えられる。そこで本発明
者らは第４図の従来バーナにおいて、内層41と外層42の
段差Ｌ′を、粒径を大きくする目的でさらに長くして堆
積を試みてみたが、Ｌ′を長くしすぎると逆に収率が劣
化し、さらに内外層の境界である内壁43の先端部に粒状
ガラスが付着するという弊害を生じることが判つた。第
５図に段差Ｌ′（mm）を変化したときの収率の変化を示
す。また長さＬ′が短かくてもバーナと光フアイバ用母
材の距離を離し火炎長さえ長くすれば粒径は大きくなる
と考えてバーナを母材から離して製造を行なつたが、収
率は変化したままであつた。また粒径は火炎を離しても
0.3μｍ程度に成長するのみでそれ以上成長しないこと
が判つた。
本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、こ
のような二重火炎形成型バーナを用いて、粒状ガラスの
堆積効率を向上して光フアイバ用母材を合成できる方法
を提供することを目的とするものである。
のような二重火炎形成型バーナを用いて、粒状ガラスの
堆積効率を向上して光フアイバ用母材を合成できる方法
を提供することを目的とするものである。
本発明者らは、ガラス原料流量と二重火炎形成型バー
ナ構造との関係を詳細に検討の結果、ガラス原料流量と
バーナの段差Ｌ、原料噴出用ポートサイズの関係を一定
の関係式を満足するように選択することで、上記の目的
を達成できることを見出し、本発明に到達し得たのであ
る。
ナ構造との関係を詳細に検討の結果、ガラス原料流量と
バーナの段差Ｌ、原料噴出用ポートサイズの関係を一定
の関係式を満足するように選択することで、上記の目的
を達成できることを見出し、本発明に到達し得たのであ
る。
すなわち本発明は気体のガラス原料を多重管バーナの
火炎中に供給して火炎加水分解させることにより合成し
た粒状ガラスを堆積して光フアイバ用多孔質母材を製造
する方法において、該多重管バーナとして、原料噴出用
中心部ポートの外周に火炎形成用の多重噴出ポートが設
けられてなる内側火炎形成部と、該火炎形成部の外周に
配置された火炎形成用の多重噴出ポートからなる外側火
炎形成部とを有してなる二重火炎形成型バーナを用い、
かつ該内側火炎形成部と該外側火炎形成部の先端部での
段差をＬ（mm）、原料噴出ポートの内径ｄ（mm）、ガラ
ス原料流量Ｑ（cc/min）とするときに0.4Q≦Ｌ×d2≦0.
6Qの関係を満足して粒状ガラスを堆積させることを特徴
とする光フアイバ用母材の製造方法に関する。
火炎中に供給して火炎加水分解させることにより合成し
た粒状ガラスを堆積して光フアイバ用多孔質母材を製造
する方法において、該多重管バーナとして、原料噴出用
中心部ポートの外周に火炎形成用の多重噴出ポートが設
けられてなる内側火炎形成部と、該火炎形成部の外周に
配置された火炎形成用の多重噴出ポートからなる外側火
炎形成部とを有してなる二重火炎形成型バーナを用い、
かつ該内側火炎形成部と該外側火炎形成部の先端部での
段差をＬ（mm）、原料噴出ポートの内径ｄ（mm）、ガラ
ス原料流量Ｑ（cc/min）とするときに0.4Q≦Ｌ×d2≦0.
