JPH05208839A - Production of silica-based porous glass form - Google Patents

Production of silica-based porous glass form

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JPH05208839A
JPH05208839A JP18985492A JP18985492A JPH05208839A JP H05208839 A JPH05208839 A JP H05208839A JP 18985492 A JP18985492 A JP 18985492A JP 18985492 A JP18985492 A JP 18985492A JP H05208839 A JPH05208839 A JP H05208839A
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JP
Japan
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silica
molding
porous glass
glass body
glass
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Application number
JP18985492A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuaki Yoshida
和昭 吉田
Tsugio Sato
継男 佐藤
Hiroshi Hihara
弘 日原
Takeshi Yagi
健 八木
Takayuki Morikawa
孝行 森川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/0128Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass
    • C03B37/01288Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from pulverulent glass by extrusion, e.g. of glass powder and binder

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Abstract

PURPOSE:To obtain in high yield the subject high-purity glass form of good optical characteristics by a mechanical molding means while suppressing developments of cracks, residual air bubbles, etc. CONSTITUTION:The objective silica-based porous glass form 36 can be obtained by mechanically molding a molding material 35 containing, as the chief stock, silica-based fine glass particles with 0.6-20mum mean diameter. With such appropriate particle size, the above glass form 36 is produced with high productivity and high quality leading to optical fiber matrix of excellent characteristics such as high purity and high mechanical strength, furthermore leading to improvement in the yield of the good-quality products in the subsequent processes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光通信に関する製造技
術の分野において、光ファイバ母材をつくるために用い
られる石英系多孔質ガラス体の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a silica-based porous glass body used for producing an optical fiber preform in the field of manufacturing technology relating to optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信に関する製造技術の分野において
光ファイバ用の母材を作製するとき、MCVD法、VA
D法、OVD法、PCVD法のごときCVD法が広く採
用されていたが、最近では、これらよりも低コストの母
材製造手段として、シリカ粉末を原料とする各種の粉末
成形法が提案されている。
2. Description of the Related Art In the field of manufacturing technology related to optical communication, when manufacturing a base material for an optical fiber, MCVD method, VA
Although CVD methods such as D method, OVD method and PCVD method have been widely adopted, various powder molding methods using silica powder as a raw material have recently been proposed as a means for manufacturing a base material at a lower cost than these methods. There is.

【0003】シリカ粉末を用いる粉末成形法の場合、乾
式と湿式に大別することができる。乾式粉末成形法の代
表的な一つは、MSP法と称されているものであり、こ
のMSP法は、特開特開昭60−210539号公報、
特開昭61−266325号公報などに開示されてい
る。乾式粉末成形法の他の一つは加圧成形法であり、こ
の成形法も、特開昭53−48536号公報、特開昭6
3−55132号公報、特開平3−126723号公報
などで公知である。湿式粉末成形法としては、コロイド
状のシリカ粉末を出発原料とするゾルゲル法すなわちコ
ロイダル・ゲル法がよく知られており、この成形法は、
たとえば、特開昭64−18928号公報に開示されて
いる。これ以外の湿式粉末成形法としては、遠心分離法
(特開昭63−195136公報)、スリップキャスト
法(特開平1−56331号公報)、押出成形法(特開
平4−124042号公報)、スラリー塗布法(特開平
4−124044号公報)などがみられる。
The powder molding method using silica powder can be roughly classified into dry type and wet type. One of the typical dry powder molding methods is called the MSP method. This MSP method is disclosed in JP-A-60-210539.
It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-266325. Another one of the dry powder molding methods is a pressure molding method, and this molding method is also disclosed in JP-A-53-48536 and JP-A-6-56.
It is known in, for example, JP-A-3-55132 and JP-A-3-126723. As a wet powder molding method, a sol-gel method using colloidal silica powder as a starting material, that is, a colloidal gel method is well known.
For example, it is disclosed in JP-A-64-18928. Other wet powder molding methods include a centrifugal separation method (JP-A-63-195136), a slip casting method (JP-A-1-56331), an extrusion molding method (JP-A-4-12042), and a slurry. A coating method (Japanese Patent Laid-Open No. 4-124044) and the like can be seen.

【0004】上述した各粉末成形法は、微細なシリカ粒
子(シリカ微粒子)を用いる点で共通している。ちなみ
に、MSP法に関する最近の技術文献 [Journal of Opt
ical Communi-cation, Vol 10, 1989, No.1, pp 2〜5]
には、火炎加水分解法により調製された比表面積50〜
350m2 /gのシリカ粉末を用いることが記載されて
いる。さらに、コロイダル・ゲル法に係る前記特開昭6
4−18928号公報には、比表面積5〜100m2
gのシリカ微粒子を用いるという技術内容が開示されて
おり、この公開特許の実施例において、比表面積50m
2 /gのシリカ微粒子が実際に用いられている。
The above-mentioned powder molding methods are common in that fine silica particles (fine silica particles) are used. By the way, recent technical literature on the MSP method [Journal of Opt
ical Communi-cation, Vol 10, 1989, No.1, pp 2-5]
Has a specific surface area of 50 to 50 prepared by the flame hydrolysis method.
The use of 350 m 2 / g silica powder is described. Further, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-187242 relating to the colloidal gel method
No. 4-18928 discloses a specific surface area of 5 to 100 m 2 /
The technical content of using silica fine particles of g is disclosed. In the example of this publication, the specific surface area is 50 m.
2 / g silica fine particles are actually used.

【0005】シリカ粉末の製造方法として、アルコキシ
ドを原料とするゾルゲル法、ハロゲン化ケイ素などを原
料とする火炎加水分解法、ケイ酸ソーダ法、天然石英を
破砕する方法などが一般に知られているが、たとえば、
光ファイバ母材用の多孔質ガラス体を粉末成形法により
作製する場合、その成形材料として純度の高いシリカ粒
子が要求されるので、このような要求を満足させるシリ
カ粉末は、ゾルゲル法または火炎加水分解法により製造
されたものに限られる。さらに、ゾルゲル法のシリカ粉
末を成形材料とする多孔質ガラス体の場合、シリカ粒子
中に微細孔が存在するので、これを透明ガラス化したガ
ラス中、すなわち、光ファイバ母材中に多くの気泡が残
留し、良品に仕上がらない。このような実情からする
と、粉末成形法により光ファイバ用の多孔質ガラス体を
作製する際の成形材料として有効なものは、火炎加水分
解法でつくられたシリカ粉末のみとなる。
As a method for producing silica powder, a sol-gel method using an alkoxide as a raw material, a flame hydrolysis method using a silicon halide or the like as a raw material, a sodium silicate method, and a method of crushing natural quartz are generally known. , For example,
When a porous glass body for an optical fiber preform is produced by a powder molding method, high-purity silica particles are required as a molding material, so silica powder satisfying such requirements is a sol-gel method or a flame hydrate. Limited to those manufactured by the decomposition method. Furthermore, in the case of a porous glass body using silica powder of the sol-gel method as a molding material, since there are fine pores in the silica particles, it is in the glass that has been vitrified transparently, that is, many bubbles in the optical fiber preform. Remains and does not finish as a good product. From such circumstances, only the silica powder produced by the flame hydrolysis method is effective as a molding material when the porous glass body for an optical fiber is manufactured by the powder molding method.

