JPH0251448A - ハーメチック被覆光ファイバの製造装置 - 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、光ファイバの表面にカーボンやカーボン化合
物（Ｓｉ　Ｃ，Ｔｉ　Ｃ）等のハーメチック被覆を設け
るハーメチック被覆光ファイバの製造装置に関するもの
である。

［従来技術］ 光ファイバの表面にハーメチック被覆を設けると、外部
からのＮ２０やＮ２の侵入を防ぐことができる。これに
より、光ファ不バの疲労特性が大幅に改善され、同時に
耐Ｈ２性が向上することが知られている。

第３図はこのようなハーメチック被覆光ファイバを製造
する装置の構造を示したものである。この装置では、光
フアイバ母材１の先端が加熱炉２で加熱溶融され、その
溶融部分からの紡糸により光ファイバ３Ａが得られる。

該光ファイバ３Ａは外径測定器４で該外径が測定された
後、反応容器５内に通される。反応容器５の中央側部分
の外周にはヒータ６が設けられ、その加熱により反応容
器５内には第４図に示すような加熱ゾーン７が設けられ
ている。反応容器５の下部には原料ガス導入口８が設け
られ、上部には排気口９が設けられている。反応容器５
の長手方向の両端にはシール室１０Ａ、１０Ｂが設けら
れ、これらシール室１０Ａ、１０Ｂにはシールガス導入
口１１Ａ、１１ＢよりＮ２ガスの如きシール用不活性ガ
スが供給され、外気が侵入しないように反応容器５の両
端のシールが行われるようになっている。反応容器５内
で光ファイバ３Ａの表面にハーメチック被覆が気相化学
反応により設けられる。かくして得られたハーメチック
被覆光ファイバ３Ｂは、次に被覆ダイ１２に通され、そ
の表面に樹脂が被覆され光ファイバ心［１３Ｃとなる。

該光フアイバ心線３Ｃは、硬化炉１３に通されて、被覆
樹脂の硬化が行われた後、巻取りｔｊｌ１４で巻取られ
る。

この場合、反応容器５では下部から原料ガスが導入され
、加熱ゾーン７を通り過ぎた排ガスが上部の排気口９よ
り外部に排気される。原料ガスとしては、通常、炭化水
素（メタン、エタン、アセチレン、プロパン、ブタン等
）が使用され、これの熱分解によりカーボンが生成され
、光ファイバ３Ａの表面に堆積されてハーメチック被覆
となる。

ＳｉＣやＴｉＣを堆積させる場合は、炭化水素ガスに３
ｉ　Ｈ４やＴＩＣＪ！＋等を添加した原料ガスを用いる
。加熱ゾーン７による高温加熱で生成されたＣ、Ｓｉ　
Ｃ，Ｔｉ　Ｃ等の一部は光ファイバ３Ａの表面に堆積し
高密度な層であるなハーメチック被覆となるが、大部分
は排気口９より排気される。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなハーメチック被覆光ファイバ
の製造装置では、加熱ゾーン７から排気口９に至る過程
で冷却されて光ファイバ３Ａに付着した反応生成物は、
低密度となり、剥離し易く、Ｈ２０やＨ２の侵入防止膜
としての効果は期待できず、むしろその上に被覆される
樹脂層の密着性を弱め、光フアイバ心線３Ｃの強度の低
下を招く問題点がある。

本発明の目的は、低温域で光ファイバにスス状反応生成
物が付着するのを防止できるハーメチック被覆光ファイ
バの製造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
、本発明は反応容器にヒータによる加熱ゾーンが設けら
れ、前記反応容器内に原料ガスが供給され、前記反応容
器内を貫通する光ファイバに気相化学反応によりハーメ
チック被覆が設けられる構造のハーメチック被覆光ファ
イバの製造装置において、前記反応容器の前記加熱ゾー
ンに排気口が設けられていることを特徴とする。

［作　用］ このように加熱ゾーンに排気口を設けると、スス状の低
密度の反応生成物が光ファイバに付着しなくなり、高密
度のハーメチック被覆を安定して光ファイバに行えるよ
うになる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。図示のように本実施例のハーメチック被
覆光ファイバの製造装置は、反応容器５における加熱ゾ
ーン７の中央に排気口９が設けられ、また加熱ゾーン７
の端部側に原料ガス導入口８が設けられている。

このような装置においては、原料となる炭化水素系のガ
スは、加熱ゾーン７をその中央の排気口９に向って流れ
、途中で熱分解され、気相化学反応により光ファイバ３
Ａの表面にハーメチック被覆として堆積する。この場合
、原料ガスは加熱ゾーン７から冷却されることなく直接
排気口９に至るので、カーボン及びカーボン化合物より
なる高密度のハーメチック被覆のみが光ファイバ３Ａの
表面に析出される。また、図示のように、反応容器５の
両端からＮ２やＡｒ等の不活性ガスを流入させると、原
料ガスや反応生成物が低温域へ流れ出さないようになり
、低密度反応生成物の付着を確実に防止できるようにな
る。

次に、具体的実施例について示す。反応容器５は内径３
０ｍｍｘ高さ１０００ｍｍのものを使用。ヒータ６はカ
ーボン抵抗体を使用し、６００℃以上の加熱ゾーン７は
５００ｍｍとした。ヒータ６の外周に全長７００ｍｍの
炉体を被せ、反応容器５は炉体の上下より１５０ｍｍず
つ露出するようにした。排気口９は加熱ゾーン７の最高
温度点の上方１００ｍｍのところに設け、原料ガス導入
口８は最高温度点の下方２００ｍｎ＋のどころに設けた
。原料ガスとしてはＣ４Ｈｌ。を使用し、この０４Ｈ１
０の２β／ｍｉｎとキャリアガスＮ２の２１／ｍｉｎと
の混合ガスを原料ガス導入口８から流入させた。一方、
反応容器５の上方と下方からは、Ｎ２ガスをそれぞれ５
β／ｗｉｎ流入させた。加熱ゾーン７はＲ＾湿温度８５
０℃に設定し、光ファイバ３Ａの送り速度はｓｏｍ　／
ａｋｉｎとした。反応容器５からでたハーメチック被覆
光ファイバ３Ｂに被覆ダイ１２で紫外線硬化樹脂を被覆
して光フアイバ心線３Ｃを得、硬化炉１３で紫外線の照
射により樹脂被覆の硬化を行った。かくして得られた光
フアイバ心線３Ｃにおける光ファイバ３Ａの外径は１２
５μｍ、樹脂被覆の外径は４００μｍであった。

次に、比較例について示す。前述した実施例と同様の寸
法の反応容器５を使用し、原料ガス導入口８はヒータ６
の下方５０ｍｍのところ、排気口９はヒータ６の上方５
０ｍｍのところに設けた。原料ガス導入口８からのガス
の流量はＣ４Ｈ１゜２ｆ！、／ｍｉｎ。

Ｎ２６℃／ｍｉｎとし、上下からはシール用としてＮ２
をそれぞれ３β／ｍｉｎを流入させた。従って、総Ｎ２
１は実施例と同じ１２Ａ／ａ＋ｉｎである。他の条件は
実施例と同じにした。

実施例と比較例の条件で、同一の光フアイバ母材１から
それぞれ３ｋｍ＋の光ファイバ３Ａを線引きした。この
光ファイバ３Ａは単一モード光ファイバで、評価は中央
部の１　ｋｎ＋を使用して行った。ただし、比較例では
、被覆ダイ１２に剥離したカーボンが析出し、１　ｋｍ
で１度断線し、改めて２ｋｍを線引きした。これからも
わかるように、比較例ではカーボンの密着性が悪い。

両方の光ファイバについて樹脂被覆を剥して、光ファイ
バ３Ａとの接触面を見たところ、実施例では樹脂側にカ
ーボン付着が見られないのに、比較例では光ファイバ３
Ａから剥離したカーボンの付着があった。また、ファイ
バ表面の走査型電子顕微鏡による観察では、実施例には
認められないカーボン粒子の付着が比較例のサンプルに
は観察された。

以上のように、本発明の実施例では高密度の密着性の良
いハーメチック被覆（カーボン層）が得られ、比較例で
は低密度の剥離し易いスス状の反応生成物が付着してい
ることが明らかになった。

このスス状の反応生成物が析出する限界を調べるため、
線引き終了後に反応容器５の内壁のカーボン付着状態を
観察した。その結果、加熱ゾーン７の６００℃以下の部
分からスス状粒子の付着が認められた。このことから、
６００℃以上の部分で排気してやると良いことがわかっ
た。

得られた光フアイバ心線３Ｃの評価結果を表１にボす。

表　　１ 表の説明１）走査型電子顕微鏡による測定２）表面が被
覆を除く時剥離するため読めず。

３）引張り試験条件 ファイバ長 試料数 引張速度 温度・湿度 ４）動疲労試験条件 ファイバ長 温度・湿度 ５）静疲労試験条件 ファイバ長　　４０ｃｍ 温度・湿度　　２５℃−７５％ ６）耐Ｈ２性試験 Ｈ２処理条件 １５０℃−４時間−Ｈｚｌａｔｍ 測定　モノクロでロススペクトル （０，８〜１．７μｍ）を取り　１．２４μｍのＯＨピ
ーク増加分で評価 実施例の光フアイバ心線の引張り試験結果は、低強度部
がほとんどなく、良好であった。もつとも、ハーメチッ
ク被覆を設けない通常の光ファイ０ｃｍ ２５℃−７５％ ０ｍ ２％／ｍａｎ ２５℃−７５％ バ心線でも、光フアイバ母材１が全合成の場合は、はぼ
同レベルである。

一方、動、静疲労試験のｎ値は２００或いは１８０と非
常に高い。通常の光フアイバ心線では、ｎ値がどちらも
２５程度であるのに比較して明らかに良好である。また
、耐Ｈ２性も、Ｈ２処理後のロス増が検出されないこと
から、非常に良いと言える。

これはカーボンよりなる高密度のハーメチック被覆がＨ
２ＯとＨ２を十分に防ぐ役を果しているからである。

比較例では、破断強度がむしろ通常の光ファイバより低
下している。これはカーボンの層がスス状で且つ低密度
であるため、樹脂被覆との密着性を弱めているからで、
逆にファイバ特性を悪くしている。

また、耐Ｈ２性も通常の光ファイバのレベルと変化がな
く、ハーメチック被覆の効果は認められない。

なお、原料ガス導入口８は上部側に同様の条件で設けて
も良く、或いは上下に共に設けてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るハーメチック被覆光フ
ァイバの製造方法は、反応容器の加熱ゾーンに排気口を
設けたので、スス状の低密度の反応生成物が光ファイバ
に付着しなくなり、高密度のハーメチック被覆を光ファ
イバに安定して行える利点がある。これにより、本発明
によれば、疲労特性、耐Ｈ２性が大幅に改善されたハー
メチック被覆光ファイバの製造を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造装置の要部のｗＬＩｇｉ面図
、第２図は第１図の加熱ゾーンの温度分布図、第３図は
従来の装置の概略構成を示す縦断面図、第４図は第１図
の反応容器における加熱ゾーンの温度分布図である。 ３Ａ・・・光ファイバ、３Ｂ・・・ハーメチック被覆光
ファイバ、５・・・反応容器、６・・・ヒータ、７・・
・加熱第１図 ↓ 第２図 潟、ｌｉ（’Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 反応容器にヒータによる加熱ゾーンが設けられ、前記反
   応容器内に原料ガスが供給され、前記反応容器内を貫通
   する光ファイバに気相化学反応によりハーメチック被覆
   が設けられる構造のハーメチック被覆光ファイバの製造
   装置において、前記反応容器の前記加熱ゾーンに排気口
   が設けられていることを特徴とするハーメチック被覆光
   ファイバの製造装置。