玻璃微粒堆疊體的製造方法
2023-05-22 10:34:01 2
專利名稱：玻璃微粒堆疊體的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種向標靶上堆疊玻璃微粒的玻璃微粒堆疊體的製造方法。
背景技術：
作為對成為光纖用母材的玻璃微粒堆疊體進行製造的方法，已知下述方法，即，與支撐在裝置內並旋轉的初始棒材相對而配置玻璃微粒合成用噴管，在使初始棒材沿上下往復運動的同時，使玻璃微粒向初始棒材的外周堆疊，從而製造玻璃微粒堆疊體(例如，參照專利文獻I)。在專利文獻I所記載的製造方法中，將玻璃微粒堆疊體的製造裝置收容在具有排 氣管的收容容器內，從淨化空氣導入管向裝置內導入淨化空氣，將製造裝置內的壓力保持為比裝置外側的收容容器內的空間的壓力高，在防止外部氣體向裝置內混入，並且將裝置內的浮塵向裝置外側的收容容器內排出的同時，進行玻璃微粒的堆疊。專利文獻I :日本特開2003-40626號公報
發明內容
如上述所示，如果將淨化空氣向裝置內直接導入，使得裝置內的壓力比外側的收容容器內的空間高，則可以提高裝置內的淨化度，抑制異物向玻璃微粒堆疊體上的附著及混入。但是，如果僅是向裝置內直接導入淨化空氣而使得壓力比外側的收容容器內的空間高，則裝置內的氣流變化，使噴管的火焰產生紊亂。特別地，如果從裝置的上方利用淨化空氣導入管向裝置內直接導入淨化空氣，則從側方向初始棒材噴射玻璃微粒的噴管的火焰的紊亂變大。並且，如上述所示，如果噴管的火焰紊亂，則難以將玻璃微粒向初始棒材上穩定地堆疊。在此情況下，如果使裝置內相對於淨化空氣供給部成為負壓，並且通過網狀的整流板從噴管的周圍朝向標靶供給整流後的淨化空氣，則可以使裝置內的氣流穩定，抑制噴管火焰的紊亂。但是，即使執行上述的對策，可移動地支撐噴管的支撐臺及對向噴管供給氣體的供給管進行保溫的加熱器等成為灰塵源，從該灰塵源產生的塵埃可能與淨化空氣一起進入成為負壓後的裝置內。本發明的目的在於，提供一種玻璃微粒堆疊體的製造方法，其可以在抑制異物的附著及混入的同時，穩定地製造玻璃微粒堆疊體。在可以解決上述課題的本發明的玻璃微粒堆疊體的製造方法中，向反應容器內的標靶上堆疊通過噴管的火焰進行水解反應生成的玻璃微粒，該製造方法的特徵在於，利用外側容器覆蓋所述反應容器的周圍，在所述反應容器中的配置所述噴管的那一側的側面設置淨化空氣導入口，在所述淨化空氣導入口處設置對淨化空氣進行整流的網眼狀壁部，將支撐所述噴管的支撐臺配置在所述外側容器的外部，在向所述標靶堆疊所述玻璃微粒時，通過向所述反應容器和所述外側容器之間的空間部供給淨化空氣，從而從所述淨化空氣導入口經由所述網眼狀壁部，將所述空間部內的淨化空氣送入所述反應容器內，並使所述空間部內的壓力Ps比所述反應容器內的壓力Ph以及所述外側容器外的壓力Pt高。另外，在本發明的玻璃微粒堆疊體的製造方法中，向反應容器內的標靶上堆疊通過噴管的火焰進行水解反應生成的玻璃微粒，該製造方法的特徵在於，利用外側容器覆蓋所述反應容器的周圍，在所述反應容器中的配置所述噴管的那一側的側面設置淨化空氣導入口，在所述淨化空氣導入口處設置對淨化空氣進行整流的網眼狀壁部，形成包圍所述淨化空氣導入口的腔室，將支撐所述噴管的支撐臺配置在所述外側容器的外部， 在向所述標靶堆疊所述玻璃微粒時，通過向所述腔室供給淨化空氣，從而從所述淨化空氣導入口經由所述網眼狀壁部，將所述腔室內的淨化空氣送入所述反應容器內，並使所述反應容器和所述外側容器之間的空間部內的壓力Ps比所述反應容器內的壓力Ph以及所述外側容器外的壓力Pt高，並且使所述腔室內的壓力Pc比所述空間部內的壓力Ps聞。