JPH0312345A - ハーメチック被覆光ファイバの製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、光ファイバ表面にカーボンまたはカーボン化
合物（ＳｉＣ、ＴｉＣ等）から成るハーメチック被覆を
被覆したハーメチック被覆光ファイバを得るための方法
に関するものである。

〔従来技術〕

最近、第４図に示すように、コア３ａ、クラッド３ｂよ
りなる光ファイバ３の表面にカーボンまたはカーボン化
合物からなる被覆３０（以下ハーメチック被覆という）
を設け、外部から光ファイバ３の内部へＨｚＯやＯＸが
侵入するのを防止する、いわゆるハーメチック被覆光フ
ァイバ４０と称されるものが提案されている。

このハーメチック被覆光ファイバ４０の特徴は、前記外
部からのＨ２ＯやＨｚの侵入を防止でき、その結果耐水
素特性が向上するだけでなく、光ファイバの疲労特性も
向上することが見出され、現在その製造をいかにして安
定に、かつ効率良く行うか検討が急がれている。

第５図は通常行われているハーメチック被覆光ファイバ
４０の製造方法の一例を示すものである。

これは光ファイバ用母材１を線引炉２に導入してコア３
ａ、クラッド３ｂを有する光ファイバ３と成し、これを
熟ＣＶＤ用の反応炉５に導く、この反応炉５の外側には
ヒータ６が配置されていて、該ヒータ６により反応炉５
内には加熱ゾーン７が設定されている。符号８はハーメ
チック被覆用の原料ガス導入口で、ここから原料ガス、
例えばメタン、エタン、エチレン、アセチレン、プロパ
ン、ブタン等の炭化水素ガスが、これに必要に応じて希
釈ガスとして添加されるＮ、ガス等と共に反応炉５へと
供給される。また符号９はガスの排気口を、また符号１
０Ａ、１０Ｂはそれぞれ前記反応炉５の両端部を示し、
ここにはシールガス導入口１１Ａ　、　ＩＩＢが設けら
れていて、反応炉５内への外気の導入を防ぐため前記導
入口１１Ａ　、ＩＩＢを介してシールガス、例えば不活
性ガスの１つであるＮ２ガス等が供給されている。

このようにして成る反応炉５内に導かれた光ファイバ３
の表面には、前記原料ガスが前記ヒータ６の加熱により
熱分解されてカーボンが生成され、これが気相化学反応
により光ファイバ３の表面上に堆積し、第４図に示すよ
うなハーメチック被覆３０が形成される。第５図中の符
号４は外径測定器で、該外径測定器４の測定値により線
引速度や光ファイバ用母材１の送り速度が調整され光フ
ァイバ３の外径が一定になるように制御される。

尚、ＳｉＣ、ＴｉＣからなるハーメチック被覆３０を形
成しようとする場合は、炭化水素ガスに５ｉｌ１４やＴ
ｉＣｌ４等を添加すればよい。

このようにして得られたハーメチック被覆光ファイバ４
０の外側には通常の方法でプラスチック被覆が形成され
る０例えば紫外線硬化性樹脂を塗布装置１２でハーメチ
ック被覆光ファイバ４０上に塗布し、これを紫外線照射
炉等の硬化炉１３により・硬化せしめ、巻取ｆｆ１１４
で巻き取る。ここで塗布する樹脂として熱硬化性樹脂や
熱可塑性樹脂も使用でき、熱硬化性樹脂を使用する場合
であれば、前記硬化炉１３として加熱炉を配すればよい
。

ところが前述した従来の方法では、相対的に温度が高い
反応炉５の内周壁近傍で熱分解されたカーボンが第６図
のＡで示すように、反応炉５内の空間はぼ全域で比較的
粒径の大きなスス状粒子として浮遊し易く、これがハー
メチック被覆３０内に混入するとハーメチック被覆３０
の密度が低下し、かつ光ファイバ３の表面から剥離し易
くなる。その結果、前述した耐水素特性や疲労特性が低
下するという問題があった。

〔発明の目的〕

前記問題に鑑み本発明の目的は、ハーメチック被覆内へ
のスス状粒子の混入を防止でき、もって高品質のハーメ
チック被覆光ファイバを得ることのできる製造方法を提
供することにある。

〔発明の構成］ 前記目的を達成すべく本発明は、光ファイバ用母材から
線引してなる光ファイバを線引後直ちに、炭化水素ガス
を含む原料ガスが供給されて成る反応炉内を通過せしめ
、その表面にカーボンまたはカーボン化合物からなるハ
ーメチック被覆を施すハーメチック被覆光ファイバの製
造方法において、前記光ファイバの前記反応炉に入る直
前の表面温度を前記反応炉に供給する原料ガスの熱分解
温度以上にすることを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。本発明者は前述した従来の製造方法を充分に検討した
結果、光ファイバ３自身の持つ熱を利用して、第１図に
示す如く、原料ガスの熱分解をできるだけ光ファイバ３
の表面近傍Ｂでのみ行わせ、従来方法のように反応炉５
の内周壁近傍で熱分解が進んだ場合生じ易いと考えられ
ているスス状粒子の発生を防止することを考えた。

以下にこの方法を具体的に説明する。まず、この方法の
良否を検討すべく以下の実験を行った。

最初に線引炉２と反応炉５をできるだけ接近させて、線
引後の光ファイバ３の表面温度低下をできるだけ防ぐよ
うにした。この際反応炉５の外側に設けたカンタル発熱
体からなるヒータ６はあくまで補助的に使用することと
し、具体的には反応炉５内の加熱ゾーン７に相当する部
分を約１５０　’Ｃに加熱する程度にした。尚、使用し
た反応炉５は内径５０ｍ＋＊、厚さ２■、長さ４５０ｍ
−の石英ガラス製のものである。

次にこの状態で２２／■ｉｎのＣｔＬガス（熱分解温度
約６００°Ｃ）を原料ガスとして原料ガス導入口８から
反応炉５へと供給した。同時にＮ！ガスをシ−ルガスと
してシールガス導入口１１Ａ、１１Ｂからそれぞれ２．
５４！　／ａ＋ｉｎづつ供給して、反応炉５を外気に対
してシールした。

前記原料ガス、シールガス、加熱ゾーン７の温度を一定
に保持したまま、光ファイバ３の線引速度を２５０ｍ／
ｌ１ｉｎ〜７５０ｍ／ｗｉｎまで変化させることによっ
て、光ファイバ３が反応炉５に入る直前の表面温度を約
ｓｏｏ　’ｃ〜１４２０°Ｃまで変化させ、この温度範
囲中の所定温度でハーメチック被覆光ファイバ４０を製
造し、これに第５図で示す塗布装置１２及び硬化炉１３
により紫外線硬化製樹脂より成る樹脂被覆を外径が４０
０μｍになるように被覆せしめた。

このようにして各々の条件下で得られた樹脂被覆付きの
ハーメチック被覆光ファイバのロススペクトルを標準条
件下で測定した。

次に各々の樹脂被覆付きハーメチック被覆光ファイバを
ｉｏｏ％水素雰囲気、ｌａｔｍ、７５°Ｃの条件下に８
時間晒し、しかる後前記同様にロススペクトルを測定す
ると共に、水素による伝送損失増加が最も顕著に出ると
言われている１、２４μｍでのＨ２の吸収ピークを、前
記水素雰囲気下に晒す以前のもの、すなわち標準条件下
で測定したものと比較した。この差を第２図に示すよう
にΔＡとする。尚、第２図において、実線は水素雰囲気
に晒す以前のロススペクトルを示し、点線は水素雰囲気
に晒した後のロススペクトルを示している。

このΔＡと反応炉５に入る直前の光ファイバ３の表面温
度との関係を第３図に示した。尚、この図で○印は所望
する外径１２５μｍのハーメチック被覆光ファイバ４０
が得られたものを示し、ムは線引速度を上げていった結
果線引途中で光ファイバ３が破断し、外径９０μｍのも
のしか得られず、実験に供した装置ではこれ以上正常な
ものが得られなかった限界点、すなわち線引装置上の限
界点を示している。

前記第３図が示すように、光ファイバ３が反応炉５に入
る直前の表面温度を使用する原料ガスの熱分解温度以上
に保持すると、耐水素特性に優れたハーメチック被覆光
ファイバ４０を得ることができるが、この温度以下では
耐水素特性を充分満足するものは得られなかった。

また、水素雰囲気に晒す前に各々の樹脂被覆付きハーメ
チック被覆光ファイバから、試料を数ｍサンプリングし
ておいたが、これらから樹脂被覆を除去し、電子顕微鏡
にてハーメチック被覆３０の形成状態を観察した。その
結果、使用したＣｚＨｔガスの熱分解温度以上であるｓ
ｏｏ　’ｃ以上で製造したものには約５００〜１０００
人厚で、スス状粒子の混入がほとんど見られない良好な
高密度ハーメチック被覆３０が形成されていることが確
認された。尚、６００〜８００°Ｃの温度で製造したも
のについては、ハーメチック被覆３０の厚さが約３００
人と多少薄かったが、従来法とは異なり、すなわち反応
炉５内の温度をヒータ６により原料ガスの熱分解温度以
上に上げ、この条件下でハーメチック被覆３０の形成を
促す従来法とは異なり、ハーメチック被覆３０内にスス
状粒子の混入は見られなかった。

尚、本実施例では原料ガスとしてＣ２Ｈｔガスのみ使用
しているが、他にもメタン、エタン、エチレン、ブタン
等の他の炭化水素ガスも使用できる。

またＳｉＣ、ＴｉＣからなるハーメチック被覆３０を形
成しようとするならば前述の炭化水素ガスにＳｉＨ４や
ＴｉＣ１４等のガスを添加すればよい。

但し、メタン、エチレン等々は三重結合を有するＣＪｚ
ガスに比較して熱分解温度がより高い、それ故、反応炉
５に入る直前の光ファイバ表面温度を相対的に高くして
やる必要がある。

また反応炉５に入る直前の光ファイバ表面温度を高くす
る方法としては、本実施例のように線弓速度を速くする
方法もあるが、この他にも線引炉２と反応炉５との間隔
をもっと狭めるとか、線弓温度を上げるとか、さらには
反応炉５に入る直前に光ファイバ３を加熱する方法等が
ある。

尚、比較の意味でヒータ６によって加熱ゾーン７の温度
を８５０°Ｃに高め、線引速度を５抛／ｍｉｎとし、反
応炉５に入る直前の光ファイバ３の表面温度を充分低く
した状態で、かつそれ以外の原料ガス、シールガスの供
給条件は前述した実験条件に合わせて樹脂被覆付きハー
メチック被覆光ファイバの製造を試みた。この条件で得
られた外径４００μ−の樹脂被覆付きハーメチック被覆
光ファイバから前記樹脂被覆部分を除去し、電子顕微鏡
にてハーメチック被覆３０の形成状態を観察したところ
、ハーメチック被覆３０内にスス状粒子の混入が多く見
られた。またこのハーメチック被覆光ファイバ４０に曲
げを加えたところハーメチック被覆３０が光ファイバ３
の表面から簡単に剥離してしまうという現象も見られた
。このように従来方法では高密度で、しかも品質の安定
したハーメチック被覆光ファイバ４０は得ることができ
なかった。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明の方法によれば、高密度のハーメチッ
ク被覆を有する光ファイバを安定して製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための説明図、第２図
は水素雰囲気に晒す前後の光ファイバロススペクトルを
示すグラフ、第３図は反応炉に入る直前の光ファイバ表
面温度と水素による伝送損失増加の関係を示すグラフ、
第４図は本発明に係わるハーメチック被覆光ファイバの
一例を示す横断面図、第５図はハーメチック被覆光ファ
イバの製造装置の一例を示す概略図、第６図は従来方法
での反応炉内の状態を説明するための説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光ファイバ用母材から線引してなる光ファイバを線引
   後直ちに、炭化水素ガスを含む原料ガスが供給されて成
   る反応炉内を通過せしめ、その表面にカーボンまたはカ
   ーボン化合物からなるハーメチック被覆を施すハーメチ
   ック被覆光ファイバの製造方法において、前記光ファイ
   バの前記反応炉に入る直前の表面温度を前記反応炉に供
   給する原料ガスの熱分解温度以上にすることを特徴とす
   るハーメチック被覆光ファイバの製造方法。