JP3282919B2 - カーボン被覆光ファイバ製造法 - Google Patents
カーボン被覆光ファイバ製造法Info
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- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、線引き直後の光ファイ
バにカーボン膜を合成するための方法に関するものであ
る。
バにカーボン膜を合成するための方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】海底光ケーブルのような長距離用の光フ
ァイバにおいては１Ｋｍ以上の長さの光ファイバを使用
する必要がある。そのような長い光ファイバを使用する
時の技術上の問題は、そのような光ファイバの充分な機
械的強度が不足していることである。通常の光ファイバ
の抗張力は５００００乃至８００００p.s.i.の範囲にあ
るが、海底光ケーブルのような長距離用の光ファイバに
おいては２００００p.s.i.以上の機械的強度が要求され
る。通常の光ファイバも線引き直後の機械的強度は１０
０万p.s.i.のオーダがあると言われているが、実際には
光ファイバの線引きの間及びその後の機械的摩擦や周囲
の雰囲気中の水蒸気や汚染物質、特に水素の化学的な作
用によって光ファイバ表面にサブミクロンオーダの微細
な応力腐食による傷が発生して、強度が低下すると考え
られている。
ァイバにおいては１Ｋｍ以上の長さの光ファイバを使用
する必要がある。そのような長い光ファイバを使用する
時の技術上の問題は、そのような光ファイバの充分な機
械的強度が不足していることである。通常の光ファイバ
の抗張力は５００００乃至８００００p.s.i.の範囲にあ
るが、海底光ケーブルのような長距離用の光ファイバに
おいては２００００p.s.i.以上の機械的強度が要求され
る。通常の光ファイバも線引き直後の機械的強度は１０
０万p.s.i.のオーダがあると言われているが、実際には
光ファイバの線引きの間及びその後の機械的摩擦や周囲
の雰囲気中の水蒸気や汚染物質、特に水素の化学的な作
用によって光ファイバ表面にサブミクロンオーダの微細
な応力腐食による傷が発生して、強度が低下すると考え
られている。
【０００３】この対策として、線引き直後の光ファイバ
にハーメチック被覆を施す方法が提案されている。ハー
メチック被覆光ファイバの製造方法としては、線引直後
の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法を用いて２００〜１００
０Åの無機材料層を合成することが一般的に行われてい
る。このような方法で製造される光ファイバとして、表
面に炭素及び炭素化合物膜からなる無機材料層（以下、
単にカーボン膜という）を有するものがよく知られい
る。こうした中でカーボン膜はＨ2 の侵入をほぼ完全に
防ぐため、カーボン被覆光ファイバの耐水素特性は従来
の光ファイバに比べて著しく改善されている。同時に、
前記カーボン膜はＨ2 Ｏの侵入も防ぐので、カーボン被
覆光ファイバには石英ガラスに見られるＨ2 Ｏに起因す
る応力腐食が発生せず、当然疲労特性も著しく改善され
る。
にハーメチック被覆を施す方法が提案されている。ハー
メチック被覆光ファイバの製造方法としては、線引直後
の光ファイバ表面に熱ＣＶＤ法を用いて２００〜１００
０Åの無機材料層を合成することが一般的に行われてい
る。このような方法で製造される光ファイバとして、表
面に炭素及び炭素化合物膜からなる無機材料層（以下、
単にカーボン膜という）を有するものがよく知られい
る。こうした中でカーボン膜はＨ2 の侵入をほぼ完全に
防ぐため、カーボン被覆光ファイバの耐水素特性は従来
の光ファイバに比べて著しく改善されている。同時に、
前記カーボン膜はＨ2 Ｏの侵入も防ぐので、カーボン被
覆光ファイバには石英ガラスに見られるＨ2 Ｏに起因す
る応力腐食が発生せず、当然疲労特性も著しく改善され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のカーボン膜の合
成方法は、原料ガス（アセチレンガス）を熱分解させて
光ファイバ上にカーボン膜を成膜させている。ところで
カーボン層を成膜する際、反応炉内で熱分解した原料ガ
スはカーボン六角網面体となり一部のカーボン六角網面
体は光ファイバ石英部表面に堆積するが、残りのカーボ
ン六角網面体は気相中で凝集し煤となる。反応炉内で分
