KR20220022863A - 광섬유용 유리 모재, 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법 - Google Patents

광섬유용 유리 모재, 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법 Download PDF

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KR20220022863A
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신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
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Abstract

<과제>
국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기를 가지는 연신 가공 전의 유리 모재를, 몇 안 되는 연신 스텝으로 최종 목표 직경으로 연신 가공이 용이하고, 불필요한 연신 스텝의 추가를 필요로 하지 않는 광섬유용 유리 모재 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법을 제공한다.
<해결 수단>　
하나 또는 복수의 연신 스텝을 거쳐 이루어지는 광섬유용 유리 모재를 최종 목표 직경으로 연신 가공하는 최종 연신 스텝의 전단계의 광섬유용 유리 모재로서, 당해 광섬유용 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하이고, 또한 상기 얻어진 외경 측정 결과의, 임의의 지점에서의 외경의 곡률의 절대치의 최대치가 0.003 이하인 것을 특징으로 하고 있다.

Description

광섬유용 유리 모재, 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법{GLASS PREFORM FOR OPTICAL FIBER, AND METHOD FOR DRAWING GLASS PREFORM FOR OPTICAL FIBER}
본 발명은 광섬유용 유리 모재, 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법에 관한 것이다.
광섬유용 유리 모재는 예를 들면, VAD법이나 OVD법 등에 의해 제조된다. 이 방법은 유리 원료의 사염화규소 등을 산소, 수소 가스와 함께 버너에 공급하여 화염 가수분해 반응을 일으키게 하여 생긴 유리 미립자를 출발 기재 상에 퇴적시켜 다공질 유리 모재를 형성하고, 이것을 탈수, 투명 유리화를 행하는 것이다. 이렇게 하여 얻어진 광섬유용 유리 모재는 대략 원통 형상으로 되어 있고, 이것을 선인기(線引機)에 대응한 평균 외경, 외경 변동, 길이로 가공한 후, 선인기에 의해 선뽑기함으로써 광섬유가 얻어진다.
가공 전의 유리 모재는 대략 원통 형상으로 되어 있지만, 길이 방향으로 외경 변동이 존재한다. 외경 변동이 큰 모재를 선뽑기하면, 선인기의 모재 삽입구의 클리어런스(clearance)가 변화하고, 그 영향을 받아 선인기의 노(furnace) 내의 기류가 바뀌기 때문에, 얻어지는 광섬유의 품질 특성에 악영향을 미친다. 또, VAD법으로 제조된 광섬유용 유리 모재를 대략 일정한 외경으로 연신하여 OVD법의 심재로서 제공하고, 또한 큰 직경의 광섬유용 유리 모재를 얻는 방법도 있다.
이 경우 심재에 외경 변동이 존재하면, 큰 직경의 광섬유용 유리 모재의 길이 방향의 광학 특성이 불균일하게 되고, 이것을 선뽑기하여 얻어지는 광섬유의 품질 특성에 악영향을 미친다. 이 때문에, 모재의 마무리 외경이 길이 방향으로 가능한 한 균일하게 되도록 연신 가공하여 후공정에 제공하는 것이 바람직하다. 즉, 유리 모재의 연신 가공에 있어서, 외경이 굵은 개소에서는 축경량(縮徑量)을 늘리고, 외경이 작은 개소에서는 축경량을 줄여, 외경 변동이 작은 모재로 마무리한다.
상기와 같은 유리 모재의 연신 가공에는 유리 선반이나 전기로가 잘 이용된다. 이들 장치는 일반적으로 유리 모재를 가열하여 연화시키는 가열원과, 유리 모재, 혹은 유리 모재에 접속된 더미봉(dummy rod)을 파지하는 척(chuck)과, 가열원 혹은 척을 이동시킴으로써 연화한 유리 모재를 축경시키는 기구로 이루어져 있다.
그렇지만, 가공 전의 유리 모재에는 길이 방향 전체에 큰 외경 변동이 있는 경우나, 비교적 짧은 구간에서 국소적인 외경 변동이 있는 경우가 있고, 이러한 케이스에서는 가공 후의 마무리 모재의 외경 변동도 커지는 경우가 많았다.
특히, VAD법 혹은 OVD법으로 제조한 유리 미립자 퇴적체는 기본적으로 직동(直胴)부와 양단의 테이퍼(taper)부로 이루어진다. 이것을 일방의 테이퍼부를 연직 하측으로 하여, 가열로 내로 진행시켜 가고, 일단으로부터 순차 소결하여 투명한 유리로 함으로써, 광섬유용 유리 모재를 얻는 방법이 일반적으로 행해지고 있다. 이 투명 유리화 시, 소결된 유리가 하방으로부터 점점 상방으로 부풀어올라 감으로써, 특히 소결 중 하측의 테이퍼부와 직동부의 경계 부근에서, 국소적으로 곡률의 절대치가 커진다고 하는 외경 변동을 일으키거나, 또한 하측의 테이퍼부 부근이 굵고, 상측의 테이퍼부 부근을 향해 가늘게 되어 간다고 하는 외경의 기울기가 발생하거나 한다.
이러한 광섬유용 유리 모재를 연신 전의 원래 형상의 유리 모재로 하고, 이것을 일정 외경으로 연신 가공하여 후공정에 제공하고 있다. 특히, 연신 전의 원래 형상의 유리 모재는 전술과 같이 국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기를 가지기 때문에, 그들을 일률적으로 일정 외경으로 연신 가공하려고 하면, 연신 후에도 국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기가 남아 버린다. 이것에 대응하기 위해서는 외경 변동이 작아질 때까지 반복 연신 스텝을 행할 필요가 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는 필요에 따라 연신 스텝을 복수 회 반복함으로써, 축경량이 크기도 하고, 국소 외경 변동을 가지고 있기도 한 광섬유용 유리 모재를 효율 좋게 연신하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에서는 국소 외경 변동이 큰 광섬유용 유리 모재에 대해서는 당해 국소 외경 변동이 작아질 때까지 반복 연신 스텝을 행할 필요가 있다. 이것은 가공 시간과 자재의 낭비가 될 뿐만 아니라, 광섬유용 유리 모재 표면의 실리카가 연신을 반복함으로써 증산(蒸散)하여, 광학 특성이 본래 설계하고 있던 것으로부터 어긋날 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 이 때문에, 복수 회의 연신 스텝을 반복하는 경우라도 각 스텝에 있어서 광섬유용 유리 모재의 국소 외경 변동은 작은 것이 바람직하다.
일본국 특허 제6198667호 공보
본 발명은 국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기를 가지는 연신 가공 전의 유리 모재를, 몇 안 되는 연신 스텝으로 최종 목표 직경으로 연신 가공이 용이하고, 불필요한 연신 스텝의 추가를 필요로 하지 않는 광섬유용 유리 모재 및 광섬유용 유리 모재의 연신 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 광섬유용 유리 모재는, 하나 또는 복수의 연신 스텝을 거쳐 이루어지는 광섬유용 유리 모재를 최종 목표 직경으로 연신 가공하는 최종 연신 스텝의 전단계의 광섬유용 유리 모재로서, 당해 광섬유용 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하이고, 또한 상기 얻어진 외경 측정 결과의, 임의의 지점에서의 외경의 곡률의 절대치의 최대치가 0.003 이하인 것을 특징으로 하고 있다.
상기 광섬유용 유리 모재는 이후 1회 이상 더 연신하여 최종 목표 직경으로 가공하고 나서 후공정에 제공하도록 해도 좋다.
또한, 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 유효부를, 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=cx＋d의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 c의 절대치가 상기 기울기 a의 절대치의 2배 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 원래 형상의 광섬유용 유리 모재는 VAD법 혹은 OVD법으로 제조한 유리 미립자 퇴적체를 소결하여 얻어진 유리 모재이다.
