JPH02243529A - フッ化物光ファイバ用母材の延伸紡糸方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス表面近傍の水酸基、酸化物及び欠陥を
除去し、均質透明な表面を得ることができる、フッ化物
光ファイバ用母材の延伸紡糸方法に関する 〔従来の技術〕 フッ化物ガラスを素材とする光ファイバは、現在実用化
されている石英系光ファイバに比較して優れた光透過性
を存しており、最低光損失は１０−２〜１０−”　ｄＢ
　／　ｋｍとなることが知られている。フッ化ジルコニ
ウム（Ｚｒ　Ｆ＋　）をベースとするフッ化物ガラスは
、このような光ファイバ用母材として最も有望視されて
いる。

Ｚｒ系フッ化物光ファイバは、通常、以下の手順で作製
される。即ち、所定のガラス組成′となるよう秤量混合
された面相のフッ化ガラス原料を溶融し、その融液をモ
ールドにキャスティングして急冷し、ガラス母材を形成
する。これをさらに加熱延伸して光ファイバに線引きす
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のフッ化物ガラスの線引きにおいて、従来加熱雰囲
気としては、不活性ガス或いは特開昭６３−１９０７４
０号公報に記載されている、湿気と反応する乾燥剤を含
む乾燥ガスを用いて加熱紡糸され、比較的少ない表面結
晶化まで抑えられている。

しかしながら、上記の従来の延伸紡糸方法においては、
ガラス表面近傍に存在しているフッ素（以下Ｆとも略記
する）離脱欠陥及び更に加熱紡糸時に発生してしまうＦ
離脱欠陥の抑制に対しては、十分に作用しない。

すなわち、フッ化物ガラスは、構成元素であるＺｒ　、
Ｂａ　、Ｌａ　、ＡＩ！　、Ｎａのような重金属カチオ
ンとフッ素Ｆのアニオンとの間の結合力が比較的弱く、
ガラス母材合成時にＦが離散したＦ離脱欠陥が生じやす
い。更に、母材の加熱延伸及び紡糸時においても、加熱
が比較的高い場合には、ガラス表面近傍のＦが離散して
しまい、Ｆ離脱欠陥が生じやすい。また、例えばガラス
表面近傍にＦ離脱欠陥があれば、表面上の雰囲気中に含
有される水分との反応が生じやすく、欠陥の未結合手と
水分におけるＯＨ基とが結びつき、水酸化物が発生する
状況になる。このような、Ｆ離脱欠陥及び水酸化物が母
材ガラス表面上に存在すれば、それが破断要因となり、
強度劣化を引き起こしてしまうので、Ｆ離脱欠陥を抑制
して線引できる手段の開発は、重要な課題の一つである
。

本発明はこのような現状に鑑みてなさたちので、ガラス
表面近傍の水酸基、酸化物、欠陥を除去して線引できる
フッ化物光ファイバ用母材の延伸紡糸方法を提供せんと
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、フッ化物光ファイバ用母材の加熱延伸又は紡
糸工程において、加熱延伸又は紡糸直後のガラス表面を
ハロゲン系化合物の気体又は霧状液体雰囲気中に通過さ
せることを特徴とするフッ化物光ファイバ用母材の延伸
紡糸方法であり、これにより上記の課題を解決できて、
均質透明な表面のフッ化物光ファイバを得ることができ
る。

本発明における上記ハロゲン系化合物としては、ＨＦ　
、　Ｆｔ　、ＮＦｓ又はαＦ！が特に好ましい。

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施態様を示す概略説明図であり、
フッ化物光ファイバ用母材ｌをダミー棒２に接続して、
線引き用炉芯管３内に設置する。

該母材１を加熱ヒーター４により線引温度、例えば約３
２０℃程度に加熱し、線引してファイバ化するが、この
際、該炉心管３の上部に設けた線引き雰囲気ガス供給口
５から例えばＮｔガス等の線引雰囲気ガスを供給し、同
雰囲気ガス排気口６から排気しながら、また、下部に設
けたハロゲン系ガス供給ロアからは、例えばＦ２等の乾
燥／１０ゲン系ガスを供給して同ハロゲン系ガス排気口
８から排気しながら、線引するのである。この後、得ら
れたフッ化物光ファイバは、公知の樹脂被覆工程に送る
ことができる。

本発明のフッ化物光ファイバ用母材の組成は、例えばＺ
ｒＦｔ　、ＢａＦｔ　、ＬａＦｓ　、Ａｔ！Ｆｓ　、Ｈ
ｆＦ＋　、ＮａＦ　、ＰｂＦｌ等のフッ素化合物からな
るものが好ましく、その製造方法は特に限定されるとこ
ろはなく、例えばビルトインキヤスティング法、直接急
冷法等により製造できる。線引温度は、母材の組成によ
り異なるものの、その軟化温度以上、結晶化温度以下が
一般的温度範囲であり、３００℃〜３５０℃程度である
。

本発明の線引き雰囲気ガスとしては、例えばＮ、。

〜、Ｈｅ等の乾燥不活性ガスを用いることが好ましい。

本発明の特徴とする、加熱延伸又は紡糸直後の雰囲気と
するハロゲン系化合物のガスとしては、例えばＦｍ　、
　Ｎ　Ｆｓ又は（１’Ｆｓが挙げられる。これらのハロ
ゲン系化合物のガスは、例えばＮ等の不活性ガスキャリ
アーと共に供給してもよい。このときのハロゲン系化合
物のガス濃度は、１０〜２０体積％程度である。この理
由は１０体積％未満では少なすぎＦ離脱欠陥抑制や水酸
基、酸化物除去の効果がない一方、２０体積％を越えて
も著しい効果の差はみられないからである。

第２図は、本発明の別の実施態様を示す概略説明図であ
って、この例では、線引き用炉芯管２３は線引き雰囲気
ガス供給口２５と同雰囲気ガス排気口２６を有するもの
で、加熱ヒーター２４により線引き温度に加熱された母
材ｌは、Ｎ８等の線引き雰囲気中でファイバ化され、該
炉芯管２３を出た後、直ちにその直下に設けられた噴霧
ノズル１４力）ら噴出されるハロゲン化合物の霧状液体
中を通過して、その表面に該ハロゲン化合物の霧状液体
を吹きつけられる。９は加圧用ガス供給口、１０はハロ
ゲン系化合物液体であり、１）はハロゲン系化合物液体
の収納容器、１２は輸送管、工３は流量調整器、工５は
圧縮ガス供給口、１６は排気口である。

上記の本発明の方法において、ハロゲン系化合物液体と
しては、例えばＨＦ（フッ酸）、　ＣＣｌ４Ｆ＊　、（
２Ｆｍ等が用いられる。また、圧縮ガスとしては、例え
ばＮ＊　、Ａｒ　、Ｈｅ等の不活性ガスを用いることが
できる。

〔作用〕

本発明の方法においては、フッ化物光ファイバ用母材の
延伸及び紡糸直後のガラス表面を、乾燥したハロゲン系
化合物の気体或いは霧状液体雰囲気中に通過させること
により、加熱延伸或いは紡糸前に既に存在しているガラ
ス表面近傍のＦ離脱欠陥、水酸化合物がハロゲン化合物
により、大部分消失する。

すなわち、Ｆ離脱欠陥の場合、離脱した結合箇所にハロ
ゲン化合物中のハロゲン原子が埋まり、又、水酸化物の
場合、ＯＨ基とハロゲン化合物中のハロゲン原子とが置
換して、不均一な結合の消失を行うことができる。

化学反応式で説明すれば、ここでハロゲン原子としてＦ
を例にとると、 のような反応（１）、　（２＋が考えられる。

さらに、延伸及び紡糸直後のガラス表面を、乾燥したハ
ロゲン化合物の気体或いは霧状液体雰囲気中に通過させ
ることにより、表面近傍の冷却効果を高めることができ
、ガラス表面の結晶化合物及び酸化反応を抑制すること
ができ、結晶のない均質なガラス表面を得ることができ
る。

