JPH01275444A - 光ファイバの製造方法 - 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、気泡を含有しない光ファイバを製造する光フ
ァイバの製造方法に関する。

〈従来の技術〉 光ファイバは、透明ガラス母材を線引炉の上部より送給
してその先端を加熱溶融し、この溶融部分を線引炉下部
より引出し所望の径に細径化することにより線引きされ
て！！！造されている。

このような従来の光ファイバの線引装置を第４図に示す
。同図に示すように、線引炉１内には線引きヒータ２及
び保温材３が設けられており、線引炉１の上部開口部１
ａがら透明ガラス母材４を押入し、線引きされた光ファ
イバ５を下部開口部１ｂから線引きするようになってい
る。なお、この線引炉１の下端側壁には、不活性ガス導
入口６が設けられており、炉内には不活性ガスが満たさ
れている。

ここで供給される透明ガラス母材４は、−般に、ＶＡＤ
法、ｏｖｐｏ法等により製造される石英系ガラス微粉末
が堆積された多孔質光フアイバ母材を、例えばゾーン炉
及び均熱炉等を用いた脱水焼結工程によって透明化する
　　−ことにより製造されている。この脱水焼結工程で
は、一般にガラス内での拡散速度が特に大きいＨｅガス
又はＨｅガス混合ガスの雰囲気中で加熱を行うことによ
り透明ガラス化が行われている。これにより該透明ガラ
ス母材内に閉塞した空孔が残留することを防止している
。

しかしながら、従来においてはこのような脱水焼結して
透明化した透明ガラス母材には、末だＨｅガスが溶解し
ていたり、あるいは微小な空孔が残留してその中にＨｅ
ガス等が多量に残留していることが判明された。このよ
うな従来の透明ガラス母材を用いて従来の第４図に示す
線引装置を用いて線引きを行う場合、溶解している残留
ガスが気化して発泡したり、得られた光フアイバ中の微
小な気泡が残留してしまい、伝送損失が増大してしまう
などの問題がある。

このため、従来においては、上記脱水焼結工程において
、焼結温度や昇温方法及び焼結時間の条件を種々変化さ
せて透明ガラス母材中にガスが残留することを防止する
方法が種々検討されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来種々検討されている脱水焼結工程で
の微量の脱ガス処理は、例えば焼結時間を通常の３〜４
倍と長くする必要があるので、温度の維持に多大なエネ
ルギーを使いヒータ電力の増加等の通常経費が嵩み、ま
た作業工程が遅延して大幅に作業時間がかかるという問
題がある。また、この作業時間を短縮するために、例え
ば脱水焼結工程度をより高温にして行う場合にはその温
度を高精度に維持することが困難となり、また、軟化点
を越えた場合には透明ガラス母材が変形するおそれがあ
り、ひいては線引き時の線速の変動を起こしてしまうと
いう問題がある。

以上述べた事情に鑑み、本発明は短時間で且つ効率よく
脱ガスされた気泡を全く含有しない光ファイバを製造す
る光ファイバの製造方法を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するための本発明の光ファイバの製造方
法の構成は、棒状の透明ガラス母材を加熱軟化させつつ
延伸して光ファイバを線引き製造する光ファイバの製造
方法において、線引き点の上流側にて上記透明ガラス母
材を軟化点以下で且つ軟化点近傍の温度で予備加熱して
脱ガスを行い、これに連続して線引きすることを特徴と
する。

く作　　　用〉 前記構成において、透明ガラス母材は軟化点近傍で予備
加熱する過程において内部に残留していたガスが拡散さ
れて外部へ放出される。その後、脱ガスされた透明ガラ
ス母材が連続的に線引されて気泡を含有しない光ファイ
バを得る。

〈実　施　例〉 以下、本発明の光ファイバの製造方法を実施する光ファ
イバの線引装置の好適な実施例を図面を参照しながら詳
細に説明する。

第１図は本実施例にかかる光ファイバの線引装置の概略
を示す。なお、従来技術にかかる第４図と同一部材には
同一符号を付して重復した説明を省略する。

同図に示すように、本実施例の線引装置の線引炉ｌＯ内
には、従来と同様に線引きを行う線引きヒータ２が設け
られて線引加熱域を構成しており、その上流側には脱ガ
スを行うための予備加熱用の予備加熱ヒータ１１が設け
られて予備加熱域を構成している。この予備加熱し−タ
１１は、上記線引き用ヒータ２と同径で且つその長さを
当該線引ヒータ２の等倍あるいはそれ以上とするのが好
適である。

これは出来るだけ長い時間透明ガラス母材４を該予備加
熱ヒータ１１内で加熱することによりより完全な脱ガス
を行うためである。

ここで、上記予備加熱ヒータ１１による予備加熱域の温
度は、供給されろ透明ガラス母材４の組成及び線引きの
線速等種々の要因によって変動するが、母材４の軟化点
以下でなるべく高いのが好ましく、例えば約８００℃〜
１５００℃前後の範囲が好適である。これは約８００℃
以下で加熱すると母材中心に残留している残留ガスの脱
ガスが十分に行われなく、また、約１５００℃以上で加
熱すると母材自身に変形が生じて線速に変動を生じてし
まうからである。

一般に、透明ガラス母材に残留しているＨｅ等のガスは
高温にするとガラス中を拡散して外部に出ようとする性
質がある。

この拡散速度は一般に、 Ｄ＝Ｄｏｅｘｐ　（Ｑ／　ＲＴ） （Ｄｏ、　Ｑ、　Ｒは定数、Ｔは絶対温度）で表わされ
ており、高温になるほどその拡散速度は大となる。一方
、ガラス中のガスの溶解度は高温になるほど低下するこ
とが知られている。

このため、上述したように軟化点近傍で予備加熱ヒータ
１１により予備加熱することによりガラス内の残留ガス
は拡散されて外部に放出され脱ガスが行われる。

次に脱水焼結した透明ガラス母材を用い、本発明方法に
かかる本実施例の脱ガスを行う過程での残留ガス濃度を
測定した例を第２図（ａｌに示す。なお、比較として従
来技術の脱ガスの状態を第２図（ｂｌに示す。

また、第３図（ａ）に本実施例の線引炉内の予備加熱域
及び線引加熱域にかかる温度分布を、第３図（ｂｌに従
来例の線引炉内の線引加熱域にかかる温度分布を各々示
す。これらの図面に示すように、透明ガラス母材はその
初期においてａに示すようにその母材中心から母材を表
面に亘って濃度Ｃｏのガスが溶解されていたが、本発明
方法によって予備加熱域を通過していくに従って、その
濃度分布がｄｌからｄ２と変化し予備加熱の終了時には
屯となり母材中心から表面に亘っでのガス濃度が光ファ
イバに気泡が存在するか否かの軟化点における限界濃度
より低い状態となった。一方の従来例においては、その
加熱時間が短いため濃度分布がｂとなり母材表面の一部
のみが脱ガスされ末だ発泡性のガスが残留していること
が確認された。

また、第３図（ａ）に示す本実施例によれば、透明ガラ
ス母材４が予備加熱ヒータ１１によって加熱され始める
と、先ず母材の温度が軟化点近傍のＡ点まで温度が上昇
し、このＡ点に上昇すまでに第２図（ａｌに示す溶解ガ
ス濃度ｄの分布となる。そして引き続き軟化点近傍の予
備加熱域（Ａ点〜Ｂ点）に保持されて予備加熱が行われ
ろ。このＢ点へ移行する過程で第２図（ａｌで示すｄ２
の状態さらに屯の状態となるように脱ガスが行われる。

その後、母材は線引加熱域へ移動され線引温度まで加熱
されて線引きがなされる。一方の従来例においては第３
図（ｂ）に示すように本実施例のごとく軟化温度近傍で
一定時間の予備加熱を行っていないため、線引温度まで
急激に上昇しているので溶解ガスの濃度分布が第２図（
ｂｌのｂの状態となり脱ガスが不十分となっている。

次に本発明の効果を表す試験例について説明する。

本実施例は上述した本実施例の線引装置を用い、線引き
の線速、予備加熱ヒータ１１の長さ及びその温度を第１
表に示すように変化させて試験した。なお、試験例１と
試験例２とは同じ材質の透明ガラス母材を使用した。

試験例１は、外径１２５μｍφの光ファイバを線速３０
０ｍ／分で試作し、また試験例２は外径１２５μｍφの
光ファイバを線速２００　ｍ７分で試作し、各々１００
　ｋｍ当りの光フアイバ中に存在する気泡数を評価した
。また比較例として予備加熱ヒータ１１を設置していな
い従来の線引装置を用い、第１表に示す各々の条件で試
作し、同様に評価した。

これらの結果を第１表に示す。

第　　１　　表 ※ファイバ１１００ｋ当りの気泡の数 便用母材 第１表の結果から明かなように、本発明の方法によれば
、透明ガラス母材が線引加熱域に到達する前に、予備加
熱域である一定の温度（軟化意匠ｆｊ！Ｉ）を一定時間
かけて通過させろことにより、母材内部に残留している
Ｈｅガス等が拡散されて外部へ放出され、残留ガスは完
全に除去された。その後説ガスされた透明ガラス母材を
線引加熱域に引き続いて移行するようにしているので、
母材に変形の生じろおそれがなく気泡をほとんど含有せ
ず且っ線径等も一定となる光ファイバを提供することが
できろ。

〈発明の効果〉 以上、実施例及び試験例とともに詳しく説明したように
、本発明の光ファイバの製造方法によえば予備加熱され
て脱ガスを行ないつつ引き続いて光ファイバを線引きす
ることができるので、予備加熱が効率よ（行なわれて気
泡を全く含有しない高品質な光ファイバを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する好適な実施例にかかる線
引炉の概略図、第２図（ａ）は本実施例にかかる母材内
溶解ガス濃度分布図、第２図（ｂｌは従来例にかかる母
材内溶解ガス濃度分布図、第３図（ａ）ξよ本実施例に
かかる線引炉内温度分布図、第３図（ｂｌは従来例にか
かる線引炉内温度分布図、第４図は従来例にかかる線引
炉の概略図を示す。 図　面　中、 １．１０は線引炉、 ２は線引きヒータ、 ３は保温材、 ４は透明ガラス母材、 ５は光ファイバ、 １１は予備加熱ヒータである。 特　　許　　出　　願　　人 住友電気工業株式会社 代　　　　理　　　　人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）棒状の透明ガラス母材を加熱軟化させつつ延伸して
   光ファイバを線引き製造する光ファイバの製造方法にお
   いて、線引き点の上流側にて上記透明ガラス母材を軟化
   点以下で且つ軟化点近傍の温度で予備加熱して脱ガスを
   行い、これに連続して線引きすることを特徴とする光フ
   ァイバの製造方法。 ２）上記予備加熱と線引きとを同一線引炉内で行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバの
   製造方法。