JPS5953225B2 - 耐候性光通信用多成分系ガラスフアイバ− - Google Patents

耐候性光通信用多成分系ガラスフアイバ−

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JPS5953225B2
JPS5953225B2 JP54061584A JP6158479A JPS5953225B2 JP S5953225 B2 JPS5953225 B2 JP S5953225B2 JP 54061584 A JP54061584 A JP 54061584A JP 6158479 A JP6158479 A JP 6158479A JP S5953225 B2 JPS5953225 B2 JP S5953225B2
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glass
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glass fiber
component glass
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国英 沢村
武止 高野
博憲 牧
光男 加曽利
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は芯ガラスと被覆ガラスとから成るステップ型の
光通信用多成分系ガラスファイバーの改良に関する。
一般にこの種のガラスファイバーは芯の周囲にクそれよ
りも小さい屈折率を有する被覆層が設けられて成るもの
でファイバーの一端から芯に入射させた光情報を、芯と
被覆との境界面での全反射を利用して芯内に閉じ込めフ
ァイバーの他端へ伝えようとするものである。
ク ところで従来、光通信用多成分系ガラスファイバー
として例えばNa、020%、Ca09%およびSiO
71%(いずれも重量比)からなる芯ガラスに、Na2
O22%、CaO3.5%およびSiO274.5%(
いずれも重量比)からなるガラスを被覆したも丁のが用
いられている。
しかしこのガラスファイバーにおいてはアルカリ含有量
が多いため低損失化し易い反面、アルカリ成分が外部に
溶出し易いため耐候性が劣ると云う欠点がある。一方、
ステップ型の光通信用多成分系ガラスフフアイバーの製
造方法は、主として二重ルツボ法が採用されている。
この方法は同志円状に配置した内管端部及び外管端部の
オリフィスから夫々溶融した芯ガラス、被覆ガラスを同
時に自然流下させ、線引きして光通信用多成分系ガラス
ファイバーを造るものである。この線引き作業に際して
、ガラスの一部に結晶が生じる (失透)と、ガラスフ
ァイバーの光伝送損失の増加、引張り強度の低下を招く
欠点があり、失透がおこらないことが必須条件である。
このようなことから、本発明者は上記欠点を解消するた
めに鋭意研究を重ねた結果、芯材料としてSiO2、ア
ルカリ金属酸化物、CaO、ZnOとBaOからなり、
かつこれら成分値を規定した多成分系ガラスを使用し、
一方、被覆材料としてSiO。
、A1。O。、アルカリ金属酸化物、CaO、MgO、
B2O3およびZnO、Zro3、TiO2の成分から
なり、かつこれら成分値を規定した多成分系ガラスを使
用することによつて(1)被覆用多成分系ガラスが、耐
水性、耐酸性、耐アルカリ性等の耐化学的性質が良好で
、アルカリ溶出が少なく耐候性が優れていること。
(高耐候性) 5(
2)芯用多成分系ガラスと被覆用多成分系ガラスが、線
引き工程で失透しないこと、同時に、フアイバの寸法安
定性が優れていること。(3)芯用多成分系ガラスが低
損失であること。
つまり、散乱損失が低く、溶融し易い(溶融温度1tが
低い)ガラス組成であること。溶融温度が高ければ、使
用するルツボ、雰囲気からの、鉄、銅等の吸収損失の高
い物質の混入並びに散乱欠陥の発生により損失が増加す
る為である。 (低損失)
l((4)芯用多成分系ガラスの膨張係数
が、被覆用多成分系ガラスの膨張係数よりも大きく、且
つ、その差(Δα)が、3X10−6Cn1/Cml・
℃(AtO〜300℃)以下であること。膨張係数の差
が大きいと、フアイバ中でのストレスが高く、信頼性2
.が低下する。(5)芯の屈折率をn1、被覆の屈折率
をN2とした場合、比屈折率差Δn(n1−N2/n1
)が0.002以上であること、等種々の優れた特性を
有する高耐候性低損失多成分系ガラスフアイバを、見い
出2した。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光通信用多成分系ガラスフアイバ一は、(4)
重量比にてSlO335〜65%(このうち30%以こ
内はGeO2で置換してもよい)、アルカリ金属酸化物
10〜23%、CaO2〜12%、ZnO5〜20〜、
゛BaO5〜羽%(ただしCaO.BaO.ZnOの合
計量15〜゛弱%)からなる芯用多成分系ガラスと、(
B)重量比にてSK)260〜80%、Al,O,O.
5〜10,%、アルカリ金属酸化物9〜17%、CaO
O〜5%、ZnOlzrO2、TiO,のうちから選ば
れた少なくとも1種0〜7%、MgOO〜4%およびB
2O3lOを超え15%までからなる被覆用多成分系ガ
ラスフアイバ一である。
次に、上記芯用多成分系ガラスの各成分値を限定した理
由について述べる。
(1A)SiO2 SiO2は、ガラス形成酸化物であり、その含有量が、
35wt%未満では、耐水性が低く、一方、その含有量
が65wt%を越えると、所期の屈折率条件を満たすこ
とができないので、好ましくない。
尚このSiO2成分はガラスの溶融温度を下げるため、
GeO2で30wt%を限度に置換してもよい(SiO
2は最低5%となる)。2A)アルカリ金属酸化物 アルカリ金属酸化物は、主に、Na2O、K2O、Li
2Oからなり、網目修飾酸化物として作用する。
アルカリ金属酸化物の含有量が10.0Wt%未満では
失透し易くなり、一方、23wt%を越えると、耐水性
が低下する。
またアルカリ金属酸化物中の構成成分(Na2O、K2
O、Li2O)の配合割合は、要求される芯の物性変化
により適宜調整される。具体的には、粘性を低減させる
場合は、K2Oの比率を低くし、膨張係数を高める場合
は、Li2Oの比率を高くし、更に、屈折率を高める場
合は、Li2Oの比率を高くする。73A)CaOとB
aO,!−ZnOの混合物CaOの配合割合は、2wt
%未満ならば、失透し易く、12Wt%を超えると均一
なガラスが得られ難い傾向が認められるので2〜12w
t%程度に選択する。
ZnOの組成比が5wt%未満ならば、失透し易く、2
0Wt%を超えると均一なガラスが得られ難い傾向があ
るので上記範囲内に選ぶ。
またBaOの組成比が、5Wt%未満ならば、所期の屈
折率要求を満たし難く、35Wt%を超えると失透し易
くなるので上記範囲に選ぶ。
しかしてこれら、CaO.ZnO、BaOは、特に屈折
率の増加に寄与する成分であり、合計量で15Wt%未
満であると、所期の屈折率要求を満たすことができず、
50wt%を超えると失透し易くなる。
望ましい範囲は30〜48wt%である。(4A)その
他 CaOの一部をMgOで置換すること、BaOの一部を
SrOで置換することは、特性の変化をもたらさず、溶
融性を改善するので、好ましいことである。
また、上記被覆用多成分系ガラスの各成分を限定した理
由について述べる。
(1B)SiO2 SiO2は被覆の骨格を形成するものであり、その含有
量が60重量%未満では耐水性が低下し、一方80重量
%を超えると、高温粘性が増加し芯ガラスとの粘性差が
増大するので好ましくない。
(2B)Al2O3 Al2O3は耐水性並びに失透傾向の改善効果を有する
ものである。
Al2O3の含有量が0.5重量%未満では所期の効果
が充分達成できず、かといつて10重量%を超えると失
透し易くなるからである。(3B)アルカリ金属酸化物 アルカリ金属酸化物は主にNa2O、K2O、Li2O
からなり、網目修飾酸化物として作用する。
アルカリ金属酸化物の含有量が9重量%未満では失透し
易くなり、17重量%を超えると耐水性が低下し所期の
要求を満たす被覆が得られない。(4B)CaO CaOは耐水性の向上効果を有するものである。
CaOの含有量が5重量%を超えると失透し易くなり好
ましくない。(5B)MgO MgOは耐風化性の改善化に寄与する。
MgOが4重量%を超えると、失透するので好ましく,
ない。(6B) B2O3 B2O3は、耐水性の改善、屈折率の増加に寄与する。
しかして、このB2O3成分の組成比は10を超え15
重量%の範囲内で選ばれ15重量%を超えると、被覆ガ
ラスの屈折率が高くなり過ぎて、所期の屈折率差が得ら
れず好ましくない。また、10重量%以下では、高温粘
性を充分に低下し得ず、フアイバ一化しずらい傾向がみ
られる。(7B)ZnO.ZrO2、TiO2 これら成分の添加は、耐水性の改善に効果がある。
しかしてこの成分は1種もしくは2種以上の混合系でも
よいが、その組成比は常に7wt%以内に選択し7%以
上の添加は、脈理が生じる。次に、本発明の実施例を説
明する。
下記表に示す如く、組成割合が夫々異なる芯用多成分系
ガラス及び被覆用多成分系ガラスを二重ルツボ法により
、800〜1000℃の温度下で線引きして3種の光通
信用多成分系ガラスフアイバ一(芯径80μ、被覆径1
50μ)を得た。
しかして、得られた各光通信用多成分系ガラスフアイバ
一の芯及び被覆における屈折率(n)、熱膨張係数(α
)、耐水性、耐風化性、104、105、106ポイズ
になる温度、並びに失透傾向を調べた。
その結果を同表に併記した。なお、耐水性、耐風化性、
及び失透傾向は次のような試験により求めた。
(1)耐水性;目開き0.5mm(7)JIS標準篩に
パスし、目開き0.3mmの同標準篩をパスしない粉末
試料5.0gを、100m1の蒸留水に浸し沸騰浴中で
1時間加熱した後、その溶液を0.01N−HCl溶液
で滴定し、その滴定した量(ml)で耐水性の優・劣を
求める。
(2)耐風化性;ガラス表面にできるヘイズ(Haze
)を観察し、SK−16よりヘイズのできにくいものを
ASK−16と同程度のものを
ABSK−16よりヘイズのでき易いものを B
と評価する。
(3)失透傾向;800℃で15時間加熱、並びに11
00℃で15時間加熱して結晶の析出しないものを
a表面に結晶を析出するものを
b表面及び内部に結晶を析出するものを
Cと評価する。
しかして本発明に係る多成分系ガラスフアイバは、伝送
損失が850mμの波長での測定で、20dB/m以下
であり、低損失フアイバであつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 (A)重量比にてSiO_235〜65%(このう
    ち30%以内はGeO_2で置換してもよい)、アルカ
    リ金属酸化物10〜23%、CaO2〜12%、ZnO
    5〜20%、BaO5〜35%(ただしCaO、BaO
    、ZnOの合計量15〜50%)からなる芯用多成分系
    ガラスと、(B)重量比にてSiO_260〜80%、
    Al_2O_30.5〜10%、アルカリ金属酸化物9
    〜17%、CaO0〜5%、ZnO、ZrO_2、Ti
    O_2のうちから選ばれた少なくとも1種0〜7%、M
    gO0〜4%およびB_2O_310を超え15%まで
    からなる被覆用多成分系ガラスとから形成された高耐候
    性光通信用多成分系ガラスファイバー。
JP54061584A 1979-05-21 1979-05-21 耐候性光通信用多成分系ガラスフアイバ− Expired JPS5953225B2 (ja)

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JPS55154342A JPS55154342A (en) 1980-12-01
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