JP5053498B2 - 保護被覆をもつ光ファイバプリフォームを製造する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は光ファイバの製造に用いられるシリカ含有物品の製造及び保護方法に関する。さらに詳しくは、本発明は製造作業間または工場間の前記物品の積送中に前記物品を破損誘発性微粒子から保護する方法である。
【０００２】
関連技術の説明
光ファイバは一般に、高温に加熱されたファイバプリフォームから光ファイバを線引きすることにより形成される。ファイバプリフォームは様々なプロセスで形成することができる。外付け法として知られる、そのようなプロセスの１つは、コアプロファイルを確立するためにシリカ含有スートをアルミナ心棒に堆積させる工程、固結ガラスコアブランクを作成するためにコアプロファイルを固結させる工程、及びガラスコアケーンを作成するために固結ブランクを線引きして直径を縮小する工程により実施される。コアケーンには次いでスートが堆積され(オーバークラッド)、固結されて、ファイバプリフォームが作成される。一般に内付け法として知られる、変形気相成長(ＭＣＶＤ)またはプラズマ励起化学的気相成長(ＰＣＶＤ)のような別のプロセスは、肉厚ガラスチューブの内面にシリカを堆積することにより実施される。次いで、堆積物をもつ肉厚ガラスチューブは中心軸方向につぶされてガラスコアブランクにされる。シリカ含有スートがコアブランクの外面に付加され、固結されて、ファイバプリフォームが形成される。プリフォームから光ファイバが線引きされる。あるいは、堆積物をもつ肉厚ガラスチューブを中心軸方向につぶして、そのままファイバプリフォームにすることができる。光ファイバを線引きするためのプリフォームの作成に用いられるまた別のプロセスは、気相軸付け(ＶＡＤ)法である。本発明は、少なくとも上記の気相堆積法の全てへの適用可能性を有する。
【０００３】
本明細書で用いられる、“光ファイバプリフォーム”または“固結プリフォーム”という術語は、シリカ含有ガラスをさらに付加する必要なしに、ファイバをそれから線引きできる物品を指す。“コアブランク”及び“コアケーン”は得られるファイバの光学コアの特性の(全てである必要はないが)少なくとも一部を備える物品を指して用いられる。“コアケーン”は固結コアブランクから線引きされて直径が縮小された、中間製品である。すなわち、コアケーンを形成することができ、その後コアケーンにコア及び／またはクラッドガラス材料をさらに付加して、固結プリフォームを形成できる製造作業もある。
【０００４】
光ファイバプリフォームからの光ファイバ線引き中に光ファイバが破損することが多いであろう。光ファイバの線引き中の破損の低減は、今では５０ｋｍより長い光ファイバを顧客が要求するから特に、製造業における明解な目標である。
【０００５】
ファイバ破損は、最終光ファイバ製品の形成に至る過程における中間体としてつくられる、ファイバプリフォーム、コアブランク、コアケーン、及び／またはガラスチューブのような、様々な物品のガラス表面上に堆積する無機異質微粒子(例：ＺｒＯ_２)に、少なくともある程度は起因すると考えられる。これらのガラス表面は反応性であり、無機質微粒子と不可逆的結合を形成し得る。図２に簡略に示されるように、無機質微粒子２０はガラス表面１０上の、ＯＨ基のような活性点と結合してガラス表面１０の一部となる。したがって、ファイバ線引き前の標準的な清浄化の間に容易に微粒子を除去することはできない。これらの微粒子は、ファイバ線引き中に構造欠陥を生じさせる。例えば、ファイバプリフォーム、コアブランク、コアケーンまたはガラスチューブのガラス表面上の無機質微粒子は、線引きプロセス中に生じる、ファイバの外面破損の主原因であると考えられる。コアブランク、コアケーン及びガラスチューブのガラス表面上の無機質微粒子は、ファイバの内部欠陥を引き起すこともあると考えられる。
【０００６】
無機質微粒子は製造プラントの環境内に存在する。中間製品のガラス表面上に自然に降ってくるだけでなく、微粒子は静電荷によりガラス表面に引き付けられ得る。皮肉なことに、静電荷はガラス表面の清浄化作業で発現することが多い。
【０００７】
微粒子は、洗浄剤としてフッ酸を用いることにより中間製品のガラス表面から除去することができる。しかし、フッ酸はガラス表面をエッチングするため中間製品の寸法を変える。フッ酸は有毒であるため使用するには経費もかかる。したがって、フッ酸洗浄はファイバ破損の低減に望ましい手法ではない。
【０００８】