發明的效果根據本發明，通過使反應容器和外側容器之間的空間部內的壓力，比反應容器內的壓力以及外側容器外的壓力高，將成為灰塵源的噴管臺配置在外側容器的外部，從而可以防止反應容器內的氣流變化以及塵埃向反應容器的流入。並且，由於將淨化空氣從反應容器的側面的淨化空氣導入口通過網眼狀壁部進行整流而間接地導入，所以與從上方直接向反應容器導入淨化空氣的情況相比，可以抑制噴管的火焰紊亂。由此，可以在抑制異物的附著及混入的同時，穩定地製造玻璃微粒堆疊體。
圖I是概念性地表示本發明的第I實施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造裝置的圖，(a)是斜視圖，(b)是水平方向的剖面圖。圖2是概念性地表示本發明的第2實施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造裝置的圖，(a)是斜視圖，(b)是水平方向的剖面圖。圖3是概念性地表示對比例所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造裝置的圖，(a)是斜視圖，(b)是水平方向的剖面圖。
具體實施例方式下面，參照附圖，對本發明所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造方法的實施方式的例子進行說明。(第I實施方式)首先，對第I實施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造方法進行說明。如圖I所示，玻璃微粒堆疊體的製造裝置10是，向反應容器11內的標靶15上堆疊通過噴管13的火焰進行水解反應而生成的玻璃微粒，從而製造玻璃微粒堆疊體17的裝置。玻璃微粒堆疊體的製造裝置10具有反應容器11，其對旋轉的標靶15進行收容；外側容器12，其覆蓋該反應容器11的周圍；多個噴管13，其將玻璃微粒向標靶15噴射；移動單元(省略圖示)，其使標靶15和噴管13相對地移動；以及淨化空氣供給裝置(省略圖示)，其用於供給作為潔淨氣體的淨化空氣CA。
製造裝置10具有反應容器11和外側容器12之間的空間部20。由淨化空氣供給裝置供給的淨化空氣CA被送入至該空間部20內。噴管13利用玻璃原料氣體、可燃性氣體以及助燃性氣體，通過火焰水解反應而生成玻璃微粒。在反應容器11以及外側容器12的上壁分別設置貫穿孔lla、12a，標靶15配置為沿上下方向氣密性地插入上述貫穿孔lla、12a。對於標靶15，其上端被旋轉卡盤(省略圖示)握持而使標靶15旋轉，並且利用移動單元沿上下方向使標靶15進行往復移動。通過使標祀15在旋轉的同時沿其軸嚮往復移動,從而向標祀15的表面上均勻地堆疊玻璃微粒，製造玻璃微粒堆疊體17。如上述所示，玻璃微粒堆疊體17的製造裝置10具有通過使多個噴管13短距離相對地往復移動而堆疊玻璃微粒的MMD(多噴管多層沉積)方法，從而製造玻璃微粒堆疊體17的結構。外側容器12由鐵等金屬材料形成。在外側容器12的一個側面側，設置有多個淨化空氣供給通路21。在該淨化空氣供給通路21上連接淨化空氣供給裝置，從上述淨化空氣供給通路21供給淨化空氣CA。