KR20220044100A

KR20220044100A - 광섬유 모재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220044100A
Application number: KR1020210117515A
Authority: KR
Inventors: 료 미타
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2021-09-03
Publication date: 2022-04-06
Also published as: CN114315119A; JP2022058214A; US20220098083A1; EP3978451A1; KR102575219B1; JP7280926B2

Abstract

<과제>
유리 선반 가공을 행한 광섬유 모재를 심재로서 사용하여 제작한 광섬유 모재의, 심재와 외부 부착층의 계면에서의 이물의 발생을 없애어 품질을 개선 가능한 광섬유 모재의 제조 방법을 제공한다.
<해결 수단>
광섬유 모재의 적어도 일단을 파지부로 지지하는 스텝과, 상기 광섬유 모재를 회전시키면서 가열시켜 당해 광섬유 모재의 가공을 행하는 스텝을 포함하고, 상기 광섬유 모재는 상기 파지부가 구비하는 완충재를 개재하여 상기 파지부에 파지되고, 상기 완충재는 상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재를 포함하고, 상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재의 조성은 다르고, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba의 어느 것도 포함하지 않는 광섬유 모재의 제조 방법.

Description

광섬유 모재의 제조 방법{FABRICATION METHOD OF OPTICAL FIBER PREFORM}

본 발명은 광섬유 모재의 제조 방법에 관한 것이다.

근년, 생산성을 향상시키기 위해 광섬유 모재의 대형화가 진행되고 있다. 광섬유 모재는 예를 들면, VAD(Vapor Phase Axial Deposition)법이나 OVD(Outside Vapor Deposition)법 등의 주지의 방법에 따라 제작된다.

상기의 방법으로 제조된 광섬유 모재는 후공정에 제공하기 쉬운 형상으로 준비하기 위해, 예를 들면, 도 1에 나타내는 것 같은 유리 선반을 이용하여 행해진다. 또한, 도 1은 일반적인 유리 선반의 개략도이고, 유리 선반(1)은 외경 측정기(4), 가열원(5), 및 척(chuck)(6)을 구비하고, 더미봉(dummy rod)(2)을 개재하여 광섬유 모재(3)를 파지한다. 예를 들면, VAD법으로 제조한 굵은 직경의 코어 들어간 광섬유 모재를, OVD법의 심재로 이용하여 외부 부착층을 부가할 수가 있도록, 유리 선반에서 가는 직경으로 연신 가공하는 것 등이 대표적이다.

일반적으로 선반에서의 연신 가공에서는 먼저, (1) 광섬유 모재(3)와 석영 유리로 이루어지는 더미봉(2)을, 각각의 단면이 대향하도록 각각의 파지부(7)로 파지하고, 서로 대향하는 단면을 가열하여 양자를 접속한다. 다음에, (2) 광섬유 모재(3) 측의 파지부(7)를 개방하고, 파지부(7)에 다른 더미봉(2)을 파지하여 광섬유 모재(3)의 단면과 대향시키고, 양단면을 가열하여 양자를 접속한다. 이에 의해 광섬유 모재(3)는 그 양단에 더미봉(2)이 접속된 형태로 된다. 이와 같이 하여, 더미봉(2)을 개재하여 유리 선반(1)에 파지된 광섬유 모재(3)는 연신 가공이나 화염 연마 가공이 행해져, 예를 들면, 상기 OVD법의 심재 등으로 마무리된다.

유리 선반(1)에서 광섬유 모재(3)를 연신 가공한 심재와, 외부 부착층을 구비하고, OVD법으로 제조된 광섬유 모재에는 외부로부터 조명을 쬔 경우, 심재와 외부 부착층의 계면에 이물이 인지되는 경우가 있다. 이러한 이물은 광섬유에의 선뽑기 시에 파단의 원인으로 되거나 광섬유의 전송 손실의 원인으로 되거나 할 우려가 있어 바람직하지 않다.

