JPH05208837A

JPH05208837A - 石英系多孔質ガラス体の成形方法

Info

Publication number: JPH05208837A
Application number: JP4023792A
Authority: JP
Inventors: Masato Oku; 誠人奥; Kenji Enomoto; 憲嗣榎本; Hiroshi Hihara; 弘日原; Tsugio Sato; 継男佐藤; Kazuaki Yoshida; 和昭吉田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】亀裂、割れ、気泡残留のない高品質の石英系
多孔質ガラス体を歩留りよく成形できる方法を提供す
る。【構成】ＣＩＰ手段を介して多孔質ガラス体４０を成
形するとき、棒状体３８の少なくとも一端部を成形空間
４２外に突出させた状態で成形用筒型１１を外部から加
圧する。成形空間４２の少なくとも一端面をその成形空
間４２内に向けて膨らんだ形状にしておく。【効果】棒状体３８の少なくとも一端部を成形空間外
に突出させた状態で成形型を外部から加圧するから、棒
状体３８、多孔質ガラス体４０の亀裂、割れをかなり低
い発生率に抑えて、成形品の歩留りを高めることができ
る。成形空間４２の少なくとも一端面を所定の方向へ隆
起させた場合は、成形空間４２内での成形材料の充填密
度が均一化し、脱気が十分に行われるので、より高品質
の成形品が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信、光学の分野におい
て、光ファイバ母材、ライトガイド母材、イメージファ
イバ母材、ロッドレンズ母材などを作製するための石英
系多孔質ガラス体の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信、光学の分野において、ロッドイン
チューブ法により上記の母材を作製することは周知であ
る。ロッドインチューブ法の場合、コア用のガラス棒と
クラッド用のガラス管とを用い、ガラス管内にガラス棒
を挿入して、これらを加熱手段により溶融一体化する
が、この方法によるとき、加熱溶融時のガラス管、ガラ
ス棒に潰れが生じるので、これに起因して母材中に気泡
の残留することが少なからずある。このような欠陥母材
を加熱線引きして得られる光ファイバは、すでに指摘さ
れているとおり、品質面での信頼性が低く、特に、強度
上の脆性が問題となる。

【０００３】これに代わる方法として、コア用ガラス棒
の外周に液圧成形法を介してクラッド用の多孔質ガラス
体を成形し、これを脱水ならびに透明ガラス化して上記
母材を作製することが、実用化に向けて検討されてい
る。液圧成形法に関する技術は、たとえば、特開昭５９
−１９８９１号公報、特開昭６１−２５６９３７号公報
により公知である。

【０００４】上記公知技術の場合、伸縮性を有する成形
型内に、棒状体（コア用の石英系ガラス棒）を入れ、そ
の周囲に石英系のガラス粉末を主原料とする成形材料を
充填した後、成形型を外部からの液圧により加圧して、
石英系ガラス棒の外周に多孔質ガラス体を圧縮成形す
る。かくて、圧縮成形された多孔質ガラス体は、成形型
内から取り出された後、乾燥、脱脂、脱水、透明ガラス
化などの処理を受けて透明ガラス体となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した液圧成形法に
より多孔質ガラス体を成形するとき、成形型には、これ
の外周から軸心に向けて１．５ｔ／ｃｍ² 程度の圧縮荷
重が約５〜５０分間程度加えられる。

【０００６】このような荷重を成形型にかけたとき、多
孔質ガラス体とその軸心に位置する棒状体とが相対的に
偏心したり、棒状体が破断する。特に棒状体の破断事故
は、棒状体の外径が小さくなるにしたがい高率で発生
し、成形品である多孔質ガラス体も、棒状体が破断した
際の衝撃を受けて亀裂、割れなどを生じる。

【０００７】その他、多孔質ガラス体の後処理（透明ガ
ラス化）を円滑に行わせるために、さらには、取り扱い
中において多孔質ガラス体の両端部が崩壊するのを防止
するために、多孔質ガラス体の両端部外周をテーパ状に
仕上げることがある。これに際しては、テーパ内周面を
有するリング状の端末成形用治具を成形型内の両端にセ
ットして所定の液圧成形を行なうのが一般であるが、か
かる成形時、成形型内の両端部において成形材料（ガラ
ス粉末）の充填密度にバラツキが生じたり、この部分で
の脱気が不十分になるので、良質の多孔質ガラス体を得
ることができない。

