JPS581053B2 - Manufacturing method of multi-component glass fiber for optical communication - Google Patents
Manufacturing method of multi-component glass fiber for optical communicationInfo
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- JPS581053B2 JPS581053B2 JP52100724A JP10072477A JPS581053B2 JP S581053 B2 JPS581053 B2 JP S581053B2 JP 52100724 A JP52100724 A JP 52100724A JP 10072477 A JP10072477 A JP 10072477A JP S581053 B2 JPS581053 B2 JP S581053B2
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はとくに耐候性を改善した光通信用多成分系ガラ
スファイバーの製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention particularly relates to a method for producing a multicomponent glass fiber for optical communications with improved weather resistance.
従来の光通信用多成分系ガラスファイバーは外周囲にプ
ラスチックの保護膜を設けた構造になっている。Conventional multi-component glass fibers for optical communications have a structure with a plastic protective film around the outer periphery.
しかしながら、このようなガラスファイバーは高温高湿
、或いは水中に長時間曝らすと、劣化して機械的強度の
低下、光散乱損失の増大を招く欠点があった。However, when such glass fibers are exposed to high temperature, high humidity, or water for a long time, they deteriorate, resulting in a decrease in mechanical strength and an increase in light scattering loss.
このファイバー劣化の原因は、多成分系ガラス中に含ま
れるアルカリイオンが溶出し、ファイバー表面にアルカ
リイオンの少ない層が形成され、これによって表面層と
内部との間にアルカリイオン量の差が生じ、クラツクが
発生し易くなって機械的強度が劣化するものと考えられ
る。The cause of this fiber deterioration is that the alkali ions contained in the multi-component glass are eluted and a layer with few alkali ions is formed on the fiber surface, resulting in a difference in the amount of alkali ions between the surface layer and the inside. It is thought that cracks are more likely to occur and the mechanical strength deteriorates.
このようなことから、最近、三重ルツボを用いてガラス
ファイバーの紡糸と同時に、その外側に耐候性の高いガ
ラス層を被覆する方法が提案されている。For this reason, a method has recently been proposed in which a triple crucible is used to simultaneously spin glass fibers and coat the outside with a highly weather-resistant glass layer.
しかしながら、この方法に用いる耐候性の高いガラスは
、内側のコア.クラツドのガラスに比して高温粘性が極
めて高いため,ファイバー化が困難となったり、外側の
ガラス層に対してファイバーが偏芯し易い欠点がある。However, the highly weather-resistant glass used in this method has an inner core. Because it has extremely high viscosity at high temperatures compared to clad glass, it is difficult to form into fibers, and the fibers tend to be eccentric with respect to the outer glass layer.
本発明は上記欠点を解消するためになされたもので,フ
ァイバー化を阻害することなく、多成分系ガラスファイ
バー素材中のアルカリイオンと外界雰囲気との反応を遮
断してファイバー劣化を防止した光通信用多成分系ガラ
スファイバーの製造方法を提供しようとするものである
。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and is an optical communication system that prevents fiber deterioration by blocking the reaction between alkali ions in the multi-component glass fiber material and the external atmosphere without inhibiting fiberization. The purpose of the present invention is to provide a method for producing multi-component glass fibers for use in industrial applications.
以下、本発明を詳細に説明する。The present invention will be explained in detail below.
まず、多成分系ガラスをたとえば二重ルツボにより紡糸
してコア.クラツドからなるガラスファイバー素材を形
成する。First, multi-component glass is spun into a core using, for example, a double crucible. Form a glass fiber material consisting of a cladding.
次いで,紡糸後、好ましくは外気と接触しない紡糸から
0.5〜1秒後のガラスファイバー素材に有機シラン化
合物を主成分とする溶解液を浸漬法、スプレー法等によ
り塗布した後、加熱処理しガラスファイバー素材外周面
に保護膜を形成せしめて光通信用多成分系ガラスファイ
バーを造る。Next, after spinning, preferably 0.5 to 1 second after spinning without contact with outside air, a solution containing an organic silane compound as a main component is applied to the glass fiber material by dipping, spraying, etc., followed by heat treatment. A protective film is formed on the outer peripheral surface of a glass fiber material to produce a multicomponent glass fiber for optical communication.
本発明に使用する多成分系ガラスはコア用とクラツド用
と異なり、コアの屈折率がクラツドの屈折率より大きく
なるようにコア用、クラツド用の多成分系ガラスを選定
することが必要である。The multicomponent glasses used in the present invention are different for the core and for the cladding, and it is necessary to select the multicomponent glasses for the core and cladding so that the refractive index of the core is greater than the refractive index of the cladding. .
