(57)【要約】【課題】ガラス微粒子の堆積終了後の急冷による割れを防止することができるガラス微粒子堆積体の製造方法を提供する。【解決手段】反応容器１１内においてバーナ１２により発生させたガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体１４の製造方法であって、反応容器１１は、反応容器１１内部の気体を排気する排気部２０と、反応容器１１内部に空気を供給する空気供給部である供給口２３とを有し、排気部２０は、反応容器１１内部から排気する気体の量を調整するために反応容器１１の外部の空気を取り入れる空気取り込み部である調整弁２２を有し、ガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して供給口２３からの空気供給量Ｑ１を減少させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内においてバーナにより発生させたガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記反応容器は、前記反応容器内部の気体を排気する排気部と、前記反応容器内部に空気を供給する空気供給部とを有し、
前記排気部は、前記反応容器内部から排気する気体の量を調整するために前記反応容器の外部の空気を取り入れる空気取り込み部を有し、
ガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して前記空気供給部からの空気供給量を減少させる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】
前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子の堆積時より前記空気取り込み部からの空気取り込み量を増加することにより前記空気供給部からの空気供給量を減少させることを特徴とする請求項１に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
【請求項３】
前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記空気供給部による空気供給量よりも前記空気取り込み部による空気取り込み量を多くすることを特徴とする請求項１または２に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子堆積体を前記空気供給部近傍の空間から退避させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のガラス微粒子堆積体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応容器内においてバーナによりガラス微粒子を発生させて堆積させ、ガラス微粒子堆積体を製造するガラス微粒子堆積体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス微粒子堆積体を製造する方法として、反応容器内において、バーナに供給したガラス原料ガスを酸水素火炎により加熱してガラス微粒子を発生させ、このガラス微粒子を堆積させ、ガラス微粒子堆積体を製造するＶＡＤ法やＯＶＤ法等が知られている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の製造方法では、反応容器内部において、酸水素火炎を発生させるバーナからガラス原料ガスを噴出させて、それにより生成するガラス微粒子を棒状に堆積させて多孔質の光ファイバ母材（ガラス微粒子堆積体）を製造する。この際に、ガラス微粒子堆積体に堆積しなかった非堆積ガラス微粒子を、反応容器内から排出するダクト内の排気ガスを、一定の流速以上にするようにしている。また、排気ダクトに外気を導入するようにして、反応容器の排気の際に、反応容器内の圧力の変動を小さくすることが行われている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の光ファイバ母材の製造方法では、反応容器内にガラス微粒子生成用のバーナを有し、回転する出発ロッドに沿ってバーナを移動させながら出発ロッドの外周にガラス微粒子を堆積させる。反応容器内には、出発ロッドに沿って複数の排気口が連続して設けられており、移動するバーナに合わせて各排気口の排気量を順次変化するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特許２８０３５１０号公報
【特許文献２】特開平７−３３０３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述したようなガラス母材の製造方法においては、反応容器内の腐食性ガスが外部に漏れないように、反応容器内の圧力を負圧にする必要がある。また、堆積しないガラス微粒子を効率よく排出するために、反応容器内部の気体を排気口に向かって流れるようにすることが望まれている。
【０００７】
しかしながら、ガラス微粒子堆積終了後にも前述したような空気の流れを継続すると、反応容器内部に流入した外気は排気口に向かって流れる。このとき、ガラス微粒子堆積終了のタイミングで加熱源であるバーナは停止するため、ガラス微粒子堆積体に外気が当たってガラス微粒子堆積体の表面温度が例えば５００℃程度から室温付近まで低下し、ガラス微粒子堆積体が急冷されるとともに表面の温度むらが生じて、割れが生じる場合があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ガラス微粒子堆積終了後の急冷による割れを防止することができるガラス微粒子堆積体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決することのできる本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法は、反応容器内においてバーナにより発生させたガラス微粒子を堆積させるガラス微粒子堆積体の製造方法であって、
前記反応容器は、前記反応容器内部の気体を排気する排気部と、前記反応容器内部に空気を供給する空気供給部とを有し、
前記排気部は、前記反応容器内部から排気する気体の量を調整するために前記反応容器の外部の空気を取り入れる空気取り込み部を有し、
ガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して前記空気供給部からの空気供給量を減少させることを特徴とする。
【００１０】
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子の堆積時より前記空気取り込み部からの空気取り込み量を増加することにより前記空気供給部からの空気供給量を減少させることが好ましい。
【００１１】
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記空気供給部による空気供給量よりも前記空気取り込み部による空気取り込み量を多くすることが好ましい。
【００１２】
また、前記ガラス微粒子の堆積終了時に、前記ガラス微粒子堆積体を前記空気供給部近傍の空間から退避させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ガラス微粒子を発生させるバーナが停止されるガラス微粒子の堆積終了時に、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して空気供給部によって反応容器外部から反応容器内部へ供給される空気供給量を減少させる。これにより、反応容器外部から反応容器内部に供給される空気量が減少するため、反応容器内部における空気の流れを抑えることができ、ガラス微粒子堆積体を急冷することを防止して、ガラス微粒子堆積体に割れが生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法の実施形態の例を、図面を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法を実施するガラス微粒子堆積体製造装置の一例を示す構成図であり、図２はガラス微粒子堆積時における空気取り込み部の制御状態を示すタイムチャートであり、図３はガラス微粒子の堆積時及びガラス微粒子の堆積終了時における総排気量に占める供給口から供給される外気の量と、調整弁から取り込まれる外気取り込み量との割合を示すタイムチャートである。
【００１５】
図１に示すように、このガラス微粒子堆積体の製造装置１０では、反応容器１１の内部にガラス微粒子生成用のバーナ１２が設けられており、噴出されるガラス原料ガス（ＳｉＣｌ４等）と水素ガス及び酸素ガスの燃焼によってガラス微粒子を発生する。また、反応容器１１内部には、反応容器１１に対する挿通箇所の気密状態を概ね保持して支持棒１３が回転可能かつ上下移動可能に吊下げられており、支持棒１３の下端には連結部１８を介して出発棒１９が接続されている。この出発棒１９の外周及び下方に、バーナ１２から噴出したガラス微粒子が堆積していき、ガラス微粒子堆積体１４を形成する。反応容器１１には、堆積しなかったガラス微粒子等を排出するための排気口１５が設けられており、この排気口１５には排気部２０が設けられている。
【００１６】
排気部２０は排気口１５に取り付けられている排気ダクト２１を有しており、排気ダクト２１の下流側には、排気ファン（図示省略）が設けられている。また、排気ダクト２１の途中位置には、排気ダクト２１に取り込む外気の量を調整するために、空気取り込み部としての調整弁２２が設けられている。調整弁２２の開度を調整することにより、排気ダクト２１に取り込む反応容器１１の外部の空気の量を調整できるようになっている。また、反応容器１１における排気口１５と反対側の壁には、反応容器１１の外部の空気を反応容器１１内部に供給するための空気供給部としての供給口２３が設けられている。供給口２３は、単に開口を設けるようにしても良いが、ファンを設けたり、開閉弁を設けたりすることもできる。また、ダクトを取り付けるようにしても良い。
【００１７】
なお、反応容器１１内部に圧力計１６を設けて気圧を測定し、この測定結果を制御部１７へ送信して、反応容器１１内部の圧力が一定になるように制御部１７により調整弁２２の開度が制御される。例えば、排気部２０による総排気量Ｑを一定としておき、図２に示すように、ガラス微粒子の堆積時における反応容器１１内部の圧力が一定となるように、調整弁２２の開度を微調整する。すなわち、測定された反応容器１１内部の圧力が基準値より低い場合には、調整弁２２の開度を上げて調整弁２２からの外気の取り込み量Ｑ２を多くすることで、反応容器１１からの排気量Ｑ１を少なくして、反応容器１１内部の圧力を上げる。また、測定された圧力が基準値より高い場合には、調整弁２２の開度を下げて調整弁２２からの外気の取り込み量Ｑ２を少なくし、反応容器１１からの排気量Ｑ１を多くして反応容器１１内部の圧力を下げるようにする。
【００１８】
次に、本実施形態のガラス微粒子堆積体の製造方法について説明する。なお、図１に示したガラス微粒子堆積体製造装置１０を用いた場合を一例として説明する。
反応容器１１内においてバーナ１２に供給したガラス原料ガス（ＳｉＣｌ４等）をバーナ１２の酸水素火炎により加熱してガラス微粒子を発生させ、出発棒１９の外周及び下方に堆積させてガラス微粒子堆積体１４を形成する。このとき、出発棒１９をその中心軸回りに回転させるとともに、ガラス微粒子の堆積に応じて上昇させる。例えば、ガラス微粒子堆積体のガラス微粒子堆積箇所にレーザ光を通過させ、その受光強度が一定となるように出発棒１９を引き上げればよい。
【００１９】
排気部２０では常に一定の総排気量Ｑで排気しており、総排気量Ｑは、反応容器１１から排気ダクト２１への排気量Ｑ１と、排気ダクト２１に取り込む外部の空気の取り込み量Ｑ２との和となる。すなわち、Ｑ＝Ｑ１＋Ｑ２である。なお、反応容器１１は供給口２３及び排気口１５以外では略気密であるため、供給口２３から供給される外部の空気の量は、反応容器１１から排気ダクト２１に排気される排気量Ｑ１と同じになる。
【００２０】
バーナ１２からガラス微粒子を発生させて堆積させているガラス微粒子の堆積時においては、反応容器１１内部の圧力が一定になるように調整弁２２の開度（調整弁の全開時面積を１００とした開口の面積）を微調整する（図２参照）ことにより、排気ダクト２１に取り込む外気の取り込み量Ｑ２を微調整する。それに伴って、ガラス微粒子の堆積時における反応容器１１内部からの排気量Ｑ１は、取り込み量Ｑ２の微調整範囲内で略一定に保たれる。
【００２１】
そして、ガラス微粒子堆積体１４が所定の大きさまで成長して、バーナ１２によるガラス微粒子生成を停止させるガラス微粒子堆積の終了時には、供給口２３から反応容器１１内部へ供給する空気供給量Ｑ１を、ガラス微粒子の堆積時の微調整の範囲と比較して減少させる。空気供給量Ｑ１を減少させる手段として、排気部２０による総排気量Ｑを一定として、調整弁２２の開度を調整して調整弁２２を介する取り込み量Ｑ２を増加させることにより行うと良い。
【００２２】
本実施形態においては、図３に示すように、ガラス微粒子の堆積時には調整弁２２の開度を低くして調整弁２２を介する取り込み量Ｑ２を少なくすることにより、反応容器１１からの排気量Ｑ１を増加させる。一方、ガラス微粒子の堆積終了時には、調整弁２２の開度を上げて調整弁２２からの外気の取り込み量Ｑ２を増加させることにより、反応容器１１内部からの排気量Ｑ１を減少させる。これにより、供給口２３から供給される外気の供給量Ｑ１を容易に減少させることができる。そのため、反応容器１１内部における供給口２３から排気口１５へ向かう空気の流量を抑えることができ、ガラス微粒子堆積体１４が外気により急冷されることを防止して、ガラス微粒子堆積体１４に割れが生じることを防止することができる。このように、本実施形態の方法では、調整弁２２の開度を調整するだけで、空気供給量Ｑ１を効果的に減少させることができる。
【００２３】
また、ガラス微粒子の堆積終了時に、供給口２３を介して供給される空気供給量Ｑ１よりも、調整弁２２を介して取り込まれる空気取り込み量Ｑ２を多くすることで、供給口２３から反応容器１１内部へ供給する空気供給量Ｑ１を大幅に減少させて、ガラス微粒子堆積体１４の急冷をより確実に防ぐことができる。
【００２４】
このように、本実施形態では、排気部２０において、ガラス微粒子の堆積時には反応容器１１内部の排気（Ｑ１）を主とするが、ガラス微粒子の堆積終了時には調整弁２２から取り込まれる外気（Ｑ２）を主とするようにする。ガラス微粒子の堆積時には反応容器１１内の排気を積極的に行なって、ガラス微粒子堆積体に堆積せず反応容器１１内に浮遊する非堆積ガラス微粒子を、反応容器内から効果的に排出することができるとともに、ガラス微粒子の堆積終了時には、調整弁２２の開度を上げて調整弁２２から取り込まれた外気の排気（Ｑ２）を主とすることにより、反応容器１１内部からの排気量Ｑ１を減少させて、ガラス微粒子堆積体１４の急冷を防ぐことができる。
【００２５】
また、ガラス微粒子の堆積終了時には、ガラス微粒子堆積体１４を空気供給部である供給口２３の近傍から退避させると良い。本実施形態では、出発棒１９を徐々に引き上げながらガラス微粒子堆積体１４を軸方向に成長させるＶＡＤ法を採用しており、この場合は出発棒１９を大きく引き上げることで、供給口２３から排気ダクト２１への気体の流速が比較的速い領域からの退避を行なって、ガラス微粒子堆積体１４の急冷を効果的に防ぐことができる。また、出発棒１９とバーナ１２とを相対的に上下に移動させながら出発棒１９の径方向にガラス微粒子堆積体１４を成長させるＯＶＤ法を採用した場合であれば、上下方向の何れかに出発棒１９を大きく移動させることで、ガラス微粒子堆積体１４の急冷を効果的に防ぐことができる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、ガラス微粒子の堆積終了時には、バーナ１２の火炎を停止するようにしたが、バーナ１２の火炎を急に停止させずに、徐冷期間を設けるようにしても良い。この場合には、ガラス微粒子の堆積終了直後にはバーナ１２の酸水素火炎は継続して発生させたまま、バーナ１２へ供給するガラス原料ガスの供給を停止してガラス微粒子の発生を停止させ、徐々にバーナ１２の酸水素火炎を小さくして消すと良い。これにより、ガラス微粒子の堆積終了時にガラス微粒子の発生は停止させつつ、反応容器１１内部における空気の流れを減少させながら、バーナ１２の火炎を小さくしていき、反応容器１１内の温度変化を緩やかにすることができる。
【００２７】
また、前述した実施形態においては、排気部２０による総排気量Ｑを一定として、調整弁２２の開度を調整することにより供給口２３から供給される外気の量Ｑ１を減少させたが、排気部２０の排気ダクト２１に弁を設け、この弁の開度を調整することにより総排気量Ｑを減少させて、供給口２３から供給される外気の量Ｑ１を減少させることも可能である。
また、供給口２３に弁を設けて、供給口２３から供給される外気の量Ｑ１を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るガラス微粒子堆積体の製造方法を実施する製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した調整弁の制御を示すタイムチャートである。
【図３】ガラス微粒子の堆積時及びガラス微粒子の堆積終了時の総排気量に占める供給口から供給される外気の量と、調整弁から取り込まれる外気取り込み量との割合を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１０  ガラス微粒子堆積体の製造装置
１１  反応容器
１２  バーナ
１４  ガラス微粒子堆積体
１５  排気口
１６  圧力計
１７  制御部
２０  排気部
２２  調整弁（空気取り込み部）
２３  供給口（空気供給部）
【図１】
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【図２】
2009091194.tif 000004
【図３】
2009091194.tif 000005