JPH04362034A - 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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- JPH04362034A JPH04362034A JP3134223A JP13422391A JPH04362034A JP H04362034 A JPH04362034 A JP H04362034A JP 3134223 A JP3134223 A JP 3134223A JP 13422391 A JP13422391 A JP 13422391A JP H04362034 A JPH04362034 A JP H04362034A
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- C03B20/00—Processes specially adapted for the production of quartz or fused silica articles, not otherwise provided for
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- 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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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガラス微粒子堆積体の製
造方法、特に光ファイバ用母材の製造方法に関する。
造方法、特に光ファイバ用母材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼バーナーから気体のガラス原料を噴
出させ、火炎中での気相反応によりガラス微粒子を形成
し、出発材に堆積させるＶＡＤ法においては、環境に有
害な塩化水素ガスなどが反応生成物として発生する。こ
れら有害な反応生成物を効率よく捕集処理するため、ま
た反応系への外部からの影響を除くため、一般にＶＡＤ
法においては、閉ざされた空間（マッフル）の内部で反
応を進行させ、ガラス微粒子堆積体を作成している。
出させ、火炎中での気相反応によりガラス微粒子を形成
し、出発材に堆積させるＶＡＤ法においては、環境に有
害な塩化水素ガスなどが反応生成物として発生する。こ
れら有害な反応生成物を効率よく捕集処理するため、ま
た反応系への外部からの影響を除くため、一般にＶＡＤ
法においては、閉ざされた空間（マッフル）の内部で反
応を進行させ、ガラス微粒子堆積体を作成している。
【０００３】近年ＶＡＤ法において、堆積速度（１分間
当たりのガラス微粒子堆積体の合成速度：ｇ／分）を上
げる研究がなされており、種々の方法が検討されている
。その一つとして、堆積効率を向上させるためにガラス
微粒子堆積面の温度を下げることを目的として、マッフ
ル表面を冷却する技術が特開昭６２−１７１９３８号公
報に提案されている。
当たりのガラス微粒子堆積体の合成速度：ｇ／分）を上
げる研究がなされており、種々の方法が検討されている
。その一つとして、堆積効率を向上させるためにガラス
微粒子堆積面の温度を下げることを目的として、マッフ
ル表面を冷却する技術が特開昭６２−１７１９３８号公
報に提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】堆積効率を向上させる
ために、マッフル表面を冷却する従来の技術では、特開
昭６２−１７１９３８号公報の実施例にも示されるよう
に、マッフル表面温度は２０℃程度まで冷却されていた
。ところが、マッフル内には酸水素火炎が形成されてい
るため露点が外界より高い。従って、２０℃程度まで冷
却した場合、マッフル内に結露が生じる。マッフル内で
は反応によりＨＣｌガスも生成されており、結露により
生じた水は塩酸となり、金属マッフルを使用している場
合には、この結露で生じた塩酸により腐蝕されることに
なる。これによりマッフルの寿命が短くなり、また、腐
蝕された金属がガラス母材中に侵入することから、光フ
ァイバ用母材を作製する場合には、伝送損失を大きくす
ることになり、非常に問題となる。本発明はこのような
従来法の欠点を解消することを課題としてなされたもの
である。
ために、マッフル表面を冷却する従来の技術では、特開
昭６２−１７１９３８号公報の実施例にも示されるよう
に、マッフル表面温度は２０℃程度まで冷却されていた
。ところが、マッフル内には酸水素火炎が形成されてい
るため露点が外界より高い。従って、２０℃程度まで冷
却した場合、マッフル内に結露が生じる。マッフル内で
は反応によりＨＣｌガスも生成されており、結露により
生じた水は塩酸となり、金属マッフルを使用している場
合には、この結露で生じた塩酸により腐蝕されることに
