JPS60155551A - 光フアイバ用被覆ガラス - Google Patents
光フアイバ用被覆ガラスInfo
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
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-
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- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
- C03C13/046—Multicomponent glass compositions
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は光フアイバ用の被覆ガラスに関し、更に詳しく
は、低屈折率で低粘度化な光フアイバ用被覆ガラスに関
する。
は、低屈折率で低粘度化な光フアイバ用被覆ガラスに関
する。
一般に光ガラスファイバは、芯ガラスとその周囲を被覆
する被覆ガラスとから構成される装置際、被接ガラスの
屈折率は芯ガラスの屈折率よりも小さいことが必要であ
る。かくして、芯ガラスに入射した光は芯ガラスと被覆
ガラスとの境界面で全反射を反復して芯ガラス内に閉め
られ、他端に向かって伝送されていく。
する被覆ガラスとから構成される装置際、被接ガラスの
屈折率は芯ガラスの屈折率よりも小さいことが必要であ
る。かくして、芯ガラスに入射した光は芯ガラスと被覆
ガラスとの境界面で全反射を反復して芯ガラス内に閉め
られ、他端に向かって伝送されていく。
このような元ファイバにおいては被覆ガラスの屈折率は
低いことが望ましい。その理由は、芯ガラスと被覆ガラ
スとの屈折率差が大きくなると、ファイバの開口数が高
くなって伝送すべき光を芯ガラスに閉じ込める能力が向
上するからである。
低いことが望ましい。その理由は、芯ガラスと被覆ガラ
スとの屈折率差が大きくなると、ファイバの開口数が高
くなって伝送すべき光を芯ガラスに閉じ込める能力が向
上するからである。
上記した屈折率差を大きくするためには、まず、芯ガラ
スを高屈折率化することが考えられる。しかしながら、
その場合には、芯ガラスが結晶化し易すくなシ、また、
耐候性の低下、散乱損失の増加などの傾向が増すため、
高屈折率化には自から限界があった。
スを高屈折率化することが考えられる。しかしながら、
その場合には、芯ガラスが結晶化し易すくなシ、また、
耐候性の低下、散乱損失の増加などの傾向が増すため、
高屈折率化には自から限界があった。
他の方法としては検校ガラスを低屈折率化すればよい。
そのためには、ガラス中のアルカリ金属、アルカリ土類
金属などの成分を減少させればよいが、そのときには次
のような不都合を生ずる。すなわち、溶融温度が上昇し
て、実用的な温度（例えば１４００℃以下）においてガ
ラス化反応が充分進行せず均質なガラスを得ることが事
実上不可能化する。また、このようなガラスは高粘度化
し紡糸時における芯ガラスとの粘度差が大きくなって、
通常行なわれる二重るつは法による紡糸時に、ファイバ
径比の調整が困難になシ得られたファイバの寸法安定性
が低下する。
金属などの成分を減少させればよいが、そのときには次
のような不都合を生ずる。すなわち、溶融温度が上昇し
て、実用的な温度（例えば１４００℃以下）においてガ
ラス化反応が充分進行せず均質なガラスを得ることが事
実上不可能化する。また、このようなガラスは高粘度化
し紡糸時における芯ガラスとの粘度差が大きくなって、
通常行なわれる二重るつは法による紡糸時に、ファイバ
径比の調整が困難になシ得られたファイバの寸法安定性
が低下する。
高粘度のガラスを低粘度化するためにれ、アルカリ金属
、アルカリ土類金属、酸化ホウ素などの低融成分の量を
増加すればよい。しかしながら、その場合には、得られ
たガラスが高屈折率化し、かつ耐水性の低下、結晶化な
どの問題が生ずる。
、アルカリ土類金属、酸化ホウ素などの低融成分の量を
増加すればよい。しかしながら、その場合には、得られ
たガラスが高屈折率化し、かつ耐水性の低下、結晶化な
どの問題が生ずる。
したがって、元ガラスファイバの被覆ガラスとして、低
屈折率であると同時に紡糸時に低粘度化する性質を兼ね
備えたガラスの開発は強く望まれている。
屈折率であると同時に紡糸時に低粘度化する性質を兼ね
備えたガラスの開発は強く望まれている。
本発明は、低屈折率と低粘度化を同時に満足し耐候性に
も優れていて、元ガラスファイバの被覆用ガラスとして
好適なガラスの提供を目的とする。
も優れていて、元ガラスファイバの被覆用ガラスとして
好適なガラスの提供を目的とする。
本発明の元ファイバ用被覆ガラスは、二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ□）と酸化アルミニウム（ＡＡｉ２０３）とアルカ
リ金属の酸化物と酸化ホウ素（Ｂ２０３） とフッ素（
Ｆ）３重ｉ％以下（ゼロは含まない）とが必須成分であ
ることを特徴とする。
ｉＯ□）と酸化アルミニウム（ＡＡｉ２０３）とアルカ
リ金属の酸化物と酸化ホウ素（Ｂ２０３） とフッ素（
Ｆ）３重ｉ％以下（ゼロは含まない）とが必須成分であ
ることを特徴とする。
本発明のガラスにおいて、ＳｉＯ２はガラス−形成用の
必須成分であシ、その含有量は６０〜８０重量％である
ことが好ましい。この量が６０重量％未満になるとガラ
ス全体の耐水性が低下する。また８０重量％を超えると
ガラスの高温粘性が増大して芯ガラスとの粘度差が開く
。
必須成分であシ、その含有量は６０〜８０重量％である
ことが好ましい。この量が６０重量％未満になるとガラ
ス全体の耐水性が低下する。また８０重量％を超えると
ガラスの高温粘性が増大して芯ガラスとの粘度差が開く
。
ＡＡ２０３は、ガラスの耐水性の改善、失透の抑制効果
に資する必須成分で、その含有量は０．５〜１０重量％
であることが好ましい。この量が０．５重量％未満の場
合には上記効果が充分に発揮されず、また、１０重量％
を超えると逆に失透が起シ易すくなる。
に資する必須成分で、その含有量は０．５〜１０重量％
であることが好ましい。この量が０．５重量％未満の場
合には上記効果が充分に発揮されず、また、１０重量％
を超えると逆に失透が起シ易すくなる。
アルカリ金属の酸化物は低粘度化に資する必須成分であ
シ、その含有量は９〜１７重量％であることが好ましい
。この量が９重量係未満の場合にはガラスの失透が生じ
易すく、また１７重量％を超えると耐水性の低下を招く
。アルカリ金属の酸化物としては、酸化ナトリウム（Ｎ
ａ２０ ）％酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化リチウム（
Ｌｉ ２０）の１種又は２種以上があげられる。
シ、その含有量は９〜１７重量％であることが好ましい
。この量が９重量係未満の場合にはガラスの失透が生じ
易すく、また１７重量％を超えると耐水性の低下を招く
。アルカリ金属の酸化物としては、酸化ナトリウム（Ｎ
ａ２０ ）％酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化リチウム（
Ｌｉ ２０）の１種又は２種以上があげられる。
Ｂ２Ｏ３は耐水性の改善、失透の抑制効果に資する必須
成分で、その含有量は３〜１５重量％であることが好ま
しい。この量が３重量％未満の場合には上記効果が得ら
れず、また１５重量％を超えると、耐水性が低下するの
みならずガラスが高屈折率化してしまう。
成分で、その含有量は３〜１５重量％であることが好ま
しい。この量が３重量％未満の場合には上記効果が得ら
れず、また１５重量％を超えると、耐水性が低下するの
みならずガラスが高屈折率化してしまう。
Ｆは低屈折率化、低粘度化に資する必須成分で、本発明
のガラスは、一般にガラスの分相又は結晶化を進める成
分として知られているとのＦｅ所定量含有せしめたこと
が最大の特徴である。Ｆの含有量は３ Ｍ ｆｔ ％以
下（ゼロは含まない）であることが必要で、この量が３
重量％を超えると、ガラスは分相して乳白色になる。と
くに、０．５〜３．０重量楚は好適である。Ｆを含有せ
しめるには、例えばクイ７ソ化ナトリウム、フン化ナト
リウムなどのフン化物を、他の原料混合物に加えて、−
緒にガラス化する方法が簡便である。
のガラスは、一般にガラスの分相又は結晶化を進める成
分として知られているとのＦｅ所定量含有せしめたこと
が最大の特徴である。Ｆの含有量は３ Ｍ ｆｔ ％以
下（ゼロは含まない）であることが必要で、この量が３
重量％を超えると、ガラスは分相して乳白色になる。と
くに、０．５〜３．０重量楚は好適である。Ｆを含有せ
しめるには、例えばクイ７ソ化ナトリウム、フン化ナト
リウムなどのフン化物を、他の原料混合物に加えて、−
緒にガラス化する方法が簡便である。
本発明のガラスは、以上の成分全必須とするが、以下の
ような成分を更に含有せしめるとその特性が向上して好
ましい。
ような成分を更に含有せしめるとその特性が向上して好
ましい。
第１のものは、アルカリ土類金属の酸化物で、酸化カル
シウムＣＣａｂ） 、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の１
種又は両方があげられる。これらの成分はガラスの耐風
化性の改善に資する。このそれぞれの。
シウムＣＣａｂ） 、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の１
種又は両方があげられる。これらの成分はガラスの耐風
化性の改善に資する。このそれぞれの。
含有量又は両者の合計量は８重量−以下に抑制されるこ
とが好ましく、この値を超えると、ガラスは失透が起シ
易すくなるのみならず高屈折率化してしまう。
とが好ましく、この値を超えると、ガラスは失透が起シ
易すくなるのみならず高屈折率化してしまう。
第２の成分は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ□）、二酸化チタン（Ｔ１０２）のいずれか
１種又は２種以上である。これらの成分は耐化学性に資
するものであるが、その含有量は７重量％以下に制限さ
れる。この量が７重量を超えると、ガラスには脈理が発
生し易すくなって不適である。
ム（ＺｒＯ□）、二酸化チタン（Ｔ１０２）のいずれか
１種又は２種以上である。これらの成分は耐化学性に資
するものであるが、その含有量は７重量％以下に制限さ
れる。この量が７重量を超えると、ガラスには脈理が発
生し易すくなって不適である。
本発明のガラスと一緒に組合せて用いられる芯ガラスは
、屈折率、熱膨張係数、高温粘性、失透の傾向などの緒
特性が所望の元ファイバを形成するために好適なもので
あればどんな組成の多成分ガラスであってもよい。例え
ば、Ｓｉ（％ ３５〜４５重量％ ； Ｂａ０３５〜４
５重量％ ； Ａｇｏ３３〜７重量％： Ｂｔｕｓ ９
〜１３重量％ ： Ｎａｎｏ 、 Ｋ２Ｏ、、ＬＬ、０
の群から選ばれた少なくとも１種が１．２〜６重世チで
かツＮａ２Ｏが２．５重ｉｔ ％以下： ＭＳ’Ｏ＋
ＣａＯの群から選ばれた小なくとも１種が４〜１１重量
係の多成分ガラス、又はＳｉＯ□５０〜７０重量％；Ａ
ｇｏ３０．５〜７重量％ ； Ｎａ、Ｏ、Ｋ、Ｏ、Ｌｉ
、Ｏの群から選ばれた少なくとも１種が１０〜２３重量
％ ： ＣａＯ１０重量饅以下：Ｂ２０３４〜１５ｆｆ
ｉｆｉ％； Ｍｆｏ ５重量−以下の多成分ガラスをあ
げることができる。
、屈折率、熱膨張係数、高温粘性、失透の傾向などの緒
特性が所望の元ファイバを形成するために好適なもので
あればどんな組成の多成分ガラスであってもよい。例え
ば、Ｓｉ（％ ３５〜４５重量％ ； Ｂａ０３５〜４
５重量％ ； Ａｇｏ３３〜７重量％： Ｂｔｕｓ ９
〜１３重量％ ： Ｎａｎｏ 、 Ｋ２Ｏ、、ＬＬ、０
の群から選ばれた少なくとも１種が１．２〜６重世チで
かツＮａ２Ｏが２．５重ｉｔ ％以下： ＭＳ’Ｏ＋
ＣａＯの群から選ばれた小なくとも１種が４〜１１重量
係の多成分ガラス、又はＳｉＯ□５０〜７０重量％；Ａ
ｇｏ３０．５〜７重量％ ； Ｎａ、Ｏ、Ｋ、Ｏ、Ｌｉ
、Ｏの群から選ばれた少なくとも１種が１０〜２３重量
％ ： ＣａＯ１０重量饅以下：Ｂ２０３４〜１５ｆｆ
ｉｆｉ％； Ｍｆｏ ５重量−以下の多成分ガラスをあ
げることができる。
なお、これらの芯ガラスにも、被覆用ガラスと同様ＫＦ
酸成分少量含有せしめるとガ゛ラスの溶融およびファイ
バの紡糸工程を低温化することができるようになり１周
囲の環境からの汚染を抑制することかできるようになる
。
酸成分少量含有せしめるとガ゛ラスの溶融およびファイ
バの紡糸工程を低温化することができるようになり１周
囲の環境からの汚染を抑制することかできるようになる
。
第１表に列記し７た各成分を表示の割合で白金るつほに
いれ電気炉で溶融して各組成比のガラスを調製した。
いれ電気炉で溶融して各組成比のガラスを調製した。
これらの各ガラスにつき、屈折５Ｊｌ−（ｎＤ） 、ｔ
ｏ。
ｏ。
〜３００℃における平均熱膨張係数（α： ｘ ｌ Ｏ
−７／℃）、軟化温度（Ｔ８： ”Ｃ’）、失透の程度
、耐水性、耐風化性を調べた。失透の程度、耐水性、耐
風化性はそれぞれ以下の方法で調べた。
−７／℃）、軟化温度（Ｔ８： ”Ｃ’）、失透の程度
、耐水性、耐風化性を調べた。失透の程度、耐水性、耐
風化性はそれぞれ以下の方法で調べた。
失透の程度：ファイバの紡糸予想温度である 。
８５０〜９５０℃の各温度でカラ
スを５時間熱処理し、そのときの
失透の程度に以下の計画を下した。
Ａ：失透なし、Ｂ：表面の変質
Ｃ：表面の失慕り：全体の失透
朗 水 性：目開き０．５簡のＪＩＳ標準篩を通過し、
目開き０．３語の同上標準篩を 通過しない粒度の各ガラスの粉末 試料５．ＯＰを、１００ｄの蒸留水 中で１時間煮沸し、前後の重量変 化を測定してその重量減（％）で示 した。重量減大のものは配水性に 劣る。
目開き０．３語の同上標準篩を 通過しない粒度の各ガラスの粉末 試料５．ＯＰを、１００ｄの蒸留水 中で１時間煮沸し、前後の重量変 化を測定してその重量減（％）で示 した。重量減大のものは配水性に 劣る。
耐風化性ニガラスの表面に発生するヘイズ（ＨａＺｅ）
を観察しその状態につき 以下の判定で類別した。
を観察しその状態につき 以下の判定で類別した。
ａ ： ＳＫ−ｉ ６よシヘイズできにくいもの
ｂ ： ＳＫ−１６とヘイズが同等のもの
ｃ ： ＳＫ−１６よシヘイズができ易すいもの
以上の結果を一括して第１表に示した。
次に、実施例４、莢施例１３及び実施例１５のガラスを
それぞれ被覆用ガラスとし、第２表に示した組成、特性
のガラスを芯ガラスとして第２表の様に組合せ、９００
〜９５０℃の温度下で二重るつは法によシ紡糸して３種
類の光ファイバを製造した。芯径は２００μｍ、被層径
は２５０μｍであった。
それぞれ被覆用ガラスとし、第２表に示した組成、特性
のガラスを芯ガラスとして第２表の様に組合せ、９００
〜９５０℃の温度下で二重るつは法によシ紡糸して３種
類の光ファイバを製造した。芯径は２００μｍ、被層径
は２５０μｍであった。
これらンアイバにつき、紡糸工程における寸法安定性及
び波長０．８４μｍの光を伝送したときの光損失を測定
し、その結果全一括して第２表に示した。
び波長０．８４μｍの光を伝送したときの光損失を測定
し、その結果全一括して第２表に示した。
なお、第２表の光ファイバｌＫ用いた芯ガラス、実施例
４のガラス及び実施例２のガラスにつき、各温度での粘
度を測足しその結果を図に示した。
４のガラス及び実施例２のガラスにつき、各温度での粘
度を測足しその結果を図に示した。
図中、Ａは第２表の元ファイバｌに用いた芯ガラス、Ｂ
は実施例４のガラス、Ｃは実施例２のガラスを表わす。
は実施例４のガラス、Ｃは実施例２のガラスを表わす。
図から明らかなようにＦの含有量が増加するとガラスの
高温粘性が大幅に低下し、芯ガラスとの粘度差が小さく
なっている。
高温粘性が大幅に低下し、芯ガラスとの粘度差が小さく
なっている。
〔発明の効果Ｊ
以上の結果から明らかなように、本発明のガラス紘、■
低屈折率化、低粘度化を同時に満足する特性を有し、■
そのため、元ファイバにおいて芯ガラスとの屈折率差を
拡大して開口数を高めることが可能になシ、０元ファイ
バの紡糸工程では、芯ガラスとの粘度差が小さいのでフ
ァイバ径比設定の自由度が増すとともＫその寸法安定性
を向上せしめる。そして、■低粘度化によシ、溶融最高
温度が従来よシも約１００℃低下して泡、脈理などの発
生を抑制しその溶融作業性が向上する。また、■耐水性
、耐風化性にも優れ充分実用に供することかできる。
低屈折率化、低粘度化を同時に満足する特性を有し、■
そのため、元ファイバにおいて芯ガラスとの屈折率差を
拡大して開口数を高めることが可能になシ、０元ファイ
バの紡糸工程では、芯ガラスとの粘度差が小さいのでフ
ァイバ径比設定の自由度が増すとともＫその寸法安定性
を向上せしめる。そして、■低粘度化によシ、溶融最高
温度が従来よシも約１００℃低下して泡、脈理などの発
生を抑制しその溶融作業性が向上する。また、■耐水性
、耐風化性にも優れ充分実用に供することかできる。
以上のように本発明のガラスは元ファイバの被覆用ガラ
スとして好適でその工業的価値は極めて高い。
スとして好適でその工業的価値は極めて高い。
図は、ガラスの粘度一温度の関係曲線図であり、図中、
Ａは第２表中の光ファイバｌに用いた芯ガラス、Ｂは実
施例４のガラス、Ｃは実施例２のガラスをそれぞれ表わ
す。 第１頁の続き ０発 明 者 牧 博 憲 川崎市川 社内 ０発 明 者 小 久 保 修 川崎市川社内
Ａは第２表中の光ファイバｌに用いた芯ガラス、Ｂは実
施例４のガラス、Ｃは実施例２のガラスをそれぞれ表わ
す。 第１頁の続き ０発 明 者 牧 博 憲 川崎市川 社内 ０発 明 者 小 久 保 修 川崎市川社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとアルカリ金属
の酸化物と酸化ホウ素とフッ素３重量％以下（ゼロは含
まない）とが必須成分であることを特徴とする光フアイ
バ用被覆ガラス。 ２ 二酸化ケイ素と酸化アルミニウムとアルカリ金属の
酸化物と酸化ホウ素とフッ素３重量％以下（ゼロは含ま
ない）とを必須成分とし、更にアルカリ土類金属の酸化
物と；酸化亜鉛、二酸化ジルコニウム、二酸化チタンの
群から選はれる少なくとも１種とを含有して成る特許請
求の範囲第１項記載の光フアイバ用被覆ガラス。 ３、二酸化ケイ素が６０〜８０重量％；酸化アルεニウ
ムが０．５〜１０重量％；酸化ホウ素が３〜１５重量％
−酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウムの群か
ら選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属の酸化物が９
〜１７重量％；フッ素が３重量％以下（ゼロは含まない
）；酸化カルシウム、酸化マグネ７ウムのいずれか１種
又は２種のアルカリ土類金属の酸化物が８重量％以下；
酸化亜鉛、二酸化ジルコニウム、二酸化チタンの群から
選ばれる少なくとも１種が７重量％以下；から成る特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の元ファイバ用被覆ガ
ラス。 ４、 フッ素の含有量が０．５〜３．０重量係である特
許請求の範囲第３項記載の元ファイバ用被覆ガラス。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009400A JPS60155551A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 光フアイバ用被覆ガラス |
| CA000467053A CA1230349A (en) | 1984-01-24 | 1984-11-05 | Cladding glass for optical fiber |
| EP84113350A EP0149740B1 (en) | 1984-01-24 | 1984-11-06 | Cladding glass for optical fiber |
| DE8484113350T DE3482465D1 (de) | 1984-01-24 | 1984-11-06 | Mantelglas fuer eine optische faser. |
| US07/111,153 US4768859A (en) | 1984-01-24 | 1987-10-22 | Cladding glass for optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59009400A JPS60155551A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 光フアイバ用被覆ガラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60155551A true JPS60155551A (ja) | 1985-08-15 |
| JPS641415B2 JPS641415B2 (ja) | 1989-01-11 |
Family
ID=11719366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59009400A Granted JPS60155551A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 光フアイバ用被覆ガラス |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4768859A (ja) |
| EP (1) | EP0149740B1 (ja) |
| JP (1) | JPS60155551A (ja) |
| CA (1) | CA1230349A (ja) |
| DE (1) | DE3482465D1 (ja) |
Cited By (6)
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| JP2016074575A (ja) * | 2014-10-08 | 2016-05-12 | 株式会社オハラ | ガラス |
| JP2016108173A (ja) * | 2014-12-03 | 2016-06-20 | クラレノリタケデンタル株式会社 | ガラス材料及び歯科用補綴物 |
| JP2022130523A (ja) * | 2018-01-26 | 2022-09-06 | 株式会社松風 | 耐水性に優れた低融点ガラス組成物 |
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-
1984
- 1984-01-24 JP JP59009400A patent/JPS60155551A/ja active Granted
- 1984-11-05 CA CA000467053A patent/CA1230349A/en not_active Expired
- 1984-11-06 EP EP84113350A patent/EP0149740B1/en not_active Expired
- 1984-11-06 DE DE8484113350T patent/DE3482465D1/de not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-22 US US07/111,153 patent/US4768859A/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0149740B1 (en) | 1990-06-13 |
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