【0006】火炎加水分解法によるシリカ粉末は、デグ
サ社(ドイツ)、キャボット社(米国)、日本アエロジ
ル社など、国内、国外の数社より製造販売されている。
市販されているシリカ微粒子のうち、粒子径の最も大き
いものは、デグサ社の商品「アエロジルOX−50」で
あり、これは平均粒径40nm、比表面積50m2 /g
である。前記特許公開公報のコロイダル・ゲル法では、
5〜100m2 /gの比表面積をもつシリカ粒子につい
て触れているが、火炎加水分解法で実際につくられるシ
リカ粒子の比表面積が50m2 /g以上であることを鑑
みた場合、比表面積5〜50m2 /gのシリカ粒子は、
火炎加水分解法以外の方法、たとえば、天然石英の破砕
法でつくられたと推測することができる。
Silica powder produced by the flame hydrolysis method is manufactured and sold by several domestic and foreign companies such as Degussa (Germany), Cabot (US) and Nippon Aerosil.
Among commercially available silica fine particles, the one having the largest particle diameter is a product “Aerosil OX-50” manufactured by Degussa, which has an average particle diameter of 40 nm and a specific surface area of 50 m 2 / g.
Is. In the colloidal gel method of the above patent publication,
5 to 100 m 2 / g although mention silica particles having a specific surface area of, if the specific surface area of the silica particles actually made flame hydrolysis method in view that is 50 m 2 / g or more, a specific surface area 5 ˜50 m 2 / g silica particles are
It can be inferred that it was produced by a method other than the flame hydrolysis method, for example, a natural quartz crushing method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したシリカ粉末の
うち、火炎加水分解法を介して合成されるものは、最も
大きいものでも前記デグサ社の「アエロジルOX−5
0」(平均粒径40nm、比表面積50m2 /g)であ
る。このようなシリカ粉末を用いて所要の多孔質ガラス
体を粉末成形するとき、微細なシリカ粉末に起因して種
々のトラブルが発生するので、良品の歩留り率、生産性
が低下する。たとえば、乾式粉末成形法によるとき、粒
子の流動性が悪いために、粉末充填速度の遅速化、粉末
充填密度の不均一、多孔質ガラス体の不均質および脆弱
化などが起こりがちとなる。その結果、多孔質ガラス体
の生産性が低下するとともに、多孔質ガラス体の取り扱
い時、燒結時などにおいて、これに割れが発生し、燒結
ガラス中に気泡が残留する。このような課題は、湿式粉
末成形法に代えても解決することができず、特に、湿式
粉末成形法の場合は、多孔質ガラス体の乾燥時に割れが
よく発生する。
Among the above-mentioned silica powders, the one synthesized through the flame hydrolysis method is the largest one, "Aerosil OX-5 of Degussa".
0 "(average particle size 40 nm, specific surface area 50 m 2 / g). When the required porous glass body is powder-molded using such silica powder, various problems occur due to the fine silica powder, so that the yield rate and the productivity of non-defective products decrease. For example, when the dry powder molding method is used, the fluidity of particles is poor, so that the powder filling speed is slowed, the powder filling density is nonuniform, and the porous glass body is nonuniform and brittle. As a result, the productivity of the porous glass body is reduced, and cracks occur in the porous glass body during handling, sintering, etc., and bubbles remain in the sintered glass. Such a problem cannot be solved even by replacing with the wet powder molding method, and in particular, in the case of the wet powder molding method, cracks often occur during drying of the porous glass body.

【0008】その他、比表面積5〜50m2 /gのシリ
カ粒子については、これを合成するための手段が開示さ
れておらず、その有効性を実際に確認した技術文献もみ
られない。仮に、天然石英の破砕法を介して、平均粒径
50nm以上、比表面積5〜50m2 /gのシリカ粒子
が得られるとしても、このシリカ粒子には均質性がな
く、不純物が多く含まれているので、最終製品として、
たとえば、高品質の光ファイバを得ることができない。
With respect to silica particles having a specific surface area of 5 to 50 m 2 / g, no means for synthesizing the silica particles has been disclosed, and no technical literature has actually confirmed its effectiveness. Even if silica particles having an average particle diameter of 50 nm or more and a specific surface area of 5 to 50 m 2 / g are obtained through the natural quartz crushing method, the silica particles do not have homogeneity and contain a large amount of impurities. As a final product,
For example, it is not possible to obtain a high quality optical fiber.

【0009】他の技術的課題として、光ファイバ母材を
高純度化させ、光ファイバの高伝送特性、広帯域化など
を満足させることが重要である。そのために、コア用ガ
ラスについては金属不純物が数ppb以下であること、
OH基が数ppm以下であることが要求ないし要望され
ており、クラッド用ガラスについても、かなりの純度が
要求されている。既述の粉末成形法を介して作製された
石英系の多孔質ガラス体は、このような不純物を含んで
いるので、これを精製して金属不純物、OH基などを除
去しなければならない。通常、この種の精製は、高温の
Cl2 雰囲気中で多孔質ガラス体を処理することによ
り、たとえば、Fe23 (金属不純物)→FeCl
3 、−OH→HClのように変化し、これらFeCl
3 、HClがガス状となって多孔質ガラス体から除かれ
る。しかし、かかる精製において、粒径の小さいシリカ
粒子で成形された多孔質ガラス体の気孔が小さい場合
は、多孔質ガラス体に対する精製ガス(Cl2 )の浸透
が不十分となり、多孔質ガラス体からの不純物ガス(F
eCl3 、HCl)の排気も停滞するので、高純度の光
ファイバ母材が得られない。逆に、シリカ粒子が粒径の
大きなものであるとき、通気性以前の問題として、多孔
質ガラス体の成形性が低下し、成形後において多孔質ガ
ラス体の崩壊する事態が頻発する。既成の粉末成形法に
おいては、これらに関する技術的な解明、および、その
対策がとられておらず、それゆえ、高純度の光ファイバ
母材を安定して製造するのが困難になっている。
As another technical problem, it is important to highly purify the optical fiber preform so as to satisfy the high transmission characteristics of the optical fiber and wide band. Therefore, the glass for the core has metal impurities of several ppb or less,
It is required or requested that the OH group is several ppm or less, and the glass for cladding is also required to have a considerable degree of purity. Since the silica-based porous glass body produced through the above-mentioned powder molding method contains such impurities, it must be purified to remove metal impurities, OH groups and the like. Usually, this kind of refining is performed by treating the porous glass body in a high temperature Cl 2 atmosphere, for example, Fe 2 O 3 (metal impurities) → FeCl
3 , such as --OH → HCl, these FeCl
3 , HCl becomes gaseous and is removed from the porous glass body. However, in such purification, when the pores of the porous glass body formed of silica particles having a small particle size are small, the purified gas (Cl 2 ) permeates into the porous glass body insufficiently, and Impurity gas (F
Exhaust of eCl 3 and HCl) also stagnates, so that a high-purity optical fiber preform cannot be obtained. On the other hand, when the silica particles have a large particle diameter, the moldability of the porous glass body is deteriorated and the porous glass body often collapses after molding, which is a problem before air permeability. In the existing powder molding method, technical elucidation and countermeasures for these are not taken, and therefore it is difficult to stably manufacture a high-purity optical fiber preform.

