(57)【要約】【課題】  出発ガラス材を金属製のチャックで把持してその外周にガラス微粒子を堆積させる際、出発ガラス材の把持部での傷の発生及びがたつきを防止し、堆積中、出発ガラス材が振れ回ることのない安定した状態で製造することのできるガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】  出発ガラス材を把持装置で把持して回転させつつその外周にガラス微粒子を堆積させるに際し、出発ガラス材と把持装置の把持部との間に表面に凹凸を有する緩衝材を介在させて把持することを特徴とし、出発ガラス材と把持装置の把持部との間に介在させる緩衝材には、出発ガラス材の表面に存在する凹凸の深さの少なくとも２倍以上の厚さを有する弾性材を使用するのが好ましい。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
出発ガラス材を把持装置で把持して回転させつつその外周にガラス微粒子を堆積させるに際し、出発ガラス材と把持装置の把持部との間に表面に凹凸を有する緩衝材を介在させて把持することを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項２】
緩衝材が、出発ガラス材の表面に存在する凹凸の深さの少なくとも２倍以上の厚さを有する弾性材である請求項１に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項３】
出発ガラス材と把持装置の把持部との間に介在させる緩衝材が、５.０ＭＰa、１時間の蒸気試験による引っ張り強さの減少率が５０％以下である請求項１又は２に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項４】
出発ガラス材と把持装置の把持部との間に介在させる緩衝材が、８５０℃、０.５時間の強熱試験による強熱減量が３２％以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項５】
出発ガラス材と把持装置の把持部との間に介在させる緩衝材が、１００℃、２２時間の加熱試験による応力緩和率が５０％以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項６】
出発ガラス材側に接触する緩衝材の表面に、離型剤を塗布する請求項１乃至５のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項７】
出発ガラス材と把持装置の把持部との間に緩衝材を介在させて把持する際、締め付けるトルクを一定に管理して把持する請求項１乃至６のいずれかに記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【請求項８】
締め付けるトルクを、把持部チャックの最大ハンドルトルクの６０〜１００％の範囲で一定に管理する請求項７に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱状あるいは円筒材の出発ガラス材の外周部にガラス微粒子の集合体を形成する方法、特には、高純度が要求される光ファイバ用ガラス母材製造の際の中間製品として好適に用いられる、光ファイバ用多孔質ガラス母材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、通常、高純度合成石英ガラスからなる光ファイバ用ガラス母材を線引き機で所定の径に線引きし、さらにその表面にコーティングして製造される。この光ファイバ用ガラス母材（以下、単にガラス母材と称する）は、ＶＡＤ（Vapor Phase Axial Deposition、気相軸付け）法やＯＶＤ（Outside Vapor Deposition、外付け）法といった方法を用いて作製される。
【０００３】
従来、光ファイバ用ガラス母材あるいは石英系ガラス管を製造するには、特許文献１や特許文献２に示された様な方法で、出発ガラス材を固定して回転させ、出発ガラス材の外周部にガラス微粒子堆積体を形成し、さらに、出発ガラス材の外周をチャックで直接把持して回転させ、高温炉で加熱処理して脱水・透明ガラス化することにより、ガラス母材とされる。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０‐１６１４３４号公報
【特許文献２】特開昭６２‐２０７７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらこのような従来の方法では、出発ガラス材を金属製のチャックに取り付けるときにガラス表面に傷が付き、その傷を起点にしてクラックが発生する。ガラス母材は、生産性を上げるために大型化される傾向にあるが、これには、ガラス微粒子の堆積過程において、バーナーから受ける輻射熱や、堆積重量の増加による負荷の増大等により、把持部に大きな負荷が掛かり、出発ガラス材がずれたり、がたつきを生じ、出発ガラス材自体が振れ回るという問題が発生する。
【０００６】