6Qの関係を満足して粒状ガラスを堆積させることを特徴
とする光フアイバ用母材の製造方法に関する。
以下、本発明の方法を図面を参照して説明すると、第
１図は本発明方法に用いる二重火炎形成型バーナの一具
体例の概略説明図であつて、図中１〜８は噴出ポートで
あり、この例では中心ポート１から第４ポート４までが
内側火炎形成部であり、中心ポート１は原料ガス用、第
２ポート２は燃焼ガス用、第３ポート３は助燃ガス用、
第４ポート４は不活性ガス用である。また第５ないし第
８ポートが外側火炎形成部であつて、第５ポート５は不
活性ガス用、第６ポート６は燃焼ガス用、第７ポート７
は不活性ガス用、第８ポート８は助燃ガス用である。ま
た９は内壁である。ガラス原料ガス用の中心ポート１の
内径はｄ（mm）であり、内側火炎形成部先端と外側火炎
形成部先端の段差がＬ（mm）であるとき、本発明ではガ
ラス原料の流量Ｑ（cc/min）に対し、 0.4Q≦Ｌ×d2≦0.6Q の関係を満足するように堆積を行なうことを特徴とする
ものである。なお、第１図はあくまで例示であつて、噴
出ポート数はこれに限定されるものではない。
１図は本発明方法に用いる二重火炎形成型バーナの一具
体例の概略説明図であつて、図中１〜８は噴出ポートで
あり、この例では中心ポート１から第４ポート４までが
内側火炎形成部であり、中心ポート１は原料ガス用、第
２ポート２は燃焼ガス用、第３ポート３は助燃ガス用、
第４ポート４は不活性ガス用である。また第５ないし第
８ポートが外側火炎形成部であつて、第５ポート５は不
活性ガス用、第６ポート６は燃焼ガス用、第７ポート７
は不活性ガス用、第８ポート８は助燃ガス用である。ま
た９は内壁である。ガラス原料ガス用の中心ポート１の
内径はｄ（mm）であり、内側火炎形成部先端と外側火炎
形成部先端の段差がＬ（mm）であるとき、本発明ではガ
ラス原料の流量Ｑ（cc/min）に対し、 0.4Q≦Ｌ×d2≦0.6Q の関係を満足するように堆積を行なうことを特徴とする
ものである。なお、第１図はあくまで例示であつて、噴
出ポート数はこれに限定されるものではない。
本発明者らは燃焼バーナの火炎中で生成された粒状ガ
ラスの光フアイバ用母材への堆積のメカニズムを詳細に
研究した結果、第２図に示すように火炎12中を粒状ガラ
ス11はガス流線13に沿つて流れ、母材10の表面を流れて
いく間に拡散又はサーモホレシス効果（微粒子が温度の
高いところから低い方へと力を受け移動する現象）によ
り、母材10の堆積面表面に到達することが判つた。つま
り、粒状ガラス11が母材10に堆積するためには、できる
だけ火炎12の中心に近い部分を流れることが必要であ
る。
ラスの光フアイバ用母材への堆積のメカニズムを詳細に
研究した結果、第２図に示すように火炎12中を粒状ガラ
ス11はガス流線13に沿つて流れ、母材10の表面を流れて
いく間に拡散又はサーモホレシス効果（微粒子が温度の
高いところから低い方へと力を受け移動する現象）によ
り、母材10の堆積面表面に到達することが判つた。つま
り、粒状ガラス11が母材10に堆積するためには、できる
だけ火炎12の中心に近い部分を流れることが必要であ
る。
このような知見に基き、第１図のバーナを用いて、ガ
ラス原料の流量をＱ＝5500cc/minで一定として、Ｌ（m
m）,d（mm）のパラメータを変えて収率を検討したとこ
ろ、第３図のグラフに示す結果を得た。Ｌ×d2/Qは、原
料ガスがバーナの段差Ｌ内を通過する時間に相当するパ
ラメータ（このパラメータにπ/4を乗ずると時間に換算
できる）で、時間にして0.02〜0.03sec程度に相当す
る。第３図から0.4≦Ld2/Q≦0.6において、70％前後の
高い収率を得られることがわかる。Ｌが短かい場合は、
外側火炎形成部を出た後、ガラス粒子が外側へ拡散して
しまい堆積効率が劣化するし、Ｌが長すぎる場合は内側
火炎形成部で混合してしまうため、ガラス微粒子が内壁
９に付着しやすく、また拡散により、やはり堆積効率が
劣化する。
ラス原料の流量をＱ＝5500cc/minで一定として、Ｌ（m
m）,d（mm）のパラメータを変えて収率を検討したとこ
ろ、第３図のグラフに示す結果を得た。Ｌ×d2/Qは、原
料ガスがバーナの段差Ｌ内を通過する時間に相当するパ
ラメータ（このパラメータにπ/4を乗ずると時間に換算
できる）で、時間にして0.02〜0.03sec程度に相当す
る。第３図から0.4≦Ld2/Q≦0.6において、70％前後の
高い収率を得られることがわかる。Ｌが短かい場合は、
外側火炎形成部を出た後、ガラス粒子が外側へ拡散して
しまい堆積効率が劣化するし、Ｌが長すぎる場合は内側
火炎形成部で混合してしまうため、ガラス微粒子が内壁
９に付着しやすく、また拡散により、やはり堆積効率が
劣化する。
なお以上は同心円状多重管からなる二重火炎形成型バ
ーナにより説明したが、断面が円形以外の多重管バーナ
であつても、断面積ｓについて とする円とみなした場合の想定内径ｄについて、0.4≦L
d2/Q≦0.6の関係を満たすように堆積を行なえば、同様
の作用効果が期待できる。
ーナにより説明したが、断面が円形以外の多重管バーナ
であつても、断面積ｓについて とする円とみなした場合の想定内径ｄについて、0.4≦L
d2/Q≦0.6の関係を満たすように堆積を行なえば、同様
の作用効果が期待できる。
実施例１ 第１図に示した同心円状８重管二重火炎形成型バーナ
を用いて、本発明により粒状ガラスの合成と堆積を行な
い光フアイバ用多孔質母材を製造した。条件は次のとお
り。
を用いて、本発明により粒状ガラスの合成と堆積を行な
い光フアイバ用多孔質母材を製造した。条件は次のとお
り。
バーナパラメータ:L＝80mm,d＝6mm 内側火炎形成層（中心ポート１〜第４ポート）：ガラ
ス原料は中心ポート１のみに流す。SiCl4 5.5l/min、H2
12l/min,O2 25l/min,Ar 3l/min. 外側火炎形成層（第５〜第８ポート）：第５及び第７
ポートにArガスを流す。Ar 8l/min,H2 40l/min,O2 26l/
min。
ス原料は中心ポート１のみに流す。SiCl4 5.5l/min、H2
12l/min,O2 25l/min,Ar 3l/min. 外側火炎形成層（第５〜第８ポート）：第５及び第７
ポートにArガスを流す。Ar 8l/min,H2 40l/min,O2 26l/
min。
このときＬ×d2/Q＝80×36÷5500＝0.52であつた。以
上で合成された多孔質ガラス母材の堆積速度は10.6g/mi
n、収率は約72％と良好であつた。
上で合成された多孔質ガラス母材の堆積速度は10.6g/mi
n、収率は約72％と良好であつた。
比較例１ 実施例１において、Ｌのみ120mmとし、他は全く同様
の条件で多孔質ガラス母材を製造した。このときＬ×d2
/Q＝0.78と本発明の範囲をはずれていた。この結果、堆
積速度7g/minと低く、収率は〜48％しかなかつた。また
バーナ内壁９にはススが堆積し、固着してしまつた。上
記実施例１と本比較例１の堆積速度、収率を比べれば、
本発明の効果が明らかに理解できる。
の条件で多孔質ガラス母材を製造した。このときＬ×d2
/Q＝0.78と本発明の範囲をはずれていた。この結果、堆
積速度7g/minと低く、収率は〜48％しかなかつた。また
バーナ内壁９にはススが堆積し、固着してしまつた。上
記実施例１と本比較例１の堆積速度、収率を比べれば、
本発明の効果が明らかに理解できる。
以上説明したように、本発明の方法はガラス原料流
量、二重火炎形成型バーナの段差サイズ、原料噴出ポー
トの内径を調整して粒状ガラスの合成及び堆積を行なう
ことにより、向上した堆積速度で、しかも高収率で光フ
アイバ用母材を製造することができる。従つて本発明は
所謂スート付けにより光フアイバ用母材を製造する方法
に広く利用して、その生産性を向上し、コストダウンに
も貢献できるものである。
量、二重火炎形成型バーナの段差サイズ、原料噴出ポー
トの内径を調整して粒状ガラスの合成及び堆積を行なう
ことにより、向上した堆積速度で、しかも高収率で光フ
アイバ用母材を製造することができる。従つて本発明は
所謂スート付けにより光フアイバ用母材を製造する方法
に広く利用して、その生産性を向上し、コストダウンに
も貢献できるものである。
第１図は本発明い用いる粒状ガラス合成用二重火炎形成
型バーナの一具体例のガス噴出部分を示す概略断面図、
第２図は粒状ガラスの火炎中の流れ方を説明する模式
図、第３図は本発明におけるＬ×d2/Q（横軸）と収率
（％、縦軸）の関係を示す図表、第４図は従来法で用い
たバーナのガス噴出部分の概略説明図、第５図は第４図
のバーナを用いて従来法で粒状ガラスの合成・堆積を行
つたときのＬ′（mm、横軸）を変化させたときの収率
（％、縦軸）の変化を示す図表である。
型バーナの一具体例のガス噴出部分を示す概略断面図、
第２図は粒状ガラスの火炎中の流れ方を説明する模式
図、第３図は本発明におけるＬ×d2/Q（横軸）と収率
（％、縦軸）の関係を示す図表、第４図は従来法で用い
たバーナのガス噴出部分の概略説明図、第５図は第４図
のバーナを用いて従来法で粒状ガラスの合成・堆積を行
つたときのＬ′（mm、横軸）を変化させたときの収率
