JP3169561B2 - ガラス微粒子堆積体の製造方法 - Google Patents
ガラス微粒子堆積体の製造方法Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1415—Reactant delivery systems
- C03B19/1423—Reactant deposition burners
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/04—Multi-nested ports
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ用ガラ
ス母材等の製造に使用されるガラス微粒子堆積体の製造
方法に関するものである。
ス母材等の製造に使用されるガラス微粒子堆積体の製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガラス微粒子を生成する方法として、ガ
ラス原料ガスを火炎中で加水分解反応させる方法があ
る。光ファイバ用ガラス母材の製造においては、ガラス
原料ガスとして、四塩化ケイ素（ＳｉＣ１4）などのケ
イ素化合物と、屈折率を上げるためのドーパント原料の
四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣ１4）などがあり、これら
を水素ガス（Ｈ2）、メタンガス（ＣＨ4）などの可燃性
ガスと、酸素ガス（０2）などの助燃性ガスの混合炎中
に供給して加水分解してガラス微粒子を生成する。これ
を耐熱性のターゲットやガラスロッドに堆積させて堆積
体とする場合もある。
ラス原料ガスを火炎中で加水分解反応させる方法があ
る。光ファイバ用ガラス母材の製造においては、ガラス
原料ガスとして、四塩化ケイ素（ＳｉＣ１4）などのケ
イ素化合物と、屈折率を上げるためのドーパント原料の
四塩化ゲルマニウム（ＧｅＣ１4）などがあり、これら
を水素ガス（Ｈ2）、メタンガス（ＣＨ4）などの可燃性
ガスと、酸素ガス（０2）などの助燃性ガスの混合炎中
に供給して加水分解してガラス微粒子を生成する。これ
を耐熱性のターゲットやガラスロッドに堆積させて堆積
体とする場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガラス原料ガ
ス、可燃性ガス及び助燃性ガスの供給量は、ガラス微粒
子の生成の場合と、ガラス微粒子を被付着体に堆積させ
る場合とでは最適供給量は一般的に差があり、前者の場
合、通常は生成、堆積における最適原料供給量の中間の
原料供給量で生成、堆積せざるをえない。例えば、ガラ
ス微粒子の生成の場合は、最適ガス供給量は、容量比で
ガラス原料ガス１に対して、可燃性ガス２〜40及び助燃
性ガス１〜20であるが、一方ガラス微粒子を被付着体に
堆積させる場合は、最適ガス供給量は、容量比でガラス
原料ガス１に対して、可燃性ガス２〜40及び助燃性ガス
1.5 〜15である。また、従来のガラス微粒子生成用バー
ナーは、形状、供給する各原料ガスの種類や量の如何に
関わらず、ガラス微粒子を生成する最適ガス供給量で
は、多重管バーナー最外層のガス流速がガラス原料ガス
流速との差が大きいため、火炎が拡散ないしは収束して
しまう。このため、ガラス微粒子を被付着体に堆積する
場合、ガラス微粒子の堆積効率が悪くなり、また堆積後
の多孔質ガラス体の密度も低下する。
ス、可燃性ガス及び助燃性ガスの供給量は、ガラス微粒
子の生成の場合と、ガラス微粒子を被付着体に堆積させ
る場合とでは最適供給量は一般的に差があり、前者の場
合、通常は生成、堆積における最適原料供給量の中間の
原料供給量で生成、堆積せざるをえない。例えば、ガラ
ス微粒子の生成の場合は、最適ガス供給量は、容量比で
ガラス原料ガス１に対して、可燃性ガス２〜40及び助燃
性ガス１〜20であるが、一方ガラス微粒子を被付着体に
堆積させる場合は、最適ガス供給量は、容量比でガラス
原料ガス１に対して、可燃性ガス２〜40及び助燃性ガス
1.5 〜15である。また、従来のガラス微粒子生成用バー
ナーは、形状、供給する各原料ガスの種類や量の如何に
関わらず、ガラス微粒子を生成する最適ガス供給量で
は、多重管バーナー最外層のガス流速がガラス原料ガス
流速との差が大きいため、火炎が拡散ないしは収束して
しまう。このため、ガラス微粒子を被付着体に堆積する
場合、ガラス微粒子の堆積効率が悪くなり、また堆積後
の多孔質ガラス体の密度も低下する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
に鑑みなされたもので、ガラス微粒子の生成及び付着領
域での火炎中の温度分布を最適化させ、効率良くガラス
微粒子の生成、堆積をすることができる。即ち本発明
は、火炎中でガラス原料ガスの加水分解反応によりガラ
ス微粒子を生成しガラス微粒子堆積体を製造する方法に
おいて、多重管バーナーの最外層に酸素濃度が１５〜２
５容量％の酸素含有ガスを、ガラス原料ガスの３０〜６
０容量％で流速を０．１〜３倍にして流すことを特徴と
するものである。
に鑑みなされたもので、ガラス微粒子の生成及び付着領
域での火炎中の温度分布を最適化させ、効率良くガラス
微粒子の生成、堆積をすることができる。即ち本発明
は、火炎中でガラス原料ガスの加水分解反応によりガラ
ス微粒子を生成しガラス微粒子堆積体を製造する方法に
