专利名称：玻璃母材的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种玻璃母材的制造方法，其通过对堆叠玻璃微粒而形成的玻璃微粒堆叠体加热而使玻璃微粒堆叠体脱水烧结。
背景技术：
在通常的玻璃母材的制造方法中，通过VAD法或OVD法等气相合成法，使原料气体例如氯化硅(SiCl4)等在氢氧火焰中进行火焰分解反应，从而生成玻璃微粒即二氧化硅(SiO2),通过将该玻璃微粒堆叠在反应炉内的初始玻璃棒上而制作玻璃微粒堆叠体(堆叠工序)。对于上述玻璃微粒堆叠体，将氯气(Cl2)和氦气(He)的混合气体导入脱水烧结炉内，加热至大约130(TC程度而使玻璃微粒堆叠体脱水(脱水工序)，之后，通过对玻璃微粒堆 叠体在氦气中加热至大约1550°C程度而进行烧结，从而进行透明玻璃化(烧结工序)。通常，作为上述脱水、烧结工序中使用的脱水烧结炉的炉芯管的材质，主要使用石英(石英炉芯管)和碳(碳炉芯管)(例如，参照专利文献I)。专利文献1:日本特开2005-187303号公报
发明内容
但是，已知如果在相同条件下使用上述石英炉芯管和碳炉芯管制造玻璃母材，则制造出的各玻璃母材的品质不同。即，如果基于制造出的各玻璃母材来拉制光纤并对这两者进行比较，则可以确认下述情况，即，与基于由石英炉芯管制造出的玻璃母材得到的光纤相比，基于由碳炉芯管制造出的玻璃母材得到的光纤断线或线径波动等异常点的产生频率较闻。因此，发明人认为这是由于与由石英炉芯管制造出的玻璃母材相比，由碳炉芯管制造出的玻璃母材的母材表面粘附的杂质的量较多而导致的，对石英炉芯管和碳炉芯管时的制造条件的差异进行了详细调查，发现特别是非工作时的待机温度对异常点发生频率产生影响，从而提出了本发明。本发明的目的在于提供一种玻璃母材的制造方法，其特别在非工作时防止来自外部的杂质等侵入而可以可靠地防止炉芯管内部被污染。可以解决上述课题的本发明所涉及的玻璃母材的制造方法为，将堆叠玻璃微粒而形成的玻璃微粒堆叠体吊挂在炉芯管内，从该炉芯管外部对上述玻璃微粒堆叠体加热而进行脱水烧结，该玻璃母材的制造方法的特征在于，在除了上述脱水烧结时以外的非工作时，将上述炉芯管内部的待机温度保持为大于或等于700°C，以防止杂质侵入。另外，本发明所涉及的玻璃母材的制造方法优选上述炉芯管为碳制品。发明的效果根据本发明所涉及的玻璃母材的制造方法，通过在除了脱水烧结时以外的非工作时，将炉芯管内部的待机温度保持为大于或等于700°C，从而在炉芯管内始终产生上升气流，防止来自外部的杂质的侵入，可以可靠地防止炉芯管内部被杂质污染。因此，可以将拉丝时的光纤中产生的断线或线径波动等异常点抑制为最低限度。
图1是表示脱水烧结装置的一个例子的示意图，该脱水烧结装置用于实施本发明所涉及的玻璃母材的制造方法。
具体实施例方式下面，对本发明所涉及的玻璃母材的制造方法的一个优选实施方式进行说明。如图1所示，实施本实施方式的玻璃母材的制造方法的脱水烧结装置10，在炉芯管11的中部外周侧具有加热器12。该脱水烧结装置10在玻璃微粒堆叠体13的脱水工序、烧结工序等中使用，可以容易地控制每单位时间向玻璃微粒堆叠体13施加的热量。
脱水烧结装置10的炉芯管11是碳制品。在炉芯管11内吊挂有玻璃微粒堆叠体13，该玻璃微粒堆叠体是利用火焰水解反应使玻璃微粒堆叠在初始玻璃棒14上的多孔质体。玻璃微粒堆叠体13的上端部固定在握持部15上。握持部15经由支撑棒16与升降机构17结合。支撑棒16可以通过由控制装置18控制的升降机构17沿上下方向移动。升降机构17在脱水或烧结时，根据需要，以设定好的上升速度使玻璃微粒堆叠体13相对于加热器12的加热区域从下方向上方移动。炉芯管11的上端部设置有上盖19。该上盖19上可自由升降地插入有支撑棒16，该支撑棒可旋转地支撑玻璃微粒堆叠体13。另外，在更换玻璃微粒堆叠体13时，可以将上盖19从炉芯管11卸下。炉芯管11的下部设置有处理气体供给管20。从该处理气体供给管20向炉芯管11内，通过未图示的气体供给控制装置，在脱水时供给氯气和氦气的混合气体即处理气体，在烧结时供给氦气。炉芯管11的上部设置有连接在未图示的排气处理装置上的处理气体排气管21。通过上述排气处理装置，从该处理气体排气管21向炉芯管11外排出氯气、氦气以及脱水而广生的水分等。在本实施方式的玻璃母材的制造方法中，在脱水或烧结时，在脱水烧结装置10中，从碳制的炉芯管11的外侧，由加热器12将玻璃微粒堆叠体13分别加热至1300°C、1600°C 左右。而且，在除了上述脱水或烧结时以外的非工作时，通过由控制装置18控制加热器12而进行温度管理，使炉芯管11内部的待机温度大于或等于700°C。此时，在炉芯管11内，通过气体供给控制装置从处理气体供给管20供给规定量的氮气(N2)。此外，这里所述的非工作时是指，在玻璃微粒堆叠体13的更换作业时等待放入下一个玻璃微粒堆叠体的期间等，不包含炉芯管11的维护时等。通过将炉芯管11内部的待机温度保持为大于或等于700°C，可以使炉芯管11内产生氮气的上升气流22。利用该上升气流22，可以防止来自炉芯管11上部的杂质侵入。此夕卜，可以认为在小于700°C的待机温度下，无法产生具有充分流速的上升气流22，无法完全阻止来自外部的杂质侵入。另外，也可以将待机温度提升至脱水或烧结时的加热温度左右，但加热温度越高，电力消耗量就越大，浪费成本。下面，对玻璃微粒堆叠体的脱水、烧结方法进行说明。(安装母材I)在将炉芯管11内部的温度保持为大于或等于700°C的状态下，如图1所示，将玻璃微粒堆叠体13插入炉芯管11内，以将玻璃微粒堆叠体13设置在炉芯管11内的适当位置处的方式进行吊挂。(脱水/烧结I)接着，对玻璃微粒堆叠体13在氯气和氦气的混合气体中加热至大约1300°C而进行脱水。然后，对于玻璃微粒堆叠体13，在氦气中，利用加热器12将炉芯管11加热至大约 1600°C，并且以使得玻璃微粒堆叠体13的上端部成为加热器12的下端附近的高度的方式进行位置对齐，通过升降机构17使玻璃微粒堆叠体13以规定的设定速度上升。玻璃微粒堆叠体13从上部至下部顺序经过加热器12形成的加热区域而进行烧结，到达炉芯管11内的最上部(结束位置)后，完成烧结工序。由此，玻璃微粒堆叠体13沿其长度方向从上部至下部被顺序加热，从而透明化。(母材安装2/待机I)然后，在将透明化后的玻璃母材从炉芯管11内取出后，将下一个玻璃微粒堆叠体13插入炉芯管11内，并安装在炉芯管11内。在该母材安装作业中、S卩非工作时，由控制装置18进行温度管理，以使炉芯管11内部的待机温度保持为大于或等于700°C。此时，在上盖19的更换部位处，炉芯管11的上端部开口，但由于待机温度大于或等于700°C，所以炉芯管11内产生上升气流22。利用该上升气流22而阻止从炉芯管11的上端开口的杂质侵入。另外，在直至放入下一个母材的待机期间，也由于待机温度大于或等于700°C，从而在炉芯管11内产生上升气流22，可以阻止从上端部的间隙等中侵入杂质。