JPH0269339A - Coating device for optical fiber - Google Patents

Coating device for optical fiber

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Publication number
JPH0269339A
JPH0269339A JP63221979A JP22197988A JPH0269339A JP H0269339 A JPH0269339 A JP H0269339A JP 63221979 A JP63221979 A JP 63221979A JP 22197988 A JP22197988 A JP 22197988A JP H0269339 A JPH0269339 A JP H0269339A
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JP
Japan
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optical fiber
reaction tube
gas
carbon film
raw material
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Pending
Application number
JP63221979A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Shimomichi
毅 下道
Keiji Ohashi
圭二 大橋
Shinji Araki
荒木 真治
Hideo Suzuki
秀雄 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the title device which yields the optical fiber having high mechanical strength with high efficiency by providing heating elements into a reaction tube which thermally cracks gaseous raw materials and forms a carbon film on the surface of the bare optical fiber and forming the carbon film of a specified film thickness on the surface of the bare fiber. CONSTITUTION:The bare optical fiber 1 is inserted through an atmosphere adjusting chamber 4 connected to a gaseous raw material cracking and heating pipe 9 into the reaction tube 3 and is made to travel on the central axis of the tube 3; further, the fiber is made to travel at a prescribed line speed from the chamber 4 connected to one end of the tube 3 to the outside. The gaseous raw materials are supplied 6 at a prescribed flow rate into the pipe 9 and are heated by the heating elements 5. As a result, the gaseous raw materials heated in the pipe 9 are thermally cracked and are deposited as the carbon film on the surface of the bare fiber 1. As a result, the carbon film is deposited on the optical fiber surface with the high efficiency and, therefore, the drawing of the optical fiber at a high line speed is possible.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は光ファイバの被覆装置に関し、高効率で光フ
ァイバ裸線表面に良質の炭素被膜を形成できるようにし
たものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an optical fiber coating device that is capable of forming a high-quality carbon coating on the surface of a bare optical fiber with high efficiency.

[従来の技術] 石英系光ファイバは、水素と接触するとファイバ内に拡
散した水素分子の分子振動に起因する吸収損失が増大し
、さらにドーパントとして含有されているPtOs、G
eOx、B、03などが水素と反応しOH基としてファ
イバガラス内に取り込まれるため、OH基の吸収による
伝送損失も増大してしまう問題があった。
[Prior Art] When a silica-based optical fiber comes into contact with hydrogen, absorption loss due to the molecular vibration of hydrogen molecules diffused into the fiber increases, and furthermore, when a silica-based optical fiber comes into contact with hydrogen, the absorption loss due to the molecular vibration of hydrogen molecules diffused into the fiber increases.
Since eOx, B, 03, etc. react with hydrogen and are taken into the fiber glass as OH groups, there is a problem in that transmission loss due to absorption of OH groups also increases.

このような弊害に対処するため、その表面に水素透過阻
止作用のある炭素被膜が形成された光ファイバが提案さ
れている。
In order to cope with such problems, an optical fiber has been proposed in which a carbon coating having a hydrogen permeation blocking effect is formed on the surface of the optical fiber.

光フアイバ裸線表面に炭素被膜を形成する方法としては
、フルフリルアルコール樹脂、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂を光ファイバ裸線表面に塗布したのち、これを
不活性ガス雰囲気中で焼成して炭化する方法が、198
0年近代編集社刊石川敏功他著、「新・炭素工業」に記
載されているほか、有機重合体の不完全な熱分解によっ
て得られるピッチ状化合物を芳香族溶剤と混合してスラ
リー化合物とし、これを光ファイバ裸線表面に塗布した
のち、不活性雰囲気中で焼成して炭素被膜を形成する方
法が特公昭52−39684号公報1こ3己載されてい
る。
The method of forming a carbon film on the surface of a bare optical fiber is to apply a thermosetting resin such as furfuryl alcohol resin or phenol resin to the surface of the bare optical fiber, and then bake it in an inert gas atmosphere. The carbonization method is 198
In addition to being described in "New Carbon Industry" written by Toshiko Ishikawa et al., published by Kindai Editorial Co., Ltd. in 2010, a slurry compound is also produced by mixing a pitch-like compound obtained by incomplete thermal decomposition of an organic polymer with an aromatic solvent. Japanese Patent Publication No. 52-39684 discloses a method in which a carbon coating is formed by coating the surface of a bare optical fiber and then firing it in an inert atmosphere.

しかしながら上記方法によると、炭素被膜の原料化合物
の焼成炭化時における収縮が大きく、形成された炭素被
膜にクラックが生じ易くなるので、焼成温度を高く設定
する必要があり、その結果、光ファイバの伝送損失が増
大するという不都合があった。
However, according to the above method, the raw material compound for the carbon coating undergoes large shrinkage during firing and carbonization, and the formed carbon coating tends to crack, so it is necessary to set the firing temperature high, and as a result, the transmission of optical fiber This has the disadvantage of increasing losses.

このような不都合を解決するために、最近熱CVD法や
プラズマCV D法によって先ファイバ表面に炭素被膜
を形成し、これによって光ファイバの耐水素特性を向上
させうろことが知られている。
In order to solve these problems, it has recently been known to form a carbon film on the surface of the tip fiber by thermal CVD or plasma CVD, thereby improving the hydrogen resistance properties of the optical fiber.

従来、上記熱CVD法により光ファイバ裸線表面に炭素
被膜を形成するには、第5図に示したような装置が用い
られている。
Conventionally, an apparatus as shown in FIG. 5 has been used to form a carbon film on the surface of a bare optical fiber by the thermal CVD method.