【0010】本発明は、機械的成形手段を介して石英系
多孔質ガラス体を成形する際の技術的課題に鑑み、既述
の亀裂、割れ、気泡残留などが発生するのを抑制し、か
つ、光学的特性のよい高純度品を歩留りよく生産するこ
とのできる方法を提供しようとするものである。
The present invention suppresses the occurrence of the above-mentioned cracks, cracks, residual bubbles, and the like in view of the technical problem in molding a quartz-type porous glass body through a mechanical molding means, and Another object of the present invention is to provide a method capable of producing a high-purity product having good optical characteristics with high yield.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係る石英系多孔
質ガラス体の製造方法は、所含の目的を達成するため
に、平均粒径0.6〜20μmの石英系ガラス微粒子を
主原料として含む成形材料を機械的に成形して、光ファ
イバ用の石英系多孔質ガラス体をつくることを特徴とす
る。
In order to achieve the above-mentioned object, the method for producing a silica-based porous glass body according to the present invention comprises silica-based glass fine particles having an average particle size of 0.6 to 20 μm as a main raw material. Is molded mechanically to form a silica-based porous glass body for an optical fiber.

【0012】[0012]

【作用】本発明方法の場合、火炎加水分解法、熱分解
法、高温酸化法などの化学反応法を介して生成された微
粒子、あるいは、これの処理されたものを成形材料とし
て用いる。上記微粒子を処理する際の一例は、つぎのと
おりである。通常、火炎加水分解法で合成された石英系
のガラス微粒子は、その大きさが、平均粒径7〜40n
m、比表面積50〜380m2 /gの範囲内で均質化し
ており、不純物(添加物を除く)を殆ど含んでいない。
かかるガラス微粒子を高温の空間内に導入して溶融した
場合、溶融したガラス微粒子相互が高温の空間中で会合
により結合するので、当該結合後のガラス粒子径すなわ
ち石英系ガラス粉末径が、結合前のものと比較し、数十
倍から数百倍と飛躍的に大きくなる(例:平均粒径0.
6μm〜数十μm)。微粒子処理に関する他の一例とし
て、特開昭62−96537号公報に開示されているよ
うに、造粒された微粒子を処理する方法もある。この公
知例の方法の場合、粒径0.05μm以下のシリカ微粒
子を水に分散してスラリーとなし、これを粒径0.5〜
500μmに噴霧造粒かつ焼成することにより、大粒径
のシリカ微粒子に仕上げることができる。その他、四塩
化ケイ素の火炎加水分解法により比較的大径のシリカ微
粒子をつくり、これを分級して大粒径のシリカ微粒子を
抽出する方法、金属ケイ素粉末を高温酸化して大粒径の
シリカ微粒子をつくる方法も知られている。
In the method of the present invention, fine particles produced through a chemical reaction method such as a flame hydrolysis method, a thermal decomposition method or a high temperature oxidation method, or a treated material thereof is used as a molding material. An example of treating the fine particles is as follows. Usually, the silica-based glass fine particles synthesized by the flame hydrolysis method have an average particle size of 7 to 40 n.
m, a specific surface area of 50 to 380 m 2 / g, and homogenized within a range of almost no impurities (excluding additives).
When such glass fine particles are introduced into a high-temperature space and melted, the melted glass fine particles are bonded to each other by association in the high-temperature space, so that the glass particle diameter after the bonding, that is, the silica-based glass powder diameter is before the bonding. Compared with the above, it will be dramatically increased by several tens to several hundreds (example: average particle size of 0.
6 μm to several tens of μm). As another example of the fine particle treatment, there is a method of treating granulated fine particles, as disclosed in JP-A-62-96537. In the case of the method of this known example, fine silica particles having a particle size of 0.05 μm or less are dispersed in water to form a slurry, which has a particle size of 0.5
By finely granulating and firing to 500 μm, silica fine particles having a large particle size can be finished. In addition, a method of making silica fine particles of relatively large diameter by the flame hydrolysis method of silicon tetrachloride and classifying the silica fine particles to extract silica fine particles of large particle size, high-temperature oxidation of metallic silicon powder to obtain silica of large particle size A method of making fine particles is also known.

【0013】本発明方法において用いられる石英系ガラ
ス微粒子(粉末)は、これの平均粒径が0.6〜20μ
mであるために、つぎのような特性を有している。その
一つは、大きな粒径に依存して粒子相互の流動性がよく
なること、他の一つは、大きな粒径に依存して溶媒中へ
の均一分散性が増し、ひいては、分散液中の固体濃度が
増大し、固液分離が容易になることである。このような
石英系ガラス微粒子を用いるとき、乾式粉末成形法にお
いては、上述した微粒子(粉末)流動性に依存して、粉
末充填速度が速くなり、粉末充填密度が均一になり、し
かも、均質で容易に割れることのない多孔質ガラス体を
成形することができ、湿式粉末成形法においても、上述
した溶媒中への均一分散性、分散液中の固体高濃度、固
液分離性に依存して、均質かつ強度のある多孔質ガラス
体を能率よく成形することができる。したがって、乾式
粉末成形法、湿式粉末成形法のいずれによるときも、多
孔質ガラス体の生産性が高まり、その後のプロセスにお
いて多孔質ガラス体に割れが発生せず、燒結ガラス中に
気泡が残留することもない。
The silica glass fine particles (powder) used in the method of the present invention have an average particle size of 0.6 to 20 μm.
Since it is m, it has the following characteristics. One of them is that the mutual fluidity of the particles is improved depending on the large particle size, and the other is that the uniform dispersibility in the solvent is increased depending on the large particle size. The solid concentration is increased, and solid-liquid separation is facilitated. When such a silica-based glass fine particle is used, in the dry powder molding method, depending on the above-mentioned fine particle (powder) fluidity, the powder filling speed becomes fast, the powder filling density becomes uniform, and it is uniform. It is possible to mold a porous glass body that does not easily break, and even in the wet powder molding method, depending on the above-mentioned uniform dispersibility in the solvent, high solid concentration in the dispersion, and solid-liquid separability. It is possible to efficiently form a homogeneous and strong porous glass body. Therefore, in both the dry powder molding method and the wet powder molding method, the productivity of the porous glass body is increased, cracks do not occur in the porous glass body in the subsequent process, and bubbles remain in the sintered glass. Not even.

【0014】本発明方法で用いられる石英系ガラス微粒
子を平均粒径0.6〜20μmのものに限定した理由
は、以下に述べるとおりである。すなわち、多孔質ガラ
ス体を形成しているガラス微粒子について、その平均粒
径が0.6μm未満のものは、多孔質ガラス体の気孔が
小さくなるために、多孔質ガラス体の精製に際して精製
ガスの浸透不十分、不純物ガスの排気不十分を生じ、そ
の平均粒径が20μm超過のものは、多孔質ガラス体の
成形性が低下し、多孔質ガラス体が崩壊する。これに対
する本発明方法の場合、多孔質ガラス体を形成するガラ
ス微粒子の平均粒径が0.6〜20μmの範囲内にある
から、前記精製に際して精製ガスの浸透不十分、不純物
ガスの排気不十分が起こらず、前記成形に際して成形不
能をきたすこともなく、したがって、高純度の光ファイ
バ母材に仕上げることのできる多孔質ガラス体が成形不
能をきたすことなく容易に得られる。
The reason why the silica glass fine particles used in the method of the present invention are limited to those having an average particle size of 0.6 to 20 μm is as follows. That is, among the glass fine particles forming the porous glass body, those having an average particle size of less than 0.6 μm have small pores in the porous glass body, and therefore the purified gas is not purified during purification of the porous glass body. When the permeation is insufficient and the impurity gas is insufficiently exhausted, and the average particle diameter exceeds 20 μm, the formability of the porous glass body is deteriorated and the porous glass body collapses. On the other hand, in the case of the method of the present invention, since the average particle size of the glass fine particles forming the porous glass body is in the range of 0.6 to 20 μm, the purified gas is not sufficiently permeated during the purification, and the exhaust of the impurity gas is insufficient. Does not occur and does not cause moldability during the molding, and therefore a porous glass body that can be finished into a high-purity optical fiber preform can be easily obtained without causing moldability.