특허문헌 1에는 상기와 같은 계면에 발생하는 이물을 제거하기 위해, 광섬유 모재의 표면을 불화수소산 등으로 화학 에칭하고 나서 유리 선반 가공을 행하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 이 방법에서는 화학 에칭 공정이 증가함으로써 비용 상승으로 이어질 뿐만 아니라, 요즈음의 대형화한 광섬유 모재에서는 화학 에칭량을 길이 방향으로 균일하게 관리하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

일본국 특허공개 2010－013352호 공보

본 발명자들은 상기 심재와 외부 부착층의 계면에 발생하는 이물의 조성을 분석한 결과, 이물의 주된 조성이 Ca 등의 알칼리토류 금속인 것을 발견하였다. 또, 이러한 이물은 유리 선반에서 최초로 광섬유 모재와 더미봉을 접속할 때에, 광섬유 모재를 유리 선반에서 파지한 개소에 고빈도로 발생하고 있는 것을 알아냈다.

도 2는 유리 선반(1)(도 1 참조)의 척(6＇)의 상세한 모습이다. 척(6)은 파지부(7)와 완충재(8)를 구비하고, 완충재(8)를 개재하여 유리 모재(3)를 파지한다.

도 1에서 설명한 것처럼, 유리 선반(1)에 의한 가공에서는 제1공정으로서 광섬유 모재(3)에 더미봉(2)을 접속함으로써, 척(6)의 파지부(7)로 광섬유 모재(3)를 파지한다. 파지부(7)에서는 광섬유 모재(3)에 흠집을 내는 것이나 티끌을 부착시키는 것을 방지하기 위해, 완충재(8)를 개재하여 광섬유 모재(3)를 파지하는 것이 일반적이다. 그러나, 파지부(7)는 유리 선반(1)의 버너 화염의 열 등으로 가열되어 고온으로 되어 있다. 또, 광섬유 모재(3)가 파지부(7)로부터 미끄러빠지지 않도록 하기 위해, 광섬유 모재(3)와 완충재(8)는 강한 힘으로 단단히 조여진다. 이러한 고온이나 강한 힘에 견디기 위해, 완충재(8)는 고무제의 소재에, 예를 들면 입자를 잘게 한 CaCO₃와 같은 무기 충전제를 이겨넣어 강도를 높인 시트(sheet)인 경우가 많다.

광섬유 모재(3)를 유리 선반(1)의 척(6)으로, 이러한 Ca를 포함하는 완충재(8)를 개재하여 강하게 파지함으로써, 광섬유 모재(3)의 표면에 완충재(8)의 Ca가 부착하여, 유리 선반(1)의 버너 화염의 방사열에 의해 가열됨으로써, 광섬유 모재(3) 내에 Ca가 용해 확산한다고 생각된다. 이러한 광섬유 모재(3)를 심재로서 OVD법으로 제공하면, 용해한 Ca가 심재와 외부 부착층의 계면에서의 이물로서 발견되고 있다고 상정된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 유리 선반 가공을 행한 광섬유 모재를 심재로서 사용하여 제작한 광섬유 모재의, 심재와 외부 부착층의 계면에서의 이물의 발생을 없애어 품질을 개선 가능한 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 광섬유 모재의 제조 방법은 광섬유 모재의 적어도 일단을 파지부로 지지하는 스텝과, 상기 광섬유 모재를 회전시키면서 가열시켜 당해 광섬유 모재의 가공을 행하는 스텝을 포함하고, 상기 광섬유 모재는 상기 파지부가 구비하는 완충재를 개재하여 상기 파지부에 파지되고, 상기 완충재는 상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재를 포함하고, 상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재의 조성은 다르고, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba의 어느 것도 포함하지 않는다.

또 본 발명은 상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가 충전제로서 SiO₂ 등을 첨가한 고무제 소재로 이루어지는 것, 혹은 PTFE, PFA, 폴리이미드 중 적어도 1종을 포함하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

또 본 발명은 상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가 셀룰로스, 리그닌 중 적어도 1종을 포함하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

상기 광섬유 모재의 제조 방법에 있어서, 상기 완충재의, 상기 파지부와 접촉하는 면측의 부재에는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.