本発明に使用する有機シラン化合物を主成分さする溶解
液とは、有機シラン化合物単独または有機シラン化合物
と有機金属化合物との混合物を、有機溶媒、たとえばメ
チルアルコール、エチルアルコール、イソプロビルアル
コールナトのアルコール、エチルアセテート、酢酸ブチ
ル、アセトン、トルエン等で溶解したものであり、とく
にアルコールでの溶解液は、均一な塗膜が得られるため
有益である。The solution containing an organosilane compound as a main component used in the present invention refers to a solution containing an organosilane compound alone or a mixture of an organosilane compound and an organometallic compound in an organic solvent such as methyl alcohol, ethyl alcohol, or isopropyl alcohol. It is dissolved in alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, toluene, etc., and a solution in alcohol is particularly useful because a uniform coating film can be obtained.
上記有機シラン化合物としては、たとえばフエニルトリ
メトキシシラン、フエニルトリエトキシシラン、メチル
トリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ
−アミノプ口ピルトリメトキシシラン、エチルシリケー
ト等を挙げることができる。Examples of the organic silane compounds include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ
-Aminopyrtrimethoxysilane, ethyl silicate, and the like.
また、上記有機金属化合物とは、有機溶媒にとけるP,
B,Zn,Zr,Tiの化合物であり、たとえば上記金
属のアルコキシド化合物、アセチルアセテート化合物、
有機酸塩等を挙げることができる。In addition, the above-mentioned organometallic compound refers to P dissolved in an organic solvent,
B, Zn, Zr, Ti compounds, such as alkoxide compounds of the above metals, acetylacetate compounds,
Examples include organic acid salts.
なお、上記有機シラン化合物に有機金属化合物を配合し
た溶解液から形成された保護膜はその保護膜自体が優れ
た耐候性を有するため、高温高湿、或いは水中に長時間
曝されてもガラスファイバー素材の劣化を完全に防止で
きる効果を発揮し得る。The protective film formed from a solution containing an organometallic compound in the organosilane compound has excellent weather resistance, so even if exposed to high temperature, high humidity, or water for a long time, the glass fiber will remain intact. It can be effective in completely preventing material deterioration.
本発明における保護膜の厚さは、通常100A〜10μ
程度にすればよい。The thickness of the protective film in the present invention is usually 100A to 10μ.
It is enough to do it to a certain extent.
本発明における加熱処理条件は、使用する有機シラン化
合物の種類により一概に限定できないが、ファイバー素
材に塗布された有機シラン化合物を主成分とする溶解液
中の有機溶媒が気散し、該有機シラン化合物のSiとフ
ァイバー素材が化学的に結合する温度に設定することが
望ましい。The heat treatment conditions in the present invention cannot be absolutely limited depending on the type of organic silane compound used, but the organic solvent in the solution containing the organic silane compound as a main component applied to the fiber material is vaporized, and the organic silane compound is It is desirable to set the temperature at a temperature at which the Si compound and the fiber material chemically bond.
しかして本発明によれば、紡糸直後のガラスファイバー
素材に有機シラン化合物を主成分とする溶解液を塗布し
、加熱処理することによって,ファイバー化の困難性、
ファイバー素材の偏芯化を招くことなくファイバー素材
外周面に密着性が良好で均一厚の保護膜を形成でき、こ
れによりガラスファイバー素材中のアルカリイオンと外
界雰囲気との反応を確実に遮断できるため、高温高湿,
或いは水中に長時間曝されても,保護膜内側のガラスフ
ァイバー素材が劣化されるのを防止できる。However, according to the present invention, by applying a solution containing an organic silane compound as a main component to the glass fiber material immediately after spinning and heat-treating it, the difficulty of fiberization can be solved.
A protective film with good adhesion and uniform thickness can be formed on the outer peripheral surface of the fiber material without causing eccentricity of the fiber material, and this can reliably block the reaction between the alkali ions in the glass fiber material and the external atmosphere. , high temperature and high humidity,
Alternatively, the glass fiber material inside the protective film can be prevented from deteriorating even if it is exposed to water for a long time.
したがって、ガラスファイバー素材の劣化防止により機
械的強度、光散乱損失を著しく改善した光通信用ガラス
ファイバーを得ることができる。Therefore, it is possible to obtain a glass fiber for optical communication that has significantly improved mechanical strength and light scattering loss by preventing deterioration of the glass fiber material.
