JPS63225544A - 光フアイバ−母材の製造方法 - Google Patents
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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
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/016—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by a liquid phase reaction process, e.g. through a gel phase
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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】
(産業上の利用分野)
本発明は、光ファイバー母材の製造方法に関するちので
ある。詳しく述べると、安価な光ファイバーを提供する
のに好適な光ファイバー母材の製造方法に関するもので
ある。
ある。詳しく述べると、安価な光ファイバーを提供する
のに好適な光ファイバー母材の製造方法に関するもので
ある。
(従来の技術)
従来、光ファイバー母材の製造方法としては、石英管の
内壁に合成ガラス膜を堆積させる工程と堆積後石英管を
加熱、溶着してプリフォームとする工程とよりなる内付
けCVD法(MCVD法)、加水分解反応を用いて石英
ガラスを合成し、グラフフィト等の心棒のまわりに外径
方向にガラスを堆積することによる外イ1けCVD法、
母材の堆積を軸方向(長浜方向)に連続的に行なうVA
D法、コアとなる石英棒をクラッドとなる石英管の中に
挿入し、加熱溶着してプリフォームとするロッドインデ
ユープ法等がある(光学セラミックスと光ファイバー第
151〜160頁、技報堂出版株式一方、金属アルコキ
シドから光ファイバー母材を製3λする方法も提案され
ている(特開昭55−100.231号、特開昭60−
36.342号等)、、また、火炎分解法で作製した粉
末をゾル−ゲル法で形成したガラス管内に納め、これを
加熱下に一体化し、線引きする尤ファイバーの製造方法
も提案されている。
内壁に合成ガラス膜を堆積させる工程と堆積後石英管を
加熱、溶着してプリフォームとする工程とよりなる内付
けCVD法(MCVD法)、加水分解反応を用いて石英
ガラスを合成し、グラフフィト等の心棒のまわりに外径
方向にガラスを堆積することによる外イ1けCVD法、
母材の堆積を軸方向(長浜方向)に連続的に行なうVA
D法、コアとなる石英棒をクラッドとなる石英管の中に
挿入し、加熱溶着してプリフォームとするロッドインデ
ユープ法等がある(光学セラミックスと光ファイバー第
151〜160頁、技報堂出版株式一方、金属アルコキ
シドから光ファイバー母材を製3λする方法も提案され
ている(特開昭55−100.231号、特開昭60−
36.342号等)、、また、火炎分解法で作製した粉
末をゾル−ゲル法で形成したガラス管内に納め、これを
加熱下に一体化し、線引きする尤ファイバーの製造方法
も提案されている。
(発明が解決しようとする問題点)
光ファイバーは、シングル゛モードを中心に開発が盛ん
で光ファイバー母材の製造方法としては、前記のように
外付けCVD法、内付けCVD法、VAD法等のごとき
気相からの析出法による製造方法が行なわれ、これによ
り品質の良好な光ファイバーが得られているが、これら
の方法は全て気相から析出であるために製造に長時間を
要し、ひいては製造コストが高い等の問題がある。
で光ファイバー母材の製造方法としては、前記のように
外付けCVD法、内付けCVD法、VAD法等のごとき
気相からの析出法による製造方法が行なわれ、これによ
り品質の良好な光ファイバーが得られているが、これら
の方法は全て気相から析出であるために製造に長時間を
要し、ひいては製造コストが高い等の問題がある。
このような問題点を解決するために、金属アルコキシド
を原料とした光ファイバーの研究が盛んに行なわれてい
る。しかしながら、現在のところ、金属アルコキシド法
より屈折率の高いコアとそれより低いクラッドとからな
る一体化したもので、品質がよくかつ安価に製造し得る
方法はない。
を原料とした光ファイバーの研究が盛んに行なわれてい
る。しかしながら、現在のところ、金属アルコキシド法
より屈折率の高いコアとそれより低いクラッドとからな
る一体化したもので、品質がよくかつ安価に製造し得る
方法はない。
したがって、本発明は、光ファイバー母材の製造方法を
提供することにある。本発明の他の目的は、安価な光フ
ァイバーを提供するのに好適な光ファイバー母材の製造
方法を提供することにある。
提供することにある。本発明の他の目的は、安価な光フ
ァイバーを提供するのに好適な光ファイバー母材の製造
方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
これらの開目的は、シリコンアルコキシドとゲルマニウ
ムアルコキシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解し
てゲルを形成してゲル状成形体をコア部として得、該成
形体をより大きな円筒状容器の中心に置き、その周囲に
高純度シリカ粉末とシリコンアルコキシドとを混合した
のちに加水分解して得られたゾルを供給し、そのままあ
るいはグル化したのら、超臨界条件Tで超臨界流体によ
り水および溶媒を除去することにより多孔質クラッド層
を有する成形体を1q1該成形成形700℃以上の温度
で焼成することを特徴とする光ファイバー母材の製造方
法により達成される。
ムアルコキシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解し
てゲルを形成してゲル状成形体をコア部として得、該成
形体をより大きな円筒状容器の中心に置き、その周囲に
高純度シリカ粉末とシリコンアルコキシドとを混合した
のちに加水分解して得られたゾルを供給し、そのままあ
るいはグル化したのら、超臨界条件Tで超臨界流体によ
り水および溶媒を除去することにより多孔質クラッド層
を有する成形体を1q1該成形成形700℃以上の温度
で焼成することを特徴とする光ファイバー母材の製造方
法により達成される。
これらの開目的は、シリコンアルコキシドとゲルマニウ
ムアルコキシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解し
てゲルを形成してゲル状成形体をコア部として得、該成
形体をより大きな円筒状容器の中心に置き、その周囲を
その内側よりもシリコンアル」キシドに対するゲルマニ
ウムアルコキシドの濃度を低くした混合物を加水分解し
て得られるゲルよりなるクラッド層を少なくとも1層形
成させたのち、その周囲に、高純度シリカ粉末とシリコ
ンアル」キシドとを混合したのち加水分解して得られた
ゾルを供給し、そのままあるいはゲル化したのち、超臨
界条件下で超臨界流体により水および溶媒を除去するこ
とにより多孔質クラッド層を有する成形体を得、該成形
体を700’C以上の温度で焼成することを特徴とする
光ファイバ−母材の製造方法によっても達成される。
ムアルコキシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解し
てゲルを形成してゲル状成形体をコア部として得、該成
形体をより大きな円筒状容器の中心に置き、その周囲を
その内側よりもシリコンアル」キシドに対するゲルマニ
ウムアルコキシドの濃度を低くした混合物を加水分解し
て得られるゲルよりなるクラッド層を少なくとも1層形
成させたのち、その周囲に、高純度シリカ粉末とシリコ
ンアル」キシドとを混合したのち加水分解して得られた
ゾルを供給し、そのままあるいはゲル化したのち、超臨
界条件下で超臨界流体により水および溶媒を除去するこ
とにより多孔質クラッド層を有する成形体を得、該成形
体を700’C以上の温度で焼成することを特徴とする
光ファイバ−母材の製造方法によっても達成される。
(作用)
本発明による光ファイバー母材の製造方法は、シリコン
′)アルコキシドとゲルマニウムアルコキシドとの混合
溶液を加水分解してゾルを形成し、該ゾルより成形用型
内でゲルを形成し、該ゲルの成形体を焼成して円柱状の
焼結成形体を得るか、あるいはゲル状成形体をコア部と
して19、該成形体をより大きな円筒状容器の中心に同
軸的に置き、その周囲に高純度シリカ粉末とシリコンア
ルコキシドとの混合物を加水分解してiqられたゾルを
供給し、必要によりこれをゲル化させたのち、超臨界条
件−ドで超臨界流体により水および溶媒を除去すること
により多孔質クラッド層を有する成形体を得、該成形体
を700℃以上の温度で焼成することにより行なわれ、
シングルモー゛ト用光フ?イバー母材が得られる。
′)アルコキシドとゲルマニウムアルコキシドとの混合
溶液を加水分解してゾルを形成し、該ゾルより成形用型
内でゲルを形成し、該ゲルの成形体を焼成して円柱状の
焼結成形体を得るか、あるいはゲル状成形体をコア部と
して19、該成形体をより大きな円筒状容器の中心に同
軸的に置き、その周囲に高純度シリカ粉末とシリコンア
ルコキシドとの混合物を加水分解してiqられたゾルを
供給し、必要によりこれをゲル化させたのち、超臨界条
件−ドで超臨界流体により水および溶媒を除去すること
により多孔質クラッド層を有する成形体を得、該成形体
を700℃以上の温度で焼成することにより行なわれ、
シングルモー゛ト用光フ?イバー母材が得られる。
シリコンアル」キシドおよびゲルマニウムフル」キシド
としては、例えば一般式■で表わされるアルコキシド、
が挙げられる。
としては、例えば一般式■で表わされるアルコキシド、
が挙げられる。
M (OR) nX4−n (I )(ただ
し、式中、Mはケイ素またはゲルマニウム、nは1〜4
の整数、Xは酸素原子、ハロゲン原子、水酸基または有
機残基であり、またRはアルキル基である。)で表わさ
れる化合物がある。Rは、例えば炭素原子数1〜20、
好ましくは1〜7、より好ましくは1〜4のアルキル基
または炭素原子数6〜20.好ましくは6〜8の7リー
ル基、Xは酸素原子、ハロゲン原子、好ましくは塩素原
子、水酸基または有機残基、例えば炭素原子数1〜20
、好ましくは1〜7、より好ましくは1〜4の)フルキ
ル基、炭素原子数6〜20、好ましく1、t6〜8のア
リール基、より好ましくはフェニル基、炭素原子数3〜
5のアリル基、炭素原子数2のビニル基、炭素原子数2
〜10のβ−ジケトンや有機カルボン酸等のアルミニウ
ムとキレ−1・を形成する有機化合物の残基等である。
し、式中、Mはケイ素またはゲルマニウム、nは1〜4
の整数、Xは酸素原子、ハロゲン原子、水酸基または有
機残基であり、またRはアルキル基である。)で表わさ
れる化合物がある。Rは、例えば炭素原子数1〜20、
好ましくは1〜7、より好ましくは1〜4のアルキル基
または炭素原子数6〜20.好ましくは6〜8の7リー
ル基、Xは酸素原子、ハロゲン原子、好ましくは塩素原
子、水酸基または有機残基、例えば炭素原子数1〜20
、好ましくは1〜7、より好ましくは1〜4の)フルキ
ル基、炭素原子数6〜20、好ましく1、t6〜8のア
リール基、より好ましくはフェニル基、炭素原子数3〜
5のアリル基、炭素原子数2のビニル基、炭素原子数2
〜10のβ−ジケトンや有機カルボン酸等のアルミニウ
ムとキレ−1・を形成する有機化合物の残基等である。
−例を挙げると、例えば、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テト
ライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン
、トリメトキシn−プロピルシラン、トリメトキシイソ
プロピルシラン、トリメトキモロープチルシラン、トリ
メトキシイソブチルシラン、!・リストキシt−ブチル
シラン、トリメトキシアリルシラン類、トリメトキシご
ニルシラン、トリメトキシ(アセチルアセトナート)シ
ラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシメチル
シラン、1〜リエトキシn−プロピルシラン、トリメト
キシn−プロピルシラン、トリエトキシブチルシラン類
、トリエトキシ(アセチルアセトナート)シラン、トリ
ーn−プロポキシメチルシラン、トリーn−プロポキシ
エチルシラン、トリーn−プロポキシ(アセチルアセト
ナート)シラン、1〜リイソブロボキシメチルシラン、
トリイソプロポキシエチルシラン、トリイソプロポキシ
プロピルシラン類、トリイソプロポキシブチルシラン類
、トリイソプロポキシフェニルシラン類、トリイソプロ
ポキシ(アセチルアセトナート)シラン、トリブトキシ
メチルシラン類、トリブトキシエチルシラン類、トリブ
トキシプロピルシラン類、トリブトキシブチルシラン類
、トリブトキシ(エチルアセチル)7セテート)シラン
類、トリス(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、γ
ークロロプロピルトリメトキシシラン ン、トリメトキシクロロシラン、トリイソプロポキシク
ロロシラン、トリメl−キシ(ヒドロキシ)シラン等の
3官能シラン化合物、ジメトキシジメチルシラン、ツメ
1〜キシジエチルシラン、ジメトキシジ−n−プロピル
シラン、ジメトキシジイソプロピルシラン、ジメトキシ
ジ−n−1チルシラン、ジメトキシジイソブチルシラン
、ラメ1−キシジー[−ブチルシラン、ジメトキシジフ
ェニルシラン、ジメトキシン(アセチルアセトナート)
シラン、ジェトキシジメチルシラン、ジェトキシジエチ
ルシラン、ジェトキシジイソプロピルシラン、ジェトキ
シジイソプロピルシラン、ジェトキシジブチルシラン類
、ジェトキシジフェニルシラン類、ジエトキシジ(アセ
チルアセ1−ナート)シラン、ジ−n−プロポキシジメ
チルシラン、ジ−n−プロポキシジエチルシラン、ジ−
n−プロポキシン(アセチルアセトナート)シラン、ジ
インプロポキシジメチルシラン、ジイソプロポキシジエ
チルシラン、ジイソプロポキシジプロピルシラン類、ジ
イソプロポキシジプチルシラン類、シイソプロポキシジ
(アセチルアセトナート)シラン、ジブトキシジメチル
シラン類、ジブトキシジエチルシラン類、ジブトキシジ
プロピルシラン類、ジブトキシジメチルシラン類、ジメ
トキシジクロロシラン、ジェトキシジクロロシラン、ジ
イソプロポキシクロロシラン、ジメトキシ(ジヒドロキ
シ)シラン、ジェトキシ(ジヒドロキシ)シラン等の2
官能シラン化合物等がある。
ラエトキシシラン、テトラn−プロポキシシラン、テト
ライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン トリメトキシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン
、トリメトキシn−プロピルシラン、トリメトキシイソ
プロピルシラン、トリメトキモロープチルシラン、トリ
メトキシイソブチルシラン、!・リストキシt−ブチル
シラン、トリメトキシアリルシラン類、トリメトキシご
ニルシラン、トリメトキシ(アセチルアセトナート)シ
ラン、トリエトキシメチルシラン、トリエトキシメチル
シラン、1〜リエトキシn−プロピルシラン、トリメト
キシn−プロピルシラン、トリエトキシブチルシラン類
、トリエトキシ(アセチルアセトナート)シラン、トリ
ーn−プロポキシメチルシラン、トリーn−プロポキシ
エチルシラン、トリーn−プロポキシ(アセチルアセト
ナート)シラン、1〜リイソブロボキシメチルシラン、
トリイソプロポキシエチルシラン、トリイソプロポキシ
プロピルシラン類、トリイソプロポキシブチルシラン類
、トリイソプロポキシフェニルシラン類、トリイソプロ
ポキシ(アセチルアセトナート)シラン、トリブトキシ
メチルシラン類、トリブトキシエチルシラン類、トリブ
トキシプロピルシラン類、トリブトキシブチルシラン類
、トリブトキシ(エチルアセチル)7セテート)シラン
類、トリス(2−メトキシエトキシ)ビニルシラン、γ
ークロロプロピルトリメトキシシラン ン、トリメトキシクロロシラン、トリイソプロポキシク
ロロシラン、トリメl−キシ(ヒドロキシ)シラン等の
3官能シラン化合物、ジメトキシジメチルシラン、ツメ
1〜キシジエチルシラン、ジメトキシジ−n−プロピル
シラン、ジメトキシジイソプロピルシラン、ジメトキシ
ジ−n−1チルシラン、ジメトキシジイソブチルシラン
、ラメ1−キシジー[−ブチルシラン、ジメトキシジフ
ェニルシラン、ジメトキシン(アセチルアセトナート)
シラン、ジェトキシジメチルシラン、ジェトキシジエチ
ルシラン、ジェトキシジイソプロピルシラン、ジェトキ
シジイソプロピルシラン、ジェトキシジブチルシラン類
、ジェトキシジフェニルシラン類、ジエトキシジ(アセ
チルアセ1−ナート)シラン、ジ−n−プロポキシジメ
チルシラン、ジ−n−プロポキシジエチルシラン、ジ−
n−プロポキシン(アセチルアセトナート)シラン、ジ
インプロポキシジメチルシラン、ジイソプロポキシジエ
チルシラン、ジイソプロポキシジプロピルシラン類、ジ
イソプロポキシジプチルシラン類、シイソプロポキシジ
(アセチルアセトナート)シラン、ジブトキシジメチル
シラン類、ジブトキシジエチルシラン類、ジブトキシジ
プロピルシラン類、ジブトキシジメチルシラン類、ジメ
トキシジクロロシラン、ジェトキシジクロロシラン、ジ
イソプロポキシクロロシラン、ジメトキシ(ジヒドロキ
シ)シラン、ジェトキシ(ジヒドロキシ)シラン等の2
官能シラン化合物等がある。
ゲルマニウムアルコキシドとしては、テトラメトキシゲ
ルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトライソ
プロポキシゲルマニウム、テトラブトキシゲルマニウム
、トリメトキシメチルゲルマニウム、トリメトキシエチ
ルゲルマニウム、トリメトキシイソプロピルゲルマニウ
