JPH0656447A

JPH0656447A - 石英系多孔質ガラス体の成形方法

Info

Publication number: JPH0656447A
Application number: JP22797192A
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: 1992-08-04
Filing date: 1992-08-04
Publication date: 1994-03-01

Abstract

(57)【要約】【目的】成形空間内における成形材料の充填状態を均
一に高密度化して、外径が一定で嵩密度の均一化した、
かつ、気泡残留のない多孔質ガラス体を安定して得るこ
とのできる成形方法を提供する。【構成】成形空間２２内の成形材料２５を圧縮して多
孔質ガラス体２６を成形するとき、成形材料２５の圧縮
前において、成形型の軸線方向沿いに移動する振動発生
手段（振動発生器５１）により、成形空間２２内の成形
材料２５に振動エネルギを与える。【効果】成形空間２２内の成形材料２５に振動エネル
ギを与えるから、成形空間２２内における成形材料２５
の充填状態が高密度で均一化する。したがって、気泡残
留のない、外径の一定した、かつ、嵩密度の均一な多孔
質ガラス体２６を安定して得ることができる。

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、光学系の母材を製造するための手
段として、量産性に優れる液圧成形法が実用化に向けて
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６１−２５
６９３７号公報により公知である。

【０００３】上述した公知技術の場合、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て、乾燥、脱脂と脱水（精製）、透
明ガラス化などの処理を受けて透明ガラス体となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した液圧成形法に
おいて、成形型内への材料充填密度が不均一であると、
成形後の多孔質ガラス体に嵩密度のバラツキが生じ、こ
れを透明ガラス化した際の透明ガラス体にも外径のバラ
ツキが生じる。したがって、成形型内に成形材料（ガラ
ス粉末）を充填するとき、その充填密度を均一にするこ
とが重要である。

【０００５】一般に、前記充填密度の不均一は、成形材
料を単に成形型内へ充填したときに起こりがちであり、
特に、成形型内の下部側から上部側へ向かうにしたがい
充填密度が低下する傾向を有している。

【０００６】その対策として、成形型に振動を与えつつ
成形材料を成形型内に充填することが行われている。こ
うした場合、成形型内における成形材料の充填密度が全
体的に高まるが、相対的に成形型内の下部側が高密度、
成形型内の下部側が低密度となる傾向は是正されない。

【０００７】別の対策として、成形型内の上部を、これ
に装着された上部パンチで圧縮する試みもある。しか
し、この対策の場合も、成形型内の上下方向にわたり均
一に圧力をかけるのがむずかしために、前記充填密度の
不均一を満足に解消できず、他にも、適切な粒径に造粒
された成形材料（ガラス粉末）の一部が圧縮荷重を受け
て潰されるために、多孔質ガラス体を透明ガラス化した
後の透明ガラス体中に気泡が残留することがある。

【０００８】本発明はこのような技術的課題に鑑み、成
形空間内における成形材料の充填状態を均一に高密度化
して、外径が一定で嵩密度の均一化した、しかも、気泡
残留のない多孔質ガラス体を安定して得ることのできる
成形方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【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、石英系のガラス
粉末のみからなる成形材料、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
る方法において、前記成形材料の充填開始後から前記成
形型の外部加圧を開始するまでの間、成形型の軸線方向
沿いに移動する振動発生手段を介して、成形空間内の成
形材料に振動エネルギを与えることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明方法は、成形型の成形空間内に所定の成
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。

【００１１】本発明方法の場合、成形空間内に成形材料
を充填しているとき、および／または、成形空間内に成
形材料を充填した後（ただし、成形型を外部加圧する
前）、成形型の軸線方向沿いに移動する振動発生手段を
介して成形空間内の成形材料に振動エネルギを与える。
すなわち、成形材料の充填開始後から成形型の外部加圧
を開始するまでの間において、成形型の軸線方向沿いに
移動する振動発生手段を介して、必要な回数だけ、ある
いは、連続的に、成形空間内の成形材料に振動エネルギ
を与える。

【００１２】一般に、成形材料と振動源との相対関係で
は、振動源（振動発生手段）に近い成形材料ほど、より
大きな振動エネルギを受けて高密度の状態になる。した
がって、成形型の軸線方向沿いに移動する振動発生手段
を介して成形空間内の成形材料に振動エネルギを与える
とき、たとえば、成形型の下端から上端に向けて移動す
る振動発生手段により成形材料に振動エネルギを与える
とき、成形材料は、成形空間内の下方から上方に向けて
順次高密度化していき、ついには、その全長にわたり、
高密度の充填状態で均一化する。ちなみに、振動発生手
段が移動しない定位置型の場合、振動発生手段からの距
離が大きくなるにしたがい成形材料の充填密度が減少す
る傾向を示すので、成形空間内における成形材料の充填
密度は均一化しない。本発明方法の場合、このような作
用により、成形空間内における成形材料の充填密度が均
一化するので、成形用筒型を外部加圧して得られる多孔
質ガラス体の嵩密度も均一化し、その後、多孔質ガラス
体を透明ガラス化したときも、気泡残留のない、外径の
ほぼ一定した透明ガラス体が得られる。

【００１３】

【実施例】はじめ、図１、図２に例示された石英系多孔
質ガラス体の成形手段について説明する。図１、図２に
おいて、１１は成形用筒型、１２、１３は上下に対をな
す成形用蓋体、１８は支持筒、２２は成形空間、２３は
加圧空間、２４は棒状体、２５は成形材料、２６は多孔
質ガラス体を示す。

【００１４】成形用筒型１１は、ゴム、合成樹脂のごと
き伸縮自在な弾性を有するもの、たとえば、シリコーン
ゴム、ニトリルゴムなどからなり、両端が開放された円
筒形状を有している。

【００１５】一対の成形用蓋体１２、１３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、その一例として、金属製の成形用蓋体１２、
１３が採用される。一対の成形用蓋体１２、１３は外周
面に段差のある円板形状を有しており、これら成形用蓋
体１２、１３の内面中央に凹部１４、１５がそれぞれ形
成されて、該各凹部１４、１５内に受具１６、１７が装
填されている。後述の説明で明らかなように、上記一方
の蓋体１３は、成形空間２２内に成形材料を充填する
前、成形用筒型１１の一端（たとえば下端）に装着さ
れ、上記他方の蓋体１２は、成形空間２２内に成形材料
を充填した後、成形用筒型１１の一端（たとえば上端）
に装着され、しかも、これら両蓋体１２、１３は、成形
用筒型１１の外周に配置された支持筒１８の両端とも係
合する。必要により、両成形用蓋体１２、１３のいずれ
か一方または両方には、成形空間２２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。

【００１６】支持筒１８は、二つ以上に縦割された金属
製の円筒体からなり、これら割片を筒状に組み立て、あ
るいは、分解することができる。支持筒１８の壁面の一
部には、図３に例示する圧力媒体６４用の出入口１９、
２０、２１が、上下方向、周方向に分布して形成されて
いる。支持筒１８は、後述するように、成形空間２２内
に成形材料を充填した後、成形用筒型１１の外周におい
て筒状に組み立てられ、かつ、両蓋体１２、１３と係合
されて所定の位置に保持される。

【００１７】棒状体２４は、気相反応法、泥漿鋳込法、
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２４は、一例として、コア用ガラスとその外周に
一部のクラッド用ガラスを備えており、他例として、コ
ア用ガラスのみからなる。その他、棒状体２４が金属、
あるいは、金属と同程度の機械的特性を有する合成樹脂
（ＦＲＰも含む）からなる場合もある。特に、金属製の
棒状体２４は、これの表面がガラス、フッ素系樹脂（商
品名テフロン）などでコーティングされることが多い。

【００１８】多孔質ガラス体２６をつくるための成形材
料２５は、石英系のガラス粉末からり、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２２内に充填される
成形材料２５のガラス粉末は、ガラス粉末の均一な高密
度充填を可能にする上で、平均粒径０．６〜２０μｍの
ものが望ましい。ただし、このようなガラス粉末を造粒
して用いる場合、造粒後の粒径が３０〜１５０μｍ程度
になってもよい。