【0015】本発明方法において用いられる石英系のガ
ラス微粒子は、純シリカでもドープトシリカでもよい。
純シリカは、火炎加水分解法、熱分解法、高温酸化法な
どの化学反応法を介して生成される。通常、SiO2
火炎加水分解法で生成されるが、火炎加水分解法で生成
されるSiO2 中にGeO2 、B23 、P25 、F
などのドーパントを添加するときは、所定のドーパント
ガスをハロゲン化ケイ素とともに火炎中に導入して、ド
ープトシリカを生成する。熱分解法、高温酸化法の場合
も、金属ケイ素、有機ケイ素化合物、ハロゲン化ケイ素
および/またはドーパントを含む化合物用いた所定の反
応により、純粋シリカおよび/またはドープトシリカを
生成する。この石英系ガラス微粒子については、たとえ
ば、特公昭47−46274号公報に開示されているも
のも採用することができる。本発明方法では、前述のと
おり、平均粒径0.6〜20μmの石英系ガラス微粒子
を用いるが、乾式成形法においては、微粒子の流動性を
高め、これの取り扱いを容易にする上で、当該微粒子を
噴霧造粒法のごとき手段で造粒してから使うのが望まし
い。さらに、本発明方法において用いられる石英系ガラ
ス微粒子は、粒子形状が球形であるのが望ましい。これ
は、多孔質ガラス体を成形した際、通気性のよくない微
細気孔が生じるのを回避できるからである。
The silica glass fine particles used in the method of the present invention may be pure silica or doped silica.
Pure silica is produced through a chemical reaction method such as a flame hydrolysis method, a thermal decomposition method, and a high temperature oxidation method. Usually, SiO 2 is produced by the flame hydrolysis method, but GeO 2 , B 2 O 3 , P 2 O 5 , F is contained in SiO 2 produced by the flame hydrolysis method.
When a dopant such as is added, a predetermined dopant gas is introduced into the flame together with the silicon halide to produce doped silica. Also in the case of the thermal decomposition method and the high temperature oxidation method, pure silica and / or doped silica is produced by a predetermined reaction using a compound containing metal silicon, an organosilicon compound, silicon halide and / or a dopant. As the silica-based glass fine particles, for example, those disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-46274 can be used. In the method of the present invention, as described above, silica-based glass fine particles having an average particle size of 0.6 to 20 μm are used. However, in the dry molding method, in order to improve the fluidity of the fine particles and facilitate the handling thereof, It is desirable to granulate the fine particles by a means such as a spray granulation method before use. Further, it is desirable that the silica glass fine particles used in the method of the present invention have a spherical particle shape. This is because it is possible to avoid the generation of fine pores having poor air permeability when the porous glass body is molded.

【0016】このような石英系ガラス微粒子を原料とし
て光ファイバ母材を作製するとき、はじめ、粉末成形法
を介して多孔質ガラス体をつくり、つぎに、多孔質ガラ
ス体を精製ならびに透明ガラス化して透明ガラス体(母
材)をつくる。こうして作製された透明ガラス体は、単
体または他の透明ガラス体との組み合わされて加熱延伸
され、光ファイバその他の最終製品となる。
When producing an optical fiber preform using such silica glass fine particles as a raw material, first, a porous glass body is produced through a powder molding method, and then the porous glass body is purified and vitrified into a transparent glass. Create a transparent glass body (base material). The transparent glass body produced in this manner is used alone or in combination with another transparent glass body and is heated and drawn to be an optical fiber or other final product.

【0017】本発明方法の場合、多孔質ガラス体をつく
るための粉末成形法として、MSP法、加圧成形法など
の乾式粉末成形法、さらに、コロイダル・ゲル法、遠心
分離法、スリップキャスト法、押出成形法、スラリー塗
布法などの湿式粉末成形法が任意に採用される。これら
各法について略述すると、以下のとおりである。 〔MSP法〕出発原料たる石英系ガラス微粒子をモール
ド内に圧縮しつつ充填し、当該充填時に圧縮された石英
系ガラス微粒子を合体(成形)するために、これを熱処
理および/または押圧して多孔質ガラス体をつくる。こ
の際の熱処理手段としては、たとえば、特開昭61−2
66325号公報に開示されたものをあげることがで
き、さらに、押圧手段としては、たとえば、特開昭60
−210539号公報に開示されたものをあげることが
できる。 〔加圧成形法〕出発原料たる石英系ガラス微粒子をゴ
ム、合成樹脂のごとき伸縮性のある成形容器内に封入
し、かつ、これを加圧容器内に入れた後、加圧容器内の
液圧(静水圧)により成形容器を外部から加圧して、成
形容器内に圧縮成形された石英系ガラス微粒子体すなわ
ち多孔質ガラス体をつくる。一般に、この加圧成形法
は、Cold Isostatic Pressing を略して、CIP法と称
されている。 〔コロイダル・ゲル法〕溶媒中に分散させたゾル状の石
英系ガラス微粒子(出発原料)を容器内においてゲル化
させ、多孔質ガラス体を成形する。 〔遠心分離法〕溶媒中に懸濁させた石英系ガラス微粒子
(出発原料)を中空の成形型内に入れてこれを高速回転
させ、成形型の内面に遠心分離された石英系ガラス微粒
子体すなわち多孔質ガラス体を成形する。 〔スリップキャスト法〕出発原料たる石英系ガラス微粒
子を溶媒中に懸濁させて流動性のある泥漿をつくり、こ
れを通水性(通気性)のある鋳型内に入れて、離水した
石英系ガラス微粒子体すなわち多孔質ガラス体を成形す
る。 〔押出成形法〕出発原料たる石英系ガラス微粒子に溶媒
を加え、かつ、必要に応じて成形助剤も加え、これを押
出成形機にかけて多孔質ガラス体を押出成形する。 〔スラリー塗布法〕出発原料たる石英系ガラス微粒子を
溶媒中に懸濁させてスラリーをつくり、これをマンドレ
ルの外周面に繰り返し塗布して多孔質ガラス体を成形す
る。
In the case of the method of the present invention, as a powder molding method for producing a porous glass body, a dry powder molding method such as MSP method, a pressure molding method, a colloidal gel method, a centrifugal separation method and a slip casting method. A wet powder molding method such as an extrusion molding method or a slurry coating method is arbitrarily adopted. The outline of each of these methods is as follows. [MSP Method] The silica-based glass fine particles as a starting material are packed into a mold while being compressed, and in order to coalesce (mold) the silica-based glass particles compressed at the time of filling, the silica-based glass particles are heat-treated and / or pressed to be porous. Create a quality glass body. As a heat treatment means at this time, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-2
The one disclosed in Japanese Patent No. 66325 can be mentioned. Further, as the pressing means, for example, JP-A-60
Examples of those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. -210539 can be given. [Pressure molding method] The silica-based glass fine particles as a starting material are enclosed in a stretchable molding container such as rubber or synthetic resin, and after being placed in the pressure container, the liquid in the pressure container is filled. The molding container is externally pressurized by pressure (hydrostatic pressure) to form a silica-based glass fine particle body that is compression molded in the molding container, that is, a porous glass body. In general, this pressure molding method is an abbreviation for Cold Isostatic Pressing and is called a CIP method. [Colloidal Gel Method] Sol-like silica glass fine particles (starting raw material) dispersed in a solvent are gelled in a container to form a porous glass body. [Centrifugation method] The silica glass fine particles (starting material) suspended in a solvent are put into a hollow molding die and rotated at a high speed. A porous glass body is formed. [Slip casting method] Quartz glass fine particles as a starting material are suspended in a solvent to form a fluid sludge, which is placed in a water-permeable (breathable) mold and water-separated quartz glass fine particles. A body, that is, a porous glass body is formed. [Extrusion Molding Method] A solvent is added to the silica-based glass fine particles as a starting material, and if necessary, a molding aid is also added, and this is put into an extruder to extrude a porous glass body. [Slurry coating method] A silica glass fine particle as a starting material is suspended in a solvent to form a slurry, which is repeatedly coated on the outer peripheral surface of a mandrel to form a porous glass body.