ム、トリメトヤシブチルゲルマニウム類、トリエトキシ
メチルゲルマニウム、トリメトキシイソプロピルゲルマ
ニウム、トリイソプロポキシメチルゲルマニウム、トリ
イソプロポキシブチルゲルマニウム類、トリイソプロポ
キシフェニルゲルマニウム、ツメ1−キシジメチルゲル
マニウム、ジメトキシジイソプロピルゲルマニウム、ジ
エ1−キシジエチルゲルマニウム、ジエ1−キシジブチ
ルゲルマニウム類等がある。
ルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトライソ
プロポキシゲルマニウム、テトラブトキシゲルマニウム
、トリメトキシメチルゲルマニウム、トリメトキシエチ
ルゲルマニウム、トリメトキシイソプロピルゲルマニウ
ム、トリメトヤシブチルゲルマニウム類、トリエトキシ
メチルゲルマニウム、トリメトキシイソプロピルゲルマ
ニウム、トリイソプロポキシメチルゲルマニウム、トリ
イソプロポキシブチルゲルマニウム類、トリイソプロポ
キシフェニルゲルマニウム、ツメ1−キシジメチルゲル
マニウム、ジメトキシジイソプロピルゲルマニウム、ジ
エ1−キシジエチルゲルマニウム、ジエ1−キシジブチ
ルゲルマニウム類等がある。
しかして、コア部におけるシリコンアルコキシドとゲル
マニウムアルコキシドとの原子比はGe/S i =0
.03〜0.91である。また、コア部とクラッド層(
多層クラッドの場合は最外層)の屈折率の差は0.1〜
2%である。
マニウムアルコキシドとの原子比はGe/S i =0
.03〜0.91である。また、コア部とクラッド層(
多層クラッドの場合は最外層)の屈折率の差は0.1〜
2%である。
加水分解条件下で重合させる方法としては、水および酸
またはアルカリの存在下で行なわれる。
またはアルカリの存在下で行なわれる。
酸としては、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、炭酸、ホウ酸
等の無機酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、醋酸、シュウ
酸、マレイン酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸
等水溶性酸が使用できる。また、アルカリとしては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、ア
ンモニア、メチルノ7ミン、エチルアミン、エタノール
アミン等が使用できる。
等の無機酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、醋酸、シュウ
酸、マレイン酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸
等水溶性酸が使用できる。また、アルカリとしては、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、ア
ンモニア、メチルノ7ミン、エチルアミン、エタノール
アミン等が使用できる。
加水分解に使用される水の吊は、混合物中のアルコキシ
基のモル数に対して0.5〜2.0倍モルが好ましく、
特に0.5〜1.5倍モルが好ましい。また、酸の量は
、水のモル数に対して0〜0.5倍モルが好ましく、特
にO〜0.2(8モルが好ましい。酸の代りにアルカリ
を使用する場合には、その量は、水のモル数に対してO
〜1.0倍モルが好ましく、特にO〜0.5倍モルが好
ましい。
基のモル数に対して0.5〜2.0倍モルが好ましく、
特に0.5〜1.5倍モルが好ましい。また、酸の量は
、水のモル数に対して0〜0.5倍モルが好ましく、特
にO〜0.2(8モルが好ましい。酸の代りにアルカリ
を使用する場合には、その量は、水のモル数に対してO
〜1.0倍モルが好ましく、特にO〜0.5倍モルが好
ましい。
加水分解条件下での重合は、O〜100’C1好ましく
は20〜80℃の温度で撹拌下に行なわれる。反応は、
減圧下、常圧下または加圧下のいずれでも行なうことが
できる。この場合、水は反応混合液中に直接添加しても
よいが、水−不活性ガス(例えば窒素、アルゴン、ヘリ
ウム、メタン、エタン、プロパン等)混合気体として使
用してもよく、これにより加水分解の制御を容易にする
ことができる。酸、)アルカリにおいても例えば塩化水
素、炭酸ガス1.アンモニア等は水溶液にして添加しも
よいが、ガス状で連続的に反応触媒中に吹き込んで使用
してもよく、この場合不活性ガスとして上記不活性ガス
が使用でき、これにより加水分解の制御を容易にするこ
とができる。また、該反応は無溶媒下に行なうこともで
きるが、有機溶媒中で行なうことが望ましい。前記化合
物を溶解し得る有機溶媒としては、例えばメタノール、
エタノール、n−プロパツール、イソプロパツール、n
−ブタノール、イソブタノール、5eC−ブタノール、
ヘキナノール、オクタツール等のアルコール類、n−ヘ
キサン、n−ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン等
の脂肪族炭化水素類、シクロヘキナン、シクロへブタン
等の脂環式炭化水素類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル
等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
ジエチルエーテル、ジオキψン等のエーテル類、メチル
セロソルプ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等の
セロソルブ類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
属炭化水素類等が必る。
は20〜80℃の温度で撹拌下に行なわれる。反応は、
減圧下、常圧下または加圧下のいずれでも行なうことが
できる。この場合、水は反応混合液中に直接添加しても
よいが、水−不活性ガス(例えば窒素、アルゴン、ヘリ