(脱水/烧结2)对第2根玻璃微粒堆叠体13与上述(脱水/烧结I)相同地进行脱水及烧结。(母材安装3/待机2)在将第2根透明化后的玻璃母材取出至安装第3根玻璃微粒堆叠体13间的非工作时，与上述(母材安装2/待机I)相同地，进行温度管理以使炉芯管11内部的待机温度保持为大于或等于700°C。并且，重复脱水、烧结、母材安装、待机的各个工序，直至最后的玻璃微粒堆叠体13的脱水及烧结完成。如上所述，根据本实施方式的玻璃母材的制造方法，在除了脱水烧结时以外的非工作时，进行使炉芯管11内部的待机温度大于或等于700°C的温度管理。由此，在炉芯管11内产生上升气流22，可以利用该上升气流22防止杂质向炉芯管11内侵入。此外，本发明的玻璃母材的制造方法并不限定于上述实施方式，可以自由地适当变形、改良等。例如，在本实施方式中，以碳炉芯管为例进行了说明，但也可以应用于石英炉芯管。此外，在将石英炉芯管加热至高温(大于或等于IOO(TC)的情况下，石英炉芯管出现方英石(失透现象)化，如果在此状态下恢复至小于或等于原来的较低温度(3000C )，则发生破裂，因此，针对石英炉芯管的情况，通常在非工作时也要维持较高的待机温度。但这是为了如上所述防止炉芯管破裂，并非以防止杂质向炉芯管内侵入为目的而实施的。
另外，在本实施方式中，以将炉芯管的局部加热并使玻璃微粒堆叠体沿上下方向移动的区域熔融炉为例进行了说明，但也可应用于将炉芯管整体加热的均热炉。另外，在利用其他炉具进行脱水、烧结的情况下，也可应用于各个炉具。(实施例)下面，对本发明的玻璃母材的制造方法的一个实施例进行说明。如下述表I所示，对于实施例和对比例，都将碳炉芯管内的待机温度进行改变，在各个待机温度下进行玻璃微粒堆叠体的安装作业，对I 数根该玻璃微粒堆叠体进行脱水及烧结。而且，将制作的各个玻璃母材进行拉丝并卷绕在线轴上，对各个线轴测定传输损耗，测定出损耗的大小和波动。·具体而言，在实施例中以待机温度保持为大于或等于700°C的方式进行温度管理，在对比例中以待机温度保持为小于700°C的方式进行温度管理，并如上所述进行脱水及烧结，从而制作玻璃母材。然后，对于从各个玻璃母材中拉制光纤并卷绕后的线轴，以测定波长1550nm测定传输损耗，并统计各个待机温度条件下的传输损耗的测定结果。最终，得到了表I所示的结果。表I
权利要求
1.一种玻璃母材的制造方法，在该方法中，将堆叠玻璃微粒而形成的玻璃微粒堆叠体吊挂在炉芯管内，从该炉芯管外部对所述玻璃微粒堆叠体加热而进行脱水烧结，其特征在于，在除了所述脱水烧结时以外的非工作时，将所述炉芯管内部的待机温度保持为大于或等于700°C，以防止杂质侵入。
2.根据权利要求1所述的玻璃母材的制造方法，其特征在于，所述炉芯管为碳制品。
全文摘要
本发明提供一种玻璃母材的制造方法，其通过防止在非工作时来自外部的杂质等侵入，从而可以可靠地防止炉芯管内部被污染。在该玻璃母材的制造方法中，将堆叠玻璃微粒而形成的玻璃微粒堆叠体(13)吊挂在炉芯管(11)内，从该炉芯管(11)外部对玻璃微粒堆叠体(13)加热而进行脱水烧结，在除了所述脱水烧结时以外的非工作时，将炉芯管(11)内部的待机温度保持为大于或等于700℃，以防止杂质侵入。
文档编号C03B37/014GK102992611SQ20121033279
公开日2013年3月27日 申请日期2012年9月10日 优先权日2011年9月9日
发明者幅崎利已 申请人:住友电气工业株式会社