【０００８】上述した各種のトラブルは、圧縮成形時に
おける成形材料（ガラス粉末）の挙動に起因して発生す
る。たとえば、棒状体については、成形型内のガラス粉
末が径方向の圧縮荷重を受けて棒状体の軸線方向沿いに
滑りを生じた際、成形型内で動きを拘束されている棒状
体に不均一な荷重が作用し、かつ、棒状体の一部（棒状
体の長さ方向の中央部、両端部など）に応力が集中する
ので、これの破断が生じると考えられる。さらに、成形
型の中間部と両端部（終端部）とを比較した場合、両端
部は、構造上の強度が大きいために中間部よりも変形し
がたく、かつ、成形型の終端部でもあるので成形材料
（ガラス粉末）の動きが中間部よりも悪い。このような
状況下で成形型内のガラス粉末を圧縮したとき、変形し
やすくガラス粉末も動きよい成形型の中間部ではガラス
粉末が十分に圧縮され、ガラス粉末が成形型の両端方向
へ滑り移動するが、成形型の両端部では変形しがたい上
にガラス粉末の動きが悪いから、ガラス粉末の充填密度
にバラツキが生じ、脱気も不十分になる。

【０００９】ゆえに、既成の液圧成形法を主体にして多
孔質ガラス体を成形し、これを後処理して所要の母材を
作製しようとするとき、製品の歩留りの向上を望むこと
ができない。

【００１０】本発明はこのような技術的課題に鑑み、多
孔質ガラス体に亀裂、割れなどが発生するのを抑制し、
その後の透明ガラス化に際しても、気泡が残留すること
のない石英系多孔質ガラス体を歩留りよく成形できる方
法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は所期の目的を達
成するために、成形型の成形空間内に棒状体を入れ、そ
の棒状体の周囲に石英系のガラス粉末または石英系のガ
ラス粉末を含む成形材料を充填した後、成形型を外部か
ら加圧して、成形空間内に圧縮成形された多孔質ガラス
体をつくる石英系多孔質ガラス体の成形方法において、
前記棒状体の少なくとも一端部を前記成形空間外に突出
させた状態で前記成形型を外部から加圧することを特徴
とする。

【００１２】上記において、成形空間の少なくとも一端
側に隣接して空所を設けておき、その空所内に棒状体の
端部を挿入することがあり、さらに、成形空間の少なく
とも一端面をその成形空間内に向けて膨らんだ形状にし
ておくこともある。

【００１３】

【作用】本発明方法において多孔質ガラス体を成形する
とき、成形型の成形空間内に棒状体を入れ、その棒状体
の周囲に石英系のガラス粉末または石英系のガラス粉末
を含む成形材料を充填した後、成形型を外部から加圧し
て、成形空間内に圧縮成形された多孔質ガラス体をつく
る。

【００１４】このようにして多孔質ガラス体を形成する
とき、棒状体は、これの端部を成形空間外に突出させて
いるから成形空間内に拘束されることがなく、かかる状
態において、過大な成形圧が成形材料を介して棒状体に
作用したとしても、棒状体はその軸線方向に移動して自
身の応力を緩和する。したがって、多孔質ガラス体の成
形時、棒状体が破断するおそれがなく、これに起因した
多孔質ガラス体の亀裂、割れも起こりがたい。

【００１５】棒状体の端部を成形空間外に突出させるた
めには、成形空間の少なくとも一端側に隣接して空所を
設け、その空所内に棒状体の端部を挿入するのが簡便で
望ましく、破断事故に対する備えも十分に講じられる。
さらに、成形空間の端面が成形空間内に向けて膨らんだ
形状、たとえば、断面円弧形ないし湾曲形（球面状）、
断面Ｖ形（円錐状）などであるとき、成形圧を受けた際
の成形材料がその膨らみ面に沿って円滑に移動する。し
たがって、成形空間の端面をこのような形状にした場合
は、成形空間の端部における成形材料の充填密度が均一
化し、脱気も十分に行われる。

