JP2020132437A - 光ファイバ用ガラス母材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 保管室での保管中おけるガラス微粒子堆積体への金属不純物等の異物の付着や混入を防止し、伝送損失の少ない光ファイバを得ることのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供する。【解決手段】ＶＡＤ法により作成されたガラス微粒子堆積体を保管室内に保管するに際し、該保管室内の塩化水素濃度を２ｐｐｍ以下に保つことを特徴とし、前記保管室内の湿度は１２ｇ／ｍ３以下に保つのが好ましい。前記保管室は、空気の供給口と排気口を備え、該排気口から排気された気体が送風ファンによって供給口から保管室内に再び供給される。前記排気口と前記送風ファンとの間にケミカルフィルタを設け、さらに前記排気口と前記送風ファンとの間に除湿機を設けるのが好ましい。【選択図】 図１
Description
本発明は、線引きされることで光ファイバとなる光ファイバ用ガラス母材の製造方法に関する。
光ファイバの重要な特性の一つに、伝送損失の低さがある。合成石英を基本的な材料として、光ファイバの径方向に屈折率分布を持たせるために各種のドープ材を含ませている。このときドープ材には、屈折率を変化させることだけでなく、それ自体の存在が大きな伝送損失の原因とならないことが求められる。
ＶＡＤ法での光ファイバ母材の製造では、酸水素火炎中にガラス原料の四塩化ケイ素および四塩化ゲルマニウムを供給し、二酸化ケイ素および二酸化ゲルマニウムを生成させ、それらを出発材に堆積させることによりガラス微粒子堆積体が得られる。
ＶＡＤ法での光ファイバ母材の製造では、酸水素火炎中にガラス原料の四塩化ケイ素および四塩化ゲルマニウムを供給し、二酸化ケイ素および二酸化ゲルマニウムを生成させ、それらを出発材に堆積させることによりガラス微粒子堆積体が得られる。
このとき、ＶＡＤ法で作成されたガラス微粒子堆積体には水分が含まれ、これも光ファイバの伝送損失を増大させる一要因に挙げられる。このため、ガラス微粒子堆積体を加熱して透明ガラス化する焼結工程の一部で、塩素系ガスを含む雰囲気下で加熱することで脱水が行われる。また、透明ガラス化前に、雰囲気中に浮遊する金属微粒子などの異物が意図せずガラス微粒子堆積体に付着・混入することがあり、これらの雰囲気中の異物によっても、これを透明ガラス化し線引きして得られる光ファイバの伝送損失を増大させる。
このような意図しない雰囲気中の異物が混入しないように、ガラス微粒子堆積体の製造後、次の焼結処理を行うまでの間、ダストの少ないクリーンガスを導入した保管室（隔離室）に保管し、ガラス微粒子堆積体への異物の付着を防ぐ技術がある（特許文献１参照）。
ＶＡＤ法で作成されたガラス微粒子堆積体には、製造時の酸水素火炎と四塩化ケイ素や四塩化ゲルマニウムとの反応によって生成した塩化水素が含まれており、このようなガラス微粒子堆積体を保管室内に保管すると、該堆積体から塩化水素が保管室内へ放出され、これによって保管室内の構造物や配管材料などが腐食され、腐食によって生じた錆等の異物が保管室内の雰囲気中に浮遊し、これらの異物によってガラス微粒子堆積体が汚染されるおそれがあった。
ガラス微粒子堆積体が大型化し１本あたりの重量が１０ｋｇを超えるようなものを保管するには、保管室は、強度のある頑丈な金属構造物で構成されることになる。しかしながら、保管室内の構造物が腐食されて錆が生じ、これが保管室内の雰囲気中に浮遊してガラス微粒子堆積体に混入・付着することがある。また、保管室内のガスを、クリーン保管室内に循環するクリーンガスを導入しても、保管室内で発生する異物を防ぐことが出来なかった。
保管室において意図しない金属不純物の混入があっても焼結工程で除去できるように工程を構成しているが、それでも多量の金属が付着していると完全な除去は困難であり、結果的に光ファイバの伝送損失の増大を招くおそれがあった。
保管室において意図しない金属不純物の混入があっても焼結工程で除去できるように工程を構成しているが、それでも多量の金属が付着していると完全な除去は困難であり、結果的に光ファイバの伝送損失の増大を招くおそれがあった。
本発明の課題は、保管室での保管中おけるガラス微粒子堆積体への金属不純物等の異物の付着や混入を防止し、伝送損失の少ない光ファイバを得ることのできる光ファイバ用ガラス母材の製造方法を提供することにある。
本発明は、このような課題を解決してなり、本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法は、ＶＡＤ法により作成されたガラス微粒子堆積体を保管室内に保管するに際し、該保管室内の塩化水素濃度を２ｐｐｍ以下に保つことを特徴とし、前記保管室内の湿度は１２ｇ／ｍ３以下に保つのが好ましい。
前記保管室は、空気の供給口と排気口を備え、排気口で排気された気体が送風ファンによって供給口から保管室内に再び供給される。
前記排気口と前記送風ファンとの間にケミカルフィルタを設け、さらに、前記排気口と前記送風ファンとの間に除湿機を設けるのが好ましい。
前記保管室は、空気の供給口と排気口を備え、排気口で排気された気体が送風ファンによって供給口から保管室内に再び供給される。
前記排気口と前記送風ファンとの間にケミカルフィルタを設け、さらに、前記排気口と前記送風ファンとの間に除湿機を設けるのが好ましい。
本発明の光ファイバ用ガラス母材の製造方法によれば、保管室でのガラス微粒子堆積体の保管中における、金属構造物の腐食によって生じた錆等の異物のガラス微粒子堆積体への混入・付着が防止され、光ファイバ用ガラス母材への汚染を抑制することができる。
以下、図面に基づいて本発明の実施例、比較例を通して本発明を実施する形態について詳細に説明するが、これらの例に本発明は限定されず、様々な態様が可能である。
図１は、本発明に係るガラス微粒子堆積体の保管室の構成の一例を示す概略図である。
図に示すように、外部と隔離された保管室１の内部に、製造後のガラス微粒子堆積体２が保管される。保管室１には排気口３が設けられており、保管スペース内の空気を排気している。排気口３から排出された気体は、下流に配置されたケミカルフィルタ４を通過する。ケミカルフィルタ４は、活性炭を基材とした濾材からなり、酸性ガス（塩化水素）を吸着・除去する。ケミカルフィルタ４の下流には除湿機５が設置され、空気中の水分を除去する。除湿機５は、コンプレッサーによって冷媒を圧縮し、それが気化する際に奪われる潜熱を利用して空気中の水分を結露させ除去（除湿）する。これらによって排気口から排出された空気から塩化水素ガスを除去し乾燥した後、送風フアン６によって再び供給口７から保管室１へ供給される。
図１は、本発明に係るガラス微粒子堆積体の保管室の構成の一例を示す概略図である。
図に示すように、外部と隔離された保管室１の内部に、製造後のガラス微粒子堆積体２が保管される。保管室１には排気口３が設けられており、保管スペース内の空気を排気している。排気口３から排出された気体は、下流に配置されたケミカルフィルタ４を通過する。ケミカルフィルタ４は、活性炭を基材とした濾材からなり、酸性ガス（塩化水素）を吸着・除去する。ケミカルフィルタ４の下流には除湿機５が設置され、空気中の水分を除去する。除湿機５は、コンプレッサーによって冷媒を圧縮し、それが気化する際に奪われる潜熱を利用して空気中の水分を結露させ除去（除湿）する。これらによって排気口から排出された空気から塩化水素ガスを除去し乾燥した後、送風フアン６によって再び供給口７から保管室１へ供給される。
ＶＡＤ法で作成したガラス微粒子堆積体２を図１に示した保管室１内に保管した。保管中、保管スペース内の空気を排気口３から排気し、その下流に設置されたケミカルフィルタ４を通過させて酸性ガス（塩化水素）を吸着・除去し、さらにその下流に設置された除湿機５で水分を除去した後、送風フアン６によって供給口７から保管室１へ戻すことにより、保管室内の塩化水素ガス濃度を２ｐｐｍ以下に維持するとともに、保管室内の湿度を１２ｇ／ｍ３以下に維持した。
こうして、ガラス微粒子堆積体２を保管室内に２４時間保管した後、これを石英ガラス製の炉心管に投入し、投入した炉心管内を２．７％の塩素ガスを含む雰囲気とし、加熱炉で１１５０℃に加熱して脱水処理を行った。その後、炉心管内の雰囲気をヘリウムとし、加熱炉で１５００℃に加熱して透明ガラス化処理を施し、透明ガラスコア母材を製造した
こうして、ガラス微粒子堆積体２を保管室内に２４時間保管した後、これを石英ガラス製の炉心管に投入し、投入した炉心管内を２．７％の塩素ガスを含む雰囲気とし、加熱炉で１１５０℃に加熱して脱水処理を行った。その後、炉心管内の雰囲気をヘリウムとし、加熱炉で１５００℃に加熱して透明ガラス化処理を施し、透明ガラスコア母材を製造した
このようにして得られた透明ガラスコア母材の周囲にガラスクラッド層を外付けして、光ファイバ用ガラス母材を作成し、これを線引きして光ファイバ化した。製造した光ファイバの伝送特性を測定したところ、表１に示す良好な光学特性を有するシングルモード光ファイバが得られた。
［比較例］
ＶＡＤ法で作成したガラス微粒子堆積体９を図２に示した保管室８内に保管した。保管中、保管スペース内の空気を排気口１０から排気し、その下流に設置されたＨＥＰＡフィルタ１１を通過させて気体中のダストを除去した。ＨＥＰＡフィルタ１１を通過した気体はクラス１００００とされ、送風フアン１２によって供給口１３から再び保管室８内へ戻した。なお、ＨＥＰＡフィルタは、ＪＩＳ Ｚ ８１２２：２０００規格に示される、「定格流量で粒径が０．３μｍ の粒子に対して ９９．９７％ 以上の粒子捕集率をもち，かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ（２５ｍｍＨ２Ｏ）以下の性能」をもつエアフィルタである。
ＶＡＤ法で作成したガラス微粒子堆積体９を図２に示した保管室８内に保管した。保管中、保管スペース内の空気を排気口１０から排気し、その下流に設置されたＨＥＰＡフィルタ１１を通過させて気体中のダストを除去した。ＨＥＰＡフィルタ１１を通過した気体はクラス１００００とされ、送風フアン１２によって供給口１３から再び保管室８内へ戻した。なお、ＨＥＰＡフィルタは、ＪＩＳ Ｚ ８１２２：２０００規格に示される、「定格流量で粒径が０．３μｍ の粒子に対して ９９．９７％ 以上の粒子捕集率をもち，かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ（２５ｍｍＨ２Ｏ）以下の性能」をもつエアフィルタである。
こうして、ガラス微粒子堆積体９を保管室８内に２４時間保管した後、実施例と同様の手順で透明ガラスコア母材を作成した。このようにして得られた透明ガラスコア母材の周囲にガラスクラッド層を外付けして、光ファイバ用ガラス母材を作成し、これを線引きして光ファイバ化した。製造した光ファイバの伝送特性を測定したところ、表２に示すような光学特性を有するシングルモード光ファイバが得られた。
実施例と比較して、１３１０ｎｍならびに１５５０ｎｍの伝送損失が０．０１ｄＢ／ｋｍほど高くなっており、特にＯＨ基に起因する１３８３ｎｍの伝送損失は０．０２５ｄＢ／ｋｍ程度高くなっていた。
実施例と比較して、１３１０ｎｍならびに１５５０ｎｍの伝送損失が０．０１ｄＢ／ｋｍほど高くなっており、特にＯＨ基に起因する１３８３ｎｍの伝送損失は０．０２５ｄＢ／ｋｍ程度高くなっていた。
１、８…保管室、
２、９…ガラス微粒子堆積体、
３、１０…排気口、
４…ケミカルフィルタ、
５…除湿機、
６、１２…送風ファン、
７、１３…供給口、
１１…ＨＥＰＡフィルタ、
２、９…ガラス微粒子堆積体、
３、１０…排気口、
４…ケミカルフィルタ、
５…除湿機、
６、１２…送風ファン、
７、１３…供給口、
１１…ＨＥＰＡフィルタ、
Claims (5)
- ＶＡＤ法により作成されたガラス微粒子堆積体を保管室内に保管するに際し、該保管室内の塩化水素濃度を２ｐｐｍ以下に保つことを特徴とする光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
- 前記保管室内の湿度が１２ｇ／ｍ３以下に保たれる請求項１に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
- 前記保管室は空気の供給口と排気口を備え、該排気口から排気された気体が送風ファンによって供給口から保管室内に再び供給される請求項１又は２に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
- 前記排気口と前記送風ファンとの間にケミカルフィルタを備えている請求項３に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
- 前記排気口と前記送風ファンとの間に除湿機を備えている請求項３又は４に記載の光ファイバ用ガラス母材の製造方法。
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