解した原料ガスのうち光ファイバ上のカーボン膜となる
原料ガスは光ファイバ近傍で分解した原料ガスの一部分
であり、光ファイバからある程度離れた位置で分解した
原料ガスの大部分は、光ファイバ上に堆積するに到らず
気相中で凝集し煤になる。
成方法は、原料ガス（アセチレンガス）を熱分解させて
光ファイバ上にカーボン膜を成膜させている。ところで
カーボン層を成膜する際、反応炉内で熱分解した原料ガ
スはカーボン六角網面体となり一部のカーボン六角網面
体は光ファイバ石英部表面に堆積するが、残りのカーボ
ン六角網面体は気相中で凝集し煤となる。反応炉内で分
解した原料ガスのうち光ファイバ上のカーボン膜となる
原料ガスは光ファイバ近傍で分解した原料ガスの一部分
であり、光ファイバからある程度離れた位置で分解した
原料ガスの大部分は、光ファイバ上に堆積するに到らず
気相中で凝集し煤になる。
【０００５】一般的に行われているカーボン被覆光ファ
イバ製造装置においては、このような光ファイバ上に堆
積するに到らず気相中で凝集する煤は反応炉内壁に堆積
していくか、未反応ガスとともに排出されるかの何れか
である。反応炉内に堆積する煤が増加してくると、反応
炉内を走行する光ファイバと煤が接触する可能性があ
る。光ファイバと煤が接触すると、光ファイバ表面に傷
が生じ、強度、ハーメチック特性を悪化させる。また、
反応炉内で堆積した煤は反応炉内のガスの流れを変える
ことになり、光ファイバの長手方向の特性の変化を引き
起こす。さらに、反応炉内に一定量以上煤が留まると排
気部や反応炉内でガスがスムーズに流れなくなり均一な
カーボン被覆が行えない状況、いわゆる煤詰まりを引き
起こし、それ以上のカーボン被覆光ファイバの線引続行
が不可能となってしまう。
イバ製造装置においては、このような光ファイバ上に堆
積するに到らず気相中で凝集する煤は反応炉内壁に堆積
していくか、未反応ガスとともに排出されるかの何れか
である。反応炉内に堆積する煤が増加してくると、反応
炉内を走行する光ファイバと煤が接触する可能性があ
る。光ファイバと煤が接触すると、光ファイバ表面に傷
が生じ、強度、ハーメチック特性を悪化させる。また、
反応炉内で堆積した煤は反応炉内のガスの流れを変える
ことになり、光ファイバの長手方向の特性の変化を引き
起こす。さらに、反応炉内に一定量以上煤が留まると排
気部や反応炉内でガスがスムーズに流れなくなり均一な
カーボン被覆が行えない状況、いわゆる煤詰まりを引き
起こし、それ以上のカーボン被覆光ファイバの線引続行
が不可能となってしまう。
【０００６】現在までのところこうした問題を解決する
ために、光ファイバ上のカーボン膜生成にあまり影響し
ない部位で原料が熱分解しないように、反応炉内壁部を
冷却し、反応炉内の断面方向に温度勾配をつくる手法等
が用いられている。しかしながらこのような方法を用い
ても煤の発生を抑制させる効果は不十分である。
ために、光ファイバ上のカーボン膜生成にあまり影響し
ない部位で原料が熱分解しないように、反応炉内壁部を
冷却し、反応炉内の断面方向に温度勾配をつくる手法等
が用いられている。しかしながらこのような方法を用い
ても煤の発生を抑制させる効果は不十分である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決し、反応炉内に煤を堆積させずに効率よく光ファイバ
表面にカーボン膜を合成するカーボン被覆光ファイバの
製造法を提供することを目的とする。上記の目的を達成
するために、本発明は以下のような手段を有している。
決し、反応炉内に煤を堆積させずに効率よく光ファイバ
表面にカーボン膜を合成するカーボン被覆光ファイバの
製造法を提供することを目的とする。上記の目的を達成
するために、本発明は以下のような手段を有している。
【０００８】本発明のカーボン被覆光ファイバ製造法
は、光ファイバを反応炉に通しつつ、前記反応炉内に供
給する原料ガスを化学反応させて前記光ファイバの表面
にカーボン被覆を合成してカーボン被覆光ファイバを製
造するカーボン被覆光ファイバ製造法において、前記反
応炉内の水素濃度を光ファイバ近傍で低く、反応炉内外
周部で高くすることを特徴とする。
は、光ファイバを反応炉に通しつつ、前記反応炉内に供
給する原料ガスを化学反応させて前記光ファイバの表面
にカーボン被覆を合成してカーボン被覆光ファイバを製
造するカーボン被覆光ファイバ製造法において、前記反
応炉内の水素濃度を光ファイバ近傍で低く、反応炉内外