出発ガラス材が振れ回ると、でき上がった製品に偏芯が生じたり、最悪の場合、振れのため堆積途中で割れてしまう、あるいは把持部で破損して割れ落ちる等の問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、出発ガラス材を金属製のチャックで把持してその外周にガラス微粒子を堆積させる際、出発ガラス材の把持部での傷の発生及びがたつきを防止し、堆積中、出発ガラス材が振れ回ることのない安定した状態で製造することのできるガラス母材の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のガラス母材の製造方法は、出発ガラス材を把持装置で把持して回転させつつその外周にガラス微粒子を堆積させるに際し、出発ガラス材と把持装置の把持部との間に表面に凹凸を有する緩衝材を介在させて把持することを特徴としている。
【０００９】
出発ガラス材と把持装置の把持部との間に介在させる緩衝材には、出発ガラス材の表面に存在する凹凸の深さの少なくとも２倍以上の厚さを有する弾性材を使用し、さらに、緩衝材としては、５.０ＭＰa、１時間の蒸気試験による引っ張り強さの減少率が５０％以下であるもの、８５０℃、０.５時間の強熱試験による強熱減量が３２％以下であるもの、１００℃、２２時間の加熱試験による応力緩和率が５０％以下であるものを使用するのが好ましい。
【００１０】
把持装置で把持するに際しては、出発ガラス材側に接触する緩衝材の表面に離型剤を塗布するとよい。また、出発ガラス材と把持装置の把持部との間に緩衝材を介在させて把持する際、締め付けるトルクを一定に管理して把持するのが好ましく、トルクは、把持部チャックの最大ハンドルトルクの６０〜１００％の範囲で一定に管理する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、出発ガラス材の外周部に高温でも弾性機能を有するシート（緩衝材）を所定の厚さ巻き付けて固定し、把持することにより、出発ガラス材表面の傷を防止し、把持部での割れを防ぐことができる。また、出発ガラス材表面の凹凸をシート材で吸収することにより、出発ガラス材のがたつきや振れ回りを防止することができ、偏芯の少ないガラス母材を歩留りよく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
光ファイバの線引きに供せられるガラス母材の前駆体となる多孔質ガラス母材は、出発ガラス材を把持装置の把持部、例えばチャックに取り付け、その外周面にガラス微粒子を堆積させることで製造されるが、その際、上記したように堆積中に出発ガラス材がその把持部で割れることがある。
【００１３】
この割れの原因について種々検討したところ、出発ガラス材表面の傷が起点となって割れを生じることが判明した。そこで、この割れの原因となる傷を極力防ぐため、出発ガラス材とチャックとの間に表面に凹凸を有する緩衝材を介在させることにより、出発ガラス材の取り付け時や締め付け時に、出発ガラス材の表面に傷が付くのを防止することができた。
【００１４】
また堆積が進むにつれて、その重量増と共に次第に高温になり、出発ガラス材の把持部にずれようとする力が生じる。このとき出発ガラス材の表面に凹凸があると、把持部分がずれ、がたつきを生じる原因となる。一度がたつきが発生するとさらに出発ガラス材がずれ、振れ回りを起こす原因となったり、無理な力が掛かることで、把持部分で割れてしまうことが判明した。
【００１５】
そこで、出発ガラス材を固定するときに、その外周部に高温でも弾性機能が損なわれないシート材を巻き付け、出発ガラス材とチャックとの間に緩衝材を介在させることで、出発ガラス材表面の凹凸を吸収してしっかりとチャックに固定することができた。また、堆積時のバーナー火炎により熱負荷が掛かった状態でも弾性機能が損なわれないため、把持部がずれたり、がたつくことがなくなり、堆積終了まで安定した把持状態を維持している。固定に用いる緩衝材の厚さは、出発ガラス材の把持部に存在する表面凹凸の少なくとも２倍以上の厚さとするのが好ましい。
【００１６】
この結果、出発ガラス材のずれが原因で堆積中に生じる振れ回りや、把持部の割れによる堆積中止を無くすことができる。さらに、母材の大型化に伴って堆積時間が長くなると、出発ガラス材に巻き付けたシート材が長時間の熱によって焼き付くことがあるが、この問題は、出発ガラス材に接するシート材の表面に離型剤を塗布することで、焼き付きを回避することができる。
【００１７】
本発明において出発ガラス材として用いる円柱状あるいは円筒状の出発ガラス材としては、例えば、コアとなるガラス棒、あるいはコアとクラッドの一部を有するガラス棒等を用いることができる。
【００１８】
堆積中、出発ガラス材は、バーナー火炎その他の輻射熱や伝導熱によって高温状態にある。このため、固定に用いる緩衝材は、蒸気試験（５.０ＭＰa×１時間）の引っ張り強さの減少率が５０％以下、強熱試験（８５０℃×０.５時間）の強熱減量が３２％以下、加熱試験（１００℃×２２時間）の応力緩和率が５０％以下であるものを使用するのが好ましい。
また、緩衝材を介在させて把持する際、締め付けるトルクを一定に管理して把持するのが好ましく、トルクは、把持部チャックの最大ハンドルトルクの６０〜１００％の範囲で一定に管理するのが好ましい。
【実施例】
【００１９】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
【００２０】
ＶＡＤ法により作製した、中心部にＧｅＯ2が比屈折率差で０.３％添加されたＳｉＯ2からなるガラスロッド（直径３５ｍｍ）を出発ガラス材とした。これに緩衝材として、５.０ＭＰa、１時間の蒸気試験による引っ張り強さの減少率が５０％以下であり、表面に凹凸を有する厚さ０.８mmのジョイントシートを出発ガラス材に巻き付け、図１に示す構成の反応容器内把持部にセットし、ガラス微粒子合成用バーナーにＳｉＣｌ4を供給し、生成したガラス微粒子を３６時間堆積させた。なお、図２は、図１の把持部を拡大したものである。
所定量の堆積を終えた後、反応容器から取り出し、出発ガラス材把持部の表面を確認したが、傷は見あたらなかった。
なお、本実施例１で使用した緩衝材は、以下の実施例２，３も含め、応力緩和率５０％以下、強熱減量３２％以下及び蒸気試験による引っ張り強さの減少率５０％以下を満足するものである。
（比較例１）
【００２１】
実施例１で使用したものと同様の出発ガラス材を用い、これを直接反応器内把持部に固定した以外は、実施例１と同様の条件でガラス微粒子の堆積を行ったところ、堆積途中で出発ガラス材がその把持部で割れたため、堆積を中止した。割れた把持部を確認すると、ガラス表面に起点となる傷があり、この傷からクラックが走っていることが確認された。
（実施例２）
【００２２】
実施例１と同様の出発ガラス材を用いた。これを図１に示す構成の反応容器内にセットするとき、出発ガラス材の把持部にあたる部分の外径変動を測定したところ、直径２９.６〜３０.１ｍｍで変動していたため、出発ガラス材の把持部に、８５０℃、０.５時間の強熱試験による強熱減量が３２％以下であり、表面に凹凸を有する厚さ０.８ｍｍのシート材を巻き付けて、出発ガラス材を反応容器内把持部に固定した。さらに、反応容器内で出発ガラス材の曲がり修正を行った後、ガラス微粒子合成用バーナーよりＳｉＣｌ4を供給し、ガラス微粒子を堆積させた。出発ガラス材の振れ回りは、堆積中を通じて０.１ｍｍ以下であった。
本実施例により得られた直径１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍのガラス微粒子堆積体を、Ｈｅ雰囲気中１６００℃で加熱し透明ガラス化した。このようにして得られた直径５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの光ファイバ用プリフォームの偏芯を長手方向で５点測定したが、いずれも偏芯率は０.１％以下であった。
（比較例２）
【００２３】
実施例１と同様の出発ガラス材を用い、これに熱対策としてケブラー繊維を巻き付けた後、反応器内把持部に出発ガラス材を固定し、その他の条件は実施例１と同様にして堆積を行ったところ、出発ガラス材の振れ回りは、堆積の中盤で０.３ｍｍ、堆積後半で０.４５ｍｍであった。本比較例により得られた直径４８ｍｍ、長さ１０００ｍｍのプリフォームの偏芯率を長手方向で５点測定したところ、焼結時固定側で０.３％となり、末端側では０.５％以上となった。
（実施例３）
【００２４】
実施例１と同様の出発ガラス材を用いた。これに巻き付ける緩衝材には、１００℃、２２時間の加熱試験による応力緩和率が５０％以下であるシート材を採用し、事前にシート材の出発ガラス材表面に接する側に離型剤としてジメチルシリコーンオイルを均一に塗りつけて乾燥させた。表面が乾いてから出発ガラス材に巻き付け、図１に示す構成の反応容器内把持部にセットし、締め付けトルク５０Ｎ・ｍ（チャック仕様最大ハンドルトルクの凡そ８０％）で固定し、ガラス微粒子合成用バーナーにはＳｉＣ１4を供給し、生成するガラス微粒子を３６時間堆積させた。
堆積中母材の振れ回りを測定したが、振れ回りは０.１ｍｍ以下であった。所定量の堆積を終えた後、把持部の固定を外し、出発ガラス材表面からシート材を剥がしたが、付着はなく、またシート材の表面にガラスがくっつきガラス部が欠けることもなかった。
（比較例３）
【００２５】
実施例１と同様の出発ガラス材を用い、この出発ガラス材に離型剤を塗布しないシート材を巻き付けた後、反応容器内把持部にセットし、締め付けトルク５０Ｎ・ｍで固定し、その他の条件は、実施例２と同様にして堆積を行った。
堆積後把持部の固定を外したところ、出発ガラス材の把持部にシート材が焼き付いており、これを剥がしたところ、把持部のガラスが一部欠けてしまい、その後の工程にまわすことができなくなった。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明によれば、製造中の割れ等による破損事故が減り、歩留りが向上し、製造コストの低減に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例で使用した、ガラス母材製造装置の反応容器を示す概略正面図である。
【図２】図１に示した製造装置の把持部を拡大した概略図である。
【図１】
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【図２】
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