玻璃母材的制造方法
【專利摘要】一種對(duì)多孔質(zhì)玻璃母材進(jìn)行燒結(jié)而透明化的玻璃母材的制造方法，在該制造方法中，將由于使用氦氣而導(dǎo)致的制造成本抑制得較低。該玻璃母材的制造方法對(duì)由有效部(3a)和非有效部(3b)構(gòu)成的多孔質(zhì)玻璃母材(3)進(jìn)行燒結(jié)而透明化，在該玻璃母材的制造方法中包含：第1工序，在該工序中，在向燒結(jié)爐(1)內(nèi)供給氦(He)氣的同時(shí)，對(duì)上述有效部(3a)進(jìn)行燒結(jié)；以及第2工序，在該工序中，在向上述燒結(jié)爐(1)內(nèi)供給氮(N2)氣和氬(Ar)氣中的至少一種的同時(shí)，對(duì)上述非有效部(3b)進(jìn)行燒結(jié)。
【專利說(shuō)明】玻璃母材的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對(duì)多孔質(zhì)玻璃母材進(jìn)行燒結(jié)而透明化的玻璃母
[0002] 材的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 在使多孔質(zhì)玻璃母材透明化時(shí)，在燒結(jié)中的爐心管內(nèi)，通常流入作為惰性氣體的 氦氣。但是，由于氦氣昂貴，使用氦氣會(huì)導(dǎo)致成本上升，所以要求減少氦氣的使用量。在日 本特開2009 - 132585號(hào)公報(bào)中公開了下述內(nèi)容：如果是爐內(nèi)壓力變化較小的燒結(jié)初期，則 能夠減少流向爐內(nèi)的氦氣（He)的流量，由此減少制造成本。但是，為了進(jìn)一步減少成本，而 期望進(jìn)一步減少在使多孔質(zhì)玻璃母材透明化時(shí)使用的氦氣量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種玻璃母材的制造方法，其能夠減少氦氣的使用量，將 制造成本抑制得較低。
[0005] 為了解決課題，提供一種玻璃母材的制造方法，在該制造方法中，在燒結(jié)爐內(nèi)對(duì)由 有效部和非有效部構(gòu)成的多孔質(zhì)玻璃母材進(jìn)行加熱并燒結(jié)而透明化，該玻璃母材的制造方 法包含下述工序：第1工序，在該工序中，在向燒結(jié)爐內(nèi)供給氦氣的同時(shí)，對(duì)有效部進(jìn)行燒 結(jié)；以及第2工序，在該工序中，在向燒結(jié)爐內(nèi)供給氮?dú)饣蛘邭鍤庵械闹辽僖环N的同時(shí)，對(duì) 非有效部進(jìn)行燒結(jié)。
[0006] 由于非有效部是即使被燒結(jié)也不成為光纖的部分，所以在使用氮?dú)饣蛘邭鍤膺M(jìn)行 燒結(jié)后，即使產(chǎn)生氣泡，也不對(duì)成為產(chǎn)品的光纖造成影響。因此，能夠減少制造成本（燒結(jié) 時(shí)整體使用的氣體的成本），而不損害所得到的光纖的品質(zhì)。此外，也可以在第2工序中，混 入一些氦氣。
[0007] 優(yōu)選在第1工序結(jié)束后進(jìn)行第2工序。有時(shí)多孔質(zhì)玻璃母材在上下端包含非有效 部，但如果在將有效部燒結(jié)之前在氮?dú)饣蛘邭鍤庵袑?duì)作為非有效部的部分進(jìn)行燒結(jié)，則有 時(shí)即使針對(duì)有效部切換為氦氣，也會(huì)導(dǎo)致在有效部中產(chǎn)生氣泡。因此，通過(guò)最初流入氦氣， 在有效部完全被燒結(jié)后，切換至氮?dú)夂蜌鍤庵械闹辽僖环N，從而能夠可靠地防止在有效部 中產(chǎn)生氣泡。
[0008] 優(yōu)選在第2工序中向燒結(jié)爐內(nèi)僅供給氮?dú)猓还┙o氦氣。由此，可以進(jìn)一步有效 地減少成本。
[0009] 發(fā)明的效果
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，能夠減少氦氣的使用量，將制造成本抑制得較低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是在本發(fā)明的玻璃母材的制造方法中使用的燒結(jié)爐的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu) 圖，表示對(duì)玻璃母材的有效部進(jìn)行燒結(jié)的狀態(tài)。