おいて、多重管バーナーの最外層に酸素濃度が１５〜２
５容量％の酸素含有ガスを、ガラス原料ガスの３０〜６
０容量％で流速を０．１〜３倍にして流すことを特徴と
するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、多重管バーナーの最外
層に酸素含有ガスを流すことにより、火炎の拡散、収束
を防ぎ、これを自由に制御することができ、またその供
給量を調節することで火炎全体の拡散を制御し、ガラス
微粒子の生成領域及び堆積領域での火炎中の温度分布を
最適化させることができ、効率よくガラス微粒子の生
成、堆積が行われるのである。
層に酸素含有ガスを流すことにより、火炎の拡散、収束
を防ぎ、これを自由に制御することができ、またその供
給量を調節することで火炎全体の拡散を制御し、ガラス
微粒子の生成領域及び堆積領域での火炎中の温度分布を
最適化させることができ、効率よくガラス微粒子の生
成、堆積が行われるのである。
【０００６】多重管バーナーの最外層に流す酸素含有ガ
スの酸素濃度は、１５容量％未満では、火炎の温度が低
下し、堆積後の多孔質ガラス体の密度が低くなり、２５
容量％を超えると火炎温度が最適なガラス微粒子生成領
域から逸脱し、ガラス微粒子の生成及び堆積効率が低下
するので、１５〜２５容量％の範囲とすることが必要で
ある。酸素含有ガスとしては、窒素ガスやＨｅガス、Ａ
ｒガス等の不活性ガスに酸素を含有させたものや空気な
どが好ましい。酸素含有ガスの供給量は、火炎中のガラ
ス微粒子の生成領域の温度分布に悪影響を及ぼさず、ガ
ラス微粒子の堆積に最適な温度領域をより大きく確保す
る理由から、ガラス原料ガスの３〜６０容量％とするの
が好ましい。また、酸素含有ガスの流速をガラス原料ガ
スの流速の０．１〜３倍とすることにより、火炎の拡散
や収束を防止することができる。
スの酸素濃度は、１５容量％未満では、火炎の温度が低
下し、堆積後の多孔質ガラス体の密度が低くなり、２５
容量％を超えると火炎温度が最適なガラス微粒子生成領
域から逸脱し、ガラス微粒子の生成及び堆積効率が低下
するので、１５〜２５容量％の範囲とすることが必要で
ある。酸素含有ガスとしては、窒素ガスやＨｅガス、Ａ
ｒガス等の不活性ガスに酸素を含有させたものや空気な
どが好ましい。酸素含有ガスの供給量は、火炎中のガラ
ス微粒子の生成領域の温度分布に悪影響を及ぼさず、ガ
ラス微粒子の堆積に最適な温度領域をより大きく確保す
る理由から、ガラス原料ガスの３〜６０容量％とするの
が好ましい。また、酸素含有ガスの流速をガラス原料ガ
スの流速の０．１〜３倍とすることにより、火炎の拡散
や収束を防止することができる。
【０００７】本発明では、ガラス微粒子を被付着体に堆
積させる場合でも、ガラス原料ガス、可燃性ガス、助燃
性ガスの供給量はガラス微粒子生成効率が最適のものと
すれば良く、これは公知の条件で行えばよく、例えば容
量比でガラス原料ガス１に対して可燃性ガス２〜40、助
燃性ガス１〜20の比率とすればよい。
積させる場合でも、ガラス原料ガス、可燃性ガス、助燃
性ガスの供給量はガラス微粒子生成効率が最適のものと
すれば良く、これは公知の条件で行えばよく、例えば容
量比でガラス原料ガス１に対して可燃性ガス２〜40、助
燃性ガス１〜20の比率とすればよい。
【０００８】多重管バーナーは公知のもので良く、例え
ば中心管よりガラス原料ガス、助燃性ガス、可燃性ガ
ス、シールガス及び最外層に酸素含有ガスのノズルをこ
の順で設けた５重管が例示されるが、本願発明では、５
重管に限定されるものではなく、５重管より多くても少
なくとも良く、要は最外層に酸素含有ガスのノズルが設
けられていれば良い。
ば中心管よりガラス原料ガス、助燃性ガス、可燃性ガ
ス、シールガス及び最外層に酸素含有ガスのノズルをこ
の順で設けた５重管が例示されるが、本願発明では、５
重管に限定されるものではなく、５重管より多くても少
なくとも良く、要は最外層に酸素含有ガスのノズルが設
けられていれば良い。
【０００９】
実施例 ５重管バーナーの中心ノズルより順に、四塩化ケイ素ガ
ス10SLM （標準状態でのガス供給速度、リットル／分、
以下同じ）、水素ガス150SLM、酸素ガス100SLM、アルゴ
ンガス10SLM を各ノズルに供給し、最外層のノズルには
空気５SLM を供給し、この空気により火炎の拡散を防ぎ
ながら、寸法50mm×50mm×３mm厚さのガラス板に、この
火炎をガラス板の表面から垂直に30cm離して、ガラス微
粒子を７mmの厚さに堆積させたところ、堆積効率は全ガ
ラス微粒子量の53％となり、堆積密度は0.6g/cm3であっ
た。
ス10SLM （標準状態でのガス供給速度、リットル／分、
以下同じ）、水素ガス150SLM、酸素ガス100SLM、アルゴ
ンガス10SLM を各ノズルに供給し、最外層のノズルには
空気５SLM を供給し、この空気により火炎の拡散を防ぎ
ながら、寸法50mm×50mm×３mm厚さのガラス板に、この
火炎をガラス板の表面から垂直に30cm離して、ガラス微
粒子を７mmの厚さに堆積させたところ、堆積効率は全ガ
ラス微粒子量の53％となり、堆積密度は0.6g/cm3であっ
た。
【００１０】比較例 ５重管バーナーの最外層のノズルに空気を供給しなかっ
た点以外は実施例と同じ条件でガラス微粒子を堆積した
ところ、堆積効率は全ガラス微粒子量の47％で、堆積密