【００１９】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、両成形用蓋体１
２、１３の中径部、大径部は、成形用筒型１１、支持筒
１８とそれぞれ密に突き合わせることができ、両成形用
蓋体１２、１３の小径部は、成形用筒型１１と密に嵌め
合うことができ、両成形用蓋体１２、１３の受具１６、
１７内には、棒状体２４の両端を嵌めこむことができ
る。したがって、支持筒１８を外殻として、成形用筒型
１１、両成形用蓋体１２、１３、支持筒１８を図１のよ
うに組み立てた場合、成形用筒型１１、両成形用蓋体１
２、１３で囲われた空間が成形空間２２となり、成形用
筒型１１、両成形用蓋体１２、１３、支持筒１８で囲わ
れた空間が加圧空間２３となる。

【００２０】上記において、両成形用蓋体１２、１３
は、多孔質ガラス体２６へのコンタミナントを防止する
ために、たとえば、フッ素系樹脂によるコーティングが
施される。金属からなる棒状体２４の場合、前述したコ
ーティングが施されるので、これがコンタミナント防止
対策になる。なお、成形用筒型１１は多孔質ガラス体２
６に対する汚染を惹き起こさず、支持筒１８は成形空間
２２に直接関与しない。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。

【００２１】図１、図２に例示された振動発生手段は、
つぎのような構成を備えている。図１において、支持台
３１はその上面中央に円形の凹所３２を有し、上板３３
もその板面中央に円形の開口部３４を有する。支持台３
１と上板３３とは上下に相対間隔をおいて配置され、複
数本（例：四本）の支柱３５は支持台３１と上板３３と
の間に立てられ、これら支持台３１、上板３３、各支柱
３５が相互に組み立てられている。

【００２２】複数本（例：二本）の案内軸３６と複数本
（例：二本）のネジ軸３７とは、図１、図２に示すよう
に、支持台３１、上板３３の上下部間にわたり、かつ、
円形凹所３２、円形開口部３４と同心の円周上に交互に
配置されている。これら案内軸３６、ネジ軸３７のう
ち、各案内軸３６の両端は、支持台３１、上板３３に固
定されるが、各ネジ軸３７の場合は、支持台３１、上板
３３に備えつけられた軸受を介して回転自在に両端支持
される。上記における両ネジ軸３７は、両案内軸３６の
上部外周に取りつけられた遊動用のスプロケットギヤ３
８、両ネジ軸３７の上部外周に取りつけられた伝動用の
スプロケットギヤ３９、上板３３の下面に取りつけられ
た遊動用のスプロケットギヤ４０、各スプロケットギヤ
３８〜４０に掛け回されたチェーン４１など、これらを
含むチェーン伝動系を介して互いに連動するようになっ
ている。各スプロケットギヤ３８〜４０に掛け回された
チェーン４１は、図２に示すように、これの内周が上板
３３における開口部３４の口径よりも大きい。この場合
のチェーン伝動系は、周知のベルト伝動系に代えること
ができる。

【００２３】図１において、左側の原動用ネジ軸３７を
正逆回転させるための手段は、モータ４２と、モータ４
２の出力軸に取りつけられたギヤ４３と、ネジ軸３７に
取りつけられたギヤ４４と、両ギヤ４３、４４間に介在
された減速用のギヤ４５とからなる。

【００２４】図１において、振動発生器５１は、多角形
リング（または円形リング）からなる枠体５２と、枠体
５２の内側に取りつけられた複数（例：四つ）の振動子
５３とが組み合わされたものであり、その枠体５２に
は、図２にも示すように、各案内軸３６、各ネジ軸３７
に対応するネジ孔５４、通孔５５がそれぞれ形成されて
いる。枠体５２内に取りつけられた各振動子５３は、前
述した支持筒１１に外接することのできる相対位置を保
持している。振動子５３は、一例として電動バイブレー
タ型のものからなり、他の一例として超音波振動型のも
のからなる。かかる振動発生器５１の場合、枠体５２の
各通孔５４、各ネジ孔５５と各案内軸３６、各ネジ軸３
７とを、それぞれ相対螺合、相対嵌合させることによ
り、上下動自在に支持され、かつ、各ネジ軸３７を正逆
回転させることにより、これら各軸３５、３６の軸線方
向沿いに上下動するようになっている。