【００１６】

【実施例】本発明に係る成形方法の一実施例につき、図
１、図２を参照して説明する。図１、図２に例示したＣ
ＩＰ(Cold Isostatic Pressing) 成形装置において、１
１は成形用筒型、１２、１３は一対の成形用蓋体、１
６、１７は一対の端末成形用治具、２２、２３は応力吸
収部材、２４、２５は一対の端面成形用治具、３０は耐
圧容器、３５は中心保持用治具、３８は棒状体、３９は
成形材料、４０は多孔質ガラス体、４１は圧力媒体をそ
れぞれ示す。

【００１７】成形用筒型１１は、両端が開放された円筒
形状を有している。成形用筒型１１は、ゴム、合成樹脂
のごとき弾性を有するものからなり、代表的な成形用筒
型１１はシリコーンゴム製である。

【００１８】一対の成形用蓋体１２、１３は、外周面に
複数の段差のある円板形状を有し、該各成形用蓋体１
２、１３の内面中央には、応力緩和用の空所１４、１５
がそれぞれ形成されている。これら成形用蓋体１２、１
３は、金属、または、金属と同程度の剛性を有するゴ
ム、合成樹脂などからなり、一例として、金属製の各成
形用蓋体１２、１３が採用される。両成形用蓋体１２、
１３のいずれか一方または両方には、後述の成形空間４
２内を吸引するために、その蓋体を厚さ方向に貫通する
吸引孔（図示せず）が形成されることがある。

【００１９】一対の端末成形用治具１６、１７は、上下
に隣接する円孔１８、１９とテーパ内周面２０、２１と
を備えたリング形状を有している。これら端末成形用治
具１６、１７も、前記成形用蓋体１２、１３と同じ材質
からなる。

【００２０】各応力吸収部材２２、２３は、塑性変形あ
るいは弾性変形することのできる任意の材質にて任意形
状に形成されている。その具体例として、各応力吸収部
材２２、２３は、前記各空所１４、１５内に納まるよう
に、ゴム、プラスチック（気泡構造のものを含む）、金
属（バネ材を含む）のごとき材料にて、円柱形状、コイ
ル巻き形状などに形成される。

【００２１】一対の端面成形用治具２４、２５は、一例
として、片面（隆起面２６、２７）が球面状、円錐状の
ごとく膨らんだ円板形状を有しており、該各端面成形用
治具２４、２５の中心には透孔２８、２９がそれぞれ形
成されている。これら端面成形用治具２４、２５も、前
記成形用蓋体１２、１３と同じ材質からなる。なお、各
端面成形用治具２４、２５は、後述するように、これら
の透孔２８、２９内に嵌めこまれた棒状体３８を支持す
ることができるので、棒状体３８の両端を支持するため
の支持具をも兼ねる。

【００２２】耐圧容器３０は、壁面の一部に圧力媒体４
１の入口３１と出口３２とを有する金属製の円筒体から
なり、当該耐圧容器３０の上下両端には、保持具３３、
３４がそれぞれ備えられている。耐圧容器３０の入口３
１、出口３２には、後述するように、圧力媒体４１の供
給系、排出系（いずれも図示せず）がそれぞれ接続され
る。

【００２３】円板状をなす中心保持用治具３５は、一例
として、図３、図４に明示するように、中心に保持孔３
６、その周囲に複数の通孔３７がそれぞれ形成されてい
る。中心保持用治具３５の材質は、金属、ゴム、合成樹
脂などのうちから、適当なものが採用される。

【００２４】棒状体３８は、気相反応法、鋳込泥漿法、
ゾルゲル法、泥漿塗布法、粉末成形法のごとき方法で形
成された石英系の多孔質ガラス体を脱水ならびに透明ガ
ラス化したものからなる。こうして作製された石英系の
棒状体３８は、一例として、コア用ガラスとその外周の
クラッド用ガラスとを備えており、他例として、コア用
ガラスのみからなる。

【００２５】多孔質ガラス体４０をつくるための成形材
料３９は、石英系のガラス粉末からなり、このガラス粉
末は、一例として、ドーパントを含む石英系のガラス微
粒子からなり、他例として、ドーパントを含まない純粋
石英微粒子からなる。後述の成形空間４２内に充填され
る成形材料３９のガラス粉末粒径は、通常、０．０１μ
ｍ〜１００μｍ程度である。

