JPH04325431A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents
光ファイバの製造方法Info
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- JPH04325431A JPH04325431A JP12183091A JP12183091A JPH04325431A JP H04325431 A JPH04325431 A JP H04325431A JP 12183091 A JP12183091 A JP 12183091A JP 12183091 A JP12183091 A JP 12183091A JP H04325431 A JPH04325431 A JP H04325431A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、イメージガイ
ドなどに用いられる光ファイバの製造方法に関するもの
である。
ドなどに用いられる光ファイバの製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】シリカ粉末を成形して多孔質成形体を作
り、これを透明ガラス化して光ファイバ母材を作り、こ
れを線引して光ファイバを製造する方法は、特開昭６４
−１８９２８号公報や、Ｇｌａｓｔｅｃｈ Ｂｅｒ．
６０巻３号，７９〜８２頁 （１９８７年） などに記
載されている。しかしこの製造方法の透明ガラス化工程
については記載が少なく、わずかに後者の文献に１３０
０〜１７００℃と記載されているにすぎない。
り、これを透明ガラス化して光ファイバ母材を作り、こ
れを線引して光ファイバを製造する方法は、特開昭６４
−１８９２８号公報や、Ｇｌａｓｔｅｃｈ Ｂｅｒ．
６０巻３号，７９〜８２頁 （１９８７年） などに記
載されている。しかしこの製造方法の透明ガラス化工程
については記載が少なく、わずかに後者の文献に１３０
０〜１７００℃と記載されているにすぎない。
【０００３】一方、１７００℃程度の高温で透明ガラス
化処理するには、ＶＡＤ法などの方法で作製した多孔質
シリカ母材を処理する方法ではあるが、ＳｉＣコートし
たカーボン炉心管を用いる方法が知られている（特開平
２−２１７３２９号公報）。
化処理するには、ＶＡＤ法などの方法で作製した多孔質
シリカ母材を処理する方法ではあるが、ＳｉＣコートし
たカーボン炉心管を用いる方法が知られている（特開平
２−２１７３２９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、これら
の公知技術をもとに、シリカ粉末を成形して得た多孔質
成形体を、ＳｉＣコートしたカーボン炉心管の中で透明
ガラス化して光ファイバ母材を作製した。しかしこの光
ファイバ母材を線引した結果では、光ファイバに外径変
動が生じ、はなはだしいときには光ファイバの破断が発
生するという不都合が生じた。これは外径変動や破断の
状況から光ファイバ母材中の微気泡が線引中に膨張して
大きな泡になることが原因と考えられた。
の公知技術をもとに、シリカ粉末を成形して得た多孔質
成形体を、ＳｉＣコートしたカーボン炉心管の中で透明
ガラス化して光ファイバ母材を作製した。しかしこの光
ファイバ母材を線引した結果では、光ファイバに外径変
動が生じ、はなはだしいときには光ファイバの破断が発
生するという不都合が生じた。これは外径変動や破断の
状況から光ファイバ母材中の微気泡が線引中に膨張して
大きな泡になることが原因と考えられた。
【０００５】このため光ファイバ母材中に微気泡が残留
しないような製造方法を検討したが、有効な手段は見出
せなかった。そこで、微気泡があっても線引中に光ファ
イバの外径変動を引き起こさない方法を探索した結果、
本発明を完成するに至ったものである。
しないような製造方法を検討したが、有効な手段は見出
せなかった。そこで、微気泡があっても線引中に光ファ
イバの外径変動を引き起こさない方法を探索した結果、
本発明を完成するに至ったものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段とその作用】すなわち本発
明は、シリカ粉末を成形して得た多孔質成形体を透明ガ
ラス化して光ファイバ母材を作り、これを線引して光フ
ァイバを製造する方法において、多孔質成形体の透明ガ
ラス化をヘリウムガスの存在する減圧下で行うことを特
徴とする。
明は、シリカ粉末を成形して得た多孔質成形体を透明ガ
ラス化して光ファイバ母材を作り、これを線引して光フ
ァイバを製造する方法において、多孔質成形体の透明ガ
ラス化をヘリウムガスの存在する減圧下で行うことを特
徴とする。
【０００７】この方法で多孔質成形体を透明ガラス化す
ると、光ファイバ母材中にたとえ微気泡が存在していた
としても、それが線引時に大きな気泡に成長することが
なくなり、光ファイバの破断などの不都合を回避できる
。
ると、光ファイバ母材中にたとえ微気泡が存在していた
としても、それが線引時に大きな気泡に成長することが
なくなり、光ファイバの破断などの不都合を回避できる
。
【０００８】本発明に使用されるシリカ粉末としては、
四塩化珪素を火炎加水分解して生成したもの、金属珪素
の蒸気を酸化して生成したもの、エチルシリケートのよ
うなアルキルシリケートを加水分解して生成したもの、
水ガラスを精製して得たもの等が使用できる。シリカ粉
末の平均粒径は０．１ μｍ 以上が好ましい。シリカ
粉末は、純シリカでも、ドーパントを含むものであって
もよい。
四塩化珪素を火炎加水分解して生成したもの、金属珪素
の蒸気を酸化して生成したもの、エチルシリケートのよ
うなアルキルシリケートを加水分解して生成したもの、
水ガラスを精製して得たもの等が使用できる。シリカ粉
末の平均粒径は０．１ μｍ 以上が好ましい。シリカ
粉末は、純シリカでも、ドーパントを含むものであって
もよい。
【０００９】シリカ粉末を成形して多孔質成形体を作る
方法としては、ゾル・ゲル法、スリップキャスト法、押
出法、ＣＩＰ（静水圧加圧）法、スラリー塗布法、コロ
イダル・ゾル法、乾式ＣＩＰ法、ＭＳＰ（メカニカル
シェープド プリフォーム）法、遠心分離法などが
使用できる。いずれも公知の方法である。これらの成形
方法のうち、スリップキャスト法、押出法、ＣＩＰ法、
乾式ＣＩＰ法、ＭＳＰ法、遠心分離法などは、平均粒径
０．１ μｍ 以上のシリカ粉末を使用して、大型の多
孔質成形体を得ることができるので、好ましい方法であ
る。
方法としては、ゾル・ゲル法、スリップキャスト法、押
出法、ＣＩＰ（静水圧加圧）法、スラリー塗布法、コロ
イダル・ゾル法、乾式ＣＩＰ法、ＭＳＰ（メカニカル
シェープド プリフォーム）法、遠心分離法などが
使用できる。いずれも公知の方法である。これらの成形
方法のうち、スリップキャスト法、押出法、ＣＩＰ法、
乾式ＣＩＰ法、ＭＳＰ法、遠心分離法などは、平均粒径
０．１ μｍ 以上のシリカ粉末を使用して、大型の多
孔質成形体を得ることができるので、好ましい方法であ
る。
【００１０】多孔質成形体の形状は、棒状、管状のほか
、中心部にコア用またはコアとクラッド内層部用のガラ
スロッドを有し、その外周に多孔質成形体を形成したハ
イブリッド型などがある。透明ガラス化する多孔質成形
体は、予め乾燥し、必要に応じ脱脂したもので、さらに
塩素を含む不活性ガス中で加熱処理することにより金属
不純物を塩化物ガスとして除去したり、水分やＯＨ基を
除去して精製したものが使用される。
、中心部にコア用またはコアとクラッド内層部用のガラ
スロッドを有し、その外周に多孔質成形体を形成したハ
イブリッド型などがある。透明ガラス化する多孔質成形
体は、予め乾燥し、必要に応じ脱脂したもので、さらに
塩素を含む不活性ガス中で加熱処理することにより金属
不純物を塩化物ガスとして除去したり、水分やＯＨ基を
除去して精製したものが使用される。
【００１１】本発明の製造方法を図１を参照してさらに
具体的に説明する。図１において、１は炉心管、２は加
熱炉、３はヒーター、４はガス導入管、５はガス排出管
、６は支持棒、７はシリカ粉末を成形して得た多孔質成
形体である。
具体的に説明する。図１において、１は炉心管、２は加
熱炉、３はヒーター、４はガス導入管、５はガス排出管
、６は支持棒、７はシリカ粉末を成形して得た多孔質成
形体である。
【００１２】ガス導入管４より炉心管１内にヘリウムガ
スを導入し、ガス排出管５より炉心管１内のガスを吸引
して管内を減圧する。この状態で多孔質成形体７を徐々
に下降させ、ヒーター３で加熱されたホットゾーンを通
過させる。これにより多孔質成形体を透明ガラス化する
。ヘリウムガスは１００ ％ヘリウムである必要はなく
、多少の不活性ガス例えばアルゴン、窒素などを含んで
いてもよい。炉心管１は、加熱温度が低く、減圧度が低
ければ、石英製でもよいが、好ましくはＳｉＣコートし
たカーボン製とする。カーボン製の炉心管は高温で高い
減圧度でも熱変形しないので有利であり、かつＳｉＣコ
ートしてあると炉心管内のヘリウムが逃げない効果があ
る。
スを導入し、ガス排出管５より炉心管１内のガスを吸引
して管内を減圧する。この状態で多孔質成形体７を徐々
に下降させ、ヒーター３で加熱されたホットゾーンを通
過させる。これにより多孔質成形体を透明ガラス化する
。ヘリウムガスは１００ ％ヘリウムである必要はなく
、多少の不活性ガス例えばアルゴン、窒素などを含んで
いてもよい。炉心管１は、加熱温度が低く、減圧度が低
ければ、石英製でもよいが、好ましくはＳｉＣコートし
たカーボン製とする。カーボン製の炉心管は高温で高い
減圧度でも熱変形しないので有利であり、かつＳｉＣコ
ートしてあると炉心管内のヘリウムが逃げない効果があ
る。
【００１３】平均粒径０．１ μｍ 以上のシリカ粉末
を原料とした多孔質成形体は、透明ガラス化に必要な温
度が高いうえ、透明化されたガラス中に微気泡が残りや
すいので、炉心管１内のガス圧力Ｐｔ は数式１のよう
に設定することが好ましい。
を原料とした多孔質成形体は、透明ガラス化に必要な温
度が高いうえ、透明化されたガラス中に微気泡が残りや
すいので、炉心管１内のガス圧力Ｐｔ は数式１のよう
に設定することが好ましい。
【００１４】
【数１】Ｐｔ ≦（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×７６０ ｍｍＨ
ｇただし、Ｔｔ ：多孔質成形体の透明ガラス化温度（
°Ｋ） Ｔｄ ：光ファイバ母材の線引温度（°Ｋ）
ｇただし、Ｔｔ ：多孔質成形体の透明ガラス化温度（
°Ｋ） Ｔｄ ：光ファイバ母材の線引温度（°Ｋ）
【００１５
】その理由は次のとおりである。光ファイバ母材中の微
気泡に関してボイル・シャルルの法則を適用すると数式
２のようになる。
】その理由は次のとおりである。光ファイバ母材中の微
気泡に関してボイル・シャルルの法則を適用すると数式
２のようになる。
【００１６】
【数２】Ｐｔ Ｖｔ ／Ｔｔ ＝Ｐｄ Ｖｄ ／Ｔｄた
だし、Ｐｔ ：透明ガラス化時の圧力Ｖｔ ：透明ガラ
ス化時の体積 Ｐｄ ：線引時の圧力（７６０ ｍｍＨｇ）Ｖｄ ：線
引時の体積 Ｔｔ 、Ｔｄ は前記のとおり 数式２より数式３を得る。
だし、Ｐｔ ：透明ガラス化時の圧力Ｖｔ ：透明ガラ
ス化時の体積 Ｐｄ ：線引時の圧力（７６０ ｍｍＨｇ）Ｖｄ ：線
引時の体積 Ｔｔ 、Ｔｄ は前記のとおり 数式２より数式３を得る。
【００１７】
【数３】Ｐｔ ＝ ７６０×（Ｖｄ ／Ｔｄ ）×（Ｔ
ｔ ／Ｖｔ ）＝ ７６０×（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×（Ｖ
ｄ ／Ｖｔ ）
ｔ ／Ｖｔ ）＝ ７６０×（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×（Ｖ
ｄ ／Ｖｔ ）
【００１８】数式３において、Ｐｔ ≦
（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×７６０ とすれば、（Ｖｄ ／Ｖ
ｔ ）≦１、すなわちＶｄ ≦Ｖｔ となる。このこと
は透明ガラス化時の圧力を数式１の条件のように設定す
れば線引時に気泡が膨張しないことを意味する。このた
め、この条件で透明ガラス化した光ファイバ母材は、透
明ガラス化温度より高い温度で線引しても、微気泡によ
る外径変動が起こったり、大きな線径変動のため光ファ
イバが破断する等の不都合が発生しなくなるのである。
（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×７６０ とすれば、（Ｖｄ ／Ｖ
ｔ ）≦１、すなわちＶｄ ≦Ｖｔ となる。このこと
は透明ガラス化時の圧力を数式１の条件のように設定す
れば線引時に気泡が膨張しないことを意味する。このた
め、この条件で透明ガラス化した光ファイバ母材は、透
明ガラス化温度より高い温度で線引しても、微気泡によ
る外径変動が起こったり、大きな線径変動のため光ファ
イバが破断する等の不都合が発生しなくなるのである。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。
実施例１
水ガラスを精製して得た純シリカ粉末（平均粒径０．７
μｍ ）を造粒して、平均粒径５０μｍ のシリカ粉
末を得た。 このシリカ粉末を乾式ＣＩＰ法により１０００ ｋｇｆ
／ｃｍ２ の圧力で１分間加圧し、外径４５ｍｍ、長さ
１５０ ｍｍの棒状の多孔質成形体を得た。この多孔質
成形体を石英炉心管内にセットし、管内に２．５ ％の
塩素ガスを含むヘリウムガスを１０リットル／分の割合
で流しながら、４．０ ｍｍ／分の速度で下降させ、最
高温度１１００℃のホットゾーンを通過させた。これは
いわゆる塩素処理である。
μｍ ）を造粒して、平均粒径５０μｍ のシリカ粉
末を得た。 このシリカ粉末を乾式ＣＩＰ法により１０００ ｋｇｆ
／ｃｍ２ の圧力で１分間加圧し、外径４５ｍｍ、長さ
１５０ ｍｍの棒状の多孔質成形体を得た。この多孔質
成形体を石英炉心管内にセットし、管内に２．５ ％の
塩素ガスを含むヘリウムガスを１０リットル／分の割合
で流しながら、４．０ ｍｍ／分の速度で下降させ、最
高温度１１００℃のホットゾーンを通過させた。これは
いわゆる塩素処理である。
【００２０】次に、この多孔質成形体をＳｉＣコートし
たカーボン炉心管内に移し、透明ガラス化した。透明ガ
ラス化の条件は、炉心管内の雰囲気をヘリウム１００
％とし、管内の圧力を６１０ ｍｍＨｇに保ち、多孔質
成形体を１０ｍｍ／分の速度で下降させて、最高温度１
６５０℃のホットゾーンを通過させた。以上の工程を経
て光ファイバ母材を製造した。
たカーボン炉心管内に移し、透明ガラス化した。透明ガ
ラス化の条件は、炉心管内の雰囲気をヘリウム１００
％とし、管内の圧力を６１０ ｍｍＨｇに保ち、多孔質
成形体を１０ｍｍ／分の速度で下降させて、最高温度１
６５０℃のホットゾーンを通過させた。以上の工程を経
て光ファイバ母材を製造した。
【００２１】実施例２
透明ガラス化時の炉心管内圧力を６５０ ｍｍＨｇとし
たこと以外は実施例１と同じ条件で光ファイバ母材を製
造した。
たこと以外は実施例１と同じ条件で光ファイバ母材を製
造した。
【００２２】比較例
透明ガラス化時の炉心管内圧力を常圧としたこと以外は
実施例１と同じ条件で光ファイバ母材を製造した。
実施例１と同じ条件で光ファイバ母材を製造した。
【００２３】次に、以上の各実施例および比較例で得た
光ファイバ母材を、線引温度２１００℃、速度１００
ｍ／分の条件で線引し、光ファイバを製造した。その結
果、実施例１の母材から製造した光ファイバは線径変動
が認められず、実施例２の母材から製造した光ファイバ
は少々の線径変動は認められるが問題はなく、比較例の
母材から製造した光ファイバは線径変動が多く、光ファ
イバの破断も発生した。
光ファイバ母材を、線引温度２１００℃、速度１００
ｍ／分の条件で線引し、光ファイバを製造した。その結
果、実施例１の母材から製造した光ファイバは線径変動
が認められず、実施例２の母材から製造した光ファイバ
は少々の線径変動は認められるが問題はなく、比較例の
母材から製造した光ファイバは線径変動が多く、光ファ
イバの破断も発生した。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リカ粉末を成形して得た多孔質成形体を透明ガラス化し
て光ファイバ母材を作り、これを線引して光ファイバを
製造する場合に、光ファイバ母材中の微気泡が発達して
光ファイバの外径変動や破断が発生することがなくなり
、このため光ファイバの製造歩留りが向上する利点があ
る。
リカ粉末を成形して得た多孔質成形体を透明ガラス化し
て光ファイバ母材を作り、これを線引して光ファイバを
製造する場合に、光ファイバ母材中の微気泡が発達して
光ファイバの外径変動や破断が発生することがなくなり
、このため光ファイバの製造歩留りが向上する利点があ
る。
【図１】 本発明に使用される透明ガラス化装置の断
面図。
面図。
１：ＳｉＣコートしたカーボン炉心管 ２：加熱
炉 ３：ヒーター ６：支持棒 ７：多孔質成形体
炉 ３：ヒーター ６：支持棒 ７：多孔質成形体
Claims (2)
- 【請求項１】 シリカ粉末を成形して得た多孔質成形
体を透明ガラス化して光ファイバ母材を作り、これを線
引して光ファイバを製造する方法において、多孔質成形
体の透明ガラス化をヘリウムガスの存在する減圧下で行
うことを特徴とする光ファイバ母材の製造方法。 - 【請求項２】 多孔質成形体の透明ガラス化は、Ｓｉ
Ｃコートしたカーボン炉心管内で、ガス圧力Ｐｔ を、
多孔質成形体の透明ガラス化温度をＴｔ（°Ｋ）、光フ
ァイバ母材の線引温度をＴｄ （°Ｋ）としたとき、Ｐ
ｔ ≦（Ｔｔ ／Ｔｄ ）×７６０ ｍｍＨｇなる関係
に保って行うことを特徴とする請求項１記載の光ファイ
バの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183091A JPH04325431A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光ファイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183091A JPH04325431A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光ファイバの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325431A true JPH04325431A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14820986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183091A Pending JPH04325431A (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 光ファイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04325431A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897681A (en) * | 1996-12-17 | 1999-04-27 | Alcatel | Method of drawing an optical fiber |
| WO2006041998A3 (en) * | 2004-10-08 | 2006-10-26 | Asi Silica Machinery Llc | Methods for manufacturing low water peak optical waveguide incorporating a porous core mandrel |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP12183091A patent/JPH04325431A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5897681A (en) * | 1996-12-17 | 1999-04-27 | Alcatel | Method of drawing an optical fiber |
| WO2006041998A3 (en) * | 2004-10-08 | 2006-10-26 | Asi Silica Machinery Llc | Methods for manufacturing low water peak optical waveguide incorporating a porous core mandrel |
| US7930905B2 (en) * | 2004-10-08 | 2011-04-26 | Asi/Silica Machinery, Llc | Methods for manufacturing low water peak optical waveguide incorporating a porous core mandrel |
| US8205472B2 (en) | 2004-10-08 | 2012-06-26 | Asi/Silica Machinery, Llc | Methods for manufacturing low water peak optical waveguide incorporating a porous core mandrel |
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