JP2003519069A - 袋を用いた光ファイバプリフォームを保護する方法 - Google Patents

袋を用いた光ファイバプリフォームを保護する方法

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Abstract

(57)【要約】 ガラスファイバプリフォームおよび光ファイバプリフォームを製造するためのガラス前駆体要素を保護する方法が開示されており、セラミックマンドレル堆積基体またはガラス前駆体要素またはセラミックマンドレルが保護袋内に貯蔵される。保護袋は、光ファイバプリフォームの製造に用いられる任意のガラス前駆体要素、例えば、ガラスコアケイン、ガラスチューブ、または光ファイバプリフォーム自体、もしくはプリフォーム製造中に多孔質ガラススートを堆積させるために用いられるセラミックマンドレル堆積基体を保護するために使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の分野 本発明は、広く、光ファイバの製造方法、並びに光ファイバプリフォーム、コ
アケインおよび光ファイバを製造するための他の前駆体要素を製造する方法に関
する。本発明は、より詳しくは、光ファイバプリフォームまたは光ファイバプリ
フォームに対するガラス前駆体要素を保護する方法に関する。
【0002】 発明の背景 光ファイバに線引きされる固結高純度ガラスプリフォームを製造する方法が当
該技術分野においてよく知られている。そのようなプリフォームを製造するため
のより馴染みのある方法のいくつかは、外付け法(OVD)、改良化学的気相成
長法(MCVD)、軸付け法(VAD)およびプラズマCVDのような火炎加水
分解プロセスによるものである。これらの技法およびそれらの組合せは、コア部
分およびクラッド部分を有する光ファイバプリフォームを形成するために一般に
用いられている。このクラッド部分の全体の屈折率がコアのものよりも低くなる
ように、コア部分は屈折率増加ドーパントを有する、および/またはクラッド部
分は屈折率減少ドーパントを有する。
【0003】 光ファイバを製造するあるOVD方法において、スートプリフォームのコア部
分は、所定の量の様々な気体をバーナの火炎中に導入することにより最初に形成
される。この導入により、例えば、酸化ケイ素および酸化ゲルマニウムを含むで
あろう酸化物が生成される。これらの酸化物は、適切なすなわち所望の直径のコ
ア部分が得られるまで、回転しているマンドレル上に堆積する。これらの酸化物
は、様々なコア屈折率プロファイルを形成するために、所望なように、様々な百
分率で導入されるであろう。一旦適切なコア部分が形成されたら、少なくともコ
アの一部を構成する堆積スートを有するマンドレルがOVD旋盤から取り外され
る。一般に、ハンドル部分は、プリフォーム上に含まれ、それと一体となってい
る。次いで、マンドレルがプリフォームから取り除かれ、それによって、その軸
の長手方向に沿って延在し、プリフォームの中心線に位置する開口を有するスー
トプリフォームが得られる。
【0004】 次に、スートプリフォームは固結炉内に挿入される。最初に、そのプリフォー
ムからの水の除去に役立てるために、塩素ガスが炉のマッフル部分内に含まれて
いる。次いで、堆積したスートが、優れた光学特性を有する中実の高純度ガラス
に転換されるまで、プリフォームが高温(プリフォームの組成に応じて、一般に
、約1250℃から約1700℃までの間の範囲)で加熱される。
【0005】 一旦プリフォームが固結されたら、当業者に知られているように、プリフォー
ムは、一般に真空下で、線引きされて、中心線の開口を閉じ、一定の直径を有す
る、より小さい直径のコアケインとなるまでプリフォームが延伸される。このコ
アケインは、より小さな直径まで線引きされ、セグメントに切断される。次いで
、これらセグメントの各々は、適切な直径となるまでSiO2スートにより被覆
され、再度、固結され、それによって、完全に固結された高光学品質のガラスで
ある光ファイバプリフォームが得られる。次いで、この得られた光ファイバプリ
フォームは、線引き炉に移されて、光ファイバが線引きされる。
【0006】 ここに用いているように、コアケインは、光ファイバとなるもののコア領域で
あって、完成した光ファイバプリフォームを形成するために、その上に、少なく
とも追加のクラッドおよびことによると追加のコア材料を加えなければならない
コア領域の少なくとも一部を有する任意の中実(すなわち、その中には中心線孔
がない)なガラス前駆体要素である。そのような追加のコア材料は、クラッドが
堆積される前にコアケイン上に堆積されるであろうし、または得られる光ファイ
バプリフォームを横切って所望の屈折率プロファイルを有するコアケインを完成
するために、いわゆるロッド・アンド・チューブプロセスの段階のような、様々
な他のプロセスの段階を用いても差し支えない。例えば、代わりに、コアケイン
は、所望の屈折率プロファイルを有するチューブに通され、その後、コアケイン
/チューブアセンブリを固結し、最終的なクラッド層を堆積する前に、第2のコ
アケインに線引きしても差し支えない。
【0007】 光ファイバプリフォームを製造するために用いられる任意のプロセス中に遭遇
する問題の内の1つは、設備雰囲気中に存在するダストが、最終の光ファイバプ