【００２６】ガラス粉末の細粒化が著しく、これを成形
空間４２内へ充填するのがむずかしい場合、溶媒たとえ
ば純水を利用して、細粒化粉末を粒径５０μｍ〜１００
μｍに造粒すればよく、かかる造粒により、ガラス粉末
の均一な高密度充填が可能になる。この場合、粒径５０
μｍ以上の粉末の割合を５０％以上とし、粒径１０μｍ
以下の粉末の割合を１０％未満とするのが好適である。

【００２７】場合により、成形材料３９のガラス粉末に
は、溶媒たとえば純水が混合されてゾル状を呈している
こともある。この際、ガラス粉末には、溶媒のほかに、
ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエ
チレングリコール、メチルセルロース、カルボキシメチ
ルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース、グリセリンのごとき有機物が成形助剤とし
て採用されることもある。ガラス粉末中への成形助剤の
添加量は、ガラス粉末に対して、１〜２０重量％程度で
あり、望ましくは１５重量％以下である。

【００２８】後述する加圧空間４３内に供給される圧力
媒体４１は、一例として純水からなり、他例として滑油
からなる。

【００２９】上述した各部材の相対関係については、つ
ぎのとおりである。外周面に段差のある一対の成形用蓋
体１２、１３は、図示のとおり、大径部、中径部、小径
部をそれぞれ有している。この場合において、両成形用
蓋体１２、１３の大径部は耐圧容器３０と密に嵌め合う
ことができ、両成形用蓋体１２、１３の中径部は、これ
らの端面が成形用筒型１１の両端面と突き合わせ自在に
対応し、両成形用蓋体１２、１３の小径部は、各端末成
形用治具１６、１７の円孔１８、１９と密に嵌め合うこ
とができるとともに、これらの端面が各端面成形用治具
２４、２５と当接自在に対応する。さらに、各端末成形
用治具１６、１７は、成形用筒型１１と密に嵌め合うこ
とができ、各端面成形用治具２４、２５は、これらを両
端末成形用治具１６、１７の小径部端面にあてがい、か
つ、これらの透孔２８、２９内に棒状体３８の両端を嵌
めこむことができる。したがって、耐圧容器３０を外殻
とし、その内部において成形用筒型１１、両成形用蓋体
１２、１３、両端末成形用治具１６、１７、両端面成形
用治具２４、２５を図１のように組み立てた場合、成形
用筒型１１、両端末成形用治具１６、１７、両端面成形
用治具２４、２５にて囲われた空間が成形空間４２とな
り、両成形用蓋体１２、１３、耐圧容器３０にて囲われ
た空間が加圧空間４３となる。

【００３０】上記において、両成形用蓋体１２、１３、
両端末成形用治具１６、１７、両端面成形用治具２４、
２５、中心保持用治具３５などは、多孔質ガラス体４０
へのコンタミナントを防止するために、たとえば、フッ
素系樹脂（商品名テフロン）によるコーティングが施さ
れる。成形用筒型１１は多孔質ガラス体４０に対する汚
染を惹き起こさず、耐圧容器３０は成形空間４２に直接
関与しないので、これらには、コンタミナント防止のた
めのコーティングが不要である。その他、後述する部材
相互の組み立てにおいて、高度の気密性、液密性を要す
る部材相互の接触箇所には、必要に応じてシール部材が
介在される。

【００３１】上述した成形手段を用いて、棒状体３８の
外周に石英系の多孔質ガラス体４０を成形するとき、以
下のようになる。

【００３２】成形に際しての準備段階では、あらかじ
め、両成形用蓋体１２、１３の応力緩和用空所１４、１
５内に応力吸収部材２２、２３をそれぞれ装填し、図２
に示すように、保持具３４が付された耐圧容器３０内の
下部に成形用蓋体１３、端末成形用治具１７、端面成形
用治具２５を所定の順序で組みつけた後、棒状体３８を
成形空間４２に内装する。このとき、棒状体３８は、そ
の下端が端面成形用治具２５の透孔２９を貫通して成形
用蓋体１３の応力緩和用空所１５内に挿入され、成形空
間４２の軸心に保持される。この状態をより安定にする
ため、成形空間４２内の上部に中心保持用治具３５が一
時的にセットされ、棒状体３８の上端が中心保持用治具
３５の保持孔３６内に引き通されて保持される。中心保
持用治具３５は適当な吊り支え手段で支持されるが、こ
れには、中心保持用治具３５を成形空間４２内の定位置
に保つ場合と、中心保持用治具３５を上下動自在かつ回
転自在に支える場合とがある。

