JP2019182694A - Synthetic silica glass powder - Google Patents
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Abstract
Description
本願は合成シリカガラス粉に関する。 The present application relates to synthetic silica glass powder.
シリカガラス系(石英系)光ファイバーは、通信用伝送路として広く普及している。光ファイバーは、通常光ファイバーの断面構造を拡大したプリフォーム(母材)を作り、これを加熱溶融して線引きする(光ファイバーを引き出し細径化する)という手順で製造されるが、そのプリフォームの製造方法として、四塩化ケイ素を原料とする、VAD法、MCVD法、OVD法などのいわゆる気相法が用いられている。 Silica glass (quartz) optical fibers are widely used as communication transmission lines. Optical fiber is usually manufactured by making a preform (base material) with an enlarged cross-sectional structure of the optical fiber, drawing it by heating and melting it (drawing the optical fiber to reduce the diameter). As a method, a so-called gas phase method such as a VAD method, an MCVD method, or an OVD method using silicon tetrachloride as a raw material is used.
気相法が工業的生産法として採用されている理由は、光損失が非常に小さい、高純度な光ファイバーが製造できるためである。一方、従来から製造コスト低減のため、高品質が必要なコア部(コアロッド)はVADやMCVD法で作製し、それほど高品質を必要としないが、光ファイバーの体積の90%以上を占めるオーバークラッド部(Over Clad)を安価なシリカ粉で製造する方法が検討されている。 The reason why the vapor phase method is adopted as an industrial production method is that a high-purity optical fiber with very little optical loss can be manufactured. On the other hand, the core part (core rod) that requires high quality has been manufactured by VAD and MCVD methods to reduce the manufacturing cost, and the over clad part occupies 90% or more of the volume of the optical fiber, although not so high quality is required. A method of producing (Over Clad) with inexpensive silica powder has been studied.
光ファイバーの製造方法の中でも、特許文献1に開示されているSand Cladding法は、コアロッドとシリカ粉をシリカガラス管に充填したプリフォーム(sand preform)を直接加熱して、シリカ粉の溶融とファイバー化(線引き)を同時に行う製造方法であり、コスト低減効果が大きいことが知られている。また、単にコスト低減だけでなく、最近注目されているマルチコアファイバーやフォトニック結晶ファイバー製造方法としてもSand Cladding法は有用と考えられている。 Among the optical fiber manufacturing methods, the Sand Cladding method disclosed in Patent Document 1 is a method in which a preform in which a silica glass tube is filled with a core rod and silica powder is directly heated to melt the silica powder and make it into a fiber. It is a manufacturing method that performs (drawing) simultaneously, and is known to have a large cost reduction effect. Further, the Sand Cladding method is considered useful not only for cost reduction but also as a method for producing multi-core fibers and photonic crystal fibers which have been attracting attention recently.
特許文献1には、オーバークラッド部に使う粒子(以下、Overcladding grain)として、コロイダルシリカまたはヒュームドシリカを原料として製造した合成シリカガラス粉や天然石英粉を挙げ、これらをSand Cladding法に用いることが開示されているが、その結果については記載されていない。 Patent Document 1 includes synthetic silica glass powder and natural quartz powder produced using colloidal silica or fumed silica as a raw material for the overcladding part (hereinafter referred to as overcladding grain), and these are used in the Sand Cladding method. Is disclosed, but the result is not described.
本発明者らは、アルコキシシランを原料としてゾルゲル法で製造した高純度の合成シリカガラス粉をSand Cladding法のOvercladding grainへの適応性を検討した。その結果、得られた光ファイバーはプルーフ試験における破断率が高く、耐張力性能が低いことが分かった。 The present inventors examined the applicability of high-purity synthetic silica glass powder produced by the sol-gel method using alkoxysilane as a raw material to the Overcladding grain of the Sand Cladding method. As a result, it was found that the obtained optical fiber had a high breaking rate in the proof test and a low tensile strength performance.
そこで本発明は、耐張力性能が高い光ファイバーの原料となる合成シリカガラス粉を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the synthetic silica glass powder used as the raw material of the optical fiber with high tensile strength performance.
本発明者らが鋭意検討した結果、合成シリカガラス粉に含まれる異物粒子の数が少ないほど耐張力性能が高い光ファイバーを製造可能なことを知見し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies by the present inventors, it was found that an optical fiber having higher tensile strength performance can be produced as the number of foreign particles contained in the synthetic silica glass powder is smaller, and the present invention has been completed.
すなわち、上記課題を解決するための本発明の1つの態様は、メジアン径が50〜1000μmである合成シリカガラス粉であって、磁選機で捕捉される異物粒子数が、合成シリカガラス粉30kg当たり10個以下であることを特徴とする、合成シリカガラス粉である。 That is, one aspect of the present invention for solving the above problem is a synthetic silica glass powder having a median diameter of 50 to 1000 μm, and the number of foreign particles captured by a magnetic separator is per 30 kg of the synthetic silica glass powder. It is synthetic silica glass powder characterized by being 10 or less.
上記合成シリカガラス粉は内部シラノール基濃度が1〜100ppmであることが好ましい。また、アルコキシシランを原料としたゾルゲル法によって製造されることが好ましい。 The synthetic silica glass powder preferably has an internal silanol group concentration of 1 to 100 ppm. Further, it is preferably produced by a sol-gel method using alkoxysilane as a raw material.
また、上記課題を解決するための他の態様は、上記合成シリカガラス粉を用いて製造された光ファイバー用材料である。 Moreover, the other aspect for solving the said subject is the material for optical fibers manufactured using the said synthetic silica glass powder.
本発明の合成シリカガラス粉によれば、これを原料として製造された光ファイバーの耐張力性能を向上させることができる。 According to the synthetic silica glass powder of the present invention, it is possible to improve the tensile strength performance of an optical fiber manufactured using this as a raw material.
以下、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。なお、本明細書において、数値A及びBについて「A〜B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Aにも適用されるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to this. In the present specification, for the numerical values A and B, the notation “A to B” means “A or more and B or less”. In this notation, when a unit is attached to only the numerical value B, the unit is also applied to the numerical value A.
本発明は磁選機で捕捉される異物粒子の数が所定の範囲であることを特徴とする合成シリカガラス粉である。以下、合成シリカガラス粉について説明する。 The present invention is a synthetic silica glass powder characterized in that the number of foreign particles captured by a magnetic separator is within a predetermined range. Hereinafter, the synthetic silica glass powder will be described.
