JP2798486B2 - ハーメチックコート光ファイバの製造方法及び製造装置 - Google Patents

ハーメチックコート光ファイバの製造方法及び製造装置

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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薄膜被覆を施
すハーメチックコート光ファイバの製造方法及び製造装
置に関する。
＜従来の技術＞ 光ファイバは、例えば石英等から作られた光ファイバ
用プリフォームを線引炉の上部より送給してその先端を
加熱溶融し、この溶融部分を線引炉下部より引出し所望
の径に細径化することにより紡糸される。
この紡糸された裸ファイバの表面を保護するため、例
えば金属，無機物，有機物等の薄膜のいわゆるハーメチ
ックコート薄膜被覆層が設けられており、更にその後、
光硬化型樹脂による被覆層が設けられている。
このハーメチックコート薄膜被覆層を設けるために
は、化学的気相成長法（以下「CVD」という。）が用い
られており、このCVD法によって裸ファイバに薄膜を施
す手段として、ヒータ等の発熱体を有するコーティング
用の反応容器が用いられている。尚、上記CVD法は、常
圧熱CVDあるいは減圧熱CVDをいい、プラズマCVDは含ま
ない。
従来、この様なハーメチックコート光ファイバの製造
装置には、例えば米国特許第4790625号に示されている
ように、線引炉と反応容器とを一体化した装置が有り、
これによってコーティング前の裸ファイバへの外気の影
響を無くす工夫が見られる。また本発明者らが先に出願
した特願昭63−296279号には、反応容器内に導入する不
活性ガスを線引炉等で予備加熱することにより、不活性
ガスによるファイバの冷却を防ぐ方法が示されている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、従来の線引炉一体型反応容器において
は、外気からの影響を防ぎ、また紡糸されたファイバ表
面温度低下を防いで成膜温度を維持できる長所があった
が、線引炉から流出してくる加熱されたパージガスが反
応容器に直接進入してしまうため、反応容器内における
ガスの温度あるいは反応容器内における原料ガスの濃度
を制御するのが難しいという問題がある。
また希釈ガスを予熱し反応容器内に導入するだけで
は、反応容器内におけるガスの温度あるいは反応容器内
における原料ガスの濃度を制御するのは可能なものの、
例えば線引速度が低い場合であるとか、ファイバの線径
が細いといった場合には線引炉を出たファイバは外気に
よって冷却されてしまい、ファイバの表面温度低下をも
たらし、膜の析出温度が変化するため、膜質を制御する
ことが難しいといった問題がある。
本発明は以上述べた事情に鑑み、低線引速度の場合
や、光ファイバの細径化を図る場合であっても常に均一
なハーメチックコートを施すことができるハーメチック
コート光ファイバの製造方法及び製造装置を提供するこ
とを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 前記目的を達成するための本発明に係るハーメチック
コート光ファイバの製造方法は、光ファイバ用プリフォ
ームを線引炉で溶融、紡糸して裸ファイバとした後、該
裸ファイバを反応容器内に導入すると共に、該反応容器
内に原料ガスを導入し、該裸ファイバ上に化学気相析出
法により薄膜被覆層を施してなるハーメチックコート光
ファイバの製造方法において、線引炉内に導入され、線
引炉のヒータによって加熱された炉内パージ用不活性ガ
スの一部を排出すると共に、その残部を該反応容器内に
導入し、上記原料ガスの希釈ガスとして用いることを特
徴とする。
また本発明に係るハーメチックコート光ファイバの製
造装置の構成は、光ファイバ用プリフォームを線引炉で
溶融、紡糸して裸ファイバとした後、該裸ファイバを反
応容器内に導入すると共に、該反応容器内に原料ガスを
導入し、該裸ファイバ上に化学気相析出法により薄膜被
覆層を施してなるハーメチックコート光ファイバの製造
方法するに際し、上記線引炉と上記反応容器との間に円
筒形のガスシールド部材を設置し、該ガスシールド部材
にガス排出口を設けることを特徴とする。
＜作用＞ 以上のように構成されたガスシールド部材を線引炉と
反応容器の間に挾み込むと、紡糸された裸ファイバは外
気に触れることなく、熱せられた線引炉のパージガスと
共に反応容器上部から導入される。また反応容器内に流
入するパージガスは上記排気管により一部は外部に放出
され、残部は反応容器上部より導入される。さらに、残
りのガスは必要に応じて新たに導入した常温の不活性ガ
スにより温度を調節した後、適温、適量状態で反応容器
上部より導入してもよい。
この方法は通常より細径のファイバ（120μｍ以下）
であるとか、その他の制約により線引速度が低く設定さ
れるような場合（150m/min以下）、特に有効である。こ
のような線引条件の下では線引炉を出たファイバは反応
容器に導入されるまでに冷却されてしまい最適な反応温
度を維持できなくなる。しかし上記ガスシールドを用い
ると裸ファイバは外気に触れることなく、熱せられた線
引炉のパージガスと共に反応容器上部から導入されるた
め、ファイバ温度の冷却を防ぎ、また熱せられた不活性
ガスを制御して用いることにより反応ガス雰囲気の温度
も維持できる。
また逆に線引速度が高い場合（400m/min以上）には、
反応容器内のファイバ温度も高温になるため良質な膜質
を得るための最適条件からはずれる可能性がある。この
様な場合にも上記の装置を用い、熱せられた不活性ガス
を殆ど外部に放出させ、冷却した不活性ガスを新たに導
入させることにより、ファイバ温度を適温まで冷却する
ことができる。
＜実 施 例＞ 以下、本発明の好適な一実施例を図面を参照して説明
する。
第１図は本実施例に係るハーメチックコート光ファイ
バの製造装置の概略図、第２図は本実施例に係るガスシ
ールド部材の斜視図である。これらの図面に示すよう
に、光ファイバ用プリフォーム11が送り込まれる線引炉
12は、該線引炉12内にカーボンヒータ（図示せず）を配
設しており、ここで光ファイバ用プリフォーム11は該カ
ーボンヒータによって加熱され裸ファイバ13の紡糸がな
されている。
次に紡糸された高温の裸ファイバ13は反応容器14内を
通過する際に、原料ガス導入管15より導入された反応ガ
スによってハーメチックコートが施され、次いで、強制
冷却装置16に送られここで冷却ガス導入管17によって導
入された冷却ガスによって一次被覆を行う樹脂塗布装置
18による光硬化型樹脂の被覆が可能な温度にまで、該ハ
ーメチックコートファイバ19を強制冷却するようになっ
ている。
本製造装置においては、上記線引炉12と反応容器14と
の間に、ガスシールド部材20が気密一体に嵌合・配設さ
れている。
このガスシールド部材20には、線引炉12から流出して
くるパージ用不活性ガスを排出するための排気管21と、
新たに不活性ガスを導入するための導入管22が設けられ
ている。これら排気管21あるいは導入管22は単数でも複
数でも良い。またガスシールド部材20の長さは、線引条
件に応じて適宜設計される。排気管21及び導入管22の先
は流量制御器（図示しない）に連結しており、必要に応
じてポンプを取付けるようにしてもよい。また導入管22
は温度制御（図示しない）されている。これらによって
反応容器14に導入される不活性ガス（希釈ガス）の流量
及び温度が調節される。上記不活性ガスとしてはN2,Ar,
He等を挙げることができる。
このように本装置においては、線引炉12の直下にガス
シールド部材20を嵌合・設置し、これに連線して気密一
体となるように反応容器14を配設し、該ガスシールド部
材20に排気管21と導入管22とを各々設けたので、線引炉
12からの排気の排気流量を自由に調節できると共に、反
応容器14内に導入される線引炉からの残部のパージガス
を任意所望温度に冷却することができる。尚23は反応容
器14からの排気ガスを排出する反応ガス排出管を図示し
ている。
＜試 験 例＞ 第１図に示す装置を用いてハーメチックコート材とし
てカーボンを用いた試験例を説明する。
原料ガスとしてはC2H4とCHCl3を用い、CHCl3のキャリ
ヤーガスとしてはHeを用いた。これらの原料ガスは原料
ガス導入管15を通して反応容器14内に導入される。また
不活性ガスとしては線引炉用パージガス、冷却シールガ
スともにN2を用いた。
試験例１ ガラスファイバ径:80μｍ、線引速度:250m/min、ガス
シールド部材20のシールド長:5cm、C2H4流量:100cc/mi
n、CHCl3キャリヤーガス流量:300cc/min、線引炉パージ
ガス排気流量:10/min、 の各条件で冷却用不活性ガスの流量を種々変化させてカ
ーボンコーティングを行なった。
比較例 ガラスファイバ径:80μｍ、線引速度:250m/min、シー
ルドなし、C2H4流量:100cc/min、CHCl3キャリヤーガス
流量:300cc/min の各条件でカーボンコーティングを行なった。
得られたサンプルの諸特性を第１表に示す。
試験例２ ガラスファイバ径:80μｍ、線引速度:250m/min、シー
ルド長:5cm、C2H4流量:100cc/min、CHCl3キャリヤーガ
ス流量:300cc/min、導入ガス排気流量:1.0/min、 の各条件でパージガスの排気流量を種々変化させてカー
ボンコーティングを行なった。
得られたサンプルの諸特性を第２表に示す。
試験例３ ガラスファイバ径:125μｍ、線引速度:100m/min、シ
ールド長:5cm、C2H4流量:100cc/min、CHCl3キャリヤー
ガス流量:300cc/min、線引炉パージガス排気流量:10/
min、 の各条件で冷却用不活性ガスの流量を種々変化させてカ
ーボンコーティングを行なった。
得られたサンプルの諸特性を第３表に示す。
以上の試験例から明らかなように、本装置を用いる
と、細径化（80μｍ）を図った場合においても、比較例
と比べて膜質は均一となり諸特性が向上した。また、低
線速度においても得られた光ファイバは特性の良いもの
であった。同様にして線引速度を50m/minと極めて低線
速として光ファイバを製作した場合であってもハーメチ
ックコートの良好なものを得ることができた。
＜発明の効果＞ 以上、実施例、試験例と共に詳しく述べたように本発
明によれば、細径のファイバへのコーティングであると
か、低線引速度が要求されるような場合においても良質
なコーティング膜を得るための最適条件の設定が可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例に係るガスシールド部材を組
み込んだハーメチックコートファイバの製造装置の概略
図、第２図はそのガスシールド部材の斜視図である。 図面中、 11は光ファイバ用プリフォーム、 12は線引炉、 13は裸ファイバ、 14は反応容器、 15は原料ガス導入管、 16は強制冷却装置、 17は冷却ガス導入管、 18は樹脂塗布装置、 19はハーメチックコートファイバ、 20はガスシールド部材、 21は排気管、 22は導入管、 23は反応ガス排出管である。
フロントページの続き (72)発明者 吉村 一朗 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 永山 勝也 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 勝山 豊 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 (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光ファイバ用プリフォームを線引炉で溶
    融、紡糸して裸ファイバとした後、該裸ファイバを反応
    容器内に導入すると共に、該反応容器内に原料ガスを導
    入し、該裸ファイバ上に化学気相析出法により薄膜被覆
    層を施してなるハーメチックコート光ファイバの製造方
    法において、 線引炉内に導入され、線引炉のヒータによって加熱され
    た炉内パージ用不活性ガスの一部を排出すると共に、そ
    の残部を該反応容器内に導入し、上記原料ガスの希釈ガ
    スとして用いることを特徴とするハーメチックコート光
    ファイバの製造方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載のハーメチックコート光ファ
    イバの製造方法において、 上記パージ用不活性ガスの一部を外部に排出すると共
    に、その残部を新規に導入する不活性ガスと共に反応容
    器内に導入することを特徴とするハーメチックコート光
    ファイバの製造方法。
  3. 【請求項３】光ファイバ用プリフォームを線引炉で溶
    融、紡糸して裸ファイバとした後、該裸ファイバを反応
    容器内に導入すると共に、該反応容器内に原料ガスを導
    入し、該裸ファイバ上に化学気相析出法により薄膜被覆
    層を施してなるハーメチックコート光ファイバを製造す
    るに際し、 上記線引炉と上記反応容器との間に円筒形のガスシール
    ド部材を設置し、該ガスシールド部材にガス排出口を設
    けることを特徴とするハーメチックコート光ファイバの
    製造装置。
  4. 【請求項４】請求項３記載のハーメチックコート光ファ
    イバの製造装置において、上記ガスシールド部材にガス
    導入口を設けることを特徴とするハーメチックコート光
    ファイバの製造装置。
  5. 【請求項５】請求項４記載のハーメチックコート光ファ
    イバの製造装置において、 上記ガス導入口から不活性ガスを導入することを特徴と
    するハーメチックコート光ファイバの製造装置。
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