JPS5855349A - グラスフアイバ処理方法 - 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】 本発明は、「シリカ」をベースとするガラスファイバに
関する。本発明の見地から見て重要なファイバは、他の
点では、通信に使用される光学クラスの物質に付随する
ある種の特性を備えている。この種の特性として、通常
４１．３７Ｘ１０”　ｐａ（６００，０００ｐｓｊ）又
はそれ以上のレベルである「初期」強度、即ち引張強さ
がある。

ファイバ光通１信・力１．１０年前の初期段階から重量
な産業となるに至るまで、急激な発展を遂げて来たこと
は良く実証されている。あるものは多重モードファイバ
をベースとし、またあるものは単一モードファイバをベ
ースとする。音声及びデータを搬出する地上及び水中通
信システムが一般市場で使用されている。

現存するものより有望なプランが計画されており、いず
れ光ファイバは銅導線に取って代わり、通信分野におけ
る主流を占める様になるものと思われる。

ファイバ製造における被覆、外装及び接合等の初期的問
題の多くは克服されている。今日ごく日常的に生産され
ているファづバは、低挿入損、高帯域幅、高強度等の既
に伝統的な通信媒体に勝る経済上の利益を持たらしてい
る一般的特性を備えている。

技術の発展に伴い、ファイバ少滴り及び生産高等の経的
的理由に係る二次的問題が注目される様になって来てい
る。その他の問題は、設置の際にとりわけ影響を及ぼす
機械的特性に関するものである。例えば、引張強度は、
船から海底ケーブルを布線する際の特に重要なパラメー
タである。

実際にケーブル布線すると、特徴的に ５５、１６ｘ′ＩＯ’　ｐａ　（８００，０００ｐｓ　
ｉ）レベルにあるファイバの初期強度は、大幅に弱まる
ことが判っている。高温処理が引張強度積の一因である
ことが実証されている。光ファイバが実用化される以前
から、強度を増すと思われていた焼なましが、実際は強
度損をもたらすことが観察されていた。例えば、「英国
学士院会報（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｒ
ｏｙａｌ　５ｏｃｉｔｙｏｆＬｏｎｄｏｎ）　Ｊ　（１
９６７年発行、第２９７巻、５３４頁から５５１頁）を
参照されたい。この文献は、強度損が塵埃粒子による表
面汚染に起因すると結論づけている。

熱処理により強度が損われることは、その後の経験が物
語っている。研究によると、強聞損は、例えば機械的ひ
ずみと共に、被覆及び子処理による表面損傷、表面汚染
による部分的不透明化の種々の原因に起因している。

これらについてはエレクトロニックレター（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｃ　Ｌｅｅｔｅｒ）　ｊ　　（１９８１年発行
、第１７巻、２３２ページ）及び上記文献を参照された
い。

１９８１年の初期に機械的処理の結果、引張強度値が約
２７．５８　Ｘ　１０’　ｐａ　（４００，０ＯＯｐｓ
ｉ）以下になることが証明されるに至ってから情況がは
っきりとしてきた。これについては、エレクトロニック
レタ（１９８１年発行、第１７巻２３２頁から２３３頁
を参照されたい。

この文献によると、強度損の大半は、常態で形成される
例の有機被膜を、ファイバの引出しに続くインライン工
程における機械的に２ドリツピングすることに起因して
いゐ重機被膜をはがし、これらを劣化させる温度で熱処
理できる様にしなければならない。引出されたままのフ
ァイバの強度は均一ではなく、このため弱い箇所を除去
し、残りの部分を接合するため融解接続を施すことから
、問題が複雑化して来る。融解接続は、それ自身強度を
弱める一種の熱処理であえ。強度値の分布状態を考慮し
て、接合の必要性をグラフに表わすが、この場合例えば
公称値が５５．１６Ｘ１０’　ｐａ（８００，０００ｐ
ｓ　ｉ　）にあるファイバの初期強度を基準にすると都
合がよい。この強度は事実上平均強度であり、５キロメ
ートル以上の長さのファイバで試験した様に、−ファイ
バ長さのうちで１０パ一セント程度は！３．７９Ｘ１０
’　ｐａ（２００，０ＯＯｐｓｉ）以下に分布している
。同様に不完全な機械的処理を省くことから得られる２
７、５８Ｘ１０’　ｐａ　（４００，０００ｐｓｉ）　
　の公称接続強度は中央値であり、全接続（ａｐｌｉｃ
ｅｓ）　　のうちの約１パーセントが６．８９Ｘ１０’
　ｐａ　（Ｚｏｏ、　０ＯＯｐａ　ｉ）に分布している
。

一般に、産業は最新の発見物を充分評価して、これを組
み入れていかなけれ＆ｆならない。

このため、ファイバ装置は一般に、公称初期強［よ’ｌ
はるかに低い６．８９Ｘ１０’　ｐｈ　（１００，００
０ｐｓｉ）　　程度のファイバ強度を対象として設計さ
れている。大幅な強度回復を約束する焼なまし法は、再
生能力に欠けまた時として実際に強度が損なわれること
がある程度あるため産業方面では一般的に使用されてい
ない。

フ゛アイバーと水との接触を防止するかあるいは露出に
起因する水誘導物質（ｗ＆ｔｅｒ−ｄｅｒｉｏｅｄ　５
ｐｅｃｉｅｓ）を除去すればファイ１＜の強度が強まる
。熱による劣化、即ち温度に依存して生じる強度劣化を
軽減すれば、結果的に強度が強くなる。被覆又は被覆さ
れていないファイバを、普通の外気に短時間さらすだけ
でも目に見えない損傷が起きる。外気に触れることで生
じる損傷は、高温で最も早く進行するため、熱処理を施
す前に常にファイ／＜を保護することが肝心である。

熱処理を施す際、最高温度に達する前に、水誘導物質除
去に代る処理を施すことは、同じ理由で非常に望ましい
。当を得た除去は一種の運動力学的方法であるため、高
温で最も効果的に行われる。

例えば融解の機の様にガラスが流動状態にあると、「熱
で損傷した」ファイバが元の状態に戻ることが判ってい
る。実際に用いるには、少くとも最後の熱処理の間はフ
ァイバを連続的に保護して製造できない様にすることが
必要であるが、ガラスが流動状態に達する前は保護しな
くてよい。

ファイバを保護するには、例えば真空、保護用不活性ガ
ス又は乾燥外気を用いて水を排除するか、あるいはこれ
らに代わる方法としては、ファイバ内の水分又は水誘導
物質を化学的に置換する気体塩素、塩化ナトリウム、塩
化水素、その他の媒体を用いる。水誘導物質を除去する
場合も、これらを置換する媒体を用いる。最良の例は塩
素である。例えば真空中の様な乾燥した条件下でかなり
長時間焼なましを行うと同様の結果が得られる。

本発明は、水誘導物質（潜在的な強度劣化を生む）を阻
止又は除去することに関するが、既に劣化したファイバ
の強度を回復することを目的とするものではない。劣化
は温度依存現象であるため、所望の保護時間は使用条件
によって異なる。例えば海底ケーブルを布設するに充分
な強度要件は、上記の様に水の排除又は水誘導物質の除
去から得られる。長時間強度を保つには、使用の際に継
続的に保護しなければならない。処理の際に本発明を適
切に実施すれば例えば金属その他の不通気性被膜で覆う
か、あるいは適切に設計した充てん又は保護ケーブル構
造によって強度は確実に長時間係たれる。代替的被膜と
しては「低融点」無機ガラスがあるが、これは当該温度
で自己回復する。カルコゲン化（ｃｈａｌ　ｃｏｇｅｎ
ｉｄｅ）ガラスはその一例である。

本発明が対象とする重要な点は、所謂「初期」強度の値
にある。「引き出されたままの」ファイバで測定した５
５．１６Ｘ１０’　ｐａ　（８００ｋｓｉ）の平均強度
はファイバの固有強度であると一般的に考えられていた
。しかし実際は、常態でファイバを製造するには突気中
で引出すため強度が弱まる（引出時に測定すると糸る程
度器まっており、ある程度は潜在的に温度依存程度に応
じてさらに弱まる）、引出しの際に水を除去すると強度
が強まる。６８．９５Ｘ１０’ｐａ（１，０００ｋｓｉ
）を越えるファイバ実強度が測定された。その他の実験
では概算で１３７．９ｘ１０’　ｐａ　（２，０００ｐ
ｓ　ｉ）の強度を得ている。限界ファイバ強度を得るに
は、「水誘導物質」を完全又はほぼ完全に排除しなけれ
ばならない。

通常この種の物質は水にさらす結果発生する。

その他の要因としては、例えば交差結合の際における有
機被膜からのＯＨ系物質の〜侵入が考えられる。

本文中で使用する用語は全て周知のものであるが、以下
の通り特定かつより定量的な意味を持たせると便利であ
る。

１、高シリカファイバ（Ｈｉｇｈ　５ｉｌｅｃａ　Ｆｉ
ｂｅｒ）本発明に従って所望に処理されたファイバを包
含するこの語は、物理的に混合又は化学的に組み合わさ
れた少くとも９５重量パーセントのシリカを含有する保
護被膜下又は被膜形成前の表面によって特徴づけられる
。これらの用途のために、「表面」とは「周囲ガスよる
最深接触深さを限定する全表面粗さに相当する厚さを意
味する。代表的厚さはマイクロメートル又はそれ以下で
ある。通常の通信級の光フアイバ構造は、シリカと共に
２０重量パーセント又はそれ以上のゲルマニア（ｇｅｒ
ｍａｎｉａ）　　その他のドープ材を含有する芯領域、
及び少量の酸化フッ素又は酸化ホウ素を含有することも
あるシリカの被覆領域から成っている。

通信級のファイバが、本１発明の見地から重要性の高い
主要部分を構成していることは明らかであるが、本発明
は例えば可塑性合成物に含まれ゛る強化ファイバ等の他
の用途に対して設計されたファイバーにも有効に実施さ
れる。

これは少くとも４１．３７Ｘ１０’　ｐａ　（６００ｋ
ｓｉ）の初期平均強度を有するファイバを指す。意図さ
れたファイバは引出され、許容し得る要領で被覆される
。当該被膜は一般に重合成有機物質である。この被膜は
照射交差結合によって硬化する。ある種の市販の光ファ
イバは弾性率が異なる２層以上の層で被覆されている。

本文中で報告される強度は、直接（動的）引張試験又は
規定張力下における一方の巻わくから他方の１巻わくへ
の巻取りに係る保証テスト時のファイバの破断から得ら
れる。適切な方法はアカデミツクプレス（ａｂｏｄｅｍ
ｉ　ｅｐｒｅｓｓ）　　社発行のニー・ジー・シノウエ
フ（九Ｇ、　Ｃｈｙｎｏｗｅｔｈ）及びニス・イー・ミ
ラー（Ｓ、　Ｅ、　Ｍｉｌｌｅｒ）　　共著の［光フア
イバ通信（Ｏｐｌｃｉａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ）　Ｊ　（１９７９’ｔ’−第１２章
）に記載されている。破断はその他のメカニズムによっ
て支配されるため、一般に上記の値より小さい初期強度
を有するファイバを本発明方法で処理することは得策で
はない。

３、熱処理（Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）
これは、ファイバ又は少くともファイバのある領域を・
、少くとも１０秒間又はこれと同等の時間、少くとも６
００℃の温度に加熱することを指す。温度と時間との関
係は、アしため、７００℃の温度に対する同等時間は５
０ミリ秒となる。嚢際接続する場合は、通常２０００℃
に近い温度で１０秒間加熱しなければならない。この様
な条件下では、損傷率が最大になることが実験的に判っ
ている。

（これ以上時間を延長しても、損傷率は高くならない。

） ４＋融解接続（Ｆｕｓｉｏｎ　Ｓｐｌｉｃｉｎｇ）、こ
れは非常に高温でファイバの端部を接触させつつ流動状
態にし、最後に冷却する時、ジョインダ（ｊｏｉｎｄｅ
ｒ）によってこれらを接続する方法である。ファイバは
数分以下の時間で充分に流動化する。純シリカの場合は
、１８００℃又はそれ以上の温度で接合する。

一般に高シリカファイバの少くとも表面の温度は接合の
際に少くとも１８００℃に達する。

融解接続は、例えばトーチ、アーク又はレーザ加熱等の
種々の方法によって達成される。

Ｓ、ファイバ（Ｆｉｂｅｒ） これは通常直径が３００ｇ、Ｈまでの外横断寸のものを
引伸ばしたものである。通常の通信用ファイバの厚さは
、１００乃至２００　ｕｍである０強化ファイバの厚さ
はこれより若干薄く、例えば５０μ帛又はこれ以下の直
径を有している。ファイバは、通常プリフォームからの
引出しを含む多くの方法によって製造されるが、このプ
リフォームは、例えばＣＶＤ又はＭＣＶＤ法において、
管内で蒸着させるか、含水粒子（［すす（ｓ＋ｏｏｔ）
Ｊ　）を付着させるか、又はロッドの外側もしくは端部
に付着させることによって形成される。代替方法では、
二重るつぼ等によって融成物から連続的に形成する。強
化ファイバの場合は単一るつぼから引出すことによって
形成することもある。

６、水誘導物質（Ｗａｔｅｒ−Ｄｅｒｉｖ＠ｄ　５ｐｅ
ｃｉｅｓ）これは、水蒸気にさらされているために分光
器によってガラスファイバ表面に観察される化学的に検
出し得る組成変化を指す。検出される物質としては水の
分子、単離されたＴ＝Ｓ　ｉ　−ＯＨ、及び水素結合し
たＳ　１−ＯＨがある。

この場合はガラスファイバの表面を構成する主要成分で
あるシリカに吸着される。規格の５重量パーセント限度
内のシリカ以外の成分を含むと、別の物質になる。

７、水誘導強度（Ｗａｔｅｒ−Ｄｅｒｉｖｅｄ　Ｓｔｒ
ｅｎｇｔｈ）これは、本発明方法を用いることなく、水
誘導物質を含有するファイバに対して限定される様な熱
処理から得られる引張強度を指す。

低温で長時間熱処理するとこれと同一の強度が得られる
。この種の強度は例えば機械的スドリッピング（ｍｅｃ
ｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）による機械的損
傷をこうむっていないファイバに計測される。水誘導強
度の代表的中央値は約２７、５８Ｘ１０”　ｐａ　（４
００ｋｓ　ｉ　）である。強度の中央値が約２０．６８
Ｘ１０’　ｐａ　（３００ｋａ　ｉ）以下であると、か
なりの機械的損傷があることを示し、本発明を適用して
も実質的な利益が得られない。

好ましい実施例では、ファイバは少くとも最後の熱処理
の間中、水から保護されるため、水誘導強度は計測され
ない。

Ｌｅｖｅｌ） これは、本発明の実施によって、「水誘導強化」を改善
した平均引張強度を指す。熱処理に続いて露出したファ
イバに本発明による処理を施すと、「回復強度」に戻る
。回復強度は、水誘導強度より少くとも２０パーセント
強い。改善された強度の代表的値は３４．４７×１０’
　ｐａ（５００ｋｓｉ）か又はこれ以上であることが判
っており、本発明による好ましい強度は上記の様に特定
されている。

９、シきい値温度（Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　Ｔｅｍｐｅｒ
ａｔｕｒｅ）これは本発明を適用しない場合、測定可能
な強度損を招く熱処理の間に達成される温度′を指す、
従ってこの種の熱処理に要する時間を最短実用間隔にし
なければならないと思われるが熱処理方法に応じて多少
変えることができる。例えば急速処理の１つと思われる
アーク接合については、本発明で実施する様な接合を完
了するには３乃至４秒要する。強度損及び本発明の実施
によって実現される改善強度については、ファイバを３
乃至４秒間６００℃（この温度では恐らく４分後でない
と確実に最大強度積が発生しないが）に保つ熱処理の場
合に、測定できる程度の数値になる。

１０、回復温度（Ｊ（ｅａｌｉｎｇ　Ｔｅｍｐｅｒａｔ
ｕｒｅ）これは、これ以上の温度になると、水誘導強度
によって例証される強度損がある程度減少して、初期強
度がある程度回復される温度を指す。この場合も、温度
レベルを特定すれば、対応時間が決まる。シリカに富ん
だ組成物を回復させる有効温度（１５００℃以上）に対
する時間は、１秒以下で充分である。水誘導物質の侵入
を防止する処理を施す本発明の実施態様の場合、［強度
損（Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　１ｏｓｓ）　Ｊは架空のものと
なる。

次に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

破断確率（２））を縦座標に示し、ｋｓｉ（１ｋｓｉ＝
６８９４、７５７　Ｘ　１０’　ｐｍ）　　単位の破壊
応力を横座標で示した第１図の座標は、組成及び横断面
が等価であるが、異なる処理経歴を経ている３種類の被
覆ファイバに対する２つのパラメータの関係を反映する
データプロット図である。

このうち曲線１は、空気中における通常の引出し工程を
経たファイバ、即ち「初期」強度を有するファイバのデ
ータである。曲線２は融解接続に先立ち有機被膜を機械
的にストリッピングしたために損傷したファイ′バのデ
ータである０曲線３は、熱処理（本発明の教示は適用さ
れていない）したファイバのデータである。

３種のファイバの平均強度は、夫々５５．１６Ｘ　１０
’　ｐａ（８００ｋｓｊ）、４．８３　Ｘ　１０’　ｐ
ａ（７０ｋｓ＋ｉ）、及び２７．５８　ｘ　１０’　ｐ
ａ　（４００ｋｓｉ）である、３本の曲線の勾配が異な
ることから明らかな様に、これらファイバの分布特性は
異っているが、機械的処理（曲線２）の結果強度損が生
じたことが判る６機械的損傷を防止しつつ、熱処理を施
したファイバは相当大きな統計的強度積を示している。

分布範囲は初期強度ファイバが最も狭い（曲線１）。曲
線２を見ると、機械的に損傷したファイバを熱処理した
ことに起因する強度損の大半は、ファイバが機械的損傷
をこうむった結果であることが判る。

機械的に損傷したファイバに熱処理を施しても約４．８
３ｘ　１０’　ｐａ（７０ｋｓｉ）　　トイ５　平均強
にハ余り弱まらない。

第２図には第１図と同様に、３本の曲線が描かれている
が、これらのうち曲線１ｏは第１図の曲線１と等しい。

この場合も平均強度は、５５．１６Ｘ　１０’　ｐａ（
８００ｐｓｉ）である。リール巻きする前に、インライ
ン法によって有機組成物で被覆したファイバを測定した
。曲線１１に示すファイバの平均強度は、第１図の曲線
３に示すファイバと同様である。機械的ドリッピングを
防止しつつ、高温濃縮硫酸内でドリッピング後、曲線１
１のファイバを熱処理した。本発明による方法の一例を
考慮した曲線１２は、回復強度値からプロットしたもの
である。一連の実験において、この様な回復強度は、曲
線１１に示す水誘導強度値の平均強度〔約２７．５８Ｘ
１０”ｐａ（４００ｋｓｉ）　Ｊから約４１、３７　Ｘ
　１０’　ｐａ　（６００ｋｓｉ）　　の中央値まで改
善されている。これらの実験において、曲線１１と１２
との値が違うのは醸水素トーチ融解接続の際に、塩素を
含ませたからである。

広範に及ぶ研究から、熱処理の相対的パラメータ及び得
られた強度積が特徴づけられている。本発明を詳説する
ためＣれらの点を検討することは有益であるが、これら
に限定されるものではない。例えば、本発明の重要な点
は、被処理ファイバの強度が、水誘導強度（熱処理によ
って露出したファイバの強度）まで弱まらない様に、実
質的に水を阻止して、強度積をなくすることにある。

本発明が対象とする強度積は、上記の条件下における少
くともしきい値の温度で発生する。損傷は、高温に達す
るとかなり回復するため、最高及び最低温度（しきい値
及び流れ出し温度）の間におけるある温度に保たれてい
るファイバ領域だけが最も損傷する。例えば融解接続法
では、流れ出しが発生するのに充分な温度を最高温度と
定義している。冷却時に空気に触れると接続部が損傷（
通常量も著しい）するが、融解前の損傷はファイバの低
温部分だけに限られる。

特にファイバのほぼ全長を均一に加熱するある種の熱処
理の場合、強度積が最も著しい箇所は点在しているが、
他の型の熱処理では上記の最高及び最低温度のある温度
になる箇所の強度積が最も大きい、後者の現象はエツジ
効果と呼ばれている。この最大強度積（通常は損傷点）
は、熱処理の際に最高温度に達する地点の遠方で発生す
る。

熱処理の形式に関係なく、本発明が対象とする損傷は、
上記の様にあるし５ｖ、値又はそれ以上になると発生す
る。通常このしきい値は６００℃である。本発明による
処理方法では何れも、熱処理中にしきい温度に達するフ
ァイバ領域を全て処理しなければならない。

同様に、強度を持続するＫは継続的に保護しなければな
らない。

例えば融解接続の際に塩素を用いる本発明方法では回復
するのに充分な温度に達しつつあるファイバ領域であっ
てしかも回復が適切である領域に対しては処置を中断し
ても良いが通常は熱処理の全期間に亘って間断なくしき
い値又はそれ以上の温度のファイバ領域を処理する。

本発明方法は一貫して、導入されろ水誘導物質を低減す
るものである０強度測定結果から、通常遭遇する外的条
件、即ち室温空気に触れると、熱処理時にファイバが劣
化することが判っている。相対湿度値が１０パーセント
以下程変になると、熱処理時に計測しうる程度の強度積
がみられる。本発明方法は導入される水誘導物質を阻止
又は低減することをねらいとして、おり、最後の熱処理
の際に少くともしきい温度に達する間（及び望ましくは
これを越えるまで）ファイバを継続的に保護して引出さ
ない様にすることによって最も良く実現される。通常の
処理ではしきい値到着以前又は到達時に本発明の処理方
法を開始し、かつしきい値まで冷却する間中続ける。

実験例 以下に示す実験例は、比較しうる構造処理経歴を有する
ものを選択したものである。使用するファイバは市販さ
れている一般的構造及び組成を有するもの、即ち外径が
５０乃至ａ　Ｏ０μｍの高強度高シリカである。このう
ちあるものは、高屈折率の芯領域を有する通信用ファイ
バであり、他のものは均一組成のテスト用構造のファイ
バである。当然ながらファイバが４１．３７Ｘ１０’　
ｐａ（６００ｋｓｉ）の初期平均強度を有するものであ
るとすると（高強度ファイバ）、本発明によって実現さ
れる強度改善がこの様な内部構造に依るものか否かは判
っていない。

実験例１及び２は、マルチモードで段階的に屈折率が変
わる通信用ファイバを用いたものであるが、このファイ
バの外径は１２５μｍであり、外面は９９重量パーセン
ト以上のシリカで被覆され、また約５５μｍ直径の芯領
域は約１５重量パーセントの最大値までのゲルマニアで
構成されており、空気中での引出し時に得られる引張強
度として定義される。約５５、１６Ｘ１０’　ｐａ（８
００ｋｓｉ）の初期強町を有している。これらの実験例
では光放射高温計で示す約２０００℃の最高達成温度の
酸水素トーチを用いた融解接合法によって接続したが、
この場合、インライン被覆法で形成された有機物被膜を
、約２ミリ間隔だけ剥離せずに化学的に除去した。加熱
されていないファイバの端部を突合せかつ接続するまで
約５乃至３０秒間加熱する通常の要領で接合させた。

実験例１ 空気中で作動する従来型酸水素トーチで接合した上記の
ファイバは、第１図の曲線３で示すように分布する約２
７．５８　Ｘ　１０’　ｐａ　（４００ｋｓｉ）の平均
強度を有していることが判った。

実験例２ これは実験例１の工程を繰り返したものであるが接合の
際に塩素外膜を付着させた。可視放射線で限定される加
熱ゾーン（ｈｅａｔ　ｚｏｎｅ）（実験例１と同様＞、
、、、、、、は、中心から両方向に約２ミリの距離で広
がり、全体で約４ミリの熱ゾーンが形成された。このゾ
ーンはしきい温度（６００℃）又はこれ以上のファイバ
領域を形成した。塩素外膜は、少くとも熱ゾーンに等し
い領域に亘ってファイバと接触した。

力学的に測定される引張強度は第２図の曲線１２で示す
様に分布する４１．３７Ｘ１０’　ｐａ（６００ｋｓｉ
）の中点レベルにあった。

実験例３及び４ 市販の３つットレーザ（Ｃｏ、）で、実験例１及び２と
同様のファイバを接続した。連続加熱時間は、５秒程度
であり、１回加熱で接続した。得られた平均強度は加熱
塩素外膜の有無に関係なく、夫ｋ　２７．５８　Ｘ　１
０’　ｐａ　（４００ｋｓ　ｉ）及び４１．３７　Ｘ　
１０’　ｐｍ　（６００ｋｓｉ）　テアッｔ、：、。塩
素を約６００℃に加熱して、酸水素接合法に固有の条件
をシミュレートした。塩素を加熱しないと、引出しの際
にさらされた被験ファイバをこの様な短時間で接合する
上でほとんど効果がみられなかった。