另外，在外側容器12中，在設置有淨化空氣供給通路21的一個側面的外表面側，設置有噴管臺45，其具有進行噴管13的支撐和自動後退等的移動機構44。支撐在該噴管臺45上的噴管13，從形成於外側容器12的一個側面上的插入孔12b向外側容器12內氣密性地插入。將氣體配管46引出至噴管臺45，從該氣體配管46向各噴管13供給玻璃原料氣體、可燃性氣體以及助燃性氣體。另外，在該氣體配管46上卷繞帶狀加熱器47，將向噴管13供給的氣體利用帶狀加熱器47進行保溫。對於支撐噴管13的上述構造的噴管臺45，有時在移動機構44的滑動部分處產生金屬粉，或構成帶狀加熱器47的玻璃纖維發生剝離。因此，認為該噴管臺45成為灰塵源。反應容器11由鎳等耐腐蝕性金屬材料形成。在該反應容器11中，在淨化空氣CA的供氣側即配置噴管13的那一側的側面，設置有淨化空氣導入口 39。在該淨化空氣導入口39上設置有網眼狀壁部23。該網眼狀壁部23是將由鎳等耐腐蝕性金屬材料形成的3 6片左右的網狀板層疊而形成的。在各網狀板上形成例如大約2500個(50列X50行)I英寸見方的孔部。另外，從淨化空氣供給路徑21向反應容器11和外側容器12之間的空間部20內送入的淨化空氣CA，經由網眼狀壁部23被送入至反應容器11內。另外，在反應容器11中，在與具有網眼狀壁部23的淨化空氣導入口 39相反的一偵牝設置有多個排氣通路27。上述排氣通路27貫穿外側容器12而向外部凸出，與排氣管(省略圖示)連接。排氣管構成為，為了防止玻璃微粒(也被稱為碳煙)向反應容器11的內表面上附著，而從排氣通路27將含有剩餘碳煙的淨化空氣CA利用吸引風扇高效地排出。在具有上述結構的製造裝置10中，不會使淨化空氣CA直接向反應容器11內流入，而是僅將來自網眼狀壁部23的整流後的淨化空氣CA穩定地向反應容器11內供給。此夕卜，來自網眼狀壁部23的淨化空氣CA的整流效果，越接近標靶15越良好在設置於反應容器11的淨化空氣導入口 39處的網眼狀壁部23上，貫穿設置噴管
13。貫穿網眼狀壁部23的噴管13構成為，利用噴管臺45的移動機構44而向沿噴管13的軸線X(參照圖1(b))的方向、即前後方向移動。另外，在反應容器11以及外側容器12中，設置有在進行維護等時開閉的門24、25，它們分別可以向外側開閉。下面，對利用上述結構的製造裝置來製造玻璃微粒堆疊體的方法進行說明。在玻璃微粒堆疊體17的製造中，將玻璃原料的氧氫火焰從噴管13噴出，將在反應容器11的內部進行火焰水解而生成的玻璃微粒，向旋轉的標靶15噴射並堆疊，從而製造玻璃微粒堆疊體17。另外，隨著玻璃微粒堆疊體17的直徑因堆疊而擴大，使噴管13後退。如上述所示，在向標靶15堆疊玻璃微粒時，通過向反應容器11和外側容器12之間的空間部20供給淨化空氣CA而使空間部20被淨化空氣CA充滿，由此，從設置於反應容器11側面的淨化空氣導入口 39，將空間部20內的淨化空氣CA利用網眼狀壁部23進行整流並送入至反應容器11內。在製造裝置10中，在向標靶15堆疊玻璃微粒時，通過對淨化空氣供給裝置、排氣管的吸引風扇等進行調整，從而使得空間部20內的壓力Ps，比反應容器11內的壓力Ph以及外側容器12外部的壓力即大氣壓Pt高。具體地說，上述壓力成為下式的關係。Ph < Pt < Ps作為上述壓力，例如，以製造裝置10外的壓力即大氣壓Pt為基準，將反應容器11內的壓力Ph設為_25Pa，將空間部20內的壓力Ps設為+5 10Pa。