第5図中、符号1は光ファイバ裸線である。この光ファ
イバ裸線lは図示せぬ光フアイバ紡糸炉により光フアイ
バ母材から紡糸されたものであって、光フアイバ紡糸炉
の下段に設けられた被覆装置2内でその表面に水素透過
阻止作用を存する炭素被膜が形成される。
In FIG. 5, reference numeral 1 indicates a bare optical fiber. This bare optical fiber l is spun from an optical fiber base material in an optical fiber spinning furnace (not shown), and its surface is coated with a hydrogen permeation blocking effect in a coating device 2 installed at the lower stage of the optical fiber spinning furnace. A carbon film is formed containing

この被覆装置2は、内部雰囲気を一定に保つために不活
性ガス等を一定流速で供給、排出する雰囲気調整室4.
4が両端に接続された概略円筒状の反応管3と、この反
応管3の外側部に設けられた原料ガスを熱分解する際の
発熱源となる発熱体5と、この反応管3内部に炭化水素
等の原料ガスを供給する原料ガス供給管6と、原料ガス
が熱分解して発生した分解ガスを未反応の原料ガスと共
に反応管3より排気する分解ガス排気管7とが、それぞ
れ取り付けられてなるものである。
This coating device 2 includes an atmosphere adjustment chamber 4 which supplies and discharges an inert gas or the like at a constant flow rate in order to maintain a constant internal atmosphere.
A roughly cylindrical reaction tube 3 with gases 4 connected to both ends, a heating element 5 provided on the outside of the reaction tube 3 and serving as a heat source when thermally decomposing the raw material gas, and a A raw material gas supply pipe 6 for supplying raw material gas such as hydrocarbons, and a cracked gas exhaust pipe 7 for exhausting cracked gas generated by thermal decomposition of the raw material gas from the reaction tube 3 together with unreacted raw material gas are respectively attached. It is something that is made possible.

光ファイバ裸線lがこの被覆装置2内を通過する際に、
発熱体5により加熱された原料ガスが熱分解され、光フ
ァイバ裸線!表面に水素透過阻止作用のある炭素被膜が
形成される。
When the bare optical fiber l passes through this coating device 2,
The raw material gas heated by the heating element 5 is thermally decomposed and becomes a bare optical fiber! A carbon film with a hydrogen permeation blocking effect is formed on the surface.

[発明が解決しようとする課B] しかしながら、第5図に示したような光ファイバの被覆
装置では、反応管3の外側部に設けられた発熱体5によ
って原料ガスに熱分解を起こさせるので、熱効率が低い
ばかりでなく、炭T:、披模か反応管3の内壁に析出し
やすく先ファイバ裸線lへの炭素被膜の析出効率が低い
という問題があった。また光ファイバ裸線1表面への炭
素被膜の析出効率を向上させる目的で反応管3の径を小
さく設定すると、反応管3内に析出した炭素被膜により
反応管3がつまるとともに、分解ガス排気の際に反応管
3内で対流が生じることにより光ファイバの線ぶれが生
じ、炭素被膜の膜厚を一定に保ち、機械的強度の高い先
ファイバを得ることができないという問題があった。
[Problem B to be Solved by the Invention] However, in the optical fiber coating apparatus as shown in FIG. There was a problem in that not only the thermal efficiency was low, but also the charcoal T was likely to be deposited on the inner wall of the reaction tube 3, and the efficiency of depositing the carbon film on the bare tip fiber 1 was low. Furthermore, if the diameter of the reaction tube 3 is set small for the purpose of improving the efficiency of depositing the carbon film on the surface of the bare optical fiber 1, the reaction tube 3 will be clogged by the carbon film deposited inside the reaction tube 3, and the cracked gas will not be exhausted. At this time, convection occurs within the reaction tube 3, causing wire wobbling of the optical fiber, making it impossible to maintain a constant carbon coating thickness and obtain a fiber end with high mechanical strength.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、その表面に一定膜厚の炭素被膜が形成された機械
的強度の高い光ファイバを高効率で製造できるような光
ファイバの被覆装置を提供することを目的としている。
This invention has been made to solve the above problems, and is an optical fiber coating device that can efficiently manufacture optical fibers with high mechanical strength and having a carbon coating of a constant thickness formed on the surface thereof. is intended to provide.

[課題を解決するための手段] この発明の請求項1記載の光ファイバの被覆装置にあっ
ては、原料ガスを熱分解して光ファイバ裸線表面に炭素
被膜を形成する反応管の内部に発熱体を設けたこと、ま
たは請求項2記載の光ファイバの被覆装置にあっては、
分解ガス排気管が接続された反応管の一端から反応管内
部へ向って線ぶれ防止管を延設したことをそれぞれの解
決手段とした。
[Means for Solving the Problems] In the optical fiber coating apparatus according to claim 1 of the present invention, the inside of a reaction tube that thermally decomposes a raw material gas to form a carbon film on the surface of a bare optical fiber is provided. In the optical fiber coating device according to claim 2, which is provided with a heating element,
The solution to each problem was to extend a line blur prevention tube from one end of the reaction tube connected to the cracked gas exhaust pipe toward the inside of the reaction tube.

[作用〕 この発明の請求項1記載の光ファイバの被覆装置にあっ
ては、反応管内に発熱体を設けたので、原料ガスの加熱
を効率的に行うことができ、光フアイバ表面に一定膜厚
の炭素被膜を容易に形成することができる。
[Function] In the optical fiber coating apparatus according to claim 1 of the present invention, since a heating element is provided in the reaction tube, the raw material gas can be heated efficiently, and a constant film can be formed on the surface of the optical fiber. A thick carbon film can be easily formed.

またこの発明の請求項2記載の装置にあっては、反応管
内に線ぶれ防止管を延設したので、分解ガスが反応管か
ら排気される際に反応管内で起こす対流によって生じる
光ファイバの線ぶれを防止することができるので、光フ
ァイバ裸線表面により均一な膜厚を有する炭素被膜を形
成することができ、先ファイバ心線の機械的強度をより
一層向上させることができる。
In addition, in the apparatus according to claim 2 of the present invention, since the line blur prevention tube is extended into the reaction tube, the optical fiber line is generated due to convection that occurs within the reaction tube when decomposed gas is exhausted from the reaction tube. Since wobbling can be prevented, a carbon coating having a more uniform thickness can be formed on the surface of the bare optical fiber, and the mechanical strength of the tip fiber can be further improved.

以下、この発明の詳細な説明する。The present invention will be described in detail below.

第1図はこの発明の請求項I記載の光ファイノ(の被覆
装置の一例を示したものである。この光ファイバの被覆
装置IOは、反応管3内にガス分解加熱管9を同心的に
挿入して概略構成されたものである。
FIG. 1 shows an example of a coating apparatus for an optical fiber according to claim I of the present invention. This optical fiber coating apparatus IO includes a gas decomposition heating tube 9 concentrically arranged in a reaction tube 3. This is the schematic structure that was inserted.

反応管3は石英ガラスなどからなる円筒状のものであっ
て、その上部に反応管3への炭素被膜の付着を防止する
ためのシールガスを供給するシールガス供給管8を、下
部に原料ガスが熱分解して発生する分解ガスをシールガ
スや未反応の原料ガスと共に反応管3より排出するため
の分解ガス排気管7をそれぞれ接続してなるもので、分
解ガス排気管7が接続された下底部には反応管3内の雰
囲気を一定に保つための雰囲気調整室4が接続されてい
る。この雰囲気調整室4は任゛意形状の空気室であって
、その3方向にそれぞれが直角になるように配管パイプ
4as 4b、4cが接続されており、この3本の配管
パイプのうち直線上に直列する2本の配管パイプ4a1
4bが反応管3もしく番よガス分解加熱管9の一端に接
続され、その中心軸上に光ファイバ裸線!を走行させる
ようになっている。そしてこの直線上に直列して接続さ
れた2本の配管パイプ4a、4bに直交するもう1本の
配管パイプ4Cからは雰囲気調整室4内に不活性ガス等
のシールガスを供給できるようになっており、雰囲気調
整室4内の気圧を一定に保つことにより反応管3もしく
はガス分解加熱管9内の原料ガスやシールガス等の漏洩
と反応管3内への外気の侵入を防止できるようになって
いる。
The reaction tube 3 has a cylindrical shape made of quartz glass or the like, and has a seal gas supply tube 8 in its upper part for supplying a seal gas to prevent a carbon film from adhering to the reaction tube 3, and a seal gas supply pipe 8 in its lower part for supplying a raw material gas. is connected to a cracked gas exhaust pipe 7 for discharging cracked gas generated by thermal decomposition from the reaction tube 3 along with seal gas and unreacted raw material gas. An atmosphere adjustment chamber 4 for keeping the atmosphere inside the reaction tube 3 constant is connected to the lower bottom. This atmosphere adjustment chamber 4 is an air chamber having an arbitrary shape, and piping pipes 4as, 4b, 4c are connected to each other at right angles in three directions. Two piping pipes 4a1 in series with
4b is connected to one end of the reaction tube 3 or the gas decomposition heating tube 9, and a bare optical fiber is placed on its central axis! It is designed to run. Seal gas such as inert gas can be supplied into the atmosphere adjustment chamber 4 from another pipe 4C that is perpendicular to the two pipes 4a and 4b connected in series on this straight line. By keeping the atmospheric pressure in the atmosphere adjustment chamber 4 constant, leakage of raw material gas, seal gas, etc. in the reaction tube 3 or gas decomposition heating tube 9 and intrusion of outside air into the reaction tube 3 can be prevented. It has become.

また反応管3の項部からは、その中心軸上に光ファイバ
裸線lを挿通するガス分解加熱管9が同心的に挿入され
ている。このガス分解加熱管9は、熱分解して炭素被膜
を形成する原料となる炭化水素あるいはハロゲン化炭化
水素等などの原料ガスをガス分解加熱管9内に供給する
原料ガス供給管6と上記雰囲気制御室4とが一端に接続
され、他端に原料ガスを加熱して光フアイバ裸線1表面
に炭素被膜を形成させる発熱体5が設けられてなるもの
で、このガス分解加熱管9は発熱体5が取り付けられた
一端側が上記反応管3の雰囲気制御室4が接続されてい
る一端側を向き、かつその中心軸が一致するように挿入
されてなるものである。
Further, a gas decomposition heating tube 9 through which a bare optical fiber 1 is inserted is concentrically inserted from the neck of the reaction tube 3 on its central axis. This gas decomposition heating tube 9 is connected to a raw material gas supply pipe 6 for supplying raw material gas such as hydrocarbons or halogenated hydrocarbons, which are raw materials to be thermally decomposed to form a carbon film, into the gas decomposition heating tube 9 and the above-mentioned atmosphere. One end is connected to the control chamber 4, and the other end is provided with a heating element 5 that heats the raw material gas to form a carbon film on the surface of the bare optical fiber 1. This gas decomposition heating tube 9 generates heat. It is inserted so that one end to which the body 5 is attached faces the one end of the reaction tube 3 to which the atmosphere control chamber 4 is connected, and their central axes coincide.