【0018】上述した粉末成形法によるとき、棒状の多
孔質ガラス体、または、管状の多孔質ガラス体、あるい
は、ガラス棒またはガラス管とこれの外周面に外付けさ
れた多孔質ガラス体とからなる複合ガラス体をつくるこ
とができる。コア用ガラスのみ、または、コア用ガラス
と一部のクラッド用ガラスとを有するガラス棒、ガラス
管などを使用し、これの外周面にクラッド用の多孔質ガ
ラス体を成形する場合、出発原料たる石英系ガラス微粒
子が平均粒径0.6μmを下回ると、多孔質ガラス体の
破損が起こりがちになるが、石英系ガラス微粒子が平均
粒径0.6〜20μmの範囲内にあるときは、かかる破
損が殆ど起こらない。棒状の多孔質ガラス体、管状の多
孔質ガラス体は、コア用ガラスおよび/またはクラッド
用ガラスからなる。これらは、そのまま、あるいは、透
明ガラス化後において他の多孔質ガラス体または透明ガ
ラス体と組み合わされて、光ファイバ母材となる。
In the above-mentioned powder molding method, a rod-shaped porous glass body or a tubular porous glass body, or a glass rod or glass tube and a porous glass body externally attached to the outer peripheral surface of the glass rod or glass tube. It is possible to make a composite glass body. When using a glass rod, a glass tube, or the like having only the core glass or the core glass and a part of the clad glass, and forming a porous glass body for the clad on the outer peripheral surface of the glass rod, it is a starting material. When the silica-based glass fine particles have an average particle size of less than 0.6 μm, the porous glass body is likely to be damaged, but when the silica-based glass fine particles have an average particle size of 0.6 to 20 μm, the Almost no damage occurs. The rod-shaped porous glass body and the tubular porous glass body are made of core glass and / or clad glass. These are used as the optical fiber preform, either as they are or after being combined with other porous glass bodies or transparent glass bodies after being made transparent.

【0019】以上に述べた多孔質ガラス体は、Cl2
含む高温の雰囲気中でこれの精製を実施し、Heを含む
高温の雰囲気中でこれの透明ガラス化を実施する。その
他、精製と脱水とを同時に行なうこともある。
The above-mentioned porous glass body is purified in a high temperature atmosphere containing Cl 2 and is transparent vitrified in a high temperature atmosphere containing He. In addition, purification and dehydration may be performed simultaneously.

【0020】[0020]

【実施例】本発明方法を介して多孔質ガラス体を成形す
る際の各具体例と、これらの比較例について説明する。 具体例1 加圧成形法を介して多孔質ガラス体をつくるとき、成形
装置としては、弾性変形可能な筒状の成形型(内径70
mmφ)とこれの周囲を覆う外部容器とが二重に組み合
わされた静水加圧式の乾式CIP装置を用い、成形材料
としては、平均粒径8μmのシリカ粒子〔商品名エクセ
リカSE−8:徳山曹達(株)製〕をスプレードライ法
により平均粒径150μmに造粒したものを用い、さら
に、筒状成形型の成形空間内の軸心にセットするガラス
棒としては、VAD法で作製された石英系のもの(コ
ア:クラッドの外径比=1:3)を用いた。はじめの粉
末充填工程では、ガラス棒がセットされた筒状の成形型
に振動を加えつつ、その成形空間内(ガラス棒の周囲)
に上記造粒品を充填した。つぎの加圧成形工程におい
て、成形型と外部容器との間の加圧空間に純水を注入し
て、成形型を1000kgf/cm2 の静水圧で加圧し
たところ、成形空間内におけるガラス棒の周囲に、外径
60mmφ、平均気孔径4μmの多孔質ガラス体が成形
された。この成形後、多孔質ガラス体とガラス棒とから
なる複合ガラス体を成形空間内から取り出し、かつ、多
孔質ガラス体を精製ならびに透明ガラス化するために、
電気加熱炉を用いてつぎのような熱処理を実施した。精
製に際しては、電気加熱炉内の雰囲気を1%の塩素ガス
を含むヘリウムにより形成し、かつ、電気加熱炉内の最
高温部を1200℃に設定して、複合ガラス体を2mm
/minの速度で炉内に挿入し、かかる熱処理により多
孔質ガラス体から金属不純物を除去した。引き続く透明
ガラス化に際しては、電気加熱炉内をヘリウム含有雰囲
気に切り換え、電気加熱炉内の最高温部を1600℃に
設定して、多孔質ガラス体を透明ガラス体に仕上げた。
具体例1で得られた光ファイバ母材の場合、亀裂、気泡
の残留がみられず、金属不純物の含有量も、Na=0.
022ppm、Fe=0.012ppm、Cu=0.0
02ppm未満、Cr=0.002ppmと少ないもの
であった。
EXAMPLES Specific examples of molding a porous glass body by the method of the present invention and comparative examples thereof will be described. Concrete Example 1 When a porous glass body is produced by a pressure molding method, an elastically deformable tubular molding die (inner diameter 70
(mmφ) and an external container that covers the periphery of the same are used in combination, and a hydrostatic pressure type dry CIP device is used. As a molding material, silica particles having an average particle size of 8 μm (trade name: EXERIKA SE-8: Soda Tokuyama) are used. Manufactured by VAD method was used as a glass rod set at the axial center in the molding space of the cylindrical molding die. A system (core: clad outer diameter ratio = 1: 3) was used. In the first powder filling process, while vibrating the cylindrical molding die in which the glass rod is set, inside the molding space (around the glass rod)
Was filled with the above granulated product. In the next pressure-molding step, pure water was injected into the pressure space between the molding die and the outer container, and the molding die was pressurized with a hydrostatic pressure of 1000 kgf / cm 2. A porous glass body having an outer diameter of 60 mmφ and an average pore diameter of 4 μm was formed around the glass. After this molding, the composite glass body consisting of the porous glass body and the glass rod is taken out from the molding space, and in order to purify the porous glass body and to make it into a transparent glass,
The following heat treatment was performed using an electric heating furnace. At the time of refining, the atmosphere in the electric heating furnace was formed with helium containing 1% chlorine gas, and the maximum temperature part in the electric heating furnace was set to 1200 ° C.
It was inserted into the furnace at a speed of / min, and the metal impurities were removed from the porous glass body by the heat treatment. In the subsequent vitrification, the inside of the electric heating furnace was switched to a helium-containing atmosphere and the highest temperature part in the electric heating furnace was set to 1600 ° C. to finish the porous glass body into a transparent glass body.
In the case of the optical fiber preform obtained in Example 1, no cracks or bubbles remained, and the content of metal impurities was Na = 0.
022ppm, Fe = 0.012ppm, Cu = 0.0
It was less than 02 ppm and Cr was as small as 0.002 ppm.