【００２５】上述した振動発生手段において、支持台３
１、上板３３、支柱３５は、金属、合成樹脂、木材、こ
れらの複合材料など、任意の材料ならなり、モータ４２
は既製品からなり、振動発生器５１の振動子５３は既製
品または特製品からなり、これらを除くその他の部材は
周知の金属材料からなる。

【００２６】上述した振動発生手段において、振動発生
器５１は、吊り支え用の索条（ワイヤ）、索条案内用の
滑車（シーブ）、索条巻き取り用の巻取器（回転ドラ
ム）などを介して上下動させることもできる。

【００２７】図３において、圧力媒体６４の出入口６
２、６３を有する圧力容器６１は、成形用筒型１１、両
成形用蓋体１２、１３などによる成形型と支持筒１６と
の組立物を収容して、成形用筒型１１を圧縮するための
ものである。圧力容器６１の出入口６２、６３には、圧
力媒体６４の供給系、排出系（いずれも図示せず）が接
続される。図３において、圧力容器６１内に注入されて
各出入口１９、２０、２１より加圧空間２３内に進入す
る圧力媒体６４は、一例として水からなり、他例として
滑油からなる。

【００２８】図１、図２に例示された成形手段を用い
て、棒状体２４の外周に石英系の多孔質ガラス体２６を
成形するとき、以下のようになる。

【００２９】はじめ、成形用蓋体１３を支持台３１上セ
ットし、図示しない治具により成形用筒型１１の下端を
成形用蓋体１３に連結した後、棒状体２４を成形用筒型
１１内に入れて、これの下端を成形用蓋体１３の受具１
７内に嵌めこむ。その後、棒状体２４の上端部を成形用
筒型１１内の軸心に保持するために、たとえば、二重リ
ング型の保持具（図示せず）を介して棒状体２４の上端
部側をサポートする。この保持具は、内外二つのリング
間に成形材料通過用の開口ないし通孔を有しており、外
部のリングが成形用筒型１１の内周面に内接し、かつ、
内部のリングが棒状体２４に外接した状態で、成形用筒
型１１内に宙吊りされる。

【００３０】このような準備段階を終えた後は、振動発
生器５１を稼働させつつ、成形用筒型１１と成形用蓋体
１５とで囲われた成形空間２２内に脱気処理済みの成形
材料２５を投入する。振動発生器５１の場合、成形用筒
型１１に外接している振動子５３をオン状態にしたとき
に、当該振動子５３から発する振動エネルギが成形用筒
型１１を介して成形材料２５へ伝わるようになる。さら
に、モータ４２を正回転させるべくこれをスイッチオン
したとき、この際の回転が、ギヤ４３、４５、４４を経
由して図１左側のネジ軸３７に伝わると同時に、各スプ
ロケットギヤ３８〜４０とチェーン４１とを介して図１
右側のネジ軸３７にも伝わるので、振動発生器５１の枠
体５２は、そのネジ孔５５に相対螺合している両ネジ軸
３７の回転送り力を受けて、支持筒１８の外周面沿いに
上昇するようになる。この際、振動発生器５１が上昇す
る速度は、成形空間２２内に投入される成形材料２５の
堆積速度にほぼ等しいか、それよりも遅い。したがっ
て、成形空間２２内への成形材料２５の投入に応じ、振
動発生器５１の振動子５３から成形空間２２内へ振動を
発しつつ、振動発生器５１を上昇させた場合、成形空間
２２内で振動エネルギを受ける成形材料２５の充填密度
が高まり、この高密度状態が成形空間２２内の下方から
上方にまで波及する。成形空間２２内に投入されて高密
度化する成形材料２５は、棒状体２４を周囲から埋めな
がら堆積する。成形空間２２内への成形材料２５の充填
量が増し、棒状体２４が安定に支持される状態になった
とき、振動発生器５１の稼働、上昇を一時的に止め、成
形空間２２内から前記棒状体保持具を取り除いた後、成
形空間２２内への成形材料２５の投入、ならびに、振動
発生器５１の稼働、上昇を続行する。その後、成形空間
２２内に所定量の成形材料２５が高密度充填されたと
き、振動発生器５１の稼働、上昇を止める。以下、成形
用筒型１１と成形用蓋体１３との組立状態を保持したま
ま、開口部３４を通してこれらを振動発生器５１内から
抜きとり、ついで、た形用筒型１１の上端部に成形用蓋
体１４を施してこの端部側をも封鎖し、さらに、成形用
筒型１１の外周に縦割型の支持筒１８を筒状に組立装着
する。この際、支持筒１８の両端は、両蓋体１２、１３
に対しても密に係合する。