このような被覆装置tIOを用いて光ファイバ裸線1表
面に水素透過阻止作用を有する炭素?It模を形成する
には以下の工程による。
Using such a coating device tIO, the surface of the bare optical fiber 1 is coated with carbon having a hydrogen permeation blocking effect. The following steps are used to form the It pattern.

先ファイバ母材より紡糸された光ファイバ裸線lを原料
ガス分解加熱管9に接続された雰囲気調整室4を経て反
応管3内へ挿通し、反応管3の中心軸上を走行させ、さ
らに反応管3の一端に接続された雰囲気調整室4から外
部へ所定の線速で走行させる。ついで原料ガス供給管6
から原料ガスをガス分解加熱管9内へ所定の流速で供給
するとともに、発熱体5によって原料ガスを加熱する。
The bare optical fiber l spun from the pre-fiber base material is inserted into the reaction tube 3 through the atmosphere adjustment chamber 4 connected to the raw material gas decomposition heating tube 9, run on the central axis of the reaction tube 3, and then The reaction tube 3 is caused to travel from the atmosphere adjustment chamber 4 connected to one end of the reaction tube 3 to the outside at a predetermined linear speed. Next, raw material gas supply pipe 6
The raw material gas is supplied into the gas decomposition heating tube 9 at a predetermined flow rate, and the raw material gas is heated by the heating element 5.

ガス分解加熱管9内で加熱された原料ガスは熱分解を起
こし、炭素被膜として光ファ゛イバ裸線1表面に析出す
る。このようにして反応管3内で炭素被膜が形成された
光ファイバ裸線Iは、この被覆装置の下段に設けられた
図示しない他の塗布装置へ送られ、炭素被膜上に紫外線
硬化型樹脂などの樹脂層が形成され、光フアイバ心線と
して用いられる。一方、原料ガスの一部は炭化水素また
は水素等からなる分解ガスを発生するので、この分解ガ
スを反応管3の一端に接続された分解ガス排気管7より
吸引する。さらに反応管3内に炭素被膜が析出するのを
防止する目的で原料ガスに対して不活性なシールガスを
シールガス供給管8より供給し、反応管3内で原料ガス
、分解ガス、シールガスの混合ガスの気流が層流となる
ようにする。
The raw material gas heated in the gas decomposition heating tube 9 undergoes thermal decomposition and is deposited on the surface of the bare optical fiber 1 as a carbon film. The bare optical fiber I, on which the carbon coating has been formed in the reaction tube 3 in this way, is sent to another coating device (not shown) installed at the lower stage of this coating device, and the carbon coating is coated with an ultraviolet curing resin. A resin layer is formed and used as a cored optical fiber. On the other hand, since a part of the raw material gas generates cracked gas consisting of hydrocarbons, hydrogen, etc., this cracked gas is sucked through the cracked gas exhaust pipe 7 connected to one end of the reaction tube 3. Furthermore, in order to prevent a carbon film from depositing in the reaction tube 3, a seal gas that is inert to the raw material gas is supplied from the seal gas supply tube 8, and the raw material gas, decomposed gas, and seal gas are fed into the reaction tube 3. The airflow of the mixed gas becomes laminar.

ガス分解加熱管9の一端の外壁部に取り付けられた発熱
体としては、上記原料ガスを熱分解できる温度を発生で
きるようなものであれば良いが、管内温度の均一性およ
びその取り扱いの簡便さの観点から赤外線集光炉等を用
いることができる。
The heating element attached to the outer wall of one end of the gas decomposition heating tube 9 may be of any type as long as it can generate a temperature at which the raw material gas can be thermally decomposed; From this point of view, an infrared condensing furnace or the like can be used.

原料ガス供給管6よりガス分解加熱管9内に供給される
原料ガスとしては、熱分解により光ファイバ裸線1表面
に炭素被膜を形成するような炭素化合物であって、たと
えば炭化水素やハロゲン化炭化水素等が好適である。
The raw material gas supplied from the raw material gas supply pipe 6 into the gas decomposition heating tube 9 is a carbon compound that forms a carbon film on the surface of the bare optical fiber 1 by thermal decomposition, such as hydrocarbons or halogenated gases. Hydrocarbons and the like are preferred.

シールガス供給管8より反応管3内に供給されるシール
ガスとしては、原料ガスの熱分解反応に対して不活性気
体であればよく、たとえばヘリウム、アルゴン等の不活
性ガスのほか原料ガスと化学的に不活性な窒素等を用い
ることができる。
The seal gas supplied into the reaction tube 3 from the seal gas supply pipe 8 may be any gas that is inert to the thermal decomposition reaction of the raw material gas, such as inert gases such as helium, argon, etc. Chemically inert nitrogen or the like can be used.

この時の原料ガス供給速度は、原料ガスの種類および加
熱温度によって適宜選択されるが、通常は0.2〜1.
1/分程度であり、発熱体5の加熱温度は原料ガスの種
類等により適宜選択されるが、通常は400〜1200
℃程度である。またシールガスの供給速度は上記原料ガ
スの供給速度、加熱温度、分解ガスの発生速度等によっ
て適宜選択されるが、反応管3内で分解ガスとともに層
流となるように通常は09.5〜1012/分程度であ
る。
The raw material gas supply rate at this time is appropriately selected depending on the type of raw material gas and the heating temperature, but is usually 0.2 to 1.
The heating temperature of the heating element 5 is selected as appropriate depending on the type of raw material gas, etc., but is usually 400 to 1200.
It is about ℃. The supply rate of the sealing gas is appropriately selected depending on the supply rate of the raw material gas, the heating temperature, the generation rate of the cracked gas, etc., but it is usually 09.5 to 1000 to form a laminar flow together with the cracked gas in the reaction tube 3. It is about 1012/min.

このような条件下で原料ガスを分解させて光ファイバ探
線1表面に膜厚0.1〜0,6μm程度の炭素被膜を効
率良く形成することができる。光フアイバ裸線I表面に
形成する炭素被膜の膜厚を0゜1μm未満にすると、局
部的に薄い部分やピンホールが形成されやすく、その部
分から水素が透過し光ファイバの伝送損失を増大するの
で好ましくなく、また膜厚を0.6μm以上にすると炭
素波膜にクラック等が生じやすくなるので好ましくない
Under such conditions, the raw material gas can be decomposed to efficiently form a carbon film with a thickness of about 0.1 to 0.6 μm on the surface of the optical fiber probe 1. If the thickness of the carbon film formed on the surface of the bare optical fiber I is less than 0.1 μm, locally thin parts or pinholes are likely to be formed, and hydrogen will permeate through these parts, increasing the transmission loss of the optical fiber. Therefore, it is not preferable, and if the film thickness is 0.6 μm or more, cracks are likely to occur in the carbon wave film, which is not preferable.

このようにシールガス供給管8より不活性ガスを反応管
3内に供給し、分解ガスと共に反応管3内で層流になる
ように分解ガス排気管7より吸引すると、原料ガスの熱
分解によって得られた炭素波膜が光ファイバ課gAI以
外のところに析出するのを防ぐことができ、反応管3の
っまりを防止することができる。
In this way, when inert gas is supplied into the reaction tube 3 from the seal gas supply pipe 8 and sucked through the cracked gas exhaust pipe 7 so as to form a laminar flow in the reaction tube 3 along with the cracked gas, the gas is thermally decomposed by the raw material gas. It is possible to prevent the obtained carbon wave film from being deposited in areas other than the optical fiber section gAI, and it is possible to prevent the reaction tube 3 from getting stuck.

このような光ファイバの被覆装置10では、発熱体5が
取り付けられたガス分解加熱管9を反応管3内に設けた
ので、原料ガスを効率良く加熱することができるので、
ガスの熱分解効率および光ファイバ裸線1表面への炭T
:、被膜の析出効率を向上させることができる。
In such an optical fiber coating apparatus 10, since the gas decomposition heating tube 9 to which the heating element 5 is attached is provided inside the reaction tube 3, the raw material gas can be heated efficiently.
Gas pyrolysis efficiency and charcoal T on the surface of bare optical fiber 1
: The deposition efficiency of the film can be improved.

また反応管3にシールガス供給管8を設け、原料ガスが
熱分解されて生じる分解ガスとともに反応管3内で層流
となるようにシールガスを供給し、分解ガス排気管9か
ら排気するので、原料ガスの熱分解時に炭素被膜と共に
発生する煤が反応管3やガス分解加熱管9内に付着する
のを防ぐことができ被覆装置+oのっまりが生じないと
ともに、光ファイバ?!li線1表面に均一に炭素被膜
が形成されるので機械的強度の高い光ファイバを得るこ
とができる。
In addition, a seal gas supply pipe 8 is provided in the reaction tube 3, and the seal gas is supplied so as to form a laminar flow in the reaction tube 3 together with the cracked gas generated by thermal decomposition of the raw material gas, and is exhausted from the cracked gas exhaust pipe 9. It is possible to prevent the soot generated together with the carbon coating during the thermal decomposition of the raw material gas from adhering to the inside of the reaction tube 3 and the gas decomposition heating tube 9, so that the coating device +o does not get stuck, and the optical fiber is not coated. ! Since the carbon film is uniformly formed on the surface of the Li wire 1, an optical fiber with high mechanical strength can be obtained.

第2図はこの発明の請求項2記載の光ファイバの被覆装
置の他の例を示したものである。この先ファイバの被覆
装置11が第1図に示したものと異なるところは、ガス
分解加熱管9の発熱体5が設置されている位置よりも原
料ガス供給管6に近い部分に相当する反応管3の外側壁
に予熱用発熱体5aを取り付けたところである。予熱用
発熱体5aを取り付けると、原料ガスを十分に加熱する
ことができるので、炭素波膜の析出効率をさらに向上さ
せることができ、光ファイバ裸線Iの線引き速度を速く
することができる。
FIG. 2 shows another example of the optical fiber coating apparatus according to claim 2 of the present invention. The difference between the coating device 11 for the fiber and the one shown in FIG. The preheating heating element 5a has been attached to the outer wall of the housing. When the preheating heating element 5a is attached, the raw material gas can be sufficiently heated, so that the deposition efficiency of the carbon wave film can be further improved, and the drawing speed of the bare optical fiber I can be increased.

次にこの発明の請求項2記載の光ファイバの被覆装置に
ついて説明する。第3図および第4図はいずれもこの発
明の請求項2記載の光ファイバの被覆装置の一例を示し
たものである。第3図に示した装置は第1図に示した光
ファイバの被覆装置に、また第4図に示した装置は第2
図に示したものに、それぞれ線ぶれ防止管14を設けて
なるものである。
Next, an optical fiber coating apparatus according to claim 2 of the present invention will be explained. 3 and 4 both show an example of an optical fiber coating apparatus according to claim 2 of the present invention. The apparatus shown in FIG. 3 is used as the optical fiber coating apparatus shown in FIG. 1, and the apparatus shown in FIG.
Each of the wires shown in the figure is provided with a line blur prevention tube 14.

この線ぶれ防止管14は、反応管3と雰囲気調整室4と
を接続する配管パイプ4aから反応管3内へ向って延設
された円筒状の管であって、その中心軸上に炭素被膜が
形成された光ファイバ裸線1を走行させるようになって
おり、線ぶれ紡糸管14の開口端の位置は、分解ガス排
気管7が反応管3に取り付けられた位置よりも、発熱体
5寄りの上方に設定されている。このような線ぶれ防止
管I4を取り付けると、反応管3底部の分解ガス排気管
7取り付は部分での気流の乱れが光ファイバ裸線1に作
用するのを防止することができ、ガス分解加熱管9内で
光ファイバ裸線1の線ぶれをより効果的に防ぐことがで
きるので、均一な膜厚を有する炭素被膜を光ファイバ裸
線!表面に形成することができ、先ファイバ心線の機械
的強度をより一層向上させることができる。
The line blur prevention tube 14 is a cylindrical tube extending into the reaction tube 3 from a piping pipe 4a connecting the reaction tube 3 and the atmosphere adjustment chamber 4, and has a carbon coating on its central axis. The bare optical fiber 1 formed with the above is run, and the position of the open end of the shaky spinning tube 14 is closer to the heating element 5 than the position where the cracked gas exhaust pipe 7 is attached to the reaction tube 3. It is set at the upper side. When such a line blur prevention tube I4 is installed, the decomposition gas exhaust pipe 7 installed at the bottom of the reaction tube 3 can prevent airflow turbulence from acting on the bare optical fiber 1, and the gas decomposition Since the wire wobbling of the bare optical fiber 1 can be more effectively prevented within the heating tube 9, the bare optical fiber can be coated with a carbon coating having a uniform thickness! It can be formed on the surface, and the mechanical strength of the pre-coated fiber can be further improved.

[実施例〕 (実施例1) 直径60mm、長さ1100+nmの反応管内に、直径
3611長さ800a+mのガス分解加熱管を設け、こ
のガス分解加熱管の先端に赤外線集光炉を取り付けて第
1図に示したと同様の光ファイバの被覆装置を製造した
。この光ファイバの被覆装置内に直径125μmの光フ
ァイバ裸線を線速20Il/分で供給するとともに、原
料ガスとして、アルゴンガスでlovol%に希釈した
ジクロロエチレンを200 cm3/分の流速で、また
シールガスとしてアルゴンガスを5&/分でそれぞれ供
給して、反応管内を層流にした。そして加熱温度を60
0〜1500℃の温度範囲で変化させて光ファイバ裸線
表面に炭素被膜を形成し、オージェ電子分光測定装置に
より炭素被膜が形成されているのを確認した。また第6
図に加熱温度と炭素被膜の膜厚との関係を実線で示した
[Example] (Example 1) A gas decomposition heating tube with a diameter of 3611 and a length of 800 a + m was provided in a reaction tube with a diameter of 60 mm and a length of 1100 nm, and an infrared concentrating furnace was attached to the tip of this gas decomposition heating tube. An optical fiber coating device similar to that shown in the figure was manufactured. A bare optical fiber with a diameter of 125 μm is supplied into this optical fiber coating device at a linear velocity of 20 Il/min, and dichloroethylene diluted to lovol% with argon gas is supplied as a raw material gas at a flow rate of 200 cm3/min. Argon gas was supplied as a gas at a rate of 5 min to create a laminar flow inside the reaction tube. Then set the heating temperature to 60
A carbon film was formed on the surface of the bare optical fiber by varying the temperature in the range of 0 to 1500°C, and the formation of the carbon film was confirmed using an Auger electron spectrometer. Also the 6th
In the figure, the relationship between the heating temperature and the thickness of the carbon film is shown by a solid line.

(実施例2) シールガスを15a/分で供給し反応管内を乱流にした
以外は実施例1と全く同様にして光ファイバ裸線表面に
炭素被膜を形成した。この結果を第6図に点線で示した
(Example 2) A carbon film was formed on the surface of a bare optical fiber in exactly the same manner as in Example 1, except that seal gas was supplied at a rate of 15 a/min to create a turbulent flow inside the reaction tube. This result is shown in FIG. 6 by a dotted line.

(比較例3) 直径36IIIIn1長さ800IllI11の反応管
の外部に赤外線集光炉が設けられた第5図に示したと同
様の先ファイバの被覆装置を用い、光ファイバ裸線を線
速20m/分、原料ガスとしてアルゴンガスで10vo
1%に希釈したクロロエチレンを200 am’/分の
流速で供給し、反応管内の加熱温度を60O〜1500
℃の温度範囲で変化させて、光フアイバ裸線表面に炭素
被膜を形成したが、反応管内に煤が付着して水素透過阻
止作用を十分に発揮できる0、1μm以上の膜厚を有す
る炭素被膜は得られなかった。この結果を第6図に一点
鎖線で示した。
(Comparative Example 3) A bare optical fiber was coated at a linear speed of 20 m/min using a fiber coating device similar to that shown in Fig. 5, in which an infrared concentrator was installed outside a reaction tube with a diameter of 36IIIn and a length of 800IllI11. , 10vo with argon gas as raw material gas
Chloroethylene diluted to 1% was supplied at a flow rate of 200 am'/min, and the heating temperature in the reaction tube was set at 600 to 1500.
A carbon film was formed on the surface of the bare optical fiber by changing the temperature in the temperature range of ℃, but the carbon film had a thickness of 0.1 μm or more to prevent soot from adhering to the inside of the reaction tube and sufficiently exert the hydrogen permeation blocking effect. was not obtained. The results are shown in FIG. 6 by a dashed line.

第6図に示した炭素被膜の膜厚と加熱温度との関係から
、この発明の光ファイバの被覆装置を用いれば低い加熱
温度でも十分な膜厚を有する炭素被膜を光フアイバ裸線
表面に形成することができ、原料ガスの分解効率と炭素
被膜の形成効率を従来に比較して格段に向上させること
が可能なことが判明した。
From the relationship between the thickness of the carbon coating and the heating temperature shown in FIG. 6, it can be seen that by using the optical fiber coating apparatus of the present invention, a carbon coating with a sufficient thickness can be formed on the surface of the bare optical fiber even at low heating temperatures. It has been found that it is possible to significantly improve the decomposition efficiency of the raw material gas and the formation efficiency of the carbon film compared to the conventional method.

(実施例4) 加熱温度を700℃とし、光ファイバPIAIaの線速
を0〜40m7分に変化させた以外は実施例1と全く同
様にして光ファイバ裸線表面に炭素被膜を形成した。光
ファイバ裸線の線速と形成された炭素被膜の膜厚との関
係を第7図中ζこ実線で示した。
(Example 4) A carbon film was formed on the surface of a bare optical fiber in the same manner as in Example 1, except that the heating temperature was 700° C. and the linear velocity of the optical fiber PIAIa was varied from 0 to 40 m7 minutes. The relationship between the linear speed of the bare optical fiber and the thickness of the formed carbon film is shown by the solid line ζ in FIG.

(実施例5) 実施例1で用いた被覆装置の反応管外部に予熱用発熱体
として赤外線集光炉を取り付けて第2図に示したと同様
の被覆装置を製造した。この装置を用いた以外は実施例
4と全く同様にして光ファイバ裸線表面に炭素被膜を形
成した。この結果を第7図中に点線で示した。
(Example 5) A coating apparatus similar to that shown in FIG. 2 was manufactured by attaching an infrared concentrator furnace as a heating element for preheating to the outside of the reaction tube of the coating apparatus used in Example 1. A carbon film was formed on the surface of a bare optical fiber in the same manner as in Example 4 except that this device was used. This result is shown in FIG. 7 by a dotted line.

実施例4および5の結果から原料ガスと光ファイバ裸線
の予熱用加熱体が無い実施例4では0゜1μm以上の膜
厚を有する炭素被膜を得るためには、光ファイバ裸線の
線速を20m/分以上にすることができないが、実施例
5では予熱用加熱体により原料ガスと光ファイバ裸線が
十分に加熱することができるので光ファイバ裸線を線速
を25m/分にまで向上させることが可能で、予熱用発
熱体を設けることにより光ファイバの線引き速度を一層
向上させられることが確認された。
From the results of Examples 4 and 5, in Example 4, which does not have a heating element for preheating the raw material gas and the bare optical fiber, in order to obtain a carbon film with a thickness of 0.1 μm or more, the linear speed of the bare optical fiber must be increased. However, in Example 5, the preheating heating element can sufficiently heat the raw material gas and the bare optical fiber, so the linear speed of the bare optical fiber can be increased to 25 m/min. It was confirmed that the drawing speed of the optical fiber can be further improved by providing a heating element for preheating.

(実施例6) 実施例1で用いたと全く同様の光ファイバの被覆装置を
用いて、直径125μmの光ファイバ裸線を線速25m
/分で線引きし、その表面に膜厚が0.1μmの炭素被
膜を形成したの゛ち、さらにその上に紫外線硬化型樹脂
を塗布してファイバ径が0.25μmの光フアイバ心線
とした。この光フアイバ心線を20本用意し、ゲージ長
10m、歪速度10%7分の条件下で引っ張り、そのワ
イブル強度分布を測定した。その結果を第8図に口で示
した。
(Example 6) Using the same optical fiber coating equipment as used in Example 1, a bare optical fiber with a diameter of 125 μm was coated at a linear speed of 25 m.
/min, a carbon film with a thickness of 0.1 μm was formed on the surface, and then an ultraviolet curable resin was applied on top of it to make an optical fiber core with a fiber diameter of 0.25 μm. . Twenty of these optical fibers were prepared and stretched under the conditions of a gauge length of 10 m and a strain rate of 10% for 7 minutes, and their Weibull strength distribution was measured. The results are shown in Figure 8.

(実施例7) 実施例6で用いた光ファイバの被覆装置の反応管の底部
に直径1011%長さ200mmの腺ぶれ防上管を接続
して第3図に示したと同様の被覆装置を製造した。この
被覆装置を用いた以外は実施例6と全く同様にして炭素
被膜と紫外線硬化型樹脂によって被覆された光フアイバ
心線を製造した。
(Example 7) A coating device similar to that shown in FIG. 3 was manufactured by connecting a bulge prevention tube with a diameter of 1011% and a length of 200 mm to the bottom of the reaction tube of the optical fiber coating device used in Example 6. did. A cored optical fiber coated with a carbon coating and an ultraviolet curable resin was produced in exactly the same manner as in Example 6 except that this coating device was used.

この先ファイバ心線を実施例6と全く同様の条件下でワ
イブル強度分布を測定し、その結果を第8図中に○で示
した。
The Weibull intensity distribution of the fiber core wire was then measured under exactly the same conditions as in Example 6, and the results are indicated by ◯ in FIG.

実施例6および7から、反応管内に光ファイバ裸線の線
ぶれを防止する線ぶれ防止管を設けると、光ファイバ裸
線表面に均一な膜厚で炭素被膜を形成することができ、
先ファイバ心線の機械的強度をより一層向上させる・こ
とが可能なことが確認できた。
From Examples 6 and 7, when a wire blur prevention tube for preventing wire wobbling of the bare optical fiber is provided in the reaction tube, a carbon film can be formed with a uniform thickness on the surface of the bare optical fiber.
It was confirmed that it is possible to further improve the mechanical strength of the pre-fiber core wire.

[発明の効果] 以上説明したように、この発明の請求項I記載の光ファ
イバの被覆装置は、原料ガスを熱分解して光ファイバ裸
線表面に炭素被膜を形成する反応管の内部に発熱体を設
けたものであるので、原料ガスを効率良く加熱すること
ができ、原料ガスの熱分解によって得られる炭素被膜を
先ファイバ裸線表面に高効率で析出させることができる
[Effects of the Invention] As explained above, the optical fiber coating apparatus according to claim I of the present invention generates heat inside the reaction tube that thermally decomposes the raw material gas to form a carbon film on the surface of the bare optical fiber. Since it is equipped with a body, the raw material gas can be heated efficiently, and the carbon film obtained by thermal decomposition of the raw material gas can be deposited with high efficiency on the surface of the bare fiber end.

またシールガスを反応管内に供給することにより炭素被
膜や煤が反応管の内壁に付着するのを防止することがで
きる。さらに予熱用発熱体を設けると原料ガスを十分に
加熱することができ、高効率で炭素被膜を光フアイバ表
面に析出させることができるので、先ファイバを速い線
速で線引きすることができる。
Furthermore, by supplying a sealing gas into the reaction tube, it is possible to prevent carbon film or soot from adhering to the inner wall of the reaction tube. Further, by providing a heating element for preheating, the raw material gas can be sufficiently heated and a carbon film can be deposited on the surface of the optical fiber with high efficiency, so that the tip fiber can be drawn at a high drawing speed.

またこの発明の請求項2記載の光ファイバの被覆装置は
、請求項I記載の光ファイバの被覆装置に、分解ガス排
気管が接続された反応管の一端から反応管内部へ向って
線ぶれ防止管を延設したものであるので、分解ガスやシ
ールガスにより反応管内で生じる対流による線ぶれを防
止して、光ファイバ裸線表面に均一な膜厚の炭素被膜を
形成することができ、より一層機械的強度の高い光フア
イバ心線を得ることができる。
Furthermore, the optical fiber coating apparatus according to claim 2 of the present invention includes the optical fiber coating apparatus according to claim I, which prevents line wobbling from one end of the reaction tube to which the cracked gas exhaust pipe is connected toward the inside of the reaction tube. Since it is an extended tube, it is possible to prevent wire wobbling due to convection generated in the reaction tube by decomposition gas and sealing gas, and to form a carbon film with a uniform thickness on the surface of the bare optical fiber. An optical fiber core wire with even higher mechanical strength can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図はいずれもこの発明の請求項1記載
の光ファイバの被覆装置の一実施例を示した概略構成図
、第3図および第4図はいずれもこの発明の請求項2記
載の光ファイバの被覆装置の一実施例を示した概略構成
図、第5図は従来の光ファイバの被覆装置の概略構成図
、第6図はこの発明の光ファイバの被覆装置および従来
の光ファイバの被覆装置を用いて光ファイバ裸線表面に
炭素被膜を形成する際の加熱温度と形成された炭素被膜
の膜厚との関係を示したグラフ、第7図はこの発明の先
ファイバの被覆装置を用いて先ファイバ表面に炭素被膜
を形成する際の炭素被膜の膜厚と光ファイバの線引き速
度との関係を示したグラフ、第8図はこの発明の請求項
2記載の光ファイバの被覆装置を用いて製造した光フア
イバ心線の破断強度のワイブル分布を示したグラフであ
る。 I・・・光ファイバ裸線、3・・・反応管、5・・・発
熱体、6・・・原料ガス供給管、7・・・分解ガス排気
管、8・・・シールガス供給管、l0111.12、I
3・・・光ファイバの被覆装置、14・・・線ぶれ防止
管。
1 and 2 are both schematic configuration diagrams showing an embodiment of the optical fiber coating apparatus according to claim 1 of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are both claim 2 of the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the optical fiber coating device described above, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional optical fiber coating device, and FIG. Figure 7 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the thickness of the carbon film formed when forming a carbon film on the surface of a bare optical fiber using a fiber coating device. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the thickness of the carbon film and the drawing speed of the optical fiber when the carbon film is formed on the surface of the end fiber using a device, and FIG. 8 shows the coating of the optical fiber according to claim 2 of the present invention. It is a graph showing the Weibull distribution of the breaking strength of the optical fiber core wire produced using the apparatus. I: Bare optical fiber, 3: Reaction tube, 5: Heating element, 6: Raw material gas supply pipe, 7: Decomposition gas exhaust pipe, 8: Seal gas supply pipe, l0111.12, I
3... Optical fiber coating device, 14... Line blur prevention tube.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一端に原料ガス供給管が、他端に分解ガス排気管
がそれぞれ接続され、原料ガス供給管からの原料ガスを
熱分解して光ファイバ裸線表面に炭素被膜を形成する反
応管を有する光ファイバの被覆装置において、上記反応
管の内部に発熱体を設けたことを特徴とする光ファイバ
の被覆装置
(1) A reaction tube is connected to a raw material gas supply pipe at one end and a cracked gas exhaust pipe at the other end, and thermally decomposes the raw material gas from the raw material gas supply pipe to form a carbon film on the surface of the bare optical fiber. An optical fiber coating device comprising: a heating element provided inside the reaction tube;
(2)分解ガス排気管が接続された反応管の一端から反
応管内部へ向って線ぶれ防止管を延設したことを特徴と
する請求項1記載の光ファイバの被覆装置
(2) The optical fiber coating device according to claim 1, further comprising a line blur prevention tube extending from one end of the reaction tube to which the cracked gas exhaust tube is connected toward the inside of the reaction tube.
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