光纤多孔玻璃基料的烧结方法技术

本发明专利技术涉及一种光纤多孔玻璃基料的烧结方法。为了提供光纤多孔玻璃基料的烧结方法，其通过在光纤多孔玻璃基料的脱水/烧结的过程中有效率地将热从加热器传递至基料，能够充分地脱水并且减少由残留水分引起的传递损失，将在下端的附近安装有遮热板的多孔玻璃基料竖直地插入沿外周设置有加热器的炉芯管中；和使用该加热器进行加热。该遮热板具有该多孔玻璃基料的直径的70％以上且比该炉芯管的内径小的外径。

Sintering Method of Fiber Porous Glass Material

【技术实现步骤摘要】
光纤多孔玻璃基料的烧结方法
本专利技术涉及通过将多孔玻璃基料(basematerial)脱水/烧结而制造玻璃基料的光纤多孔玻璃基料的烧结方法。
技术介绍
作为光纤多孔玻璃基料的制造方法，已知气相轴向沉积(VAD)或外气相沉积(OVD)。在这些方法中，首先，在火焰中使玻璃原料燃烧以通过水解产生玻璃微粒。使产生的玻璃微粒在轴向或径向上沉积在旋转的目标杆(targetrod)上以形成多孔玻璃基料。使用具有炉芯管和围绕该炉芯管的外周配置的加热器的脱水/烧结装置进行多孔玻璃基料的脱水和烧结，该炉芯管容纳由支承棒保持的多孔玻璃基料。在该炉芯管的下方设置气体供应喷嘴，并且从该气体供应喷嘴供应将该多孔玻璃基料脱水和烧结所需的气体，例如惰性气体或脱水气体。同时，在炉芯管的上方设置气体排出管以将炉芯管内的气体排出。此外，将保持在支承棒中的多孔玻璃基料降低，同时在炉芯管内旋转并通过加热器的加热温度区域以将其脱水和烧结。应指出地是，作为脱水和烧结方法，通常采用两段烧结法，其中通过经过设定为具有900至1300℃的温度的加热温度区域将多孔玻璃基料脱水，然后提升至炉芯管内的预定位置，将加热温度区域的温度变为1400至1600℃，并且通过再次经过具有改变的温度的加热温度区域将多孔玻璃基料烧结(参见专利文献1)。近年来，为了降低制造成本，光纤玻璃基料的尺寸增加。同时，在多孔玻璃基料的烧结工序中，为了防止光纤的传递损失的增加，必须充分地进行脱水。因此，通过使多孔玻璃基料经过设定为900至1300℃的温度的加热器温度范围进行脱水，然后将经脱水的多孔玻璃基料提升至预定位置。然后，通过使多孔玻璃基料再次经过设定为1400至1600℃的温度的加热器温度范围进行烧结。在该方法中，在脱水/烧结中多孔玻璃基料经过加热器范围两次以将多孔玻璃基料转化为光纤基料。该处理需要长时间并且使生产率降低。在这方面，已提出了在炉芯管的纵向方向上配置有两个以上加热器的多段加热器构成，其中通过形成扩展至900至1300℃的温度的加热温度区域并且在将基料容纳在该加热温度区域中的同时将其加热，进行脱水(参照专利文献2)。引用列表专利文献专利文献1：日本未审专利申请公开No.2010-189251专利文献2：日本未审专利申请公开No.2016-088821
技术实现思路
在专利文献2的方法中，由于气体从炉芯管的下侧向上流动，因此在位于下侧的加热器之间形成低温区域。因此，没有将基料均匀地加热，并且脱水变得不充分，以致由残留水分引起的传递损失不利地增加。在炉芯管内的温度测定中，由位于下侧的加热器形成的低温区域具有比由位于中央的加热器形成的温度区域低约50℃的温度。本专利技术提供光纤多孔玻璃基料的烧结方法，其通过在光纤多孔玻璃基料的脱水/烧结处理的过程中有效率地将热从加热器传递至基料，能够充分地进行脱水并且降低由残留水分引起的传递损失。根据本专利技术的一个方面，提供光纤多孔玻璃基料的烧结方法，包括：将在下端的附近安装有遮热板的多孔玻璃基料竖直地插入沿外周设置有加热器的炉芯管中；和使用该加热器进行加热。优选地，该遮热板具有该多孔玻璃基料的直径的70％以上且比该炉芯管的内径小的外径。优选地，该方法还包括：在该多孔玻璃基料的下端的手柄的侧部中设置槽口部；在将该手柄插入的同时在该槽口部的上方设置该遮热板；将在侧部中具有通孔的轴管安装在该手柄上；和插入销钉以使该轴管的通孔的位置与该手柄的槽口部的位置相匹配以将该遮热板保持在该轴管的上方。应指出地是，优选地，该遮热板、该管和该销钉的材料为石英玻璃、氮化硅、碳或氧化铝。将多个加热器安装在该炉芯管的外周并且在竖直方向上并列地配置。此外，由该加热器形成900-1300℃的加热温度区域，并且在该加热温度区域内竖直地移动的同时使该多孔玻璃基料脱水。由该加热器形成1400-1650℃的加热温度区域，并且通过将脱水的多孔玻璃基料从将该基料的下端放置在该加热温度区域中的状态移动至将该基料的上端放置在该加热温度区域中的状态，来进行烧结。