中間製品のガラス表面上に堆積する微粒子がほとんど全く存在しないようなクリーンルーム内で製造することにより、ファイバ破損を低減することは可能であろう。しかし、これでは費用効率が悪化するであろう。
【０００９】
発明の概要
本明細書に具現化され、広汎に説明されるように、本発明は、相異なる製造作業間または工場間の積送中に、光ファイバの製造に用いられるシリカ含有物品を保護し、よって光ファイバの線引き中の破損を阻止する方法を含む。本方法は、第１の工場または第１の製造作業における光ファイバの製造に用いられるシリカ含有物品を形成する工程、シリカ含有物品に保護層を施す工程及び、以降の処理のために、被覆された物品を第２の製造作業に搬送するかまたは被覆された物品を第２の工場に積送する工程を含む。シリカ含有物品は、例えば、コアブランク、コアケーン、ファイバプリフォーム、内付け法が施されたガラスチューブ、コアガラスまたはロッドの外面を覆うガラスを堆積するために用いられるスリーブチューブ、または光ファイバの製造における中間物品として用いられるその他のいずれかのシリカ含有物品とすることができる。保護層が施されるときのシリカ含有物品は、(未固結シリカスートと対照をなすものとしての)ガラスであることが好ましい。
【００１０】
本発明の一実施形態にしたがえば、固結物品は、以降の処理のための別の工場への中間物品の積送の前に固結物品に施された、保護層を有する。いかなる特定の中間体、すなわち、コアブランク、コアケーン、固結プリフォーム等も、特定の工場においてその中間体をさらに加工する能力が不足しているかまたは欠けているために、別の工場に積送し得ることが、本発明の利点である。すなわち、本発明の一実施形態にしたがえば、第１の工場でコアケーンを製造し、被覆して、第２の工場に積送し、さらに処理して固結プリフォームにし、次いで線引きして光ファイバにすることができる。別の実施形態にしたがえば、製造に必要とされるまで、在庫品として、物品を室温で保管することができる。
【００１１】
本発明の別の実施形態において、固結プリフォームを第１の工場で製造し、保護層を施して、第２の工場に輸送し、次いで第２の工場で線引きして光ファイバにすることができる。被覆に付着しているかもしれないいかなる微粒子も除去するため、線引き前にプリフォーム物品を清浄化することが好ましい。本発明には、ある工場を、ある物品、例えばコアブランク、コアケーン、固結プリフォームまたはこれらの組合せを製造し、続いて保護層を施し、その後に次の工場に積送するように特化させ得るという利点がある。これにより、高められた経済性及び／または品質を得ることができる。さらに、本発明により、(例えば、物品の温度が約６００℃より高く維持される)熱間搬送と同等のままの破損率、またはさらに低い破損率でも、作業間または工場間の固結プリフォームの冷間搬送が可能になる。
【００１２】
好ましい実施形態において、施される保護層の厚さは、硬化または乾燥時に、１０μｍより薄く、より好ましくは５μｍより薄く、最も好ましくは１μｍより薄い。保護層は、容易に洗浄するかまたは清浄化することができる、極薄で不剥性の層であることが好ましい。好ましい実施形態において、保護層を、洗浄後、以降の処理の前に、または処理中に溶発させることが好ましい。
【００１３】
上述の全般的説明及び以降の詳細な説明は、例示及び説明のためになされるに過ぎず、特許請求される本発明を制限するものではないことは当然である。
【００１４】
好ましい実施形態の詳細な説明
参照として本明細書に含まれる添付図面は、本発明の実施形態を示し、記述とともに本発明の原理の説明に役立つ。
【００１５】
本発明の現在好ましい実施形態をここで詳細に参照する。
【００１６】
光ファイバの製造過程中につくられる様々なシリカ含有中間物品に保護層を施すことにより、光ファイバの線引き中のファイバ破損を低減できることが確認された。例えば、そのような保護層は、それから光ファイバが線引きされるシリカ含有光ファイバプリフォームの表面に施すことができる。シリカ含有物品は、光ファイバプリフォームあるいは、コアブランク、コアケーンまたは石英ガラスチューブのような、光ファイバプリフォームの作成に用いるためのその他の固結ガラス中間物品のような固結無水ケイ酸ベースガラス物品であることが好ましい。シリカ含有ガラス物品が固結プリフォームである場合には、プリフォームは一般に、酸化ゲルマニウムまたはフッ素のような、屈折率改変ドーパントがドープされたシリカからなるコア領域を含み、コアは、一般にシリカまたはフッ素ドープシリカからなるクラッドに囲まれている。
【００１７】