リフォームに到達するのに用いられる様々なガラス前駆体要素上に蓄積し得るこ
とである。そのようなダストとしては、設備中に存在する様々な炉からの耐火性
要素、並びに外部雰囲気から設備中に入り込む様々な材料が挙げられる。耐火性
粒子が存在すると、最終線引きプロセス中にファイバが破損することがあるので
、このことは非常に重大な問題となり得る。これらのダスト粒子は、ガラスに固
結された完成した光ファイバプリフォーム上に堆積し得るだけでなく、コアケイ
ン、ガラスチューブ、または最終光ファイバプリフォームに到達するのに用いら
れる他の中間体前駆体ガラス要素のような様々な前駆体要素のいずれの上にも蓄
積する傾向にある。この問題は、ガラスチューブが頻繁に静電荷を帯び、これが
設備雰囲気からそのようなダスト粒子を引き付けるという事実によってあいにく
悪化される。
【0008】発明の概要 本発明によれば、固結ガラス光ファイバプリフォームを製造する改良方法が提
供される。本発明のある態様において、スート堆積のための基体および/または
光ファイバ導波路の製造に使用するためのガラス前駆体製品が製造され、そのガ
ラス製品のファイバへの転換前に、基体および/またはガラス製品は、設備雰囲
気からのダストが蓄積するのを防ぐように保護袋内に貯蔵される。前駆体要素は
、例えば、コアケイン、固結されるのを待っているスート体、ガラスチューブ等
のような光ファイバプリフォームに対する任意のガラスまたはスート前駆体であ
ってよい。最も好ましくは、ガラス前駆体要素への損傷を防ぐために、ガラス前
駆体要素は、保護袋中に挿入される前に、ガラス(ガラススートよりもむしろ)
に固結される。あるいは、保護袋は、例えば、アルミナおよび外付け法に用いら
れる他のセラミックベイトロッドすなわちマンドレルのような、スート堆積をそ
の上に行うべき基体を保護するために用いても差し支えない。
【0009】 好ましくは、保護袋は帯電防止剤を含有し、この帯電防止剤は、最も好ましく
は、保護袋の製造の完了前に保護袋に導入される内部用帯電防止剤である。例え
ば、保護袋は、押出工程を用いて形成してもよく、帯電防止剤は、この押出工程
の前に加えられる。保護袋を製造するための好ましい材料の1つは、ポリオレフ
ィンベースの材料、例えば、ポリエチレンである。
【0010】 保護袋は、光ファイバに線引きされる準備のできている、完成した完全に固結
された光ファイバプリフォームを保護するのに特に都合よい。非常に頻繁に、そ
のような光ファイバプリフォームは、光ファイバに線引きされる前に、設備内に
ある期間に亘り貯蔵される。あるいは、光ファイバプリフォームは、別の場所ま
たは別の製造業者に輸送されて、光ファイバに線引きされる。固結された光ファ
イバプリフォームの完成から、プリフォームが光ファイバに線引きされるまでの
間の期間に亘り、保護袋は、光ファイバプリフォームに、設備または外部雰囲気
からのダストが蓄積しないように保護する。しかしながら、本発明は、光ファイ
バプリフォームの保護に限定されず、代わりに、光ファイバプリフォームの製造
に用いられる任意のガラス前駆体製品を保護するために用いても差し支えない。
例えば、完全に完成した光ファイバプリフォームに組み合わせられる、当業者に
知られた製造技法を用いて利用すべき、ガラスロッド、コアケイン、またはガラ
スチューブの全てを、ここに論じる保護袋を用いて保護することができる。本発
明による方法によって、光ファイバプリフォームの製造に用いられるガラス前駆
体要素上のダストの蓄積が最小にされる。
【0011】 本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部
には、その説明から当業者には明らかであり、または以下の詳細な説明、特許請
求の範囲、並びに添付した図面を含む、ここに記載した本発明を実施することに
より、認識されるであろう。
【0012】 上述した一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の単なる例示であり
、請求項に記載された本発明の性質および特徴を理解するための外観または構想
を提供することを意図したものである。添付した図面は、本発明のさらなる理解
を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。これらの図
面は、本発明の様々な実施の形態を示しており、本発明の原則および動作を説明
するように働く。
【0013】好ましい実施の形態の詳細な説明 ここで、本発明の現在好ましい実施の形態を参照する。本発明の方法の例示と
しての実施の形態が図1に示されている。雰囲気中にあるであろうダストからコ
アケイン12を保護するために、保護袋10が用いられている本発明による方法が図
示されている。当業者に知られた多くのCVD法の内の1つにより、コアガラス
体が製造され、このコアガラス体がコアケインに線引きされた後、コアケインは
保護袋10内に挿入される。好ましくは、コアケイン12が保護袋10内に挿入される
端部が閉じられる。保護袋10のそのような閉塞は、例えば、保護袋10の開放端の
周りに引きひもデバイス14を用い、それによって、保護袋を閉じることにより行
うことができる。好ましくは、保護袋の開放端を閉じるために、他の技法を用い
ても差し支えない。
【0014】 図2は、完全に完成しており、光ファイバに線引きされる用意のできている光
ファイバプリフォーム16を保護するための代わりの実施の形態を示している。そ
のような光ファイバプリフォーム16は、線引き炉内に挿入され、プリフォーム16
から光ファイバを線引きするのに適した温度まで加熱される前に、この光ファイ
バプリフォーム16を光ファイバに線引きする時間まで、ある期間に亘り貯蔵され
ることが多い。貯蔵期間中、光ファイバプリフォーム16は、しばしば垂直方向に
吊り下げられる。これは、例えば、ハンドル領域18を有する光ファイバプリフォ
ーム16を提供することにより行うことができる。ここでは、グリッパ20がハンド
ル領域18をその周りで把持し、それによって、光ファイバプリフォーム16を垂直
方向に保持できる。
【0015】 好ましくは、光ファイバプリフォームが貯蔵されている間、保護袋10は、図2
に示すように、光ファイバプリフォーム16の周りに配置される。再度、保護袋10
の開放端は、好ましくは、保護袋の開放端を閉じるための適切な手段14を用いて
閉じられる。例えば、コアケインまたは光ファイバプリフォームの場合、保護袋
は、外部雰囲気に対して保護袋を閉じるのに十分に保護袋を溶融または軟化させ
、気密シールを形成するのに十分に熱いヒートシール装置を用いて、両端でヒー
トシールされてもよい。あるいは、引きひも、ビニタイ、輪ゴム、ダクトテープ
、または他の締め付け装置または固定装置を用いて、保護袋の端部を閉じた状態
に締め付けることもできる。もしくは、保護袋の端部を単に結んで縛り、それに
よって、気密シールされていないけれども、保護袋を外部雰囲気に対して実質的
に閉じることができる。
【0016】 保護袋10は、好ましくは、帯電防止剤を含有する。帯電防止剤は、好ましくは
、保護袋10の製造が完了する前に保護袋に導入される内部用帯電防止剤である。
例えば、保護袋は押出しにより形成してもよく、帯電防止剤は、押出工程の前に
加えられる。
【0017】 好ましい帯電防止剤としては、アルコキシル化アルキルアミン、脂肪酸エステ
ル、第4アンモニウム塩、およびそれらの組合せからなる群より選択される帯電
防止剤が挙げられる。好ましくは、前記帯電防止剤は非イオン帯電防止剤である
。最も好ましくは、帯電防止剤は、(a)N,N−ビス(ヒドロキシエチル)ラウ
リルアミド、(b)オクタデカン酸モノエステルの1,2,3プロパントリオール
との混合物、(c)N,N−ビス(ヒドロキシエチル)C13−C15アルキルアミン
、および(d)それらの組合せからなる群より選択される。そのような帯電防止剤
は、例えば、ポリエチレンのようなポリオレフィンベースの保護袋に使用する場
合に特に好ましい。好ましくは、これらの帯電防止剤は、約4重量パーセント未
満、より好ましくは、約2重量パーセント未満、最も好ましくは、約1重量パーセ
ント未満の量で用いられる。
【0018】 代わりの帯電防止剤としては、アニオンアルキルスルホネート、アルキルホス
フェート、ジチオカルボネートおよびカルボキシレート、非イオンポリエチレン
グリコールエーテル、脂肪酸エステル、エタノールアミド、エトキシル化脂肪ア
ミンおよび脂肪アミンのグリセリドが挙げられる。例えば、追加の帯電防止材料
については、「Plastic Additives」,4th Ed.,R Gachter et al.,Hanser Pub.,
N.Y., N.Y. (1996)を参照のこと。
【0019】 あるいは、そのような帯電防止剤は、保護袋の表面に塗布しても差し支えない
。しかしながら、そのような帯電防止剤は、表面に塗布する場合、保護されるガ
ラス前駆体要素上に残留してしまうこともある。その結果、より好ましくは、帯
電防止剤は、保護袋の形成プロセス中に保護袋中に含められる。
【0020】 保護袋には、好ましくは、保護袋の表面に対する互いの粘着を促進させ、した
がって、保護袋の取扱いおよびプリフォームへの施用を容易にするのに十分なテ
クスチャ表面が与えられている。
【0021】 ある実施の形態において、光ファイバプリフォームは、最初の製造施設内で製
造され、保護袋内に配置され、次いで、光ファイバに線引きすべき第2の製造施
設に輸送される。この第2の製造設備は、例えば、第1の製造業者から完成した
光ファイバプリフォームを購入し、次いで、それらを光ファイバに線引きする顧
客であって差し支えない。この場合、プリフォームは、好ましくは、プリフォー
ムへの損傷を防ぐための緩衝材が内側に設けられた保護用ハードカバーボックス
(例えば、木から作製された)中に入れられた保護袋10内で輸送される。
【0022】 別の実施の形態において、コアケインは、OCD、MCVD、PCVD、また
はVADプロセスを用いて製造される。ここで用いているように、コアケインは
、光ファイバプリフォームのコアの少なくとも一部を構成し、追加のコアおよび
/またはクラッドのスート材料をその上に堆積すべきガラスプリフォーム前駆体
要素を意味する。そのような追加のスート材料は、好ましくは、図3に示したよ
うに、OVD技法を用いて堆積される。図3に示したように、スート21はマンド
レル19上に堆積される。しかしながら、追加のスート21を堆積するために、マン
ドレル19をコアケイン12で置き換えても差し支えない。スート21は、ガラススー
ト材料22の複数の個々の粒子からなる。スート粒子21は、堆積バーナ24から排出
される。本発明を実施するために、どのような様々な既知のOVD堆積バーナを
用いてもよい。好ましくは堆積中に、スート被覆アセンブリ34は、矢印Aの方向
に回転される。スート21は、所望の屈折率プロファイルとなるように、当該技術
分野に知られているように、ドープされていないシリカ、フッ素ドープシリカ、
ゲルマニウムドープシリカ、またはそれらの組合せからなっていてもよい。
【0023】 コアケインの形成後、コアケインは、追加のスート材料をコアケイン上に堆積
する時間まで、保護袋10内に貯蔵される。ある実施の形態において、コアケイン
は、別の製造施設まで保護袋内で輸送または他の様式で移送され(および/また
は顧客に販売され)、そこで、コアケインは保護袋から取り出され、次いで、追
加のスートがコアケイン上に堆積される。
【0024】 次いで、コアケインは、単に保護袋から取り出され、製造プロセスが、好まし
くは、OVD堆積プロセスにより続けられ、追加のスートが加えられる。
【0025】 最も好ましくは、保護袋10は金属化合物は含有しない。なぜならば、金属化合
物は、シリカガラス内に結晶化(例えば、クリストバライトの形成)のための核
形成部位として作用するからである。
【0026】 当業者にとって、本発明の範囲から逸脱せずに、本発明に様々な改変および変
更を行っても差し支えないことが明らかである。したがって、特許請求の範囲お
よびそれらの同等物に含まれるのであれば、本発明は、そのような改変および変
更を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による保護袋内に貯蔵されたガラスコアケイン前駆体要素の斜視図
【図2】 本発明による保護袋に貯蔵されたガラス光ファイバプリフォームの斜視図
【図3】 固結されたロッド・アンド・チューブアセンブリ上に堆積されているスートの
断面概略図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AE,AG,A L,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR ,BY,BZ,CA,CH,CN,CR,CU,CZ, DE,DK,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,G D,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN ,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC, LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA,MD,M G,MK,MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,U Z,VN,YU,ZA,ZW Fターム(参考) 4G021 EA01 EA02 EA03 EB00 HA00

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバを製造する方法において、 光導波路の製造に使用するのに適したガラスまたはセラミック製品を、該製品
    がその製造に用いられる前に、保護袋内に貯蔵する工程を含むことを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】 前記製品が、光導波路の製造に使用するためのガラス製品で
    あり、該ガラス製品を前記導波路に転換する前に、該ガラス製品が前記保護袋内
    に貯蔵されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記製品が、ガラススートを受けるためのセラミックマンド
    レル基体であり、該マンドレルが前記保護袋内に貯蔵され、その後、該マンドレ
    ルが該保護袋から取り出され、外付け法を用いて、該マンドレル上にガラススー
    トが堆積されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記ガラス製品が、光ファイバに線引きすることのできる光
    ファイバプリフォームであることを特徴とする請求項2記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記プリフォームを光ファイバに線引きする工程をさらに含
    み、該線引き工程の前に、該プリフォームが前記保護袋内で貯蔵されることを特
    徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記ガラス製品が、ガラスコアケインまたは光ファイバの製
    造に使用するための他の中間体ガラス製品であり、前記貯蔵工程後、該コアケイ
    ンまたは他の中間体ガラス製品が前記保護袋から取り出され、追加のガラスが該
    コアケインまたは他の中間体ガラス製品に加えられることを特徴とする請求項2
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記保護袋が帯電防止剤を含有することを特徴とする請求項
    2記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記保護袋が帯電防止剤を含有することを特徴とする請求項
    3記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記保護袋が帯電防止剤を含有することを特徴とする請求項
    4記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記帯電防止剤が、前記保護袋の製造が完了する前に該保
    護袋に導入される内部用帯電防止剤であることを特徴とする請求項2記載の方法
  11. 【請求項11】 前記保護袋がテクスチャ表面を有することを特徴とする請
    求項7記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記保護袋が押出工程を用いて形成され、前記帯電防止剤
    が該押出工程の前に加えられることを特徴とする請求項7記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記帯電防止剤が、アルコキシル化アルキルアミン、脂肪
    酸エステル、第4アンモニウム塩、およびそれらの組合せからなる群より選択さ
    れることを特徴とする請求項2記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記帯電防止剤が、(a)N,N−ビス(ヒドロキシエチル
    )ラウリルアミド、(b)オクタデカン酸モノエステルの1,2,3プロパントリ
    オールとの混合物、(c)N,N−ビス(ヒドロキシエチル)C13−C15アルキル
    アミン、および(d)それらの組合せからなる群より選択されることを特徴とする
    請求項2記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記プリフォームが第1の製造施設で製造され、前記光フ
    ァイバが第2の製造施設で該プリフォームから線引きされ、前記方法が、前記押
    出工程の前に、前記保護袋内で前記プリフォームを前記第2の製造施設に輸送す
    る工程をさらに含むことを特徴とする請求項4記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記プリフォームが第1の製造施設で製造され、前記光フ
    ァイバが第2の製造施設で該プリフォームから線引きされ、前記方法が、前記押
    出工程の前に、前記保護袋内で前記プリフォームを前記第2の製造施設に輸送す
    る工程をさらに含むことを特徴とする請求項5記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記プリフォームが第1の製造施設で製造され、前記光フ
    ァイバが第2の製造施設で該プリフォームから線引きされ、前記方法が、前記押
    出工程の前に、前記保護袋内で前記プリフォームを前記第2の製造施設に輸送す
    る工程をさらに含むことを特徴とする請求項10記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記保護袋が金属化合物を含有しないことを特徴とする請
    求項15記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記保護袋が金属化合物を含有しないことを特徴とする請
    求項16記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記保護袋が金属化合物を含有しないことを特徴とする請
    求項17記載の方法。
  21. 【請求項21】 前記コアケインまたは他の中間体ガラス製品が、追加のガ
    ラスがそこに加えられる前に、ある期間に亘り貯蔵されることを特徴とする請求
    項6記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記光ファイバプリフォームを別の製造施設に輸送して、
    光ファイバに線引きする工程をさらに含むことを特徴とする請求項4記載の方法
  23. 【請求項23】 前記光ファイバプリフォームを顧客に輸送して、光ファイ
    バに線引きする工程をさらに含むことを特徴とする請求項4記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記堆積工程後に、前記セラミックマンドレルを前記スー
    トから取り外し、その後、該マンドレルを前記保護袋内に貯蔵する各工程をさら
    に含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
  25. 【請求項25】 前記ガラス製品がコアケインであり、前記方法が、該コア
    ケインを別の製造施設に輸送する工程をさらに含み、ここで、該コアケインが前
    記保護袋から取り出され、該コアケイン上に追加のスートが堆積されることを特
    徴とする請求項2記載の方法。
  26. 【請求項26】 前記ガラス製品がコアケインであり、前記方法が、該コア
    ケインを顧客に販売する工程をさらに含み、該コアケインが該顧客により前記保
    護袋から取り出され、該コアケイン上に追加のスートが堆積されることを特徴と
    する請求項2記載の方法。
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