应指出地是，可在将遮热板也安装在该多孔玻璃基料的上端附近时来进行加热。在根据本专利技术的烧结方法中，将遮热板安装在多孔玻璃基料的下端附近。因此，抑制加热器的热向炉芯管中不具有基料的区域扩散，并且有效率地将热传递至基料。因此，能够充分地进行脱水。因此，能够减少由残留水分引起的传递损失。附图说明图1是表示多孔玻璃基料的烧结装置的示意构成的纵截面图；图2是表示在多孔玻璃基料的两端安装遮热板的实例的纵截面图；图3是表示在基料的下端附近安装遮热板的实例的纵截面示意图；图4是表示实施例中使用的采用在两端安装的遮热板烧结多孔玻璃基料时基料与加热器之间的位置关系的纵截面示意图；图5是表示比较例中具有只在上端侧安装的遮热板的多孔玻璃基料的烧结状态的纵截面示意图；和图6是表示实施例和比较例中得到的在炉芯管内部沿多孔玻璃基料的纵向的温度分布的图。具体实施方式烧结装置具有容纳光纤多孔玻璃基料的炉芯管和多个加热器。在该炉芯管周围沿纵向方向安装多个加热器以形成长于该多孔玻璃基料的长度的多段加热器区域。能够各自地控制每个加热器的温度。在进行脱水时，控制多段加热器的温度以致在长于多孔玻璃基料的长度的区域中形成900-1300℃的加热温度区域以在将整个多孔玻璃基料容纳在该加热温度区域中的同时将其加热和脱水。然后，在进行烧结(透明玻璃化)时，在多孔玻璃基料的位置原样保持的同时控制多段加热器中包括的加热器中的至少一个的温度，以形成长度比多孔玻璃基料短的1400-1650℃的加热温度区域。当多孔玻璃基料经过该加热温度区域时，从一端将该基料顺序加热，以致将整个基料加热以进行烧结。图1为表示实施例中使用的多孔玻璃基料的烧结装置的纵截面示意图。烧结装置具有：容纳多孔基料11的由石英玻璃形成的圆柱状炉芯管12；沿纵向方向安装以包围炉芯管12的外周的多段加热器13；和容纳多段加热器13的炉体14。此外，该烧结装置具有用于将气体引入炉芯管12的内部的气体引入开口15、支承基料11的支承棒16、和用于将炉芯管内的气体排出的气体排出管17。多段加热器13具有沿炉芯管12的纵向方向并置的第一至第三加热器13A、13B和13C。将加热器13A、13B和13C分别容纳在炉体14A、14B和14C中。应指出地是，沿炉芯管12的纵向方向从上侧按第二加热器13B、第一加热器13A和第三加热器13C的顺序安装每个加热器以独立地控制温度(参见图4和5)。通过以适合的长度使多段加热器13延伸，能够形成长度比多孔玻璃基料长的加热温度区域。考虑加热器的输出功率、电源的容量等，可增加多段加热器13中的加热器的数目以降低装置成本。图2表示实施例中使用的在两端安装有遮热板的多孔玻璃基料。将遮热板20安装在多孔玻璃基料11的上端附近，并且将遮热板21安装在多孔玻璃基料11的下端附近。图3表示将遮热板21安装在多孔玻璃基料的下端附近的状态。在多孔玻璃基料的下端的目标杆(手柄)的侧部中设置半圆形或楔形槽口部。通过从多孔玻璃基料11的下侧放入遮热板21将遮热板21设置在槽口部的上方，然后安装在侧部具有通孔的轴管31。此外，插入销钉32以致轴管31的通孔的位置与目标杆的槽口部的位置相匹配。在该构成中，将遮热板21保持在轴管31本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.光纤多孔玻璃基料的烧结方法，包括：将在下端的附近安装有遮热板的多孔玻璃基料竖直地插入沿外周设置有加热器的炉芯管中；和使用该加热器进行加热。

【技术特征摘要】
2018.03.20 JP 2018-0518651.光纤多孔玻璃基料的烧结方法，包括：将在下端的附近安装有遮热板的多孔玻璃基料竖直地插入沿外周设置有加热器的炉芯管中；和使用该加热器进行加热。2.根据权利要求1所述的方法，其中该遮热板具有该多孔玻璃基料的直径的70％以上且比该炉芯管的内径小的外径。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：在该多孔玻璃基料的下端的手柄的侧部中设置槽口部；在将该手柄插入的同时在该槽口部的上方设置该遮热板；将在侧部中具有通孔的轴管安装在该手柄上；和插入销钉以使该轴管的通孔的位置与该手柄的槽口部的位置相匹配以将该遮热板保持在该轴管的上方。4.根据权利要求1-3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：木野将志，富樫拓也，乙坂哲也，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP