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JP2021119106A - Optical transmission fiber glass and optical transmission fiber - Google Patents

Optical transmission fiber glass and optical transmission fiber Download PDF

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JP2021119106A
JP2021119106A JP2018071453A JP2018071453A JP2021119106A JP 2021119106 A JP2021119106 A JP 2021119106A JP 2018071453 A JP2018071453 A JP 2018071453A JP 2018071453 A JP2018071453 A JP 2018071453A JP 2021119106 A JP2021119106 A JP 2021119106A
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JP
Japan
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glass
content
photoconducting
refractive index
fiber
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Application number
JP2018071453A
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Japanese (ja)
Inventor
洋一 蜂谷
Yoichi Hachitani
洋一 蜂谷
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Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • GPHYSICS
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    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating

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Abstract

To provide an optical transmission fiber glass, free of PbO, suitable for a core of an optical transmission fiber, having excellent optical transmittivity, chemical durability, and thermal stability, while having a high refractive index and low degree of coloration.SOLUTION: Provided is an optical transmission fiber glass characterized in that the fiber glass substantially does not contain Pb, As, or Ti; has a refractive index nd in the range from 1.60 to 1.70; and contains as glass components at least SiO2, B2O3, BaO, La2O3, ZrO2, and ZnO, wherein, expressed in mass%, the total content of the SiO2 and B2O3 is 25% to 50%, the content of BaO is 10% to 50%, and the content of La2O3 is 6% to 30%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は画像転送の際に用いられる光伝導ファイバー用ガラス及びこのガラスをコアとして用いた光伝導ファイバーに関する。本発明の光伝導ファイバーは、特に内視鏡用光伝導ファイバーバンドルなどに好ましく用いられる。 The present invention relates to a glass for a photoconducting fiber used at the time of image transfer and a photoconducting fiber using this glass as a core. The photoconducting fiber of the present invention is particularly preferably used for a photoconducting fiber bundle for an endoscope or the like.

光の伝達の媒体としてガラスファイバーは半導体産業をはじめ、医療・バイオなどの幅広い分野で使用されている。このファイバーは中心部にあるコアガラスとこのコアガラスを囲うクラッドガラスからなる。一般的に光伝導ファイバーは高屈折率のコアガラスと、それよりやや低屈折率のクラッドガラスより構成される。この構成によりコアに入射された光は全反射を繰り返して光漏洩による損失なしにガラスファイバー内を伝導することが出来る。またコアガラスの屈折率が高い方が光学素子として開口率(開口数(numerical aperture)ともいう)が高くなり、好ましい。 As a medium for light transmission, glass fiber is used in a wide range of fields such as medical and biotechnology, including the semiconductor industry. The fiber consists of a core glass in the center and a clad glass surrounding the core glass. Generally, a photoconducting fiber is composed of a core glass having a high refractive index and a clad glass having a slightly lower refractive index. With this configuration, the light incident on the core can be repeatedly totally reflected and conducted in the glass fiber without loss due to light leakage. Further, the higher the refractive index of the core glass is, the higher the aperture ratio (also referred to as numerical aperture) of the optical element is, which is preferable.

光伝導ファイバーの製造方法は、二重坩堝法によるものとロッドインチューブ法によるものとがある。前者は二重構造の坩堝で熔融したガラスを適度な粘度に調整してコア/クラッド構造で紡糸成型する方法であり、後者は円柱状に加工したコアガラスと管状に加工したクラッドガラスを重ねて加熱しながら伸延して紡糸する方法である。 The method for producing the photoconducting fiber includes a double crucible method and a rod-in-tube method. The former is a method in which glass melted in a double-structured crucible is adjusted to an appropriate viscosity and spin-molded with a core / clad structure, and the latter is a method in which a cylindrically processed core glass and a tubular processed clad glass are laminated. This is a method of stretching and spinning while heating.

従来は屈折率調整が容易、透過率が高い、失透しにくく紡糸成形が容易という理由から、PbOを組成に含むガラスがファイバーに広く用いられてきた。しかしながら近年は、環境負荷を考慮してPbOを含まないガラスファイバーが求められている。そこで本発明者は先にPbOを含まないPbOフリーガラスを開発した(特許文献1)。 Conventionally, glass containing PbO in its composition has been widely used for fibers because it is easy to adjust the refractive index, has high transmittance, is hard to devitrify, and is easy to spin. However, in recent years, a glass fiber containing no PbO has been demanded in consideration of the environmental load. Therefore, the present inventor has previously developed a PbO-free glass containing no PbO (Patent Document 1).

特開2004−010365JP-A-2004-010365

しかしながら従来の光伝導ファイバー用ガラスは屈折率を高めようとすると化学的耐久性が低下する問題があった。特に従来のPbOフリー光伝導ファイバーは市販の洗浄薬品にガラスが侵食されやすく、光伝導性能が劣化しやすい問題があった。 However, the conventional glass for photoconducting fibers has a problem that the chemical durability is lowered when trying to increase the refractive index. In particular, the conventional PbO-free photoconducting fiber has a problem that the glass is easily eroded by commercially available cleaning chemicals and the photoconducting performance is easily deteriorated.

そこで、本発明は高い屈折率、低い着色度でありながら、光伝導性、化学的耐久性、熱的安定性に優れ、実質的にPbOを含まない光伝導ファイバー用ガラスを提供すること、ならびにコアガラスが前記ガラスからなる光伝導ファイバーを提供すること目的とする。 Therefore, the present invention provides a glass for a photoconductive fiber which is excellent in photoconductivity, chemical durability, and thermal stability while having a high refractive index and a low degree of coloring, and which is substantially free of PbO. It is an object of the core glass to provide a light conductive fiber made of the glass.

上記課題を解決する本発明は、以下を包含する。
[1] Pb、As及びTiを実質的に含まず、屈折率ndが1.60〜1.70の範囲にあり、ガラス成分として、少なくともSiO、B、BaO、La、ZrO、及びZnOを含み、質量%で、
SiOおよびBの合計含有量が25〜50%、
BaOの含有量が10〜50%、
Laの含有量が6〜30%、
であることを特徴とする光伝導ファイバー用ガラス。
[2] ガラス成分として、さらに、
Na 0.1%〜15%、
0〜15%、
Li 0〜5%、
を含み、LiO、NaOおよびKOの合計含有量が5〜15%、
であることを特徴とする[1]記載の光伝導ファイバー用ガラス。
[3] Bの含有量が、0.1〜10%であることを特徴とする[1]又は[2]に記載の光伝導ファイバー用ガラス。
[4] 100℃〜300℃における平均線膨張係数が80×10−7〜110×10−7/℃の範囲にある、[1]乃至[3]のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラス。
[5] 光伝導ファイバーのコア用ガラスである、[1]乃至[4]のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラス。
[6] コアガラス及びクラッドガラスを含み、前記コアガラスが[1]乃至[5]のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラスからなる光伝導ファイバー。
[7] 前記クラッドガラスが、Pb、As及びTiを実質的に含まず、屈折率ndが1.50〜1.60の範囲にあり、液相温度が1000℃以下であり、質量%で、
SiO 40〜75%、
0.1〜20%、
NaO 0.1〜20%、
を含むことを特徴とする[6]に記載の光伝導ファイバー。
[8] 前記クラッドガラスが、上記以外の成分としてLiO、KO、Al、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、CsO、Sb、及びSnOの群から選ばれた少なくとも1つ以上の成分を含有することを特徴とする[7]記載の光伝導ファイバー。
The present invention that solves the above problems includes the following.
[1] Pb, As and Ti are substantially not contained, the refractive index nd is in the range of 1.60 to 1.70, and at least SiO 2 , B 2 O 3 , BaO, La 2 O 3 are used as glass components. , ZrO 2 , and ZnO, in% by mass,
The total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 25-50%,
BaO content is 10-50%,
La 2 O 3 content is 6-30%,
A glass for photoconducting fibers, which is characterized by being.
[2] As a glass component,
Na 2 O 0.1% to 15%,
K 2 O 0-15%,
Li 2 O 0-5%,
The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 5 to 15%.
[1] The glass for a light conductive fiber according to [1].
[3] The glass for light conductive fibers according to [1] or [2], wherein the content of B 2 O 3 is 0.1 to 10%.
[4] The photoconducting fiber according to any one of [1] to [3], wherein the average linear expansion coefficient at 100 ° C. to 300 ° C. is in the range of 80 × 10 -7 to 110 × 10 -7 / ° C. Glass for.
[5] The glass for a light conductive fiber according to any one of [1] to [4], which is a glass for a core of a light conductive fiber.
[6] A light conductive fiber comprising a core glass and a clad glass, wherein the core glass is the glass for a light conductive fiber according to any one of [1] to [5].
[7] The clad glass is substantially free of Pb, As and Ti, has a refractive index nd in the range of 1.50 to 1.60, has a liquid phase temperature of 1000 ° C. or lower, and is mass%.
SiO 2 40-75%,
B 2 O 3 0.1 to 20%,
Na 2 O 0.1 to 20%,
The light conductive fiber according to [6], which comprises.
[8] The clad glass is a group of Li 2 O, K 2 O, Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Cs 2 O, Sb 2 O 3 , and SnO 2 as components other than the above. [7] The photoconducting fiber according to [7], which contains at least one component selected from the above.

本発明によれば、高屈折率及び低着色度と優れた化学的耐久性を有しながら、紡糸成形時の熱的安定性が高いPbフリーの光伝導ファイバー用ガラスが提供される。本発明の光伝導ファイバー用ガラスを用いた光伝導ファイバーは、例えば二重坩堝法により成形することができ、高性能のファイバーバンドルを作製することが出来る。 According to the present invention, there is provided a glass for a Pb-free photoconducting fiber having a high refractive index, a low degree of coloring, and excellent chemical durability, and having high thermal stability during spinning molding. The photoconducting fiber using the glass for photoconducting fiber of the present invention can be molded by, for example, the double crucible method, and a high-performance fiber bundle can be produced.

[光伝導ファイバー用ガラス]
光伝導ファイバー用ガラスの組成について説明する。尚、本明細書では特に断らない限り、ガラス組成を表示する際に使用する「%」は、「質量%」を意味する。また、本明細書において、数値範囲を特定するときに用いる「〜」は、上限及び下限のいずれもその範囲に含まれるものとする。例えば、ガラス構成成分の含有量として「10〜20%」と表示する場合は、10質量%以上であり、かつ20質量%以下であることを意味する。
また、ガラス構成成分の含有量は、公知の方法、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−AES)、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS)等の方法で定量することができ、本発明において、ガラス構成成分の含有量が0%とは、この構成成分を実質的に含まないことを意味し、当該成分が不可避的不純物レベルで含まれることを許容するものである。
[Glass for photoconducting fiber]
The composition of the glass for photoconducting fibers will be described. Unless otherwise specified in the present specification, "%" used when displaying the glass composition means "mass%". Further, in the present specification, "~" used when specifying a numerical range shall be included in both the upper limit and the lower limit. For example, when "10 to 20%" is displayed as the content of the glass constituent component, it means that it is 10% by mass or more and 20% by mass or less.
Further, the content of the glass constituents can be quantified by a known method, for example, an inductively coupled plasma emission spectroscopic analysis method (ICP-AES), an inductively coupled plasma mass spectrometry method (ICP-MS), or the like. In the present invention, the content of the glass constituent component is 0%, which means that the constituent component is substantially not contained, and the component is allowed to be contained at an unavoidable impurity level.

本発明の光伝導ファイバー用ガラスにおいて、SiOは基本成分であり、熱的特性および化学的耐久性を決定する重要な成分である。また、Bもガラスの基本成分であり、熔融性、紡糸特性を向上させる成分である。本発明の光伝導ファイバー用ガラスにおいて、SiOとBの合計含有量(SiO+B)が、25%未満であればガラスの平均線膨張係数が大きくなりすぎ、50%を越えると屈折率が低くなりすぎる。したがって、SiOとBの合計含有量は、25〜50%とする。SiOとBの合計含有量の好ましい下限は30%であり、より好ましい下限は35%である。SiOとBの合計含有量の好ましい上限は45%である。 In the glass for photoconductive fibers of the present invention, SiO 2 is a basic component and an important component that determines thermal properties and chemical durability. B 2 O 3 is also a basic component of glass, and is a component that improves meltability and spinning characteristics. In the glass for photoconductive fibers of the present invention, if the total content of SiO 2 and B 2 O 3 (SiO 2 + B 2 O 3 ) is less than 25%, the average linear expansion coefficient of the glass becomes too large and 50%. If it exceeds, the refractive index becomes too low. Therefore, the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is set to 25 to 50%. The preferable lower limit of the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 30%, and the more preferable lower limit is 35%. The preferred upper limit of the total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 45%.

SiOの含有量は、SiOとBの合計含有量が25〜50%を満たす限り、特に制限されるものではないが、SiOが20%以上であれば、所定の平均線膨張係数を得ることができ、また、ガラスの熱的安定性と粘度が低くなりすぎず、紡糸成形がしやすい。さらに化学的耐久性も良好となる。SiOの含有量が45%以下であれば、熔融が容易で、屈折率も高くなる。そのため、本発明の光伝導ファイバー用ガラスにおいて、SiOの含有量は好ましくは20%〜45%である。SiOの含有量のより好ましい下限は30%、さらに好ましい下限は32%であり、SiOの含有量のより好ましい上限は40%、さらに好ましい上限は38%である。 The SiO 2 content, as long as the total content of SiO 2 and B 2 O 3 satisfies 25-50%, is not particularly limited, as long as SiO 2 of 20% or more, predetermined average beam The coefficient of expansion can be obtained, and the thermal stability and viscosity of the glass do not become too low, which facilitates spin molding. Furthermore, the chemical durability is also improved. When the content of SiO 2 is 45% or less, melting is easy and the refractive index is high. Therefore, in the glass for photoconductive fibers of the present invention, the content of SiO 2 is preferably 20% to 45%. The more preferable lower limit of the content of SiO 2 is 30%, the further preferable lower limit is 32%, the more preferable upper limit of the content of SiO 2 is 40%, and the further preferable upper limit is 38%.

の含有量は、SiOとBの合計含有量が25〜50%を満たす限り、特に制限されるものではないが、0.1%以上であれば熔融性、紡糸特性を向上させることができ、10%以下であれば化学的耐久性が良好にすることができる。従って、Bの含有量は0.1〜10%の範囲であることが好ましい。Bの含有量のより好ましい下限は1%であり、さらに好ましい下限は3%である。Bの含有量のより好ましい上限は8%であり、さらに好ましい上限は6%である。 The content of B 2 O 3, as long as the total content of SiO 2 and B 2 O 3 satisfies 25-50%, is not particularly limited, the melting property as long as it is 0.1% or more, spinning The properties can be improved, and if it is 10% or less, the chemical durability can be improved. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably in the range of 0.1 to 10%. The more preferable lower limit of the content of B 2 O 3 is 1%, and the more preferable lower limit is 3%. A more preferred upper limit of the B 2 O 3 content is 8%, and a more preferred upper limit is 6%.

Alは必須成分ではないが、耐失透性、フレキシビリティ、化学的耐久性に影響を与える成分である。Alの含有量は、3%以下であれば、耐失透性、フレキシビリティ、透過率が良好になる。そこで、Alの含有量は好ましくは0〜3%である。Alの含有量はより好ましくは0〜2%の範囲である。 Al 2 O 3 is not an essential component, but it is a component that affects devitrification resistance, flexibility, and chemical durability. When the content of Al 2 O 3 is 3% or less, the devitrification resistance, flexibility, and transmittance are good. Therefore, the content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 3%. The content of Al 2 O 3 is more preferably in the range of 0 to 2%.

NaOは必須成分ではないが、熔融性を向上させる成分である。NaOの含有量が0.1%以上であれば、その効果が見られ、15%以下であればガラスの粘度が下がりすぎず、二重坩堝成形に好適になる。従って、NaOの含有量は好ましくは、0.1〜15%の範囲である。NaOの含有量のより好ましい下限は3%、さらに好ましい下限は4%、一層好ましい下限が5%である。NaOの含有量のより好ましい上限は10%、さらに好ましい上限は8%である。 Na 2 O is not an essential component, but it is a component that improves meltability. When the content of Na 2 O is 0.1% or more, the effect is observed, and when it is 15% or less, the viscosity of the glass does not decrease too much, which is suitable for double crucible molding. Therefore, the Na 2 O content is preferably in the range of 0.1 to 15%. The more preferable lower limit of the Na 2 O content is 3%, the more preferable lower limit is 4%, and the more preferable lower limit is 5%. A more preferred upper limit of the Na 2 O content is 10%, and a more preferred upper limit is 8%.

Oも必須成分ではないが、ガラスの熔融性を向上させる成分である。15%以下であればガラスの粘度が下がりすぎず、二重坩堝成形をすることができる。従ってKOの含有量は好ましくは0〜15%の範囲である。KOの含有量のより好ましい下限は1%であり、さらに好ましい下限は2%である。KOの含有量のより好ましい上限は10%であり、さらに好ましい上限は5%である。 K 2 O is not an essential component, but it is a component that improves the meltability of glass. If it is 15% or less, the viscosity of the glass does not decrease too much, and double crucible molding can be performed. The content of K 2 O is preferably in the range 0-15%. A more preferable lower limit of the K 2 O content is 1%, and a further preferable lower limit is 2%. More preferable upper limit of K 2 O content is 10%, still more preferred upper limit is 5%.

アルカリ金属酸化物の合計(LiO+NaO+KO)は5〜15%であることが好ましい。本発明のガラスの好ましい態様の一つとして、Alの含有量を3%以下とし、かつ、SiOの含有量を30%以上とすることで、アルカリ金属酸化物の合計を5%以上含んでもガラスの化学的耐久性を維持することができる。アルカリ金属酸化物の合計含有量(LiO+NaO+KO)は5〜15%とすることがより好ましく、5%以上15%未満とすることがさらに好ましい。アルカリ金属酸化物の合計含有量(LiO+NaO+KO)のさらに好ましい下限は7%である。アルカリ金属酸化物の合計含有量(LiO+NaO+KO)の一層好ましい上限は12%である。
尚、本発明の光伝導ファイバー用ガラスにおいて、LiOは必須成分ではないが、熔融性の向上、平均線膨張係数の調整、恒数の調整、ガラス転移点の調整などの目的で添加することができる成分である。
The total amount of alkali metal oxides (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is preferably 5 to 15%. As one of the preferred embodiments of the glass of the present invention, the total amount of alkali metal oxides is 5% by setting the content of Al 2 O 3 to 3% or less and the content of SiO 2 to 30% or more. Even if the above is included, the chemical durability of the glass can be maintained. The total content of the alkali metal oxides (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is more preferably 5 to 15%, and even more preferably 5% or more and less than 15%. A more preferable lower limit of the total content of alkali metal oxides (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 7%. A more preferable upper limit of the total content of alkali metal oxides (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) is 12%.
In the glass for photoconductive fibers of the present invention, Li 2 O is not an essential component, but is added for the purpose of improving meltability, adjusting the coefficient of linear expansion, adjusting the constant number, adjusting the glass transition point, and the like. It is an ingredient that can be.

CaOは必須成分ではないが、熔融性と屈折率を向上させる成分である。またBaOと組み合わせることにより、屈折率とガラスの粘度、耐失透性の調整が容易になる。CaOの含有量が20%以下であれば、CaOが多すぎることによる化学的耐久性の悪化を抑制し、耐失透性の悪化も抑制することができる。したがって、CaOの含有量は0〜20%の範囲であることが好ましい。CaOの含有量のより好ましい上限は15%、さらに好ましい上限は10%、一層好ましい上限は5%である。 CaO is not an essential component, but it is a component that improves meltability and refractive index. Further, by combining with BaO, it becomes easy to adjust the refractive index, the viscosity of the glass, and the devitrification resistance. When the CaO content is 20% or less, deterioration of chemical durability due to too much CaO can be suppressed, and deterioration of devitrification resistance can also be suppressed. Therefore, the CaO content is preferably in the range of 0 to 20%. The more preferred upper limit of the CaO content is 15%, the more preferred upper limit is 10%, and the more preferred upper limit is 5%.

BaOは屈折率を向上させる効果が大きい成分であり、本発明の必須成分である。またZnOと組み合わせることにより、屈折率とガラスの粘度、耐失透性の調整が容易になる。BaOの含有量が10%以上であれば屈折率が高く耐失透性も良好である。BaOの含有量が50%以下であれば、ガラスの粘度が低下しすぎることがなく、耐失透性も悪化することを抑制することができる。そこで、BaOの含有量は10〜50%の範囲とする。BaOの含有量の好ましい下限は15%、より好ましい下限は20%である。BaOの含有量の好ましい上限は45%、より好ましい上限は40%、一層好ましい上限は35%である。 BaO is a component having a great effect of improving the refractive index, and is an essential component of the present invention. Further, by combining with ZnO, it becomes easy to adjust the refractive index, the viscosity of the glass, and the devitrification resistance. When the BaO content is 10% or more, the refractive index is high and the devitrification resistance is also good. When the content of BaO is 50% or less, the viscosity of the glass does not decrease too much, and it is possible to suppress the deterioration of the devitrification resistance. Therefore, the content of BaO is set in the range of 10 to 50%. The preferable lower limit of the BaO content is 15%, and the more preferable lower limit is 20%. The preferred upper limit of the BaO content is 45%, the more preferred upper limit is 40%, and the more preferred upper limit is 35%.