[合成シリカガラス粉の粒子径]
本発明の合成シリカガラス粉はメジアン径が50〜1000μmである。合成シリカガラス粉のメジアン径が50μmより小さいと粉体移送時の粉立ちが発生するため、作業性に問題が発生する。一方、合成シリカガラス粉のメジアン径が1000μmより大きいと、光ファイバーの線引き時の溶融速度が遅くなるため好ましくない。ここで、メジアン径は、レーザー回折散乱法やふるい分け法で測定した粒度分布で、その累積粒度分布の50%に相当する粒子径を意味する。
[Particle size of synthetic silica glass powder]
The synthetic silica glass powder of the present invention has a median diameter of 50 to 1000 μm. If the median diameter of the synthetic silica glass powder is smaller than 50 μm, powdering occurs when the powder is transferred, which causes a problem in workability. On the other hand, if the median diameter of the synthetic silica glass powder is larger than 1000 μm, the melting rate at the time of drawing the optical fiber becomes slow, which is not preferable. Here, the median diameter is a particle size distribution measured by a laser diffraction scattering method or a sieving method, and means a particle size corresponding to 50% of the cumulative particle size distribution.
[合成シリカガラス粉の内部シラノール基濃度]
一般的にシリカ粒子のシラノール基(Si−OH)は、その表面に存在する表面シラノール基と、粒子内部のSi−Oのネットワーク内に存在する内部シラノール基に分類される。
表面シラノール基は、合成シリカガラス粉製造時の熱処理により消失している。一方で、内部シラノール基は、合成シリカガラス粉製造時に熱処理したとしても残存する。よって、合成シリカガラス粉を溶融した場合、内部シラノール基は溶融シリカガラス中に拡散する。例えばSand Cladding法の線引き時において、合成シリカガラス粉をOvercladding grainに使用したとき、合成シリカガラス粉の溶融とともに内部シラノール基が拡散してコアロッドに達することがある。そうすると、光損失増加の要因となる。このため、内部シラノール基の濃度は低いほどよいが、一方、低くするためには、合成シリカガラス粉製造時の焼成時間を長くする必要があり、製造コスト的な制約がある。このため、合成シリカガラス粉の内部シラノール基の濃度は1〜100ppmが好ましい。なお、合成シリカガラス粉の内部シラノール基は、赤外線分光光度法(IR透過法)で測定することができる。
[Internal silanol group concentration of synthetic silica glass powder]
Generally, silanol groups (Si—OH) of silica particles are classified into surface silanol groups existing on the surface and internal silanol groups existing in a network of Si—O inside the particles.
The surface silanol group has disappeared by the heat treatment during the production of the synthetic silica glass powder. On the other hand, even if it heat-processes at the time of synthetic silica glass powder manufacture, an internal silanol group remains. Therefore, when the synthetic silica glass powder is melted, the internal silanol groups diffuse into the fused silica glass. For example, when the synthetic silica glass powder is used in the overcladding grain during the drawing of the Sand Cladding method, internal silanol groups may diffuse and reach the core rod as the synthetic silica glass powder melts. Then, it becomes a factor of an optical loss increase. For this reason, the lower the concentration of the internal silanol group, the better. On the other hand, in order to lower the internal silanol group, it is necessary to lengthen the firing time during the production of the synthetic silica glass powder, and there are restrictions on the production cost. For this reason, the concentration of internal silanol groups in the synthetic silica glass powder is preferably 1 to 100 ppm. The internal silanol group of the synthetic silica glass powder can be measured by infrared spectrophotometry (IR transmission method).
[磁選機による異物粒子の捕捉]
合成シリカガラス粉は磁選機により捕捉される異物粒子の数が、合成シリカガラス粉30kg当たり10個以下であることを特徴としている。捕捉される異物粒子の数が少ないほど、合成シリカガラス粉を原料として製造された光ファイバーの耐張力性能を向上させることができる。耐張力性はプルーフ試験により評価する。
ここで、磁選機とは、磁力選別機や磁気分離装置とも呼ばれ、磁石を用いて磁性物と非磁性物を分離する装置の総称である。
[Capturing foreign particles by magnetic separator]
Synthetic silica glass powder is characterized in that the number of foreign particles captured by a magnetic separator is 10 or less per 30 kg of synthetic silica glass powder. The smaller the number of foreign particles trapped, the more the tensile strength performance of an optical fiber manufactured using synthetic silica glass powder as a raw material can be improved. Tension resistance is evaluated by a proof test.
Here, the magnetic separator is also called a magnetic separator or a magnetic separator, and is a general term for apparatuses that separate a magnetic substance and a non-magnetic substance using a magnet.
上記したように、本発明者らは、ゾルゲル法により製造した合成シリカガラス粉をOvercladding grainとして、Sand Cladding法に適用し、製造された直径125μmのシングルモード光ファイバーの品質を調べた結果、線引き後のプルーフ試験によりファイバーが破断する回数が多い場合があることが分かった。プルーフ試験(スクリーニング試験ともいう)は、JIS C6821記載の「一定伸びひずみ法」で行い、張力として標準的な7Nで実施した。 As described above, the present inventors applied the synthetic silica glass powder produced by the sol-gel method as the overcladding grain to the Sand Cladding method, and as a result of examining the quality of the produced single-mode optical fiber having a diameter of 125 μm, From the proof test, it was found that the fiber sometimes breaks frequently. The proof test (also referred to as a screening test) was carried out by the “constant elongation strain method” described in JIS C6821, and carried out with a standard tension of 7N.
光ファイバーの破断回数の許容値は、目的とする光通信距離や敷設場所、製造歩留り等により異なるが、通常ファイバー1000kmあたり数回程度であるのに対し、合成シリカガラス粉を用いたある製造ロットにおいては、数百回の破断が発生した。破断面をSEM/EDX(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分光法)装置で分析することにより破断原因を調べたところ、大部分の破断面において、合成シリカガラス粉を使用したOverclad部分に存在する磁性を有する金属酸化物(粒子径:数μm)等の異物粒子を起点として破断が起こっていることがわかった。また、金属酸化物粒子はゾルゲル法を用いた合成シリカガラス粉の製造装置に由来することを見出した。 The allowable value of the number of breaks of the optical fiber varies depending on the target optical communication distance, laying place, production yield, etc., but is usually about several times per 1000 km of fiber, whereas in a certain production lot using synthetic silica glass powder Hundreds of breaks occurred. When the cause of the fracture was investigated by analyzing the fracture surface with a SEM / EDX (scanning electron microscope / energy dispersive X-ray spectroscopy) apparatus, the majority of the fracture surface had an overclad portion using synthetic silica glass powder. It was found that the fracture occurred starting from foreign particles such as existing magnetic metal oxide (particle diameter: several μm). Moreover, it discovered that a metal oxide particle originates in the manufacturing apparatus of the synthetic silica glass powder which used the sol gel method.
