玻璃母材的制造方法
【专利摘要】一种对多孔质玻璃母材进行烧结而透明化的玻璃母材的制造方法，在该制造方法中，将由于使用氦气而导致的制造成本抑制得较低。该玻璃母材的制造方法对由有效部(3a)和非有效部(3b)构成的多孔质玻璃母材(3)进行烧结而透明化，在该玻璃母材的制造方法中包含：第1工序，在该工序中，在向烧结炉(1)内供给氦(He)气的同时，对上述有效部(3a)进行烧结；以及第2工序，在该工序中，在向上述烧结炉(1)内供给氮(N2)气和氩(Ar)气中的至少一种的同时，对上述非有效部(3b)进行烧结。
【专利说明】玻璃母材的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对多孔质玻璃母材进行烧结而透明化的玻璃母
[0002] 材的制造方法。
【背景技术】
[0003] 在使多孔质玻璃母材透明化时，在烧结中的炉心管内，通常流入作为惰性气体的 氦气。但是，由于氦气昂贵，使用氦气会导致成本上升，所以要求减少氦气的使用量。在日 本特开2009 - 132585号公报中公开了下述内容：如果是炉内压力变化较小的烧结初期，则 能够减少流向炉内的氦气（He)的流量，由此减少制造成本。但是，为了进一步减少成本，而 期望进一步减少在使多孔质玻璃母材透明化时使用的氦气量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种玻璃母材的制造方法，其能够减少氦气的使用量，将 制造成本抑制得较低。
[0005] 为了解决课题，提供一种玻璃母材的制造方法，在该制造方法中，在烧结炉内对由 有效部和非有效部构成的多孔质玻璃母材进行加热并烧结而透明化，该玻璃母材的制造方 法包含下述工序：第1工序，在该工序中，在向烧结炉内供给氦气的同时，对有效部进行烧 结；以及第2工序，在该工序中，在向烧结炉内供给氮气或者氩气中的至少一种的同时，对 非有效部进行烧结。
[0006] 由于非有效部是即使被烧结也不成为光纤的部分，所以在使用氮气或者氩气进行 烧结后，即使产生气泡，也不对成为产品的光纤造成影响。因此，能够减少制造成本（烧结 时整体使用的气体的成本），而不损害所得到的光纤的品质。此外，也可以在第2工序中，混 入一些氦气。
[0007] 优选在第1工序结束后进行第2工序。有时多孔质玻璃母材在上下端包含非有效 部，但如果在将有效部烧结之前在氮气或者氩气中对作为非有效部的部分进行烧结，则有 时即使针对有效部切换为氦气，也会导致在有效部中产生气泡。因此，通过最初流入氦气， 在有效部完全被烧结后，切换至氮气和氩气中的至少一种，从而能够可靠地防止在有效部 中产生气泡。
[0008] 优选在第2工序中向烧结炉内仅供给氮气，而不供给氦气。由此，可以进一步有效 地减少成本。
[0009] 发明的效果
[0010] 根据本发明，能够减少氦气的使用量，将制造成本抑制得较低。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是在本发明的玻璃母材的制造方法中使用的烧结炉的一个例子的概略结构 图，表示对玻璃母材的有效部进行烧结的状态。
[0012] 图2是在本发明的玻璃母材的制造方法中使用的烧结炉的一个例子的概略结构 图，表示对玻璃母材的非有效部进行烧结的状态。
【具体实施方式】
[0013] 在对多孔质玻璃母材进行烧结而透明化时，通常使在玻璃中的气体溶解度较大 的、作为惰性气体的氦气流入炉心管内。如果代替氦气而使用廉价的氮气或者氩气等其他 惰性气体，则有时存在产生气泡等问题。
[0014] 本发明人着眼于多孔质玻璃母材中存在进行光纤化（成为产品）的部分即有效 部、以及不进行光纤化（不成为产品）的部分即非有效部。如果使非有效部保持未烧结的 状态，则在其后的有效部的拉丝时，非有效部进行烧结，产生母材变形等问题，因此，需要使 非有效部也进行烧结。另一方面，即使在非有效部的玻璃中产生气泡等，由于非有效部不进 行拉丝，因此所制造的（成为产品的）光纤自身不会产生问题。
[0015] 这样，本发明人在进行认真研究后发现了在对多孔质玻璃母材中的非有效部进行 烧结期间，替代氦气而使用廉价的氮气（或者氩气）的制造方法。由此，能够在保持所制造 的光纤的品质的状态下，减少制造成本。
[0016] 下面，参照附图，说明本发明的实施方式所涉及的玻璃母材的制造方法的具体例。 此外，本发明并不限定于这些例示，而是由权利要求书示出的，包含与权利要求书等同的内 容及其范围内的全部变更。
[0017] 图1及图2是在本发明的玻璃母材的制造方法中使用的烧结炉的一个例子的概略 结构图，图1是对玻璃母材的有效部进行烧结的状态，图2是对玻璃母材的非有效部进行烧 结的状态。烧结炉1对多孔质玻璃母材3进行加热并烧结而透明化。烧结炉1具有：炉心 管2、加热器4、气体供给用流路5、第1进气阀6、第2进气阀7、排气用流路8以及排气阀 8a〇
[0018] 炉心管2是例如使多孔质玻璃母材3插入的形成为有底圆筒状的管。在炉心管2 的盖9上，具有使从多孔质玻璃母材3的上端向上方延伸的支撑棒10可自由升降地插入的 开口 11。
[0019] 加热器4对插入至炉心管2内的多孔质玻璃母材3进行加热。在炉心管2的底部 连接有气体供给用流路5。在气体供给用流路5的中途设置有：第1进气阀6,其在对向炉 心管2内供给的氮（N 2)气或者氩（Ar)气进行供给时打开；以及第2进气阀7,其在供给氦 (He)气时打开。另外，在炉心管2的上端侧的周壁上，连接用于排出炉内气体的排气用流 路8,在排气用流路8的中途设置有排气阀8a。此外，向炉心管2供给的气体的一部分，从 支撑棒10和开口 11之间的间隙向外部排出。
[0020] 向烧结炉1的炉心管2中插入的多孔质玻璃母材3,具有进行光纤化的部分即有效 部3a、以及不进行光纤化的部分即非有效部3b。有效部3a具有成为光纤纤芯的部分和成 为包层的部分，是成为产品的部分。此外，在图1及图2中，非有效部3b是与多孔质玻璃母 材3内的虚线相比位于上方的部分，但有时也可能在最下端存在非有效部。
[0021] 下面，对本实施方式的玻璃母材的制造方法进行说明。首先，如图1所示，将多孔 质玻璃母材3向烧结炉1的炉心管2内插入。这时，将多孔质玻璃母材3的下端部（即，有 效部3a的烧结开始端）配置在加热器4上端的高度处。
[0022] (第1工序）
[0023] 首先，实施第1工序。在第1进气阀6关闭的状态下打开第2进气阀7,从气体供 给用流路5作为烧结用惰性气体而向炉心管2内供给氦气。这时，对氦气的供给·排气流 量进行调整，以使炉内成为正压。通过在氦气的气氛中利用加热器4进行规定的加热，从而 使多孔质玻璃母材3的有效部3a烧结。如上述所示，在使有效部3a从其下端侧开始进行 烧结的同时，逐渐地降低多孔质玻璃母材3的位置。然后，如图2所示，如果在炉心管2内 悬挂多孔质玻璃母材3的位置到达规定位置（例如，非有效部3b下端与加热器4下端的高 度相同的位置），则有效部3a整体成为完全被烧结的状态。
[0024] (第2工序）
[0025] 然后，实施第2工序。关闭第2进气阀7并打开第1进气阀6,向炉心管2内供给 氮气或者氩气。此外，即使从氦气切换至氮气或者氩气，为了防止向炉内混入外部气体，也 必须保持炉内为正压。因此，在供给与氦气大致相同量的氮气或者氩气的同时，对压力进行 调整。然后，通过在氮气或者氩气的气氛中利用加热器4进行规定的加热，从而使多孔质玻 璃母材3的非有效部3b进行烧结。
[0026] 这样，将多孔质玻璃母材3的整体烧结，得到透明化的玻璃母材。根据本实施方式 的玻璃母材的制造方法，与仅在氦气中使多孔质玻璃母材3整体进行烧结的情况相比，能 够将氦气的使用量减少1/8?1/10,将制造成本减少大约10%。
[0027] 此外，在上述实施方式中，针对在下部具有有效部、在上部具有非有效部的例子进 行了叙述，但有时在玻璃母材的下部也存在非有效部。在此情况下，如果最初在氮气或者氩 气中对非有效部进行烧结后，切换气体而流入氦气并对有效部进行烧结，则导致在有效部 中产生气泡。因此，在对有效部进行烧结之前，必须在没有流入氮气或者氩气的状态下进行 烧结，在此情况下，即使是非有效部，也需要在氦气中进行烧结。
[0028] 另外，由于氮气与氩气相比价格便宜，所以在上述实施方式中，从成本上说，与氩 气相比使用氮气更为有利。此外，在第2工序中，也可以不将氮气或者氩气单独使用，而将 氮气和氩气混合供给。另外，也可以混合一些量的氦气，但如上述所示，仅使用氮气的方式 从成本上来说是有利的。
[0029] 另外，在上述实施方式的玻璃母材的制造方法中，在多孔质玻璃母材3的有效部 3a和非有效部3b的边界部分处，产生对有效部3a的烧结结束侧端部和非有效部3b的烧结 开始侧端部同时进行烧结的时间带。可以在进入该时间带的同时转换至第2工序，将供给 的气体从氦气切换为氮气或者氩气而开始非有效部3b的烧结，也可以逐渐地增加氮气或 者氦气的比例。
【权利要求】
1. 一种玻璃母材的制造方法，在该制造方法中，在烧结炉内对由有效部和非有效部构 成的多孔质玻璃母材进行加热并烧结而透明化， 在该玻璃母材的制造方法中，包含下述工序： 第1工序，在该工序中，在向所述烧结炉内供给氦气的同时，对所述有效部进行烧结； 以及 第2工序，在该工序中，在向所述烧结炉内供给氮气和氩气中的至少一种的同时，对所 述非有效部进行烧结。
2. 根据权利要求1所述的玻璃母材的制造方法，其中， 在所述第1工序结束后进行所述第2工序。
3. 根据权利要求1或2所述的玻璃母材的制造方法，其中， 在所述第2工序中，向所述烧结炉内仅供给氮气，而不供给氦气。
【文档编号】C03B37/014GK104118986SQ201410171601
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】牧原和昌 申请人:住友电气工业株式会社