JPH0940437A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバの製造方法

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JPH0940437A
JPH0940437A JP19323395A JP19323395A JPH0940437A JP H0940437 A JPH0940437 A JP H0940437A JP 19323395 A JP19323395 A JP 19323395A JP 19323395 A JP19323395 A JP 19323395A JP H0940437 A JPH0940437 A JP H0940437A
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JP
Japan
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glass
preform
crucible
clad
clad glass
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JP19323395A
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English (en)
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Hide Watanabe
秀 渡辺
Raian Tomasu
トマス・ライアン
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SWCC Corp
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Showa Electric Wire and Cable Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • C03B37/0124Means for reducing the diameter of rods or tubes by drawing, e.g. for preform draw-down

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダミー棒を必要とせず、また結晶化並びにコ
アガラスとクラッドガラスとの界面での成分元素の拡散
を防止した光ファイバの製造方法を提供する。 【構成】 多成分系ガラスからなるクラッドガラス材1
の挿入孔1aにコアガラスロッド2を挿着した母材3
を、底部にノズル孔5が設けられた白金製のるつぼ6内
に同軸的に収容する。次いで、抵抗式の電気炉4によ
り、母材3を結晶化温度以下の軟化温度付近の温度に加
熱保持し、軟化した母材3をるつぼ6底部のノズル孔5
から引落とし、所望の外径を有する円柱状のプリフォー
ム7を形成する。得られたプリフォーム7は、さらに電
気炉等を通して加熱溶融させて引張ることにより、所望
の線径に線引きし光ファイバとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの製造方法
に係わり、特に多成分系ガラスからなる光ファイバの製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、多成分系ガラス(例えば、N
2 O−Al2 3 −B2 3 −SiO2 等)の光ファ
イバを製造する方法には、二重るつぼ法や、特開昭52-4
31号公報に記載された一重るつぼを使用する方法などが
ある。
【0003】二重るつぼ法は、同心円状に配置された白
金製の二重るつぼを用い、内側および外側のるつぼにコ
アガラスおよびクラッドガラスをそれぞれ装填して加熱
溶融させ、中心軸を合わせたノズルから引出し同時に線
引きも行なう方法である。
【0004】また、一重るつぼを用いる方法は、コアガ
ラスロッドの外側に多成分系ガラスクラッド材の粉末の
厚い層を形成した母材を、白金製等の紡糸用るつぼ内に
一定速度で下げてゆき、クラッド材の粉末を順次溶融、
脱泡させ、コア材とともに引取り紡糸する方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の多成分系ガラスファイバの製造方法においては、それ
ぞれ以下に示すような問題があった。
【0006】すなわち、前者の二重るつぼ法では、コア
ガラスとクラッドガラスとの界面がるつぼに接触するた
め、るつぼ材料の滲出等によりファイバ特性の低下が生
じるという問題があった。これに対して後者の一重るつ
ぼを用いる方法では、特性低下を引起こすような不純物
の混入がほとんど生じないが、母材を吊り下げて延伸、
紡糸を行なうため、母材に融着可能なダミー棒を必要と
し、ダミー棒の選択が難しいという問題があった。
【0007】またいずれの方法においても、少なくとも
クラッドガラスの溶融、脱泡工程を経て紡糸が行なわれ
ており、冷却の際にガラス材料が結晶化温度を通過する
ことになるため、結晶化が生じるおそれがあった。ま
た、脱泡工程後に泡の有無を検査する必要があるが、こ
の検査が困難であった。
【0008】さらに、高温でコアガラスとクラッドガラ
スとの界面が形成されるため、特にアルカリ金属のよう
に拡散係数の大きな成分を含むガラス材料を使用する場
合には、コアガラスとクラッドガラスとの接触時間を短
くしないと、成分元素の拡散によりガラスの変質が生じ
るおそれがあった。
【0009】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたもので、母材を吊下げるためのダミー棒を必要と