そこで、本発明者らは合成シリカガラス粉に含まれる異物粒子の数とプルーフ試験による破断回数との関係を鋭意検討した結果、合成シリカガラス粉に含まれる異物粒子の数が1つ増えると破断回数が著しく上昇することを見出した。すなわち、合成シリカガラス粉に含まれる異物粒子の数が少ないほど耐張力性能が高い光ファイバーを製造可能なことを知見した。合成シリカガラス粉に含まれる異物粒子の数は下記評価用の磁選機に通すことにより評価することができる。 Therefore, as a result of intensive studies on the relationship between the number of foreign particles contained in the synthetic silica glass powder and the number of breaks by the proof test, the present inventors have determined that the number of foreign particles contained in the synthetic silica glass powder has increased by one. We found that the number of times increased significantly. That is, it has been found that an optical fiber having higher tensile strength can be produced as the number of foreign particles contained in the synthetic silica glass powder is smaller. The number of foreign particles contained in the synthetic silica glass powder can be evaluated by passing through a magnetic separator for evaluation described below.
ここで、本発明における「異物粒子」とは、合成シリカガラス粉粒子以外の外観を有し、合成シリカガラス粉粒子間に存在する固体粒子(合成シリカガラス粉中に共雑する固体粒子)である。色は、通常の合成シリカガラス粉粒子が無色透明であるのに対し、茶色から黒色で不透明な外観あるいは金属光沢を有している。そのため、合成シリカガラス粉粒子とは容易に見分けることができる。 Here, the “foreign particles” in the present invention are solid particles having an appearance other than the synthetic silica glass powder particles and existing between the synthetic silica glass powder particles (solid particles mixed in the synthetic silica glass powder). is there. As for the color, ordinary synthetic silica glass powder particles are colorless and transparent, but have a brown to black opaque appearance or metallic luster. Therefore, it can be easily distinguished from synthetic silica glass powder particles.
また、本発明で用いる評価用の磁選機の条件は後述する誘導極の最大磁束密度が20000ガウス以上の対極型高磁力磁選機であり、4か所の処理物通過部(幅1.5mm×長さ115mm)を有しているものを使用する。そして、合成シリカガラス粉の供給速度を22kg/hに設定する。上記の条件を満たす磁選機としては、カネテック株式会社の対極型高磁力磁選器のモデルPCMI−10−S12262を挙げることができる。以下に磁選機の一例の具体的な構成を説明する。 The condition of the magnetic separator for evaluation used in the present invention is a counter magnetic type high magnetic separator having a maximum magnetic flux density of 20000 gauss or more, which will be described later, and four processed material passage portions (width 1.5 mm × Those having a length of 115 mm) are used. And the supply speed | rate of synthetic silica glass powder is set to 22 kg / h. As a magnetic separator satisfying the above-mentioned conditions, there can be mentioned model PCMI-10-S12262 of Kanetec Corporation's counter pole type high magnetic separator. Hereinafter, a specific configuration of an example of the magnetic separator will be described.
磁選機は磁選機本体1100と内筒1200からなる。図1(a)は箱状の磁選機本体1100の上部斜視図を説明する図であり、図1(b)は内筒1200を挿入するための孔の断面図である。図1(a)に示したとおり磁選機本体1100の上面中央には内筒1200を挿入するための孔が開いている。そして、図1(a)、(b)に示したとおり、該孔の内部には対向する永久磁石1110が備えられている。磁選機本体1100の寸法は縦460mm×横260mm×高さ185mmであり、孔の寸法は縦120mm×横105mm×深さ185mmである。また、対向する永久磁石1110間の距離は53mmである。
次に、磁選機本体1100に挿入する内筒1200について説明する。図2(a)に内筒1200の外観図を示した。内筒1200は3つの誘導極1210を備え、磁選機本体1100に挿入した際に、誘導極1210(寸法:直径15mm×長さ115mm)が対向する永久磁石1110の間に配置される構造を有する。内筒の寸法は図2(a)に示した通りである。図2(b)は磁選機本体1100に内筒1200を挿入したときの、永久磁石1110と誘導極1210との関係を示した図であり、図2(c)は断面における処理物通過部の寸法を説明する図である。磁選機本体1100と内筒1200とを図2(b)のような関係となるように配置することにより、永久磁石1110によって誘導極1210が磁化される。よって、合成シリカガラス粉の粒子を永久磁石1110と誘導極1210との間(内筒1200の側壁と誘導極1210との間)、及び、誘導極1210同士の間を通すことにより、異物粒子を捕捉することが可能となる。ここで、永久磁石1110と誘導極1210との間、及び、誘導極1210同士の間を処理物通過部という。図2(b)、(c)に示したように、処理物通過部は4箇所あり、寸法が幅1.5mm×長さ115mmである。
The magnetic separator includes a magnetic separator main body 1100 and an inner cylinder 1200. FIG. 1A is a view for explaining an upper perspective view of a box-shaped magnetic separator main body 1100, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a hole for inserting the inner cylinder 1200. FIG. As shown in FIG. 1A, a hole for inserting the inner cylinder 1200 is formed in the center of the top surface of the magnetic separator main body 1100. And as shown to FIG. 1 (a), (b), the permanent magnet 1110 which opposes is provided in the inside of this hole. The size of the magnetic separator main body 1100 is 460 mm in length, 260 mm in width, and 185 mm in height, and the dimensions of the hole are 120 mm in length, 105 mm in width, and 185 mm in depth. The distance between the opposing permanent magnets 1110 is 53 mm.
Next, the inner cylinder 1200 to be inserted into the magnetic separator main body 1100 will be described. An external view of the inner cylinder 1200 is shown in FIG. The inner cylinder 1200 includes three induction poles 1210. When the inner cylinder 1200 is inserted into the magnetic separator main body 1100, the induction pole 1210 (dimension: diameter 15 mm × length 115 mm) is arranged between the opposing permanent magnets 1110. . The dimensions of the inner cylinder are as shown in FIG. FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the permanent magnet 1110 and the induction pole 1210 when the inner cylinder 1200 is inserted into the magnetic separator main body 1100, and FIG. It is a figure explaining a dimension. The induction pole 1210 is magnetized by the permanent magnet 1110 by arranging the magnetic separator main body 1100 and the inner cylinder 1200 so as to have the relationship as shown in FIG. Therefore, by passing the particles of synthetic silica glass powder between the permanent magnet 1110 and the induction pole 1210 (between the side wall of the inner cylinder 1200 and the induction pole 1210) and between the induction poles 1210, foreign particles can be removed. It becomes possible to capture. Here, the space between the permanent magnet 1110 and the induction pole 1210 and between the induction poles 1210 is referred to as a workpiece passing portion. As shown in FIGS. 2B and 2C, there are four processed material passage portions, and the dimensions are 1.5 mm width × 115 mm length.