実験例５ 真空室（１０１００ＩＩ内（温度が最高値から室温に移
行する間、空気を排除した）で約２０００１？：のレー
ザを用いて、２ミリ直径のシリカ棒からファイバを引出
した。ファイバの直径は６０乃至１００μｍ　であった
。次に予め空気にさらすことなく、ファイバを約１７０
０℃に再加熱し、冷却してほぼ室温になるまで真空状態
に保った。空気中で引張強度を測定したが、初期強度は
保たれていた。

実験例６ 実験例５の工程を繰り返し、さらに空気中で再加熱して
約２４．１３ｘｌＯ”　ｐａ（３５０ｋｓｉ）の引張強
度を得た。

実験例７ 実験例６の工程を繰り返し、さらに空気中でファイバを
引出したところ、引出時の初期強度はほぼ変わらなかっ
た〔約５５．１６ｘｌＯ’　ｐａ（８００ｋｓｉ）　）
が、再加熱後に試験したところ、約２４．１３Ｘ１０’
　ｐａ（３５０ｋｓｉ）に減少した。

実験例８ 実験例７の工程を繰り返し、さらに真空中で再加熱した
。再加熱後得られた強度は約２４、１３Ｘ１０８ｐａ　
（３５ｋｓｉ）であった。

実験例９ 少くとも２０００℃の最高温度に達する酸水素トーチを
用いて、少くとも９９１１Ｌ量パーセントの純度を有す
る２ミリ直径の融解シリカ棒から、１５０乃至２５０μ
ｍ直径のファイバを引出した。引出し時に引張強度試験
を行ったところ、少くとも５５．１６Ｘ１０’　ｐａ（
８００ｋａｉ）の測定値が得られた。

実験例１０ 実験例９で得られたものと同様のファイバ、を、空気中
で約３０分間約６５０℃に再加熱したところ、約３２．
４１Ｘ１０’　ｐａ（４７０に＠ｉ）の水誘導強度を得
た。

実験例１１ 実験例１０と同様のファイバを、約１００μｍの真空中
で約３０分間７５０乃至８５０℃に加熱したところ、約
４６．５４Ｘ１０’　ｐａ　（５７５ｋｓｊ）の最低回
復強度を得た。

実験例１２ 最初は真空にして、次に塩素を充てんした室内で最後の
加熱を行う点を除いて、実験例１１の工程を繰り返した
。温度及び時間は実験例１１の様に設定した。測定され
た回復強度は約４６．８８Ｘ１０’　ｐａ　（６８０ｋ
ｓ　ｉ　）であった。

