JPH01141825A - フッ素含有ガラスプリフォームの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、フッ素を含むガラスプリフォームの製造方
法に関するもので、高純度を要求される光通信用ガラス
ファイバ、ガラス基板、等の光通信分野、一般の光学分
野等に用いて好適なものを提供する。

〈従来の技術〉 石英ガラスもしくは石英ガラスにゲルマニウム、リン、
アルミニウム、ホウ素等をドープしたガラスにフッ素を
含ませる方法として■ガラス微粒子の生成をフッ素含有
ガス雰囲気で行い、堆積するガラス微粒子中にフッ素を
添加させる方法。■高温プラズマ炎内に５ｉｃｋ、のよ
うなガラス形成用の先駆物質とＳｉＦ４．　ＣＦ、　　
、　ＳＦ、　　のような分解によってフッ素イオンを放
出するガスとを同時に導入して直接的に透明なフッ素添
加ガラスとする方法。

■ＷＡＤやＯＶＤ法のようにまずガラス微粒子を発生さ
せて、これを堆積させて多孔質プリフォームとなし、次
いでこのプリフォームをフッ素を含む高温雰囲気で透明
ガラス化してフッ素添加ガラスとする方法などが知られ
ている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記■の方法：：おいては、高濃度のフッ素添加が難し
く、せいぜい石英ガラスの屈折率をフッ素添加しないと
きと比較して０．１チ程度低下させるにとどまる。■に
おいては、実験的には１．０％以上のガラスの屈折率低
下が期待されるが、ガラスの堆積温度が直接透明ガラス
を得る程度に高いため、ガラスの揮散も同時に進行する
という二つの競合反応となるのであまυ高い堆積速度を
得ることができない。具体的には１００ＫＷ　　程度の
高周波出力を有する大型の高周波発振器を使用しても、
毎分０．５ｇ以上の堆積速度をフッ素の高濃度添加と同
時に実現することは難しいと思われる。■の方法におい
てはガラス微粒子の堆積をフッ素添加と無関係に大量に
行うことができるため非常に高い生産性を期待できるが
、それ程高いフッ素添加はできず標準的には安定（二実
現されるガラスの屈折率低下は０．５％程度が限度であ
る。

この■における方法においてフッ素の高添加ができない
理由としては、ガラス微粒子の透明ガラス化時のガラス
中のフッ素イオンの濃度と加熱炉内の雰囲気中のフッ素
イオンの濃度との間に（ガラス中の添加量）＝（雰囲気
中のフッ素濃度）ｌ／４の平衡関係にあって、ガラス中
の濃度を２倍（二するためには雰囲気中の濃度を１６倍
にしなければならないという高濃度添加の制限を受ける
ことがあげられる。しかしながら一方ではガラスの透明
ガラス化濃度と上記平衡定数との間には密接な関係があ
って、透明ガラス化温度を低くすればするほどガラス（
固相）側の方に平衡が傾き、高濃度添加が可能というこ
とが知られている。図面はその様子を示したもので、横
軸は多孔質石英ガラスプリフォームをフッ素含有ガス雰
囲気で透明ガラス化するときの温度、縦軸は得られたフ
ッ素含有石英ガラスの純粋石英ガラスと比較した屈折率
低下！（チ）を示している。

この発明者等は、この知見から透明ガラス化に至らない
温度で、加熱処理したときにフッ素の添加量がどのよう
に変化するか検討した結果、さらに高濃度のフッ素添加
が可能であることを見い出した。このフッ素の高添加の
メカニズムは、石英ガラス微粒子とフッ素の反応温度を
従来よシ低く設定することによシ液相側（ガラス側）に
より高いフッ素が残留することを利用したものであるが
、このとき生じる別の問題すなわち低い温度で石英ガラ
ス微粒子を焼結、透明ガラス化しようとすると十分に透
明度の高いガラスプリフォームが得られないという欠点
を透明ガラス化方法の改良によシ克服したものである。

〈問題点を解決するための手段〉 この発明は、以上の観点からフッ素含有雰囲気での加熱
処理を多孔質プリフォームが透明ガラス化することなく
、シかしながらその体積が収縮せしめられたところの内
部に気泡を含む不透明ガラスプリフォームとなる焼結条
件下で行い、しかる後さらに高温処理して透明ガラスプ
リフォームとすることによシフッ素を高濃度に含むガラ
スプリフォームを得るようにしたものである。なお上記
焼結条件は、１００　％　Ｓｉｏ、を例（：とると、温
度１２００〜１４５０℃、時間１５分〜３０時間、１０
０　％ＧｅＯ，を例Ｃ二とると、温度７５０−９５０℃
、時間１５分〜３０時間、ＳｉＯ□８５重量％Ｇθへ１
５重量％で温度１１２０〜１３７０℃、時間１５〜５０
時間程度であシ、その外径はその後の透明ガラス化され
たプリフォーム径とほぼ等１いサイズとされる。

また上記焼結雰囲気は、加熱炉の熱をガラスに効率よく
伝える観点から熱伝導率が高いガスが望ましく、また気
泡内に残留するガスが速やかに外部に排出できるという
２つの目的からＨｅ雰囲気とすることが好ましい。

実施例１ ＶＡＤ法により　Ｓｉｎ、からなる多孔質ガラスプリフ
ォーム（直径９ＱＭｍφ、長さ４０ＣＩＩｌ）を得、こ
れを下記条件の加熱炉内に導入し、フッ素が含有された
直径４２鱈φ、長さ２０５Ｗの内部に気泡を含む不透明
ガラスプリフォームとした０焼結条件 炉内最高温度　　１２８０℃ 炉内均熱部分の長さ　　６００Ｍ Ｈｅ供給ｆｉ　　　　　２ＳＬＭ ＳｉＦ、供給１１１０゜５　ＳＬＭ Ｏ，＃０，１ｓＬＭ 加熱時間　　　　２０時間 次にこの不透明ガラスプリフォームの一端から他端に向
けて酸水素バーナをトラバース速度７０−／分、温度１
９００℃の条件下で加熱して全長透明なガラスプリフォ
ームとした。かくして得られたプリフォームの屈折率を
調べたところ全体に均一で、透明なＳｉｎ、ガラスと比
較するとｏ、ａ　１低下させることができた。

実施例２ ＷＡＤ法によｌ）　ＧｅＯ□からなる多孔質プリフォー
ム（直径３５１１１１φ、長さ２２０讃）を得、これを
下記条件の加熱炉内に入れてフッ素が含有された、内部
は気泡を含む不透明Ｇｏｏ、ガラスプリフォーム（直径
１８霧φ、長さ１２０ａｍ）とした。

条　　　件 加熱炉（最高）温度　　　　８２０℃ 加熱炉均熱部分の長さ　　　　　４０ｍ炉内へのＨｅ供
給量　　　　　　Ｉ　ＳＬＭ炉内へのＳｉＦ、供給量　
　　　０，５　ＳＬＭ加熱時間　　　　　　　　　　２
０時間次にこの不透明ガラスプリフォームの一端から他
端に向けて酸水素バーナをトラバース速度４゜１７分、
温度１０ＱＱｔの条件下で加熱して全長透明なガラスプ
リフォームとした。かくして得られたプリフォームの屈
折率を調べたとζろ、Ｇｅｍ。

１００％のそれど比較して１．０　ｆｉ低下していた。

なお、以上の実施例は純粋Ｓ１０．ガラス、純粋Ｇｅｍ
、ガラスにフッ素を添加する例を示したが、これらに限
定されるものでなく、他のガラス例えば？１０．　　、
　Ａｌ、Ｏ，、Ｓｂ、Ｏ，、ＺｒＯ！などを主成分とす
る酸化物ガラス等もしくはＳ１０．ガラスにゲルマニウ
ム、リン、アルミニウム、ホウ素等をドーグしたガラス
（；も適用できる。またフッ素含有物質としては分解温
度が高いフレオン系ガス、ＣＦ、　、ＳＦ、。

Ｃ！Ｆ、ｅちＰ８等よシもＳｉＦ、　、　Ｓｉ、Ｆ、な
どのシラン系ガスのフッ素置換したものの方が低い温度
で分解するのでよシ効果的である。

〈発明の効果〉 この発明は、ガラス内へのフッ素の添加を多孔質ガラス
プリフォームが縮径しても透明ガラス化しない焼結条件
で焼結する際にその雰囲気をフッ素含有ガス雰囲気とす
ることによシ行うものであるから従来に比して高濃度の
フッ素が添加されたガラスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、多孔質ＳｉＯ□ガラスの透明ガラス化温度に対ス
るフッ素含有率を示すグラフである。 特許出願人　　藤倉電線株式会社 代理人　弁理士　竹　内　　　守 加熱Ｐ温度（°Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス形成用の先駆物質から得られるガラス微粒
   子を収集して多孔質ガラスプリフォームとなし、この多
   孔質プリフォームをフッ素含有ガス雰囲気で加熱処理し
   て、その体積が収縮せしめられた内部に気泡を含む不透
   明ガラスプリフォームとなし、次いで高温加熱処理して
   透明ガラス化することを特徴とするフッ素含有ガラスプ
   リフォームの製造方法。
2. （２）不透明ガラスプリフォームをＨｅ雰囲気で得るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフッ素含有
   ガラスプリフォームの製造方法。