JPS596821B2 - 多成分系ガラスフアイバの製造方法 - Google Patents
多成分系ガラスフアイバの製造方法Info
- Publication number
- JPS596821B2 JPS596821B2 JP10640976A JP10640976A JPS596821B2 JP S596821 B2 JPS596821 B2 JP S596821B2 JP 10640976 A JP10640976 A JP 10640976A JP 10640976 A JP10640976 A JP 10640976A JP S596821 B2 JPS596821 B2 JP S596821B2
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- crucible
- glass fiber
- glass
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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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
- C03B37/023—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、多成分系ガラスファイバの製造方法に関す
るものである。
るものである。
多成分系ガラスは、普通、二重ルツボにより製造される
。
。
この方法はよく知られているように、１精製したＳｉＯ
２、ＡｌＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３などの個々の原料を
、いつたんルツボに入れて溶融ガラス化し、２これを切
り出して二重ルツボ内に入れ紡糸するものである。しか
しこのような方法で多成分系ガラスを製造すると、どう
しても重金属不純物の除去が困難で、低損失のファイバ
をつくることができない。この重金属の不純物は、主と
してルツボからの汚染によるものである。この点をもう
少し詳しく述べると、まず上記１の各原料をガラス化す
るとき、ルツボから不純物が入り込む。
２、ＡｌＯ３、Ｎａ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３などの個々の原料を
、いつたんルツボに入れて溶融ガラス化し、２これを切
り出して二重ルツボ内に入れ紡糸するものである。しか
しこのような方法で多成分系ガラスを製造すると、どう
しても重金属不純物の除去が困難で、低損失のファイバ
をつくることができない。この重金属の不純物は、主と
してルツボからの汚染によるものである。この点をもう
少し詳しく述べると、まず上記１の各原料をガラス化す
るとき、ルツボから不純物が入り込む。
さらに２の二重ルツボ内においては、各成分を完全にと
かして均一なガラスにするため、ガラス化温度よりも高
温にし、しかもこの状態で長時間二重ルツボ内に滞留さ
せるので、汚染の機会が多くなる。ところが一方、二重
ルツボは、１連続的に長尺のファイバを紡糸できる、２
寸法が均一なファイバが得られる。
かして均一なガラスにするため、ガラス化温度よりも高
温にし、しかもこの状態で長時間二重ルツボ内に滞留さ
せるので、汚染の機会が多くなる。ところが一方、二重
ルツボは、１連続的に長尺のファイバを紡糸できる、２
寸法が均一なファイバが得られる。
、などの優れた点もある。この発明は、二重ルツボの長
所を生かし、しかもルツボからの汚染を非常に少なくす
ることによつて、低損失の多成分系ガラスのファイバを
製造できるようにしたもので、まず、火炎加水分解によ
つてコア材用およびクラッド材用の多成分系ガラスのス
スのかたまりをつくり、これらを二重ルツボ内に入れて
紡糸することを特徴とするものである。
所を生かし、しかもルツボからの汚染を非常に少なくす
ることによつて、低損失の多成分系ガラスのファイバを
製造できるようにしたもので、まず、火炎加水分解によ
つてコア材用およびクラッド材用の多成分系ガラスのス
スのかたまりをつくり、これらを二重ルツボ内に入れて
紡糸することを特徴とするものである。
次にこれをより詳しく説明する。
まず第１図（クラッド材の場合）および第２図（コア材
の場合）のように、例えば酸水素炎のバーナ１０を使用
して、公知の火炎加水分解法によつてスス１２、１６を
生成し、これを高い密度に凝縮した状態で集める。
の場合）のように、例えば酸水素炎のバーナ１０を使用
して、公知の火炎加水分解法によつてスス１２、１６を
生成し、これを高い密度に凝縮した状態で集める。
すなわち、クラッド材のスズ１２は、回転しかつ水平の
方向にトラバースする太いマンドレル１４上に、たい積
するようになる。またコア材のスズ１６は、回転しなが