【0019】比較例1 具体例1と同様の加圧成形法を介してガラス棒の外周に
多孔質ガラス体をつくるとき、成形材料として平均粒径
0.04μmのシリカ微粒子〔商品名エクセリカSE−
1:徳山曹達(株)製〕を用い、これ以外は、具体例1
と同様にして所定の成形を実施したところ、平均気孔径
0.08μmの多孔質ガラス体がガラス棒の周囲に成形
された。以下も、多孔質ガラス体を具体例1と同様に精
製、透明ガラス化して光ファイバ母材に仕上げた。比較
例1で得られた光ファイバ母材は、Na=0.12pp
m、Fe=5.1ppm、Cu=0.034ppm、C
r=1.6ppmと金属不純物の含有量が多いたいめ
に、光ファイバの母材として適さない。
Comparative Example 1 When a porous glass body was formed on the outer circumference of a glass rod through the same pressure molding method as in Concrete Example 1, silica fine particles having an average particle diameter of 0.04 μm [trade name: EXCELICA SE-
1: manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.]
When predetermined molding was carried out in the same manner as above, a porous glass body having an average pore diameter of 0.08 μm was molded around the glass rod. Also in the following, the porous glass body was refined in the same manner as in Example 1 and made into a transparent vitreous material to complete the optical fiber preform. The optical fiber preform obtained in Comparative Example 1 had Na = 0.12 pp.
m, Fe = 5.1 ppm, Cu = 0.034 ppm, C
It is not suitable as a base material of an optical fiber because it contains a large amount of metal impurities, r = 1.6 ppm.

【0020】具体例2 具体例1で述べたものと類似の成形装置を用いて加圧成
形法を実施するとき、筒状成形型の成形空間の軸心にV
ADにより作製されたコア用ガラス棒(クラッドに対す
る外径比が1:3のもの)をセットし、該ガラス棒の周
囲に、成形材料たる平均粒径0.6μmのシリカ粒子
〔商品名アドマファインSO−25R:アドマテックス
社製〕を充填した後、具体例1と同様に成形型を静水加
圧して、コア用ガラス棒の外周に平均気孔径0.2μm
のオーバクラッド用多孔質ガラス体を成形した。以下、
成形空間内から複合ガラス体を取り出し、これの多孔質
ガラス体を具体例1と同様に処理して光ファイバ母材を
得た。具体例2で得られた光ファイバ母材も、亀裂、気
泡の残留がないばかりか、金属不純物の含有量が、Na
=0.063ppm、Fe=0.049ppm、Cu=
0.005ppm未満、Cr=0.014ppmと少な
いものであった。
Concrete Example 2 When a pressure molding method is carried out using a molding apparatus similar to that described in Concrete Example 1, V is added to the axial center of the molding space of the cylindrical molding die.
A glass rod for core (having an outer diameter ratio to the clad of 1: 3) manufactured by AD is set, and silica particles having an average particle diameter of 0.6 μm, which is a molding material, are formed around the glass rod [trade name: Admafine]. SO-25R: manufactured by Admatechs Co., Ltd.] and then hydrostatically pressurizing the molding die in the same manner as in Example 1 to give an average pore diameter of 0.2 μm on the outer periphery of the glass rod for core.
The porous glass body for overclad of was molded. Less than,
The composite glass body was taken out from the molding space, and the porous glass body was treated in the same manner as in Example 1 to obtain an optical fiber preform. The optical fiber preform obtained in Example 2 has no cracks or residual bubbles, and has a metal impurity content of Na.
= 0.063 ppm, Fe = 0.049 ppm, Cu =
It was less than 0.005 ppm and Cr was as small as 0.014 ppm.

【0021】具体例3 具体例1と同様の加圧成形法を介してガラス棒の外周に
多孔質ガラス体をつくるとき、成形材料として、平均粒
径15μmのシリカ粒子〔商品名エクセリカSE−1
5:徳山曹達(株)製〕を用いた以外は、具体例1と同
様にして多孔質ガラス体を成形し、かつ、これを具体例
1と同様に精製、透明ガラス化して、所定の光ファイバ
母材を得た。具体例3で得られた光ファイバ母材も、亀
裂、気泡の残留がなく、金属不純物の含有量が、Na=
0.02ppm、Fe=0.01ppm、Cu=0.0
02ppm未満、Cr=0.002ppmと少ないもの
であった。
Concrete Example 3 When a porous glass body is formed on the outer circumference of a glass rod through the same pressure molding method as in Concrete Example 1, silica particles having an average particle diameter of 15 μm (trade name: EXCELICA SE-1) are used as a molding material.
5: manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.] was used to mold a porous glass body in the same manner as in Specific Example 1, and this was purified and made into transparent glass in the same manner as in Specific Example 1 to give a predetermined light. A fiber preform was obtained. The optical fiber preform obtained in Example 3 was also free from cracks and residual bubbles, and had a metal impurity content of Na =
0.02ppm, Fe = 0.01ppm, Cu = 0.0
It was less than 02 ppm and Cr was as small as 0.002 ppm.

【0022】比較例2 具体例1と同様の加圧成形法を介してガラス棒の外周に
多孔質ガラス体をつくるとき、成形材料として、平均粒
径29μmのシリカ粒子〔商品名エルシル:三菱金属
(株)製〕を用いた以外は、具体例1と同様にして多孔
質ガラス体を成形した。この多孔質ガラス体は、成形後
の強度がかなり低く、亀裂、崩壊が懸念された。以下、
この多孔質ガラス体を前例と同様に精製、透明ガラス化
しようとしたところ、精製時の取り扱いにおいて、特段
の衝撃を受けていないにもかかわらず、多孔質ガラス体
の一部が欠落した。
Comparative Example 2 When a porous glass body was formed on the outer periphery of a glass rod through the same pressure molding method as in Concrete Example 1, silica particles having an average particle diameter of 29 μm were used as a molding material (trade name: Elsil: Mitsubishi Metals). Co., Ltd.] was used to form a porous glass body in the same manner as in Example 1. This porous glass body had a considerably low strength after molding, and there was a fear of cracking and collapse. Less than,
When this porous glass body was tried to be refined and made into a transparent vitreous in the same manner as in the previous example, a part of the porous glass body was missing even though it was not particularly impacted during the handling during the refining.