次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例1
まず、第1図に示す如く二重ルツボ1の内側ルツボ1a
にSiO270重量%、Na2021.5重量%及びC
a08.5重量%の組成割合のコア用多成分系ガラス2
を収容し、かつ外側ルツボ1bにSiO274重量%、
Na2023重量%及びCa03重量%の組成割合のク
ラツド用多成分系ガラス3を収容し、上記二重ルツボを
900℃に加熱せしめ、各多成分系ガラス2,3を同時
に紡糸してコア径60μ、クラツド径125μのガラス
ファイバー素材4を形成した。Example 1 First, as shown in FIG. 1, the inner crucible 1a of the double crucible 1
70% by weight of SiO2, 1.5% by weight of Na2, and C.
Multi-component glass 2 for core with composition ratio of a08.5% by weight
and 74% by weight of SiO2 in the outer crucible 1b.
A multicomponent glass 3 for the crucible having a composition ratio of 2023% by weight of Na and 3% by weight of Ca was housed, the double crucible was heated to 900°C, and the multicomponent glasses 2 and 3 were simultaneously spun to form a core with a core diameter of 60 μm. A glass fiber material 4 having a cladding diameter of 125 μm was formed.
次いで、紡糸直後のガラスファイバー素材4をダイス5
に挿通させ、該ダイス5内に収容された20重量%のγ
−アミノプ口ピルトリメトキシシランを含有するエチル
アルコール溶解液6を、上記ガラスファイバー素材4外
周面に塗布した後、450℃に加熱した加熱炉7に挿通
させて外周面に保護膜を有する光通信用多成分系ガラス
ファイバー8を得た。Next, the glass fiber material 4 immediately after spinning is passed through a die 5.
20% by weight of γ contained in the die 5.
- After applying an ethyl alcohol solution 6 containing aminopyltrimethoxysilane to the outer circumferential surface of the glass fiber material 4, it is passed through a heating furnace 7 heated to 450° C. for optical communication having a protective film on the outer circumferential surface. A multi-component glass fiber 8 for use was obtained.
得られた光通信用多成分系ガラスファイバーを切断して
長さ10cmの試験片200本を作成し、これら試験片
を温度60℃、湿度90%の環境試験器に1000時間
、及び10000時間放置した後取出し、各条件毎の試
験片の引張強度を測定して劣化度合を求めた。The obtained multicomponent glass fiber for optical communication was cut to create 200 test pieces with a length of 10 cm, and these test pieces were left in an environmental test chamber at a temperature of 60°C and a humidity of 90% for 1000 hours and 10000 hours. After that, the specimen was taken out and the tensile strength of the specimen under each condition was measured to determine the degree of deterioration.
その結果を第2図の如きワイブル分布として示した。The results are shown as a Weibull distribution as shown in FIG.
なお、図中のA0は実施例1により得たガラスファイバ
ーの試験片における劣化試験前の引張強度分布、A1は
同試験片を環境試験器に1000時間放置した後の引張
強度分布、A2は同試験片を同試験器に10000時間
放置した後の引張強度分布,B1は保護膜を有さないガ
ラスファイバーの試験片を同試験器に1000時間放置
した後の引張強度分布、B2は前記B1と同様な試験片
を同試験器に10000時間放置した後の引張強度分布
、である。In addition, A0 in the figure is the tensile strength distribution of the glass fiber test piece obtained in Example 1 before the deterioration test, A1 is the tensile strength distribution after leaving the same test piece in the environmental tester for 1000 hours, and A2 is the same. Tensile strength distribution after leaving the test piece in the same tester for 10,000 hours, B1 is the tensile strength distribution after leaving the glass fiber test piece without a protective film in the same tester for 1000 hours, B2 is the same as B1 above. This is the tensile strength distribution after a similar test piece was left in the same tester for 10,000 hours.
図から明らかな如く、本発明方法により得た光通信用多
成分系ガラスファイバーは保護膜を有さない従来のガラ
スファイバーに比して高温高湿下に長時間曝された場合
の劣化度合が著しく低いことがわかる。As is clear from the figure, the multi-component glass fiber for optical communication obtained by the method of the present invention has a lower degree of deterioration when exposed to high temperature and high humidity for a long time compared to conventional glass fiber without a protective film. It can be seen that it is extremely low.
実施例2
有機シランを主成分とする溶解液として30重量%のγ
−アミノプ口ピルメトキシシラン及び5重量%のテトラ
メトキシチタネートを含有するエチルアルコール溶解液
を用いた以外、前記実施例1と同様な方法により外周面
に保護膜を有する光通信用多成分系ガラスファイバーを
得た。Example 2 30% by weight of γ as a solution containing organic silane as the main component
- Multi-component glass fiber for optical communication having a protective film on the outer peripheral surface by the same method as in Example 1 except that an ethyl alcohol solution containing aminopylmethoxysilane and 5% by weight of tetramethoxytitanate was used. I got it.
得られた光通信用多成分系ガラスファイバーの劣化度合
を前記実施例1と同様な試験法により求めた。The degree of deterioration of the obtained multi-component glass fiber for optical communication was determined by the same test method as in Example 1 above.
その結果を第3図の如きワイブル分布として示した。The results are shown as a Weibull distribution as shown in FIG.
なお、図中のA′oは実施例2により得たガラスファイ
バーの試験片における劣化試験前の引張強度分布、A′
1は同試験片を60℃、90%の湿度の環境試験器に1
000時間放置した後の引張強度分布、A′2は同試験
片を同試1験器に10000時間放置した後の引張強度
分布、である。In addition, A'o in the figure is the tensile strength distribution before the deterioration test in the glass fiber test piece obtained in Example 2, and A'
1 places the same test piece in an environmental test chamber at 60°C and 90% humidity.
A'2 is the tensile strength distribution after leaving the same test piece in the same tester for 10,000 hours.
この図から明らかな如く、保護膜を形成する溶解液とし
て有機シラン化合物と共に有機金属化合物を配合したも
のを用いると、有機シラン化合物単独の保護膜を有する
ガラスファイバー(実施例1)より、さらに高温高湿下
に長時間曝された場合の劣化度合が低くなることがわか
る。As is clear from this figure, when a solution containing an organosilane compound and an organometallic compound is used as the solution for forming the protective film, the temperature is higher than that of the glass fiber (Example 1) which has a protection film made of only an organosilane compound. It can be seen that the degree of deterioration is lower when exposed to high humidity for a long time.
以上詳述した如く、本発明によればファイバー化を阻害
することなくガラスファイバー素材中のアルカリイオン
と外界雰囲気との反応を確実に遮断してファイバー劣化
を防止し、長期間安定した機械的強度、低い光伝送損失
を保有する光通信用多成分系ガラスファイバーを提供で
きるものである。As detailed above, according to the present invention, the reaction between the alkali ions in the glass fiber material and the external atmosphere is reliably blocked without inhibiting fiberization, thereby preventing fiber deterioration and providing stable mechanical strength for a long period of time. , it is possible to provide a multi-component glass fiber for optical communication having low optical transmission loss.
第1図は本発明方法に用いられる製造装置の一形態を示
す概略断面図、第2図は本発明の実施例1により得た光
通信用多成分系ガラスファイバー及び保護膜を有さない
従来のガラスファイバーを高温高湿下に長時間放置した
後の引張強度を示すワイブル分布図、第3図は本発明の
実施例2により得た光通信用多成分系ガラスファイバー
を高温高湿下に長時間放置した後の引張強度を示すワイ
ブル分布図である。
1……二重ルツボ、4……ガラスファイバー素材、5…
…ダイス、7……加熱炉、8……光通信用多成分系ガラ
スファイバー。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one form of the manufacturing apparatus used in the method of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the multicomponent glass fiber for optical communication obtained according to Example 1 of the present invention and a conventional glass fiber without a protective film. Figure 3 is a Weibull distribution diagram showing the tensile strength of the glass fiber after being left under high temperature and high humidity for a long time. It is a Weibull distribution diagram showing the tensile strength after being left for a long time. 1...Double crucible, 4...Glass fiber material, 5...
...Dice, 7...Heating furnace, 8...Multi-component glass fiber for optical communication.
Claims (1)
材に、有機シラン化合物を主成分とする溶解液を塗布し
、加熱して保護膜を形成せしめることを特徴とする光通
信用多成分系ガラスファイバーの製造方法。1. A multicomponent glass fiber for optical communications, which is characterized in that a solution containing an organic silane compound as a main component is applied to a glass fiber material after spinning multicomponent glass, and then heated to form a protective film. manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52100724A JPS581053B2 (en) | 1977-08-23 | 1977-08-23 | Manufacturing method of multi-component glass fiber for optical communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52100724A JPS581053B2 (en) | 1977-08-23 | 1977-08-23 | Manufacturing method of multi-component glass fiber for optical communication |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5434247A JPS5434247A (en) | 1979-03-13 |
| JPS581053B2 true JPS581053B2 (en) | 1983-01-10 |
Family
ID=14281564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52100724A Expired JPS581053B2 (en) | 1977-08-23 | 1977-08-23 | Manufacturing method of multi-component glass fiber for optical communication |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS581053B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5567705A (en) * | 1978-11-15 | 1980-05-22 | Minolta Camera Co Ltd | Focusing type optical transmission body array |
| US4835057A (en) * | 1987-03-25 | 1989-05-30 | At&T Bell Laboratories | Glass fibers having organosilsesquioxane coatings and claddings |
-
1977
- 1977-08-23 JP JP52100724A patent/JPS581053B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5434247A (en) | 1979-03-13 |
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