本発明では、上記の条件の磁選機に30kgの合成シリカガラス粉を通した後、内筒1200を抜き取り、誘導極を含む内筒に付着している粒子を全て取り、得られた粒子を光学顕微鏡(20〜150倍率)で観察して異物粒子の数を数える。磁選機により捕捉される異物粒子の数が合成シリカガラス粉30kg当たり10個以下であると、合成シリカガラス粉を原料として製造された光ファイバーの耐張力性能を向上することができる。好ましくは、7個以下であり、より好ましくは5個以下である。 In the present invention, after passing 30 kg of synthetic silica glass powder through the magnetic separator under the above conditions, the inner cylinder 1200 is extracted, and all the particles adhering to the inner cylinder including the induction pole are taken, and the obtained particles are optically The number of foreign particles is counted by observation with a microscope (20 to 150 magnifications). When the number of foreign particles captured by the magnetic separator is 10 or less per 30 kg of the synthetic silica glass powder, the tensile strength performance of the optical fiber manufactured using the synthetic silica glass powder as a raw material can be improved. Preferably, it is 7 or less, more preferably 5 or less.
[合成シリカガラス粉の用途]
本発明の合成シリカガラス粉は光ファイバー用材料を製造するための原料として用いられることが好ましい。光ファイバー用材料とは光ファイバー、又は光ファイバーの製造に使用されるシリカガラス管、クラッドチューブ、コアロッド、若しくはプリフォーム等を意味する。このように、本発明は合成シリカガラス粉及び該合成シリカガラス粉を原料として製造された光ファイバー用材料を包含する。
[Use of synthetic silica glass powder]
The synthetic silica glass powder of the present invention is preferably used as a raw material for producing an optical fiber material. The optical fiber material means an optical fiber or a silica glass tube, a clad tube, a core rod, or a preform used for manufacturing an optical fiber. As described above, the present invention includes a synthetic silica glass powder and an optical fiber material produced using the synthetic silica glass powder as a raw material.
光ファイバーの製造方法として、例えばVAD法、OVD法、MCVD法、Sand Cladding法を挙げることができるが、好ましくはSand Cladding法である。またSand Cladding法により光ファイバーを製造する場合、本発明の合成シリカガラス粉はOvercladding grainに用いることが好ましい。
なお、本発明の合成シリカガラス粉をOvercladding grainに用いてSand Cladding法により光ファイバーを製造する場合、コアロッド(1次プリフォーム)の周りに合成シリカガラス粉を充填した2次プリフォームを作製し、当該2次プリフォームを減圧しながら2100〜2250℃に加熱して合成シリカガラス粉の溶融と光ファイバーの線引きを同時に行う光ファイバーの製造方法と、上記2次プリフォームを1900℃程度に加熱することにより合成シリカガラス粉をいったん溶融して二次プリフォーム全体を既存のプリフォームのように一体化した後、線引きを行う光ファイバーの製造方法と、があるが、本発明の合成シリカガラス粉は何れの方法にも適用できる。
Examples of the optical fiber manufacturing method include a VAD method, an OVD method, an MCVD method, and a Sand Cladding method, and the Sand Cladding method is preferable. Moreover, when manufacturing an optical fiber by Sand Cladding method, it is preferable to use the synthetic silica glass powder of this invention for Overcladding grain.
In addition, when manufacturing an optical fiber by the Sand Cladding method using the synthetic silica glass powder of the present invention in the overcladding grain, a secondary preform in which the synthetic silica glass powder is filled around the core rod (primary preform) is prepared. By heating the secondary preform to 2100-2250 ° C. under reduced pressure to simultaneously melt the synthetic silica glass powder and drawing the optical fiber, and heating the secondary preform to about 1900 ° C. There is an optical fiber manufacturing method in which the synthetic silica glass powder is melted once and the entire secondary preform is integrated like an existing preform, and then drawn. Applicable to methods.
シリカガラス管やクラッドチューブの製造方法としては、米国特許6739155に記載されるように、電気炉で合成シリカガラス粉を溶融して、炉底部から溶融物をチューブ状に抜き出す方式のシリカガラス管の製造方法、又は回転した金属管の内壁に合成シリカガラス粉層を遠心力で形成しながらプラズマ溶融して、シリカガラス管又はクラッドチューブを製造するプラズマ溶融法が挙げられる。 As described in U.S. Pat. No. 6,739,155, a silica glass tube or a clad tube is manufactured by melting a synthetic silica glass powder in an electric furnace and extracting the melt from the furnace bottom into a tube shape. Examples thereof include a manufacturing method or a plasma melting method in which a silica glass tube or a clad tube is manufactured by plasma melting while forming a synthetic silica glass powder layer on the inner wall of a rotated metal tube by centrifugal force.
また、本発明の合成シリカガラス粉は、特開2005−179179号公報に記載されるような、コアロッドにシリカ粉をプラズマ溶融することで、クラッド層が外付けされた光ファイバーを製造する方法において、クラッド層の材料として使用することもできる。 Further, the synthetic silica glass powder of the present invention, as described in JP-A-2005-179179, is a method for producing an optical fiber with a cladding layer attached thereto by plasma melting silica powder on a core rod. It can also be used as a material for the cladding layer.
[合成シリカガラス粉の製造方法]
本発明の合成シリカガラス粉は、アルコキシシランを原料とするゾルゲル法により製造されることが好ましい。ゾルゲル法については、例えば文献(作花済夫「ゾルゲル法の科学」)に記載されており、具体的な製造方法については特開平5−246708号公報や特開平8−91822号公報に記載されている。
[Method for producing synthetic silica glass powder]
The synthetic silica glass powder of the present invention is preferably produced by a sol-gel method using alkoxysilane as a raw material. The sol-gel method is described, for example, in literature (Sakuo Sakuo “Science of Sol-Gel Method”), and the specific production method is described in JP-A Nos. 5-246708 and 8-91822. ing.
ゾルゲル法は、基本的には以下の反応式(a)に示すように、アルコキシシランを加水分解することより合成シリカガラス粉を製造する。アルコキシシランの種類は特に限定されないが、以下においてはテトラアルコキシシランを用いた場合を説明する。
(RO)4Si + 2H2O → SiO2 + 4ROH (a)
上記反応式(a)中、Rはアルキル基を表し、その炭素数としては1〜4が好ましく、特に加水分解反応が速く、かつ生じたシリカ中へのアルコキシ基の残留が少ないメチル基が好ましい。
The sol-gel method basically produces synthetic silica glass powder by hydrolyzing alkoxysilane as shown in the following reaction formula (a). Although the kind of alkoxysilane is not specifically limited, The case where tetraalkoxysilane is used is demonstrated below.
(RO) 4 Si + 2H 2 O → SiO 2 + 4ROH (a)
In the above reaction formula (a), R represents an alkyl group, and the number of carbon atoms is preferably 1 to 4, particularly preferably a methyl group in which the hydrolysis reaction is fast and the residual alkoxy group in the resulting silica is small. .
ただし、ゾルゲル法を実施する装置にはステンレス製の器具、装置が使用されることがあり、製造された合成シリカガラス粉に異物粒子が含有される場合がある。よって、本発明では、ゾルゲル法により製造された合成シリカガラス粉を必要に応じて磁選機に通して異物粒子を取り除いてもよい。
以下に、本発明の合成シリカガラス粉の製造方法の一例を説明する。
However, a stainless instrument or device may be used for a device for performing the sol-gel method, and foreign particles may be contained in the manufactured synthetic silica glass powder. Therefore, in the present invention, the synthetic silica glass powder produced by the sol-gel method may be passed through a magnetic separator as necessary to remove foreign particles.
