專利名稱：石英制燃燒器和光纖用玻璃母材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制造光纖用玻璃母材時所使用的石英制燃燒器、以及光纖用玻璃母材的制造方法。
背景技術(shù)：
作為傳統(tǒng)的光纖用玻璃母材的制造方法，有通過OVD法或VAD法等在反應(yīng)容器中使用玻璃微粉末生成用燃燒器、使玻璃微粒沉積在起始玻璃棒上從而制成玻璃微粒沉積體的沉積工序(例如，參照專利文獻(xiàn)1)，也有使通過該沉積工序制得的玻璃微粒沉積體脫水·燒結(jié)從而透明玻璃化的透明化工序(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)I中記載了生成玻璃微粉末的玻璃微粉末生成用燃燒器是由高純度的石英玻璃(SiO2)構(gòu)成的。另外，專利文獻(xiàn)2的制造方法中記載了使用這樣的爐芯管從透明化工序中的燒結(jié)爐的爐芯管表層開始直至ΙΟμπι深的區(qū)域內(nèi)的鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為2ppm以下。另外，如專利文獻(xiàn)3所述，已知在從通過所述透明化工序制得的玻璃母材中拉絲光纖的拉絲工序之前，使用石英制燃燒器來進(jìn)行去除玻璃微粒沉積體表面的雜質(zhì)或者研磨其表面的火焰拋光工序?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開昭59-227735號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開2003-212559號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開平7-232929號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題對于根據(jù)傳統(tǒng)的制造方法所得到的光纖用玻璃母材，存在著拉絲過程中的光纖發(fā)生斷線或線徑變化的情況。本發(fā)明人通過專心研究，發(fā)現(xiàn)在這樣的拉絲工序中所發(fā)生的斷線或線徑變化等的原因是，拉絲前火焰拋光時的燃燒器自身所含雜質(zhì)濃度所造成的影響。S卩，火焰拋光時，伴隨著燃燒器自身的劣化，燃燒器自身所含有的鐵(Fe)等雜質(zhì)與火焰一起飛散，從而附著在玻璃母材上。當(dāng)在火焰拋光時雜質(zhì)附著在玻璃母材上時，由光纖拉絲時的玻璃母材所引起的斷線或線徑變化等異常點(diǎn)就變得容易發(fā)生。關(guān)于異常點(diǎn)的發(fā)生頻率，在拉絲長度為2000km時通常為平均一次左右，但是如果附著有雜質(zhì)時，其將惡化幾倍至幾十倍。但是，在使用上述專利文獻(xiàn)I和3所記載的高純度石英制燃燒器時，并未對石英材料中所含的雜質(zhì)、特別是影響大的鐵(Fe)的含有濃度進(jìn)行研究過。本發(fā)明的目的是提供一種石英制燃燒器和光纖用玻璃母材的制造方法，其中，通過降低在制作石英燃燒器時石英材料中所含的雜質(zhì)濃度、特別是鐵(Fe )的含有濃度，特別是使火焰拋光時附著在光纖用玻璃母材上的雜質(zhì)減少，從而減少了拉絲時光纖中產(chǎn)生的斷線或線徑變化等異常點(diǎn)。解決問題的方法能夠解決上述問題的本發(fā)明的石英制燃燒器是由石英材料形成的并且用于制造光纖用玻璃母材的石英制燃燒器，其特征在于，在所述石英材料所含的雜質(zhì)中，鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下。另外，本發(fā)明的光纖用玻璃母材的制造方法為使用由石英材料形成的石英制燃燒器來制造玻璃母材的光纖用玻璃母材的制造方法，其特征在于，使用在所述石英材料所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下的所述石英制燃燒器來制造所述光纖用玻璃母材。此外，關(guān)于本發(fā)明的光纖用玻璃母材的制造方法，優(yōu)選的是，將由所述石英材料形成的所述石英制燃燒器用于所述光纖用玻璃母材表面的火焰拋光工序中。 發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的石英制燃燒器以及光纖用玻璃母材的制造方法，通過使石英材料所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度降至O. 3ppm以下，特別是減少了火焰拋光時附著在光纖用玻璃母材上的雜質(zhì)，從而減少了拉絲時所產(chǎn)生的斷線或線徑變化等異常點(diǎn)。附圖簡要說明