[0012] 圖2是在本發(fā)明的玻璃母材的制造方法中使用的燒結(jié)爐的一個(gè)例子的概略結(jié)構(gòu) 圖，表示對(duì)玻璃母材的非有效部進(jìn)行燒結(jié)的狀態(tài)。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 在對(duì)多孔質(zhì)玻璃母材進(jìn)行燒結(jié)而透明化時(shí)，通常使在玻璃中的氣體溶解度較大 的、作為惰性氣體的氦氣流入爐心管內(nèi)。如果代替氦氣而使用廉價(jià)的氮?dú)饣蛘邭鍤獾绕渌?惰性氣體，則有時(shí)存在產(chǎn)生氣泡等問(wèn)題。
[0014] 本發(fā)明人著眼于多孔質(zhì)玻璃母材中存在進(jìn)行光纖化（成為產(chǎn)品）的部分即有效 部、以及不進(jìn)行光纖化（不成為產(chǎn)品）的部分即非有效部。如果使非有效部保持未燒結(jié)的 狀態(tài)，則在其后的有效部的拉絲時(shí)，非有效部進(jìn)行燒結(jié)，產(chǎn)生母材變形等問(wèn)題，因此，需要使 非有效部也進(jìn)行燒結(jié)。另一方面，即使在非有效部的玻璃中產(chǎn)生氣泡等，由于非有效部不進(jìn) 行拉絲，因此所制造的（成為產(chǎn)品的）光纖自身不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。
[0015] 這樣，本發(fā)明人在進(jìn)行認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)了在對(duì)多孔質(zhì)玻璃母材中的非有效部進(jìn)行 燒結(jié)期間，替代氦氣而使用廉價(jià)的氮?dú)猓ɑ蛘邭鍤猓┑闹圃旆椒?。由此，能夠在保持所制?的光纖的品質(zhì)的狀態(tài)下，減少制造成本。
[0016] 下面，參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的玻璃母材的制造方法的具體例。 此外，本發(fā)明并不限定于這些例示，而是由權(quán)利要求書示出的，包含與權(quán)利要求書等同的內(nèi) 容及其范圍內(nèi)的全部變更。
[0017] 圖1及圖2是在本發(fā)明的玻璃母材的制造方法中使用的燒結(jié)爐的一個(gè)例子的概略 結(jié)構(gòu)圖，圖1是對(duì)玻璃母材的有效部進(jìn)行燒結(jié)的狀態(tài)，圖2是對(duì)玻璃母材的非有效部進(jìn)行燒 結(jié)的狀態(tài)。燒結(jié)爐1對(duì)多孔質(zhì)玻璃母材3進(jìn)行加熱并燒結(jié)而透明化。燒結(jié)爐1具有：爐心 管2、加熱器4、氣體供給用流路5、第1進(jìn)氣閥6、第2進(jìn)氣閥7、排氣用流路8以及排氣閥 8a〇
[0018] 爐心管2是例如使多孔質(zhì)玻璃母材3插入的形成為有底圓筒狀的管。在爐心管2 的蓋9上，具有使從多孔質(zhì)玻璃母材3的上端向上方延伸的支撐棒10可自由升降地插入的 開口 11。
[0019] 加熱器4對(duì)插入至爐心管2內(nèi)的多孔質(zhì)玻璃母材3進(jìn)行加熱。在爐心管2的底部 連接有氣體供給用流路5。在氣體供給用流路5的中途設(shè)置有：第1進(jìn)氣閥6,其在對(duì)向爐 心管2內(nèi)供給的氮（N 2)氣或者氬（Ar)氣進(jìn)行供給時(shí)打開；以及第2進(jìn)氣閥7,其在供給氦 (He)氣時(shí)打開。另外，在爐心管2的上端側(cè)的周壁上，連接用于排出爐內(nèi)氣體的排氣用流 路8,在排氣用流路8的中途設(shè)置有排氣閥8a。此外，向爐心管2供給的氣體的一部分，從 支撐棒10和開口 11之間的間隙向外部排出。
[0020] 向燒結(jié)爐1的爐心管2中插入的多孔質(zhì)玻璃母材3,具有進(jìn)行光纖化的部分即有效 部3a、以及不進(jìn)行光纖化的部分即非有效部3b。有效部3a具有成為光纖纖芯的部分和成 為包層的部分，是成為產(chǎn)品的部分。此外，在圖1及圖2中，非有效部3b是與多孔質(zhì)玻璃母 材3內(nèi)的虛線相比位于上方的部分，但有時(shí)也可能在最下端存在非有效部。
[0021] 下面，對(duì)本實(shí)施方式的玻璃母材的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖1所示，將多孔 質(zhì)玻璃母材3向燒結(jié)爐1的爐心管2內(nèi)插入。這時(shí)，將多孔質(zhì)玻璃母材3的下端部（即，有 效部3a的燒結(jié)開始端）配置在加熱器4上端的高度處。
[0022] (第1工序）