這樣，由於空間部20內的壓力Ps比反應容器11內的壓力Ph高，所以空間部20內的淨化空氣CA從設置於反應容器11側面的淨化空氣導入口 39在被網眼狀壁部23整流後順利地流入，使反應容器11內始終被淨化空氣CA充滿。另外，由於空間部20內的壓力Ps比大氣壓Pt高，所以可靠地防止外部氣體向空間部20內流入。例如，即使在設置於外側容器12上的門25、插入有噴管13的插入孔12b或者標靶15所通過的貫穿孔12a處存在細微的間隙，在該間隙中，也如圖1(b)中的箭頭A所示，從空間部20側向外部流過淨化空氣CA。因此，含有塵埃的外部氣體不會向空間部20內流入，防止塵埃向形成玻璃微粒堆疊體17的反應容器11內流入。此外，即使因在高溫的反應容器11上產生變形而形成細微的間隙，或在反應容器11的門24及標靶15所通過的貫穿孔Ila處存在間隙，如圖1(b)中的箭頭B所示，從間隙向反應容器11內流入的空氣也是空間部20內的淨化空氣CA，因此，不會使塵埃流入反應容器11內。另外，根據第I實施方式，通過使反應容器11和外側容器12之間的空間部20內的壓力Ps，比反應容器11內的壓力Ph以及外側容器12外部的壓力即大氣壓Pt高，將成為灰塵源的噴管臺45配置在外側容器12的外部，從而可以防止反應容器11內的氣流變化以及塵埃向反應容器11的流入。即，通過在各空間中設置壓力差而產生氣流，從而可以對作為懸浮物質的塵埃的移動路線進行控制，防止塵埃向反應容器11內侵入。並且，由於將淨化空氣CA從反應容器11側面的淨化空氣導入口 39通過網眼狀壁部23進行整流而間接地導入，所以與從上方直接向反應容器11導入淨化空氣CA的情況相t匕，可以抑制噴管13的火焰紊亂。由此，可以在抑制異物的附著及混入的同時，穩定地製造玻璃微粒堆疊體17。根據這樣製造的玻璃微粒堆疊體17，可以在儘可能抑制拉絲時的斷線頻度的同時，順利地製造聞品質的光纖。(第2實施方式)
下面，對第2實施方式所涉及的玻璃微粒堆疊體的製造方法進行說明。此外，對於與第I實施方式相同的結構部分，標註相同的標號，省略說明。如圖2所示，在第2實施方式的製造裝置IOA中，與反應容器11相鄰而形成腔室50。並且，利用該腔室50，將設置在反應容器11側面的淨化空氣導入口 39包圍，在構成該腔室50的分隔壁51的插入孔51a中氣密性地插入噴管13。另外，在腔室50上，連接有通過外側容器12的側面而向外側容器12的內部引入的淨化空氣供給通路21。由此，向該腔室50中，通過淨化空氣供給通路21送入來自淨化空氣供給裝置的淨化空氣CA。另外，在腔室50的側面，設置有可調節開度的窗部52。窗部52的構造為，具有例如相對於孔進行旋轉的蓋。下面，對利用上述結構的製造裝置來製造玻璃微粒堆疊體的方法進行說明。在玻璃微粒堆疊體17的製造中，將玻璃原料的氧氫火焰從噴管13噴出，將在反應容器11的內部進行火焰水解而生成的玻璃微粒，向旋轉的標靶15噴射並堆疊，從而製造玻璃微粒堆疊體17。另外，隨著玻璃微粒堆疊體17的直徑因堆疊而擴大，使噴管13後退。如上述所示，在向標靶15堆疊玻璃微粒時，通過向反應容器11的腔室50供給淨化空氣CA而使腔室50被淨化空氣CA充滿，由此，從設置於反應容器11側面的淨化空氣導入口 39，將腔室50內的淨化空氣CA利用網眼狀壁部23進行整流並送入至反應容器11內。在該製造裝置IOA中，在向標靶15堆疊玻璃微粒時，通過對淨化空氣供給裝置、排氣管的吸引風扇等進行調整，另外，對腔室50側面的窗部52的開度進行調節，從而使得空間部20內的壓力Ps，比反應容器11內的壓力Ph以及外側容器12外部的壓力即大氣壓Pt高，並且使腔室50內的壓力Pc比空間部20內的壓力Ps高。具體地說，上述壓力成為下式的關係。Ph < Pt < Ps < Pc作為上述壓力，例如，以大氣壓Pt為基準，將反應容器11內的壓力Ph設為_25Pa，將空間部20內的壓力Ps設為+5 10Pa，將腔室50內的壓力Pc設為+50Pa。這樣，由於壓力比空間部20高的腔室50內的壓力Pc，比反應容器11內的壓力Ph高，所以腔室50內的淨化空氣CA從設置於反應容器11的側面的淨化空氣導入口 39在被網眼狀壁部23整流後順利地流入，使反應容器11內始終被淨化空氣CA充滿。另外，從腔室50的窗部52使淨化空氣CA向空間部20流出，該空間部20也被淨化空氣CA充滿。另外，由於腔室50內的壓力Pc比空間部20高，所以防止空間部20的淨化空氣CA向腔室50內逆向流動。另外，由於空間部20內的壓力Ps比大氣壓Pt高，所以可靠地防止外部氣體向空間部20內流入。例如，在腔室50的側面的窗部52或者構成腔室50的分隔壁51的插入有噴管13的插入孔51a的細微間隙中，如圖2(b)中的箭頭C所示，從腔室50向空間部20內流過淨化空氣CA。
另外，即使在設置於外側容器12上的門25、插入有噴管13的插入孔12b或者標靶15所通過的貫穿孔12a處存在細微的間隙，在該間隙中，也如圖2(b)中的箭頭D所示，從空間部20側向外部流過空間部20內的淨化空氣CA。因此，含有塵埃的外部氣體不會向空間部20內流入，更可靠地防止塵埃向形成玻璃微粒堆疊體17的反應容器11內流入。此外，即使因在高溫的反應容器11上產生變形而形成細微的間隙，或在反應容器11的門24及標靶15所通過的貫穿孔Ila處存在間隙，如圖2(b)中的箭頭E所示，從間隙向反應容器11內流入的空氣也是空間部20內的淨化空氣CA，因此，不會使塵埃流入反應容器11內。在本第2實施方式的情況下，也通過使反應容器11和外側容器12之間的空間部20內的壓力Ps，比反應容器11內的壓力Ph以及外側容器12外部的壓力即大氣壓Pt高，將成為灰塵源的噴管臺45配置在外側容器12的外部，從而可以防止反應容器11內的氣流變化以及塵埃向反應容器11的流入。即，通過在各空間中設置壓力差而產生氣流，從而可以對作為懸浮物質的塵埃的移動路線進行控制，防止塵埃向反應容器11內侵入。並且，由於使向設置於反應容器11上的腔室50供給的淨化空氣CA，從反應容器11側面的淨化空氣導入口 39通過網眼狀壁部23進行整流而間接地導入，所以與從上方直接向反應容器11導入淨化空氣CA的情況相比，可以抑制噴管13的火焰紊亂。由此，可以在抑制異物的附著及混入的同時，穩定地製造玻璃微粒堆疊體17。根據這樣製造的玻璃微粒堆疊體17，可以在儘可能抑制拉絲時的斷線頻度的同時，順利地製造聞品質的光纖。此外，在上述實施方式的製造裝置10、10A中，沿標靶15的軸線Y將多個噴管13配置為一列，但也可以構成為，沿標靶15的軸線Y將多個噴管13沿上下以Z字狀配置，相對於標靶15從周方向的不同位置噴射火焰。