또 본 발명의 광섬유용 유리 모재의 연신 방법은, 복수의 연신 스텝을 거쳐 광섬유용 유리 모재를 최종 목표 직경으로 연신 가공하는 광섬유용 유리 모재의 연신 방법으로서, 최종 연신 스텝의 전단계의 광섬유용 유리 모재가, 상기 광섬유용 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하이고, 또한 상기 얻어진 외경 측정 결과의, 임의의 지점에서의 외경의 곡률의 절대치의 최대치가 0.003 이하이도록 연신하여 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명에 의하면, 원래 형상의 유리 모재가 가지는 국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기를 남기도록 연신한 유리 모재에서는 연신 제어가 간편하기 때문에, 복수의 연신 장치에 걸쳐 국소적인 직경 변동을 남기지 않는 연신이 가능하게 된다. 그 때문에 불필요한 연신 스텝의 추가가 필요 없게 되어 공정 시간의 단축이 가능하게 되었다.
도 1은 연신 장치의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 원래 형상의 광섬유용 유리 모재를 한 번 연신하여 얻어진 유리 모재의 외경 측정 결과의 일례를 나타내고, 광섬유용 유리 모재의 길이 방향의 외경 및 곡률과, 최소이승법으로 구한 회귀 직선을 나타내는 도이다.
도 3은 도 2에서 이용한 광섬유용 유리 모재의 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 외경 측정 결과를 나타낸 것이고, 광섬유용 유리 모재의 길이 방향의 외경 및 곡률과, 최소이승법으로 구한 회귀 직선을 나타내는 도이다.
예의 검토의 결과, 문제로 되어 있는 광섬유용 유리 모재의 국소 외경 변동은 연신 전의 원래 형상의 유리 모재의 형상에 유래하는 것을 알아냈다. 원래 형상의 유리 모재가 가지는 국소적인 외경 변동이나 길이 방향으로의 외경의 기울기에 대해, 그들을 일정 외경으로 연신하려고 하면, 치밀한 연신 제어가 필요하게 된다. 복수의 연신 장치를 사용하는 경우, 가열원의 공급 상태 등에 따라, 가열 상황에 미묘한 차이가 생기기 때문에, 특정의 연신 장치에서는 어느 정도 양호한 외경이 얻어졌다고 해도, 다른 연신 장치에서는 역으로 국소적인 외경 변동이 강조되는 경우가 있었다.
그래서, 본 발명에 있어서는 최종 직경으로 연신하기 전의 스텝에서, 균일한 외경으로 연신하려고 하는 것이 아니라, 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구하고, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하로 되도록 연신하면, 간단하고 쉬운 연신 제어로, 국소적인 외경 변동을 발생시키는 일이 없어져, 용이하게 최종 연신 가공에 제공하는 것이 가능하게 된다. 이에 의해 최종 목표 직경으로 연신 가공을 행할 때의 제어가 간편하게 되고, 복수의 연신 장치에 걸쳐 국소적인 직경 변동을 남기지 않는 연신이 가능하게 된다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명하지만, 하기 실시형태 내에서 설명되어 있는 특징의 조합 전부가 과제를 해결하기 위한 수단에 필수적이라고는 할 수 없고, 청구범위에 있어서 여러 가지 태양이 가능하다.
VAD법이나 OVD법 등으로 제작된 광섬유용 유리 모재는 일정한 직경의 기울기와 국소적인 휨을 가지고 있다. 이러한 광섬유용 유리 모재는 예를 들면, 도 1에 나타내는 것 같은 유리 선반으로 연신 가공이 행해진다.
