JP2955787B2 - 石英ガラス系光ファイバの製造法 - Google Patents
石英ガラス系光ファイバの製造法Info
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- JP2955787B2 JP2955787B2 JP3262709A JP26270991A JP2955787B2 JP 2955787 B2 JP2955787 B2 JP 2955787B2 JP 3262709 A JP3262709 A JP 3262709A JP 26270991 A JP26270991 A JP 26270991A JP 2955787 B2 JP2955787 B2 JP 2955787B2
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素被覆により耐水及
び耐水素処理が施された石英ガラス系光ファイバの新規
な製造法に関する。
び耐水素処理が施された石英ガラス系光ファイバの新規
な製造法に関する。
【０００２】
【従来技術】石英ガラス系光ファイバは、水素ガスや水
と長時間接触すると伝送損失が漸次増大する問題があ
る。この理由については、光ファイバ内に拡散した水素
分子の分子運動自体による吸収損失、あるいは光ファイ
バ内にドーバントとして含有されるＢ２Ｏ３、Ｐ
２Ｏ５、ＧｅＯ２、Ｎａ２Ｏなどと水素と反応にて生成
するＯＨ基による吸収損失の増大などが考えられてい
る。
と長時間接触すると伝送損失が漸次増大する問題があ
る。この理由については、光ファイバ内に拡散した水素
分子の分子運動自体による吸収損失、あるいは光ファイ
バ内にドーバントとして含有されるＢ２Ｏ３、Ｐ
２Ｏ５、ＧｅＯ２、Ｎａ２Ｏなどと水素と反応にて生成
するＯＨ基による吸収損失の増大などが考えられてい
る。
【０００３】このため従来、炭化水素や塩素含有炭化水
素を熱分解して光ファイバ表面に炭素皮膜を形成して耐
水及び耐水素処理施す提案がなされている。しかし従来
の方法により形成された炭素被覆では、水並びに水素ガ
スの両方に対する遮蔽効果が充分でない。あるいはそれ
らの遮蔽効果を高めるために炭素被覆の厚さを大きくす
ると、得られた光ファイバの引張強度が低下する問題が
ある。
素を熱分解して光ファイバ表面に炭素皮膜を形成して耐
水及び耐水素処理施す提案がなされている。しかし従来
の方法により形成された炭素被覆では、水並びに水素ガ
スの両方に対する遮蔽効果が充分でない。あるいはそれ
らの遮蔽効果を高めるために炭素被覆の厚さを大きくす
ると、得られた光ファイバの引張強度が低下する問題が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐水性、耐
水素性、及び引張強度の各面で改善された炭素被覆石英
ガラス系光ファイバの製造法を提供することを課題とす
る。
水素性、及び引張強度の各面で改善された炭素被覆石英
ガラス系光ファイバの製造法を提供することを課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は石英ガラス系光ファイバ母材から加熱線引
きされた直後の光ファイバが有する１４００℃より高く
１８００℃以下の高温度によりジクロルメタンまたはジ
クロルメタンと炭化水素との混合物を熱分解して当該光
ファイバを炭素被覆することを特徴とするものである。
に、本発明は石英ガラス系光ファイバ母材から加熱線引
きされた直後の光ファイバが有する１４００℃より高く
１８００℃以下の高温度によりジクロルメタンまたはジ
クロルメタンと炭化水素との混合物を熱分解して当該光
ファイバを炭素被覆することを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、１４００℃より高く１８００
℃以下の高温の石英ガラス光ファイバの余熱温度を利用
してジクロルメタンまたはそれと炭化水素の組合わせ混
合ガスを熱分解させることにより緻密な炭素被覆層が該
光ファイバ表面上に形成され、この結果、光ファイバ表
面のＯＨ基及びシラノール基等の生成を防止して、優れ
た耐水性、耐水素性、及び機械的強度、特に引張強度、
の各面で改善された炭素被覆光ファイバを得ることがで
きる。
℃以下の高温の石英ガラス光ファイバの余熱温度を利用
してジクロルメタンまたはそれと炭化水素の組合わせ混
合ガスを熱分解させることにより緻密な炭素被覆層が該
光ファイバ表面上に形成され、この結果、光ファイバ表
面のＯＨ基及びシラノール基等の生成を防止して、優れ
た耐水性、耐水素性、及び機械的強度、特に引張強度、
の各面で改善された炭素被覆光ファイバを得ることがで
きる。
【０００７】以下本発明について詳しく説明する。本発
明では、塩素含有炭化水素としてジクロルメタンが用い
られる。
明では、塩素含有炭化水素としてジクロルメタンが用い
られる。
【０００８】炭化水素としては、たとえばメタン、エタ
ン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロプ
ロパン、シクロヘキサン、エチレン、プロピレン、ブチ
レン、ペンテン、アセチレン、または異性体を形成する
ものはそれらの適宜の異性体、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの脂肪族、芳香族の炭化水素から適宜選択さ
れる。
ン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロプ
ロパン、シクロヘキサン、エチレン、プロピレン、ブチ
レン、ペンテン、アセチレン、または異性体を形成する
ものはそれらの適宜の異性体、ベンゼン、トルエン、キ
シレンなどの脂肪族、芳香族の炭化水素から適宜選択さ
れる。
【０００９】本発明は、ジクロルメタンのみ、またはそ
れと炭化水素を組合わせた混合物を使用するが、組合わ
せる場合における両者の割合はジクロルメタン１００容
量部に対して、炭化水素１〜５００容量部、好ましくは
１０〜３００容量部、より好ましくは５０〜２００容量
部である。
れと炭化水素を組合わせた混合物を使用するが、組合わ
せる場合における両者の割合はジクロルメタン１００容
量部に対して、炭化水素１〜５００容量部、好ましくは
１０〜３００容量部、より好ましくは５０〜２００容量
部である。
【００１０】本発明においては、光ファイバ母材から加
熱線引きされた直後の光ファイバが有する高温度によ
り、前記したジクロルメタンまたはジクロルメタンと炭
化水素との混合物（以下、これらを炭素被覆形成用ガス
と総称する）を熱分解して当該光ファイバの表面に炭素
被覆層を直接形成することを発明構成要件とするもので
ある。なお、線引き直後に光ファイバが有する高温度を
利用して炭素被覆形成用ガスを熱分解する本発明の方法
に代わって、たとえば低温度の光ファイバを高温度の反
応炉に導入して必要な高温度に加熱すると共に炭素被覆
形成用ガスを熱分解する方法によっては、得られた光フ
ァイバは引張強度が低いので本発明の課題を解決するこ
とができない。
熱線引きされた直後の光ファイバが有する高温度によ
り、前記したジクロルメタンまたはジクロルメタンと炭
化水素との混合物（以下、これらを炭素被覆形成用ガス
と総称する）を熱分解して当該光ファイバの表面に炭素
被覆層を直接形成することを発明構成要件とするもので
ある。なお、線引き直後に光ファイバが有する高温度を
利用して炭素被覆形成用ガスを熱分解する本発明の方法
に代わって、たとえば低温度の光ファイバを高温度の反
応炉に導入して必要な高温度に加熱すると共に炭素被覆
形成用ガスを熱分解する方法によっては、得られた光フ
ァイバは引張強度が低いので本発明の課題を解決するこ
とができない。
【００１１】石英ガラス系光ファイバ母材は、通常２０
００℃以上の高温度炉内で加熱線引きされる。その際の
線引きの余熱温度を利用し、炭素被覆形成用ガスを熱分
解して光ファイバ表面上に炭素被覆層を形成する。この
場合の余熱温度としては、供給する炭素被覆形成用ガス
が熱分解し得る温度域であり、当該ガスが光ファイバと
接触して熱分解を開始する際の光ファイバの温度で表す
と、特に耐水素性の向上の観点から１４００℃より高く
１８００℃以下である。かかる温度域での熱分解が好ま
しい理由として、高温度での急速な反応と異なって、該
温度域では熱分解が比較的ゆっくり進行して生成する炭
素の粒径のきめが細かくなって水素ガスに対する遮蔽効
果が向上するためと考えられる。
００℃以上の高温度炉内で加熱線引きされる。その際の
線引きの余熱温度を利用し、炭素被覆形成用ガスを熱分
解して光ファイバ表面上に炭素被覆層を形成する。この
場合の余熱温度としては、供給する炭素被覆形成用ガス
が熱分解し得る温度域であり、当該ガスが光ファイバと
接触して熱分解を開始する際の光ファイバの温度で表す
と、特に耐水素性の向上の観点から１４００℃より高く
１８００℃以下である。かかる温度域での熱分解が好ま
しい理由として、高温度での急速な反応と異なって、該
温度域では熱分解が比較的ゆっくり進行して生成する炭
素の粒径のきめが細かくなって水素ガスに対する遮蔽効
果が向上するためと考えられる。
【００１２】而して本発明における炭素被覆の形成は、
線引き後の光ファイバの余熱温度が上記した温度範囲と
なる辺りで炭素被覆形成用ガスを光ファイバに直接吹付
ける方法、炭素被覆形成用ガスを連続供給している反応
管を設置し該反応管中に光ファイバを通過させる方法
等、本発明の目的を達し得る限り適宜の手段を採用する
ことができる。反応温度保持のため、たとえば石英ガラ
ス、セラミック等の耐熱性反応管を用いて保温条件下で
実施することが望ましい。
線引き後の光ファイバの余熱温度が上記した温度範囲と
なる辺りで炭素被覆形成用ガスを光ファイバに直接吹付
ける方法、炭素被覆形成用ガスを連続供給している反応
管を設置し該反応管中に光ファイバを通過させる方法
等、本発明の目的を達し得る限り適宜の手段を採用する
ことができる。反応温度保持のため、たとえば石英ガラ
ス、セラミック等の耐熱性反応管を用いて保温条件下で
実施することが望ましい。
【００１３】炭素被覆形成用ガスの供給量は、通常３０
０〜５０００cc／min 、好ましくは５００〜３０００cc
／min である。炭素被覆形成用ガスは、ヘリウム、アル
ゴン等の不活性ガスによって希釈したものを用いてもよ
く、その場合は希釈ガス中の濃度にして３０〜９０容量
％、好ましくは５０〜８０容量％である。また光ファイ
バ表面に形成される炭素被覆層は、厚さ３００〜１００
０Å、好ましくは４００〜６００Åである。炭素被覆形
成用ガスの熱分解に要する時間は、該ガスの種類、ガス
濃度等によって適宜選択されるが、０．０５〜５秒、好
ましくは０．０５〜１秒、特に０．１〜０．５秒が適当
である。なお上記炭素被覆は一層のみでなく、繰返し被
覆することによって二層以上の被覆膜を形成してもよ
い。
０〜５０００cc／min 、好ましくは５００〜３０００cc
／min である。炭素被覆形成用ガスは、ヘリウム、アル
ゴン等の不活性ガスによって希釈したものを用いてもよ
く、その場合は希釈ガス中の濃度にして３０〜９０容量
％、好ましくは５０〜８０容量％である。また光ファイ
バ表面に形成される炭素被覆層は、厚さ３００〜１００
０Å、好ましくは４００〜６００Åである。炭素被覆形
成用ガスの熱分解に要する時間は、該ガスの種類、ガス
濃度等によって適宜選択されるが、０．０５〜５秒、好
ましくは０．０５〜１秒、特に０．１〜０．５秒が適当
である。なお上記炭素被覆は一層のみでなく、繰返し被
覆することによって二層以上の被覆膜を形成してもよ
い。
【００１４】かくして炭素被覆された光ファイバは、通
常、樹脂被覆される。樹脂としては硬化性樹脂が好まし
く、硬化性樹脂液塗布装置を経て熱、紫外線その他の硬
化装置により硬化されて樹脂保護層が形成される。
常、樹脂被覆される。樹脂としては硬化性樹脂が好まし
く、硬化性樹脂液塗布装置を経て熱、紫外線その他の硬
化装置により硬化されて樹脂保護層が形成される。
【００１５】
【実施例】以下に実施例により本発明を一層詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもので
ない。 比較例１、実施例１〜５ Ｇｅドープの石英ガラスコアの上にＢ及びＦドープの石
英ガラスクラッド層を有する光ファイバ母材を線引き炉
内で温度２２００℃、線速２５０ｍ／分で外径１２５μ
m の光ファイバに線引きした。次いで得られた光ファイ
バを直ちに線引き炉の下に設置されている石英ガラス製
の反応管（長さ１ｍ）中を連続通過させて光ファイバ表
面に炭素被覆を行った。なお、当該反応管の入口にはガ
ス供給手段が設置されており、そこから炭素被覆形成用
ガスとしてのジクロルメタンとアルゴンとの混合ガスが
反応管内に連続供給されている。最後に、炭素被覆され
た光ファイバを常法により紫外線硬化樹脂により処理し
て保護層を形成した。表１に反応管の入口（ガス供給手
段の設置位置あたり）における光ファイバ温度、ジクロ
ルメタンとアルゴンとの各供給量、得られた光ファイバ
の諸特性を示す。なお光ファイバ温度(T) は、反応管の
線引き炉からの設置位置を変えて調節し、その温度はよ
く知られた下記の式にて算出した。 T ＝ T0 ＋（T1−T0 ) exp( −4hz/ρCdV) T : 測定点のファイバの温度 、 z : 線引き位置からの距離、 T0: 外気温度 、 ρ: ファイバ密度、 T1: 線引き直後（線引き位置）の C : ファイバ比熱、 ファイバ温度、 d : ファイバ径、 h : 熱伝導率、 V : 線速 。 また光ファイバの特性のうち、引張り強さは長さ１０ｍ
の試料につき歪速度５％／分の引張条件にて、電気抵抗
は単位長さ当たりの炭素被覆の平均電気抵抗を抵抗計を
用い、耐水性は８０℃の純水中に２００時間浸漬した後
の光ファイバの引張強度を、耐水素性は、１０００ｍの
光ファイバ試料を３気圧（ゲージ圧）の水素雰囲気中に
３００時間放置し、その前後における波長１．２４μm
における損失増加量を、それぞれ測定した。
するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもので
ない。 比較例１、実施例１〜５ Ｇｅドープの石英ガラスコアの上にＢ及びＦドープの石
英ガラスクラッド層を有する光ファイバ母材を線引き炉
内で温度２２００℃、線速２５０ｍ／分で外径１２５μ
m の光ファイバに線引きした。次いで得られた光ファイ
バを直ちに線引き炉の下に設置されている石英ガラス製
の反応管（長さ１ｍ）中を連続通過させて光ファイバ表
面に炭素被覆を行った。なお、当該反応管の入口にはガ
ス供給手段が設置されており、そこから炭素被覆形成用
ガスとしてのジクロルメタンとアルゴンとの混合ガスが
反応管内に連続供給されている。最後に、炭素被覆され
た光ファイバを常法により紫外線硬化樹脂により処理し
て保護層を形成した。表１に反応管の入口（ガス供給手
段の設置位置あたり）における光ファイバ温度、ジクロ
ルメタンとアルゴンとの各供給量、得られた光ファイバ
の諸特性を示す。なお光ファイバ温度(T) は、反応管の
線引き炉からの設置位置を変えて調節し、その温度はよ
く知られた下記の式にて算出した。 T ＝ T0 ＋（T1−T0 ) exp( −4hz/ρCdV) T : 測定点のファイバの温度 、 z : 線引き位置からの距離、 T0: 外気温度 、 ρ: ファイバ密度、 T1: 線引き直後（線引き位置）の C : ファイバ比熱、 ファイバ温度、 d : ファイバ径、 h : 熱伝導率、 V : 線速 。 また光ファイバの特性のうち、引張り強さは長さ１０ｍ
の試料につき歪速度５％／分の引張条件にて、電気抵抗
は単位長さ当たりの炭素被覆の平均電気抵抗を抵抗計を
用い、耐水性は８０℃の純水中に２００時間浸漬した後
の光ファイバの引張強度を、耐水素性は、１０００ｍの
光ファイバ試料を３気圧（ゲージ圧）の水素雰囲気中に
３００時間放置し、その前後における波長１．２４μm
における損失増加量を、それぞれ測定した。
【００１６】
【表１】
【００１７】比較例２、実施例６〜１０ ジクロルメタンとアルゴンとの混合ガスに代えてジクロ
ルメタン、アセチレン及びアルゴンとの混合ガスを使用
する以外は実施例１等と同様の方法で線引き、炭素被
覆、並びに樹脂被覆を行って、光ファイバを得た。但
し、各ガスの供給量、光ファイバ温度等は表２に示す通
りである。同表に得られた光ファイバの特性を示す。
ルメタン、アセチレン及びアルゴンとの混合ガスを使用
する以外は実施例１等と同様の方法で線引き、炭素被
覆、並びに樹脂被覆を行って、光ファイバを得た。但
し、各ガスの供給量、光ファイバ温度等は表２に示す通
りである。同表に得られた光ファイバの特性を示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】実施例１１〜１６ ジクロルメタンとアルゴンとの混合ガスに代えてジクロ
ルメタンのみを使用する以外は実施例１等と同様の方法
で線引き、炭素被覆、並びに樹脂被覆を行って、光ファ
イバを得た。但し、ジクロルメタンの供給量、光ファイ
バ温度等は表３に示す通りである。同表に得られた光フ
ァイバの特性を示す。
ルメタンのみを使用する以外は実施例１等と同様の方法
で線引き、炭素被覆、並びに樹脂被覆を行って、光ファ
イバを得た。但し、ジクロルメタンの供給量、光ファイ
バ温度等は表３に示す通りである。同表に得られた光フ
ァイバの特性を示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
【発明の効果】本発明では、炭素被覆形成用ガスの熱分
解のために線引き直後の光ファイバの余熱温度を利用す
るので特別な加熱炉を必要とせず、而して光ファイバの
製造が経済的であり、しかも得られる光ファイバは耐水
性、耐水素性、及び機械的強度、特に引張り強さ、の各
面で改善された高性能を示すので、各種方面の光通信に
安心して適用できる。
解のために線引き直後の光ファイバの余熱温度を利用す
るので特別な加熱炉を必要とせず、而して光ファイバの
製造が経済的であり、しかも得られる光ファイバは耐水
性、耐水素性、及び機械的強度、特に引張り強さ、の各
面で改善された高性能を示すので、各種方面の光通信に
安心して適用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森澤 正明 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電 線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 竹田 哲也 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電 線工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 田中 紘幸 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電 線工業株式会社伊丹製作所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C03C 25/02
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバ母材から加熱線引きされた直
後の光ファイバが有する１４００℃より高く１８００℃
以下の高温度によりジクロルメタンまたはジクロルメタ
ンと炭化水素との混合物を熱分解して当該光ファイバを
炭素被覆することを特徴とする石英ガラス系光ファイバ
の製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3262709A JP2955787B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-09-12 | 石英ガラス系光ファイバの製造法 |
| US07/913,171 US5354348A (en) | 1991-05-12 | 1992-07-14 | Method for producing silica glass optical fiber with carbon coating |
| EP92402042A EP0524090B1 (en) | 1991-07-15 | 1992-07-15 | Method for producing silica glass optical fiber and reaction apparatus for carbon coating |
| DE1992624683 DE69224683T2 (de) | 1991-07-15 | 1992-07-15 | Verfahren zur Herstellung einer optischen Silica-Glasfaser und Reaktionsapparat für Kohlenstoffbeschichtung |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20148491 | 1991-07-15 | ||
| JP3-201484 | 1991-07-15 | ||
| JP3262709A JP2955787B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-09-12 | 石英ガラス系光ファイバの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570184A JPH0570184A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2955787B2 true JP2955787B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=26512816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3262709A Expired - Fee Related JP2955787B2 (ja) | 1991-05-12 | 1991-09-12 | 石英ガラス系光ファイバの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2955787B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001083448A (ja) | 1999-09-09 | 2001-03-30 | Fuji Xerox Co Ltd | 回転偏向器、光走査装置、及び画像形成装置 |
| WO2021128213A1 (zh) * | 2019-12-26 | 2021-07-01 | 中天科技光纤有限公司 | 光纤及其成型方法 |
-
1991
- 1991-09-12 JP JP3262709A patent/JP2955787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570184A (ja) | 1993-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |