JPH06183768A - 光ファイバ用多孔質母材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な装置により、光ファイバ用多孔質母材
を、歪み、密度ムラ、コアの位置ずれを生ずることな
く、かつ偏心コア光ファイバ用や偏波面保存光ファイバ
用等の種々の光ファイバ用母材を歩留まりよく製造する
ことの可能な光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供
すること。 【構成】 コア用ガラスロッドを通すためのガラスロッ
ド用通路と、コア用ガラスロッド通路の周囲に配置さ
れ、可塑性材料を通すための可塑性材料用通路を有する
押出ヘッドを準備し、ガラスロッド用通路に挿入された
コア用ガラスロッドの周囲に、可塑性材料を供給するこ
とにより前記コア用ガラスロッドと可塑性材料とを一体
化させて成形体を得る光ファイバ用多孔質母材の製造方
法であって、押出ヘッドを、押出ヘッドが設置される押
出成形機に、可塑性材料の押出方向がスクリューの軸方
向と平行になるように設置することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信、光学、およびセ
ンサの分野で広範に用いられる光ファイバの製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】シリカ粉末を原料として用い、粉末成形
法により光ファイバ用母材を製造する方法として、従
来、特願平２−２４４８１５号に開示されている方法が
知られている。この方法は、図１５に示すようなクロス
ヘッド１００を用い、コアまたはコアとクラッドの一部
からなるコア用ガラスロッド１０１を、押出ヘッドを備
えた押出装置とは別に設けられたコア用ガラスロッド支
持装置を用いて、押出ヘッドのコア用ガラスロッド通路
に挿入し、そのコア用ガラスロッドの周囲に、シリカを
主成分とする粉末と成形助剤及び水とを混練したクラッ
ド用可塑性材料１０２を押し出して、一体成形して光フ
ァイバ用母材１０３を得る方法である。

【０００３】これとは別に、偏心コア光ファイバ用母材
や偏波面保存光ファイバ用母材は、一度作製した光ファ
イバ用母材に他の加工を施すことにより製造される。例
えば、偏心コア光ファイバを製造する場合、気相法によ
りコアが母材の中心に位置する光ファイバ用母材を作製
し、これに透明ガラス化処理を施した後に、さらに研削
加工を施してコアの位置を設計位置に合わせている。ま
た、偏波面保存光ファイバには、いわゆるパンダ型光フ
ァイバと、断面が楕円形状である応力付与部を有する光
ファイバとがある。パンダ型光ファイバ用母材は、シン
グルモード型光ファイバ用母材のコアの両側にコアと平
行に穴を形成し、この穴内に応力付与部材を挿入するこ
とにより製造される。楕円応力付与部を有する光ファイ
バ用母材は、気相法で作製した光ファイバ用母材に切削
・研削加工を施したり、楕円ジャケット層を形成するこ
とにより製造される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特願平２−２
４４８１５号に開示されている方法では、クラッド用可
塑性材料は、コア用ガラスロッドの進行方向に対し、直
交する方向からクロスヘッドに進入し、クロスヘッド内
でその方向を９０°転換する。

【０００５】このような可塑性材料の方向の転換時に、
外側の材料は内側の材料よりも移動距離が大きくなるた
め、外側の材料は内側の材料よりも流速が速くなり、可
塑性材料内における流れが不均一となる。そのため、材
料内に剪断応力が発生し、成形体中の歪みの原因とな
る。また、流速の速いところでは材料が粗になり、流速
の速いところでは材料が密になることから、成形体に密
度ムラが生ずる。

【０００６】このような成形体中の歪み、密度ムラは、
後の乾燥、脱脂、透明ガラス化の各工程において、母材
の割れ、曲りの原因となり、歩留りの低下をもたらして
しまう。

【０００７】押出成形法を利用して光ファイバ用多孔質
母材を製造する方法では、最終製品の光ファイバのコア
の位置ずれを実質的になくすために、押出されたクラッ
ド用可塑性材料の成形体の所定の位置にコア用ガラスロ
ッドを正確に配置しなければならない。しかしながら、
押出装置と別に設けられたコア用ガラスロッド支持装置
を用いてコア用ガラスロッドを成形体内に配置する場
合、押出装置または支持装置のうち少なくとも一方がわ
ずかに傾くことにより、両装置の相対的な位置関係が容
易に変わってしまうため、押出ヘッドのコア用ガラスロ
ッド通路の中心軸と該支持装置によるコア用ガラスロッ
ドの挿入方向とを正確に一致させること非常に困難であ
る。また、この困難性は、それらの装置を設置する床の
平坦性等にも依存する。

【０００８】特開平４−１２４０４２号に示されている
方法では、押出ヘッドのコア用ガラスロッド通路の内面
が該ヘッドの材質である金属面であると、コア用ガラス
ロッド通路にコア用ガラスロッドを挿入する際に、コア
用ガラスロッドが金属面と擦れて、表面に傷が付いた
り、金属不純物が付着して汚染される恐れがある。

