JPS603014B2 - 高軸対称性を有する石英ガラス管の製造法 - Google Patents

高軸対称性を有する石英ガラス管の製造法

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JPS603014B2
JPS603014B2 JP9235679A JP9235679A JPS603014B2 JP S603014 B2 JPS603014 B2 JP S603014B2 JP 9235679 A JP9235679 A JP 9235679A JP 9235679 A JP9235679 A JP 9235679A JP S603014 B2 JPS603014 B2 JP S603014B2
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隆二 小林
輝三 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、石英ガラス素警から高軸対称性を有する石
英ガラス管を製造する方法に関するものである。
近年、例えば光通信ファイバーの製造に用いられる石英
ガラス母材(プレフオーム)の製造には、内付CVD法
(内付化学燕着法)およびロッドインチューブ法が適用
され、実用化されつつある。
内付CVD法は、例えば直径2仇舷程度の石英ガラス管
内に、四塩化珪素と、四塩化ゲルマニウムなどの屈折率
修飾物質と、酸素との濠合ガスを送入し、加熱により前
記管内壁に石英ガラス層を形成したのち、さらに温度を
上げてこの石英ガラス管をつぶして管内の空間部を無く
して中実の棒状とすることによって石英ガラス母材を得
る方法である。
ロッドィンチューブ法は、屈折率の低い石英ガラス管内
に、相対的に屈折率の高い石英ガラス藤を挿入し、両者
を敵着一体化して石英ガラス母材を得る方法である。
上記それぞれの方法に用いられる石英ガラス管は、管の
断面が真円で、長手方向に沿って管の内径、外径および
肉厚が一定していることが重要条件となる。
すなわち、前記石英ガラス管の真円度および管径の精度
が悪いと、この石英ガラス管を使用して製造された石英
ガラス母材の線引きによって得られるオプチカルフアィ
バーの寸法精度も悪くなるため、光通信における伝送損
失が増大し、伝送容量の低減をまねき、また、オプチカ
ルフアィバー同士の接続も難しくなる。したがって、管
径については士1%以下、真円度(径の最小値/径の最
大値×100)については99%以上の精度を有する石
英ガラス管が要求されるのである。通常、石英ガラス管
は、プラグ付の溶融ルッボの底孔から自重により引き出
されて製造されており、したがって、その寸法精度は真
円度95%、隆精度2〜3%、肉厚精度10%程度であ
るため「それをさらに加工して精度の向上をはかること
が必要となるのである。
そこで、上記の要求を満足させる目的で、従釆、石英ガ
ラス管より融点の高い炭素などの蓬村を、一般の石英ガ
ラス素管内に挿入し、加熱によりこの石英ガラス素管を
溶融崩潰して前記榛材外周面に密着させ、ついで、この
榛材の中心を軸として石英ガラス秦管の外周面を研削し
たのち、石英ガラス管と樺村との熱膨張差によって樺材
を引き抜くことからなる石英ガラス管の製造法(例えば
特関昭52一134623号参照)が提案されている。
しかしながら、上記方法にはつぎのような問題点がある
。すなわち、石英ガラス素管を溶融崩潰して捧材に密着
させるとき、酸水素バーナーなどにより1800午0な
いいまそれ以上の高温に加熱しなければならないため、
石英ガラス素管を構成しているSi02が、熱解離し、
揮発性のSi0とともに酸素を放出するので、石英ガラ
ス管に気泡の発生や、穀弱化を起し易く、また榛材外周
面が酸化損耗を受け易く、寸法精度の維持が困難となっ
て繰返しの使用ができにくくなるなどの不都合があり、
加工精度および歩留りが低下するなどの問題点があるの
である。この発明は、上記のような縞馬点から、石英ガ
ラスの熱解離による揮発性Si0および酸素の障害を抑
制し各工程の一層の確実安定化を計った軸対称性の高い
石英ガラス管の製造法を提供するもので、石英ガラス素
管内に、モリブデンおよびモリブデン基合金、タンタル
およびタンタル基合金、タングステンおよびタングステ
ン基合金のうちのいずれかの前記石英ガラス秦管より高
い融点を有する熱的に安定な金属より成形され、かつ軸
対称性の高い所定寸法の榛材を挿入した後、真空引きを
行ないながら密封することによって前記石英ガラス素管
内の真空度をlton以下に保持し、つぎに、この綾材
封入の石英ガラス素管を、比較的低圧の常圧以上の静水
圧加圧下で、比較的低温の120ぴ0〜1500ooの
温度に加熱して前記榛材の外周面に前記石英ガラス秦管
を熱解離の発生なく軟化密着させることによって、前記
石英ガラス素管の内径の寸法を規定すると共に、その内
径を鞠対称眺の高いものとし、引続いて前記榛材を藤と
して回転させつつ前記石英ガラス秦管の外周面を研削し
てその外隆寸法を規定すると共に、その外径を函も対称
性の高いものとし、最終的に前記樺材を引抜く主要工程
によって前記石英ガラス葵管より内径および外蓬ともに
寸法精度のよい高軸対称性をもった石英ガラス管を製造
することに特徴を有するものである。
つぎに、この発明の方法において真空度、加圧圧力およ
び加熱温度を上記の通りに限定した理由を説明する。
‘a} 真空度 ltomを越えた低真空度にすると、前記石英ガラス素
管の軟化密着工程において、残留ガスのため、前記榛材
外周面が酸化したり、比較的低圧での前記樺材外周面へ
の密着が困難となることから、ltorr以下の高真空
度に定めた。
‘b,’加圧圧力上記のように石英ガラス素管内の真空
度をltoでr以下としてあるので、加圧圧力が常圧で
も石英ガラス素管内外ではかなりの圧力差があることに
なり、十分に機材外周面に石英ガラス蓑管を密着させる
ことができることから、加圧圧力を常圧以上とした。
‘cー 加熱温度 加熱温度が1200℃未満では前記軟化密着工程におい
て前記石英ガラス素管が十分軟化されず、一方1500
qoを越えた加熱温度にすると前記石英ガラス秦管にS
i02の熱解離が発生するようになることから加熱温度
を1200〜1500qoと定めた。
つぎに、この発明の方法を実施例により図面を参照しな
がら説明する。
実施例 1 第1図に縦断面図で示されるように、石英ガラス,素管
1として、長さ1050柳、外径21.0土0.5側、
内蓬13.5±0.3肋、外周真円度95%、内周真円
度96%の寸法精度を有する一方端部が有底の高純渡合
成石英ガラス管を用意し、また榛材2として、金属タン
タル材を長さ90仇奴、径11.9十0.01側、真円
度99.8%の寸法精度に旋盤によって成形加工した捧
材を用意し、このタンタル製榛材のそれぞれ端部には前
記石英ガラス素管の回り止めとして脱着目在の突起片3
を装着すると共に切削切欠き部2aを付した。
まず、第1図に示されるように前記石英ガラス素管1の
一方端関口部より榛材2を挿入した後、前記石英ガラス
素管の内部を真空引きを行ないながら密封することによ
って前記石英ガラス素管1内の真空度を1のrrに保持
し、つぎに、この隆材2封入の石英ガラス黍管1を、雰
囲気圧力を常圧にして温度145ぴ0に加熱した環状炉
(アルゴンガスカバー付黒鉛ヒーター炉)内に毎分4肋
の速度で通過させ、第2図に縦断面図で示されるように
前記榛材3の外周面に前記石英ガラス秦管1を一様に軟
化密着させた。
ついで、前記榛材2の回り止め部より外側において、前
記石英ガラス素管1にカッターで切込みを入れ、第3図
に縦断面図で示されるようにその両端部を取除いた。
引続いて、前記榛材2の前記石英ガラス黍管から露出し
た両端部をくわえ代としてガラス旋盤に装着し、前記樺
材2を軸として回転させつつ前記石英ガラス素管1の外
周面を研削して一様の肉厚にした。
つぎに、前記綾材2の回り止め部が完全に蕗出する状態
に両端部を取除き第4図に縦断面図で示されるような状
態とした後、石英ガラス管1′から前記綾材2を引抜い
た。
この結果得られた石英ガラス管は、長さ8130肋、外
径18.0側、内径12.仇岬の寸法をもつものであり
、また、その精度については、得られた石英ガラス管を
約6仇岬毎に切断して測定した結果、外径±0.07側
、内径±0.04肋、外周真円度99.2%、内周真円
度99.3%であった。
なお使用後の前記榛材表面には何の異常も認められなか
った。実施例 2 石英ガラス素管として、長さ1000肋、外径20.0
土0.5側、内径15.5±0.5伽、外周真円度95
%、内周真円度製%の寸法精度を有する天然bK晶を溶
融して得た石英ガラス素管を用意し、また、榛材として
、金属モリブデン材を長さ800肋、小径側端面径13
.仇舷、大径側端面径14.5側、小径側真円度99.
5%、大蓬側真円度99.6%の寸法精度をもったブー
パー付綾材に成形加工し、このモリブデン製榛村の両端
部には実施例1と同様に前記石英ガラス素管の回り止め
を付した。
ついで、上記石英ガラス秦管の上記モリブデン製樺材へ
の軟化密着工程を、石英ガラス素管内の真空度を0.1
tomとし、静水圧加熱炉(Hotlsostatic
Press炉、略称mP)を使用し、12戊気圧のアル
ゴンガス雰囲気中、温度125ぴ0に3畑時間の条件で
行なう以外は実施例1におけると同様な工程にて石英ガ
ラス管を製造した。
この結果得られた石英ガラス管は、その寸法および精度
が、長さ斑0肌、中央外径16.5±0.07脇、小径
側内径13.1脚、大径側内径14.6側、外周真円度
99.1%、小逢側内周真円度99.2%、大蓬側内周
真円度99.2%であった。
また使用後の前記榛材には実施例1におけると同様に異
状は認められなかつた。なお、石英ガラス秦管を前記棒
材に軟化密着する際の加熱手段としては、通常の外熱式
、あるいは前記榛材が金属製であることを活用して高周
波譲導加熱式により前記石英ガラス秦管全体を加熱して
もよく、また、帯溶融の要領で加熱ゾーンを前記石英ガ
ラス素管の端部から長手方向に沿って移動させてもよい
さらに、石英ガラス素管として特に高価な高純度石英ガ
ラス管を使用する場合には、上述のように前記樺村端部
の石英ガラス管の取除きによる損耗は不経済であるので
、予めこの石英ガラス素菅の両端部にそれより廉価な石
英ガラス管片を継ぎ足して操作を行なうのがよい。
以上の説明から明らかなように、この発明の方法によれ
ば、Si02の熱解離なく、確実に高軸対称性を有する
石英ガラス管を製造することができ、しかも前記綾材は
損傷なく繰返しの使用が可能であるなど工業上有用な効
果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、および第4図はこの発明の各
実施工程状態を示す概略縦断面図である。 図において、1・…・・石英ガラス素警、2・・・・・
・榛材、2a・・・・・・切削切欠き部、3…・・・突
起片、1′……石英ガラス管。 弟′図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 石英ガラス素管内に、モリブデンおよびモリブデン
    基合金、タンタルおよびタンタル基合金、タングステン
    およびタングステン基合金のうちのいずれかの前記石英
    ガラス素管より高い融点を有する金属より成形され、か
    つ軸対称性の高い所定寸法の棒材を挿入した後、真空引
    きを行ないながら密封することによって前記石英ガラス
    素管内の真空度を1torr下に保持し、ついで、この
    棒材封入の石英ガラス素管を常圧以上の静水圧加圧下で
    1200℃〜1500℃の温度に加熱することにより前
    記棒材外周面に前記石英ガラス素管を軟化密着させ、引
    続いて前記棒材を軸として回転させつつ前記石英ガラス
    素管の外周面を研削してその外径寸法を規定すると共に
    高軸対称性を付与し、最終的に前記棒材を引抜く主要工
    程からなることを特徴とする高軸対称性を有する石英ガ
    ラス管の製造法。
JP9235679A 1979-07-20 1979-07-20 高軸対称性を有する石英ガラス管の製造法 Expired JPS603014B2 (ja)

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JPH03174335A (ja) * 1990-08-03 1991-07-29 Mitsubishi Cable Ind Ltd 内径が均一な純石英製パイプの製造方法
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