또 본 발명은 상기 완충재가 적어도, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 제1소재와, 상기 파지부와 접촉하는 면측의 제2소재로 이루어지고, 상기 제1소재의 두께가 0.1mm 이상 2.0mm 이하이고, 상기 제2소재의 두께가 1.0mm 이상 3.0mm 이하이고, 상기 완충재의 합계 두께를 1.1mm 이상 4.0mm 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 광섬유 모재의 제조 방법에 의하면, 광섬유 모재에 이물의 원인으로 될 수 있는 물질을 부착시키지 않고 유리 선반에서 가공하는 것이 가능하게 되어, 공정을 늘리지 않고 이물의 발생을 억제하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 일반적인 유리 선반의 예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 일반적인 유리 선반의 척의 예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에서 이용한 유리 선반의 척의 예를 나타내는 개략도이다.

이하에 본 발명의 광섬유 모재의 제조 방법을 설명한다. 하기의 실시형태는 청구범위에 관한 발명을 한정하는 것은 아니고, 여러 가지 태양이 가능하다.

도 3은 이하의 실시형태예에서 사용한 유리 선반의 척의 일례이다. 척(6)은 파지부(7)와 완충재(8)를 구비한다. 완충재(8)는 모재 접촉 부재(9)와 파지부 접촉 부재(10)를 구비한다. 모재 접촉 부재(9)는 완충재(8)에 있어서의 광섬유 모재(3)와 접촉하는 면측의 부재이고, 파지부 접촉 부재(10)은 완충재(8)에 있어서의 파지부(7)와 접촉하는 면측의 부재이다. 이와 같이 완충재(8)는 광섬유 모재(3)와 접촉하는 면측의 모재 접촉 부재(9)와 파지부와 접촉하는 면측의 파지부 접촉 부재(10)로 이루어지고, 다른 조성으로 이루어지는 부재를 조합하여 구성된다.

광섬유 모재와 접촉하는 면측의 모재 접촉 부재(9)는 CaCO₃ 등, 구체적으로는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba를 포함하지 않는 것으로 하고, 충전제로서 SiO₂ 등을 첨가한 고무제 소재로 이루어지는 것이나, PTFE, PFA, 폴리이미드 외에, 셀룰로스, 리그닌 등을 포함하는 종이 시트 등의 소재인 것이 바람직하다.

PTFE, PFA, 폴리이미드 등은 내구성과 청결성이 뛰어나, 광섬유 모재 표면에의 이물 원인 부착 보호에 높은 효과를 발휘하는 한편, 미끄러지기 쉽다고 하는 특징이 있다. 광섬유 모재(3)를 척(6)으로부터 미끄러빠지게 하거나, 광섬유 모재(3)와 더미봉(2)(더미 유리재)을 용착할 때에 척(6)으로부터 광섬유 모재(3)가 미끄러지거나 할 가능성이 있다.

한편, 셀룰로스, 리그닌 등을 포함하는 종이 시트는 PTFE, PFA, 폴리이미드에 내구성에서는 떨어지지만, 미끄러지기 어렵기 때문에 광섬유 모재를 파지해도 미끄러질 위험성이 없다. 이들 조성이면, 완충재로서 CaCO₃ 등을 포함하는 고무제 소재와 비교해도 손색이 없는 성능을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유 모재에 접촉해도 후공정에서 광섬유 모재에 용해하는 이물을 부착시킬 우려는 없다.

그러나, 염가이고 조제가 용이한 충전제인 CaCO₃ 등을 포함하지 않는 재료만을 완충재(8)에 이용하는 경우는 비용 부담이 커지고, 또 완충재(8)의 반복 사용에 의한 소모가 빠르다. 그래서, 광섬유 모재(3)와 접촉하지 않는 면, 즉 파지부(7)와 접촉하는 면측에는 충전제로서 CaCO₃ 등, 구체적으로는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba를 포함하는 종래의 고무제 소재를 이용함으로써, 비용 부담을 줄이고, 반복 사용 가능 횟수를 증대시키는 것이 가능하게 된다.