【０００９】また、偏心コア光ファイバ用母材や偏波面
保存光ファイバ用母材を製造する場合には、透明ガラス
化された母材に切削や研削等の機械加工を施したり、変
形させたりしなければならず、生産性や歩留りが低下す
る。

【００１０】本発明の目的は、簡単な装置により、光フ
ァイバ用多孔質母材を、歪み、密度ムラ、コアの位置ず
れを生ずることなく、かつ偏心コア光ファイバ用や偏波
面保存光ファイバ用等の種々の光ファイバ用母材を歩留
まりよく製造することの可能な、光ファイバ用多孔質母
材の製造方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、コア用ガラス
ロッドを通すためのガラスロッド用通路と、前記コア用
ガラスロッド通路の周囲に配置され、シリカ粉末を主原
料とする可塑性材料を通すための可塑性材料用通路を有
する押出ヘッドを準備し、前記ガラスロッド用通路に挿
入された前記コア用ガラスロッドの周囲に、前記可塑性
材料用通路を通して可塑性材料を供給することにより前
記コア用ガラスロッドと前記可塑性材料とを一体化させ
て成形体を得る光ファイバ用多孔質母材の製造方法であ
って、前記押出ヘッドを、前記押出ヘッドが設置される
押出成形機に、前記可塑性材料の押出方向がスクリュー
の軸方向と平行になるように設置することを特徴とする
光ファイバ用多孔質母材の製造方法を提供する。

【００１２】本発明においては、押出ヘッドに固定さ
れ、押出ヘッドのクラッド用可塑性材料の押出領域の周
囲にガラスロッド通路の軸方向に対して平行に配置され
たガイド棒と、ガイド棒に案内されてガイド棒に沿って
移動し、コア用ガラスロッドの押出先端部を支持する支
持具とを押出ヘッドに取り付け、支持具によりコア用ガ
ラスロッドの押出先端部を支持した状態でクラッド用可
塑性材料を押出すことが好ましい。

【００１３】また、本発明においては、ガラスロッド用
通路の内面が樹脂材料により被覆されていること、ガラ
スロッド用通路が、押出ヘッドの断面において、中心に
一つおよびそれ以外に複数設けられていること、および
押出ヘッドの断面形状が円または楕円であることが好ま
しい。

【００１４】

【作用】本発明の方法では、例えば図１又は図４に示す
ように、押出成形機のスクリュ−の延長直線上に配置さ
れた押出ヘッドにより、コア用ガラスロッドの進入通路
と同心円状に配置された通路を通して、可塑性原料をガ
ラスロッドの周囲に押出し、一体化成形している。

【００１５】そのため、押出機における可塑性原料の流
路は直線状であって方向の変更はなく、従って、可塑性
原料の移動距離の差は極めて少ない。そのため、可塑性
原料の流れが極めて均質になる。その結果、光ファイバ
用多孔質母材の歪みや密度ムラの発生を効果的に防止す
ることが可能であり、このことにより、母材の成形後、
及びその後の加熱処理による、クラックの発生や反りが
抑制され、歩留まりよく光ファイバ用多孔質母材を製造
することが可能である。

【００１６】また、ガイド棒を押出ヘッドに固定してガ
ラスロッド用通路の軸方向に対して平行に設け、さらに
ガイド棒に案内されてガイド棒に沿って移動し、コア用
ガラスロッドの押出先端部を支持する支持具を設けるこ
とにより、押出装置の設置場所の状態により、あるいは
押出装置の保守のための分解、移動により押出装置自体
が傾いても、押出ヘッドと支持具との相対的な位置関係
は変わらず、支持具によりコア用ガラスロッドの移動方
向をガラスロッド用通路の中心軸に正確に、かつ容易に
合わせることができる。その結果、コア用ガラスロッド
の位置ずれが実質的にない光ファイバ用多孔質母材を高
い歩留りで製造することができる。

【００１７】さらに、押出ヘッドのガラスロッド通路の
内面に樹脂材料を被覆することにより、コア用ガラスロ
ッドが該通路を通るときに、その表面に傷が付いたり、
金属不純物等が付着して汚染したりすることを防止でき
る。したがって、光ファイバ用多孔質母材を高い歩留り
で製造することができる。

【００１８】加えて、ガラスロッド用通路を押出ヘッド
の中心だけでなく、他の適当な位置に設けることによ
り、複数のガラスロッドを任意の位置に挿入した母材を
作製することができる。例えば、中心から所定の距離だ
け離れた位置にガラスロッド用通路を設けることによ
り、偏心コア光ファイバ用母材を製造することができ
る。また、中心のコアロッド用通路の両側に応力付与部
材用の通路を設けることにより、パンダ型光ファイバ用
母材を製造することができる。また、押出ヘッドの断面
形状を楕円にすることにより、成形する母材の断面形状
を楕円にすることができ、楕円応力付与部を有する光フ
ァイバ用母材を製造することができる。いずれの場合の
光ファイバ用母材の製造においても機械加工が不必要と
なり、生産性が向上する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、本発明につい
てより具体的に説明する。