度は0.45g/cm3 であった。
た点以外は実施例と同じ条件でガラス微粒子を堆積した
ところ、堆積効率は全ガラス微粒子量の47％で、堆積密
度は0.45g/cm3 であった。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、効率よくガラス微粒子
を生成、堆積することができる。
を生成、堆積することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平沢 秀夫 群馬県安中市磯部２丁目13番１号 信越 化学工業株式会社 精密機能材料研究所 内 (56)参考文献 特開 平４−193730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−5036（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−54243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−215515（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−142425（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−90631（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C03B 37/018 C03B 8/04
Claims (1)
- 【請求項１】 火炎中でガラス原料ガスの加水分解反応
によりガラス微粒子を生成しガラス微粒子堆積体を製造
する方法において、多重管バーナーの最外層に酸素濃度
が１５〜２５容量％の酸素含有ガスを、ガラス原料ガス
の３〜６０容量％で流速を０．１〜３倍にして流すこと
を特徴とするガラス微粒子堆積体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27434296A JP3169561B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27434296A JP3169561B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10120429A JPH10120429A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3169561B2 true JP3169561B2 (ja) | 2001-05-28 |
Family
ID=17540329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27434296A Expired - Fee Related JP3169561B2 (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3169561B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003252643A (ja) * | 2002-03-04 | 2003-09-10 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法及び酸水素火炎バーナ |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5654243A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-14 | Hitachi Ltd | Preparation of optical fiber matrix |
| US4465708A (en) * | 1983-05-31 | 1984-08-14 | At&T Technologies, Inc. | Technique for fabricating single mode lightguide soot-forms |
| JPS60215515A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-28 | Mitsubishi Metal Corp | 合成石英素塊の製造法及びその装置 |
| JPH01142425U (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-29 | ||
| JPH0290631U (ja) * | 1988-12-27 | 1990-07-18 | ||
| JPH04193730A (ja) * | 1990-11-26 | 1992-07-13 | Fujikura Ltd | 光ファイバ母材の製造方法および酸水素バーナ用フード |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27434296A patent/JP3169561B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10120429A (ja) | 1998-05-12 |
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