周部で高くすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明のうち請求項１〜８のカーボン被覆光フ
ァイバ製造法によれば、光ファイバを反応炉に通しつ
つ、前記反応炉内に供給する原料ガスを化学反応させて
前記光ファイバの表面にカーボン被覆を合成してカーボ
ン被覆光ファイバを製造するカーボン被覆光ファイバ製
造法において、前記反応炉内の水素濃度を光ファイバ近
傍で低く、反応炉内外周部で高くするので、反応炉内外
周部での原料ガスの化学反応による熱分解が遅れ、外周
部での煤の生成が抑制される。
ァイバ製造法によれば、光ファイバを反応炉に通しつ
つ、前記反応炉内に供給する原料ガスを化学反応させて
前記光ファイバの表面にカーボン被覆を合成してカーボ
ン被覆光ファイバを製造するカーボン被覆光ファイバ製
造法において、前記反応炉内の水素濃度を光ファイバ近
傍で低く、反応炉内外周部で高くするので、反応炉内外
周部での原料ガスの化学反応による熱分解が遅れ、外周
部での煤の生成が抑制される。
【００１０】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）図１は本発明のカーボン被覆光ファイバの
製造に使用した装置である。コア部にＧｅＯ2 がドーパ
ントとして添加されたシングルモード光ファイバ母材１
をヒーター２を内包する線引炉３で紡糸する。その線引
き直後の光ファイバ４を線引炉３の直下に設置された熱
ＣＶＤ反応炉５に導入する。この熱ＣＶＤ反応炉５内に
は原料ガス供給口６より原料ガスが供給され、該原料ガ
スの熱分解により線引き直後の裸線４の表面にカーボン
膜を形成してカーボン被覆光ファイバ８ができる。その
後、このカーボン被覆光ファイバ８はその表面に液状の
樹脂被覆を施すダイス部９に導かれ、その後ＵＶ灯を有
する硬化装置１０にて硬化される。カーボン被覆及び樹
脂被覆を施された光ファイバは引取機により引き取ら
れ、図示しない巻取機に巻き取られる。
る。 （実施例１）図１は本発明のカーボン被覆光ファイバの
製造に使用した装置である。コア部にＧｅＯ2 がドーパ
ントとして添加されたシングルモード光ファイバ母材１
をヒーター２を内包する線引炉３で紡糸する。その線引
き直後の光ファイバ４を線引炉３の直下に設置された熱
ＣＶＤ反応炉５に導入する。この熱ＣＶＤ反応炉５内に
は原料ガス供給口６より原料ガスが供給され、該原料ガ
スの熱分解により線引き直後の裸線４の表面にカーボン
膜を形成してカーボン被覆光ファイバ８ができる。その
後、このカーボン被覆光ファイバ８はその表面に液状の
樹脂被覆を施すダイス部９に導かれ、その後ＵＶ灯を有
する硬化装置１０にて硬化される。カーボン被覆及び樹
脂被覆を施された光ファイバは引取機により引き取ら
れ、図示しない巻取機に巻き取られる。
【００１１】以下に本発明の具体例及び比較例を示す。
図２（ａ）乃至（ｄ）は上記図１の装置の反応炉５の一
部を拡大した説明図で、図２（ａ）は反応炉５の縦断
面、（ｂ）は反応炉５の上面図、（ｃ）は反応炉５の下
面図、（ｄ）は反応炉５の内部の部分拡大図である。図
２において符号６は原料ガス供給口であり、７は原料ガ
スのうち未分解のガスあるいは分解したが光ファイバ４
に付着しなかった煤を排出する排気口である。本例では
原料ガス供給口６及び排気口７はそれぞれ４口づつ設け
られている。符号２２は水素ラジカルを発生させるガス
を供給する熱分解反応抑制ガス供給口でこの熱分解反応
抑制ガス供給口２２は複数口、本例では４口設けられ反
応炉５内で、周壁に沿って反応炉５内の中央部に達する
ように導かれている筒状の導入体２１に一体に連結され
ている。筒状の導入体２１には数個の子孔が設けられて
いて、この子孔は下方のもの程孔径が大きくなってい
る。なお、符号２３は上シールガス供給口、２４は冷却
水排水口、２５は冷却水供給口、２６は下シールガス供
給口である。
図２（ａ）乃至（ｄ）は上記図１の装置の反応炉５の一
部を拡大した説明図で、図２（ａ）は反応炉５の縦断
面、（ｂ）は反応炉５の上面図、（ｃ）は反応炉５の下
面図、（ｄ）は反応炉５の内部の部分拡大図である。図
２において符号６は原料ガス供給口であり、７は原料ガ
スのうち未分解のガスあるいは分解したが光ファイバ４
に付着しなかった煤を排出する排気口である。本例では
原料ガス供給口６及び排気口７はそれぞれ４口づつ設け
られている。符号２２は水素ラジカルを発生させるガス
を供給する熱分解反応抑制ガス供給口でこの熱分解反応
抑制ガス供給口２２は複数口、本例では４口設けられ反
応炉５内で、周壁に沿って反応炉５内の中央部に達する
ように導かれている筒状の導入体２１に一体に連結され
ている。筒状の導入体２１には数個の子孔が設けられて
いて、この子孔は下方のもの程孔径が大きくなってい
る。なお、符号２３は上シールガス供給口、２４は冷却
水排水口、２５は冷却水供給口、２６は下シールガス供
給口である。
【００１２】上記図１及び図２に示した装置で、線引炉
内３の温度が約２０００℃、紡糸速度が３５０ｍ／分と
いう条件で光ファイバにカーボン被覆を行った。さら
に、得られたカーボン被覆光ファイバには直ちにその保
護を目的として外径が２５０ｎｍとなるように樹脂被覆
を行った。一般に行われているように反応炉５内壁部を
冷却水で冷却した。原料ガス供給口６より原料ガス（炭
化水素＋塩素）を供給すると、供給された原料ガスは反
応炉５内で層流に近い形で流れて反応炉５内下方に進行
する。同時に熱分解反応抑制ガス供給口２２から熱分解
反応抑制ガスとして水素ガスと希釈ガス（Ａｒ）を入
れ、反応炉５内で層流に近い形で流れている原料ガスの
外周部（反応炉３内壁部）での水素濃度を高くする。水
素ガスと希釈ガス（Ａｒ）は外周部から反応炉５中心軸
方向に拡散される。これにより、反応炉５内での水素の
分布が中心軸付近で低く、内壁部付近で高くなる勾配を
示すことになる。
内３の温度が約２０００℃、紡糸速度が３５０ｍ／分と
いう条件で光ファイバにカーボン被覆を行った。さら
に、得られたカーボン被覆光ファイバには直ちにその保
護を目的として外径が２５０ｎｍとなるように樹脂被覆
を行った。一般に行われているように反応炉５内壁部を
冷却水で冷却した。原料ガス供給口６より原料ガス（炭
化水素＋塩素）を供給すると、供給された原料ガスは反
応炉５内で層流に近い形で流れて反応炉５内下方に進行
する。同時に熱分解反応抑制ガス供給口２２から熱分解
反応抑制ガスとして水素ガスと希釈ガス（Ａｒ）を入
れ、反応炉５内で層流に近い形で流れている原料ガスの
外周部（反応炉３内壁部）での水素濃度を高くする。水
素ガスと希釈ガス（Ａｒ）は外周部から反応炉５中心軸
方向に拡散される。これにより、反応炉５内での水素の
分布が中心軸付近で低く、内壁部付近で高くなる勾配を
示すことになる。
【００１３】原料ガスの熱分解は、反応炉５内の温度分
布以外にも水素濃度の分布の影響により反応炉５の中心
軸から遠ざかるに従って熱分解が抑制されることにな
る。結果的に、反応炉５内で光ファイバ４から遠ざかる
に従い原料ガスの熱分解反応が水素濃度の分布の影響に
より抑制されるので、光ファイバ４表面のカーボン層の
合成にはほとんど影響することなく反応炉５内外周部で
の煤の発生が減少することになる。本実施例の場合、水
素ガスはその拡散が速く比較的分解も起こり易いので、
水素ガスはアルゴンガスで希釈し、水素ガスとアルゴン
ガスの総和は原料ガスと略同量で、水素ガスの流量は原
料ガス流量の１５％程度が好適であり、２％未満では効
果が少なく、２０％を越えるとカーボン膜の特性を損な
うことになる。
布以外にも水素濃度の分布の影響により反応炉５の中心
軸から遠ざかるに従って熱分解が抑制されることにな
る。結果的に、反応炉５内で光ファイバ４から遠ざかる
に従い原料ガスの熱分解反応が水素濃度の分布の影響に
より抑制されるので、光ファイバ４表面のカーボン層の
合成にはほとんど影響することなく反応炉５内外周部で
の煤の発生が減少することになる。本実施例の場合、水
素ガスはその拡散が速く比較的分解も起こり易いので、
水素ガスはアルゴンガスで希釈し、水素ガスとアルゴン
ガスの総和は原料ガスと略同量で、水素ガスの流量は原
料ガス流量の１５％程度が好適であり、２％未満では効
果が少なく、２０％を越えるとカーボン膜の特性を損な
うことになる。
【００１４】（実施例２）図３は上記図１の装置の別の
反応炉５Ａの一部を拡大した断面図である。図３におい
て符号２２Ａは水素ラジカルを発生させるガスを供給す
る熱分解反応抑制ガス供給口で、この熱分解反応抑制ガ
ス供給口２２Ａは複数口、本例では４口設けられてお
り、反応炉５Ａ内で反応炉５Ａ内上部でテーパ状の導入
体２１Ａに一体に連結されている。テーパ状の導入体２
１Ａは図２の導入体２１に比べてその先端は短い。その
他の構成は図２に示す反応炉と同様につき同様な部位に
は図２に示す反応炉と同符号を付して詳細な説明を省略
する。
反応炉５Ａの一部を拡大した断面図である。図３におい
て符号２２Ａは水素ラジカルを発生させるガスを供給す
る熱分解反応抑制ガス供給口で、この熱分解反応抑制ガ
ス供給口２２Ａは複数口、本例では４口設けられてお
り、反応炉５Ａ内で反応炉５Ａ内上部でテーパ状の導入
体２１Ａに一体に連結されている。テーパ状の導入体２
１Ａは図２の導入体２１に比べてその先端は短い。その
他の構成は図２に示す反応炉と同様につき同様な部位に
は図２に示す反応炉と同符号を付して詳細な説明を省略
する。
【００１５】上記図１及び図３に示した装置で、樹脂外
径が２５０μｍ、線引炉３の温度が約２０００℃、紡糸
速度が３５０ｍ／分という条件でカーボン被覆を行っ
た。実施例１と同様に、反応炉５Ａ内壁部を冷却しなが
らカーボン被覆を行った。原料ガス供給口６より入れた
原料ガスの外周部に、熱分解反応抑制ガス供給口２２Ａ
から熱分解反応抑制ガスとしてメタンガスと希釈ガス
（Ａｒ）を入れ、反応炉５Ａ内でのメタンガスの分布を
反応炉５Ａの中心軸付近で低く、内壁部付近で高くなる
勾配を示すようにする。反応炉５Ａに入れられたメタン
ガスは熱分解することにより水素ラジカルを発生する。
この水素ラジカルは反応炉５Ａ内で層流に近い形で流れ
ている原料ガスの外周部（反応炉５Ａ内壁部）での水素
濃度を高くし、外周部から反応炉５Ａ中心軸方向に水素
を拡散させることになる。
径が２５０μｍ、線引炉３の温度が約２０００℃、紡糸
速度が３５０ｍ／分という条件でカーボン被覆を行っ
た。実施例１と同様に、反応炉５Ａ内壁部を冷却しなが
らカーボン被覆を行った。原料ガス供給口６より入れた
原料ガスの外周部に、熱分解反応抑制ガス供給口２２Ａ
から熱分解反応抑制ガスとしてメタンガスと希釈ガス
（Ａｒ）を入れ、反応炉５Ａ内でのメタンガスの分布を
反応炉５Ａの中心軸付近で低く、内壁部付近で高くなる
勾配を示すようにする。反応炉５Ａに入れられたメタン
ガスは熱分解することにより水素ラジカルを発生する。
この水素ラジカルは反応炉５Ａ内で層流に近い形で流れ
ている原料ガスの外周部（反応炉５Ａ内壁部）での水素
濃度を高くし、外周部から反応炉５Ａ中心軸方向に水素
を拡散させることになる。
【００１６】反応炉５Ａ内の温度分布以外にも水素濃度
の分布の影響により反応炉５Ａの中心軸から遠ざかるに
従って原料ガスの熱分解が抑制されることになる。結果
として反応炉５Ａ内で光ファイバ４から遠ざかるに従い
原料ガスの熱分解反応が抑制されるので、光ファイバ４
表面のカーボン層にはほとんど影響することなく反応炉
５Ａ内外周部での煤の発生が減少することになる。
の分布の影響により反応炉５Ａの中心軸から遠ざかるに
従って原料ガスの熱分解が抑制されることになる。結果
として反応炉５Ａ内で光ファイバ４から遠ざかるに従い
原料ガスの熱分解反応が抑制されるので、光ファイバ４
表面のカーボン層にはほとんど影響することなく反応炉
５Ａ内外周部での煤の発生が減少することになる。
【００１７】本実施例のように水素ガス以外のガスが熱
分解することにより発生する水素ラジカルを使う場合、
ガスの拡散速度と分解エネルギー、さらに分解すること
によって生じる水素ラジカルの数によって光ファイバ上
に成膜するための原料のガスの熱分解反応が影響され
る。従って、メタンガスはアルゴンガスで希釈するとと
もにメタンガスとアルゴンガスの総量は原料ガスと略同
量が好ましい。また、メタンガスの量は原料ガスの２２
％が好適で５％未満では効果が少なく、３０％を越える
とカーボン膜の特性を損なうことになる。
分解することにより発生する水素ラジカルを使う場合、
ガスの拡散速度と分解エネルギー、さらに分解すること
によって生じる水素ラジカルの数によって光ファイバ上
に成膜するための原料のガスの熱分解反応が影響され
る。従って、メタンガスはアルゴンガスで希釈するとと
もにメタンガスとアルゴンガスの総量は原料ガスと略同
量が好ましい。また、メタンガスの量は原料ガスの２２
％が好適で５％未満では効果が少なく、３０％を越える
とカーボン膜の特性を損なうことになる。
【００１８】本発明のカーボン被覆光ファイバ製造法の
実施例１及び実施例２での製造条件と連続線引可能距離
の平均値を表１に記載する。さらに線引したカーボン被
覆光ファイバの長手方向での特性評価結果を図４から図
６に示す。比較例１は図２に示す反応炉５を用い導入口
２２からＡｒのみを流し水素ガスを流さなかった場合、
及び比較例２は図３に示す反応炉５Ａを用い導入口２２
Ａからアルゴンガスのみを流し、メタンガスを流なかっ
た場合の煤詰まりを起こすまでの連続線引可能距離の平
均値を表１に示す。さらに線引したカーボン被覆光ファ
イバの長手方向での特性評価結果の例を図４から図６に
示す。
実施例１及び実施例２での製造条件と連続線引可能距離
の平均値を表１に記載する。さらに線引したカーボン被
覆光ファイバの長手方向での特性評価結果を図４から図
６に示す。比較例１は図２に示す反応炉５を用い導入口
２２からＡｒのみを流し水素ガスを流さなかった場合、
及び比較例２は図３に示す反応炉５Ａを用い導入口２２
Ａからアルゴンガスのみを流し、メタンガスを流なかっ
た場合の煤詰まりを起こすまでの連続線引可能距離の平
均値を表１に示す。さらに線引したカーボン被覆光ファ
イバの長手方向での特性評価結果の例を図４から図６に
示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】図４はカーボン被覆光ファイバの長手にお
ける強度変化を示すグラフである。図５はカーボン被覆
光ファイバの長手における耐水素特性変化を示すグラフ
である。図６はカーボン被覆光ファイバの長手における
疲労特性変化を示すグラフである。本実施例１及び実施
例２は、比較例１及び比較例２に比べてその特性が向上
していることが分かる。
ける強度変化を示すグラフである。図５はカーボン被覆
光ファイバの長手における耐水素特性変化を示すグラフ
である。図６はカーボン被覆光ファイバの長手における
疲労特性変化を示すグラフである。本実施例１及び実施
例２は、比較例１及び比較例２に比べてその特性が向上
していることが分かる。
【００２１】上記実施例１、２において、熱分解反応抑
制ガスを不活性ガスＡｒで希釈して反応炉内に流した
が、希釈ガスとして用いる不活性ガスは、Ｎ2 やＨｅ、
Ｎｅなど熱分解反応に対し不活性ならば本発明を実施す
るために問題とならない。ただしＨｅの様に拡散の早い
ガスを多量に導入する場合は、光ファイバ近傍付近の原
料ガス濃度を著しく低下させる可能性があるので導入量
には注意する必要がある。また、希釈ガスを用いない場
合でも本発明による効果は当然得られることになる。
制ガスを不活性ガスＡｒで希釈して反応炉内に流した
が、希釈ガスとして用いる不活性ガスは、Ｎ2 やＨｅ、
Ｎｅなど熱分解反応に対し不活性ならば本発明を実施す
るために問題とならない。ただしＨｅの様に拡散の早い
ガスを多量に導入する場合は、光ファイバ近傍付近の原
料ガス濃度を著しく低下させる可能性があるので導入量
には注意する必要がある。また、希釈ガスを用いない場
合でも本発明による効果は当然得られることになる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１〜
８のカーボン被覆光ファイバ製造法によれば、光ファイ
バを反応炉に通しつつ、前記反応炉内に供給する原料ガ
スを化学反応させて前記光ファイバの表面にカーボン被
覆を合成してカーボン被覆光ファイバを製造するカーボ
ン被覆光ファイバ製造法において、前記反応炉内の水素
濃度を光ファイバ近傍で低く、反応炉内外周部で高くす
るので、カーボン膜の合成にほとんど影響しない部分で
の原料ガス炭化水素の熱分解反応を抑えることにより、
光ファイバ表面上へのカーボン被覆にはほとんど影響す
ることなく、反応炉内での煤の発生を大幅に抑制するこ
とが実現できる。その結果、連続線引可能距離を増加す
ることができ、更に光ファイバの長手でのカーボン被覆
諸特性を従来よりも安定させることが可能となった。
８のカーボン被覆光ファイバ製造法によれば、光ファイ
バを反応炉に通しつつ、前記反応炉内に供給する原料ガ
スを化学反応させて前記光ファイバの表面にカーボン被
覆を合成してカーボン被覆光ファイバを製造するカーボ
ン被覆光ファイバ製造法において、前記反応炉内の水素
濃度を光ファイバ近傍で低く、反応炉内外周部で高くす
るので、カーボン膜の合成にほとんど影響しない部分で
の原料ガス炭化水素の熱分解反応を抑えることにより、
光ファイバ表面上へのカーボン被覆にはほとんど影響す
ることなく、反応炉内での煤の発生を大幅に抑制するこ
とが実現できる。その結果、連続線引可能距離を増加す
ることができ、更に光ファイバの長手でのカーボン被覆
諸特性を従来よりも安定させることが可能となった。
【００２３】本発明の請求項２のカーボン被覆光ファイ
バ製造法によれば、反応炉内の水素濃度を光ファイバ近
傍で低く、反応炉内外周部で高くするために、反応炉内
外周部に水素ガスを供給することにより行うだけで、反
応炉内での煤の発生を大幅に抑制することが実現でき
る。その結果、連続線引可能距離を増加することがで
き、更に光ファイバの長手でのカーボン被覆諸特性を従
来よりも安定させることが可能となった。
バ製造法によれば、反応炉内の水素濃度を光ファイバ近
傍で低く、反応炉内外周部で高くするために、反応炉内
外周部に水素ガスを供給することにより行うだけで、反
応炉内での煤の発生を大幅に抑制することが実現でき
る。その結果、連続線引可能距離を増加することがで
き、更に光ファイバの長手でのカーボン被覆諸特性を従
来よりも安定させることが可能となった。
【００２４】本発明の請求項３のカーボン被覆光ファイ
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給する水素ガス
流量を原料ガス流量の２％〜２０％の範囲とすることに
より、反応炉内での煤の発生を確実に抑制することが実
現できる。
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給する水素ガス
流量を原料ガス流量の２％〜２０％の範囲とすることに
より、反応炉内での煤の発生を確実に抑制することが実
現できる。
【００２５】本発明の請求項４のカーボン被覆光ファイ
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給する水素ガス
はアルゴンガスで希釈するとともに、水素ガスとアルゴ
ンガスの総和が原料ガスと略同量とすることにより、反
応炉内での煤の発生を安定して抑制することが実現でき
る。
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給する水素ガス
はアルゴンガスで希釈するとともに、水素ガスとアルゴ
ンガスの総和が原料ガスと略同量とすることにより、反
応炉内での煤の発生を安定して抑制することが実現でき
る。
【００２６】本発明の請求項５乃至請求項８のカーボン
被覆光ファイバ製造法によれば、反応炉内の水素濃度を
光ファイバ近傍で低く、反応炉内外周部で高くするため
に、反応炉内外周部に反応炉内で分解して水素ラジカル
を発生するガスを供給することにより行うので、水素ガ
スに比べて拡散速度が遅い分ガスのコントロールが行い
易く、反応炉内での煤の発生を抑制のコントロールがや
り易い。
被覆光ファイバ製造法によれば、反応炉内の水素濃度を
光ファイバ近傍で低く、反応炉内外周部で高くするため
に、反応炉内外周部に反応炉内で分解して水素ラジカル
を発生するガスを供給することにより行うので、水素ガ
スに比べて拡散速度が遅い分ガスのコントロールが行い
易く、反応炉内での煤の発生を抑制のコントロールがや
り易い。
【００２７】本発明の請求項７乃至請求項８のカーボン
被覆光ファイバ製造法によれば、反応炉内外周部に供給
するメタンガスの濃度を原料ガスの５％〜３０％の範囲
とすることより、反応炉内での煤の発生を確実に抑制す
ることが実現できる。
被覆光ファイバ製造法によれば、反応炉内外周部に供給
するメタンガスの濃度を原料ガスの５％〜３０％の範囲
とすることより、反応炉内での煤の発生を確実に抑制す
ることが実現できる。
【００２８】本発明の請求項８のカーボン被覆光ファイ
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給するメタンガ
スはアルゴンガスで希釈するとともに、メタンガスとア
ルゴンガスの総和が原料ガスと略同量とすることによ
り、反応炉内での煤の発生を安定して抑制することが実
現できる。
バ製造法によれば、反応炉内外周部に供給するメタンガ
スはアルゴンガスで希釈するとともに、メタンガスとア
ルゴンガスの総和が原料ガスと略同量とすることによ
り、反応炉内での煤の発生を安定して抑制することが実
現できる。
【図１】本発明のカーボン被覆光ファイバ製造法に使用
する装置の説明図である。
する装置の説明図である。
【図２】図１のカーボン被覆光ファイバ製造法に使用す
る反応炉の一例を示す断面図、上面図、下面図及び反応
炉の内部に一部を拡大した拡大図である。
る反応炉の一例を示す断面図、上面図、下面図及び反応
炉の内部に一部を拡大した拡大図である。
【図３】図１のカーボン被覆光ファイバ製造法に使用す
る反応炉の他の例を示す断面図
る反応炉の他の例を示す断面図
【図４】カーボン被覆光ファイバの長手における強度変
化を示すグラフである。
化を示すグラフである。
【図５】カーボン被覆光ファイバの長手における耐水素
特性変化を示すグラフである。
特性変化を示すグラフである。
【図６】カーボン被覆光ファイバの長手における疲労特
性変化を示すグラフである。
性変化を示すグラフである。
４ 光ファイバ ５、５Ａ 反応炉 ６ 原料ガス供給口 ８ カーボン被覆光ファイバ ２２、２２Ａ 熱分解反応抑制ガス供給口
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/44 301 C03C 25/02
Claims (8)
- 【請求項１】 光ファイバを反応炉に通しつつ、前記反
応炉内に供給する原料ガスを化学反応させて前記光ファ
イバの表面にカーボン被覆を合成してカーボン被覆光フ
ァイバを製造するカーボン被覆光ファイバ製造法におい
て、前記反応炉内の水素濃度を光ファイバ近傍で低く、
反応炉内外周部で高くすることを特徴とするカーボン被
覆光ファイバの製造法。 - 【請求項２】 反応炉内の水素濃度を光ファイバ近傍で
低く、反応炉内外周部で高くするために、反応炉内外周
部に水素ガスを供給することを特徴とする請求項１記載
のカーボン被覆光ファイバの製造法。 - 【請求項３】 反応炉内外周部に供給する水素ガス流量
を原料ガス流量の２％〜２０％の範囲とすることを特徴
とする請求項２記載のカーボン被覆光ファイバの製造
法。 - 【請求項４】 反応炉内外周部に供給する水素ガスはア
ルゴンガスで希釈するとともに、水素ガスとアルゴンガ
スの総和が原料ガスと略同量であることを特徴とする請
求項２または請求項３記載のカーボン被覆光ファイバの
製造法。 - 【請求項５】 反応炉内の水素濃度を光ファイバ近傍で
低く、反応炉内外周部で高くするために、反応炉内外周
部に反応炉内で分解して水素ラジカルを発生するガスを
供給することを特徴とする請求項１記載のカーボン被覆
光ファイバの製造法。 - 【請求項６】 反応炉内で分解して水素ラジカルを発生
するガスがメタンガスであることを特徴とする請求項５
記載のカーボン被覆光ファイバの製造法。 - 【請求項７】 反応炉内外周部に供給するメタンガス流
量を原料ガス流量の５％〜３０％の範囲とすることを特
徴とする請求項６記載のカーボン被覆光ファイバの製造
法。 - 【請求項８】 反応炉内外周部に供給するメタンガスは
アルゴンガスで希釈するとともに、メタンガスとアルゴ
ンガスの総和が原料ガスと略同量であることを特徴とす
る請求項６または請求項７記載のカーボン被覆光ファイ
バの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12575694A JP3282919B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | カーボン被覆光ファイバ製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12575694A JP3282919B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | カーボン被覆光ファイバ製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07309641A JPH07309641A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3282919B2 true JP3282919B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=14918042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12575694A Expired - Fee Related JP3282919B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | カーボン被覆光ファイバ製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3282919B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-16 JP JP12575694A patent/JP3282919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07309641A (ja) | 1995-11-28 |
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