ウム、メタン、エタン、プロパン等)混合気体として使
用してもよく、これにより加水分解の制御を容易にする
ことができる。酸、)アルカリにおいても例えば塩化水
素、炭酸ガス1.アンモニア等は水溶液にして添加しも
よいが、ガス状で連続的に反応触媒中に吹き込んで使用
してもよく、この場合不活性ガスとして上記不活性ガス
が使用でき、これにより加水分解の制御を容易にするこ
とができる。また、該反応は無溶媒下に行なうこともで
きるが、有機溶媒中で行なうことが望ましい。前記化合
物を溶解し得る有機溶媒としては、例えばメタノール、
エタノール、n−プロパツール、イソプロパツール、n
−ブタノール、イソブタノール、5eC−ブタノール、
ヘキナノール、オクタツール等のアルコール類、n−ヘ
キサン、n−ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン等
の脂肪族炭化水素類、シクロヘキナン、シクロへブタン
等の脂環式炭化水素類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル
等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、
ジエチルエーテル、ジオキψン等のエーテル類、メチル
セロソルプ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等の
セロソルブ類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香
属炭化水素類等が必る。
クラッド層の形成に使用されるシリコンアルコキシドに
配合される高純度シリカ粉末は、粒径10μm以五が好
演しく、特に0.1〜10μmのものが好ましい。その
シリコンアル」キシドに対する配合量は重層化で0.5
〜5倍、特に1〜3倍が好ましい。
配合される高純度シリカ粉末は、粒径10μm以五が好
演しく、特に0.1〜10μmのものが好ましい。その
シリコンアル」キシドに対する配合量は重層化で0.5
〜5倍、特に1〜3倍が好ましい。
超臨界圧状態とは、物質の気液臨界点く臨界温度、臨界
圧力)を越えた状態であり、ここでは臨界温度とは気体
を液化し得る最高の温度であり、これ以上の温度では圧
力をいくら上げても液化が起らない状態である。本発明
方法において超臨界圧条件の形成に使用される媒体、す
なわち超臨界流体としては、二酸化炭素、アンモニア、
エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、トルエン、フロ
ンメタノール、エタノール、イソプロパツール等がある
。該超臨界処理を行なうためのプロセスとしては種々あ
るが、−例を挙げると、例えば、まず抽出(1こ前記ゾ
ルを注入した成形用型を投入し、超臨界流体を供給する
ことにより、該ゾル中の溶媒および水分の除去を行なう
。ついで、該抽出槽は定温1;に減圧され、溶tsiJ
′3よび水分を含む流体は該抽出槽より排出されて分離
槽へ送られ、該流体の密度低Fにより溶媒および水分に
対する溶解力を失い、該分離槽において超臨界流体と溶
tJX13よび水分とに分離され、該流体は再度使用さ
れる。
圧力)を越えた状態であり、ここでは臨界温度とは気体
を液化し得る最高の温度であり、これ以上の温度では圧
力をいくら上げても液化が起らない状態である。本発明
方法において超臨界圧条件の形成に使用される媒体、す
なわち超臨界流体としては、二酸化炭素、アンモニア、
エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、トルエン、フロ
ンメタノール、エタノール、イソプロパツール等がある
。該超臨界処理を行なうためのプロセスとしては種々あ
るが、−例を挙げると、例えば、まず抽出(1こ前記ゾ
ルを注入した成形用型を投入し、超臨界流体を供給する
ことにより、該ゾル中の溶媒および水分の除去を行なう
。ついで、該抽出槽は定温1;に減圧され、溶tsiJ
′3よび水分を含む流体は該抽出槽より排出されて分離
槽へ送られ、該流体の密度低Fにより溶媒および水分に
対する溶解力を失い、該分離槽において超臨界流体と溶
tJX13よび水分とに分離され、該流体は再度使用さ
れる。
なお、超臨界流体槽の分離方法には、この他にも温度変
化による分離法、吸着剤を用いた分離法等がある。
化による分離法、吸着剤を用いた分離法等がある。
以上は、シングルモード用光ファイバー母材の製;置方
法に関するものであるが、マルヂモード用光ファイバー
ENAを!!!造する場合には、コア部に相当するゲル
状または焼結成形体の外側に該コア部く形成しようとす
るクラッド層に対して内側部)よりもシリコンアルコキ
シドに対するゲルマニウムアルコキシドの濃度(Ge/
S i換算濃度)を低くした混合物を加水分解して得ら
れるゲルよりなる中間クラッド層を少なくとも1層形成
させ、該中間クラッド層が複数層である場合には前記G
e/S i比が外側になるほど順次低くし、最外層のG
c/Si比が最も低くなるように形成させることにより
複数層のクラッド層を有するマルチモード用光ファイバ
ー母材が得られる。この場合、中間クラッド層の乾燥を
各層を形成する都度あるいは中間多重層時に超臨界条件
下でクラッド層全体としで行なってもよい。
法に関するものであるが、マルヂモード用光ファイバー
ENAを!!!造する場合には、コア部に相当するゲル
状または焼結成形体の外側に該コア部く形成しようとす
るクラッド層に対して内側部)よりもシリコンアルコキ
シドに対するゲルマニウムアルコキシドの濃度(Ge/
S i換算濃度)を低くした混合物を加水分解して得ら
れるゲルよりなる中間クラッド層を少なくとも1層形成
させ、該中間クラッド層が複数層である場合には前記G
e/S i比が外側になるほど順次低くし、最外層のG
c/Si比が最も低くなるように形成させることにより
複数層のクラッド層を有するマルチモード用光ファイバ
ー母材が得られる。この場合、中間クラッド層の乾燥を
各層を形成する都度あるいは中間多重層時に超臨界条件
下でクラッド層全体としで行なってもよい。
シングルモード用あるいはマルチモード用のいずれの光
ファイバー母材の場合も、焼成は乾燥界700℃以上、
好ましくは1,000〜1,700℃の温度で行なわれ
る。
ファイバー母材の場合も、焼成は乾燥界700℃以上、
好ましくは1,000〜1,700℃の温度で行なわれ
る。
(実施例)
つぎに、実施例を挙げて本発明方法ざらに詳細に説明す
る。
る。
実施例1
テトラメトキシシラン1重は部、ゲルマニウムテトライ
ソプロポキシド0.14重量部をイソプロパツール3重
量部に混合したのち、水0.4唄量部および35%塩酸
0.04重量部を添加し、60’Cの温度で10時間反
応を行ない、ついでこれを成形用型に入れてゲル化し、
さらに乾燥したのら、円柱状成形体を得た。この成形体
を、一方のみが開口した円筒状容器の中心に置いた。シ
リカ粉末(平均粒径3μm)60重量部と1トラメトキ
シシラン50重量部との混合物をメタノール200重量
部に混合し、さらに水20重量部と35%塩12重刊部
とよりなる水溶液を添加し、60℃の温度で5時間反応
さした液を前記円柱状成形体の周囲に流し込み、60℃
の温度で3時間反応を行なってゾル状物とした。ついで
、この容器を超臨界装置の抽出槽に入れ、抽出媒体(超
臨界流体)として二酸化炭素を用い、45℃の温度およ
び200 kg/cm 2の圧力の超臨界条件下で該ゾ
ル中の溶媒および水分の除去を3時間行なったところ、
均一な細孔径を有する多孔質成形体が得られた。この成
形体を1,200°Cで10時間焼成して光ファイバー
母材を得た。この母材の中心部と外層との屈折率差は0
.3%であった。
ソプロポキシド0.14重量部をイソプロパツール3重
量部に混合したのち、水0.4唄量部および35%塩酸
0.04重量部を添加し、60’Cの温度で10時間反
応を行ない、ついでこれを成形用型に入れてゲル化し、
さらに乾燥したのら、円柱状成形体を得た。この成形体
を、一方のみが開口した円筒状容器の中心に置いた。シ
リカ粉末(平均粒径3μm)60重量部と1トラメトキ
シシラン50重量部との混合物をメタノール200重量
部に混合し、さらに水20重量部と35%塩12重刊部
とよりなる水溶液を添加し、60℃の温度で5時間反応
さした液を前記円柱状成形体の周囲に流し込み、60℃
の温度で3時間反応を行なってゾル状物とした。ついで
、この容器を超臨界装置の抽出槽に入れ、抽出媒体(超
臨界流体)として二酸化炭素を用い、45℃の温度およ
び200 kg/cm 2の圧力の超臨界条件下で該ゾ
ル中の溶媒および水分の除去を3時間行なったところ、
均一な細孔径を有する多孔質成形体が得られた。この成
形体を1,200°Cで10時間焼成して光ファイバー
母材を得た。この母材の中心部と外層との屈折率差は0
.3%であった。
実施例2
テトう」ニドキシ99250重屋部みよびゲルマニウム
テトラエトキシド5重量部をエタノール100重層部に
溶解させ、これにアルコキシド含量に対して4倍モルの
0.05規定アンモニア水溶液を加え、60℃の温度で
3時間撹拌した。この溶液を成形型に入れて乾燥したの
ち、円柱状成形体を得た。一方、テトラエトキシシラン
50重量部およびエタノール100重量部よりなる混合
液に高純度微粉末状シリカ(純度99.9%、平均粒径
1μm)70重端部を添加し、充分均一になるまで撹拌
を行なったスラリーに、0.05規定のアンモニア水溶
液をテトラエトキシシランに対して4倍モル畢添加し、
60℃の温度で3時間撹拌した。この混合液を、前述の
円柱状成形体を中心部に置いた円筒容器に流し込み、こ
れを容器ごと抽出槽に入れ、抽出媒体として二゛酸化炭
素を用い、50℃の温度および200 k+J/cm
2の圧力の超臨界条件下で該ゾル中の溶媒および水分の
除去を3時間行なったところ、中央部のゲルマニウム含
有円柱状成形体を含む均一な細孔径を有する多孔質成形
体が得られた。この成形体を吃燥後、気下で1,200
’″Cの調度で5時間焼成することにより中央部かゲル
マニウムリッチであるシリカ質光ファイバー円材が得ら
れた。この母材の中心部と外層との屈折率の差は0.8
%であった。
テトラエトキシド5重量部をエタノール100重層部に
溶解させ、これにアルコキシド含量に対して4倍モルの
0.05規定アンモニア水溶液を加え、60℃の温度で
3時間撹拌した。この溶液を成形型に入れて乾燥したの
ち、円柱状成形体を得た。一方、テトラエトキシシラン
50重量部およびエタノール100重量部よりなる混合
液に高純度微粉末状シリカ(純度99.9%、平均粒径
1μm)70重端部を添加し、充分均一になるまで撹拌
を行なったスラリーに、0.05規定のアンモニア水溶
液をテトラエトキシシランに対して4倍モル畢添加し、
60℃の温度で3時間撹拌した。この混合液を、前述の
円柱状成形体を中心部に置いた円筒容器に流し込み、こ
れを容器ごと抽出槽に入れ、抽出媒体として二゛酸化炭
素を用い、50℃の温度および200 k+J/cm
2の圧力の超臨界条件下で該ゾル中の溶媒および水分の
除去を3時間行なったところ、中央部のゲルマニウム含
有円柱状成形体を含む均一な細孔径を有する多孔質成形
体が得られた。この成形体を吃燥後、気下で1,200
’″Cの調度で5時間焼成することにより中央部かゲル
マニウムリッチであるシリカ質光ファイバー円材が得ら
れた。この母材の中心部と外層との屈折率の差は0.8
%であった。
実施例3
デI・ラストキシシラン1重量部およびゲルマニウムテ
トライソプロポキシド0.95重間部をイソプロパツー
ル3小伝部に混合したのち、水0゜4唄♀部および28
%アンモニア水0.04重量部を添/l[l L/、6
0’Cの温度で10時間撹拌してゾルAJFr:得た。
トライソプロポキシド0.95重間部をイソプロパツー
ル3小伝部に混合したのち、水0゜4唄♀部および28
%アンモニア水0.04重量部を添/l[l L/、6
0’Cの温度で10時間撹拌してゾルAJFr:得た。
テトラメトキシシラ25重四部およびゲルマニウムテト
ライソプロポキシド4重坦部をイソプロパツール10重
量部に混合したのち、水2単量部および28%アンモニ
ア水0.1重間部を添bob、60’Cの温度で5時間
撹拌してゾルB8得た。テトラメトキシシラン15重量
部およびゲルマニウムテトライソプロポキシド9組量部
をイソプロパツール20重量部に混合したのち、水4重
量部および28%アンモニア水0.2重量部を添加し、
60℃の温度で5時間撹拌してゾルCを得た。テトラメ
トキシシラン30重通部およびゲルマニウムテトライソ
プロポキシド12重量部をインプロパツール40重層部
に混合したのち、水10重1部および28%アンモニア
水0.5重番部を添加し、60℃の温度で5時間撹拌し
てゾルDを得た。テトラエトキシシラン50重量部およ
びメタノール100重選部に高純度微粉末状シリカ(純
度99.9%、平均粒径1μm)50重層部を混合し、
充分撹拌して得られるスラリーに0.05AJ!定アン
モニア水をテトラメトキシシランに対して4倍モル添加
し、60’Cの温度で10時間撹拌してゾルEを得た。
ライソプロポキシド4重坦部をイソプロパツール10重
量部に混合したのち、水2単量部および28%アンモニ
ア水0.1重間部を添bob、60’Cの温度で5時間
撹拌してゾルB8得た。テトラメトキシシラン15重量
部およびゲルマニウムテトライソプロポキシド9組量部
をイソプロパツール20重量部に混合したのち、水4重
量部および28%アンモニア水0.2重量部を添加し、
60℃の温度で5時間撹拌してゾルCを得た。テトラメ
トキシシラン30重通部およびゲルマニウムテトライソ
プロポキシド12重量部をインプロパツール40重層部
に混合したのち、水10重1部および28%アンモニア
水0.5重番部を添加し、60℃の温度で5時間撹拌し
てゾルDを得た。テトラエトキシシラン50重量部およ
びメタノール100重選部に高純度微粉末状シリカ(純
度99.9%、平均粒径1μm)50重層部を混合し、
充分撹拌して得られるスラリーに0.05AJ!定アン
モニア水をテトラメトキシシランに対して4倍モル添加
し、60’Cの温度で10時間撹拌してゾルEを得た。
上記ゾルAを円筒状容器に流し込み、50℃、200
kg/cm 2の二酸化炭素で3時間乾燥し、成形体を
得た。この成形体を円筒容器の中央にセットし、その周
囲にゾルBを流し込み、50℃、200局/cm 2の
二酸化炭素で3時間乾燥し、成形体を得た。さらに成形
体を円柱状容器の中央に置き、その周囲にゾルCを流し
込み、同様な乾燥を経て同心円状に3一層となった円柱
状成形体を得た。
kg/cm 2の二酸化炭素で3時間乾燥し、成形体を
得た。この成形体を円筒容器の中央にセットし、その周
囲にゾルBを流し込み、50℃、200局/cm 2の
二酸化炭素で3時間乾燥し、成形体を得た。さらに成形
体を円柱状容器の中央に置き、その周囲にゾルCを流し
込み、同様な乾燥を経て同心円状に3一層となった円柱
状成形体を得た。
この円柱状成形体をさらに円筒容器の中央に置き、その
周囲にゾルDを流し込み、これを容器ごと50℃の温度
で200気圧の超臨界状態にした炭酸ガス気流中で3時
間乾燥を行なったところ、同心円状に4層となった円柱
状に一体化した成形体を得た。さらにこの成形体を円筒
容器の中心に置き、その周囲にゾルEを流し込み、同様
に上記超臨界条件下で脱水、UR溶媒を行い、これを乾
燥したのち、1,200℃の温度で10時間焼成したと
ころ、中央部が最もゲルマニウムリッチで外側に向っ−
(角のゲルマニウム濃度勾配を有し、屈折率もこれに伴
なった勾配を有するGRIN型光ファイバー母材を得た
。この母材の中心部と最外層の屈折率差は1.5%であ
った。
周囲にゾルDを流し込み、これを容器ごと50℃の温度
で200気圧の超臨界状態にした炭酸ガス気流中で3時
間乾燥を行なったところ、同心円状に4層となった円柱
状に一体化した成形体を得た。さらにこの成形体を円筒
容器の中心に置き、その周囲にゾルEを流し込み、同様
に上記超臨界条件下で脱水、UR溶媒を行い、これを乾
燥したのち、1,200℃の温度で10時間焼成したと
ころ、中央部が最もゲルマニウムリッチで外側に向っ−
(角のゲルマニウム濃度勾配を有し、屈折率もこれに伴
なった勾配を有するGRIN型光ファイバー母材を得た
。この母材の中心部と最外層の屈折率差は1.5%であ
った。
比較例
実施例2および4の方法において、最終的なゲルの乾燥
を、超臨界流体である二酸化炭素を用いずにピンホール
あけたアルミニウム箔で容器に蓋をして、室温で徐々に
乾燥を行なったところ、最外周のゲル層に亀裂が生じた
。
を、超臨界流体である二酸化炭素を用いずにピンホール
あけたアルミニウム箔で容器に蓋をして、室温で徐々に
乾燥を行なったところ、最外周のゲル層に亀裂が生じた
。
(発明の効果)
以上述べたように、本発明による光ファイバー母材の製
造方法は、シリコンアルコキシドとゲルマニウムアルコ
キシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解してゲルを
形成して、ゲル状成形体を」7部として得、該成形体を
より大きな円筒状容器の中心に6き、その周囲に高純度
シワ力粉末とシリコンフル」キシドとを混合したのちに
加水分解して得られたゾルを供給し、そのままあるいは
ゲル化したのら、超臨界条件下で超臨界流体により水お
よび溶媒を除去することにより多孔質クラッド層を有す
る成形体を得、該成形体を700℃以上の温度で焼成す
ることにより行なわれるものであるから、屈折率の高い
コア部とそれより屈折率の低いクラッド層が極めて短時
間で一体的に形成でき、きわめて安価(光フフイバー母
材がシングルモード用として製造できる。また、超臨界
圧流体による脱溶媒、脱水の結果、乾燥ゲルには開気孔
が形成され、その後の加熱工程により光)?イム−1,
:とって有害な水酸基を充分に除去することかできるた
め、性能の向上が著しい。
造方法は、シリコンアルコキシドとゲルマニウムアルコ
キシドとの混合アルコキシド溶液を加水分解してゲルを
形成して、ゲル状成形体を」7部として得、該成形体を
より大きな円筒状容器の中心に6き、その周囲に高純度
シワ力粉末とシリコンフル」キシドとを混合したのちに
加水分解して得られたゾルを供給し、そのままあるいは
ゲル化したのら、超臨界条件下で超臨界流体により水お
よび溶媒を除去することにより多孔質クラッド層を有す
る成形体を得、該成形体を700℃以上の温度で焼成す
ることにより行なわれるものであるから、屈折率の高い
コア部とそれより屈折率の低いクラッド層が極めて短時
間で一体的に形成でき、きわめて安価(光フフイバー母
材がシングルモード用として製造できる。また、超臨界
圧流体による脱溶媒、脱水の結果、乾燥ゲルには開気孔
が形成され、その後の加熱工程により光)?イム−1,
:とって有害な水酸基を充分に除去することかできるた
め、性能の向上が著しい。
また、この場合、コア部の周囲をその内側よりbシリコ
ンアルコキシドに対するゲルマニウムアルコキシドの濃
度を低くした混合物を加水分解してl?られるゲルより
なるクラッド層を少なくとも1層形成さ廿たのら、その
周囲に高純度シリカ粉末とシリコンアル」キシドとを混
合したのち(加水分解して得られたゾルを供給し、その
ままあるい1」グル化したのち、超臨界条件Tで超臨界
流体により水および溶媒を除去することにより多孔質ク
ラッド層を有する成形体を得、該成形体を700℃以上
の温度でゆつ(り焼成することにより、複i層のクラッ
ド層を有するマルチモード用の光ノアイハー母材が短時
間で極めて安価に製造できる。
ンアルコキシドに対するゲルマニウムアルコキシドの濃
度を低くした混合物を加水分解してl?られるゲルより
なるクラッド層を少なくとも1層形成さ廿たのら、その
周囲に高純度シリカ粉末とシリコンアル」キシドとを混
合したのち(加水分解して得られたゾルを供給し、その
ままあるい1」グル化したのち、超臨界条件Tで超臨界
流体により水および溶媒を除去することにより多孔質ク
ラッド層を有する成形体を得、該成形体を700℃以上
の温度でゆつ(り焼成することにより、複i層のクラッ
ド層を有するマルチモード用の光ノアイハー母材が短時
間で極めて安価に製造できる。
Claims (6)
- (1)シリコンアルコキシドとゲルマニウムアルコキシ
ドとの混合アルコキシド溶液を加水分解してゲル形成し
てゲル状成形体をコア部として得、該成形体をより大き
な円筒状容器の中心に置き、その周囲に高純度シリカ粉
末とシリコンアルコキシドとを混合したのちに加水分解
して得られたゾルを供給し、そのままあるいはゲル化し
たのち、超臨界条件下で超臨界流体により水および溶媒
を除去することにより多孔質クラッド層を有する成形体
を得、該成形体を700℃以上の温度で焼成することを
特徴とする光ファイバー母材の製造方法。 - (2)コア部のゲルマニウム/ケイ素の原子比が0.0
3〜0.91であり、かつ該コア部と該クラッド層の屈
折率の差が0.1〜2%である特許請求の範囲第1項に
記載の製造方法。 - (3)高純度シリカ粉末の平均粒径は10μm以下であ
り、かつシリコンアルコキシドに対する比はそのケイ素
重量比で0.5〜5倍である特許請求の範囲第1項また
は第2項に記載の製造方法。 - (4)シリコンアルコキシドとゲルマニウムアルコキシ
ドとの混合アルコキシド溶液を加水分解してゲルを形成
してゲル状成形体をコア部として得、該成形体をより大
きな円筒状容器の中心に置き、その周囲にその内側より
もシリコンアルコキシドに対するゲルマニウムアルコキ
シドの濃度を低くした混合物を加水分解して得られるゲ
ルよりなるクラッド層を少なくとも1層形成させたのち
、その周囲に高純度シリカ粉末とシリコンアルコキシド
とを混合したのちに加水分解して得られたゾルを供給し
、そのままあるいはゲル化したのち、超臨界条件下で超
臨界流体により水および溶媒を除去することにより多孔
質クラッド層を有する成形体を得、該成形体を700℃
以上温度で焼成することを特徴とする光ファイバー母材
の製造方法。 - (5)コア部のゲルマニウム/ケイ素の原子比が0.0
3〜0.91であり、かつ該コア部と該クラッド層の最
外層の屈折率の差が0.1〜2%である特許請求の範囲
第4項に記載の製造方法。 - (6)高純度シリカ粉末の平均粒径は10μm以下であ
り、かつシリコンアルコキシドに対する比はそのケイ素
重量比で0.5〜5倍である特許請求の範囲第4項また
は第5項に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31162586A JPS63225544A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 光フアイバ−母材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31162586A JPS63225544A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 光フアイバ−母材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63225544A true JPS63225544A (ja) | 1988-09-20 |
Family
ID=18019509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31162586A Pending JPS63225544A (ja) | 1986-12-27 | 1986-12-27 | 光フアイバ−母材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63225544A (ja) |
-
1986
- 1986-12-27 JP JP31162586A patent/JPS63225544A/ja active Pending
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