유리 모재(3)의 양단에 더미봉(2)을 용착하고, 이 더미봉(2)을 척(1)으로 파지하여 유리 선반에 장착한다. 더미봉(2)을 척(1)으로 파지함으로써, 유리 모재(3)의 표면에 흠이 가지 않고, 또한 유리 모재(3)의 양단 부근을 가열했을 때 척(1)에 대한 열손상을 경감할 수가 있다. 더미봉(2)은 외경 변동이 작은 원통 형상을 가지는 유리봉이 바람직하고, 이에 의해, 척(1)으로 파지하여 유리 모재(3)을 회전시켰을 때의 축흔들림을 경감할 수가 있다. 이렇게 하여 세트(set)한 광섬유용 유리 모재를 버너(5)의 화염으로 가열하면서 척(1)으로 잡아당김으로써 축경한다.
광섬유용 유리 모재의 축경은 일반적으로 이하의 수순으로 행해진다.
먼저, 유리 모재의 외경 측정을 행하고, 유리 모재의 길이 방향의 외경 분포, 즉 유리 모재의 길이 방향의 위치와 각 위치에서의 외경을 길이 방향으로 미세한 간격으로 측정한다. 외경 데이터는 유리 선반의 이동 스테이지(stage)에 장착된 광학식 외경 측정기(4)를 유리 모재의 길이 방향을 따라 이동시키면서 외경을 연속적으로 측정함으로써 정확하고 효율적으로 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 얻어진 광섬유용 유리 모재의 위치와 외경 데이터에 기초하여, 버너를 이동시키면서 목표 연신 직경에 맞추어 테일(tail)의 이동 속도를 제어함으로써 모재의 축경이 행해진다.
연신하기 전의 원래 형상의 유리 모재와, 연신 후의 유리 모재의 외경의 차가 큰 경우는 복수의 연신 스텝을 거쳐 최종 직경으로 가공하는 것이 일반적이지만, 본 발명에 있어서는 최종 직경으로 연신하기 전의 스텝에서, 균일한 외경으로 연신하려고 하는 것이 아니라, 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구하고, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하로 되도록 연신하면, 간단하고 쉬운 연신 제어로, 국소적인 외경 변동을 발생시키는 일이 없어져, 용이하게 최종 연신 가공에 제공하는 것이 가능하게 된다.
구체적으로는 연신 전의 원래 형상의 유리 모재에 있어서, 외경이 가는 개소는 비교적 천천히 테일을 잡아당기거나, 굵은 개소는 비교적 빨리 테일을 잡아당기거나, 또 국소적인 변동을 고르게 하기 위해 미세한 테일 속도의 제어를 하거나 하는 미세한 조정이 간편하게 되기 때문에, 원래 형상의 유리 모재의 길이 방향으로의 외경의 기울기나 국소 직경 변동을 어느 정도 고르게 하면서, 외경 변동이 강조되어 있지 않은 최종 연신 전의 유리 모재가 얻어진다. 이와 같이 조정한 유리 모재를 최종 연신에 제공함으로써, 길이 방향으로 균일한 외경을 가지는 유리 모재를 용이하게 얻을 수 있다.
상기 원래 형상의 유리 모재의 유효부를, 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=cx＋d의 회귀 직선을 구하고, 얻어진 기울기 c의 절대치가 상기 기울기 a의 절대치의 2배 이하인 것이 바람직하다.
원래 형상의 유리 모재의 기울기를 연신에 의해 약간 완만하게 하는 것은, 그 후의 최종 연신에 의해 길이 방향으로 균일한 외경을 가지는 유리 모재로 하는 데 매우 유효하다.
또한, 상기에 있어서 연신 장치로서 유리 선반을 예로 들어 본 발명을 설명했지만, 그 이외의, 예를 들면 전기 가열식 연신로 등을 이용하는 경우에 있어서도 유효하다.
도 2는 원래 형상의 광섬유용 유리 모재를 한 번 연신하여 얻어진 유리 모재의 외경 측정 결과의 일례를 나타낸 것이고, 광섬유용 유리 모재의 길이 방향의 외경 및 곡률과, 최소이승법으로 구한 회귀 직선을 나타내고 있다.
도 3은 도 2에서 이용한 광섬유용 유리 모재의 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 외경 측정 결과를 나타낸 것이고, 광섬유용 유리 모재의 길이 방향의 외경 및 곡률과, 최소이승법으로 구한 회귀 직선을 나타내고 있다.
이들 도에 있어서, 실선이 외경, 파선이 외경으로부터 길이 방향을 따라 산출한 곡률, 점선이 외경으로부터 최소이승법으로 도출한 선형이다
또한, 곡률은 유리 모재의 외경 측정 결과로부터 길이 방향으로 외경의 1차 미분과 2차 미분을 산출하고, 곡률=2차 미분/｛1＋(1차 미분의 절대치)1. 5｝으로서 산출한 것이다.
도 2에 나타내는 광섬유용 유리 모재의 외경으로부터 최소이승법으로 도출한 기울기의 절대치는 0.002, 곡률의 절대치는 0.0028로 된다. 곡률의 절대치가 큰 개소는 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 시점에서 국소적인 외경 변동이 발생하고 있던 개소이다. 연신에 의해 이러한 광섬유용 유리 모재가 얻어지고 있는 경우, 기울기 및 국소적인 외경 변동이 원래 형상의 광섬유용 유리 모재와 비교하여 완만하게 되어 있기 때문에, 그 후의 균일한 외경의 광섬유용 유리 모재로의 최종 연신을 행함에 즈음하여 매우 유효하다.
실시예
VAD법으로 다공질 유리 모재를 퇴적시킨 것을 소결하여, 유효부의 길이 600mm, 양단의 테이퍼부의 길이 150mm, 및 유효부 평균 외경 100mm의 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재를 제조하였다.
또한, 상기 광섬유용 유리 모재의 형상 데이터는 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터 취득한 것이다. 평균 외경은 외경의 평균치로부터 산출하였다. 또, 상기 유효부는 기울기를 가지고 있고, 길이 방향으로의 직경의 기울기의 절대치는 0.015mm/mm였다.
또, 양단의 테이퍼부는 일단이 불투명 유리부를 포함하는 테이퍼부이고, 다른 일단은 투명 유리부로 이루어지는 테이퍼부였다. 불투명 유리부를 포함하는 테이퍼부는 유리 모재의 불투명부와 투명부의 경계에서 절단하였다. 그 후 유리 선반에서 양단의 척에 더미가 되는 외경 60mm의 유리봉을 세트하고, 당해 유리 모재의 상기 절단단(端)을 일방의 더미 유리봉에, 투명 유리부로 이루어지는 테이퍼부를 다른 일방의 더미 유리봉에 용착함으로써, 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 유리 선반에의 세트를 완료하였다.
상기 유리 선반에 세트된 연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재를, 복수의 연신 스텝을 거쳐 최종 목표 직경 50mm로 연신하였다. 이 복수의 연신 스텝에 있어서의 연신의 제어를 바꿈으로써, 비교예 1~4와 실시예 1, 2의 광섬유용 유리 모재를 만들었다. 연신의 제어는 이하와 같이 행하였다.
유리 선반에서의 연신 조건 산출 방법으로서 연신 전 유리 모재의 외경을 D1, 연신 후 유리 모재의 목표 외경을 D2, 버너대(臺) 이동 속도를 VB, 테일 이동 속도를 VT로 했을 때, VB×D1 2=(VT＋VB)×D2 2으로 되기 때문에, VB를 일정하게 하고 VT를 제어하여 연신을 행하였다.
［비교예 1］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 균일하게 55mm로 되도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다.
［비교예 2］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 균일하게 55mm로 되도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 균일하게 52mm로 되도록 연신하고, 제3연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다.
［비교예 3］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부가 연신 후에 절대치로 약 0.007mm/mm의 기울기를 가지도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다. 또한, 연신 후에 기울기를 가지는 것 같은 가공은 형상에 따라 목표 직경을 조금씩 변화시킴으로써 용이하게 행할 수가 있었다.