せず、かつ結晶化並びにコアガラスとクラッドガラスと
の界面での成分元素の拡散を防止した光ファイバの製造
方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバの製
造方法は、中心軸に沿って挿入孔を有するクラッドガラ
ス材の前記挿入孔に、コアガラスロッドを挿着してなる
母材を、加熱手段を備えたるつぼ内に同軸的に収容した
後、前記加熱手段により、前記母材を前記クラッドガラ
スおよびコアガラスの結晶化温度より低い軟化温度に加
熱保持し、軟化した前記母材を前記るつぼの底部に開口
したノズル孔から引落としてプリフォームを形成し、次
いで得られたプリフォームを所望の線径に線引きするこ
とを特徴とする。
【0011】本発明において、光ファイバの母材を構成
する挿入孔を有するクラッドガラス材とコアガラスロッ
ドとは、それぞれ公知の方法で製造することができる
が、クラッドガラス材は、以下に示すように、本発明の
方法を応用して製造することもできる。
【0012】すなわち、中心に切削加工等により適当な
径の挿入孔を設けたクラッドガラス材の挿入孔に、石英
ガラスのようにクラッドガラスが軟化する温度では軟化
しない材料からなり、形成すべき挿入孔の内径に近い外
径を有するロッドを挿着し、この複合材を本発明と同様
にるつぼ内に収容し、るつぼを加熱することによりクラ
ッドガラスの軟化温度に加熱保持し、クラッドガラス材
だけをるつぼの底部のノズル孔から引落とす。こうし
て、本発明に使用される所望の内径の挿入孔を有するク
ラッドガラス材が得られる。
【0013】
【作用】本発明の製造方法においては、クラッドガラス
材の中心軸に沿って設けられた挿入孔にコアガラスロッ
ドが挿着された母材が、ダミー棒で吊下げられることな
く、そのままるつぼ内に同軸的に収容される。そしてる
つぼ内で、コアガラスおよびクラッドガラスの結晶化温
度以下の軟化温度付近の温度に加熱保持され、軟化した
母材がるつぼ底部のノズル孔から引出されてプリフォー
ムが形成されるので、コアガラスおよびクラッドガラス
が結晶化温度を通過することなく引落とし成形がなさ
れ、したがってこれらのガラスの結晶化が生じない。
【0014】また、このように比較的低い温度でノズル
孔からの引落としがなされているので、コアガラスとク
ラッドガラスとの界面での成分元素の拡散が抑えられ、
変質が生じない。
【0015】さらに本発明の方法では、粉末のガラス材
料を使用せず、かつ溶融工程を経ないで引落としを行な
っているので、脱泡の必要がない。また、プリフォーム
の状態で泡の有無を検査する必要がなく、引落とし前に
コアガラスロッドおよびクラッドガラス材中の泡の検査
を行なうだけで足りる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。
【0017】図1は、本発明に係わる光ファイバの製造
方法の一実施例を説明するための断面図である。
【0018】図において符号1は、中心に軸方向にコア
ガラス用挿入孔1aが設けられたクラッドガラス材を示
し、符号2は、その挿入孔1aに挿着されたコアガラス
ロッドを示している。
【0019】クラッドガラス材1は、所定の成分を有す
る多成分系ガラス(例えば、Na2O−Al2 3 −B
2 3 −SiO2 )から成り、例えば溶融法で製造され
る。すなわち、底部のノズル孔に栓をしたるつぼ内で、
このクラッドガラス材を溶融、清澄後、石英ガラス等の
ガラスロッドを、このクラッドガラス材と反応が少ない
温度域でクラッドガラス材の中心に所定の温度まで泡の
巻き込みがないように挿入し、るつぼをクラッドガラス
材の結晶温度以下でかつクラッドガラス材の軟化温度に
冷却後加熱保持し、ノズル孔から引き落とすことで、コ
アガラス用挿入孔1aを有するクラッドガラス材1を製
造することができる。
【0020】コアガラスロッド2は、クラッドガラス材
1と同様に多成分系ガラスから成り、引上げ法のような
公知の方法で作製する。そして、クラッドガラス材1の
挿入孔1aの内径とコアガラスロッド2の外径とがほぼ
等しくなるようにし、コアガラスロッド2がクラッドガ
ラス材1の挿入孔1a内に密着した状態で保持されてい
るようにする。
【0021】このようにクラッドガラス材1とその挿入
孔1aに挿着されたコアガラスロッド2とからなる母材
3を、ヒータ(電熱線)4aが埋設された抵抗式の電気
炉4のような加熱手段を備え、底部にクラッドガラス材
1の外径よりも細径で形成すべきプリフォームのサイズ
に合わせた内径のノズル孔5が設けられたるつぼ6内に
同軸的に収容配置する。ここで、るつぼ6を構成する材
料としては、石英、白金その他の耐熱耐蝕性金属を用い
ることができる。また、るつぼ6底部に開口されたノズ
ル孔5の内径は、コアガラスおよびクラッドガラスの組
成とその組合せ、加熱軟化時のガラスの粘性等によって
決められる。さらに、母材3の外周は、るつぼ6の内壁
面に密着していても離れていても良い。
【0022】次いで、前記した加熱手段でるつぼ6を加
熱することにより、母材3を、コアガラスロッド2およ
びクラッドガラス材1を構成する多成分系ガラスの軟化
温度(これは、結晶化温度より低い)付近の温度に加熱
保持し、母材3を軟化させる。そして、加熱軟化した母
材3をるつぼ6底部のノズル孔5から引落とし、所望の
外径を有する円柱状のプリフォーム7を形成する。
【0023】得られたプリフォーム7は、さらに電気炉
等を通して加熱溶融させて引張ることにより、所望の線
径に線引きし光ファイバとする。なお、プリフォーム7
を加熱溶融し紡糸するための電気炉は、るつぼ6と別の
ラインに設置しても良いが、るつぼ6の下方に設置し、
プリフォーム7の形成から線引きまでの工程を連続的に
行なうことも可能である。
【0024】このように構成される本実施例において
は、クラッドガラス材1の挿入孔1aにコアガラスロッ
ド2を挿着した母材3をるつぼ6内に収容し、コアガラ
スおよびクラッドガラス材料の軟化温度付近の温度で加
熱することで、軟化した前記母材3をノズル孔5から引
落としてプリフォーム7を形成しているので、母材3を
支持するためのダミー棒を必要としないうえに、コアガ
ラスおよびクラッドガラスの結晶化が防止され、結晶化
による特性低下が生じない。また、このように比較的低
い温度でノズル孔5からの引落としが行なわれているの
で、コアガラスとクラッドガラスとの界面での成分元素
の拡散が抑えられ、成分拡散による変質や界面の不整合
が生じない。
【0025】さらに、溶融工程を経ないでが行なわれて
いるので、脱泡の必要がない。
【0026】なお、本実施例では、コアガラスロッド2
がクラッドガラス材1の挿入孔1a内に密着保持された
構造の母材3を使用した例について説明したが、クラッ
ドガラス材1とコアガラスロッド2との間に空隙がある
構造の母材を用いても、良好に引落しによるプリフォー
ム7の形成を行なうことができる。
【0027】すなわち、図2に示すように、先端部(下
部)が閉塞あるいは縮径された挿入孔8aを有するクラ
ッドガラス材8の挿入孔8a内に、その内径よりもかな
り細径のコアガラスロッド2が緩く嵌め込まれた母材3
を使用することができる。また、図3に示すように、ク
ラッドガラス材1の挿入孔1a内にその内径よりもかな
り細径のコアガラスロッド2を緩く挿嵌するとともに、
クラッドガラス材1の下部に、クラッドガラスと同じガ
ラス材料または引落とし温度で軟化してるつぼ6内を汚
染することがない耐熱性材料からなる板状の部材9を当
接し、挿入孔1a内に嵌め込まれたコアガラスロッド2
を下側から支持して落下を防ぐように構成した母材3を
使用しても、同様な効果を上げることができる。
【0028】以下、具体的実施例について説明する。
【0029】多成分系ガラス(Na2 O−Al2 3
SiO2 )から成り、図4に示す粘度特性を有するコア
ガラスおよびクラッドガラスを用い、10-4〜10-5Pa・s
の粘度の温度域で線引きを行ない、以下に示すようにし
て光ファイバを製造した。
【0030】すなわち、まず引上げ法を用いて直径10mm
のコアガラスロッドを作製した。また、中心に切削加工
等により適当な径の挿入孔を設けたクラッドガラス材の
挿入孔に、コアガラスロッドとして直径12mmの石英ロッ
ドを挿着した複合材を、白金製の一重るつぼにセットし
て底部のノズル孔と軸合わせした後、るつぼをクラッド
ガラスの軟化温度付近の温度に加熱保持し、軟化したク
ラッドガラス材のみをノズル孔から引落とし、外径 125
mm、長さ 150mmで内径10.5mmのコアガラス用挿入孔を有
するパイプ状のクラッドガラス材を製造した。
【0031】次いで、このクラッドガラス材の挿入孔に
前記コアガラスロッドを挿着し、白金製の一重るつぼで
850〜 950℃の温度に加熱してプリフォームを形成した
後、同一工程で線引きを行ない、外径 125μm 、コア径
20μm の光ファイバを定常的に得た。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明の方法によれ
ば、母材の引落としの際に、コアガラスとクラッドガラ
スが結晶化温度を通過することがないので、結晶化が生
じず、特性の良好な光ファイバが得られる。また、比較
的低温で母材の引落としがなされているので、コアガラ
スとクラッドガラスとの界面での成分元素の拡散が抑え
られ、変質や界面の不整合が生じない。
【0033】さらに、粉末のガラス材料を使用せず、溶
融工程を経ないで引落としを行なっているので、脱泡の
必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる光ファイバの製造方法の一実施
例を説明するための断面図。
【図2】本発明の別の実施例を説明するための断面図。
【図3】本発明のもう一つ別の実施例を説明するための
断面図。
【図4】本発明の具体的実施例に使用するコアガラスお
よびクラッドガラスの粘度特性を表すグラフ。
【符号の説明】
1、8………クラッドガラス材 1a、8a………挿入孔 2………コアガラスロッド 4………電気炉 5………ノズル孔 6………るつぼ 7………プリフォーム 9………板状の部材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心軸に沿って挿入孔を有するクラッド
    ガラス材の前記挿入孔に、コアガラスロッドを挿着して
    なる母材を、加熱手段を備えたるつぼ内に同軸的に収容
    した後、前記加熱手段により、前記母材を前記クラッド
    ガラスおよびコアガラスの結晶化温度より低い軟化温度
    に加熱保持し、軟化した前記母材を前記るつぼの底部に
    開口したノズル孔から引落としてプリフォームを形成
    し、次いで得られたプリフォームを所望の線径に線引き
    することを特徴とする光ファイバの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記クラッドガラス材およびコアガラス
    ロッドが、いずれも多成分系ガラスから成る請求項1記
    載の光ファイバの製造方法。
JP19323395A 1995-07-28 1995-07-28 光ファイバの製造方法 Pending JPH0940437A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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