圖1為示出了使用本發(fā)明的石英制燃燒器來制造光纖用玻璃母材的火焰拋光裝置的重要部件的部分示意圖。圖2為示出了圖1中的石英制燃燒器的透視示意圖。圖3為圖1的A-A線截面圖。符號說明10…火焰拋光裝置、11···支承架、12···保持工具、13···起始玻璃棒、14···玻璃母材、15…固定板、20···石英制燃燒器、21···夕卜管、22···內(nèi)管、23···氧供給管、24···氫供給管、25···氫用噴口、26···氧用噴口、27···玻璃母材的中心軸、30···氫氧火焰
具體實(shí)施例方式以下，關(guān)于本發(fā)明的石英制燃燒器以及光纖用玻璃母材的制造方法的一個實(shí)施方案，以在通過VAD法等制得的玻璃母材的拉絲工序前所進(jìn)行的火焰拋光工序?yàn)槔齺磉M(jìn)行說明。如圖1所示，實(shí)施本實(shí)施方案的光纖用玻璃母材制造方法的火焰拋光裝置10為這樣的裝置通過VAD法等使玻璃微粒沉積在起始玻璃棒13上，然后為了除去附著在透明化后的玻璃母材14表面上的雜質(zhì)或?yàn)榱搜心ケ砻?，在拉絲工序前通過石英制燃燒器20(以下簡稱為燃燒器)對玻璃母材14的表面進(jìn)行加熱?；鹧鎾伖庋b置10在未示出的支柱上設(shè)置有支承架11，該支承架11可以通過沿支柱設(shè)置的升降結(jié)構(gòu)來進(jìn)行升降，并且在頂端附近安裝有保持工具12。保持工具12在保持起始玻璃棒13和懸掛玻璃母材14的同時，以玻璃母材14為中心軸繞其轉(zhuǎn)動。本實(shí)施方案的燃燒器20為朝向玻璃母材14的外周而設(shè)置的(例如)二重管構(gòu)造的氫氧燃燒器，其以頂端朝向玻璃母材14的中心軸的狀態(tài)而被固定在石英等制成的固定板15上。燃燒器20由高純度的石英材料(SiO2)形成，在該石英材料所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下。由此，可以將在火焰拋光時附著在玻璃母材14表面上的雜質(zhì)抑制在最低限度，從而可以減少拉絲時光纖中產(chǎn)生的氣泡、斷線、線徑變化等異常點(diǎn)。需要說明的是，這里所說的高純度的石英材料是指SiO2的比率為99. 995 (w%)以上。另外，雖然作為鐵(Fe)以外的其它雜質(zhì)存在有鎳(Ni)、鉻(Cr)、銅(Cu)等，但是與含有鐵對斷線等造成的影響相比，它們的影響較小。另外，一般來說與鐵(Fe)相比這些雜質(zhì)微量地存在于母材中。需要說明的是，F(xiàn)e的平均質(zhì)量濃度的下限值為作為制造上以及測定上的界限的O. 05ppm。如圖2所示，燃燒器20為具備(例如)圓筒管狀的外管21、以及位于該外管21內(nèi) 側(cè)的細(xì)徑內(nèi)管22的二重管結(jié)構(gòu)。外管21和內(nèi)管22都是由在石英材料(SiO2)所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下的高純度石英材料形成的。特別是，容易劣化的外管21和內(nèi)管22的頂端部分中鐵的平均質(zhì)量濃度優(yōu)選為O. 2ppm以下。燃燒器20在外管21和內(nèi)管22之間形成有氫用噴口 25,從氫用噴口 25噴出由與外管21相連接的氫供給管24所供給的氫(H2)。另外，內(nèi)管22與氧供給管23相連接，由氧供給管23所供給的氧(O2)從氧用噴口 26噴出。從氫用噴口 25噴出的H2和從氧用噴口 26噴出的O2發(fā)生氧化反應(yīng)從而燃燒，由此生成氫氧火焰。如圖3所示，在圓筒狀的固定板15上，在朝向玻璃母材14的中心軸27的圓周方向上以相等間隔固定有多個燃燒器20。通過這些多個(本實(shí)施方案為12個)燃燒器20，能夠獲得對玻璃母材14表面進(jìn)行火焰拋光所必需的氫氧火焰30的火力。需要說明的是，固定板15并不局限于圓筒狀，也可以形成為與燃燒器數(shù)量對應(yīng)的多角筒狀。接下來，對光纖用玻璃母材的制造方法進(jìn)行說明。