또, 완충재(8)의, 광섬유 모재(3)와 접촉하는 면측의 모재 접촉 부재(9)를 제1소재로 하고, 파지부와 접촉하는 면측의 파지부 접촉 부재(10)를 제2소재로 했을 때, 각각의 소재의 두께를 최적화하는 것이 바람직하다. 이에 의해 비용과 내구성의 최적화를 더 추진하는 것이 가능하게 된다. 구체적으로는 제1소재의 두께를 0.1mm 이상 2.0mm 이하로 하고, 제2소재의 두께를 1.0mm 이상 3.0mm 이하로 하고, 완충재(8)의 합계 두께를 1.1mm 이상 4.0mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 각 소재의 두께가 이 범위로부터 벗어나면, 강도가 저하하거나, 광섬유 모재를 파지하고 회전할 때에 흔들림 회전이 커지거나 한다.

또한, 본 발명에 있어서의 완충재(8)는 그 총두께가 4.0mm 이하이면, 제1소재와 제2소재만으로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 제1소재와 제2소재 사이에 다른 조성으로 이루어지는 부재를 개재시킬 수도 있다.

이와 같이 제1소재와 제2소재를 포함하는 완충재는 사전에 첩합(貼合)하여 시트상으로 하여 만들어도 좋고, 제1소재로 이루어지는 시트로 광섬유 모재(3)를 싼 후, 제1소재의 위로부터 광섬유 모재(3)에 접촉하지 않게 제2소재로 이루어지는 시트로 또 싸서 사용해도 좋다. 또, 그들을 사전에 척(6)의 파지부(7)에 첩부해 두어도 좋다.

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다.

실시예

먼저, VAD법으로 퇴적하여 얻은 다공질 유리 모재를 소결하여 제조한 유효부의 길이 600mm, 유효부 평균 외경 100mm의 광섬유 모재를 준비하고, 선반의 일방의 파지부로 파지시켰다. 다음에, 외경 80mm, 길이 500mm의 석영 유리로 이루어지는 더미봉을, 각각의 단면이 대향하도록 선반의 다른 일방의 파지부로 파지시켰다.

그 후 선반 척에 파지시킨 광섬유 모재와 더미봉을 공히 20rpm으로 회전시키면서, 버너로부터 방출한 산수소 화염을 이용하여, 수소 400L/min, 산소 200L/min의 유량으로 동시에 5분간 구운 후에 용착시켰다.

다음에, 광섬유 모재 측의 파지부를 개방하고, 개방한 파지부에 다른 외경 80mm, 길이 500mm의 석영 유리로 이루어지는 더미봉을 파지시킨 후, 광섬유 모재와 더미봉을 공히 20rpm으로 회전시키면서, 버너로부터 방출한 산수소 화염을 이용하여, 수소 400L/min, 산소 200L/min의 유량으로 동시에 5분간 구운 후 양단면을 용착시켰다.

이에 의해 광섬유 모재는 그 양단에 더미봉이 접속된 형태로 되었다. 이 광섬유 모재를 복수의 연신 스텝을 거쳐 최종 목표경 50mm, 유효부 길이 2000mm로 연신하였다. 그 후 연신하여 얻은 광섬유 모재의 양단에 외경 40mm, 길이 500mm의 석영 유리로 이루어지는 더미봉을 20rpm으로 회전시키면서, 수소 400L/min, 산소 200L/min의 유량으로 동시에 5분간 구운 후에 용착시킴으로써, OVD법의 심재로서 마무리하였다.

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(tail) 이동 속도를 VT로 했을 때,

VB×D1²=(VT＋VB)×D2²

으로 되기 때문에, VB를 일정하게 하고 VT를 제어하여 연신을 행하였다. 이와 같이 하여 OVD법의 심재로 되는 광섬유 모재를 얻었다.

이하, 상기 OVD법의 심재로서 마무리된 광섬유 모재를 선반 척에 파지하는 태양예를 비교예 1~7 및 실시예 1~24로 하여 들었다.