【0023】具体例4 具体例4において多孔質ガラス体を成形するとき、図
1、図2に例示された押出成形装置を用い、かつ、図3
(a)〜(e)に例示された成形ステップにしたがい、
押出成形法を実施する。具体例4については、はじめ
に、図1〜図3に例示された装置とステップの概要を説
明する。
Concrete Example 4 When the porous glass body is molded in Concrete Example 4, the extrusion molding apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2 is used, and FIG.
According to the molding steps illustrated in (a) to (e),
An extrusion method is carried out. Regarding Concrete Example 4, first, an outline of the apparatus and steps illustrated in FIGS. 1 to 3 will be described.

【0024】図1、図2において、押出ヘッドは、オー
ガシリンダ21の先端に取りつけられ、かつ、オーガス
クリュウ22の軸に対してその延長線上に配置されてお
り、押出ヘッドの胴部12内には、軸心にガラス棒の通
路11を有する中玉14が吊り具13を介して吊るされ
ている。押出ヘッドの胴部12内におけるガラス棒の通
路11と成形材料の通路15とは互いに同心である。通
路11は、貫通したものでも、図示のごとく一端が閉塞
されたものでもでもよい。貫通した通路11は、たとえ
ば、中玉14とオーガスクリュウ22の回転軸とが接し
ているときに、その回転軸内にまで延長して設けられる
こともある。このような場合、中玉14の通路11内に
成形材料が侵入するのを防止するために、中玉(非回転
体)14および/またはオーガスクリュウ(回転体)2
2に適当なシール手段が施される。その他、吊り具13
は、ボルト16を介して胴部12に固定されており、胴
部12に連結された口金17は、これを構成している直
線部18とテーパ部19とが分解できるようになってい
る。図3において、ロッド連結体31は、ガラス棒32
の両端にダミー棒33、支持棒34が連結されてつくら
れる。この場合、光ファイバ母材用であるガラス棒32
は石英系からなり、その両端に連結(ガラス溶接)され
るダミー棒33、支持棒34も、純石英またはドープト
石英からなる。ダミー棒33はガラス棒32と同径であ
ることを要するが、支持棒34はガラス棒32と同等以
上の外径であればよい。
In FIG. 1 and FIG. 2, the extrusion head is attached to the tip of the auger cylinder 21 and is arranged on the extension line thereof with respect to the axis of the auger crawl 22. A medium ball 14 having a glass rod passage 11 at its axis is suspended via a suspender 13. The passage 11 of the glass rod and the passage 15 of the molding material in the body 12 of the extrusion head are concentric with each other. The passage 11 may be penetrated or may be closed at one end as shown. The passage 11 penetrating therethrough may be provided so as to extend into the rotation shaft of the middle ball 14 and the rotation shaft of the August crow 22 when the rotation shaft is in contact with the rotation shaft of the August screw 22. In such a case, in order to prevent the molding material from entering the passage 11 of the middle ball 14, the middle ball (non-rotating body) 14 and / or the August crow (rotating body) 2
2 is provided with suitable sealing means. Others, hanging device 13
Is fixed to the body portion 12 via a bolt 16, and the mouthpiece 17 connected to the body portion 12 is configured such that the linear portion 18 and the taper portion 19 constituting the base portion 17 can be disassembled. In FIG. 3, the rod connecting body 31 is a glass rod 32.
A dummy rod 33 and a support rod 34 are connected to both ends of the to produce. In this case, the glass rod 32 for the optical fiber preform
Is made of quartz, and the dummy rods 33 and the support rods 34 connected to both ends (glass welding) are also made of pure quartz or doped quartz. The dummy rod 33 needs to have the same diameter as the glass rod 32, but the support rod 34 may have an outer diameter equal to or larger than that of the glass rod 32.

【0025】図3(a)に示されたステップのとき、通
路15内に供給された可塑性を有する成形材料35が通
路11の先端側にまで達しており、ロッド連結体31の
先端側(ダミー棒33)が中玉14の通路11内に挿入
されようとしている。図3(b)に示されたステップの
とき、中玉14の通路11内にロッド連結体31が挿入
されていて、押出圧を受けた成形材料35が口金17の
先端にまで達している。この状態のとき、成形材料35
の一部がガラス棒32の外周面を覆っている。図3
(c)に示されたステップのとき、さらなる押出圧を受
けた成形材料35がロッド連結体31と共に口金17の
先端から押し出されている。この状態のとき、ロッド連
結体31は通路11内から脱出する方向へ移動してい
る。図3(d)に示されたステップのとき、口金17の
先端から押し出されて適当な長さに成長した成形材料3
5、すなわち、多孔質ガラス体が切断される。この状態
のとき、ロッド連結体31が通路11内から完全に引き
抜かれる。図3(e)に示されたステップのとき、口金
17の直線部18が、これのテーパ部19から取りはず
され、その直線部18内にある成形材料35の残留物3
7が排除される。こうして取りはずされた直線部18
は、再度、テーパ部19に取りつけられ、つぎの押出成
形に備えられる。
At the step shown in FIG. 3 (a), the plastic molding material 35 supplied into the passage 15 reaches the tip side of the passage 11 and the tip side of the rod connecting body 31 (dummy). The rod 33) is about to be inserted into the passage 11 of the middle ball 14. At the step shown in FIG. 3B, the rod connecting body 31 is inserted into the passage 11 of the inner ball 14, and the molding material 35 that has been subjected to the extrusion pressure reaches the tip of the die 17. In this state, the molding material 35
Partially covers the outer peripheral surface of the glass rod 32. Figure 3
At the step shown in (c), the molding material 35 that has been subjected to further extrusion pressure is extruded from the tip of the die 17 together with the rod connecting body 31. In this state, the rod connecting body 31 is moving in the direction of escaping from the inside of the passage 11. At the step shown in FIG. 3D, the molding material 3 extruded from the tip of the die 17 and grown to an appropriate length.
5, that is, the porous glass body is cut. In this state, the rod connecting body 31 is completely pulled out from the inside of the passage 11. At the step shown in FIG. 3 (e), the linear portion 18 of the die 17 is removed from the taper portion 19 of the die 17, and the residue 3 of the molding material 35 in the linear portion 18 is removed.
7 is eliminated. Straight part 18 removed in this way
Is again attached to the tapered portion 19 and is ready for the next extrusion molding.