［비교예 4］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 연신 후에 절대치로 약 0.002mm/mm의 기울기를 가지도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다.
［실시예 1］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부가 연신 후에 절대치로 약 0.004mm/mm의 기울기를 가지도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다.
［실시예 2］
제1연신 스텝에서는 유리 모재 유효부가 연신 후에 절대치로 약 0.005mm/mm의 기울기를 가지도록 연신하고, 제2연신 스텝에서는 유리 모재 유효부의 외경이 최종 목표 직경의 50mm로 되도록 연신을 행하였다.
상기 비교예 1~4 및 실시예 1~2의 조건으로 광섬유용 유리 모재의 연신을 행하고, 그 평가는 하기와 같이 행하였다.
먼저, 최초로 연신한 후에 외경 측정을 행하여 얻어지는, 유효부 기울기의 절대치, 곡률 절대치의 최대치, 및 연신 전의 유리 모재의 유효부 기울기 c와 연신 후의 유리 모재의 유효부 기울기 a의 비 c/a의 절대치(이하, 단지 연신 전후의 유효부 기울기의 비 c/a라고 칭한다)를 구하고, 또한 최종 목표 직경으로 연신한 후의, 유효부 내의 외경 측정을 행하여 얻어지는 직경차를 구하였다.
각 유리 모재의 외경 측정 결과로부터, 길이 방향으로 외경의 1차 미분과 2차 미분을 산출하고, 곡률을 하기 식으로부터 산출하였다.
곡률=2차 미분/｛1＋(1차 미분의 절대치)1.5｝
또한, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 0.5mm보다 크면 불합격(×)으로 하고, 0.5mm 이하에서 합격(○)으로 하고, 0.2mm 이하이면 후공정에 제공했을 때 양호한 광학 특성이 얻어지기 쉬우므로 더 양호한 합격(◎)으로 하였다.
이상의 결과를 표 1에 정리하여 나타냈다.
Figure pat00001
비교예 1은 제1연신 스텝 후의 유효부 기울기의 절대치는 0.0008mm/mm로 작지만, 곡률 절대치의 최대치가 0.0070으로 크다. 연신 전의 국소적인 외경 변동을 고르게 할 수 있지 않은 것을 알 수 있다. 그 후 제2연신 스텝을 최종 연신 스텝으로 하여 연신했기 때문에, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 1.1mm로 커져 판정은 불합격으로 되었다.
비교예 2는 제1연신 스텝 후의 유효부 기울기의 절대치는 0.0009mm/mm로 작지만, 곡률 절대치의 최대치가 0.0063으로 크다. 연신 전의 국소적인 외경 변동을 고르게 할 수 있지 않은 것을 알 수 있다. 하지만, 그 후에 제2연신 스텝을 거친 후에, 제3연신 스텝을 최종 연신 스텝으로 하여 연신함으로써, 유효부 내의 직경차가 0.3mm로 되어 판정은 합격으로 되었다. 그러나, 여분의 연신 스텝을 거침으로써 처리 시간이 늘어나 연신에 필요한 자재도 증가해 버렸다.
비교예 3은 제1연신 스텝 후의 유효부 기울기의 절대치는 0.0072mm/mm로 비교예 1보다 크지만, 곡률 절대치의 최대치가 0.0015로 비교예 1보다 작다. 기울기를 가진 형상으로 연신함으로써, 연신 전의 국소적인 외경 변동을 어느 정도 고르게 할 수가 있었다. 그러나, 상기 유효부 기울기의 절대치가 너무 컸기 때문에, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 0.6mm로 커져 판정은 불합격으로 되었다.