【００３３】このような準備段階を経た後は、すでに脱
気処理されている成形材料３９を成形空間４２内に投入
する。投入された成形材料３９は、中心保持用治具３５
の通孔３７を通って成形空間４２内の下部へと落下し、
棒状体３８を周囲から埋めながら堆積する。なお、中心
保持用治具３５が成形空間４２内において上下動自在か
つ回転自在に支持されているとき、この中心保持用治具
３５は、成形空間４２内への成形材料３９の投入と同期
して回転され、成形空間４２内の成形材料３９が増すに
したがい引き上げられる。中心保持用治具３５を回転さ
せながら成形材料３９を成形空間４２内に投入すると、
成形材料３９が成形空間４２内に均一に充填される。

【００３４】成形空間４２内への成形材料３９の充填量
が増し、その成形材料３９を介して棒状体３８が安定に
支持されるに至ったとき、成形空間４２内から中心保持
用治具３５を取り除き、引き続いて、成形空間４２内へ
成形材料３９を投入する。

【００３５】成形空間４２内に所定量の成形材料３９が
充填された後は、耐圧容器３０内の上部に成形用蓋体１
２、端末成形用治具１６、端面成形用治具２４を所定の
順序で組みつけ、かつ、耐圧容器３０の上端に保持具３
３を付して、図１に示す状態にする。

【００３６】つぎに、成形用蓋体１３（または成形用蓋
体１２）の吸引孔に接続された真空ポンプ（図示せず）
を介して成形空間４２内を脱気しつつ、耐圧容器３０の
入口３１に接続された供給系（図示せず）から加圧空間
４３内に圧力媒体４１たる滑油を注入し、成形用筒型１
１を外部から加圧する。

【００３７】かくて、成形空間４２内には、成形材料３
９による嵩密度の均一な、しかも、亀裂、割れのない多
孔質ガラス体４０が、棒状体３８を破断させることなく
成形される。

【００３８】以下は、耐圧容器３０の出口３２に接続さ
れた排出系（図示せず）から加圧空間４３内の圧力媒体
４１を徐々に外部へ排出しつつ成形用筒型１１を復元さ
せ、成形用筒型１１の復元後、成形用蓋体１２、１３の
いずれかを耐圧容器３０の端部から取り外し、成形空間
４２内から棒状体３８と共に多孔質ガラス体４０を取り
出す。

【００３９】図１、図２に示した実施例において、各成
形用蓋体１２、１３、各端面成形用治具２４、２５につ
いては、図５、図６に示すものも用いることができる。
図５に示す例は、成形用蓋体１３と端面成形用治具２５
とが一体に形成されたものであり、図６に示す例は、成
形用蓋体１３と一体に形成された端面成形用治具２５の
上に、さらに別の端面成形用治具２５’があてがわれた
ものである。成形用蓋体１２と端面成形用治具２４につ
いてもこれと同じである（図６中、２４’は別体の端面
成形用治具を示す）。これらの態様は、隆起面２６、２
７が球面状、円錐状のいずれであっても採用できる。

【００４０】図７に例示した各端面成形用治具２４、２
５は、前述した隆起面２６、２７を有していないが、こ
のような端面成形用治具２４、２５も、図１、図２の実
施例において採用することができる。

【００４１】その他、棒状体３８の支持具をも兼ねる各
端面成形用治具２４、２５が、棒状体３８を弾力的に握
持しているとき、各空所１４、１５内へセットすべき応
力吸収部材２２、２３が省略されることがある。

【００４２】図１、図２に示した実施例の場合、つぎの
ような成形手段も採用することができる。その一つは、
成形空間４２の一端側にのみ空所１４または１５を設
け、当該空所内に棒状体３８の一端部を挿入して成形す
ること、すなわち、棒状体３８の一端部のみを成形空間
４２外に突出させて既述の成形を行なうことである。他
の一つは、隆起面２６または２７により、成形空間４２
の一端面のみを所定の方向へ膨らませて既述の成形を行
なうことである。これらいずれの場合も、このような手
段を講じた分に応じて、ねらいとする効果が得られる。

【００４３】本発明に係る成形方法の他実施例につき、
図８を参照して説明する。図８に例示した成形装置の場
合、一対の端末成形用治具１６、１７、一対の端面成形
用治具２４、２５が省略されているほかは、前記図１、
図２を主体に説明した技術内容と同じである。

【００４４】図８に例示した成形装置を用いて、棒状体
３８の外周に石英系の多孔質ガラス体４０を成形すると
きも、既述の内容に準じて実施される。

【００４５】本発明に係る成形方法の各具体例を以下に
説明する。

【００４６】具体例１この具体例１は、図１、図２に例示したＣＩＰ手段を用
いるに関する。棒状体３８としては、ＶＡＤ法に基づい
て作製された外径約１３ｍｍφ、長さ約３３０ｍｍのＳ
ｉＯ₂ −ＧｅＯ₂ 系を用いた。成形材料３９としては、
造粒前の平均粒径が１μｍ、造粒後の平均粒径が６０μ
ｍのシリカ粉末を用いた。

【００４７】成形用筒型１１としては、外径１１０ｍｍ
φ、内径１００ｍｍφ、長さ３３０ｍｍのシリコーンゴ
ムからなるものを用いた。両成形用蓋体１２、１３とし
ては、成形用筒型１１に対応する寸法のものを用いた。
これら成形用蓋体１２、１３の内面には、直径２０ｍｍ
φ、深さ２０ｍｍの空所１４、１５が形成されており、
これらの空所１４、１５内には、応力吸収部材２２、２
３としてクッション性を有するスポンジ体が介在されて
いる。両端末成形用治具１６、１７、両端面成形用治具
２４、２５は、上記各部材に対応する寸法のものを用い
た。両端面成形用治具２４、２５の隆起面２６、２７
は、湾曲面により形成されている。その他、成形用筒型
１１と両成形用蓋体１２、１３とを主体にして形成され
る成形空間４２の有効長さ（高さ）は約２７５ｍｍであ
る。

【００４８】具体例１において、上端が開放状態にある
成形空間４２内に棒状体３８をセットし、かつ、所定量
の成形材料３９を充填するとき、前記図２で述べた操作
ないし作業を行ない、ついで、成形空間４２の上端を閉
じた。その後、加圧空間４３内に圧力媒体（滑油）４１
を注入し、成形用筒型１１を１５００ｋｇｆ／ｃｍ² の
圧力で約２分間加圧した。かくて、成形空間４２内に
は、成形材料３９による嵩密度の均一な、しかも、亀
裂、割れのない多孔質ガラス体４０が、外径約８６ｍｍ
φ、長さ約２７５ｍｍの寸法で成形され、棒状体３８に
も破断が生じなかった。

【００４９】その後、約３０分の時間をかけて加圧空間
４３内の圧力媒体４１を徐々に外部へ排出しつつ成形用
筒型１１を復元させ、成形用筒型１１の復元後、成形用
蓋体１２を外して成形空間４２内から棒状体３８と共に
多孔質ガラス体４０を取り出した。

【００５０】さらに、その後、多孔質ガラス体４０を１
２５０℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気で精製（不純物の除去と
脱水）し、１６６０℃のＨｅ雰囲気で透明ガラス化し
て、透明ガラス層となし、前記棒状体と透明ガラス層と
からなる光ファイバ用の石英系のガラス母材を得た。こ
のガラス母材は、外径約７０ｍｍφ、長さ約２７０ｍｍ
であり、棒状体と透明ガラス層との界面に気泡の存在が
みられなかった。以下は、上記母材を周知の加熱延伸法
で線引きして、コア径１０μｍφ、外径１２５μｍφの
光ファイバをつくり、その線引き直後の光ファイバ外周
に、紫外線硬化性樹脂による外径４００μｍφの被覆層
を施した。具体例１で得られた被覆光ファイバは、気相
法を主体にして作製された光ファイバと同等の特性を有
していた。

【００５１】具体例２棒状体３８、成形材料３９としては、具体例１と同様の
ものを用いた。

【００５２】成形用筒型１１、両成形用蓋体１２、１
３、両端末成形用治具１６、１７、両端面成形用治具２
４、２５などの仕様も、図６の構造を採用した以外は、
具体例１と実質的に同じである。この場合、両端面成形
用治具２４’、２５’はシリコーンゴムからなる。

【００５３】具体例２における成形操作も、成形用筒型
１１を１４００ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力で加圧した以外
は、具体例１と同様にした。かくて、成形空間４２内に
は、成形材料３９による嵩密度の均一な、しかも、亀
裂、割れのない多孔質ガラス体４０が、外径約８６ｍｍ
φ、長さ約２７５ｍｍの寸法で成形され、棒状体３８に
も破断が生じなかった。

【００５４】その後、約３０分の時間をかけて加圧空間
４３内の圧力媒体４１を徐々に外部へ排出しつつ成形用
筒型１１を復元させ、成形用筒型１１の復元後、成形用
蓋体１２を外して成形空間４２内から棒状体３８と共に
多孔質ガラス体４０を取り出した。

【００５５】以下は、具体例１と同様にして、多孔質ガ
ラス体４０の脱水、透明ガラス化から被覆光ファイバの
作製までを行なった。具体例２で得られた被覆光ファイ
バも、具体例１と同等の特性を有していた。

【００５６】具体例３棒状体３８としては、ＶＡＤ法に基づいて作製された外
径約７．８ｍｍφ、長さ約３３０ｍｍの石英棒（純粋Ｓ
ｉＯ₂ 製）を用いた。成形材料３９としては、造粒前の
平均粒径が０．５μｍ、造粒後の平均粒径が６０μｍの
シリカ粉末を用いた。

【００５７】成形用筒型１１としては、外径６０ｍｍ
φ、内径５０ｍｍφ、長さ２７０ｍｍのシリコーンゴム
からなるものを用いた。両成形用蓋体１２、１３として
は、成形用筒型１１に対応する寸法のものを用いた。こ
れら成形用蓋体１２、１３の内面には、直径２９ｍｍ
φ、深さ２０ｍｍの空所１４、１５が形成されており、
この場合の各空所１４、１５にも、前記と同じ応力吸収
部材２２、２３が介在されている。両端末成形用治具１
６、１７、両端面成形用治具２４、２５は、上記各部材
に対応する寸法のものを用いた。両端面成形用治具２
４、２５の隆起面２６、２７は、円錐面により形成され
ている。その他、成形用筒型１１と両成形用蓋体１２、
１３とを主体にして形成される成形空間４２の有効長さ
（高さ）は約２４５ｍｍである。

【００５８】具体例３における成形操作も、成形用筒型
１１を１０００ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力で加圧した以外
は、具体例１、２と同様にした。かくて、成形空間４２
内には、成形材料３９による嵩密度の均一な、しかも、
亀裂、割れのない多孔質ガラス体４０が、外径約４３ｍ
ｍφ、長さ約２４５ｍｍの寸法で成形され、棒状体３８
にも破断が生じなかった。

【００５９】その後、具体例１、２と同様にして、成形
空間４２内から棒状体３８と共に多孔質ガラス体４０を
取り出し、かつ、多孔質ガラス体４０の軸心から棒状体
３８を抜き取り、その残孔にＳｉＯ₂ −ＧｅＯ₂ 系の棒
状体を挿入した。この棒状体は、ＶＡＤ法により作製さ
れたものであり、外径約７．８ｍｍφ、長さ約３００ｍ
ｍである。

【００６０】その後、具体例１、２と同様にして、多孔
質ガラス体４０を脱水、透明ガラス化して外径約３６ｍ
ｍφ、長さ約２４０ｍｍの透明ガラス体とし、さらに、
その後、具体例１、２と同様の手順で被覆光ファイバを
作製した。具体例３で得られた被覆光ファイバも、具体
例１と同等の特性を有していた。

【００６１】具体例４棒状体３８、成形材料３９として、具体例３と同じもの
を用い、成形装置として、具体例２と同じタイプのもの
を用いた。具体例４においても、具体例３と同様に成形
操作して、具体例３と同一仕様の多孔質ガラス体４０を
得た。具体例４の場合、多孔質ガラス体４０は嵩密度が
均一で亀裂、割れがなく、棒状体３８にも破断が生じな
かった。以下、具体例３と同様の手順で被覆光ファイバ
までを作製したところ、具体例４で得られた被覆光ファ
イバも、具体例１と同等の特性を有していた。

【００６２】上述した各具体例の場合、棒状体３８の破
断確率を２％未満に抑制することができ、これととも
に、多孔質ガラス体４０中の気泡残留率を従来のものと
の比較で約７０％も低減させることができた。ちなみ
に、棒状体３８の少なくとも一端部を成形空間４２外に
突出させない従来技術の場合、さらには、成形空間４２
の少なくとも一端面を隆起させない従来技術の場合、棒
状体３８の破断確率が９５％を越えることもある。本発
明に係る成形方法がこのように優れる理由は、既述のと
おり、成形時における棒状体３８の応力が緩和され、成
形空間４２内での成形材料３９の充填密度が均一化し、
脱気が十分に行われるからである。

【００６３】上述した各具体例では、石英系の多孔質ガ
ラス体、石英系のガラス母材として光ファイバ用のもの
をつくる例を述べたが、イメージファイバ用、ライトガ
イド用、ロッドレンズ用の母材なども、既述の内容に準
じて作製することができる。

【００６４】

【発明の効果】本発明に係る成形方法は、ＣＩＰ手段に
て多孔質ガラス体を成形するとき、棒状体の少なくとも
一端部を成形空間外に突出させた状態で成形型を外部か
ら加圧するから、棒状体、多孔質ガラス体の亀裂、割れ
をかなり低い発生率に抑えて、成形品の歩留りを高める
ことができる。さらに、上記において、成形空間の少な
くとも一端面を所定の方向へ隆起させた場合は、成形空
間内での成形材料の充填密度が均一化し、脱気が十分に
行われるので、より高品質の成形品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形方法の一実施例を示した断面
図である。

【図２】図１の成形方法における成形準備段階を示した
断面図である。

【図３】本発明に係る成形方法で用いられる中心保持用
治具の一例を示した平面図である。

【図４】図３に示した中心保持用治具の断面図である。

【図５】図１の成形方法における成形空間について、別
の一例を示した要部断面図である。

【図６】図１の成形方法における成形空間について、さ
らに別の一例を示した要部断面図である。

【図７】本発明に係る成形方法に用いられる端面成形用
治具の他例を示した断面図である。

【図８】本発明に係る成形方法の他実施例を示した要部
断面図である。

【符号の説明】

１１成形用筒型１２成形用蓋体１３成形用蓋体１４成形用蓋体の空所１５成形用蓋体の空所１６端末成形用治具１７端末成形用治具２４端面成形用治具２５端面成形用治具２６端面成形用治具の隆起面２７端面成形用治具の隆起面３０耐圧容器３１耐圧容器の入口３２耐圧容器の出口３８棒状体３９成形材料４０多孔質ガラス体４１圧力媒体４２成形空間４３加圧空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤継男東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内 (72)発明者吉田和昭東京都千代田区丸の内２丁目６番１号古河電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形型の成形空間内に棒状体を入れ、そ
の棒状体の周囲に石英系のガラス粉末または石英系のガ
ラス粉末を含む成形材料を充填した後、成形型を外部か
ら加圧して、成形空間内に圧縮成形された多孔質ガラス
体をつくる石英系多孔質ガラス体の成形方法において、
前記棒状体の少なくとも一端部を前記成形空間外に突出
させた状態で前記成形型を外部から加圧することを特徴
とする石英系多孔質ガラス体の成形方法。
【請求項２】成形空間の少なくとも一端側に隣接して
空所を設けておき、その空所内に棒状体の端部を挿入す
る請求項１記載の石英系多孔質ガラス体の成形方法。
【請求項３】成形空間の少なくとも一端面をその成形
空間内に向けて膨らんだ形状にしておく請求項１または
２記載の石英系多孔質ガラス体の成形方法。