【００３１】かくて成形空間２２内に充填された成形材
料２５は、成形空間２２内の全長にわたり高密度状態で
均一化する。こうして高密度充填される成形材料２５の
場合、これが造粒されたものであっても潰されることは
ない。

【００３２】上記において付加ないし変更される実施態
様として、つぎのような手段をあげることができる。そ
の一つは、上記充填ステップを終えた後、成形用蓋体１
２および／または成形用蓋体１３の吸引孔に接続された
真空ポンプを介して成形空間２２内を脱気することであ
る。他の一つは、上記充填ステップを終えた後、振動発
生器５１を介して、再度、成形空間２２内に振動エネル
ギを与え、その後、成形空間２２内を既述の手段により
脱気することである。さらに、他の一つは、成形空間２
２内に所定量の成形材料２５を充填してこれを封鎖した
後、振動発生器５１により成形空間２２内に振動エネル
ギを与えて、成形材料２５を均一に高密度化することで
ある。この手段を採用する場合、振動発生器５１は、上
方から下方へ移動させるよりも、下方から上方へ移動さ
せるのが望ましく、かつ、成形空間２２内への成形材料
２５の高密度充填を終えた後に、成形空間２２内を脱気
するのが望ましい。さらに、他の一つは、成形空間２２
内に成形材料２５を充填しているとき、成形空間２２外
の振動発生器５１による外部振動手段と、成形空間２２
内の棒状体２４を振動させる内部振動手段とを併用し
て、成形材料２５を均一に高密度化することである。こ
の場合の内部振動手段としては、たとえば、棒状体２４
を振動子として利用するか、あるいは、棒状体２４の上
端に振動子を接続してこれを振動させる。これら外部振
動手段、内部振動手段を併用して充填ステップを終えた
後も、必要に応じて、再度、成形空間２２内に振動エネ
ルギを与えたり、成形空間２２内を脱気することがあ
る。

【００３３】成形材料２５を成形空間２２内に均一に高
密度充填した後は、図３に例示するように、成形型（成
形用筒型１１、両成形用蓋体１２、１３）と支持筒１６
との組立物を圧力容器６１内に入れ、圧力容器６１の出
入口６１および／または出入口６２から圧力容器６１内
に圧力媒体６４たる滑油を注入し、支持筒１６の各出入
口１９、２０、２１から加圧空間２３内へ進入する当該
圧力媒体６４により、成形用筒型１１を外部から加圧す
る。かくて、成形空間２２内には、成形材料２５による
嵩密度の均一な、しかも、亀裂、割れなどのない多孔質
ガラス体２６が、棒状体２４を破断させることなく成形
される。

【００３４】その後、圧力容器６１内の圧力媒体６４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、成形型（成形用筒型１１、両成
形用蓋体１２、１３）と支持筒１６との組立物を圧力容
器６１外へ取り出す。さらにその後、成形用蓋体１２、
１３のいずれかを支持筒１８の端部から取り外し、成形
空間２２内から棒状体２４と共に多孔質ガラス体２６を
取り出す。ここで、棒状体２４が石英系からなるとき
は、多孔質ガラス体２６をそのままつぎの処理にかける
が、棒状体２４が石英系以外からなるとき、たとえば、
金属からなるときは、多孔質ガラス体２６から金属棒状
体２４を抜きとり、その残孔内に石英系棒状体を挿入し
て、多孔質ガラス体２６をつぎの処理にかける。