【００２０】実施例１ 図１は、本発明の方法に使用される押出ヘッドの断面
図、図２は、図１のＡ−Ａ断面図を示す。図１及び２に
示す押出ヘッドは、オ−ガシリンダ２１の先端に取付け
られ、オ−ガスクリュ−２２の軸に対して、その延長直
線上に配置されている。押出ヘッドの胴部１２の中心に
は、吊り具１３により中玉１４が吊されており、中玉１
４の中心には、コア用ガラスロッドの通路１１が設けら
れている。このコア用ガラスロッドの通路１１とクラッ
ド用可塑性材料の通路とは、同心円状に配置されてい
る。なお、胴部１２と吊り具１３とは、ボルト１６によ
り固定されている。また、口金１７は、直線部１８とテ
−パ−部１９とから構成され、これらは分割可能とされ
ている。

【００２１】次に、図１に示す押出ヘッドを用いた多孔
質母材の作製方法について、図３を参照して説明する。

【００２２】まず、図３（ａ）に示すように、クラッド
用可塑性材料３５を、通路１５を通してコア用ガラスロ
ッド３１の通路１１の先端部まで押し出すとともに、コ
ア用ガラスロッド３１を、口金の直線部１８を通して通
路１１に挿入する。なお、コア状ガラスロッド３１は、
コア又はコア及びクラッドの一部からなる石英系ガラス
ロッド本体３２と、このガラスロッド本体３２の一端に
溶接された、石英系ガラスロッド本体と径の等しいダミ
−用ガラスロッド３３と、ガラスロッド本体３２の他端
に溶接された、石英系ガラスロッド本体と径が等しい又
はそれ以上の径を有する支持用ロッド３４とから構成さ
れる。

【００２３】次に、図３（ｂ）に示すように、クラッド
用可塑性材料３５を、口金１７の直線部１８まで押出
す。このとき、クラッド用可塑性材料３５とコア用ガラ
スロッド３１とは、コア用ガラスロッド３１の通路１１
の先端で一体化する。更にクラッド用可塑性材料３５を
押出すと、図３（ｃ）に示すように、口金１７の先端か
ら多孔質成形体３６が押出され、コア用ガラスロッド３
１は後退する。

【００２４】ガラスロッド本体３２の長さの多孔質母材
３６が押出されたところで、図３（ｄ）に示すように、
口金の先端において多孔質母材３６を切断し、ダミ−用
ガラスロッド３３を口金から抜き取る。そして最後に、
口金１７の直線部１８を分割して取り外し、図３（ｅ）
に示すように、直線部１８内に存在している余剰の可塑
性材料３７を、口金１７のテ−パ−部１９の先端、即ち
コア用ガラスロッド３１の通路１１の先端に沿って切
断、除去する。その後、口金１７の直線部１８を取付
け、工程（ａ）に戻ることにより、続けて多孔質部材を
作製することが可能である。

【００２５】なお、図１に示す押出ヘッドでは、コア用
ガラスロッド３１の通路１１は、中玉１４の端部で閉塞
しているが、図４に示すように、中玉１４の中心軸を貫
通し、オ−ガ−スクリュ−２２の回転軸内にまで設ける
ことも可能である。この場合、中玉１４内の通路１１
と、オ−ガ−スクリュ−２２の回転軸内の通路４１と
は、オ−ガ−スクリュ−２２の先端で接続される。従っ
て、通路１１、４１内に可塑性材料が入り込まないよう
に、中玉１４とオ−ガ−スクリュ−２２との間は、グラ
ンドパッキン又はＯリング４２等によりシ−ルされる。
但し、オ−ガ−スクリュ−２２が回転するのに対し、中
玉１４は固定されていて回転しない。

【００２６】以上のようにして得た多孔質母材に、脱
脂、脱水、ガラス化を施すことにより、それぞれの光フ
ァイバ用母材が得られる。

【００２７】なお、本発明において使用される可塑性原
料としては、シリカ粉末に、バインダ−、水、界面活性
剤を加え、混練して得たものが望ましい。

【００２８】まず、クラッド用可塑性材料として、平均
粒径が約８μｍのシリカ粒子１００重量部に対し、バイ
ンダ−としてメチルセルロ−ス３重量部、溶媒として純
水２２重量部、更に界面活性剤（ＳＮウェット３６６：
サンノプコ社製、商品名）を０．３重量部加え、均質に
混練することにより、クラッド用の可塑性材料を得た。

【００２９】コア用ガラスロッドとしては、ＶＡＤ法に
より作製し、クラッド／コア比が約３倍、比屈折差が約
０．３％、、外径が約８．５mm、長さが約３００mmのも
のを用いた。このコア用ガラスロッドの一端に、直径約
８．５mm、長さ５０mmの石英ガラスからなるダミ−用ロ
ッドを、他端に、直径約２５mm、長さ１５０mmの支持用
ガラスロッドをそれぞれ溶接した。

【００３０】以上のクラッド用可塑性材料及びコア用ガ
ラスロッドを用い、図１に示す押出ヘッドにより、図３
に示す工程に従って、多孔質母材を成形した。

【００３１】得られた多孔質母材を、１１０℃で１２時
間乾燥し、大気中、５００℃で５時間脱脂し、次いで、
常法により１２００℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気中で脱水
し、更に１６００℃のＨｅ雰囲気中で透明ガラス化し、
光ファイバ用母材を得た。これまでの工程では、多孔質
母材にクラックや反りは生じなかった。