なる。これによりマッフルの寿命が短くなり、また、腐
蝕された金属がガラス母材中に侵入することから、光フ
ァイバ用母材を作製する場合には、伝送損失を大きくす
ることになり、非常に問題となる。本発明はこのような
従来法の欠点を解消することを課題としてなされたもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決する手段として、閉ざされたマッフル中において、気
体のガラス原料ガスを燃焼バーナーから噴出させて火炎
中で加水分解させることによりガラス微粒子を生成し、
該ガラス微粒子を回転する出発材の先端あるいは周囲に
堆積させガラス微粒子堆積体を形成させるガラス微粒子
堆積体の製造方法において、該マッフル表面最低温度を
５０℃以上にし、且つ該マッフル表面平均温度を５０〜
１５０℃に保つことを特徴とするガラス微粒子堆積体の
製造方法を提供するものである。マッフル表面平均温度
を５０〜１５０℃に保つ手段としては、マッフル表面に
冷却用パイプを取り付け、該パイプ内に一定温度に保持
した液体を流す方法、またはマッフルを二重構造として
、二重壁の間に一定温度に保持した液体を流す方法が、
特に好ましい態様として挙げられる。図１に二重構造マ
ッフルの一具体例を、図２に冷却パイプ付きマッフルの
一具体例を示す。
決する手段として、閉ざされたマッフル中において、気
体のガラス原料ガスを燃焼バーナーから噴出させて火炎
中で加水分解させることによりガラス微粒子を生成し、
該ガラス微粒子を回転する出発材の先端あるいは周囲に
堆積させガラス微粒子堆積体を形成させるガラス微粒子
堆積体の製造方法において、該マッフル表面最低温度を
５０℃以上にし、且つ該マッフル表面平均温度を５０〜
１５０℃に保つことを特徴とするガラス微粒子堆積体の
製造方法を提供するものである。マッフル表面平均温度
を５０〜１５０℃に保つ手段としては、マッフル表面に
冷却用パイプを取り付け、該パイプ内に一定温度に保持
した液体を流す方法、またはマッフルを二重構造として
、二重壁の間に一定温度に保持した液体を流す方法が、
特に好ましい態様として挙げられる。図１に二重構造マ
ッフルの一具体例を、図２に冷却パイプ付きマッフルの
一具体例を示す。
【０００６】
【作用】ガラス微粒子の堆積面への付着は火炎（高温側
）と堆積面（低温側）との温度勾配によるサーモホレシ
ス効果によって起こる。このサーモホレシス効果を大き
くしてガラス微粒子の付着効率を上げるためは、温度勾
配を大きくすればよい。その一つの方法として、同じ火
炎を形成したままで、堆積面の温度を下げることが考え
られる。堆積面の温度は、堆積面から輻射により逃げる
熱量と、火炎から受け取る熱量、そしてマッフルから輻
射により入ってくる熱量の均り合いにより決められる。 従って、マッフル表面温度を下げてマッフルから入って
くる熱量を下げることにより、堆積面の温度は下がり、
ガラス微粒子の付着効率は向上する。
）と堆積面（低温側）との温度勾配によるサーモホレシ
ス効果によって起こる。このサーモホレシス効果を大き
くしてガラス微粒子の付着効率を上げるためは、温度勾
配を大きくすればよい。その一つの方法として、同じ火
炎を形成したままで、堆積面の温度を下げることが考え
られる。堆積面の温度は、堆積面から輻射により逃げる
熱量と、火炎から受け取る熱量、そしてマッフルから輻
射により入ってくる熱量の均り合いにより決められる。 従って、マッフル表面温度を下げてマッフルから入って
くる熱量を下げることにより、堆積面の温度は下がり、
ガラス微粒子の付着効率は向上する。
【０００７】ところが、マッフル内ではＨ２ とＯ２
の反応により水が生成されているため、水蒸気圧が外界
より高くなっており、マッフル壁面を室温（２０℃）程
度まで冷却した場合、マッフル壁面で結露が起こる。前
述のとおり、マッフル内に結露が生じると、腐蝕により
マッフル寿命が短くなり、また、腐蝕された金属が飛散
し、ガラス母材中に侵入することから、光ファイバ用母
材を作製する場合には伝送損失を高くしてしまい大きな
問題となる。
の反応により水が生成されているため、水蒸気圧が外界
より高くなっており、マッフル壁面を室温（２０℃）程
度まで冷却した場合、マッフル壁面で結露が起こる。前
述のとおり、マッフル内に結露が生じると、腐蝕により
マッフル寿命が短くなり、また、腐蝕された金属が飛散
し、ガラス母材中に侵入することから、光ファイバ用母
材を作製する場合には伝送損失を高くしてしまい大きな
問題となる。
【０００８】この結露を防止するためには、マッフル表
面温度をマッフル内の露点以上にすれば良いのであるが
、あまり温度を上げ過ぎると、マッフルからガラス微粒
子堆積面への輻射熱が増加し、ガラス微粒子堆積面の温
度が上がる。ガラス微粒子堆積面の温度が上昇するとサ
ーモホレシス効果が弱くなり、ガラス微粒子の付着効率
は下がる結果となる。つまり、マッフルへの結露を防止
し、ガラス微粒子の付着効率を上げるためには、マッフ