（％、縦軸）の変化を示す図表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高城 政浩 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−186238（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−270226（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−87428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−186239（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】気体のガラス原料を多重管バーナの火炎中
に供給して火炎加水分解させることにより合成した粒状
ガラスを堆積して光フアイバ用多孔質母材を製造する方
法において、該多重管バーナとして、原料噴出用中心部
ポートの外周に火炎形成用の多重噴出ポートが設けられ
てなる内側火炎形成部と、該火炎形成部の外周に配置さ
れた火炎形成用の多重噴出ポートからなる外側火炎形成
部とを有してなる二重火炎形成型バーナを用い、かつ該
内側火炎形成部と該外側火炎形成部の先端部での段差を
Ｌ（mm）、原料噴出ポートの内径ｄ（mm）、ガラス原料
流量Ｑ（cc/min）とするときに0.4Q≦Ｌ×d2≦0.6Qの関
係を満足して粒状ガラスを堆積させることを特徴とする
光フアイバ用母材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023975A JP2751176B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
| KR1019890701321A KR960016030B1 (ko) | 1988-02-05 | 1989-01-30 | 사출 압축 성형 방법 및 그 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63023975A JP2751176B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201040A JPH01201040A (ja) | 1989-08-14 |
| JP2751176B2 true JP2751176B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=12125554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63023975A Expired - Lifetime JP2751176B2 (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 光フアイバ用母材の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751176B2 (ja) |
| KR (1) | KR960016030B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004183534A (ja) * | 2002-12-02 | 2004-07-02 | Sanden Corp | 圧縮機 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61186238A (ja) * | 1985-02-12 | 1986-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光フアイバ母材の製造装置 |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP63023975A patent/JP2751176B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-30 KR KR1019890701321A patent/KR960016030B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR900700263A (ko) | 1990-08-13 |
| JPH01201040A (ja) | 1989-08-14 |
| KR960016030B1 (ko) | 1996-11-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |