JP2793874B2 - 光ファイバのハーメチックコート装置 - Google Patents

光ファイバのハーメチックコート装置

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JP2793874B2 JP2034074A JP3407490A JP2793874B2 JP 2793874 B2 JP2793874 B2 JP 2793874B2 JP 2034074 A JP2034074 A JP 2034074A JP 3407490 A JP3407490 A JP 3407490A JP 2793874 B2 JP2793874 B2 JP 2793874B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紡糸後の裸ファイバの表面にカーボン等の
薄膜を形成してこれを被覆(ハーメチックコート)する
装置に関する。
〔従来の技術〕
紡糸後の裸ファイバにカーボン等のハーメチックコー
トを施すことが行われている。これは、水中等の多湿条
件下において光ファイバを水分から遮断することができ
るので、水分吸収による光伝搬損失が増大するのを防止
できるからであり、また、H2Oによるファイバ表面のク
ラックの拡大を妨げるので光ファイバの疲労強度の低下
を防止できるからである。このような事情から、ハーメ
チックコートファイバは海底ケーブル用などの耐環境用
ファイバとして近年注目され、一部で実用化されつつあ
る。
かかるハーメチックコートファイバの製造方法あるい
は光ファイバにハーメチックコートを施す方法として、
光ファイバ用のプリフォームから紡糸した直後の裸ファ
イバを炭化水素を含むガス中に導き、該ガスの熱分解反
応によりカーボンの被覆を裸ファイバに施すことが一般
的である。しかし、裸ファイバを紡糸する線引き炉と裸
ファイバにハーメチックシールを施す反応管との間で裸
ファイバが外気に晒される場合には、線引き炉および反
応管から噴き出すガスを局所的に吸引回収することが行
われるので、これにより、裸ファイバまわりの気流が乱
れファイバの温度変動や温度低下、外気中の浮遊粒子の
アタック等を受け、安定で良好な被覆を行うことができ
なかった。また、気流の乱れはファイバの線振れや線径
変動をも招来する。
このため、裸ファイバの温度を高温でしかも変動を小
さくするべく、プリフォームから裸ファイバを紡糸する
線引き炉と裸ファイバにハーメチックコートを施す反応
管とを一体的に構成した装置(米国特許4702759号)
や、周囲環境の影響を防ぐために線引き炉と反応管との
間に遮蔽体を設けた装置(特公昭61−32270号)、ある
いは、反応管に裸ファイバが導入されるまでの間に裸フ
ァイバの温度低下を防止するため、裸ファイバを再度加
熱すること等が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
線引き炉と反応管とを一体的に構成したり、これらの
間に遮蔽筒を設けてこれらを相互に密閉状態で連結した
場合、ファイバまわりの気流の乱れや裸ファイバの温度
低下、外気中に浮遊する粒子の反応室内への混入を防止
できるが、線引き炉内に供給されるガスと反応管内に供
給されるガスが互いに干渉し合うため、それぞれに供給
されるガス量を独立に制御することができなかった。ま
た、線引き炉内から反応管内にガスが侵入して反応管内
における反応条件(ハーメチックコート条件)を変えて
しまったり、逆に、反応管内から線引き炉内にガスが侵
入して線引き条件を変えてしまうおそれがあった。
そこで、上述の事情に鑑み、本発明は上述の不具合を
解消することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明による光ファイバ
のハーメチックコート装置においては、線引き炉と反応
管の相互間に、線引き炉と反応管の双方に連通し、線引
き炉にて紡糸された裸ファイバが通過するガス緩衝室を
設け、この緩衝室を開口面積の調整自在な排気口を介し
て外気と連通させた構成となっている。
〔作用〕
この様な構成とすることにより、線引き炉と反応管の
相互間で裸ファイバが外気に晒されることがなくなると
共に、線引き炉および反応管からガス緩衝室内に噴出し
たガスがガス緩衝室に形成された排気口から排気され、
ガス相互の干渉が抑制される。
更に、線引き炉とガス緩衝室とを開口面積の調整自在
な連通口を介して互いに連通させ、線引き炉にこれを外
気と連通する排気口を形成するか、あるいは、反応管と
ガス緩衝室とを開口面積の調整自在な連通口を介して互
いに連通させ、反応管にその内部を外気と連通する排気
口を形成することにより、線引き炉あるいは反応管から
ガス緩衝室に入り込むガス量が調整される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について第1図〜第4図を参照
しつつ、説明する。
第1図は本発明による光ファイバのハーメチックコー
ト装置の一実施例を示した図である。図示したように、
この装置においては、光ファイバ用プリフォーム1の下
端部を加熱溶融して線引きし、紡糸する線引き炉2と、
線引き炉2にて紡糸された裸ファイバ3にカーボン等に
よるハーメチックコートを施す反応管5とを備えてお
り、線引き炉2と反応管5の相互間にはガス緩衝室6が
形成されている。
線引き炉2には炉心管7がセットされており、この炉
心管内に光ファイバ用プリフォーム1がアーム(図示せ
ず)に保持された状態で吊り下げられる。炉心管7内に
は裸ファイバ3の紡糸条件を安定させるため、窒素ガス
N2等の不活性ガスが供給されている。線引き炉2はプリ
フォーム1の下端を加熱溶融するためのヒータ8を有し
ており、ヒータ8により溶融したプリフォーム1の下端
から裸ファイバ3が紡糸される。紡糸された裸ファイバ
3は線引き炉2から引き出され、ガス緩衝室6内を通過
した後、反応管5の導入口5aを通じて反応管5内に導か
れ、カーボン等でハーメチックコートされる。反応管5
には枝管5b、5c、5dが設けられており、枝管5bからはシ
ールガスとして例えば窒素ガスN2等の不活性ガスが反応
管5内に供給され、枝管5cからは裸ファイバ3にカーボ
ン等でハーメチックシールを施すための原料ガスが供給
される。原料ガスは反応管5内で熱分解反応するなどし
て反応管5内に導入された裸ファイバ3の表面にカーボ
ン等による被膜を形成する。そして、反応管5内に供給
されたシールガスおよび原料ガスは枝管5dから排出され
るようになっている。
ところで、本発明による光ファイバのハーメチック装
置においては、線引き炉2と反応管5の相互間にガス緩
衝室6が形成されている。ガス緩衝室6は、第2図にも
示したように、内側に仕切り壁10を有すると共に線引き
炉2の下端部に密接に嵌合したアッパチューブ11と、反
応管5の上部にこれと一体的に形成されアッパチューブ
11に外嵌したロアチューブ12とによって形成される。仕
切り壁10の中央部には孔10aが穿設されており、この孔1
0aを通じて線引き炉2とガス緩衝室6とが互いに連通
し、この孔10aから裸ファイバ3がガス緩衝室6内に導
入される。また、ガス緩衝室6は反応管5の導入口5aを
介して反応管5の内部と連通している。したがって、孔
10aからは線引き炉2内のガスが、また、導入口5aから
は反応管5内のガスがガス緩衝室6内に噴き出すように
なっている。第3図にガス緩衝室の断面を示す。アッパ
チューブ11およびロアチューブ12の側面には周方向に複
数の窓11a、12aが形成されており、両方の窓が重なった
部分を通じてガス緩衝室6は外気と連通するようになっ
ている。したがって、この窓の重複部分がガス緩衝室6
の排気口として機能し、この窓の重複部から線引き炉2
および反応管5からガス緩衝室6内に入り込んだガスが
排出される。なお、窓11aと12aの重複部分の面積、すな
わち、ガス緩衝室6の排気口の開口面積はアッパチュー
ブ11をロアチューブ12に対して相対的に回転させること
により調節可能となっており、線引き炉2および反応管
5からガス緩衝室6内に噴出するガス量に応じてガス緩
衝室6の排気口の開口面積が調整される。この調整によ
り、ガス緩衝室6内の気圧は線引き炉2および反応管5
内のガス圧よりも低く、外気圧よりも高く調整される。
この圧力調整を行うことにより、ガス緩衝室内でのガス
の干渉が抑制されると共に、ガス緩衝室6内への外気の
流入が防止される。なお、ガス緩衝室6から排気口を通
じて排出されたガスは排気ダクト13により吸引される。
上述したように、線引き炉2と反応管5との間にガス
緩衝室6を設けることにより、線引き炉2で紡糸された
裸ファイバ3は外気と接することなく反応管5に導かれ
るようになる。また、線引き炉2および反応管5からは
常にガスが噴き出しているが、ガス緩衝室6内に噴き出
したガスはガス緩衝室6の排気口から排気されるので、
連続構造であっても線引き炉2から噴き出したガスと反
応管5から噴き出したガスとの干渉はほとんどない。し
たがって、線引き炉2及び反応管5に供給されるガス量
を独立に制御することができるようになると共に、線引
き炉2内から反応管5内にガスが侵入して反応管5内に
おける反応条件(ハーメチックコート条件)が変化して
しまったり、逆に、反応管5内から線引き炉2内にガス
が侵入して線引き条件が変化してしまったりすることを
防止でき、反応条件及び線引き条件を安定に保つことが
できる。
次に、上述した装置とガス緩衝室のない従来の装置で
光ファイバのハーメチックコートを行った場合について
の比較結果を示す。なお、どちらの装置についても、線
引き炉のヒータに供給される電力を10.2kWとし、反応管
内に供給されるガス量をシールガス(4/min)、原料
ガス(キャリアガスも含め400cc/min)とし、反応管か
らの排気を2/minとした。比較結果は下表の如くであ
った。
この比較結果からも明らかなように、ガス緩衝室を有
する本発明による光ファイバのハーメチックコート装置
により処理した場合には、従来の装置で処理した場合に
比べ、引張強度が向上し、スクリーニングでの断線回数
が低減し、線径変動が約半分となった。なお、スクリー
ニングはハーメチックコート後の光ファイバに張力をか
け、長さ方向に2%の歪みを生じさせて行なった。膜厚
が厚くなっているのは、外気との接触が断たれたことに
より、ファイバ温度の低下が抑制されたため、あるい
は、外気中の酸素O2が反応管内に引き込まれなくなり、
原料ガスの酸化(CO2化)を防ぐことができたためと考
えられる。
更に、第4図に示したように、線引き炉2とガス緩衝
室6とを仕切る仕切り壁10の代わりに、線引き炉2とガ
ス緩衝室6を連通する連通口15aの開口面積を調整自在
なアイリス15等を設けると共に、アッパチューブ11のア
イリス15よりも線引き炉22側に排気口11bを形成した。
そして、アイリス15により連通口15aの開口面積を調整
することによって、線引き炉2からガス緩衝室6内に入
り込むガス量を調整し、線引き炉2内のガスの一部を排
気口11bから排気させることとした。このようにする
と、線径変動を±0.15μmまで小さくすることができ、
第1図及び第2図に示した実施例装置の場合よりも更に
線径変動を小さくすることができた。これは、第1図及
び第2図に示した実施例装置では、ガス緩衝室内で線引
き炉及び反応管から噴出したガスの衝突を十分に抑制で
きず、ガス緩衝室内の気流に比較的大きな乱れが生じて
いたためと考えられる。
なお、ガス緩衝室と反応管との間にアイリスを設け、
アイリスよりも反応管側のロアチューブに排気口を形成
した場合にも、同様に線径変動を抑制することができ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、線引き炉と反
応管の相互間で裸ファイバが外気に晒されることがなく
なると共に、線引き炉および反応管からガス緩衝室内に
噴出したガスがガス緩衝室に形成された排気口から排気
され、これらのガス同士の干渉が抑制される。したがっ
て、ガス緩衝室内の気流が安定し、線振れや線径変動が
抑制されると共に、裸ファイバの温度が安定するので均
一なハーメチックコートを行うことができる。また、線
引き炉および反応管のそれぞれに供給されるガス量を独
立に制御することができるようになる。更に、線引き炉
から反応管内へのガスの流入および反応管から線引き炉
内へのガスの流入並びに反応管内への外気(特に外気中
に含まれる酸素O2)の流入が防止されるので、反応管内
での反応条件や線引き条件が安定する。よって、裸ファ
イバに形成される膜厚が薄くなることを防止でき、高品
質のハーメチックコートファイバを得ることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による光ファイバのハーメチックコート
装置の一実施例の概略を示した図、第2図はガス緩衝室
を示した斜視図、第3図はその断面図、第4図はガス緩
衝室の変形例を示した図である。 1……プリフォーム、2……線引き炉、3……裸ファイ
バ、5……反応管、5a……導入口、5b、5c、5d……枝
管、6……ガス緩衝室、7……炉心管、8……ヒータ、
10……仕切り壁、10a……孔、11……アッパチューブ、1
1a……窓、12……ロアチューブ、12a……窓、13……排
気ダクト、15……アイリス、15a……連通口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石黒 洋一 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 相川 晴彦 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友 電気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 吉澤 信幸 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C03C 25/02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】線引き炉にて光ファイバ用プリフォームか
    ら紡糸された裸ファイバを反応管の反応室内に導入し、
    反応室内に供給される原料ガスの熱分解反応により前記
    裸ファイバに被覆を施す光ファイバのハーメチックコー
    ト装置であって、 前記線引き炉および前記反応管のそれぞれに連通し、前
    記線引き炉にて紡糸された裸ファイバが通過するガス緩
    衝室を有しており、 前記ガス緩衝室は開口面積の調整自在な排気口を介して
    外気に連通していることを特徴とする光ファイバのハー
    メチックコート装置。
  2. 【請求項2】前記線引き炉と前記ガス緩衝室とは開口面
    積の調整自在な連通口を介して連通し、前記線引き炉に
    はこれを外気と連通する排気口が形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の光ファイバのハーメチックコ
    ート装置。
  3. 【請求項3】前記反応管と前記ガス緩衝室とは開口面積
    の調整自在な連通口を介して連通し、前記反応管にはそ
    の内部を外気と連通する排気口が形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の光ファイバのハーメチックコ
    ート装置。
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