Ｃ実施例〕 ガラス組成がＺｒ　Ｆ４．　Ｂａ　Ｆｔ　＋　Ｌａ　Ｆ
ｓ　、　Ａｌ’　Ｆｔ　、　Ｎａ　Ｆで各々５１．２０
．４．５．４．５．２０のｒ１）ｏｔ％であるフッ化物
ガラス母材（外径８．０ＭＸ長さ９０■）を用いて、本
発明及び比較のための従来法によりフッ化物光ファイバ
を製造した。以下の比較例１）実施例１及び２の全ての
場合の線引き手順として、本母材を線引き用ダミー棒に
接続し、ヒーター加熱で線引き温度にしておおよそ３２
０℃で外径２００ｐの光ファイバを線引きし、その後直
ちに紫外線（ＵＶ）硬化性樹脂を約５０ｔ！ｍの厚さに
被覆し、約８０ｍ長のファイバを得た。

比較例１ 第１図において、線引き雰囲気ガス供給口５よりＮｔガ
スを２１）７分パージし、又、乾燥ハロゲン系ガス供給
ロアより同様なガスを３１）／分パージしながら、線引
きをおこなった。

実施例１ 第１図において、線引き雰囲気ガス供給口５よりＮ、ガ
スを２１２７分パージし、又、乾燥ハロゲン系ガス供給
ロアより、ＨＦと〜との混合ガス（混合比１：５）を３
１／分流しながら線引きを行った。

実施例２ 第２図において、線引き雰囲気ガス供給口５よりＮ！ガ
スを２１／分パージしながら線引きを行っなった。同時
に、線引き直後の光ファイバの表面に噴霧ノズル１４に
よりＨＦ（フッ化水素酸）を吹きつけた。ここで、圧縮
ガスとしてＮガスを用いた。

第３図は光ファイバの破断強度確率分布図であり、曲線
ａ、ｂ、ｃは各々比較例１、実施例１．２により得られ
た光ファイバの破断強度確率分布を示している（ゲージ
長３００ｍｍ、引張り速度１００１／分）。第３図の結
果から、実施例１及び２において実施された、線引き直
後の光ファイバ表面へのハロゲン化合物による処理が、
ガラス表面近傍のＦ離脱欠陥及び水酸化物を除去し破断
要因抑制に対し有効に作用していることがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、延伸紡糸工程以
前に既に存在していたガラス表面近傍のフッ素離脱欠陥
及び加熱延伸紡糸時に生じやすいフッ素離脱欠陥、水酸
化物を延伸紡糸後に除去できるので、光ファイバ破断要
因が抑制され、機械的強度の高いフッ化物光ファイバが
作製できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略説明図であり、フッ化
物ファイバを乾燥ハロゲンガス雰囲気中を通過させる場
合を示す。第２図は本発明の別の実施例の概略説明図で
あり、ファイバ表面にノ１０ゲン系化合物の霧状液体を
吹き付ける場合を示す。 第３図は本発明の比較例１及び実施例１．２で得られた
フッ化物光ファイバａ、ｂ、ｃの破断強度確率分布曲線
を示す図である。 ｌはフッ化物光ファイバ用母材、２はダミー棒３は線引
き用炉芯管、４は加熱ヒーター　５は線引き雰囲気ガス
供給口、６は線引きガス排気ロアは乾燥ハロゲン系ガス
供給口、８は乾燥ノ１０ゲン系ガス排気口、９は加圧用
ガス供給口、ｌＯはハロゲン系化合物液体、１）はハロ
ゲン系化合物液体の収納容器、１２は輸送管、１３は流
量調整器、１４は噴霧ノズル、１５は圧縮ガス供給口、
１６は排気口、２３は線引き用炉芯管、２４は加熱ヒー
ター、２５は線引き雰囲気ガス供給口、２６は線引きガ
ス排気口である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ化物光ファイバ用母材の加熱延伸又は紡糸工
   程において、加熱延伸又は紡糸直後のガラス表面をハロ
   ゲン系化合物の気体又は霧状液体雰囲気中に通過させる
   ことを特徴とするフッ化物光ファイバ用母材の延伸紡糸
   方法。
2. （２）上記ハロゲン系化合物が、ＨＦ、Ｆ＿２、ＮＦ＿
   ３又はＣｌＦ＿３であることを特徴とする請求項（１）
   に記載の延伸紡糸方法。