【００３５】以下、多孔質ガラス体２６は、これを高温
のＨｅ、Ｃｌ₂ 雰囲気で精製（不純物の除去と脱水）
し、高温のＨｅ雰囲気で透明ガラス化して、透明ガラス
体に仕上げる。

【００３６】つぎに、図４に例示された石英系多孔質ガ
ラス体の成形手段を説明する。図４に例示された成形手
段の場合、棒状体２４が用いられないため、両成形用蓋
体１２、１３に凹部１４、１５、受具１６、１７などが
なく、棒状体２４に関連する技術がすべて省略されてい
るが、その基本的事項は、図１、図２で述べたと同様で
ある。

【００３７】図４に例示された成形手段も、図１、図２
で述べた内容に準じて石英系の多孔質ガラス体２６を成
形することができる。すなわち、成形空間２２内に成形
材料２５を投入しているとき、および／または、成形空
間２２内に成形材料２５を投入した後、振動発生器５１
を稼働ならびに上昇させて、成形空間２２内の成形材料
２５を高密度状態で均一化させる。図４に例示された成
形手段で高密度充填された成形材料２５も、図３の手段
で加圧することにより、嵩密度が均一で亀裂、割れなど
のない多孔質ガラス体２６を成形することができ、その
後も、前記と同様にして、多孔質ガラス体２６を透明ガ
ラス化することができる。

【００３８】図４に例示された実施例の場合も、上記充
填ステップを終えた後、成形用蓋体１２および／または
成形用蓋体１３の吸引孔に接続された真空ポンプを介し
て成形空間２２内を脱気すること、および、上記充填ス
テップを終えた後、振動発生器５１を介して、再度、成
形空間２２内に振動エネルギを与え、その後、成形空間
２２内を既述の手段により脱気することなど、前述した
と同様の実施態様がとれるほか、つぎのような実施態様
を採用することができる。その一つは、内部振動手段を
採用することである。かかる内部振動手段によるとき
は、振動発生器の振動子５６として、図４の仮想線で示
す長い棒状体を用いてこれを成形空間２２内に挿入して
おき、成形空間２２内に成形材料２５を投入していると
きに、振動子５６からの振動エネルギを成形材料２５に
与えつつ当該振動子５６を上方へ引き上げ、成形空間２
２内の成形材料２５を均一に高密度化する。他の一つ
は、内部振動手段と外部振動手段とを併用することであ
る。かかる併用手段による場合は、成形空間２２内に成
形材料２５を充填しているときに、上記振動発生器（振
動子５６を含む）と前述した振動発生器５１による外部
振動手段とで成形材料２５に振動エネルギを与え、成形
空間２２内の成形材料２５を均一に高密度化する。これ
らの場合における振動子５６としては、石英棒、また
は、コンタミナント防止用のコーティングが施された金
属棒、合成樹脂棒などがあげられる。このような内部振
動手段を用いた場合、または、このような内部振動手段
と外部振動手段との併用した場合も、充填ステップを終
えた後、成形空間２２内に再度振動エネルギを与えた
り、成形空間２２内を脱気してよい。

【００３９】つぎに、本発明方法の具体例について説明
する。この具体例は、図１、図２に例示された成形手段
を用いる例に関する。棒状体２４としては、ＶＡＤ法に
基づいて作製された外径約１３ｍｍφ、長さ約３３０ｍ
ｍのＳｉＯ₂ −ＧｅＯ₂ 系のもの（光ファイバ用コアガ
ラス）を用いた。成形材料２５としては、造粒前の平均
粒径が１μｍ、造粒後の平均粒径が６０μｍのシリカ粉
末を用いた。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。
振動発生器５１としては、図２のごとく、四つの振動子
５３を備えた市販の電動バイブレータを用いた。