(火焰拋光工序)在圖1所示出的火焰拋光裝置10中，通過使玻璃微粒沉積在起始玻璃棒13上而透明化的玻璃母材14，通過將起始玻璃棒13的上端安裝在保持工具12上而懸掛在支承架11下。其次，利用升降結(jié)構(gòu)使支承架11下降，并使玻璃母材14下降至多個燃燒器20呈圓狀布置的固定板15中，同時通過保持工具12而使玻璃母材14以其中心軸27為中心轉(zhuǎn)動(參照圖3)。然后，如圖2和3所示，通過使由氧供給管23供給的O2與由氫供給管24供給的H2進(jìn)行氧化反應(yīng)而燃燒，自全部燃燒器20的頂端噴出氫氧火焰30。此時，關(guān)于所使用的全部燃燒器20，在形成燃燒器自身的石英材料(SiO2)所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下。因此，能夠?qū)殡S著燃燒器自身的劣化、燃燒器自身所含的鐵(Fe)等雜質(zhì)與火焰一起飛散而附著在玻璃母材14上的雜質(zhì)抑制在最低限度。由此，在玻璃母材14表面上的雜質(zhì)確實(shí)地被除去的同時，能夠?qū)娜紵髯陨盹w散出而附著在玻璃母材14表面上的雜質(zhì)抑制在最低限度，從而可以減少拉絲時所產(chǎn)生的斷線或線徑變化等異常點(diǎn)。實(shí)施例
接下來，對本發(fā)明的石英制燃燒器和光纖用玻璃母材的制造方法的一個實(shí)施例進(jìn)行說明。實(shí)施例和對比例都使用由雜質(zhì)濃度不同的石英材料所形成的石英制燃燒器來進(jìn)行火焰拋光，并對火焰拋光過的玻璃母材的每預(yù)定長度(拉絲長度1000km)上的異常點(diǎn)進(jìn)行記數(shù)。石英制燃燒器使用了二重管結(jié)構(gòu)的氫氧燃燒器；用來進(jìn)行火焰拋光的玻璃母材的外徑為100 200mm，長度 為800 2000mm。需要說明的是，火焰拋光時投入到燃燒器中的火焰形成氣體設(shè)為02(100 200SLM)、H2(200 600SLM)，火焰溫度設(shè)為1500°C 1800°C。將如此火焰拋光過的玻璃母材拉絲為125 μ m的光纖。此外，具體來說，關(guān)于實(shí)施例中所使用的石英制燃燒器，使用了石英材料中Fe的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下的石英制燃燒器。另一方面，關(guān)于對比例中所使用的石英制燃燒器，使用了 Fe的平均質(zhì)量濃度超過O. 3ppm的石英制燃燒器。結(jié)果，得到了如表I所示出的結(jié)果。表I
權(quán)利要求
1.一種石英制燃燒器，其由石英材料形成并用于制造光纖用玻璃母材，其特征在于，在所述石英材料所含的雜質(zhì)中，鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下。
2.一種光纖用玻璃母材的制造方法，其中，使用由石英材料形成的石英制燃燒器來進(jìn)行玻璃母材的制造，其特征在于，使用在所述石英材料所含的雜質(zhì)中鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為O. 3ppm以下的石英制燃燒器來制造所述光纖用玻璃母材。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖用玻璃母材的制造方法，其特征在于，將由所述石英材料形成的所述石英制燃燒器用于所述光纖用玻璃母材表面的火焰拋光工序。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種石英制燃燒器和一種光纖用玻璃母材的制造方法，其中，通過降低在制作石英燃燒器時石英材料中所含雜質(zhì)的濃度、特別是鐵(Fe)的含有濃度，特別是可以減少火焰拋光時附著在光纖用玻璃母材上的雜質(zhì)，從而減少拉絲時光纖中所產(chǎn)生的異常點(diǎn)。燃燒爐20由高純度石英材料(SiO2)形成，在該純石英材料所含的雜質(zhì)中，鐵(Fe)的平均質(zhì)量濃度為0.3ppm以下。
文檔編號C03B37/014GK102992612SQ20121033715
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月13日
發(fā)明者幅崎利已, 久保祐介 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社