JPH02283640A - 気相成長法による線条体被覆装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気相成長法により線条体の外周に被覆層を設
ける気相成長法による線条体被覆装置に関するものであ
る。

［従来技術］ 近年、光ファイバ等の線条体に種々の気相成長法（ＣＶ
Ｄ法）により被覆層を設け、機械的強度の向上や耐腐食
性の向上、またはガス透過防止特性の向上を図ることが
行われている。

このように線条体の表面に気相成長法により被覆層を設
ける従来の線条体被覆装置は、第９図及び第１０図に示
すように、被覆を行うべき線条体１を通すリアクタ２を
有し、該リアクタ２の反応室３に対する線条体１の入口
部及び出口部には上部シール部４と下部シール部５とが
設けられ、外部からガスが線条体１に沿って入ってくる
のを防止すると共に反応室３内のガスが線条体１に沿っ
て排出されるのを防止するようになっている。また、反
応室３には、その上方の片側に原料ガス導入口６が設け
られ、その下方の反対側に排気ロアが設けられている。

このような反応室３は、常圧から真空まで、種々の条件
で使用される。原料ガス導入口６からは、ＳｉＨ４ガス
、又はＣ２Ｈ２ガス等の各種の原料ガスがＨ２ガス等の
キャリアガス（または稀釈ガス）と共に供給されるよう
になっている。

このような構造によれば、原料ガス導入口６から反応室
３内に導入される原料ガスは、第１０図に示すように渦
を巻いて反応室３内に入り、その後、反応室３の軸心方
向に向きを変えて光ファイバ１に沿って流れるようにな
る。

第１１図は、従来の線条体被覆装置の他の例を示したも
のである。本実施例では、上部シール部４を有する挿入
管８を反応室３内に挿入し、この挿入管８に対応する反
応室３内の箇所にバッファ室部９を設け、このバッファ
室部９に対応させてリアクタ２に原料ガス導入口６を設
けた構造にしている。

このような構造によれば、原料ガス導入口６から反応室
３内に導入された原料ガスは、−旦挿入管８に当ててバ
ッファ室部９で流れを均一化してから、光ファイバ１に
沿って該反応室３内の軸心方向に流れることになる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような線条体被覆装置では、第９図
に示す装置では勿論のこと、第１１図に示す装置でも、
反応室３内での原料ガスの流れは、周方向に均一になら
ず、このため光ファイバ１の表面に対する被覆層の膜厚
分布は、第１２図に示すように著しく不均一になってし
まう問題点があった。また、第９図の場合では、ガスの
導入、排出による不均一な流れが、線条体１を振動させ
たり、心ずれさせたりする問題点があった。特に、線条
体１が光ファイバの場合には、この影響が著しく、外径
変動９強度低下、断線等を引き起こし、生産性を低下さ
せる原因となっていた。

本発明の目的は、反応室内の周方向に均一に原料ガスを
流すことができる線条体被覆装置を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するための本発明の詳細な説明すると
、本発明は反応室の両端にシール部がそれぞれ設けられ
ているリアクタを有し、前記反応室には前記各シール部
を経て被覆を行うべき線条体が貫通され、前記反応室内
には原料ガス導入口に隣接して前記線条体を包囲するバ
ッファ室部が設けられ、該バッファ室部を経て前記線条
体の周囲の長手方向に前記原料ガスが流されて気相成長
法により前記線条体の表面に被覆層が設けられる構造の
気相成長法による線条体被覆装置において、前記反応室
内の前記バッファ室部の出口側には該反応室内を通る前
記線条体を包囲して該線条体のまわりに一様にガスを分
配供給するガス分配多孔体が設けられていることを特徴
とする。

［作用］ このように、リアクタの反応室内におけるバッファ室部
の出口側の線条体のまわりにガス分配多孔体を設けると
、該バッファ室部で周方向に均圧化された原料ガスが該
ガス分配多孔体を通して線条体の周方向に一様に分配供
給されるようになる。

従って、反応室内で線条体の表面に気相成長法により形
成される被覆層の膜厚分布が周方向及び長手方向に均一
になる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。なお、前述した第９図乃至第１１図と対応する部分に
は、同一符号をつけて示している。

第１図乃至第３図は、本発明の第１実施例を示したもの
である。本実施例は、第９図に示すタイプの線条体被覆
装置に本発明を適用した例を示したものである。本実施
例では、線引炉１０で光フアイバ母材１１を加熱溶融さ
せて線引きし、線条体としての光ファイバ１を得、該光
ファイバ１の外径をレーザ式外径測定器１２で測定した
後、リアクタ２に通す。リアクタ２の反応室３内には、
その上部にバッファ室部９が設けられ、該バッファ室部
９の出口側には該反応室３内を通る光ファイバ１を包囲
して該光ファイバ１のまわりに一様にガスを分配供給す
る円筒状のガス分配多孔体１３が設けられている。また
、バッファ室部９内には、ガス分配多孔体１３に対して
同軸状に円筒状のバッフル体１４が設けられ、該バッフ
ル体１４には周方向の間隔をおいて孔１５が設けられて
いる。このようにバッファ室部９及びガス分配多孔体１
３を経て反応室３内の光ファイバ１の回りにガスを供給
すると、バッファ室部９で周方向に均圧化された原料ガ
スがガス分配多孔体１３を通して光ファイバ１の周方向
に一様に分配供給されるようになる。従って、反応室３
内で光ファイバ１の表面に気相成長法によりアモルファ
スカーボンよりなる気密被覆層が周方向及び長手方向に
一様な膜厚で被覆できる。実験によると、該気密被覆層
の膜厚分布は、第４図に示すように、周方向及び長手方
向に一様になっていることが確認された。

なお、測定はスキャニング・エレクトロン・マイクロス
コープ（ＳＥＭ）で行った。得られた気密被覆光ファイ
バ（気密被覆線条体）１６は、被覆ダイス１７に通し、
その表面に樹脂を被覆し、その樹脂を硬化させた後、引
取り機１８で引取り、巻取り機１９で巻き取った。

第５図及び第６図は、本発明の第２実施例を示したもの
である。本実施例は、第１１図に示す挿入管８を有する
タイプの線条体被覆装置に本発明を適用した例を示した
ものである。本実施例では、反応室３内のバッファ室部
９の出口における挿入管８とリアクタ２との間にガス分
配多孔体１３が設けられている。

このようにしても、第１実施例と同様な効果を得ること
ができる。

第７図は、本発明の第３実施例を示したものである。本
実施例は、第９図に示すタイプの線条体被覆装置に本発
明を適用した例を示したものである。

本実施例の線条体被覆装置における上部シール部４は、
反応室３を大気と隔離するためのものであって、シール
室２０の上下に差圧発生部２１゜２２が設けられて構成
されている。差圧発生部２１．２２は、シールガスが容
易に漏れないように光フアイバ通過孔の隙間を狭くして
形成されている。シール室２０には、シールガス導入口
２３から大気圧より高い圧力でシールガスが導入される
ようになっている。シール室２０の出口側には、円筒状
のガス分配多孔体２４が設けられ、その前段でシール室
２０内には円筒状のバッフル体２５が同軸状に設けられ
、該バッフル体２５には周方向に間隔を開けて孔２６が
設けられている。シール部４には、ガス分配多孔体２４
の出口における圧力を測定する圧力計２７が設けられて
いる。

反応室３内の上部には、前述したと同様にして、原料ガ
ス導入口６．バッファ室部９．ガス分配多孔体１３．バ
ッフル体１４が設けられている。反応室３には、その内
圧を測定する圧力計２８が設けられている。反応室３の
外周には、ヒータ２９が設けられている。反応室３内に
は、その下部に排気室部３０が設けられ、該排気室部３
０の入口には該反応室３内を通る光ファイバ１を包囲し
て該光ファイバ１のまわりから一様にガスを分配排出さ
せる円筒状のガス分配多孔体３１が設けられている。排
気室部３０内には、ガス分配多孔体３１に対して同軸状
に円筒状のバッフル体３２が設けられ、該バッフル体３
２には周方向に間隔をおいて孔３３が設けられている。

このように、ガス分配多孔体１３および排気室部３０を
経て反応室３内のガスを排出させると、光ファイバ１の
周方向から一様にガスを排出できる。

本実・施例における下部シール部５は、反応室３を大気
と隔離するためのものであって、シール室３４の上下に
差圧発生部３５．３６が設けられて構成されている。差
圧発生部３５．３６は、シールガスが容易に漏れないよ
うに光フアイバ通過孔の隙間を狭くして形成されている
。シール室３４には、シールガス導入口３７から大気圧
より高い圧力でシールガスが導入されるようになってい
る。

シール室３４の出口側には、前述した如きガス分配多孔
体３８が設けられ、その前段でシール室３４内には円筒
状のバッフル体３９が同軸状に設けられ、該バッフル体
３９には周方向に間隔を開けて孔４０が設けられている
。下部シール部５には、ガス分配多孔体３８の入口にお
ける圧力を測定する圧力計４１が設けられている。

この実施例では、反応室３の内径は３０ｍｍφ、全長は
８００ｍｍであった。また、ガス分配多孔体１３゜２４
．３８としては、アルミナ系発泡セラミックス製であっ
て、その内径は３０ｍｍφ、外径は４０ｍｍφ。

長さは３０　ｍｍ　、気孔率は４０％、気孔径は１μｍ
の円筒状のものを用いた。ガス分配多孔体３１としては
、ガラスピースの円筒状焼結体製であって、その内径は
５０ｍｍφ、外径は６０ｍｍφ、長さは６０ｍｍのもの
を用いた。シールガスとしては、Ａｒを４１／ｍｉｎ。

圧力＋ｌＯｍｍＡｑで供給した。反応ガスとしては、Ｃ
２Ｈ２をｌ　ｌ／ｖａ　ｉ　ｎ、圧力−１（１ｍｍＡｑ
で供給した。

光ファイバ１の線速は、３００ｍ／ｍｉｎとした。反応
ガスは、約６００℃に余熱して供給した。反応室３は、
ヒータ２９で約ＴＯＧ℃に保温した。反応室３では、光
ファイバ１の表面に気密被覆層としてアモルファスカー
ボンを５００人〜２０００人の膜厚で被覆できた。

かくして得られた気密被覆光ファイバ１６は、機械的強
度が向上し、水素の透過防止効果が良好であった。

第８図は、本発明の第４実施例を示したものである。本
実施例は、第１１図に示す挿入管８を有するタイプの線
条体被覆装置に本発明を適用した例を示したものである
。本実施例では、反応室３内でプラズマＣＶＤ法により
光ファイバ１の表面に気密被覆層としてＳｉＣ膜を成膜
する例について示している。このため、反応室３内には
、光ファイバ１を間にして１対の放電電極４２．４３が
配設され、一方の放電電極４２は高周波電源４４に接続
され、他方の放電電極４３は接地されている。本実施例
では、各シール部４．５はシール室２０．３４を図示し
ない真空ポンプで真空引きすることにより、反応室３を
大気と隔離している。

この第４実施例では、反応室３の内径、ガス分配多孔体
１３，２４．３８、ガス分配多孔体３１の具体的各デー
タ及び具体的構成については、第３実施例と同様にした
。反応室３は、５Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ（原料ガスｌＱＱ
ｓｅｃｍ導入）の圧力を維持した。使用ガスは、Ｓ　ｉ
Ｈ４＋Ｃ２Ｈ２を用いた。線速はｉｎ／ｗｉｎ、反応室
３の全長は１５００ｍｍ、高周波電力は１５０Ｗに設定
した。この条件により、気密被覆層として膜厚が約４０
０人のＳｉＣ膜が得られた。

この場合、第９図及び第１１図の線条体被覆装置で実施
したものと、気密被覆層の膜厚での差異は顕著ではない
が、長尺の光ファイバ１に対する成膜をする場合のりア
クタ２の汚れに大きな差が見られた。プラズマＣＶＤの
場合、ガスの流れに片寄りがあると、粉末が生成したり
するため、リアクタ２内の汚染が問題となる。第９図及
び第１１図の場合、流速の遅い部分に粉末の生成が著し
く、約９０分で異常放電が発生した。しかるに、第４実
施例の如くすると、リアクタ２内壁全体に一様な膜が薄
くできたが、５００分たっても特に異常な放電は起こら
ず、安定した成膜を行うことができた。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る気相成長法による線条
体被覆装置は、リアクタの反応室内におけるバッファ室
部の出口側の線条体のまわりにガス分配多孔体を設けた
ので、バッファ室部で周方向に均圧化された原料ガスを
該ガス分配多孔体を通して線条体の周方向に一様に分配
供給することができる。従って、反応室内で線条体の表
面に気相成長法により形成される被覆層の膜厚分布が周
方向及び長手方向に均一になる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の第１実施例のりアクタ上部
における要部縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図は本実施例の装置における全体の概略構成を
示す縦断面図、第４図は本実施例の装置により被覆され
た被覆層の膜厚分布の一例を示す膜厚分布図、第５図は
本発明に係る装置の第２実施例のりアクタ上部における
要部縦断面図、第６図は第５図のＢ−Ｂ線断面図、第７
図は本実施例の装置の第３実施例におけるリアクタの縦
断面図、第８図は本実施例の装置の第４実施例における
リアクタの縦断面図、第９図は従来の装置のりアクタの
縦断面図、第１０図は第９図のＣ−Ｃ線断面図、第１１
図は従来の装置の他の例のりアクタ上部縦断面図、第１
２図は従来の装置により被覆された被覆層の膜厚分布の
例を示す膜厚分布図である。 １・・・線条体（光ファイバ）、２・・・リアクタ、３
・・・反応室、４・・・上部シール部、５・・・下部シ
ール部、６・・・原料ガス導入口、７・・・排気口、８
・・・挿入管、９・・・バッファ室部、１０・・・線引
炉、１１・・・光フアイバ母材、１３・・・ガス分配多
孔体、１４・・・バッフル体、１５・・・孔、１６・・
・気密被覆光ファイバ（気密被覆線条体）、１７・・・
被覆ダイス、１８・・・引取り機、１９・・・巻取り機
、２０・・・シール室、２１゜２２・・・差圧発生部、
２３・・・シールガス導入口、２４・・・ガス分配多孔
体、２５・・・バッフル体、２６・・・孔、２７．２８
・・・圧力計、２９・・・ヒータ、３０・・・排気室部
、３１・・・ガス分配多孔体、３２・・・バッフル体、
３３・・・孔、３４・・・シール室、３５．３６・・・
差圧発生部、３７・・・シールガス導入口、３８・・・
ガス分配多孔体、３９・・・バッフル体、４０・・・孔
、４１・・・圧力計。 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応室の両端にシール部がそれぞれ設けられているリア
   クタを有し、前記反応室には前記各シール部を経て被覆
   を行うべき線条体が貫通され、前記反応室内には原料ガ
   ス導入口に隣接して前記線条体を包囲するバッファ室部
   が設けられ、該バッファ室部を経て前記線条体の周囲の
   長手方向に前記原料ガスが流されて気相成長法により前
   記線条体の表面に被覆層が設けられる構造の気相成長法
   による線条体被覆装置において、前記反応室内の前記バ
   ッファ室部の出口側には該反応室内を通る前記線条体を
   包囲して該線条体のまわりに一様にガスを分配供給する
   ガス分配多孔体が設けられていることを特徴とする気相
   成長法による線条体被覆装置。