[0023] 首先，實(shí)施第1工序。在第1進(jìn)氣閥6關(guān)閉的狀態(tài)下打開第2進(jìn)氣閥7,從氣體供 給用流路5作為燒結(jié)用惰性氣體而向爐心管2內(nèi)供給氦氣。這時(shí)，對(duì)氦氣的供給·排氣流 量進(jìn)行調(diào)整，以使?fàn)t內(nèi)成為正壓。通過(guò)在氦氣的氣氛中利用加熱器4進(jìn)行規(guī)定的加熱，從而 使多孔質(zhì)玻璃母材3的有效部3a燒結(jié)。如上述所示，在使有效部3a從其下端側(cè)開始進(jìn)行 燒結(jié)的同時(shí)，逐漸地降低多孔質(zhì)玻璃母材3的位置。然后，如圖2所示，如果在爐心管2內(nèi) 懸掛多孔質(zhì)玻璃母材3的位置到達(dá)規(guī)定位置（例如，非有效部3b下端與加熱器4下端的高 度相同的位置），則有效部3a整體成為完全被燒結(jié)的狀態(tài)。
[0024] (第2工序）
[0025] 然后，實(shí)施第2工序。關(guān)閉第2進(jìn)氣閥7并打開第1進(jìn)氣閥6,向爐心管2內(nèi)供給 氮?dú)饣蛘邭鍤狻４送?，即使從氦氣切換至氮?dú)饣蛘邭鍤猓瑸榱朔乐瓜驙t內(nèi)混入外部氣體，也 必須保持爐內(nèi)為正壓。因此，在供給與氦氣大致相同量的氮?dú)饣蛘邭鍤獾耐瑫r(shí)，對(duì)壓力進(jìn)行 調(diào)整。然后，通過(guò)在氮?dú)饣蛘邭鍤獾臍夥罩欣眉訜崞?進(jìn)行規(guī)定的加熱，從而使多孔質(zhì)玻 璃母材3的非有效部3b進(jìn)行燒結(jié)。
[0026] 這樣，將多孔質(zhì)玻璃母材3的整體燒結(jié)，得到透明化的玻璃母材。根據(jù)本實(shí)施方式 的玻璃母材的制造方法，與僅在氦氣中使多孔質(zhì)玻璃母材3整體進(jìn)行燒結(jié)的情況相比，能 夠?qū)⒑獾氖褂昧繙p少1/8?1/10,將制造成本減少大約10%。
[0027] 此外，在上述實(shí)施方式中，針對(duì)在下部具有有效部、在上部具有非有效部的例子進(jìn) 行了敘述，但有時(shí)在玻璃母材的下部也存在非有效部。在此情況下，如果最初在氮?dú)饣蛘邭?氣中對(duì)非有效部進(jìn)行燒結(jié)后，切換氣體而流入氦氣并對(duì)有效部進(jìn)行燒結(jié)，則導(dǎo)致在有效部 中產(chǎn)生氣泡。因此，在對(duì)有效部進(jìn)行燒結(jié)之前，必須在沒(méi)有流入氮?dú)饣蛘邭鍤獾臓顟B(tài)下進(jìn)行 燒結(jié)，在此情況下，即使是非有效部，也需要在氦氣中進(jìn)行燒結(jié)。
[0028] 另外，由于氮?dú)馀c氬氣相比價(jià)格便宜，所以在上述實(shí)施方式中，從成本上說(shuō)，與氬 氣相比使用氮?dú)飧鼮橛欣?。此外，在?工序中，也可以不將氮?dú)饣蛘邭鍤鈫为?dú)使用，而將 氮?dú)夂蜌鍤饣旌瞎┙o。另外，也可以混合一些量的氦氣，但如上述所示，僅使用氮?dú)獾姆绞?從成本上來(lái)說(shuō)是有利的。
[0029] 另外，在上述實(shí)施方式的玻璃母材的制造方法中，在多孔質(zhì)玻璃母材3的有效部 3a和非有效部3b的邊界部分處，產(chǎn)生對(duì)有效部3a的燒結(jié)結(jié)束側(cè)端部和非有效部3b的燒結(jié) 開始側(cè)端部同時(shí)進(jìn)行燒結(jié)的時(shí)間帶?？梢栽谶M(jìn)入該時(shí)間帶的同時(shí)轉(zhuǎn)換至第2工序，將供給 的氣體從氦氣切換為氮?dú)饣蛘邭鍤舛_始非有效部3b的燒結(jié)，也可以逐漸地增加氮?dú)饣?者氦氣的比例。
【權(quán)利要求】
1. 一種玻璃母材的制造方法，在該制造方法中，在燒結(jié)爐內(nèi)對(duì)由有效部和非有效部構(gòu) 成的多孔質(zhì)玻璃母材進(jìn)行加熱并燒結(jié)而透明化， 在該玻璃母材的制造方法中，包含下述工序： 第1工序，在該工序中，在向所述燒結(jié)爐內(nèi)供給氦氣的同時(shí)，對(duì)所述有效部進(jìn)行燒結(jié)； 以及 第2工序，在該工序中，在向所述燒結(jié)爐內(nèi)供給氮?dú)夂蜌鍤庵械闹辽僖环N的同時(shí)，對(duì)所 述非有效部進(jìn)行燒結(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃母材的制造方法，其中， 在所述第1工序結(jié)束后進(jìn)行所述第2工序。
3. 根據(jù)權(quán)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，向所述燒結(jié)爐內(nèi)僅供給氮?dú)猓还┙o氦氣。
【文檔編號(hào)】C03B37/014GK104118986SQ201410171601
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】牧原和昌 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社