ら徐々に引き上げられるマンドレル１８の下側に、順次
成長するようにする。このようにしてつくつたスズ１２
および１６は、従来の二重ルツボの場合の原料とは違い
、すでに、例えば、ＳｌＯ２−Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３，Ｓ
ｉＯ２一Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３，ＳｌＯ２−ＮａＯ２−
Ｂ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３などの多成分系ガラスの構造になつ
ている。
方向にトラバースする太いマンドレル１４上に、たい積
するようになる。またコア材のスズ１６は、回転しなが
ら徐々に引き上げられるマンドレル１８の下側に、順次
成長するようにする。このようにしてつくつたスズ１２
および１６は、従来の二重ルツボの場合の原料とは違い
、すでに、例えば、ＳｌＯ２−Ｎａ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３，Ｓ
ｉＯ２一Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３，ＳｌＯ２−ＮａＯ２−
Ｂ２Ｏ３Ａｌ２Ｏ３などの多成分系ガラスの構造になつ
ている。
それゆえ、個々の物質の示す吸湿性などの性質は示さな
い。次に、スズ１２はマンドレル１４から抜きとり、重
金属を含まないふん囲気内において、切削して均一な径
を持つ円筒形のスズのかたまり１２０をつくる。
い。次に、スズ１２はマンドレル１４から抜きとり、重
金属を含まないふん囲気内において、切削して均一な径
を持つ円筒形のスズのかたまり１２０をつくる。
同様にしてスズ１６から円柱形のスズのかたまり１６０
をつくる。なお、特にスズのかたまり１６０をつくると
きは、周辺部の低密度の部分を削り落すようにする。こ
のようにしてつくつたスズのかたまり１２０と１６０を
、石英又は白金製の二重ルツボ２０内に入れる。
をつくる。なお、特にスズのかたまり１６０をつくると
きは、周辺部の低密度の部分を削り落すようにする。こ
のようにしてつくつたスズのかたまり１２０と１６０を
、石英又は白金製の二重ルツボ２０内に入れる。
二重ルツボ２０は、不活性ガスの入口２４と出口２６を
持つた、石英製の密封容器２２でとり囲まれ、スズのか
たまり１２０などを入れる前から、紡糸する間にかけて
、Ｎ２，Ａｒなどの不活性ガスによつてパージが行なわ
れる。
持つた、石英製の密封容器２２でとり囲まれ、スズのか
たまり１２０などを入れる前から、紡糸する間にかけて
、Ｎ２，Ａｒなどの不活性ガスによつてパージが行なわ
れる。
ヒータ２８としては、密封容器２２が石英製の場合は抵
抗加熱体、白金の場合は誘導加熱体が用いられる。
抗加熱体、白金の場合は誘導加熱体が用いられる。
いずれの場合とも、土部が低く下部が高い温度プロフア
イルにする。すなわち、上部は最低焼結温度よりも２０
０〜３００℃くらい低い温度におさえ、下部だけを紡糸
に適当な粘度になるような温度にする。このようにする
と、ガラス化した状態で二重ルツボ２０の器壁に接する
時間が短くなるため、汚染が少なくなる。また、スズの
状態では汚染されない。以上のようにして紡糸したフア
イバ３０はドラム３２に巻きとられる。
イルにする。すなわち、上部は最低焼結温度よりも２０
０〜３００℃くらい低い温度におさえ、下部だけを紡糸
に適当な粘度になるような温度にする。このようにする
と、ガラス化した状態で二重ルツボ２０の器壁に接する
時間が短くなるため、汚染が少なくなる。また、スズの
状態では汚染されない。以上のようにして紡糸したフア
イバ３０はドラム３２に巻きとられる。
実施例
まずコア材用のスズのかたまり１６０をつくるため、毎
分、ＳｌＣｌ４４ＯＯＣＣ，ＢＣｌ３／５０ＣＣ，Ａ１
Ｃ１３２５ＣＣ１蒸発させた金属Ｎａ４５ＣＣｌをＨｅ
６ＯＯＯＣＣ，Ｏ２３８ＯＯＣＣとともに、石英のバー
ナ１０内で燃焼させ、２時間、第２図のようにスズ１６
を縦に生長させ、その後、直径４５賄、長さ１２０醋の
円柱状のものにした。
分、ＳｌＣｌ４４ＯＯＣＣ，ＢＣｌ３／５０ＣＣ，Ａ１
Ｃ１３２５ＣＣ１蒸発させた金属Ｎａ４５ＣＣｌをＨｅ
６ＯＯＯＣＣ，Ｏ２３８ＯＯＣＣとともに、石英のバー
ナ１０内で燃焼させ、２時間、第２図のようにスズ１６
を縦に生長させ、その後、直径４５賄、長さ１２０醋の
円柱状のものにした。
次にクラツド材用のスズのかたまり１２０を作るため、
ＳｉＣｌ４４ＯＯＣＣ，ＢＣｌ３２５ＯＣＣ，ＡｌＣｌ
３４ＯＣＣｌ金属Ｎａガス４０ＣＣを、Ｈｅ６ＯＯＯＣ
Ｃ，Ｏ２３８ＯＯＣＣとともに、同じく石英のバーナ１
０内で燃焼させ、できたスズ１２を９０ｒＰｉＩ１で回
転し、かつ２００朋／ｉでトラバースする直径４５朋の
カーボン製マンドレル１４上に、３時間たい積させ、そ
の後、マンドレル１４を抜きとり、内径４７鯖、外径７
３繻、長さ１２０Ｒｍの円筒形のものに仕上げた。
ＳｉＣｌ４４ＯＯＣＣ，ＢＣｌ３２５ＯＣＣ，ＡｌＣｌ
３４ＯＣＣｌ金属Ｎａガス４０ＣＣを、Ｈｅ６ＯＯＯＣ
Ｃ，Ｏ２３８ＯＯＣＣとともに、同じく石英のバーナ１
０内で燃焼させ、できたスズ１２を９０ｒＰｉＩ１で回
転し、かつ２００朋／ｉでトラバースする直径４５朋の
カーボン製マンドレル１４上に、３時間たい積させ、そ
の後、マンドレル１４を抜きとり、内径４７鯖、外径７
３繻、長さ１２０Ｒｍの円筒形のものに仕上げた。
次にこれらを、１５０００ＣＣ／ｉのＨｅガスでパージ
した、外径７５喘、内径４５崩、長さ（高さ）１２０朋
の石英製の二重ルツボ２０内に入れ、Ｈｅガスのパージ
を続けながら、初めヒータ２８により５００℃で約１時
間予熱し、次に７５０〜８５０℃にし、流れ出して来た
ガラスを、６０ｍ／ｉの割合で紡糸し、５２００ｍのコ
ア・クラツド型のフアイバ３０を製造した。
した、外径７５喘、内径４５崩、長さ（高さ）１２０朋
の石英製の二重ルツボ２０内に入れ、Ｈｅガスのパージ
を続けながら、初めヒータ２８により５００℃で約１時
間予熱し、次に７５０〜８５０℃にし、流れ出して来た
ガラスを、６０ｍ／ｉの割合で紡糸し、５２００ｍのコ
ア・クラツド型のフアイバ３０を製造した。
このフアイバは、コアの屈折率１．４８２、クラツドの
屈折率１．４７４で、損失は８〜１０ｄＢ／Ｋｍ（従来
のものは約２０ｄＢ／ＫＩｎ）であつた。発明の効果 （１）コアおよびクラツドの各スズのかたまりを、火炎
加水分解によつて作るので、これらのスズのなかには重
金属の不純物が入りこまない。
屈折率１．４７４で、損失は８〜１０ｄＢ／Ｋｍ（従来
のものは約２０ｄＢ／ＫＩｎ）であつた。発明の効果 （１）コアおよびクラツドの各スズのかたまりを、火炎
加水分解によつて作るので、これらのスズのなかには重
金属の不純物が入りこまない。
（２）スズのかたまりをルツボのなかに入れるので、下
部だけを紡糸に適する粘度に溶融し、上部はスズの状態
のままにしておくことができる。だから、溶融部分を必
要最小限度に少量にしておき、ルツボの器壁に接触する
時間を短くして、ルツボからの重金属不純物の溶けこみ
を非常に少なくすることができる。またスズの状態では
ルツボから汚染を受けるということがない。
部だけを紡糸に適する粘度に溶融し、上部はスズの状態
のままにしておくことができる。だから、溶融部分を必
要最小限度に少量にしておき、ルツボの器壁に接触する
時間を短くして、ルツボからの重金属不純物の溶けこみ
を非常に少なくすることができる。またスズの状態では
ルツボから汚染を受けるということがない。
これにたいして、スズのかたまりではなくて、一体物の
ガラス材をルツボのなかにいれて溶融紡糸するという考
えもある（特開昭４９−１１１４５号公報）。
ガラス材をルツボのなかにいれて溶融紡糸するという考
えもある（特開昭４９−１１１４５号公報）。
しかし、このようなものでは、 １）ガラスは溶融温度
近くなると熱伝導率が非常に高くなり、スズ状態のもの
に比べてケタ違いに高くなり、そのため下部だけ溶融し
ようとしても、スズの場合に比べてどうしても溶融部分
が上部にまで及んで大になり、それだけルツボに接触す
る時間が長くなり、汚染の機会が大きくなる。
近くなると熱伝導率が非常に高くなり、スズ状態のもの
に比べてケタ違いに高くなり、そのため下部だけ溶融し
ようとしても、スズの場合に比べてどうしても溶融部分
が上部にまで及んで大になり、それだけルツボに接触す
る時間が長くなり、汚染の機会が大きくなる。
２）一体物のガラスを溶融法で作るとすると、そのとき
すでにルツボからの汚染を受ける。
すでにルツボからの汚染を受ける。
３）一体物の場合は、ガラス化するときに気泡をとりこ
まないようにするため、その内外表面を研摩してやらな
ければならない。
まないようにするため、その内外表面を研摩してやらな
ければならない。
しかし研摩には非常に時間がかかるし、また研摩中にヒ
ズミなどのために割れをこともある。４）一度冷却した
ガラス体をルツボ内で再溶融する必要がある。
ズミなどのために割れをこともある。４）一度冷却した
ガラス体をルツボ内で再溶融する必要がある。
これにたいして、本発明のようにスズの状態でルツボの
なかにいれると、上記のような不都合は起きない。
なかにいれると、上記のような不都合は起きない。
（３）不活性ガスを流しながら、スズの透明ガラス化を
行なうので、気泡のとりこみがない。
行なうので、気泡のとりこみがない。
（４）透明ガラス化と紡糸とが連続して行なえるので、
操作が容易である。
操作が容易である。
（５）火炎加水分解でつくつたスズをガラス化して母材
をつくり、これから直接紡糸してフアイバをつくる方法
では、母材の太さがある程度以上になると紡糸が難しく
なるが、この発明では二重ルツボを使用するので、太い
ものでも問題なく紡糸できる。
をつくり、これから直接紡糸してフアイバをつくる方法
では、母材の太さがある程度以上になると紡糸が難しく
なるが、この発明では二重ルツボを使用するので、太い
ものでも問題なく紡糸できる。
従つて非常に長いフアイバをつくることができるように
なる。
なる。
図面はすべてこの発明に関するもので、第１図は火炎加
水分解によりクラツド用のスズ１２をつくる状態の説明
図、第２図は同じくコア用のスズ１６をつくる場合の説
明図、第３図と第４図は、切削して仕上げたクラツド用
およびコア用のスズのかたまりの説明図、第５図は二重
ルツボを用いて紡糸する状態の説明図である。 １２０・・・・・・スズのかたまり、１６０・・・・・
・スズのかたまり、２０・・・・・・二重ルツボ、２８
・・・・・セーター、３０・・・・・・フアイバ。
水分解によりクラツド用のスズ１２をつくる状態の説明
図、第２図は同じくコア用のスズ１６をつくる場合の説
明図、第３図と第４図は、切削して仕上げたクラツド用
およびコア用のスズのかたまりの説明図、第５図は二重
ルツボを用いて紡糸する状態の説明図である。 １２０・・・・・・スズのかたまり、１６０・・・・・
・スズのかたまり、２０・・・・・・二重ルツボ、２８
・・・・・セーター、３０・・・・・・フアイバ。
Claims (1)
- １ 火炎加水分解によりコア材用の多成分系ガラスのス
スのかたまりと、クラッド材用の多成分系ガラスのスス
のかたまりとを作り、これらを二重ルツボ内に入れ、そ
の二重ルツボの回りを容器でとりかこみ、その容器内に
不活性ガスを流しながら、前記各ススのかたまりを加熱
して透明ガラス化するとともに紡糸すること、を特徴と
する多成分系ガラスファイバの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10640976A JPS596821B2 (ja) | 1976-09-06 | 1976-09-06 | 多成分系ガラスフアイバの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10640976A JPS596821B2 (ja) | 1976-09-06 | 1976-09-06 | 多成分系ガラスフアイバの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5332042A JPS5332042A (en) | 1978-03-25 |
| JPS596821B2 true JPS596821B2 (ja) | 1984-02-14 |
Family
ID=14432869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10640976A Expired JPS596821B2 (ja) | 1976-09-06 | 1976-09-06 | 多成分系ガラスフアイバの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS596821B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186367A (ja) * | 1982-04-23 | 1983-10-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ |
| JPS6098863A (ja) * | 1983-11-04 | 1985-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リニアモ−タ |
| US5900036A (en) * | 1996-08-30 | 1999-05-04 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multi-cylinder apparatus for making optical fibers, process and product |
| CA2247970A1 (en) * | 1997-10-29 | 1999-04-29 | Corning Incorporated | Method of making segmented core optical waveguide preforms |
-
1976
- 1976-09-06 JP JP10640976A patent/JPS596821B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5332042A (en) | 1978-03-25 |
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