Below, an example of the manufacturing method of the synthetic silica glass powder of this invention is demonstrated.
図3に合成シリカガラス粉の製造方法100を示した。
合成シリカガラス粉の製造方法100は、アルコキシシランを加水分解する加水分解工程S1と、加水分解工程S1により得られたウェットゲルを粉砕する粉砕工程S2と、粉砕工程S2により得られる粉砕ウェットゲルを乾燥させる乾燥工程S3と、乾燥工程S3によって得られるドライゲル(乾燥ゲル)を焼成する焼成工程S4とを備える。加水分解工程S1〜焼成工程S4を経ることにより、合成シリカガラス粉を得ることができる。
ここで、焼成工程S4の後に、必要に応じて、合成シリカガラス粉を磁選機に通す磁選工程S5を備えてもよい。磁選工程S5により、合成シリカガラス粉から異物粒子を取り除くことができる。さらに、分級工程S6を備えてもよい。
以下、各工程について説明する。また、図4に加水分解工程S1〜焼成工程S4を行う装置の一例を示した。
FIG. 3 shows a method 100 for producing synthetic silica glass powder.
Synthetic silica glass powder manufacturing method 100 includes hydrolysis step S1 for hydrolyzing alkoxysilane, pulverization step S2 for pulverizing the wet gel obtained by hydrolysis step S1, and pulverization wet gel obtained by pulverization step S2. A drying step S3 for drying and a firing step S4 for firing a dry gel (dry gel) obtained by the drying step S3 are provided. A synthetic silica glass powder can be obtained through the hydrolysis step S1 to the firing step S4.
Here, after baking process S4, you may provide the magnetic separation process S5 which lets synthetic silica glass powder pass to a magnetic separator as needed. By the magnetic separation step S5, foreign particles can be removed from the synthetic silica glass powder. Further, a classification step S6 may be provided.
Hereinafter, each step will be described. Moreover, an example of the apparatus which performs hydrolysis process S1-baking process S4 in FIG. 4 was shown.
<加水分解工程S1>
加水分解工程S1は、原料であるテトラアルコキシシラン11に水12を反応させて加水分解を行うものであって、公知の方法に従って行なうことができる。加水分解反応は反応機1で行う。反応機1としては例えばコニカル型の回転式反応機が用いられる。ここで、加水分解工程S1によって生成するテトラアルコキシランの加水分解物を「ウェットゲル」という。得られたウェットゲルはホッパー2aに移送される。
<Hydrolysis step S1>
Hydrolysis step S1 is performed by reacting water 12 with tetraalkoxysilane 11 which is a raw material, and can be performed according to a known method. The hydrolysis reaction is performed in the reactor 1. As the reactor 1, for example, a conical rotary reactor is used. Here, the hydrolyzate of the tetraalkoxylane produced | generated by hydrolysis process S1 is called "wet gel." The obtained wet gel is transferred to the hopper 2a.
加水分解工程S1では、必要に応じて副生するアルコールと相溶性のあるアルコール類やエーテル類、ケトン類等の有機溶媒を混合してもよい。例えばアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール等が、エーテル類としてはジエチルエーテル等が、ケトン類としてはアセトン等が挙げられる。 In the hydrolysis step S1, organic solvents such as alcohols, ethers, and ketones that are compatible with the by-produced alcohol may be mixed as necessary. For example, examples of alcohol include methanol, ethanol, propanol, etc., examples of ethers include diethyl ether, and examples of ketones include acetone.
但し、加水分解反応の進行につれてケイ素と結合していたアルコキシ基が、アルコールとして遊離するためゲル化する(ウェットゲルが生成する)前に反応液が均一な状態となる場合、即ち、加水分解速度が大きいアルコキシ基(例えばメトキシ基)を含むような原料の場合、アルコール等の添加を行わなくても実際上支障なく製造が可能である。 However, when the hydrolysis reaction proceeds, the alkoxy group bonded to silicon is released as an alcohol, so that the reaction solution becomes uniform before gelation (formation of wet gel), that is, the hydrolysis rate. In the case of a raw material containing a large alkoxy group (for example, methoxy group), it can be produced practically without any trouble without adding an alcohol or the like.
この反応では触媒は必須ではないが、場合により塩酸、酢酸、フッ酸、硫酸のような酸や、アンモニア水のようなアルカリ等を触媒として使用してもよい。加水分解に使用する水は、目的物である合成シリカガラス粉をより高純度に得るためには超純水等を用いるのが好ましい。水の使用量は、加水分解反応が進行する量であれば特に制限されないが、実際上は理論量(テトラアルコキシシランの2倍モル)よりも過剰に加えることが一般的である。 In this reaction, a catalyst is not essential, but an acid such as hydrochloric acid, acetic acid, hydrofluoric acid or sulfuric acid, an alkali such as ammonia water, or the like may be used as a catalyst. The water used for the hydrolysis is preferably ultrapure water or the like in order to obtain the target synthetic silica glass powder with higher purity. The amount of water used is not particularly limited as long as the hydrolysis reaction proceeds, but in practice it is generally added in excess of the theoretical amount (2 times the mole of tetraalkoxysilane).
また、ゲル化に要する時間および粗粉砕に要する時間等を適正な範囲とするために、テトラアルコキシラン:水のモル比を1:2〜1:10、好ましくは1:3〜1:8、より好ましくは1:4〜1:7の範囲とするのが実用的である。極端に水が多いとゲル化に長時間を要するばかりでなく、ゲル化した後もウェットゲルが粉砕工程に適する硬さになるまでに時間が掛かったり、場合によっては過剰の水を蒸発させたりしなければならないことがあり、更には後述する乾燥工程に時間を要する等の不都合が生じることがある。また水が少なすぎると加水分解が十分進まず、従ってゲル化も十分行われないことになる。加水分解反応は、テトラアルコキシランと水との均一溶液が形成されたら、ほぼ完全に進行しているので、その後は溶液がゲル化し一体化するまで静置すればよい。 In order to set the time required for gelation and the time required for coarse pulverization to an appropriate range, the molar ratio of tetraalkoxylane: water is 1: 2 to 1:10, preferably 1: 3 to 1: 8. More preferably, the range of 1: 4 to 1: 7 is practical. If the amount of water is extremely high, not only will gelation take a long time, but even after gelation, it takes time for the wet gel to have a hardness suitable for the grinding process, and in some cases, excess water may be evaporated. In addition, there may be a disadvantage that the drying process described later takes time. On the other hand, if the amount of water is too small, hydrolysis does not proceed sufficiently, and therefore gelation is not sufficiently performed. The hydrolysis reaction proceeds almost completely when a uniform solution of tetraalkoxylane and water is formed, and thereafter, the hydrolysis reaction may be allowed to stand until the solution gels and integrates.