【0026】上述した内容に基づく具体例4は、以下に
述べる態様で実施される。平均粒径8μmのシリカ粒子
100部に対し、結合剤としてメチルセルロース3部、
純水22部、界面活性剤(商品名SNウエット:サンノ
プコ社製)0.3部を加え、これらを均質に混練して可
塑性のある成形材料を調製した。コア用ガラス棒として
は、石英に対する比屈折率差約0.3%、外径約8.5
mmφ(クラッドとの外径比1:3)、長さ約300m
mのものを用いた。このコア用ガラス棒の一端と他端
に、直径約8.5mmφ、長さ約50mmのダミー棒、
直径約25mmφ、長さ15mmの支持棒をそれぞれガ
ラス溶接してロッド連結体をつくった。これらの可塑性
成形材料、ロッド連結体を用い、図3の押出成形法にし
たがって多孔質ガラス体を押出成形した。かくて成形さ
れた多孔質ガラス体を透明ガラス体に仕上げるために、
はじめ、多孔質ガラス体を110℃で12時間乾燥し、
つぎに、該乾燥ガラス体を500℃で15時間脱脂し
(大気中)、その後、該脱脂ガラス体を1200℃のH
e、Cl2 雰囲気中で脱水し、引き続いて、該脱水ガラ
ス体を1600℃のHe雰囲気で透明ガラス化した。こ
れまでの工程において、多孔質ガラス体、光ファイバ母
材にクラック、反りなどが生じることはなかった。具体
例4で得られた光ファイバ母材を周知の加熱延伸手段で
線引きして、コア径5μmφ、外径125μmφのシン
グルモード光ファイバをつくり、その線引き直後の光フ
ァイバに、紫外線硬化性樹脂による外径400μmφの
被覆層を形成した。このシングルモード光ファイバの伝
送特性は、気相法に基づく光ファイバ母材から得られる
同一仕様のシングルモード光ファイバと同等に優れてい
た。
The fourth specific example based on the above contents is implemented in the mode described below. To 100 parts of silica particles having an average particle size of 8 μm, 3 parts of methyl cellulose as a binder,
22 parts of pure water and 0.3 part of a surfactant (trade name SN wet: manufactured by San Nopco) were added, and these were homogeneously kneaded to prepare a plastic molding material. The glass rod for the core has a relative refractive index difference of about 0.3% with respect to quartz and an outer diameter of about 8.5.
mmφ (outer diameter ratio to clad 1: 3), length approx. 300 m
m was used. At one end and the other end of this glass rod for core, a dummy rod having a diameter of about 8.5 mm and a length of about 50 mm,
Support rods each having a diameter of about 25 mm and a length of 15 mm were glass-welded to form a rod connection body. A porous glass body was extrusion-molded by using these plastic molding materials and a rod connecting body according to the extrusion molding method of FIG. In order to finish the porous glass body thus molded into a transparent glass body,
First, the porous glass body is dried at 110 ° C. for 12 hours,
Next, the dried glass body was degreased at 500 ° C. for 15 hours (in air), and then the degreased glass body was heated at 1200 ° C.
After dehydration in an atmosphere of e and Cl 2 , the dehydrated glass body was subsequently vitrified into a transparent glass in a He atmosphere at 1600 ° C. In the steps so far, the porous glass body and the optical fiber preform were not cracked or warped. The optical fiber preform obtained in Example 4 is drawn by a known heating and drawing means to form a single mode optical fiber having a core diameter of 5 μmφ and an outer diameter of 125 μmφ, and the optical fiber immediately after the drawing is made of an ultraviolet curable resin. A coating layer having an outer diameter of 400 μmφ was formed. The transmission characteristics of this single mode optical fiber were as good as those of the single mode optical fiber of the same specifications obtained from the optical fiber preform based on the vapor phase method.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明方法における成形材料は、これの
主原料である石英系ガラス微粒子の平均粒径が0.6〜
20μmと適切であるので、粒子相互の流動性がよく、
その大きな粒径に依存して溶媒中への均一分散性、分散
液中の固体濃度が増し、固液分離も容易になる。したが
って、かかる成形材料を機械的に成形して石英系多孔質
ガラス体をつくるとき、乾式粉末成形法では、上記粒子
流動性に依存して、粒子充填速度が速くなり、粒子充填
密度が均一になり、かつ、均質で容易に割れることのな
い多孔質ガラス体を成形することができ、湿式粒子成形
法でも、上記溶媒中への均一分散性、分散液中の固体高
濃度、固液分離性に依存して、均質かつ強度のある多孔
質ガラス体を能率よく成形することができ、しかも、こ
うして成形された多孔質ガラス体は、気孔が適度に大き
く、これの精製に際して精製ガスの浸透不十分、不純物
ガスの排気不十分をきたすことがないので、高純度の光
ファイバ母材に仕上げることができる。ゆえに、本発明
方法によるときは、成形時において、高特性、高純度、
高強度の光ファイバ母材に通じる良質の多孔質ガラス体
を高生産することができ、その後のプロセスにおいても
良品の歩留りを向上させることができる。
The molding material used in the method of the present invention has an average particle diameter of the silica-based glass fine particles, which is the main raw material, of 0.6-
Since it is suitable to be 20 μm, the fluidity between particles is good,
Depending on the large particle size, the uniform dispersibility in the solvent, the solid concentration in the dispersion increases, and the solid-liquid separation becomes easy. Therefore, when mechanically molding such a molding material to form a silica-based porous glass body, in the dry powder molding method, depending on the above-mentioned particle fluidity, the particle packing speed becomes faster and the particle packing density becomes uniform. In addition, it is possible to mold a porous glass body that is homogeneous and does not easily break, and even in the wet particle molding method, uniform dispersibility in the solvent, high solid concentration in the dispersion, and solid-liquid separability. In this way, a porous glass body with high homogeneity and strength can be efficiently formed. Moreover, the porous glass body thus formed has moderately large pores, and the purified gas does not permeate during purification. Since the exhaust of the impurity gas is not sufficiently insufficient, the optical fiber preform of high purity can be finished. Therefore, according to the method of the present invention, during molding, high characteristics, high purity,
A high-quality porous glass body that can communicate with a high-strength optical fiber preform can be highly produced, and the yield of non-defective products can be improved even in the subsequent process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法の一実施例に用いられる押出成形装
置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an extrusion molding apparatus used in an embodiment of the method of the present invention.

【図2】図1のA−A線に沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1に例示された押出成形装置による多孔質ガ
ラス体の各成形ステップを略示した要部断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part schematically showing each molding step of a porous glass body by the extrusion molding apparatus illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガラス棒用の通路 12 押出ヘッドの胴部 14 中玉 15 成形材料用の通路 17 口金 21 オーガシリンダ 22 オーガスクリュウ 31 ロッド連結体 32 ガラス棒 35 成形材料 36 多孔質ガラス体 11 Passage for Glass Rod 12 Body of Extrusion Head 14 Middle Ball 15 Passage for Molding Material 17 Base 21 Auger Cylinder 22 Auger Cru 31 Rod Connecting Body 32 Glass Rod 35 Molding Material 36 Porous Glass Body

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 健 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 森川 孝行 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Ken Yagi Ken 2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd. (72) Inventor Takayuki Morikawa 2-6-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Furukawa Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平均粒径0.6〜20μmの石英系ガラ
ス微粒子を主原料として含む成形材料を機械的に成形し
て、光ファイバ用の石英系多孔質ガラス体をつくること
を特徴とする石英系多孔質ガラス体の製造方法。
1. A silica-based porous glass body for an optical fiber is produced by mechanically molding a molding material containing silica-based glass fine particles having an average particle diameter of 0.6 to 20 μm as a main raw material. A method for manufacturing a quartz-based porous glass body.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4440840A1 (en) * 1993-11-15 1995-05-18 Furukawa Electric Co Ltd Process for producing a porous preform for an optical fiber

Cited By (3)

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