【００３２】得られた光ファイバ用母材を常法により線
引きし、外径１２５μｍのシングルモ−ドファイバを得
た。このシングルモ−ドファイバの特性は、気相法によ
り得たものと同等に優れたものであった。

【００３３】比較例１ 実施例１で用いたものと同一の可塑性材料とコア用ガラ
スロッドを用い、図１５に示す従来のクロスヘッドによ
って、特願平２−２４４８１５号に記載された方法に従
って一体成形し、多孔質母材を得た。得られた多孔質母
材には、成形時の密度ムラ及び歪により、乾燥、脱脂、
脱水及び透明ガラス化等の加熱工程において、クラック
が発生するものがあった。また、クラックを生じないも
のでも、透明ガラス化の際に母材が反るものが多かっ
た。

【００３４】以下の表に、比較例の方法により得た２０
本の多孔質母材についての、各工程において発生した不
良の結果を示す 工程 不良（本数） 原因 乾燥 １ − 脱脂 ４ クラック 脱水 １ クラック 透明ガラス化 ５ 反り １ クラック 合計 １２（全作製本数２０本） 上記表から、比較例１の方法により得た多孔質母材は、
各工程において不良が発生していることがわかる。

【００３５】実施例２ 図５は本実施例で使用される押出装置の一例を示す説明
図、図６は図５のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図である。こ
の押出装置は、実施例１と同じ直線型の押出ヘッド５１
と４本のガイド棒５２とコア用ガラスロッド支持具５３
とを具備する。

【００３６】押出ヘッド５１は、オーガシリンダ５４の
先端に取付けられ、オーガスクリュー５５の軸に対し
て、その延長直線上に配置されている。押出ヘッド５１
の胴部５６の中心には、吊り具５７により中玉５８が吊
されている。中玉５８の中心には、コア用ガラスロッド
を押出時に押出方向に移動させるための通路５９が設け
られている。中玉５８の外周には、コア用ガラスロッド
通路５９と同心円状に配置され、かつクラッド用可塑性
材料を通すための通路６０が設けられている。押出ヘッ
ド５１の胴部５６の先端には、口金６１が胴部５６と分
割可能に取り付けられている。

【００３７】ガイド棒５２は、押出ヘッド５１の吊り具
５７の周縁部に固定されており、コア用ガラスロッド通
路５９に対して平行に設けられている。

【００３８】コア用ガラスロッド支持具５３は、ガイド
棒５２を通す４つの穴５３ａを有し、穴５３ａにガイド
棒５２を通した状態でガイド棒５２に沿って移動可能と
なっている。また、コア用ガラスロッド支持具５３は、
コア用ガラスロッド通路５９の延長線上に位置する部分
に、チャッキング等の手段によりコア用ガラスロッドの
押出し先端部を支持する支持部材５３ｂを有する。コア
用ガラスロッド支持具５３の支持部材５３ｂの押出ヘッ
ド５１側先端部には、クラッド用可塑性材料を押えるた
めの当板５３ｃを有する。

【００３９】次に、上述した押出装置を用いた多孔質母
材の製造方法を図７，８を参照して説明する。

【００４０】まず、図７（ａ）に示すように、クラッド
用可塑性材料６２を通路６０を通してコア用ガラスロッ
ド通路５９の先端部まで押出すと共に、コア用ガラスロ
ッド６３を、コア用ガラスロッド支持具５３の支持部材
５３ｂにより該ガラスロッド６３の押出し先端部を支持
した状態で口金６１を通して通路５９に挿入する。クラ
ッド用可塑性材料６２は、シリカ粉末を主原料とする可
塑性材料からなる。コア用ガラスロッド６３は、図８
（ａ）に示すようにコア又はコアとクラッドの一部とか
らなる石英系ガラスロッド本体６３ａと、このガラスロ
ッド本体６３ａの一端に溶接され、かつガラスロッド本
体６３ａと径の等しいダミー用ガラスロッド６３ｂと、
ガラスロッド本体６３ａの他端に溶接され、かつガラス
ロッド本体６３ａよりも大きい径を有する押出し先端部
となる支持用ロッド６３ｃとから構成されている。支持
用ロッド６３ｃは、ガラスロッド本体６３ａと径が等し
くてもよい。

【００４１】次いで、図７（ｂ）に示すように、クラッ
ド用可塑性材料６２を口金６１の先端部まで押出す。こ
の時、クラッド用可塑性材料６２は、コア用ガラスロッ
ド通路５９の先端でコア用ガラスロッド６３の周囲に一
体化される。更にクラッド用可塑性材料６２を押出す
と、図７（ｃ）に示すように、口金６１の先端からコア
用ガラスロッド６３とその周囲に一体化成形したクラッ
ド用可塑性材料６２とからなる多孔質母材６４が押出さ
れる。この時、コア用ガラスロッド６３は、コア用ガラ
スロッド支持具５３の支持部材５３ｂにより該ガラスロ
ッド６３の押出し先端部を支持した状態でクラッド用可
塑性材料６２と同時に押出されて通路５９を後退する。

【００４２】ガラスロッド本体６３ａの長さの多孔質母
材６４が押出されたところで、図８（ａ）に示すよう
に、口金６１の先端において多孔質母材６４を切断し、
ダミー用ガラスロッド６３ｂを口金６１から抜き取る。
そして最後に、口金６１を胴部５６と分割して取り外
し、図８（ｂ）に示すように、口金６１内に存在してい
る余剰の可塑性材料６５を、胴部５６の先端、即ちコア
用ガラスロッド通路５９の先端に沿って切断、除去す
る。その後、口金６１を取付け、前述した図７（ａ）に
示す工程に戻ることにより、続けて多孔質母材６４を製
造することが可能である。

【００４３】このような多孔質母材の製造方法では、押
出装置の設置場所の状態によって、あるいは押出装置の
保守のための分解，移動によって押出装置自体が傾いた
としても、押出ヘッド５１とコア用ガラスロッド支持具
５３との相対的な位置関係は変わらず、コア用ガラスロ
ッド支持具５３によってコア用ガラスロッド６３の移動
方向をコア用ガラスロッド通路５９の中心軸に正確に、
かつ容易に合わせることができる。その結果、コア用ガ
ラスロッド６３の偏心が小さな多孔質母材６４を高い歩
留りで製造することができる。

【００４４】なお、上記実施例では、４本のガイド棒５
２を具備する押出装置を用いた場合について説明した
が、これに限らずガイド棒５２は１本以上であればよ
い。例えばガイド棒５２を３本とする押出装置では、図
９に示すコア用ガラスロッド支持具５３を備え、図１０
に示すようにクラッド用可塑性材料６２を押出す。

【００４５】次に、上述した多孔質母材の製造方法の具
体的な例について説明する。

【００４６】まず、平均粒径が約８μｍのシリカ粒子１
００部に対して、バインダーとしてメチルセルロース３
部、溶媒として純水２２部を加え、更に界面活性剤（Ｓ
Ｎウェット３６６：サンノプコ社製商品名）を０．３部
加え、これらを均質に混練することにより、クラッド用
可塑性材料を調製した。

【００４７】一方、ＶＡＤ法及びこれに続く脱水、透明
ガラス化工程を経て、クラッド／コア比が約３倍、屈折
率差（（コア−クラッド）／コア）が約０．３％、直径
が約８．５mm、長さが約３００mmである石英系のガラス
ロッド本体を作製した。このガラスロッド本体の一端
に、直径が約８．５mm、長さが５０mmの石英ガラスから
なるダミー用ガラスロッドを、他端に、直径が約２５m
m、長さが１５０mmの支持用ガラスロッドをそれぞれ溶
接することにより、コア用ガラスロッドを作製した。

【００４８】以上のクラッド用可塑性材料及びコア用ガ
ラスロッドを用い、上述した図９に示すコア用ガラスロ
ッド支持具５３を備える押出装置（ガイド棒５２を３本
具備する）を用いた方法により、多孔質母材を２０本製
造した。なお、多孔質母材を１０本製造したところで押
出装置を分解し掃除を行なった。

【００４９】得られた多孔質母材を１１０℃で１２時間
乾燥し、つづいて、５００℃の大気中で５時間脱脂した
後、常法により１２００℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気中で脱
水し、更に１６００℃のＨｅ雰囲気中で透明ガラス化す
ることにより、光ファイバ用母材を製造した。更に、得
られた光ファイバ用母材を常法により線引きすることに
より、直径１２５μｍの光ファイバを製造した。こうし
て得られた光ファイバは、いずれもコアの偏心（コア中
心軸のずれの距離）が０．３μｍ以下であって実質的に
無くなってた。この理由は、多孔質母材の製造時におけ
る押出装置の分解前から分解後に亘って、コア用ガラス
ロッド支持具によるコア用ガラスロッドの移動方向が押
出ヘッドのコア用ガラスロッド通路の中心軸に正確に合
わされていたため、多孔質母材のコア用ガラスロッドの
偏心が実質的に無くなっていたことによるものである。

【００５０】比較例２ 直線型の押出ヘッドを具備し、かつガイド棒及びコア用
ガラスロッド支持具を具備しない押出装置と、この押出
装置とは別に設けられたコア用ガラスロッド支持装置と
を用いた以外、実施例１と同様にして多孔質母材を２０
本製造した。なお、実施例２と同様に多孔質母材を１０
本製造したところで押出装置を分解し掃除を行なった。
更に、得られた多孔質母材を用いて実施例２と同様にし
て乾燥、脱脂、脱水、透明ガラス化、線引の各工程を行
なうことにより、直径１２５μｍの光ファイバを製造し
た。こうして得られた光ファイバは、押出装置の分解前
に製造された１０本のコアの偏心が平均０．６μｍ（最
小０．２μｍ、最大１．１μｍ）であり、押出装置の分
解後に製造された１０本のコアの偏心が平均１．５μｍ
（最小０．６μｍ、最大２．３μｍ）であった。押出装
置の分解後に製造された光ファイバのコアの偏心が大き
くなった理由は、押出装置とコア用ガラスロッド支持装
置との相対的な位置精度が押出装置の分解によって低下
したため、多孔質母材のコア用ガラスロッドの偏心が大
きくなったことによるものである。

【００５１】実施例３ 図１１に示すように、コア用ガラスロッド通路５９の内
面には、フッ素樹脂、塩化ビニル樹脂などの樹脂被膜７
１がコーティングされている。この樹脂被膜７１の厚さ
は、約１００〜２００μｍである。中玉５８の外周に
は、コア用ガラスロッド通路５９と同心円状に配置さ
れ、かつクラッド用可塑性材料を通すための通路６０が
設けられている。また、口金８０は、直線部８１とテー
パー部８２とから構成され、これらは分割可能とされて
いる。

【００５２】上述した押出ヘッドを用いた多孔質母材の
製造方法は、実施例１と同じである。

【００５３】このような多孔質母材の製造方法では、コ
ア用ガラスロッド通路５９の内面に樹脂被膜７１がコー
ティングされているため、コア用ガラスロッド６３が通
路５９に挿入されたり、通路５９を後退する時に、コア
用ガラスロッド６３表面に傷が生じたり、金属不純物等
が付着して汚染されることを防止することができる。従
って、多孔質母材６４を高い歩留りで製造することがで
きる。

【００５４】また、樹脂被膜を設ける方法として、薄肉
の樹脂パイプを通路５９に内接させて挿入する方法もあ
る。

【００５５】次に、上述した図１１に示す押出ヘッドを
用いた多孔質母材の製造方法の具体的な例について説明
する。

【００５６】まず、平均粒径が約８μｍのシリカ粒子１
００部に対して、バインダーとしてメチルセルロース３
部、溶媒として純水２２部を加え、更に界面活性剤（Ｓ
Ｎウェット３６６：サンノプコ社製商品名）を０．３部
加え、これらを均質に混練することにより、クラッド用
可塑性材料を調製した。

【００５７】一方、ＶＡＤ法及びこれに続く脱水、透明
ガラス化工程を経て、クラッド／コア比が約３倍、屈折
率差（（コア−クラッド）／コア）が約０．３％、直径
が約８．５mm、長さが約３００mmである石英系のガラス
ロッド本体を作製した。このガラスロッド本体の一端
に、直径が約８．５mm、長さが５０mmの石英ガラスから
なるダミー用ガラスロッドを、他端に、直径が約２５m
m、長さが１５０mmの支持用ガラスロッドをそれぞれ溶
接することにより、コア用ガラスロッドを作製した。

【００５８】以上のクラッド用可塑性材料及びコア用ガ
ラスロッドを用い、上述した図１１に示す押出ヘッドを
用いた方法により、多孔質母材を２０本製造した。

【００５９】得られた多孔質母材を１１０℃で１２時間
乾燥し、つづいて、５００℃の大気中で５時間脱脂した
後、常法により１２００℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気中で脱
水し、更に１６００℃のＨｅ雰囲気中で透明ガラス化す
ることにより、光ファイバ用母材を２０本製造した。得
られた光ファイバ用母材は、いずれもコア用ガラスロッ
ドと成形したクラッド部との界面に気泡や介在物の発生
が皆無であった。この理由は、多孔質母材の製造工程に
おいてコア用ガラスロッド表面に傷が生じたり、金属不
純物などが付着することが防止されていたことによるも
のである。その後、得られた光ファイバ用母材を常法に
より線引きすることにより、直径１２５μｍの光ファイ
バを製造した。こうして得られた光ファイバは気相法に
より製造したシングルモードの光ファイバと同等の特性
を有していた。

【００６０】比較例３ コア用ガラスロッド通路の内面に樹脂をコーティングし
ていない押出ヘッドを用いた以外、実施例１と同様にし
て多孔質母材を２０本製造した。更に、得られた多孔質
母材を用いて実施例１と同様にして光ファイバ用母材を
２０本製造したところ、乾燥、脱脂、脱水、透明ガラス
化する一連の加熱工程でクラックを発生することはなか
ったが、得られた２０本のうち５本の光ファイバ用母材
はコア用ガラスロッドと成形したクラッド部との界面に
密着不良による気泡が存在した。この理由は、多孔質母
材の製造工程においてコア用ガラスロッド表面に傷が生
じたり、金属不純物などが付着したことによるものであ
る。その後、この気泡が存在する光ファイバ用母材を常
法により線引して光ファイバを製造したところ、光ファ
イバに段差が生じ、伝送損失が約０．２〜０．５dB／km
増大して透過率が低下した。

【００６１】次に、偏心コア光ファイバ用母材等を作製
する場合に使用される押出ヘッドについて説明する。

【００６２】図１２は、偏心コア光ファイバ用母材を製
造する本実施例に使用される押出ヘッドの断面図であ
り、図１３は図１２にＣ−Ｃに沿う断面図である。図１
２および図１３に示す押出ヘッドは、実施例１と同様に
オーガーシリンダ２１の先端に取り付けられている。た
だし、中玉１４には、その中心に支持用ガラスロッドの
通路１１とそれとは別に通路１１の軸方向に平行にコア
用ガラスロッドの通路２０が設けられている。

【００６３】次に、図１２に示す押出ヘッドを用いた多
孔質母材の作製方法を図１４（ａ）〜（ｅ）に示す。手
順は、基本的には実施例１と同じであるが、中心の通路
１１に挿入する支持用ガラスロッド３８は、クラッド部
分と同じ組成の石英ガラスロッドであり、成形後のハン
ドリングを容易にするために、あるいは加熱処理を行う
際に電気炉中に成形体を保持するために用いる。また、
コア用ガラスロッドの通路２０に挿入されるガラスロッ
ドは、コアまたはコアとクラッドの一部とからなる石英
ガラスロッド３１である。

【００６４】以下、具体例について説明する。

【００６５】実施例４ クラッド用材料として、平均粒径が約８μｍのシリカ粒
子１００重量部に対して、バインダーとしてメチルセル
ロース３重量部、溶媒として純水２２重量部を加え、さ
らに、界面活性剤（ＳＮウェット３６６）を０．３重量
部加え、これを均質に混練して可塑性材料を得た。

【００６６】コア用ガラスロッドとしては、ＶＡＤ法で
作製し、クラッド／コア比は約２倍、比屈折率差は約
０．３％、直径約４．１mmφ、長さ約３００mmの石英系
ガラスロッドを用いた。支持用ガラスロッドとしては、
直径約８．５mmφ、長さ３５０mmの石英ガラスロッド
と、一端に直径２５mmφ、長さ１５０mmの石英ガラスロ
ッドを溶接したものを用いた。

【００６７】以上の材料を用いて、先に述べた図１２の
押出ヘッドを用い、図１４に示す方法にしたがって多孔
質母材を成形した。

【００６８】成形された多孔質母材を１１０℃で１２時
間乾燥し、大気中５００℃で５時間脱脂した後、常法に
より脱水（１２００℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気中）、並び
に透明ガラス化（１６００℃のＨｅ雰囲気中）して光フ
ァイバ用母材を得た。この母材の外径は３２mmφであ
り、コアの中心は母材の中心から２８．７mm偏心してい
た。これを通常の方法で線引きすることにより、外径１
２５μｍ、ファイバ外周とコアとの間隔が５μｍの偏心
コア光ファイバを得た。

【００６９】実施例５ 次に、実施例１あるいは実施例２の押出ヘッドの口金の
断面形状を楕円としたものを用いて楕円コア偏波面保存
光ファイバの製造方法について説明する。

【００７０】クラッド用材料として、平均粒径が約８μ
ｍのシリカ粒子１００重量部に対して、バインダーとし
てメチルセルロース３重量部、溶媒として純水を２２重
量部を加え、さらに界面活性剤（ＳＮウェット３６６）
を０．３重量部を加え、これを均質に混練して可塑性材
料を得た。

【００７１】コア用ガラスロッドとしては、ＶＡＤ法で
作製し、クラッド／コア比は約３倍、クラッドの一部に
はフッ素がドープされており、コア部の比屈折率差は
０．５％、フッ素が含まれたクラッド部の比屈折率差は
−０．２％である。このコア用ガラスロッドの一端に石
英ガラスの支持用ガラスロッドを、他端にダミーの石英
ガラスロッドを溶接したものを用いた。

【００７２】以上の材料を用いて、実施例１あるいは実
施例２の押出ヘッドを用いて多孔質母材を成形した。こ
のとき、押出ヘッドの口金の楕円度は、光ファイバにし
た際のコアの楕円度が０．９になるように設計した。

【００７３】成形された多孔質母材を１１０℃で１２時
間乾燥し、大気中５００℃で５時間脱脂した後、常法に
より脱水（１２００℃のＣｌ₂ 、Ｈｅ雰囲気中）、並び
に透明ガラス化（１６００℃のＨｅ雰囲気中）して光フ
ァイバ用母材を得た。このとき、光ファイバ用母材の断
面外形は楕円であった。これを通常の方法で線引きし
た。線引きの際の高温により母材が溶融され、表面張力
によりクラッドの断面外形が真円となり、それに伴いコ
アの断面形状が楕円となった。得られた光ファイバは、
モード複屈折が４．０×１０^-4の偏波面保存光ファイバ
となった。この光ファイバのクロストークは−２７dB a
t 1km であった。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の方法によ
ると、押出機における可塑性原料の流路は直線状であっ
て方向の変更はなく、従って、可塑性原料の移動距離の
差は極めて少ない。そのため、可塑性原料の流れが極め
て均質になり、その結果、光ファイバ用多孔質母材の歪
みや密度ムラの発生を効果的に防止することが可能であ
り、このことにより、母材の成形後、及びその後の加熱
処理による、クラックの発生や反りが抑制され、歩留ま
りよく光ファイバ用多孔質母材を製造することが可能で
ある。