加水分解反応及びゲル化の条件は使用する原料によって異なるが、通常20〜100℃の温度、常圧〜0.2MPaの圧力の条件で20分〜10時間程度である。加水分解物のゲル化は、常温でも数時間で進行し、かつ加熱により促進できるので、温度条件を調節することによってゲル化時間を調整することができる。これらの条件は、温水導入機構13から導入される温水を反応機1のジャケットに通したり、反応機1の内部を真空引き機構14により真空引きしたりすることにより調整することができる。 The conditions for the hydrolysis reaction and gelation vary depending on the raw materials used, but are usually about 20 minutes to 10 hours under conditions of a temperature of 20 to 100 ° C. and a pressure of normal pressure to 0.2 MPa. Gelation of the hydrolyzate proceeds in several hours even at room temperature and can be accelerated by heating. Therefore, the gelation time can be adjusted by adjusting the temperature conditions. These conditions can be adjusted by passing hot water introduced from the hot water introduction mechanism 13 through the jacket of the reactor 1 or evacuating the inside of the reactor 1 by the vacuuming mechanism 14.
なお、粉砕処理において取り扱いやすくするために、加水分解反応後に、ウェットゲルを数cmのサイズまで粗粉砕する、粗粉砕処理を行ってもよい。粗粉砕の方法は問わないが、例えば加水分解反応後の加水分解容器内のウェットゲルを減圧下におくことでゲルにクラックを入れ、さらにウェットゲルが入っている加水分解容器を回転又は揺動することにより、ゲルを粉砕することで行うことができる。 In order to facilitate handling in the pulverization process, a coarse pulverization process in which the wet gel is roughly pulverized to a size of several cm may be performed after the hydrolysis reaction. There is no limitation on the method of coarse pulverization. For example, the wet gel in the hydrolysis container after the hydrolysis reaction is placed under reduced pressure to crack the gel, and the hydrolysis container containing the wet gel is rotated or rocked. By doing so, the gel can be pulverized.
<粉砕工程S2>
粉砕工程S2では、最終製品の粒度を調整するために、この段階でウェットゲルを粉砕する。ここで、ウェットゲルを粉砕したものを「粉砕ウェットゲル」という。
加水分解工程S1で得られたウェットゲルはホッパー2aから粉砕機8に移送される。このとき、モーター6で作動する流量制御装置7によって、ウェットゲルの流量が制御され、定量的に供給される。そして、粉砕機8に移送されたウェットゲルは粉砕され、粉砕ウェットゲルとしてホッパー2bに移送される。
<Crushing step S2>
In the pulverization step S2, the wet gel is pulverized at this stage in order to adjust the particle size of the final product. Here, what grind | pulverized the wet gel is called "grinding wet gel."
The wet gel obtained in the hydrolysis step S1 is transferred from the hopper 2a to the pulverizer 8. At this time, the flow rate of the wet gel is controlled and supplied quantitatively by the flow rate control device 7 operated by the motor 6. Then, the wet gel transferred to the pulverizer 8 is pulverized and transferred to the hopper 2b as a pulverized wet gel.
粉砕に際しては、ウェットゲルは脆いため微粉が発生しやすいので、本発明の好ましいメジアン径の範囲である50〜1000μmの粒子径の合成シリカガラス粉を収率良く得るために、粉砕機内の滞留時間を短くし、かつワンパスの連続式粉砕機を用いることが好ましい。滞留時間としては、1分以内が好ましく、また粉砕機の種類としては、例えば、ハンマー、ブレード、ピンなどを高速回転させ、衝撃並びに剪断によって粉砕するタイプの高速回転ミル(ハンマーミル、パルベライザー等)が好ましく用いられる。中でも粉砕機内部に粉砕物の分級のためのスクリーン(多孔板)を内蔵したスクリーンミルが好適である。 During pulverization, since the wet gel is brittle, fine powder is likely to be generated. Therefore, in order to obtain a synthetic silica glass powder having a particle diameter of 50 to 1000 μm, which is the preferred median diameter range of the present invention, in a high yield, the residence time in the pulverizer It is preferable to use a one-pass continuous grinder. The residence time is preferably within 1 minute, and the type of pulverizer is, for example, a high-speed rotating mill (hammer mill, pulverizer, etc.) of a type in which hammer, blade, pin, etc. are rotated at high speed and pulverized by impact and shear. Is preferably used. In particular, a screen mill in which a screen (perforated plate) for classifying the pulverized material is built in the pulverizer is preferable.
また、粉砕操作の際の金属成分の混入を低減・予防するために、例えば合成樹脂製等の網状物にウェットゲルを押し付け、網の目を通過させるような形式の網式粉砕機を用いることができる。この形式の粉砕機を用いる場合も、網目サイズや滞留時間を上記と同様に選定すればよい。 In addition, in order to reduce or prevent the mixing of metal components during the pulverization operation, use a net-type pulverizer that presses the wet gel against a net-like material made of synthetic resin, for example, and passes the mesh. Can do. Even when this type of pulverizer is used, the mesh size and residence time may be selected in the same manner as described above.
<乾燥工程S3>
乾燥工程S3では、粉砕後のウェットゲルを乾燥して、ゲル中に含まれるアルコールと水を除去する。粉砕ウェットゲルの乾燥は通常バッチ方式で行われる。ここで、ウェットゲルを乾燥させたものを、「ドライゲル」という。
粉砕工程S2により得られた粉砕ウェットゲルはホッパー2bに貯められており、その量がバッチ分溜まると、乾燥器3へ移送される。乾燥機3としては、例えば、コニカル形の回転式乾燥機が用いられる。乾燥の条件は、水蒸気導入機構15から導入される水蒸気を乾燥機3のジャケット9に供給することにより温度が調整され、真空引き機構14によって乾燥機3内部を真空引きすることにより圧力が調整される。そして、乾燥後のゲル(ドライゲル)はホッパー2cに移送される。
<Drying step S3>
In the drying step S3, the crushed wet gel is dried to remove alcohol and water contained in the gel. The pulverized wet gel is usually dried in a batch system. Here, what dried wet gel is called "dry gel."
The pulverized wet gel obtained in the pulverization step S2 is stored in the hopper 2b. When the amount of the pulverized wet gel is collected in a batch, it is transferred to the dryer 3. As the dryer 3, for example, a conical rotary dryer is used. The drying conditions are such that the temperature is adjusted by supplying water vapor introduced from the water vapor introduction mechanism 15 to the jacket 9 of the dryer 3, and the pressure is adjusted by evacuating the interior of the dryer 3 by the vacuum drawing mechanism 14. The Then, the dried gel (dry gel) is transferred to the hopper 2c.