【００４０】具体例において、はじめ、成形用蓋体１３
と成形用筒型１１とを組み立て、棒状体２４を成形空間
２２内へセットし、ついで、成形空間２２内へ成形材料
２５を充填しているときに、上方へ移動する振動発生器
５１にて成形空間２２内の成形材料２５に振動エネルギ
を与えてこれを高密度化し、その後、成形用筒型１１と
成形用蓋体１３とを前記のごとく振動発生器５１内から
取り出し、さらに、その後、成形用筒型１１に成形用蓋
体１２、支持筒１８を組みつけた。続いて、成形型（成
形用筒型１１、両成形用蓋体１２、１３）と支持筒１６
との組立物を圧力容器６１内に入れ、当該圧力容器６１
内の圧力媒体（滑油）６４により、成形用筒型１１を２
０００ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力で外部加圧した。かくて、
成形空間２２内には、成形材料２５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２６が、
外径約８６ｍｍφ、長さ約２９５ｍｍの寸法で成形さ
れ、棒状体２４にも破断が生じなかった。その後、約３
０分の時間をかけて圧力容器６１内の圧力媒体６４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
２２内から棒状体２４と共に多孔質ガラス体２６を取り
出した。この具体例で得られた多孔質ガラス体２６は、
下部外径が８６．３ｍｍφ、上部外径が８６．２ｍｍ
φ、長さ方向中央部の外径が８６．２ｍｍφであり、外
径のバラツキがほとんどみられない。さらに、その後、
多孔質ガラス体２６を１２００℃のＨｅ、Ｃｌ₂ 雰囲気
で精製（不純物の除去と脱水）し、１６００℃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ガ
ラス母材を得た。このガラス母材は、外径約７０ｍｍφ
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。

【００４１】つぎに、本発明方法の比較例について説明
する。この比較例の場合、振動発生器５１を用いない点
を除き、前記具体例と同様にして多孔質ガラス体を成形
した。比較例で得られた多孔質ガラス体２６は、下部外
径が８６．７ｍｍφ、上部外径が８５．５ｍｍφ、長さ
方向中央部の外径が８４．９ｍｍφであり、外径のバラ
ツキがみられた。かかる多孔質ガラス体２６を、前記と
同様に精製、透明ガラス化して、光ファイバ用の石英系
ガラス母材に仕上げたところ、前記外径のバラツキがこ
の段階でも残されており、棒状体と透明ガラス層との界
面に気泡の存在が一部みられた。

【００４２】本発明方法の場合、これら具体例、比較例
の結果を参照して明らかなように、その有効性が窺え、
品質の良好な多孔質ガラス体が安定して得られる。

【００４３】なお、上述した実施例では、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、ロッドレンズ用の石英系多孔質ガラス
体、石英系ガラス母材なども、既述の内容に準じて作製
することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る成形方法は、成形空間（成
形型）内の成形材料を圧縮して多孔質ガラス体を成形す
るとき、成形材料の圧縮前において、成形型の軸線方向
沿いに移動する振動発生手段により、成形空間内の成形
材料に振動エネルギを与えるから、成形空間内における
成形材料の充填状態が高密度で均一化することとなり、
したがって、気泡残留がなく、外径の一定した、かつ、
嵩密度の均一な多孔質ガラス体を安定して得ることがで
き、ひいては、多孔質ガラス体の透明ガラス化物として
品質の高いものが得られる。

【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略示した縦
断面図である。

【図２】本発明に係る成形方法の一実施例を略示した要
部横面図である。

【図３】本発明における加圧手段を略示した断面図であ
る。

【図４】本発明に係る成形方法の一実施例を略示した要
部縦面図である。

【符号の説明】

１１成形用筒型（成形型の一部）１２成形用蓋体（成形型の一部）１３成形用蓋体（成形型の一部）１８支持筒２２成形空間２３加圧空間２４棒状体２５成形材料２６多孔質ガラス体３６振動発生器の案内軸３７振動発生器の昇降用ネジ軸５１振動発生器５３振動子６１圧力容器６４圧力媒体

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、石英系のガラス
粉末のみからなる成形材料、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
る方法において、前記成形材料の充填開始後から前記成
形型の外部加圧を開始するまでの間、成形型の軸線方向
沿いに移動する振動発生手段を介して、成形空間内の成
形材料に振動エネルギを与えることを特徴とする石英系
多孔質ガラス体の成形方法。