【００７５】また、本発明の製造方法によれば、コア用
ガラスロッドの位置ずれが実質的にない光ファイバ用多
孔質母材を高い歩留りで製造することができ、ひいては
最終製品である光ファイバのコアの位置ずれを実質的に
なくすことができる。

【００７６】また、本発明の製造方法によれば、コア用
ガラスロッドの表面の傷や汚染を防止して光ファイバ用
多孔質母材を高い歩留りで製造でき、ひいては多孔質母
材の製造後に透明ガラス化して得られる光ファイバ用母
材におけるコア用ガラスロッドと成形したクラッド部と
の界面での気泡の発生等を防止できる。

【００７７】さらに、本発明の製造方法によれば、得ら
れた光ファイバ用母材を機械加工することなしに、偏心
コア光ファイバあるいは偏波面保存光ファイバを得るこ
とができるような母材を生産性良く製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に使用される押出ヘッドを示
す断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】本発明の多孔質母材の製造工程を示す断面図。

【図４】本発明に使用される押出ヘッドの他の例を示す
断面図。

【図５】本発明で使用される押出装置の一例を示す説明
図。

【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図。

【図７】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造工程を
示す説明図。

【図８】本発明の光ファイバ用多孔質母材の製造工程を
示す説明図。

【図９】本発明で使用される別の押出装置におけるコア
用ガラスロッド支持具の形状を示す断面図。

【図１０】本発明で使用される別の押出装置におけるク
ラッド用可塑性材料を押出す状態を示す斜視図。

【図１１】押出ヘッドの要部拡大説明図。

【図１２】偏心コア光ファイバ用母材を製造する際に使
用される押出ヘッドの断面図。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ線に沿う断面図。

【図１４】図１２の押出ヘッドを用いて多孔質母材を作
製する方法を示す図。

【図１５】従来の光ファイバ用母材を製造するためのク
ロスヘッドを示す図。

【符号の説明】

１１…コア用ガラスロッド通路、１２，５６…胴部、１
３，５７…吊り具、１４，５８…中玉、１５，６０…ク
ラッド用可塑性材料通路、１６…ボルト、１７，６１，
８０…口金、１８，８１…直線部、１９，８２…テ−パ
−部、２１，５４…オ−ガ−シリンダ−、２２，５５…
オ−ガ−スクリュ−、３１，６３，７３…コア用ガラス
ロッド、３２…石英系ガラスロッド、３３，６３ｂ…ダ
ミ−用ガラスロッド、３４，３８…支持用ガラスロッ
ド、３５，６２…クラッド用可塑性材料、３６，６４…
多孔質母材、３７，６５…余剰材料、２０，４１…コア
用ガラスロッド通路、４２…シ−ル材、５１…押出ヘッ
ド、５２…ガイド棒、５３…コア用ガラスロッド支持
具、５３ａ…コア用ガラスロッド支持具のガイド棒を通
す穴、５３ｂ…コア用ガラスロッド支持具の支持部材、
５３ｃ…コア用ガラスロッド支持具の当板、５９…コア
用ガラスロッド通路、６３ａ…ガラスロッド本体、６３
ｃ…コア用ガラスロッドの押出し先端部（支持用ロッ
ド）、７１…樹脂被膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 和昭 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コア用ガラスロッドを通すためのガラスロ
   ッド用通路と、前記コア用ガラスロッド通路の周囲に配
   置され、シリカ粉末を主原料とする可塑性材料を通すた
   めの可塑性材料用通路を有する押出ヘッドを準備し、 前記ガラスロッド用通路に挿入された前記コア用ガラス
   ロッドの周囲に、前記可塑性材料用通路を通して可塑性
   材料を供給することにより前記コア用ガラスロッドと前
   記可塑性材料とを一体化させて成形体を得る光ファイバ
   用多孔質母材の製造方法であって、前記押出ヘッドを、
   前記押出ヘッドが設置される押出成形機に、前記可塑性
   材料の押出方向がスクリューの軸方向と平行になるよう
   に設置することを特徴とする光ファイバ用多孔質母材の
   製造方法。
2. 【請求項２】前記押出ヘッドに固定され、前記押出ヘッ
   ドのクラッド用可塑性材料の押出領域の周囲に前記ガラ
   スロッド通路の軸方向に対して平行に配置されたガイド
   棒と、前記ガイド棒に案内されて前記ガイド棒に沿って
   移動し、前記コア用ガラスロッドの押出先端部を支持す
   る支持具とを前記押出ヘッドに取り付け、 前記支持具により前記コア用ガラスロッドの押出先端部
   を支持した状態でクラッド用可塑性材料を押出す請求項
   １記載の光ファイバ用多孔質母材の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ガラスロッド用通路の内面が樹脂材
   料により被覆されている請求項１記載の光ファイバ用多
   孔質母材の製造方法。
4. 【請求項４】 前記ガラスロッド用通路が、前記押出ヘ
   ッドの断面において、中心に一つおよびそれ以外に複数
   設けられている請求項１記載の光ファイバ用多孔質母材
   の製造方法。
5. 【請求項５】 前記押出ヘッドの断面形状が円または楕
   円である請求項１記載の光ファイバ用多孔質母材の製造
   方法。