なお、焼成処理の際にゲルを取り扱いやすくするために、必要に応じて乾燥処理後にドライゲルを予備的に分級機4により分級してもよい。これは、最終的な粒度分布範囲の調整を好適に行うことも目的としている。分級機4としては、振動式ふるい分級装置が用いられる。 In addition, in order to make it easy to handle the gel during the firing treatment, the dry gel may be preliminarily classified by the classifier 4 after the drying treatment as necessary. This also aims at suitably adjusting the final particle size distribution range. As the classifier 4, a vibratory sieve classifier is used.
<焼成工程S4>
乾燥後のドライゲルは、一般に多孔質であるので、光ファイバーのようなガラス層形成の原料として不適当である。そのため、焼成工程S4では、得られたドライゲルを加熱焼成し、緻密化させて無孔性の合成シリカガラス粉とする。
乾燥工程S3により得られたドライゲルはホッパー2cに貯められており、必要に応じて分級機4を介して、石英ガラスルツボ5へ移送される。そして、電気炉10によってシリカゲルを加熱して、合成シリカガラス粉が生成される。ここで必要に応じて、ガス導入機構16から石英ガラス管を通して、ルツボ内部に乾燥空気やヘリウムガスを流通させる。焼成温度は、通常1000〜1300℃で、焼成時間は一般に10〜100時間程度である。
<Baking step S4>
Since the dried dry gel is generally porous, it is not suitable as a raw material for forming a glass layer such as an optical fiber. Therefore, in baking process S4, the obtained dry gel is heat-fired and densified to make nonporous synthetic silica glass powder.
The dry gel obtained in the drying step S3 is stored in the hopper 2c and transferred to the quartz glass crucible 5 through the classifier 4 as necessary. And a silica gel is heated with the electric furnace 10, and synthetic silica glass powder is produced | generated. Here, if necessary, dry air or helium gas is circulated inside the crucible from the gas introduction mechanism 16 through the quartz glass tube. The firing temperature is usually 1000 to 1300 ° C., and the firing time is generally about 10 to 100 hours.
このようにして製造される合成シリカガラス粉は、不純物濃度が総量で0.1ppm以下の高純度で非晶質の二酸化ケイ素粉体であるが、一方で、粉体が接触する製造装置内部の材質からの不純物の混入は不可避である。特に、図4に示す装置、配管の材料として、構造材としての強度、硬度、耐熱性、耐腐食性などの観点から、ステンレスが用いられている場合があり、鉄、クロムといったステンレス成分が、合成シリカガラス粉に含まれる。
そこで、必要に応じて、次の磁選工程S5を行ってもよい。
The synthetic silica glass powder produced in this way is a high-purity amorphous silicon dioxide powder having an impurity concentration of 0.1 ppm or less in total, but on the other hand, inside the production apparatus where the powder contacts. It is inevitable that impurities are mixed from the material. In particular, as a material for the apparatus and piping shown in FIG. 4, stainless steel may be used from the viewpoint of strength, hardness, heat resistance, corrosion resistance, etc. as a structural material. Included in synthetic silica glass powder.
Therefore, the next magnetic separation step S5 may be performed as necessary.
<磁選工程S5>
磁選工程S5では、焼成工程S4によって得られた合成シリカガラス粉を磁選機に通すことにより、合成シリカガラス粉中の異物粒子を取り除く。ここで使用される磁選機の種類は上記の異物粒子を取り除くことができれば限定されない。例えば、磁選機の種類には磁石として永久磁石を使用したものと電磁石を使用したものがある。また、実際に磁性物と接触する部材としては、棒磁石のような永久磁石そのものを用いる場合と、磁極間のスペースに鉄棒や金網などの強磁性物質を配置して、それを磁化させて接触材(誘導極)として使用する方式がある。ここで使用される磁選機はいずれの方式のものを適用できる。ただし、合成シリカガラス粉のような高純度の粉体に対しては密閉化でき、かつ、可動部のない型式の磁選機が好ましい。例えば、棒磁石を並列に格子状に並べて枠に固定し、これを多段に配置した形式が挙げられる。また、上記の評価用の磁選器を用いてもよい。使用する磁石の表面磁束密度は1000〜20000ガウスであればよい。好ましくは、5000〜20000ガウスである。また、合成シリカガラス粉を磁選機に通す回数も特に限定されず、上記した評価用の磁選機を用いる評価方法において、合成シリカガラス粉中の異物粒子の数が10個以下となるまで行う。
<Magnetic separation process S5>
In the magnetic separation step S5, foreign particles in the synthetic silica glass powder are removed by passing the synthetic silica glass powder obtained in the firing step S4 through a magnetic separator. The kind of magnetic separator used here will not be limited if said foreign material particle can be removed. For example, there are types of magnetic separators that use permanent magnets as magnets and those that use electromagnets. In addition, as a member that actually contacts a magnetic material, a permanent magnet itself such as a bar magnet is used, or a ferromagnetic material such as a steel bar or a wire mesh is arranged in the space between the magnetic poles and magnetized to make contact. There is a method used as a material (induction pole). Any type of magnetic separator used here can be applied. However, it is preferable to use a magnetic separator of a type that can be sealed against a high-purity powder such as synthetic silica glass powder and has no moving parts. For example, there may be mentioned a form in which bar magnets are arranged in parallel in a grid and fixed to a frame and arranged in multiple stages. Moreover, you may use the magnetic separator for said evaluation. The surface magnetic flux density of the magnet used may be 1000 to 20000 Gauss. Preferably, it is 5000-20000 gauss. Moreover, the frequency | count of passing a synthetic silica glass powder through a magnetic separator is not specifically limited, In the evaluation method using the magnetic separator for evaluation mentioned above, it carries out until the number of the foreign material particles in a synthetic silica glass powder becomes ten or less.
<分級工程S6>
さらに、合成シリカガラス粉の製造方法100において、合成シリカガラス粉の粒度分布を調整するために、磁選工程S5の前又は後に分級工程S6を行ってもよい。分級は公知の方法によって行うことができる。
<Classification step S6>
Furthermore, in the manufacturing method 100 of synthetic silica glass powder, in order to adjust the particle size distribution of the synthetic silica glass powder, the classification step S6 may be performed before or after the magnetic separation step S5. Classification can be performed by a known method.
以下、実施例を用いて、本発明の合成シリカガラス粉についてさらに説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, the synthetic silica glass powder of the present invention will be further described using examples. However, the present invention is not limited to this.
[合成シリカガラス粉の製造]
上記した合成シリカガラス粉の製造方法10の加水分解工程S1〜焼成工程S4に倣って合成シリカガラス粉を製造した。装置は、図4の装置を用いた。ここで、図4の装置のうち、反応機1、ホッパー2a、2b、乾燥機3はステンレス(SUS304)製のものを使用し、ホッパー2c以降の装置については、プラスチック製又は石英ガラス製のものを用いた。そして、得られた合成シリカガラス粉をふるいによって分級し、100〜450μmの粒度範囲に調整した。
[Production of synthetic silica glass powder]
A synthetic silica glass powder was produced following the hydrolysis step S1 to the firing step S4 of the method 10 for producing synthetic silica glass powder described above. The apparatus shown in FIG. 4 was used. 4, the reactor 1, the hoppers 2a, 2b, and the dryer 3 are made of stainless steel (SUS304), and the devices after the hopper 2c are made of plastic or quartz glass. Was used. And the obtained synthetic silica glass powder was classified with a sieve, and it adjusted to the particle size range of 100-450 micrometers.
そして、実施例に係る合成シリカガラス粉では、分級後、磁選機に3回通した。比較例に係る合成シリカガラス粉では、分級後、磁選機には通さなかった。磁選機としては直径25mm×長さ310mmの棒磁石(表面磁束密度:12000ガウス)を20mm間隔で平行に7本並べた格子型マグネットと、上記の棒磁石を20mm間隔で平行に8本並べた格子型マグネットとを交互に合計8段積み上げた形式の密閉式磁選機を使用した。 And in the synthetic silica glass powder which concerns on an Example, it passed 3 times through the magnetic separator after classification. The synthetic silica glass powder according to the comparative example was not passed through a magnetic separator after classification. As a magnetic separator, a lattice magnet in which seven bar magnets having a diameter of 25 mm and a length of 310 mm (surface magnetic flux density: 12,000 gauss) are arranged in parallel at 20 mm intervals, and eight of the above bar magnets are arranged in parallel at 20 mm intervals. A closed-type magnetic separator of a type in which a lattice magnet was alternately stacked for a total of 8 stages was used.
得られた実施例及び比較例に係る合成シリカガラス粉のメジアン径及び内部シラノール基濃度をそれぞれ測定した。合成シリカガラス粉のメジアン径は、JIS試験用ふるいを用いたふるい分けで累積粒度分布図を作成し、得られた図から累積粒度分布の50%の体積に相当する粒径から算出した。内部シラノール基濃度は、赤外分光光度計(JASCO製、フーリエ変換赤外分光光度計FT/IR−4100typeA)を用いて特開2014−15380号公報に開示されている赤外線分光光度法を用いて測定した。結果を表1に示した。 The median diameter and the internal silanol group concentration of the obtained synthetic silica glass powders according to Examples and Comparative Examples were measured. The median diameter of the synthetic silica glass powder was calculated from a particle size corresponding to 50% of the cumulative particle size distribution by preparing a cumulative particle size distribution diagram by sieving using a JIS test sieve. The internal silanol group concentration was measured using an infrared spectrophotometer disclosed in JP-A-2014-15380 using an infrared spectrophotometer (manufactured by JASCO, Fourier transform infrared spectrophotometer FT / IR-4100typeA). It was measured. The results are shown in Table 1.
[磁選機による異物粒子の捕捉]
上記により得られた実施例及び比較例に係る合成シリカガラス粉を、カネテック株式会社の対極型高磁力磁選器のモデルPCMI−10−S12262を用いて、異物粒子の数を評価した。具体的には、実施例及び比較例に係る合成シリカガラス粉30kgをそれぞれ供給速度22kg/hで上記の磁選機に通した後、誘導極を含む内筒に付着している粒子を全て取り、得られた粒子を顕微鏡で観察して異物粒子の数を数えた。結果を表1に示した。
[Capturing foreign particles by magnetic separator]
The number of foreign particles was evaluated using the synthetic silica glass powders according to Examples and Comparative Examples obtained as described above, using model PCMI-10-S12262 of a counter electrode type high magnetic separator of Kanetec Corporation. Specifically, after passing 30 kg of the synthetic silica glass powder according to Examples and Comparative Examples through the above magnetic separator at a supply rate of 22 kg / h, all the particles adhering to the inner cylinder including the induction pole are taken, The obtained particles were observed with a microscope to count the number of foreign particles. The results are shown in Table 1.
[プルーフ試験]
上記により得られた実施例及び比較例に係る合成シリカガラス粉をOvercladding grainに用いてSand Cladding法により直径125μmのシングルモード光ファイバーを製造した。そして、JIS C6821記載の「一定伸びひずみ法」を用いて、張力として標準的な7Nでプルーフ試験を行い、破断回数を測定した。結果を表1に示した。
[Proof test]
A single mode optical fiber having a diameter of 125 μm was manufactured by the Sand Cladding method using the synthetic silica glass powders according to Examples and Comparative Examples obtained above for Overgrading grain. Then, using the “constant elongation strain method” described in JIS C6821, a proof test was performed with a standard 7N tension, and the number of breaks was measured. The results are shown in Table 1.
実施例はプルーフ試験による光ファイバーの破断回数は少なかった。これは、製造時の磁選により、合成シリカガラス粉に共雑している異物粒子がすべて取り除かれたためと考えられる。
一方、比較例はプルーフ試験による光ファイバーの破断回数が多かった。これは、製造時に磁選を行わなかったため、合成シリカガラス粉に共雑している異物粒子が多量に残っていたためと考えられる。
In the examples, the number of breaks of the optical fiber by the proof test was small. This is presumably because all foreign particles mixed with the synthetic silica glass powder were removed by magnetic separation at the time of manufacture.
On the other hand, in the comparative example, the number of breaks of the optical fiber by the proof test was large. This is probably because magnetic separation was not performed at the time of production, and a large amount of foreign particles remaining in the synthetic silica glass powder remained.
1100 磁選機本体
1110 永久磁石
1200 内筒
1210 誘導極
1 反応機
2a ホッパー
2b ホッパー
2c ホッパー
3 乾燥機
4 分級機
5 石英ガラスルツボ
6 モーター
7 流量制御装置
8 粉砕機
9 ジャケット
10 電気炉
11 テトラアルコキシシラン
12 水
13 温水導入機構
14 真空引き機構
15 水蒸気導入機構
16 ガス導入機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1100 Magnetic separator main body 1110 Permanent magnet 1200 Inner cylinder 1210 Induction pole 1 Reactor 2a Hopper 2b Hopper 2c Hopper 3 Dryer 4 Classifier 5 Quartz glass crucible 6 Motor 7 Flow control device 8 Crusher 9 Jacket 10 Electric furnace 11 Tetraalkoxysilane 12 Water 13 Hot water introduction mechanism 14 Vacuum evacuation mechanism 15 Water vapor introduction mechanism 16 Gas introduction mechanism
Claims (4)
磁選機で捕捉される異物粒子数が、前記合成シリカガラス粉30kg当たり10個以下であることを特徴とする、合成シリカガラス粉。 A synthetic silica glass powder having a median diameter of 50 to 1000 μm,
Synthetic silica glass powder, wherein the number of foreign particles captured by a magnetic separator is 10 or less per 30 kg of the synthetic silica glass powder.
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