実験例１３ 塩素外膜の代りにＨＣｔガスで被覆して実験例２を繰り
返した。得られた強度は約４１．３７Ｘ　１０’　ｐａ
　（６００ｋｓ　ｉ）であった。

実験例１４ 酸水素トーチの代りに塩水素トーチを用いて、実験例１
を繰り返した。接続の際に得られた引張強度は約４１．
３７Ｘ１０”　ｐＩ！（６００ｋｓｉ）であった。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は損傷（引張テスト時の）確率とｋｓ
ｉ　（ｌｋｓｉ　＝　６．８９４．７５７　ｐａ）　（
平方インチ当りにかける数千ポンド荷重）単位の強度と
の関係を座標で表わしたものであり、夫々引出し時（第
１図の曲線、１、第２図の曲線１０）従来通りの機械的
ストリッピングによる接続時（第１図の曲線２）、本発
明教示を適用しない熱処理時（第１図の曲線３）、化学
的ストリッピングによる接続時（第２図の曲線１１）、
及び接合の際の水誘導物質除去時（第２図の曲線１２）
におけるファイバのデータを示す図である。 出　願　人　　ウェスターン　エレクトリックカムパニ
ー、インコーポレーテツド 安　　井　　幸　　−藪 ンＲ９− 第１頁の続き ０発　明　者　アンーチュル・ピアク アメリカ合衆国０８６４８ニュージ ャーシイ・マーサー・ローレン スヴイル・アール・デールイ ク・ショア・ドライヴ８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　透水被膜で被覆され、少くとも９５重量パーセント
   のシリカから成るガラス表面と少＜　トモ４１．３７ｘ
   ｌＯ’　ｐａ　（６００ｋｓ　＋　）　（Ｄ引出時引張
   強度とを有するガラスファイバの少（とも一部分を、ア
   レニウス関係式に基づく６００℃及び少くとも１０秒と
   等価の温度と時間だけ加熱することによって、前記部分
   が少くとも１００℃に等しい高温に達する様に規定され
   た少くとも１回の熱処理を含むグラスファイバ処理方法
   において、少くとも最後の熱処理の様な少くとも１回の
   熱処理の際に、前記ファイバ内に存在しかつ水蒸気にさ
   らすことによって生じる水の分子又はその他の生成物と
   して規定される水誘導物質のうちで前記ファイバ部分内
   の物質を低減し、前記最後の熱処理の際に粘着性の流体
   となる部分に対して少くとも前記温度及び時間の条件下
   で流体化する期間だけ前記水誘導物質を低減する工程か
   ら成ることを特徴とするグラスファイバ処理方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前記
   ファイバ部分、と接触する水を排除することによって、
   前記低減処理を行うことを特徴とするグラスファイバ処
   理方法。 ３　特許請求の範囲第２項に記載の方法において少くと
   も（ａ）はぼ減圧する、（ｂ）水を含まないガスを用い
   る、又は（ｃ）水を化学的に置換する周囲物質を用いる
   方法のうちで少くとも１方法によって水を排除すること
   を特徴とするグラスファイバ処理方法。 ４　特許請求の範囲第３項に記載の方法において、前記
   周囲物質が気体塩素から成ることを特徴とするグラスフ
   ァイバ処理方法。 ５Ｉｐ！ｊ許請求の範囲第１項に記載の方法において、
   前記熱処理の前に、前記ファイバを含水外気にさらし、
   また前記処理が、少くとも前記ファイバ部分を、前記水
   誘導物質を化学的に変質させる周囲物質に接触させるこ
   とによって、前記物質を効果的に減らすことから成るこ
   とを特徴とするグラスファイバ処理方法。 ６　特許請求の範囲第４項に記載の方法において、気体
   塩素を含有する前記周囲物質を、アレニウス関係式に基
   づく少くとも１０秒又はこれと等価の時間だけ少くとも
   ６００℃に保つことを特徴とするグラスファイバ処理方
   法。 ７　特許請求の範囲第１、第２、第３、第４、第５又は
   第６項に記載の方法において、前記の起こり得る粘性の
   流動化を除く、全ての熱処理の際に前記処理を行うこと
   を特徴とするグラスファイバ処理方法。 ８　特許請求の範囲第７項に記載の方法において、前記
   の熱処理前のかなりの時間、前記処理を続けることを特
   徴とするグラスファイバ処理方法。 ９　特許請求の範囲第８項に記載の方法において、ファ
   イバ引出しの際の６００℃の温度に達してから冷却する
   までの期間に少くとも及び前記ファイバ部分の製造の際
   に、前記処理を前記ファイバに施すことを特徴とするグ
   ラスファイバ処理方法。 １０　　特許請求の範囲第９項に記載の方法において、
   前記最後の熱処理時間を越える期間に亘って、前記処理
   を行うことを特徴とするグラスファイバ処理方法。 １１　　特許請求の範囲第１０項に記載の方法において
   、少なくとも最後の熱処理に続く前記期間の間、前記処
   理を施すことによって、別の要領で製造される様な前記
   ファイバと密接する不通気被膜を形成することを特徴と
   するグラスファイバ処理方法。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載の方法において、
   前記不通気被膜が金属製であることを特徴とするグラス
   ファイバ処理方法。 １３　　特許請求の範囲第１２項に記載の方法において
   、前記不通気被膜が、有機被膜と密接していることを特
   徴とするグラスファイバ処理方法。 １４　　特許請求の範囲第１０項に記載の方法において
   、前記処理が、不透水外被内に前記ファイバを入れるこ
   とがら成ることを特徴とするグラスファイバ処理方法。 １５　　特許請求の範囲第１４項に記載の方法において
   、前記外被がケーブル充てん材料であることを特徴とす
   るグラスファイバ処理方法。 １６　　特許請求の範囲第１項に記載の方法において、
   前記熱処理が融解接合に相当することを特徴とするグラ
   スファイバ処理方法。