비교예 4는 제1연신 스텝 후의 유효부 기울기의 절대치는 0.0024mm/mm로 비교예 1보다 크지만, 곡률 절대치의 최대치는 0.0034, 유효부 내의 직경차는 0.7mm로 비교예 1보다 작다. 이와 같이 기울기를 가진 형상으로 연신함으로써, 연신 전의 국소적인 외경 변동을 어느 정도 고르게 할 수가 있었다. 그러나, 곡률 절대치의 최대치가 너무 컸기 때문에, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 0.7mm로 커져 판정은 불합격으로 되었다.
실시예 1은 제1연신 스텝 후의 유효부 기울기의 절대치는 0.0041mm/mm로 비교예 1보다 크지만, 곡률 절대치의 최대치가 0.0027로 비교예 1보다 작다. 이러한 기울기를 가진 형상으로 연신함으로써, 연신 전의 국소적인 외경 변동을 어느 정도 고르게 할 수가 있었다. 그 결과 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 0.3mm로 작아져 판정은 합격으로 되었다.
실시예 2는 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차가 0.1mm로 작아 양호한 합격으로 되었다. 이것은 곡률 절대치의 최대치가 0.0023으로 작고, 연신 전후의 유효부 기울기의 비 c/a의 절대치가 1.96으로 적절한 값을 취함으로써, 제1연신 스텝 후의 곡률 절대치의 최대치도 0.0023으로 작아져, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차를 0.1mm로 작게 할 수가 있었다고 생각된다.
상기 표의 결과로부터, 연신 전후의 유효부 기울기의 비 c/a의 절대치는 2 이하로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.
이러한 광섬유용 유리 모재를 최종 연신 스텝 전의 모재로서 채용함으로써, 최종 연신 스텝 후의 유효부 내의 직경차를 작게 하는 것이 가능하게 되어, 불필요한 추가 연신 스텝도 불요하게 되기 때문에, 시간 단축, 에너지 절약에도 효과를 발휘한다.
또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 적당한 변형, 개량 등이 자유롭다.
1： 척(chuck)
2： 더미봉(dummy rod)
3： 유리 모재
4： 외경 측정기
5： 버너(burner)

Claims (5)

  1. 하나 또는 복수의 연신 스텝을 거쳐 이루어지는 광섬유용 유리 모재를 최종 목표 직경으로 연신 가공하는 최종 연신 스텝의 전단계의 광섬유용 유리 모재로서,
    당해 광섬유용 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하이고, 또한 상기 얻어진 외경 측정 결과의, 임의의 지점에서의 외경의 곡률의 절대치의 최대치가 0.003 이하인 것을 특징으로 하는 광섬유용 유리 모재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유용 유리 모재를 이후 1회 이상 더 연신하여 최종 목표 직경으로 가공하고 나서 후공정에 제공하는 광섬유용 유리 모재.
  3. 제2항에 있어서,
    연신 전의 원래 형상의 광섬유용 유리 모재의 유효부를, 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=cx＋d의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 c의 절대치가 상기 기울기 a의 절대치의 2배 이하인 광섬유용 유리 모재.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원래 형상의 광섬유용 유리 모재가 VAD법 혹은 OVD법으로 제조한 유리 미립자 퇴적체를 소결하여 얻어진 유리 모재인 광섬유용 유리 모재.
  5. 복수의 연신 스텝을 거쳐 광섬유용 유리 모재를 최종 목표 직경으로 연신 가공하는 광섬유용 유리 모재의 연신 방법으로서, 최종 연신 스텝의 전단계의 광섬유용 유리 모재가, 상기 광섬유용 유리 모재의 유효부를 길이 방향으로 연속적으로 외경 측정하고, 얻어진 외경 측정 결과로부터, y를 외경, x를 길이로 하여 최소이승법으로 y=ax＋b의 회귀 직선을 구했을 때의, 얻어진 기울기 a의 절대치가 0.005mm/mm 이하이고, 또한 상기 얻어진 외경 측정 결과의, 임의의 지점에서의 외경의 곡률의 절대치의 최대치가 0.003 이하이도록 연신하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유용 유리 모재의 연신 방법.
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