ZnOは必須成分であり、熔融性、屈折率、化学的耐久性を向上させる成分である。ZnOを必須成分とすることにより、ガラスの熔融性、屈折率、化学的耐久性を向上させることができる。ZnOの含有量が0.1%以上であればその効果が顕著に見られ、20%以下であればZnOが多すぎることによる耐失透性の悪化を抑制することができる。したがって、ZnOの含有量の好ましい下限は0.1%であり、より好ましい下限は1%、さらに好ましい下限は5%、一層好ましい下限は10%である。ZnOの含有量の好ましい上限は20%であり、より好ましい上限は18%、さらに好ましい上限は15%である。 ZnO is an essential component and is a component that improves meltability, refractive index, and chemical durability. By using ZnO as an essential component, the meltability, refractive index, and chemical durability of glass can be improved. If the content of ZnO is 0.1% or more, the effect is remarkable, and if it is 20% or less, deterioration of devitrification resistance due to too much ZnO can be suppressed. Therefore, the preferred lower limit of the ZnO content is 0.1%, the more preferred lower limit is 1%, the more preferred lower limit is 5%, and the more preferred lower limit is 10%. The preferred upper limit of the ZnO content is 20%, the more preferred upper limit is 18%, and the still more preferred upper limit is 15%.

Laは必須成分であり、透過率や化学的耐久性を悪化させずに屈折率を大きく向上させる成分である。La含有量が6%以上であればその効果が見られ、しかも特に耐酸性が良好となる。30%以下であれば耐失透性悪化を抑制することができる。従ってLaの含有量は6〜30%の範囲とする。Laの含有量の好ましい下限は7%、より好ましい下限は8%である。Laの含有量の好ましい上限は20%、より好ましい上限は15%、さらに好ましくは12%である。 La 2 O 3 is an essential component, and is a component that greatly improves the refractive index without deteriorating the transmittance and chemical durability. When the La 2 O 3 content is 6% or more, the effect can be seen, and the acid resistance is particularly good. If it is 30% or less, deterioration of devitrification resistance can be suppressed. Therefore, the content of La 2 O 3 is in the range of 6 to 30%. The preferable lower limit of the content of La 2 O 3 is 7%, and the more preferable lower limit is 8%. The preferred upper limit of the La 2 O 3 content is 20%, the more preferred upper limit is 15%, and even more preferably 12%.

ZrOは必須成分であり、透過率を悪化させずに屈折率を大きく向上させ、化学的耐久性を向上する成分である。ZrOを必須成分とすることにより、ガラスの透過率を悪化させずに屈折率を大きく向上させ、化学的耐久性を向上させることができる。ZrO含有量が0.1%以上であればその効果が見られ、10%以下であれば耐失透性の悪化を抑制することができる。従ってZrOの含有量の好ましい下限は0.1%であり、より好ましい下限は1%、さらに好ましい下限は3%である。ZrOの含有量の好ましい上限は10%であり、より好ましい上限は6%、さらに好ましい上限は5%である。 ZrO 2 is an essential component, which greatly improves the refractive index without deteriorating the transmittance and improves the chemical durability. By using ZrO 2 as an essential component, the refractive index can be greatly improved without deteriorating the transmittance of the glass, and the chemical durability can be improved. If the ZrO 2 content is 0.1% or more, the effect can be seen, and if it is 10% or less, deterioration of devitrification resistance can be suppressed. Therefore, the preferable lower limit of the content of ZrO 2 is 0.1%, the more preferable lower limit is 1%, and the further preferable lower limit is 3%. The preferred upper limit of the ZrO 2 content is 10%, the more preferred upper limit is 6%, and the further preferred upper limit is 5%.

SrO、Nb、CsO、Gd、Sb、SnOは必須成分ではない。しかし、成分によって目的(機能、効果)は異なるが、熔融性の向上、平均線膨張係数の調整、恒数の調整、清澄、化学的耐久性の向上などのいずれか1つ以上の目的で添加することができる。 SrO, Nb 2 O 5 , Cs 2 O, Gd 2 O 3 , Sb 2 O 3 , and SnO 2 are not essential components. However, although the purpose (function, effect) differs depending on the component, it is added for any one or more purposes such as improvement of meltability, adjustment of average coefficient of linear expansion, adjustment of constant number, clarification, and improvement of chemical durability. can do.

本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、Pb(PbO)、As(As)及びTi(TiO)を実質的に含まない。Pb及びAsは、環境に対する負荷が大きいことから含まない。Tiは、短波長に大きな吸収を有するため、透過率を著しく悪化させるという理由から、本発明の光伝導ファイバー用ガラスはTiを実質的に含まない。
なお、「実質的に含まない」とは、Pb、As、TiをそれぞれPbO、As、TiOに換算した場合の各含有量が0.1%より少なく、好ましくは0.05%よりも少ないことを意味する。0%であってもよい。
この他、ガラスを着色させる原因になり得るEr、Eu、Nd、Tb、Ni、V、Pr、Cuも実質的に含まないことが望ましい。
また、Pb、Asと同様、環境への負荷を低減する上からTl、Te、U、Thも実質的に含まないことが望ましい。
The glass for photoconducting fibers of the present invention is substantially free of Pb (PbO), As (As 2 O 3 ) and Ti (TiO 2). Pb and As are not included because they have a large impact on the environment. Since Ti has a large absorption at short wavelengths, the glass for photoconducting fibers of the present invention does not substantially contain Ti because it significantly deteriorates the transmittance.
In addition, "substantially free" means that the content of Pb, As, and Ti converted to PbO, As 2 O 3 , and TiO 2 , respectively, is less than 0.1%, preferably 0.05%. Means less than. It may be 0%.
In addition, it is desirable that Er, Eu, Nd, Tb, Ni, V, Pr, and Cu, which can cause coloring of glass, are not substantially contained.
Further, like Pb and As, it is desirable that Tl, Te, U and Th are not substantially contained from the viewpoint of reducing the load on the environment.

FeとCrはガラスの透過率を悪化させる不純物であり、Feは主に紫外域に近い短波長の透過率を低下させる。Fe含有量が10ppmを超えると光伝導ファイバー用ガラスの可視域短波長の透過率が著しく低下するおそれがある。そのためFe含有量は10ppm未満が好ましい。より好ましくは5ppm未満、さらに好ましくは2ppm未満である。Crは可視域に特異な吸収を生じさせる不純物であり、2ppmを超えると450nm付近と650nm付近に吸収を生じ、ファイバーの色再現性が悪化するおそれがある。従ってCr含有量は2ppm未満が好ましい。より好ましくは0.5ppm未満、さらに好ましくは0.2ppm未満である。 Fe and Cr are impurities that deteriorate the transmittance of glass, and Fe mainly lowers the transmittance of short wavelengths near the ultraviolet region. If the Fe content exceeds 10 ppm, the transmittance of the light-conducting fiber glass in the short visible wavelength range may be significantly reduced. Therefore, the Fe content is preferably less than 10 ppm. It is more preferably less than 5 ppm, still more preferably less than 2 ppm. Cr is an impurity that causes absorption peculiar to the visible region, and if it exceeds 2 ppm, absorption occurs in the vicinity of 450 nm and 650 nm, which may deteriorate the color reproducibility of the fiber. Therefore, the Cr content is preferably less than 2 ppm. It is more preferably less than 0.5 ppm, still more preferably less than 0.2 ppm.

本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、光伝導ファイバーのコアガラス又はクラッドガラスとして用いることができるが、コアガラスとして用いることが好ましい。また、本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、屈折率が1.60〜1.70である。ガラスの液相温度は1000℃以下であることが好ましい。屈折率を1.60〜1.70の範囲とするのは、ファイバーの開口率を大きくして明るい画像を伝送するためである。また、1.60〜1.70の屈折率を有することで、ガラスの熱的安定性及び粘度が調整しやすく、コアガラスとして用いた場合、クラッドガラスとの組み合わせが容易になるという利点がある。屈折率は好ましくは1.61〜1.69の範囲である。さらに好ましくは1.62〜1.65である。上記ガラス組成の内、主に、BaO、ZnO及びLaは屈折率を高める成分であることから、これら成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記1.60〜1.70の範囲に調整することができる。 The glass for photoconducting fibers of the present invention can be used as a core glass or clad glass of a photoconducting fiber, but it is preferably used as a core glass. Further, the glass for photoconductive fibers of the present invention has a refractive index of 1.60 to 1.70. The liquidus temperature of the glass is preferably 1000 ° C. or lower. The refractive index is in the range of 1.60 to 1.70 in order to increase the aperture ratio of the fiber and transmit a bright image. Further, having a refractive index of 1.60 to 1.70 has an advantage that the thermal stability and viscosity of the glass can be easily adjusted, and when used as a core glass, it can be easily combined with a clad glass. .. The refractive index is preferably in the range of 1.61 to 1.69. More preferably, it is 1.62 to 1.65. Of the above glass compositions, mainly BaO, ZnO and La 2 O 3 are components that increase the refractive index. Therefore, by adjusting the content of these components within the above range, the above 1.60 to 1 It can be adjusted to the range of .70.

また、液相温度を1000℃以下とすることにより、光伝導ファイバーの紡糸成形が容易になり、特に二重坩堝法にてガラスを熔融、成形する際に、結晶化して欠陥や断線が発生しないようにすることができる。液相温度はより好ましくは950℃以下である。上記ガラス組成の内、主に、ZnO及び任意成分であるLiO、NaO、KO、CaOが熔融性を向上させる成分であることから、これら成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、液相温度を1000℃以下に調整することができる。 Further, by setting the liquidus temperature to 1000 ° C. or lower, spinning molding of photoconducting fibers becomes easy, and especially when glass is melted and molded by the double crucible method, it does not crystallize and defects or disconnections do not occur. Can be done. The liquidus temperature is more preferably 950 ° C. or lower. Of the above glass compositions, ZnO and optional components Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, and Ca O are components that improve the meltability, so the content of these components is within the above range. The liquidus temperature can be adjusted to 1000 ° C. or lower by adjusting with.

本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、着色度λ80が35以下であることが好ましい。着色度λ80を35以下とするのは、光伝導ファイバーの透過率が悪化しないようにするためである。着色度λ80とは、厚さ10mmのガラスにおける透過率80%を示す波長の整数第一位を四捨五入して10nm単位として表示したものである。着色度λ80を測定する際のガラスの厚さと光伝導ファイバーの長さは必ずしも同じではないが、λ80が35以下であるガラスをコアガラスとして用いて光伝導ファイバーを作製したときに、光伝導ファイバーは可視光をほぼ透過することがわかった。着色度λ80が35以下であればコアガラスの光吸収による光伝導ファイバーの透過率低下を抑制し、明るくコントラストの高い画像を伝送させることができる。着色度λ80はより好ましくは33以下、さらに好ましくは32以下である。上記ガラス組成の内、主に、SiOは着色度λ80に好影響を与え、TiOは悪影響を与える成分であることから、これら成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記35以下に調整することができる。 The glass for photoconducting fibers of the present invention preferably has a coloration degree λ80 of 35 or less. The reason why the degree of coloring λ80 is 35 or less is to prevent the transmittance of the photoconductive fiber from deteriorating. The degree of coloration λ80 is expressed in units of 10 nm by rounding off the first integer of the wavelength indicating a transmittance of 80% in a glass having a thickness of 10 mm. The thickness of the glass and the length of the photoconducting fiber when measuring the degree of coloration λ80 are not necessarily the same, but when a photoconducting fiber is produced using a glass having a λ80 of 35 or less as a core glass, the photoconducting fiber Was found to be almost transparent to visible light. When the degree of coloring λ80 is 35 or less, it is possible to suppress a decrease in the transmittance of the photoconductive fiber due to light absorption of the core glass and transmit a bright and high-contrast image. The degree of coloring λ80 is more preferably 33 or less, still more preferably 32 or less. Of the above glass compositions, SiO 2 is a component that has a positive effect on the degree of coloration λ80 and TiO 2 is a component that has an adverse effect. Therefore, by adjusting the content of these components within the above range, the above It can be adjusted to 35 or less.

また本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、好ましくは100〜300℃における平均線膨張係数が80×10−7〜110×10−7/℃の特性を持つガラスである。100〜300℃における平均線膨張係数を上記範囲とすることにより、高屈折率の多成分ガラスとして光伝導ファイバー用に求められる諸性質を調整しやすくなるとともに、コアガラスとして用いた場合、クラッドガラスの平均線膨張係数と整合しやすくなる。100〜300℃の平均線膨張係数はより好ましくは90×10−7〜100×10−7/℃の範囲である。平均線膨張係数は、上記ガラス組成の内、主に、SiOが平均線膨張係数に大きな影響を与える成分であることから、この成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記範囲に調整することができる。そして、これらの特性を満たすことにより、本発明の光伝導ファイバー用ガラスは、紡糸成形用ガラスとして用いることができる。 The glass for photoconducting fibers of the present invention is preferably a glass having a characteristic of an average linear expansion coefficient of 80 × 10-7 to 110 × 10-7 / ° C at 100 to 300 ° C. By setting the average coefficient of linear expansion at 100 to 300 ° C. in the above range, it becomes easy to adjust various properties required for photoconducting fibers as a high-refractive index multi-component glass, and when used as a core glass, a clad glass. It becomes easier to match with the coefficient of linear expansion of. The average coefficient of linear expansion of 100 to 300 ° C. is more preferably in the range of 90 × 10 -7 to 100 × 10 -7 / ° C. The average coefficient of linear expansion is a component of the above glass composition in which SiO 2 has a large influence on the average coefficient of linear expansion. Therefore, by adjusting the content of this component within the above range, the above Can be adjusted to a range. By satisfying these characteristics, the glass for photoconducting fibers of the present invention can be used as a glass for spinning molding.

[光伝導ファイバー]
本発明の光伝導ファイバーは、コアガラスとクラッドガラスから構成されるものであるが、本発明の光伝導ファイバー用ガラスをこのコアガラスに用いたものである。このとき、クラッドガラスは、下記クラッドガラスを用いて成形したものであることが好ましい。
[Photoconducting fiber]
The light conductive fiber of the present invention is composed of a core glass and a clad glass, and the glass for the light conductive fiber of the present invention is used for this core glass. At this time, the clad glass is preferably formed by using the following clad glass.

上記本発明の光伝導ファイバーに用いられるクラッドガラスとしては、例えば、Pb、As及びTiを実質的に含まず、屈折率ndが1.50〜1.60の範囲にあり、液相温度が1000℃以下であり、質量%で40〜75%のSiO、0.1〜20%のB、0.1〜20%のNaOを含むクラッドガラスである。 The clad glass used for the photoconductive fiber of the present invention contains, for example, Pb, As and Ti substantially free, the refractive index nd is in the range of 1.50 to 1.60, and the liquidus temperature is 1000. Clad glass having a temperature of ° C. or lower and containing 40 to 75% SiO 2 , 0.1 to 20% B 2 O 3 , and 0.1 to 20% Na 2 O in mass%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、SiOはガラスの基本成分であり、熱的特性を決定する重要な成分である。SiOの含有量が40%以上であればガラスの安定性と粘度が良好であり紡糸成形を行いやすくなる。75%以下であれば、熔融が良好である。そこで、本発明に適したクラッドガラスは、SiOの含有量は好ましくは40〜75%であり、より好ましくは45〜70%であり、さらに好ましくは50〜70%である。 In the clad glass used in the present invention, SiO 2 is a basic component of glass and an important component that determines thermal properties. When the content of SiO 2 is 40% or more, the stability and viscosity of the glass are good, and spinning molding becomes easy. If it is 75% or less, the melting is good. Therefore, the clad glass suitable for the present invention has a SiO 2 content of preferably 40 to 75%, more preferably 45 to 70%, and even more preferably 50 to 70%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、Bもガラスの基本成分であると同時に熔融性、紡糸特性を向上させるものである。Bの含有量が0.1%以上であればその効果が見られ、20%以下であれば紡糸成形を行いやすくなる。そこで、Bの含有量は好ましくは0.1〜20%であり、より好ましくは1〜15%であり、さらに好ましくは5〜15%である。 In the clad glass used in the present invention, B 2 O 3 is also a basic component of glass and at the same time improves meltability and spinning characteristics. If the content of B 2 O 3 is 0.1% or more, the effect can be seen, and if it is 20% or less, spinning molding becomes easy. Therefore, the content of B 2 O 3 is preferably 0.1 to 20%, more preferably 1 to 15%, and even more preferably 5 to 15%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、NaOは熔融性を向上させる成分である。NaOの含有量が0.1%以上であればその効果が見られ、20%以下であればガラスの粘度が下がりすぎず、本発明の光伝導ファイバー用ガラスとの二重坩堝成形を行うことができる。従って、NaOの含有量は好ましくは0.1〜20%の範囲であり、より好ましくは1〜15%であり、さらに好ましくは5〜15%である。 In the clad glass used in the present invention, Na 2 O is a component that improves meltability. If the Na 2 O content is 0.1% or more, the effect is seen, and if it is 20% or less, the viscosity of the glass does not decrease too much, and the double crucible molding with the glass for photoconducting fibers of the present invention can be performed. It can be carried out. Therefore, the Na 2 O content is preferably in the range of 0.1 to 20%, more preferably 1 to 15%, and even more preferably 5 to 15%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、LiOはガラスの熔融性と紡糸特性、平均線膨張特性を向上させるのに効果的な成分である。特に低融点で低膨張のガラスに調整するに重要な成分となる場合がある。5%以下であれば、耐失透性が悪化を抑制し、紡糸中に結晶が生成するため断線などの不具合が生じにくくなる。好ましいLiOの含有量は0〜3%、さらに好ましくは0〜1.5%である。 In the clad glass used in the present invention, Li 2 O is an effective component for improving the meltability, spinning characteristics, and average linear expansion characteristics of the glass. In particular, it may be an important component for adjusting to a glass having a low melting point and low expansion. If it is 5% or less, the devitrification resistance is suppressed from deterioration, and crystals are formed during spinning, so that problems such as disconnection are less likely to occur. The content of Li 2 O is preferably 0 to 3%, more preferably 0 to 1.5%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、KOは熔融性を向上させる成分である。KOの含有量が0.1%以上であればその効果が見られ、20%以下であればガラスの粘度が下がりすぎず、コアガラスとの二重坩堝成形を行いやすくなる。従って、KOの含有量は好ましくは0.1〜20%であり、より好ましくは1〜15%であり、さらに好ましくは5〜15%である。 In the cladding glass used in the present invention, K 2 O is a component for improving the meltability. If the K 2 O content is 0.1% or more, the effect can be seen, and if it is 20% or less, the viscosity of the glass does not decrease too much, and double crucible molding with the core glass becomes easy. Therefore, the content of K 2 O is preferably from 0.1 to 20%, more preferably 1 to 15%, more preferably 5 to 15%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、Alはガラスの安定性を向上させる成分であり、少量添加することでクラッドガラスの耐失透性が向上する。また、5%以下であればガラスの粘度が高くなりすぎず、二重坩堝法による紡糸を行うことができる。より好ましい含有量は0〜3%である。 In the clad glass used in the present invention, Al 2 O 3 is a component that improves the stability of the glass, and the devitrification resistance of the clad glass is improved by adding a small amount. Further, if it is 5% or less, the viscosity of the glass does not become too high, and spinning by the double crucible method can be performed. A more preferable content is 0 to 3%.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnOはガラスの熔融性と紡糸特性、平均線膨張特性、化学的耐久性を向上させる任意選択的成分である。目的に応じクラッドガラスに適宜含ませることができ、1%以上含ませることにより、添加した成分の効果が見られる場合があり、15%以下であれば良好な耐失透性と紡糸特性を得ることができる場合がある。 In the clad glass used in the present invention, MgO, CaO, SrO, BaO, and ZnO are optional components that improve the meltability and spinning properties, average linear expansion properties, and chemical durability of the glass. It can be appropriately contained in the clad glass depending on the purpose, and if it is contained in an amount of 1% or more, the effect of the added component may be observed, and if it is 15% or less, good devitrification resistance and spinning characteristics are obtained. You may be able to.

本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、CsO、Sb、SnOは必須成分ではない。しかし、成分によって目的(機能、効果)は異なるが、熔融性の向上、平均線膨張係数の調整、恒数の調整、清澄、化学的耐久性の向上などのいずれか1つ以上の目的で添加することができる。 In the clad glass used in the present invention, Cs 2 O, Sb 2 O 3 , and SnO 2 are not essential components. However, although the purpose (function, effect) differs depending on the component, it is added for any one or more purposes such as improvement of meltability, adjustment of average coefficient of linear expansion, adjustment of constant number, clarification, and improvement of chemical durability. can do.

クラッドガラスも、Pb(PbO)、As(As)及びTi(TiO)を実質的に含まない。なお、「実質的に含まない」とは、Pb、As、TiをそれぞれPbO、As、TiOに換算し、PbO、AsO、TiOの各含有量が0.1%より少なく、好ましくは0.05%よりも少ないことを意味する。0%であってもよい。
Pb及びAsは、環境に対する負荷が大きいことから含まない。Tiは、屈折率を高めすぎる、という理由から、クラッドガラスはTiを実質的に含まない。
また、Pb、Asと同様、環境への負荷を低減する上からTl、Te、U、Thも実質的に含まないことが望ましい。
The clad glass is also substantially free of Pb (PbO), As (As 2 O 3 ) and Ti (TIO 2). Note that "substantially free", Pb, As, respectively Ti converted PbO, the As 2 O 3, TiO 2, PbO, AsO, each content of TiO 2 is less than 0.1%, It means that it is preferably less than 0.05%. It may be 0%.
Pb and As are not included because they have a large impact on the environment. Clad glass is substantially free of Ti because Ti increases the index of refraction too much.
Further, like Pb and As, it is desirable that Tl, Te, U and Th are not substantially contained from the viewpoint of reducing the load on the environment.

クラッドガラスはその特性上、コアガラスの屈折率よりも若干低い屈折率を有することが好ましい。例えば、クラッドガラスとしては、1.50〜1.70の範囲の屈折率を有するものとすることが適当である。本発明の光伝導ファイバー用ガラスとの組み合わせで用いられるという観点からは、クラッドガラスの屈折率は1.50〜1.60とする。屈折率は、上記ガラス組成の内、主に、SiO、Bが屈折率を下げる成分であることから、これら成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記1.50〜1.60の範囲に調整することができる。コアガラスの屈折率とクラッドガラスの屈折率は光伝導ファイバーの仕様に応じて、それぞれ上記の範囲で設定すればよい。 Due to its characteristics, the clad glass preferably has a refractive index slightly lower than that of the core glass. For example, it is appropriate that the clad glass has a refractive index in the range of 1.50 to 1.70. From the viewpoint of being used in combination with the glass for photoconductive fibers of the present invention, the refractive index of the clad glass is 1.50 to 1.60. Of the above glass compositions, the refractive index is mainly composed of SiO 2 and B 2 O 3 which lower the refractive index. Therefore, by adjusting the content of these components within the above range, the above 1. It can be adjusted in the range of 50 to 1.60. The refractive index of the core glass and the refractive index of the clad glass may be set in the above ranges according to the specifications of the photoconductive fiber.

また、本発明で用いられるクラッドガラスにおいて、液相温度を1000℃以下とすることにより、紡糸成形、特に二重坩堝法にて熔融、成形の際に、ガラスが結晶化することによる欠陥や断線の発生を防止することができる。クラッドガラスの液相温度は好ましくは950℃以下である。液相温度は、上記ガラス組成の内、主に、B、NaO、及び場合によってはKOが熔融性を向上させる成分であることから、これら成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記1000℃以下に調整することができる。 Further, in the clad glass used in the present invention, by setting the liquidus temperature to 1000 ° C. or lower, defects or disconnection due to crystallization of the glass during spinning molding, particularly melting and molding by the double crucible method. Can be prevented. The liquidus temperature of the clad glass is preferably 950 ° C. or lower. Regarding the liquidus temperature, since B 2 O 3 , Na 2 O, and in some cases K 2 O are components of the above glass composition that improve the meltability, the content of these components is described above. By adjusting within the range, the temperature can be adjusted to 1000 ° C. or lower.

また、本発明の光伝導ファイバーは二重坩堝法を用いた紡糸成形により製造することができる。従って、クラッドガラスの100〜300℃における平均線膨張係数は、上記のコアガラスとほぼ同等の平均線膨張係数である80〜110×10-7/℃の範囲とすることが好ましい。平均線膨張係数は、上記ガラス組成の内、主に、SiOが平均線膨張係数に大きな影響を与える成分であることから、この成分の含有量を上記の範囲内で調整することで、上記範囲に調整することができる。 Further, the photoconducting fiber of the present invention can be produced by spinning molding using the double crucible method. Therefore, the average linear expansion coefficient of the clad glass at 100 to 300 ° C. is preferably in the range of 80 to 110 × 10 -7 / ° C., which is an average linear expansion coefficient substantially equal to that of the core glass described above. The average coefficient of linear expansion is a component of the above glass composition in which SiO 2 has a large influence on the average coefficient of linear expansion. Therefore, by adjusting the content of this component within the above range, the above Can be adjusted to a range.

本発明の光伝導ファイバー用ガラス及びクラッドガラスは、一般的な光学ガラスの製造工程で作製することができる。例えば、ガラス原料として酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫化物などを適宜用い、所望の組成になるように秤量し、混合して調合原料とする工程、調合原料をあらかじめ加熱してガラス化する工程、熔融ガラスを白金の含有量が95%以上の耐熱容器において加熱する工程、熔融ガラスを少なくとも表面が白金の含有量が95%以上の羽根突き棒にて攪拌し、均質化する工程、熔融ガラス中の気泡を脱泡し清澄する工程を経て製造される。このようにして均質化された熔融ガラスは枠に流し出され成形された後、ガラスの徐冷点近くに加熱した炉内に入れて室温までゆっくりと冷却する。本発明において、上記ガラス製造工程は全て1500℃以下で行われることが好ましい。 The glass for photoconducting fibers and the clad glass of the present invention can be produced by a general manufacturing process of optical glass. For example, a process of appropriately using oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, chlorides, sulfides, etc. as glass raw materials, weighing them to obtain a desired composition, and mixing them to prepare a blending raw material, and a blending raw material are prepared in advance. A step of heating and vitrifying, a step of heating the molten glass in a heat-resistant container having a platinum content of 95% or more, and stirring the molten glass with a blade thruster having a platinum content of at least 95% or more on the surface to make it homogeneous. It is manufactured through a process of making it into a glass and a process of defoaming and clarifying air bubbles in the molten glass. The molten glass homogenized in this way is poured into a frame and molded, and then placed in a heated furnace near the slow cooling point of the glass and slowly cooled to room temperature. In the present invention, it is preferable that all the glass manufacturing steps are performed at 1500 ° C. or lower.

光伝導ファイバーの製造は、二重坩堝法を用いて紡糸成形されることが好ましい。光伝導ファイバーの製造に用いられる二重坩堝法の条件は、特に制限はなく、公知の条件とすることができる。 The production of the photoconducting fiber is preferably spun-molded using the double crucible method. The conditions of the double crucible method used for producing the photoconducting fiber are not particularly limited and may be known conditions.

実施例
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
Examples The present invention will be further described below with reference to Examples.

(実施例1〜7)
光学ガラス級の高純度の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、塩化物、硫酸塩などの原料を使用し、表1の実施例1〜7の各組成を有するガラスが得られるように原料を秤量して混合し、調合原料とした。次に各調合原料を、それぞれ白金坩堝に入れ、1400〜1500℃に加熱、熔融した後、撹拌し均質化を行った後、静置し清澄を行った後、鋳型に流し込んだ。ガラスが固化した後、次いでガラスの徐冷点近くに加熱しておいた電気炉内に移し、室温まで徐冷した。このようして表1に示す実施例1〜7の7種のガラスからなるブロックを作製した。得られた各ガラスブロックから測定に必要なテストピースを切り出し、研磨加工を施して特性評価を行った。
(Examples 1 to 7)
Using raw materials such as optical glass grade high-purity oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, chlorides, and sulfates, so that glasses having the respective compositions of Examples 1 to 7 in Table 1 can be obtained. The raw materials were weighed and mixed to prepare a mixed raw material. Next, each of the compounded raw materials was placed in a platinum crucible, heated to 1500 to 1500 ° C., melted, stirred and homogenized, allowed to stand for clarification, and then poured into a mold. After the glass solidified, it was then transferred to an electric furnace heated near the slow cooling point of the glass and slowly cooled to room temperature. In this way, blocks made of 7 types of glass of Examples 1 to 7 shown in Table 1 were prepared. A test piece necessary for measurement was cut out from each of the obtained glass blocks, polished, and evaluated for characteristics.

ガラスの各物性の測定方法は以下のとおりである。
屈折率:日本光学硝子工業会規格JOGIS−01に則って測定した。
着色度(着色度λ80):日本光学硝子工業会規格JOGIS−02 2003「光学ガラスの着色度測定方法」に則って測定した。
ガラス転移温度(Tg)及び100℃〜300℃の平均線膨張係数:日本光学硝子工業会規格JOGIS−08 2003「光学ガラスの熱膨張の測定方法」に則って測定した。
粉末法耐水性:日本光学硝子工業会規格JOGIS−06 2009「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法(粉末法)」に則って測定した。表1には粉末法耐水性の等級を記載した。
粉末法耐酸性:日本光学硝子工業会規格JOGIS−06 2009「光学ガラスの化学的耐久性の測定方法(粉末法)」に則って測定した。表1には粉末法耐酸性の等級を記載した。
液相温度:白金坩堝にガラスを入れ、950℃で2時間、加熱、保持した後、室温まで冷却し、ガラス中の結晶の有無を、光学顕微鏡を使用して拡大観察した。結晶が認められない場合、液相温度を950℃以下とした。
実施例1〜7の7種のガラスの物性を表1に示す。実施例1〜7の7種のガラスの液相温度はいずれも950℃以下であった。
The method for measuring each physical property of glass is as follows.
Refractive index: Measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-01.
Color degree (color degree λ80): Measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOBIS-02 2003 “Method for measuring color degree of optical glass”.
Glass transition temperature (Tg) and average linear expansion coefficient of 100 ° C to 300 ° C: Measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-08 2003 "Measurement method of thermal expansion of optical glass".
Water resistance by powder method: Measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-06 2009 "Measuring method of chemical durability of optical glass (powder method)". Table 1 shows the grades of water resistance by the powder method.
Powder method Acid resistance: Measured according to the Japan Optical Glass Industry Association standard JOGIS-06 2009 "Measuring method of chemical durability of optical glass (powder method)". Table 1 shows the grades of acid resistance of the powder method.
Liquid phase temperature: Glass was placed in a platinum crucible, heated and held at 950 ° C. for 2 hours, cooled to room temperature, and the presence or absence of crystals in the glass was magnified and observed using an optical microscope. When no crystals were observed, the liquidus temperature was set to 950 ° C. or lower.
Table 1 shows the physical characteristics of the seven types of glass of Examples 1 to 7. The liquidus temperature of each of the seven types of glass of Examples 1 to 7 was 950 ° C. or lower.

次に、コアガラスとして表1に示す実施例1のガラスを用い、クラッドガラスとして表2に示すクラッドガラス1を用いて二重坩堝法により公知の条件で紡糸し、光伝導ファイバーを得た。光伝導ファイバーの紡糸にあたっては、ガラスの結晶化や結晶化による断線などの不具合は発生しなかった。
同様にコアガラスとして表1に示す実施例2〜7の各ガラスを用いて、二重坩堝法により光伝導ファイバーを作製した。各光伝導ファイバーの紡糸にあたっては、ガラスの結晶化や結晶化による断線などの不具合は発生しなかった。
Next, the glass of Example 1 shown in Table 1 was used as the core glass, and the clad glass 1 shown in Table 2 was used as the clad glass and spun under known conditions by the double crucible method to obtain a photoconducting fiber. In spinning the photoconducting fiber, there were no problems such as crystallization of glass or disconnection due to crystallization.
Similarly, using each of the glasses of Examples 2 to 7 shown in Table 1 as the core glass, a light conductive fiber was produced by a double crucible method. In spinning each photoconducting fiber, problems such as glass crystallization and disconnection due to crystallization did not occur.

Figure 2021119106
Figure 2021119106

Figure 2021119106
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このようにして作製した各光伝導ファイバーを用いてそれぞれ光伝導ファイバーバンドルを作製した。各光伝導ファイバーバンドルは可視光の伝導に優れており、内視鏡用光伝導ファイバーバンドルとして好適である。 Each photoconducting fiber produced in this way was used to prepare a photoconducting fiber bundle. Each photoconducting fiber bundle is excellent in conducting visible light and is suitable as a photoconducting fiber bundle for an endoscope.

(比較例1、2)
表1に比較例1、2として示す組成を有するガラスを作製した。
比較例1はガラス成分としてZrOを含まず、Laを含むがその含有量が4.6%と少ない。そのため、粉末法耐酸性が4級と実施例1〜7の各ガラスと比較して劣っていた。
比較例2はLaを含まないため、粉末法耐酸性が4級と実施例1〜7の各ガラスと比較して劣っていた。
(Comparative Examples 1 and 2)
Glasses having the compositions shown in Comparative Examples 1 and 2 in Table 1 were prepared.
Comparative Example 1 does not contain ZrO 2 as a glass component and contains La 2 O 3 , but the content thereof is as low as 4.6%. Therefore, the acid resistance of the powder method was inferior to that of the fourth grade and the glasses of Examples 1 to 7.
Since Comparative Example 2 did not contain La 2 O 3 , the acid resistance of the powder method was 4th grade, which was inferior to that of the glasses of Examples 1 to 7.

本発明は光ファイバーの技術分野において有用である。
The present invention is useful in the technical field of optical fibers.

Claims (8)

Pb、As及びTiを実質的に含まず、屈折率ndが1.60〜1.70の範囲にあり、ガラス成分として、少なくともSiO、B、BaO、La、ZrO、及びZnOを含み、質量%で、
SiOおよびBの合計含有量が25〜50%、
BaOの含有量が10〜50%、
Laの含有量が6〜30%、
であることを特徴とする光伝導ファイバー用ガラス。
It is substantially free of Pb, As and Ti, has a refractive index nd in the range of 1.60 to 1.70, and has at least SiO 2 , B 2 O 3 , BaO, La 2 O 3 , and ZrO 2 as glass components. , And ZnO, in% by mass,
The total content of SiO 2 and B 2 O 3 is 25-50%,
BaO content is 10-50%,
La 2 O 3 content is 6-30%,
A glass for photoconducting fibers, which is characterized by being.
ガラス成分として、さらに、
Na 0.1%〜15%、
0〜15%、
Li 0〜5%、
を含み、LiO、NaOおよびKOの合計含有量が5〜15%、
であることを特徴とする請求項1記載の光伝導ファイバー用ガラス。
As a glass component,
Na 2 O 0.1% to 15%,
K 2 O 0-15%,
Li 2 O 0-5%,
The total content of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is 5 to 15%.
The glass for a light conductive fiber according to claim 1.
の含有量が、0.1〜10%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光伝導ファイバー用ガラス。 The glass for a light conductive fiber according to claim 1 or 2, wherein the content of B 2 O 3 is 0.1 to 10%. 100℃〜300℃の平均線膨張係数が80×10−7〜110×10−7/℃の範囲にある、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラス。 The glass for photoconducting fibers according to any one of claims 1 to 3, wherein the average linear expansion coefficient of 100 ° C. to 300 ° C. is in the range of 80 × 10 -7 to 110 × 10 -7 / ° C. 光伝導ファイバーのコア用ガラスである、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラス。 The glass for a light conductive fiber according to any one of claims 1 to 4, which is a glass for a core of a light conductive fiber. コアガラス及びクラッドガラスを含み、前記コアガラスが請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光伝導ファイバー用ガラスからなる光伝導ファイバー。 A light conductive fiber comprising a core glass and a clad glass, wherein the core glass is the glass for a light conductive fiber according to any one of claims 1 to 5. 前記クラッドガラスが、Pb、As及びTiを実質的に含まず、屈折率ndが1.50〜1.60の範囲にあり、液相温度が1000℃以下であり、質量%で、
SiO 40〜75%、
0.1〜20%、
NaO 0.1〜20%、
を含むことを特徴とする請求項6に記載の光伝導ファイバー。
The clad glass is substantially free of Pb, As and Ti, has a refractive index nd in the range of 1.50 to 1.60, a liquidus temperature of 1000 ° C. or lower, and by mass%.
SiO 2 40-75%,
B 2 O 3 0.1 to 20%,
Na 2 O 0.1 to 20%,
The light conductive fiber according to claim 6, wherein the light conductive fiber comprises.
前記クラッドガラスが、上記以外の成分としてLiO、KO、Al、MgO、CaO、SrO、BaO、ZnO、CsO、Sb、及びSnOの群から選ばれた少なくとも1つ以上の成分を含有することを特徴とする請求項7記載の光伝導ファイバー。
The clad glass is selected from the group of Li 2 O, K 2 O, Al 2 O 3 , MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, Cs 2 O, Sb 2 O 3 , and SnO 2 as components other than the above. The photoconducting fiber according to claim 7, wherein the photoconducting fiber contains at least one component.
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