［비교예 1］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그것을 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 2］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 3］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Al(OH)₃를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 4］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Na·K·Al₂Si₂O₅를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 5］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Na(AlSi₃O₁₂)₃·H₂O를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 6］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 3MgO·4SiO₂·H₂O를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［비교예 7］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 BaSO₄를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 1］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 2］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 3］

광섬유 모재를, PFA로 이루어지는 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 4］

광섬유 모재를, 폴리이미드로 이루어지는 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 5］

광섬유 모재를, 주식회사 트라이푸제 타우파집타올(상품명)로 이루어지는 두께 0.5mm의 종이제 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 6］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 7］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Al(OH)₃를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 8］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Na·K·Al₂Si₂O₅를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 9］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 Na(AlSi₃O₁₂)₃·H₂O를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 10］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 3MgO·4SiO₂·H₂O를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 11］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 BaSO₄를 첨가한 두께 1.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 12］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 두께 1.5mm의 PTFE로 이루어지는 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 13］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 두께 1.5mm의 PFA로 이루어지는 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 14］

광섬유 모재를, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 두께 1.5mm의 폴리이미드로 이루어지는 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 15］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 0.05mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 16］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 0.1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 17］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 18］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 2mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 19］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 2.5mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 20］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 0.5mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 21］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 0.8mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 22］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 1mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 23］

［실시예 24］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 3mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

［실시예 25］

광섬유 모재를, PTFE로 이루어지는 두께 1mm의 시트로 싸고, 또 그 위로부터, 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 CaCO₃를 첨가한 두께 3.2mm의 시트로 싸고, 그들을 합쳐 완충재로 하여 광섬유 모재를 선반 척에 파지시켰다.

상기 비교예 1~7 및 실시예 1~25에 있어서 선반 척에 파지시킨 심재에 대해, OVD법으로 80kg의 유리 미립자체를 외부 부착한 후, 1500℃에서 소결하여 투명 유리화시킴으로써 대형의 광섬유 모재를 제조하였다.

그 후 외부로부터 할로겐 램프에 의한 광을 조사하여 심재와 외부 부착층의 계면에서의 이물의 유무를 확인하였다.

표 1에 상기 비교예 1 내지 7 및 실시예 1 내지 25에서 이용한 완충재를 구성하는 제1소재 및 제2소재의 조성과 두께, 완충재의 합계 두께, 대형 광섬유 모재의 심재와 외부 부착층의 계면 이물 발생 상황, 또 완충재로서의 사용 가부를 판정한 것을 정리하여 나타냈다.

완충재로서의 사용 가부 판정은 계면 이물 발생 상황 외에, 작업하기 쉬움, 또 완충재의 반복 사용성의 종합 판단으로 결정하였다. 작업하기 쉬움이란 구체적으로는 예를 들면 선반 척으로 광섬유 모재를 파지했을 때의 파지하기 쉬움 등이다. 표 중 ○=문제 없음, △=개선의 여지는 있지만 사용 가능, ×=사용 불가다.

비교예 1 내지 7은 심재와 외부 부착층의 계면에 이물이 인지되어 완충재로서 부적당하였다. 한편, 실시예 1~25에는 이러한 이물이 인지되지 않고, 실시예 1~25는 모두 완충재로서 사용할 만한 것이었다. 이로부터, 광섬유 모재와 접촉하는 제1소재에 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba가 포함되는 것은 바람직하지 않다고 할 수 있다. 이들은 광섬유 모재의 표면에 부착하여 후공정의 가열로 유리 내로 용해해 간다고 생각된다.

실시예 1에서는 제1소재에 아크릴로니트릴·부타디엔 고무에 충전제로서 SiO₂가 첨가되어 있고, 심재와 외부 부착층의 계면에 이물은 인지되지 않아 바람직한 결과가 얻어졌다. 실시예 2 내지 5에 있어서도 계면에 이물은 발생하지 않고, PTFE, PFA, 폴리이미드의 시트, 및 종이제 시트는 청정도가 높아 바람직하다고 생각된다.

실시예 6 내지 14의 비교에 있어서, 실시예 6 내지 11은 척에 의해 완충재를 단단히 조여 찌부러뜨리고, 그 후에 척을 느슨하게 했을 때 충분한 복원력을 확인할 수 있었다. 한편, 실시예 12 내지 14는 완충재로서의 사용에는 충분히 견디지만, 복원력이 실시예 6 내지 11에 비해 약했다. 완충재의 반발력은 모재를 파지하는 힘의 하나이고, 완충재가 단단히 조인 후에 있어서도 복원력을 유지하고 있는 것은 완충재의 양호한 반복 사용의 가능성을 향상시킨다. 이것으로부터, 실시예 6 내지 14는 완충재로서 합격이고, 그중에서도 실시예 6 내지 11은 복원력에 있어서 보다 뛰어나, 완충재의 양호한 반복 사용의 가능성을 향상시킨다고 할 수 있다. 따라서, 완충재의 양호한 반복 사용의 가능성을 높이려면, 제2소재에 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba가 포함되는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 이들로 이루어지는 충전제는 재료의 강도나 복원성을 높일 수가 있으므로, 강한 힘으로 척이 단단히 조여진 후에도 완충재의 재이용을 가능하게 하기 쉬워 경제적인 이익이 있다.

실시예 15 내지 25의 비교에 있어서, 실시예 15, 19~21, 25에는 광섬유 모재를 파지하여 회전시킬 때, 허용 범위 정도의 흔들림 회전이 보였다. 한편, 실시예 16~18, 22~24에는 이러한 흔들림 회전이 보이지 않았다. 이것으로부터, 실시예 15~25는 완충재로서 합격이고, 그중에서도 실시예 16~18, 22~24는 파지하기 쉬움에 있어서 보다 뛰어나, 작업하기 쉬움을 향상시킨다고 할 수 있다. 따라서, 제1소재의 두께는 0.1mm 이상 2.0mm 이하, 제2소재의 두께는 1.0mm 이상 3.0mm 이하로 하는 것이 바람직하고, 이들 완충재의 합계 두께는 1.1mm 이상 4.0mm 이하로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다. 각 소재의 두께가 이 범위로부터 벗어나면, 강도가 저하하거나, 광섬유 모재를 파지하고 회전할 때에 흔들림 회전이 커지거나 한다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태예에 한정되는 것은 아니고, 적당한 변형, 개량 등이 자유롭다.

1： 유리 선반
2： 더미봉(dummy rod)
3： 광섬유 모재
4： 외경 측정기
5： 가열원
6： 척(chuck)
7： 파지부
8： 완충재
9： 모재 접촉 부재
10： 파지부 접촉 부재

Claims

광섬유 모재의 적어도 일단을 파지부로 지지하는 스텝과,
상기 광섬유 모재를 회전시키면서 가열시켜 당해 광섬유 모재의 가공을 행하는 스텝을 포함하고,
상기 광섬유 모재는 상기 파지부가 구비하는 완충재를 개재하여 상기 파지부에 파지되고,
상기 완충재는 상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재를 포함하고,
상기 광섬유 모재에 접촉하는 면측의 부재와, 상기 파지부에 접촉하는 면측의 부재의 조성은 다르고,
상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재는 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba의 어느 것도 포함하지 않는 광섬유 모재의 제조 방법.
제1항에 있어서,　
상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가, 충전제로서 SiO₂ 등을 첨가한 고무제 소재로 이루어지는 광섬유 모재의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가 PTFE, PFA, 폴리이미드 중 적어도 1종을 포함하는 광섬유 모재의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가 셀룰로스, 리그닌 중 적어도 1종을 포함하는 광섬유 모재의 제조 방법.
제4항에 있어서,
상기 완충재의, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 부재가 종이제 시트인 광섬유 모재의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완충재의, 상기 파지부와 접촉하는 면측의 부재가 Ca, Mg, Al, K, Na, Mg, Ba 중 적어도 1종을 포함하는 광섬유 모재의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 완충재가 적어도, 상기 광섬유 모재와 접촉하는 면측의 제1소재와, 상기 파지부와 접촉하는 면측의 제2소재로 이루어지고, 상기 제1소재의 두께가 0.1mm 이상 2.0mm 이하이고, 상기 제2소재의 두께가 1.0mm 이상 3.0mm 이하이고, 상기 완충재의 합계 두께가 1.1mm 이상 4.0mm 이하인 광섬유 모재의 제조 방법.