另外，製造裝置10也可以米用利用OVD(Outside Vapor Phase Deposition)方法製造玻璃微粒堆疊體17的裝置結構。〔實施例〕使如圖3所示在外側容器12的內部配置噴管臺45的對比例I所涉及的製造裝置10B、利用與上述第I實施方式及第2實施方式相同的結構製作的實施例1、2所涉及的製造裝置10、10A運轉，對裝置內部的淨化度(顆粒個數)進行了測定。此外，顆粒個數是指，立方英寸中大於或等於O. 5μηι的顆粒的個數(pc/cf@0. 5 μ m)。另外,從製造出的玻璃微粒堆疊體17拉制光纖，對此時的斷線頻度進行了調查。在對比例I、實施例1、2中，均將標靶15的直徑設為Φ 30mm，將堆疊結束時的玻璃微粒堆疊體17的直徑設為Φ 300mm，將玻璃微粒堆疊體17的長度設為2 3m。在表I中示出對比例I、實施例1、2所涉及的製造裝置中的壓力狀態以及調查結
果O 〔表I〕
權利要求
1.一種玻璃微粒堆疊體的製造方法，在該方法中，向反應容器內的標靶上堆疊通過噴管的火焰進行水解反應生成的玻璃微粒， 該製造方法的特徵在於， 利用外側容器覆蓋所述反應容器的周圍，在所述反應容器中的配置所述噴管的那一側的側面設置淨化空氣導入口，在所述淨化空氣導入口處設置對淨化空氣進行整流的網眼狀壁部，將支撐所述噴管的支撐臺配置在所述外側容器的外部， 在向所述標靶堆疊所述玻璃微粒時，通過向所述反應容器和所述外側容器之間的空間部供給淨化空氣，從而從所述淨化空氣導入口經由所述網眼狀壁部，將所述空間部內的淨化空氣送入所述反應容器內，並使所述空間部內的壓力Ps比所述反應容器內的壓力Ph以及所述外側容器外的壓力Pt高。
2.一種玻璃微粒堆疊體的製造方法，在該方法中，向反應容器內的標靶上堆疊通過噴管的火焰進行水解反應生成的玻璃微粒， 該製造方法的特徵在於， 利用外側容器覆蓋所述反應容器的周圍，在所述反應容器中的配置所述噴管的那一側的側面設置淨化空氣導入口，在所述淨化空氣導入口處設置對淨化空氣進行整流的網眼狀壁部，形成包圍所述淨化空氣導入口的腔室，將支撐所述噴管的支撐臺配置在所述外側容器的外部， 在向所述標靶堆疊所述玻璃微粒時，通過向所述腔室供給淨化空氣，從而從所述淨化空氣導入口經由所述網眼狀壁部，將所述腔室內的淨化空氣送入所述反應容器內，並使所述反應容器和所述外側容器之間的空間部內的壓力Ps比所述反應容器內的壓力Ph以及所述外側容器外的壓力Pt高，並且使所述腔室內的壓力Pc比所述空間部內的壓力Ps高。
全文摘要
本發明提供一種玻璃微粒堆疊體的製造方法，其可以在抑制異物的附著及混入的同時，穩定地製造玻璃微粒堆疊體。在本發明的玻璃微粒堆疊體的製造方法中，利用外側容器覆蓋反應容器的周圍，在反應容器中的配置噴管的那一側的側面設置淨化空氣導入口，在淨化空氣導入口處設置對淨化空氣進行整流的網眼狀壁部，將支撐噴管的支撐臺配置在外側容器的外部，在向標靶堆疊玻璃微粒時，通過向反應容器和外側容器之間的空間部供給淨化空氣，從而從淨化空氣導入口經由網眼狀壁部，將空間部內的淨化空氣送入反應容器內，並使空間部內的壓力比反應容器內的壓力以及外側容器外部的壓力即大氣壓高。
文檔編號C03B37/018GK102643020SQ201210035610
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月16日 優先權日2011年2月16日
發明者鈴木智哉 申請人:住友電氣工業株式會社