JP2920010B2 - カーボンコート心線の製造方法 - Google Patents

カーボンコート心線の製造方法

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毅 下道
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ表面に形
成された炭素被膜の膜厚の相対的な変化を監視しつつ紡
糸することにより、低速から高速までの紡糸速度の広い
範囲において耐水素性に優れた均一な膜厚のカーボンコ
ートを被覆することのできるカーボンコート心線の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来カーボンコート心線の製造方法に
は、紡糸炉において溶融された光ファイバ裸線の余熱を
利用し、光ファイバ裸線をカーボンコート反応管に導
き、ここでその光ファイバ裸線の表面に熱化学気相成長
反応によって、原料ガスを反応させて炭素被膜を形成
し、カーボンコート心線をつくり、これにレーザー光を
照射して、レーザー光の透過率を測定し、この測定値に
基づき原料供給系にフィードバックをかけ、供給原料ガ
スの濃度・流量等を変化させて炭素被膜の膜厚を調整す
る方法がある。また、加熱炉を用いて熱を加え原料ガス
を分解し、光ファイバ裸線の表面に炭素被膜を形成させ
てカーボンコート心線をつくり、同様にレーザー光の透
過率を測定し、この測定値に基づき加熱炉の温度を変化
させて炭素被膜の膜厚を調整する方法がある。またこの
上記二方法を併用する方法がある。一方、光ファイバ裸
線の紡糸においては、通常光ファイバの母材は外径が長
手方向に対し一定でないため、母材の紡糸炉への挿入速
度は一定とし、紡糸速度を変化させることによりファイ
バ外径を一定にする方法がとられている。このときの紡
糸速度の変化率は±10%程度である。
【0003】したがって、これらの方法においては、紡
糸速度が変化すると、カーボンコート反応管までの光フ
ァイバ裸線の到達時間が変わるため、紡糸速度により光
ファイバ裸線表面の温度低下の割合が異なり、カーボン
コート反応管内で原料ガスと接触する光ファイバ裸線表
面の温度は変化する。熱化学気相成長法においては原料
ガスが反応する際の光ファイバ裸線表面の温度が重要で
あり、上記諸方法においてはこの光ファイバ裸線の温度
の変化が炭素被膜の膜厚不均一の原因となる。光ファイ
バ裸線表面に形成された炭素被膜の耐水素性はこの膜厚
によって大きく変化する。また、これらの方法にはフィ
ードバックをかけてからの原料ガスと反応する際に光フ
ァイバ裸線表面の温度が変化するまでには数秒から数十
秒と時間の遅れがあるため、高速紡糸における炭素被膜
形成に適用できないという欠点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、フィードバックをかけてから熱化学気相成
長反応を直接的に支配する光ファイバ裸線の温度を瞬時
に変化させて、高速紡糸においても均一な膜厚の炭素被
膜を形成しうる方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、光ファイ
バ母材を紡糸炉で溶融紡糸して得られた光ファイバ裸線
表面に熱化学気相成長法によって炭素被膜を形成する際
に、炭素被膜が形成された光ファイバ表面の長さ方向に
沿う炭素被膜の膜厚の相対的な変化を、この光ファイバ
にレーザー光を照射し、そのレーザー光の透過量の変動
に基づいて測定し、炭素被膜の膜厚が厚くなり始めたら
カーボンコート反応管を紡糸炉から離し、炭素被膜の膜
厚が薄くなり始めたらカーボンコート反応管を紡糸炉に
近づけることによりカーボンコート反応管の位置を光フ
ァイバの長手方向に変化させて炭素被膜の形成条件を制
御する方法で解決される。
【0006】
【作用】炭素被膜の膜厚の変動を、レーザー光の透過量
変動に基づいて計測し、炭素被膜の膜厚が厚くなり始め
たらカーボンコート反応管を紡糸炉から離し、炭素被膜
の膜厚が薄くなり始めたらカーボンコート反応管を紡糸
炉に近づけることによってカーボンコート反応管の位置
を変化させるため、遅れのない制御ができる。
【0007】以下、この発明を詳しく説明する。図1は
この発明の製造方法に好適に用いられる製造装置の一例
を示したものである。図中符号1は光ファイバ裸線であ
り、この光ファイバ裸線1は、光ファイバ母材2を紡糸
炉3で紡糸することで得られ、紡糸炉3の下方に設けら
れたカーボンコート反応管4内に送られ、ここでその表
面に炭素被膜が形成されるようになっている。ここで光
ファイバ裸線の表面に炭素被膜が形成されたものをカー
ボンコート心線とする。またこのカーボンコート反応管
4の下方には、カーボンコート心線にレーザー光を照射
し、炭素被膜の膜厚を評価するレーザー膜厚モニタ5が
設けられている。
【0008】レーザー膜厚モニタ5は、カーボンコート
心線にレーザー光を照射し、このレーザー光の透過量を
測定し、この測定値から炭素被膜の耐水素特性を表わす
指標である膜厚を計測する装置であって、カーボンコー
ト心線の走行路上でカーボンコート反応管4の下方に測
定点として設けられている。上記カーボンコート反応管
4とこのレーザー膜厚モニタ5とはコントローラ6とモ
ータ7を介して接続されており、レーザー膜厚モニタ5
で得られた炭素被膜の膜厚の計測値がコントローラ6に
送られ、これによってカーボンコート反応管4にフィー
ドバックがかけられ、このカーボンコート反応管4がモ
ータ7により光ファイバの長手方向に沿って上下に移動
するようになっている。
【0009】図1のような製造装置を用いて、カーボン
コート心線を製造するには、以下の工程による。まず光
ファイバ母材2を用意し、これを紡糸炉3に設置し、1
00〜600m/分で溶融紡糸して光ファイバ裸線1を
カーボンコート反応管4内に送り込む。カーボンコート
反応管4内では熱化学気相成長反応により、原料ガスの
ジクロルエタンなどが反応して光ファイバ裸線1表面に
炭素被膜が形成され、カーボンコート心線が得られる。
このカーボンコート心線をついでこのカーボンコート心
線の膜厚を計測するレーザー膜厚モニタ5に送り、この
膜厚を計測する。カーボンコート心線の膜厚によってレ
ーザー光の透過量が変動するので、予め十分な膜厚のカ
ーボンコート心線をレーザー膜厚モニタ5内を走行させ
てレーザー光の透過量と膜厚との関係を調べておけば、
レーザー膜厚モニタ5内で測定された透過量によって膜
厚が求められる。よって、このモニタ5からの出力信号
を制御信号としてコントローラ6に送れば、コントロー
ラ6はこの信号に基づいてモータ7を作動させ、カーボ
ンコート反応管4をカーボンコート心線の長さ方向に上
方または下方に移動させる。
【0010】紡糸線速が遅くなり膜厚が薄くなり始める
とレーザー光の透過量が多くなり、ここで測定された透
過量は制御信号としてコントローラ6に送られる。制御
信号を受けたコントローラ6はカーボンコート反応管4
を上方に移動するようにモータ7に駆動信号を送ると、
カーボンコート反応管4は上方に移動して紡糸炉3に近
づき、ファイバ裸線表面の温度が高い部分で原料ガスが
分解し、光ファイバ裸線と反応するので熱化学気相成長
反応の効率が高まり膜厚が厚くなる。
【0011】また、紡糸線速が速くなり膜厚が厚くなり
始めるとレーザー光の透過量が少なくなり、ここで測定
された透過量は制御信号としてコントローラ6に送られ
る。制御信号を受けたコントローラ6はカーボンコート
反応管4を下方に移動するようにモータ7に駆動信号を
送ると、カーボンコート反応管4は下方に移動して紡糸
炉3から離れ、ファイバ裸線表面の温度が低い部分で原
料ガスが分解し、光ファイバ裸線と反応するので熱化学
気相成長反応の効率が低くなり膜厚が薄くなる。膜厚は
水素透過による光ファイバ伝送損失の低減および機械的
強度の向上の見地より0.03μm以上〜0.1μm未
満が好ましい。
【0012】このようにして炭素被膜の膜厚をモニタし
て、炭素被膜の不良部分を検出し、、これをフィードバ
ックしてカーボンコート反応管4の位置を光ファイバの
長手方向に沿って上方または下方に移動させることによ
り、長手方向に均一な膜厚の炭素被膜を形成したカーボ
ンコート心線の製造が可能となる。またカーボンコート
反応管4を移動可能としたので、熱化学気相成長反応を
直接的に支配する原料ガスと反応する際のファイバ裸線
表面温度を瞬時に変化させることができ、フィードバッ
クからの時間の遅れが非常に少なく、紡糸線速が速くな
るほど時間の遅れは少なくなるので高速紡糸においての
カーボンコート心線の製造が可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のカーボ
ンコート心線の製造方法は炭素被膜が形成された光ファ
イバの長さ方向に沿う炭素被膜の膜厚の相対的な変化
、レーザー光の透過量の変動に基づいて測定し、炭素
被膜の膜厚が厚くなり始めたらカーボンコート反応管を
紡糸炉から離し、炭素被膜の膜厚が薄くなり始めたらカ
ーボンコート反応管を紡糸炉に近づけることによりカー
ボンコート反応管の位置を光ファイバの長手方向に変化
させて炭素被膜の形成条件を制御するものであるので、
低速から高速までの紡糸速度の広い範囲において常に一
定の耐水素性に優れた均一な膜厚のカーボンコート心線
が製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカーボンコート心線の製造方法の実
施に好適に用いられる製造装置の一実施例を示した概略
構成図である。
【符号の説明】
1・・・光ファイバ裸線、4・・・カーボンコート反応管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒木 真治 千葉県佐倉市六崎1440番地 藤倉電線株 式会社 佐倉工場内 (56)参考文献 特開 平3−65534(JP,A) 特開 平2−149451(JP,A) 特開 平3−131550(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ファイバ母材を紡糸炉で溶融紡糸して
    得られた光ファイバ裸線をカーボンコート反応管内に走
    行させて、この反応管内で熱化学気相成長法によって原
    料ガスを反応させて、光ファイバ裸線表面に炭素被膜を
    形成する際に、 炭素被膜が形成された光ファイバ表面の長さ方向に沿う
    炭素被膜の膜厚の相対的な変化を、この光ファイバにレ
    ーザー光を照射し、そのレーザー光の透過量の変動に基
    づいて測定し、 炭素被膜の膜厚が厚くなり始めたらカーボンコート反応
    管を紡糸炉から離し、炭素被膜の膜厚が薄くなり始めた
    らカーボンコート反応管を紡糸炉に近づけることにより
    カーボンコート反応管の位置を光ファイバの長手方向に
    変化させて炭素被膜の形成条件を制御することを特徴と
    するカーボンコート心線の製造方法。
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JP2682603B2 (ja) * 1988-12-01 1997-11-26 住友電気工業株式会社 無機コート光ファイバの製造装置及び製造方法
AU614904B2 (en) * 1989-07-31 1991-09-12 American Telephone And Telegraph Company Measuring and controlling the thickness of a coating on a elongated article

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