ル表面温度をマッフル内の露点以下にならない範囲でで
きるだけ下げればよい。
面温度をマッフル内の露点以上にすれば良いのであるが
、あまり温度を上げ過ぎると、マッフルからガラス微粒
子堆積面への輻射熱が増加し、ガラス微粒子堆積面の温
度が上がる。ガラス微粒子堆積面の温度が上昇するとサ
ーモホレシス効果が弱くなり、ガラス微粒子の付着効率
は下がる結果となる。つまり、マッフルへの結露を防止
し、ガラス微粒子の付着効率を上げるためには、マッフ
ル表面温度をマッフル内の露点以下にならない範囲でで
きるだけ下げればよい。
【０００９】そこで本発明者等はマッフル温度と結露の
関係を調べる実験を行った。その結果、マッフル表面温
度が４５℃以下になると結露が生じることがわかった。 また堆積速度とマッフル表面平均温度の関係を調べたと
ころ、マッフル表面平均温度が５０〜１５０℃の範囲内
では堆積速度に差がないことがわかった。従って、マッ
フル内面への結露を防止して、堆積速度を上げるために
は、マッフル表面最低温度を５０℃以上にし且つマッフ
ル表面平均温度を５０℃〜１５０℃の範囲内に冷却すれ
ばよい。
関係を調べる実験を行った。その結果、マッフル表面温
度が４５℃以下になると結露が生じることがわかった。 また堆積速度とマッフル表面平均温度の関係を調べたと
ころ、マッフル表面平均温度が５０〜１５０℃の範囲内
では堆積速度に差がないことがわかった。従って、マッ
フル内面への結露を防止して、堆積速度を上げるために
は、マッフル表面最低温度を５０℃以上にし且つマッフ
ル表面平均温度を５０℃〜１５０℃の範囲内に冷却すれ
ばよい。
【００１０】
【実施例】比較例１
１２重管バーナーを使用し、第１ポートから原料（Ｓｉ
Ｃｌ４ ）を１０リットル／分、第２，６，１０ポート
からＨ２ を２００リットル／分、第４，８，１２ポー
トからＯ２ を２００リットル／分、第３，５，７，９
，１１ポートからＡｒを４０リットル／分流して、マッ
フル冷却を行わずにガラス微粒子堆積体を作製した。こ
のときのマッフル温度は３５０℃〜４５０℃（平均４０
０℃）、堆積面最高温度は１０８０℃、堆積速度は１６
．１ｇ／分であった。
Ｃｌ４ ）を１０リットル／分、第２，６，１０ポート
からＨ２ を２００リットル／分、第４，８，１２ポー
トからＯ２ を２００リットル／分、第３，５，７，９
，１１ポートからＡｒを４０リットル／分流して、マッ
フル冷却を行わずにガラス微粒子堆積体を作製した。こ
のときのマッフル温度は３５０℃〜４５０℃（平均４０
０℃）、堆積面最高温度は１０８０℃、堆積速度は１６
．１ｇ／分であった。
【００１１】比較例２
バーナー、ガス流量条件は比較例１と同じにして、水冷
マッフルによりマッフル温度を１０〜１００℃（平均５
０℃）に冷却したところ、マッフル温度が４８℃以下の
部分で結露が起こり、マッフルが腐蝕された。このとき
堆積面最高温度は９７０℃、堆積速度は１７．３ｇ／分
であった。
マッフルによりマッフル温度を１０〜１００℃（平均５
０℃）に冷却したところ、マッフル温度が４８℃以下の
部分で結露が起こり、マッフルが腐蝕された。このとき
堆積面最高温度は９７０℃、堆積速度は１７．３ｇ／分
であった。
【００１２】実施例１
バーナー、ガス流量条件は比較例１と同じにして、水冷
マッフルによりマッフル温度を５０〜１５０℃（平均９
０℃）に冷却したところ、マッフル内に結露は起こらな
かった。このとき堆積面最高温度は９９０℃、堆積速度
は１７．１ｇ／分であった。
マッフルによりマッフル温度を５０〜１５０℃（平均９
０℃）に冷却したところ、マッフル内に結露は起こらな
かった。このとき堆積面最高温度は９９０℃、堆積速度
は１７．１ｇ／分であった。
【００１３】実施例２
バーナー、ガス流量条件は比較例１と同じにして、水冷
マッフルによりマッフル温度を９０〜１９０℃（平均１
４０℃）に冷却したところ、結露は発生ぜず、このとき
の堆積面最高温度は１０００℃、堆積速度は１７．０ｇ
／分であった。
マッフルによりマッフル温度を９０〜１９０℃（平均１
４０℃）に冷却したところ、結露は発生ぜず、このとき
の堆積面最高温度は１０００℃、堆積速度は１７．０ｇ
／分であった。
【００１４】以上の実施例および比較例の結果から、比
較例１の冷却なしの場合に堆積速度は最も小さく、比較
例２は堆積速度は大きいがマッフルの腐食が起こること
、本発明の実施例１，２は比較例２の平均５０℃に冷却
した場合と殆ど同程度の堆積速度が得られ、しかも結露
の発生がないのでマッフルの腐食がないことが判る。 従って、本発明の限定するマッフル温度範囲は結露防止
と堆積速度向上に非常に有効である。
較例１の冷却なしの場合に堆積速度は最も小さく、比較
例２は堆積速度は大きいがマッフルの腐食が起こること
、本発明の実施例１，２は比較例２の平均５０℃に冷却
した場合と殆ど同程度の堆積速度が得られ、しかも結露
の発生がないのでマッフルの腐食がないことが判る。 従って、本発明の限定するマッフル温度範囲は結露防止
と堆積速度向上に非常に有効である。
【００１５】
【発明の効果】本発明のようにマッフルを特定の温度範
囲に冷却しながらガラス微粒子堆積体を形成することに
より、ガラス微粒子堆積体の堆積速度を向上できる、即
ちガラス母材を生産性を上げることができ、更に金属マ
ッフルの場合は寿命延長とガラス母材の汚染防止効果が
得られ、設備コストの低減と共に品質が向上できる。し
たがって本発明は各種のガラス製造に利用でき、不純物
がなく高品質を要求される光ファイバ母材等の製造にも
適する有利な方法である。
囲に冷却しながらガラス微粒子堆積体を形成することに
より、ガラス微粒子堆積体の堆積速度を向上できる、即
ちガラス母材を生産性を上げることができ、更に金属マ
ッフルの場合は寿命延長とガラス母材の汚染防止効果が
得られ、設備コストの低減と共に品質が向上できる。し
たがって本発明は各種のガラス製造に利用でき、不純物
がなく高品質を要求される光ファイバ母材等の製造にも
適する有利な方法である。
【図１】本発明に用いる二重構造マッフルの一具体例を
説明する概略図である。
説明する概略図である。
【図２】本発明に用いる冷却パイプを取り付けたマッフ
ルの一具体例を説明する概略図である。
ルの一具体例を説明する概略図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 閉ざされたマッフル中において、気体
のガラス原料ガスを燃焼バーナーから噴出させて火炎中
で加水分解させることによりガラス微粒子を生成し、該
ガラス微粒子を回転する出発材の先端あるいは周囲に堆
積させガラス微粒子堆積体を形成させるガラス微粒子堆
積体の製造方法において、該マッフル表面最低温度を５
０℃以上にし、且つ該マッフル表面平均温度を５０〜１
５０℃に保つことを特徴とするガラス微粒子堆積体の製
造方法。 - 【請求項２】 前記マッフル表面に冷却用パイプを取
り付け、該パイプ内に一定温度に保持した液体を流すこ
とを特徴とする請求項１のガラス微粒子堆積体の製造方
法。 - 【請求項３】 該マッフルを二重構造として、二重壁
の間に一定温度に保持した液体を流すことを特徴とする
請求項１のガラス微粒子堆積体の製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134223A JPH04362034A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
| KR1019920009666A KR940011120B1 (ko) | 1991-06-05 | 1992-06-04 | 유리미립자 퇴적체의 제조방법 |
| CA002070481A CA2070481A1 (en) | 1991-06-05 | 1992-06-04 | Method for producing glass soot deposit |
| AU18020/92A AU650756B2 (en) | 1991-06-05 | 1992-06-04 | Method for producing glass soot deposit |
| DE69209147T DE69209147T2 (de) | 1991-06-05 | 1992-06-05 | Verfahren zum Herstellen von Glaströpfchenniederschlägen |
| US07/894,426 US5250097A (en) | 1991-06-05 | 1992-06-05 | Method for producing glass soot deposit |
| EP92109543A EP0517246B1 (en) | 1991-06-05 | 1992-06-05 | Method for producing glass soot deposit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3134223A JPH04362034A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362034A true JPH04362034A (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=15123300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3134223A Pending JPH04362034A (ja) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | ガラス微粒子堆積体の製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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