保護層は、シリカ含有物品を無機質微粒子のような破損誘発性微粒子から保護し、光ファイバの線引きまたは以降の物品処理の前のそのような微粒子の除去を容易にする。以降の処理は、Ａのような第１の工場内、あるいは必要に応じて、例えば、かなりの距離にある第２の工場Ｂ，ＣまたはＤで行うことができる(図１３を参照されたい)。必要に応じて、以降の処理には、例えば、同じ工場内での異なる製造作業を含めることができる。好ましい実施形態において、保護層は、光ファイバの光学特性に影響を与えないように、光ファイバの線引きまたは以降の処理中に、基本的に残渣を全く残さずに、溶発することが好ましい。保護層の溶発の前に、保護層に付着しているいかなる微粒子も実質的に除去するために、保護層が洗浄されることが好ましい。あるいは、以降の処理の前に保護層を実質的に完全に除去することができる。
【００１８】
保護層は、無機質微粒子にさらされるかもしれない雰囲気に出会うであろういかなるガラス表面にも施されることが好ましい。保護層は、未固結ガラススートと対照をなすものとしての、固結または焼結ガラス表面に施されることが好ましい。本発明の一態様にしたがえば、図３に説明されるように、保護層は第１の工場で物品に施される。保護層は、第２の工場への搬出及び積送中の汚染から物品を保護するために、発送前に施される。詳しくは、図３で３１と表示されたブロックに示されるように、光ファイバ物品は第１の工場で作成される。この物品は、コアブランク、コアケーン、固結プリフォーム、固結シリカ含有チューブまたは、光ファイバの製造に用いられる、その他の同様の中間高純度ガラス物品とすることができる。
【００１９】
第１の実施形態にしたがえば、本明細書で以降に説明されるように、ブロック３２において、好ましくは保護層の塗布により、物品が保護層で被覆され、次いでブロック３３に示されるように、いずれかの適切な積送手段により第２の工場に積送される。代表的な積送手段には、いずれかの営利すなわち私営の貨物急送業者、公的小荷物運送提供機関あるいはその他の公的運送提供機関がある。本明細書で用いられる“第２の工場”という術語は、特定の国の中またはその国の外の別の場所に所在する別の工場を意味する。例えば、図１３に示されるように、保護層を備える様々な物品を、特定の工場の特定の生産能力、生産ニーズ及び機能に応じて、Ａ，Ｂ，ＣまたはＤと表示された様々な工場の内のいずれか２つまたはそれより多くの間で積送することができる。
【００２０】
本発明の一実施形態において、保護層は、固結光ファイバプリフォーム形成後に、ファイバプリフォームに施すことができる。光ファイバプリフォーム上に降着する微粒子の数は、ファイバプリフォーム形成後可能な限り速やかにファイバプリフォームに保護層を施すことにより最小限に抑えることができる。ファイバプリフォームから光ファイバを線引きする直前に、これらの破損誘発性微粒子はファイバプリフォーム上の保護層から、例えば、イソプロピルアルコールを含ませた通常のクリーンルーム拭布で微粒子を拭い取るか、過冷却ＣＯ_２で微粒子を吹き飛ばすか、または水のような液体で微粒子を流し去るか、あるいは微粒子を除去するに適するその他のいずれかの清浄化法により、除去(清浄化)することができる。したがって、微粒子は光ファイバの線引き中にファイバプリフォーム上に存在しないであろうし、よって光ファイバ内の破損源とはならないであろう。微粒子の除去に続いて、保護層は線引き炉内の熱に遭って溶発する。あるいは、保護層は、適切な溶剤で洗浄することにより炉に挿入する前に実質的に完全に除去することができる。
【００２１】
保護層は、ファイバプリフォームまたはその他の中間物品のガラス表面への微粒子の結合を防止することにより、微粒子の除去の容易性を高めることが好ましい。詳しくは、例えば、共有結合、イオン結合またはファンデルワールス力による結合により、保護層がガラス表面の活性点と結合することが好ましいと考えられる。図１に示されるように、保護層３０がガラス表面１０上の活性点と結合するから、無機質微粒子２０は保護層３０上にとどまるに過ぎず、そのような活性点と結合することはない。活性点には、例えばＳｉＭＯ_ｘ化合物を形成するであろう原子団を含めることができ、ここでＭは金属である。そのようなＳｉＭＯ_ｘ化合物を形成するであろう原子団の例には、ＯＨ，ＳｉＯＨ，及びＧｅＯＨ基がある。
【００２２】
保護層は、ファイバ線引き前にファイバプリフォームから、少なくともある程度除去できることが好ましく、実質的に完全に除去されることが好ましい。例えば、保護層は、ファイバプリフォームを水または保護層の除去に適するその他の溶剤で洗浄することによりファイバプリフォームから除去できる、ポリビニルアルコールまたはヒドロキシメチルセルロースのような水溶性高分子材の形態で作成することができる。
【００２３】
上述したように、一実施形態において、光ファイバをプリフォームから線引きできるように、保護層はプリフォームの加熱過程中に溶発する。したがって、本実施形態においては、プリフォームを線引き炉に挿入する前に保護層を除去する必要はない。保護層は、光ファイバの複合要素とならないように、線引きプロセスの十分早期に熱で消散されるべきである。線引き中の炉の温度は一般に約１４００℃から２０００℃である。保護層は、９００℃より低い温度で溶発することが好ましく、約５００℃より低い温度で溶発することがより好ましい(ほとんどの高分子材は５００℃より低い温度で消散するはずであるが、炭素は６００℃〜９００℃の間で消散するであろう)。保護層は、炉への挿入直前に清浄化され、炉内で溶発することが好ましい。
【００２４】
保護層は、溶発後に有害な無機質残渣を本質的に残さないことが好ましい。本明細書で用いられる、有害な無機質残渣という術語は、破損源として作用するであろういかなる残渣も指す。そのような無機質残渣は、ガラスに溶解せず、代わりにガラス構造の一部を形成することが多いであろう。保護層は、有機質残渣またはいかなる炭素含有種も残さないことがさらに好ましい。
【００２５】
ファイバプリフォーム上への静電荷の蓄積を保護層が防止することも好ましい。これにより、ファイバプリフォームへの微粒子の引付けが防止される。
【００２６】
多くの材料が、無機質微粒子の除去の容易化及び光ファイバの線引き中の溶発に関する上述の望ましい基準を満たす保護層を提供するであろう。これらの材料の多くは、上述した補助的な望ましい性質も提供する。
【００２７】
例えば、多くの有機材料が保護層に対する上述の望ましい基準を満たす。特に、シリカ含有物品上に自己集合単分子層を形成する有機材料が現在好ましい。このタイプの有機材料は、好ましくは、炭化水素またはフルオロカーボン官能基を有し、シランモノマー及びオリゴマーのようなシランを含む。例には、炭化水素シラン、フルオロカーボンシラン、エポキシ官能シラン、アクリレート官能シラン、アミン官能シラン、チオール官能シラン、フェニル官能シラン、及びこれらのいずれかの組合せがある。炭化水素シラン(例：Ｃ_１８Ｈ_３７-Ｓｉ(ＯＲ)_３)及びフルオロカーボンシラン(例：Ｃ_３〜１０Ｆ_ｎ-ＣＨ_２ＣＨ_２-Ｓｉ(ＯＲ)_３)は、それぞれ、上述の好ましい要件を満たす有機材料の特定の例である。
【００２８】
有機保護層のその他の例には、アルキル及びアリールアンモニウム化合物、例えばＣ_１８Ｈ_３７Ｎ(ＣＨ_３)_３ＣｌまたはＣ_１７Ｈ_３５ＣＯ_２Ｎａがある。前者はガラスが負に帯電している場合に現在好ましく、一方後者はガラスが正に帯電している場合に好ましい。
【００２９】
例えば、エチレンビステスアルアミドのようなワックスは、適切な保護を与えることができる。
【００３０】
他に、ファンデルワールス力によりガラスに結合できる有機保護層がある。そのような例には、アクリレートポリマー及びポリビニルアルコールがある。
【００３１】
有機材料は、例えば、有機材料を脱イオン水または、その有機材料に適する、イソプロパノールまたはアセトンのような別の溶剤と混合し、この溶液をファイバプリフォーム上に吹き付けるかまたは塗布することにより、あるいは溶液中にファイバプリフォームを浸漬することにより、ファイバプリフォームに与えることができる。溶液は０．０１％から２％の有機材料を含有することが好ましい。
【００３２】
ある種の高分子材も保護層についての上述した基準を満たすであろう。そのような高分子材には、ポリビニルアルコールまたはヒドロキシメチルセルロースのような水溶性高分子材；ポリブチルメタクリレートのような熱可塑性高分子材；水中分散架橋ポリブチルメタクリレートラテックスのようなラテックスベース高分子材；エポキシまたはウレタンのような熱硬化性高分子材；アクリレート及びエポキシのようなＵＶ硬化性高分子材がある。
【００３３】
これらの高分子材は、初めに、ポリビニルアルコールまたはヒドロキシメチルセルロースの場合のようにポリマーまたはモノマーを水に溶かすか；またはポリブチルメタクリレートの場合のアセトンのような適当な有機溶剤に溶かすことにより；あるいは、エポキシ、ウレタンまたはアクリレートのモノマーまたはオリゴマーをガラス表面に与え、引き続いて熱またはＵＶ光によりこれらの材料を硬化させることによるような、様々な技法で与えることができる。
【００３４】
さらに、炭素が保護層についての上述した基準を、特にファイバプリフォームに対して満たすであろう。炭素は、気相成長法のような通常の技法でファイバプリフォームに与えることができる。例えば、不活性雰囲気内でメタン、アセチレンまたはその他の炭素化合物を熱分解させて、炭素をファイバプリフォームのガラス表面上に堆積させることができる。
【００３５】
本発明の好ましい実施形態にしたがえば、保護層の厚さは１０μｍより薄く、より好ましくは５μｍより薄く、最も好ましくは１μｍより薄い。保護層は非常に薄く、よって不剥性であることが最も好ましい。
【００３６】
以下の実施例は本発明の利点を説明する。
【００３７】
実施例１
Ｃ１８−炭化水素シラン(ＨＣ−シラン)保護層塗料(デュポン(DuPont)社，ＴＬＦ-８２９１)を１％の水溶液として作成した。いくつかのファイバプリフォームを被覆し、次いでプラント環境に数時間置いた。次いで、光ファイバに線引きする直前に、イソプロピルアルコールを含ませたクリーンルーム拭布でファイバプリフォームを拭った。
【００３８】
イソプロピルアルコールを含ませた拭布は、プラント環境にさらされている間に保護層に付着した埃を除去しただけである。イソプロピルアルコールを含ませた拭布はシラン保護層を除去しない。代わりに、シラン層は、ファイバ線引きプロセスで用いられる高温により、プロセスの初期段階中に溶発した。ファイバに対して行ったＴＯＦ−ＳＩＭＳ(飛行時間型二次イオン質量分析法)分析は線引きされたファイバ製品上にシラン残渣が全くないことを示し、本保護被覆プロセスを用いることによるファイバの特性に有害な影響は全く見られなかった。他方で、上述した保護シラン被覆を用いると、このタイプのファイバで通常予想される破損率と比較して、特に保護層をもたない冷間搬送と比較したときに、破損率がかなり小さくなった。
【００３９】
説明を容易にするため、破損誘発性微粒子から保護される中間製品を形成するための、ファイバプリフォーム上への保護層の提供に関して本発明を説明した。しかし、保護層は、破損誘発性部粒子から保護される中間製品を形成するため、光ファイバの製造に用いられるその他のシリカ含有物品に提供することもできる。例えば、シリカ含有物品を、外付け法で用いられるコアケーンセグメントまたはコアブランクとすることができる。別の例として、シリカ含有物品を内付け法で用いられるガラスチューブとすることができる。
【００４０】
上記の例のそれぞれにおいて、保護層は、シリカ含有中間物品の(スートと対照をなすものとしての)固結または焼結ガラスの表面に、保護層がなければファイバ線引きプロセス中にファイバ破損源となり得る微粒子から物品を保護するに十分に連続的である、好ましくは薄い被覆を提供するに十分な量で、与えられることが好ましい。本明細書で用いられる、“中間物品”という術語は、それからファイバが線引きされるいかなる物品も含めて光ファイバを製造するために用いられるいかなる中間物品も意味するが、ファイバ自体は意味しない。上記の保護層は、少なくとも、異質微粒子により生じる破損を防止するにクリティカルな領域上に与えられることが好ましい。そのようなクリティカルな領域の例は、その上にコアガラスまたはクラッドガラスすなわちガラススートがさらに付加される、コアケーン上の領域である。シリカ含有物品の少なくともクリティカルな領域を完全にまたは実質的に覆う保護層を用いることにより、シリカ含有物品と接触する無機質微粒子による破損をかなり少なくすることができる。保護層は、ファイバプリフォームについて上述した技法と同様の技法により、上記その他の中間製品から除去することができる。例えば、以降の処理の前に溶剤を用いて保護層をある程度または完全に除去することができる。
【００４１】
以降の処理には、例えば、固結された物品、例えば図５に示されるコアブランク３１を、室温または室温近くまで冷却させる工程；物品の表面３２に保護層を施す工程；次いで、物品(例えばコアブランク)を、第２の製造作業のために第１の工場(例えば工場Ａ−図１３を参照されたい)内の別の部門、作業単位または場所に、あるいは以降の作業プロセスが物品３１に施される第２の工場(例えば工場Ｂ)に搬送する工程を含めることができる。例えば、物品がコアブランク４６であれば、コアブランク４６を、コアブランク４６が線引きされて実質的に連続なコアケーン６２にされる、図６に示されるような、再線引き炉４８に搬送することができる。再線引き炉４８は、例えば、工場Ａの異なる部分にあるいは別の工場Ｂ，ＣまたはＤ(図１３)に配置することができる。示される工場の位置及び数は説明のために過ぎないことに注意すべきである。工場の数及びそれらの位置は、営業上または製造上必要とされる、任意の数及び場所とすることができる。したがって、本発明にしたがって考えられる実施形態の１つにおいて、固結された物品は、コアケーン６２に線引きするために別の工場Ｂ，ＣまたはＤに積送することができるコアブランク４６である。
【００４２】
例えば、酸化ゲルマニウムドープシリカ線引きブランク４６については、再線引き炉４８には一般に、温度が約１８００℃から２１００℃の範囲の高温ゾーン４１がある。ブランク４６が高温ゾーン４１内に降下すると、溶融ガラスのストランドがプリフォーム４６から垂下し、冷却区画５０を通過する。開口４０の閉止を補助するため、プリフォーム４６の上端(図示せず)に真空が与えられる。炉４８の下方に配置された非接触測定装置５２が、再線引き炉４８から延びる連続ケーン６２の直径“ｄ”を測定する。連続ケーン６２は、適切な直径“ｄ”の連続ケーン６２を線引きするに適する張力を与える、一組の牽引ホイール６０を通して送られる。例えば適切な制御装置５９が、例えば、(矢印６３で示される)降下送り速度、牽引ホイール６０の(矢印６１で示される)線引き速度またはその他のパラメータを制御できる。制御装置５９への入力は、非接触センサ５２により線６３で与えられるデータに基づく連続ケーン６２の直径であることが好ましい。必要に応じて、その他の入力も与えることができる。あらかじめ定められた長さのケーン６２が牽引ホイールを通過すると、火炎トーチのようなカッター６４が作動し、連続ケーン６２を切断して、あらかじめ定められた長さの、図７に最善に示され、図４のブロック３４で説明されるような、コアケーンセグメント６５を形成する。
【００４３】
製造プロセス内の次の作業工程に移す前に、その作業工程が同じ工場内で行われるか、あるいは(図４，１２及び１３に示されるように)異なる工場で行われるかに関わらず、本明細書で上述したように、図４のブロック３５で、コアケーンセグメント６５に保護層を与えることが好ましい。次の製造作業が(Ｂ，ＣまたはＤのような)別の工場で行われる場合には、被覆されたコアケーン６５が、図４のブロック３６に示されるように、いずれかの実際的積送手段により第２の工場に積送される。積送手段の例には、急送業者、小荷物またはその他の公的運送提供機関がある。
【００４４】
次の作業工程において、コアケーン６５は、図８及び９に示されるように、旋盤装置６６に装着され、回転させられることが好ましい。スート堆積を開始する前に、バーナー５３を数回通過させて保護層を溶発させることが好ましい。保護層を溶発させる前に、好ましくは既に説明したように拭うことにより、ケーン６５を清浄化することがさらに好ましい。次いで、１つまたは複数のメタンバーナー５３から放射される火炎に１つまたはそれより多くのシリカ前駆体を投入することにより、ブロック３７(図４)に示されるように、追加のスート６７がケーン６５上に堆積される。堆積されたスートから、スートクラッド層６８が形成される。末端バーナー６３が、ケーン６５のそれぞれの末端における応力を等化し、末端におけるスート層６８のフレーキングを防止するに役立つ。コア及び／またはクラッドスートの堆積により所望の屈折率プロファイルを得るために、複数のドーパントを前駆体に含め得ることは当然である。ガラスコアセグメント６５を保護するために上の実施例１で用いたものと同じシランを用いる好ましい実施形態においては、外付け法による追加のコアまたはクラッドガラススートの堆積中に、材料が溶発する。
【００４５】
スート堆積工程に続き、スートプリフォーム６９は、例えば、固結炉７０(図１０)内に置かれ、塩素乾燥され、通常の態様におけるヘリウム含有雰囲気内で固結されて、図１１に最善に示され、図４のブロック３８で説明されるように、固結光ファイバプリフォーム７２にされる。プリフォーム７２は、室温または室温近くまで冷却されると、本明細書で説明される保護層で改めて被覆されることが好ましい。プリフォーム７２を、以降の処理のため、特定の工場内の別の部門、作業単位または場所にあるいは別の工場に冷間搬送しなければならない場合には、保護層がプリフォーム７２の表面の微粒子汚染を防止するであろう。保護層を利用する固結プリフォームの冷間搬送により、破損率を従来技術で利用される熱間搬送と同等に、またはそれより良好にさえ、することができる。
【００４６】
図１２に示され、図４のブロック３９で説明される最終工程において、固結プリフォーム７２が竪型線引き炉７４内に置かれ、通常の技法を用いて固結プリフォーム７２から光ファイバ７６が線引きされる。支持ロッド７９で支持されたプリフォーム７２が加熱コイル８０を有する炉の高温ゾーン７８に挿入される。プリフォーム７２の下端が溶融し、(図示されていない牽引ホイールで)張力を印加することによりファイバ７６をプリフォーム７２から線引きすることができる。保護層を既に述べたようにして除去することができ、あるいは炉の熱で溶発させ得ることに注意すべきである。通常の作業と同様に、ファイバは次いで被覆され、スプールに巻き取られる。
【００４７】
当然認められるように、本明細書で説明されるその他のシリカ含有物品に施される保護層は、ファイバプリフォームに対する保護層に関して上述した基準を満たすことが好ましい。もちろん、製造プロセスにおいてこれらのシリカ含有物品から保護層が溶発するかまたは除去される時点は相異なる。
【００４８】
例えば、ファイバプリフォームとは異なるシリカ含有物品に施された保護層を溶発させようとする場合、保護層は物品の以降の処理中に溶発することが好ましい。例えば、外付け法においては、コアブランクを線引きしてコアケーンにする間にコアブランク上の保護層が溶発することが有利であろう。同様に、コアケーンセグメント上の保護層は、コアケーンセグメント上へのスート堆積中に溶発することが有利であろう。
【００４９】
本明細書で説明される保護層は、コアケーンまたはその他の中間ガラス物品にさらにガラススートが付加される前のそのような物品の保護に優れた実用性を示す。そのような実施形態においては、ガラスコアケーンが例えば同じ工場内または別の工場で処理されることになるまで、コアケーンを保護するためにコアケーン上に保護層を施すことができる。コアケーン上に追加のスートが付加されるときに、コアケーンは初めに有機保護被覆を除去するために加熱されることが好ましく、その後に追加のガラススートがコアケーンセグメント上に堆積されて、オーバークラッドスートブランクが形成される。次いでこのブランクを通常の手段で固結させて、それから光ファイバを線引きできる、固結プリフォームをつくることができる。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態にしたがえば、固結光ファイバプリフォーム７２(図１１)は、図１０に示されるような炉７０内で約１４５０℃から１６００℃の間の温度で固結された後に、室温または室温近くまで冷却される。プリフォーム７２は拭われて清浄化され、本明細書に説明されるように保護層が施される。プリフォーム７２は次いで、製造要求によりプリフォーム７２からファイバを線引きするための線引き炉への移動の指示があるまで、在庫品として室温で一時的に保管される。必要に応じて、次のファイバへの線引きのためにプリフォームを別の工場に積送することができる。プリフォーム７２は、線引き炉への挿入の前に拭い清浄化または被覆除去を行うことができる点で有利である。このことには、いかなる破損誘発性微粒子も除去するという有益な効果がある。プリフォームを室温まで冷却し、その後に以降の処理(例えばファイバへの線引き)を行うという上記の全プロセスは、本明細書で“冷間搬送”と称される。
【００５１】
別の例として、内付け法に関しては、内付け法を施して得られたガラスチューブの内径(ＩＤ)面及び外表面に保護層を施すことが有利であろう。これは、ＩＤ面を綿棒で拭き、ＯＤ(外径)面を拭って、これらの面上に保護層を形成することにより達成されることが好ましい。堆積直前の口焼きまたはその他のチューブ前処理行程中に、あるいは追加のスートの初層がまさに堆積されている間に、保護層が溶発することが有利であろう。同様に、コアブランク、コアケーンまたはガラスチューブから保護層を除去しようとする場合には、再線引きまたは追加のスートの堆積のような、次の処理の前にまたはその間に保護層を除去することが好ましい。本発明をロッドインチューブコンポーネントに用い、コンポーネントを融合させるための次のプロセス中に溶発させ得ることは明らかであろう。
【００５２】
本発明の範囲または精神を逸脱することなく本発明の上述した実施形態に様々な改変及び変形がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。詳述及び実施例は単なる例示と見なされるべきであり、本発明の真の範囲は特許請求の範囲で示されているとされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態にしたがう好ましい保護層で被覆されたガラス表面の簡略な部分断面図を示す
【図２】 環境内の無機質微粒子にさらされた無被覆ガラス表面の簡略な部分断面図である
【図３】 本発明にしたがうプロセス工程を表すフローチャートを示す
【図４】 本発明の一実施形態にしたがう詳細なプロセス工程を表すフローチャートを示す
【図５】 本発明にしたがうコアブランク物品の断面図を示す
【図６】 本発明にしたがうコアケーンセグメントを作成するための装置の部分断面図を示す
【図７】 本発明にしたがうコアケーンセグメントの断面図を示す
【図８】 本発明にしたがうコアケーンセグメント上にシリカ含有スートを堆積するための旋盤装置の一部の部分断面図を示す
【図９】 図８の装置の一部の端面図を示す
【図１０】 本発明にしたがう固結炉装置の一部の部分断面図を示す
【図１１】 本発明にしたがう固結プリフォーム物品の断面図を示す
【図１２】 本発明にしたがうファイバ線引き装置の一部の部分断面図を示す
【図１３】 本発明にしたがう様々な工場間の被覆された固結物品の積送を示す
【符号の説明】
１０ ガラス表面
２０ 無機質微粒子
３０ 保護層
４６ コアブランク
６５ コアケーンセグメント
７２ プリフォーム
７６ 光ファイバ

Claims (11)

1. 光ファイバ物品の作成方法において：
   (ａ) 第１の工場において、光ファイバの製造に用いることができる固結されたシリカ含有物品を形成する工程；
   (ｂ) 前記固結されたシリカ含有物品に、該固結されたシリカ含有物品の表面への破損誘発性微粒子の結合を防止して該破損誘発性微粒子の除去の容易性を向上させる、１０μｍより薄い層厚の不剥性保護層を施して、被覆された固結物品を形成する工程；及び
   (ｃ) 以降の処理のために前記被覆された固結物品を第２の工場に搬送する工程；
   を有してなり、
   前記工程（ｂ）が、前記不剥性保護層と前記固結されたシリカ含有物品の表面間に共有結合、イオン結合、またはファンデルワールス力による結合を形成することを含むことを特徴とする方法。
2. 前記保護層が有機材料を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記保護層が、水溶性高分子材、熱可塑性高分子材、ラテックスベース高分子材、熱硬化性高分子材及びＵＶ硬化性高分子材の内の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 前記保護層がシランを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
5. 前記保護層が、炭化水素シラン、フルオロカーボンシラン、エポキシ官能シラン、アクリレート官能シラン、アミン官能シラン、チオール官能シラン、フェニル官能シランの内の少なくとも１つを含む有機材料を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
6. 前記保護層が、アルキルアンモニウム化合物、アリールアンモニウム化合物またはワックスの内の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
7. 前記保護層が、アクリレートポリマー及びポリビニルアルコールの内の１つを含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
8. 前記保護層が５μｍより薄い層厚を有することを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
9. 前記固結されたシリカ含有物品が光ファイバプリフォームであることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の方法。
10. 光ファイバの作成に使用されるシリカ含有物品の保護方法において：
    (1) 光ファイバの作成に使用されるシリカ含有物品を供給する工程；
    (2) 前記シリカ含有物品に、該シリカ含有物品の表面への破損誘発性微粒子の結合を防止して該破損誘発性微粒子の除去の容易性を向上させる、１０μｍより薄い層厚の不剥性有機保護層を施す工程；
    (3) 清浄化により前記不剥性有機保護層から破損誘発性微粒子を除去する工程；及び、
    (4) 前記シリカ含有物品のその後の処理の間に前記不剥性有機保護層を溶発させる工程；
    を有してなり、
    前記工程(2)が、前記不剥性有機保護層と前記シリカ含有物品の表面間に共有結合、イオン結合、またはファンデルワールス力による結合を形成することを含むことを特徴とする方法。
11. 前記シリカ含有物品が光ファイバプリフォームであることを特徴とする請求項１０項記載の方法。

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