JPH03237037A - 光ファイバのハーメチックコート装置 - 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、紡糸後の裸ファイバの表面にカーボン等の薄
膜を形成してこれを被覆（ハーメチックコート）する装
置に関する。

〔従来の技術〕

紡糸後の裸ファイバにカーボン等のハーメチックコート
を施すことが行われている。これは、水中等の多湿条件
下において光ファイバを水分から遮断することができる
ので、水分吸収による光伝搬損失が増大するのを防止で
きるからであり、また、Ｈ２Ｏによるファイバ表面のク
ラックの拡大を防げるので光ファイバの疲労強度の低下
を防止できるからである。このような事情から、ハーメ
チックコートファイバは海底ケーブル用などの耐環境用
ファイバとして近年注目され、一部で実用化されつつあ
る。

かかるハーメチックコートファイバの製造方法あるいは
光ファイバにハーメチックコートを施す方法として、光
ファイバ用のプリフォームから紡糸した直後の裸ファイ
バを炭化水素を含むガス中に導き、該ガスの熱分解反応
によりカーボンの被覆を裸ファイバに施すことが一般的
である。しかし、裸ファイバを紡糸する線引き炉と裸フ
ァイバにハーメチックシールを施す反応管との間で裸フ
ァイバが外気に晒される場合には、線引き炉および反応
管から噴き出すガスを局所的に吸引回収することが行わ
れるので、これにより、裸ファイバまわりの気流が乱れ
ファイバの温度変動や温度低下、外気中の浮遊粒子のア
タック等を受け、安定で良好な被覆を行うことができな
かった。また、気流の乱れはファイバの線振れや線径変
動をも招来する。

このため、裸ファイバの温度を高温でしかも変動を小さ
くするべく、プリフォームから裸ファイバを紡糸する線
引き炉と裸ファイバにハーメチックコートを施す反応管
とを一体的に構成した装置（米国特許４７０２７５９号
）や、周囲環境の影響を防ぐために線引き炉と反応管と
の間に遮蔽体を設けた装置（特公昭６１−３２２７０号
）、あるいは、反応管に裸ファイバが導入されるまでの
間に裸ファイバの温度低下を防止するため、裸ファイバ
を再度加熱すること等が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

線引き炉と反応管とを一体的に構成したり、これらの間
に遮蔽筒を設けてこれらを相互に密閉状態で連結した場
合、ファイバまわりの気流の乱れや裸ファイバの温度低
下、外気中に浮遊する粒子の反応室内への混入を防止で
きるが、線引き炉内に供給されるガスと反応管内に供給
されるガスが互いに干渉し合うため、それぞれに供給さ
れるガス量を独立に制御することができなかった。また
、線引き炉内から反応管内にガスが侵入して反応管内に
おける反応条件（ハーメチックコート条件）を変えてし
まったり、逆に、反応管内から線引き炉内にガスが侵入
して線引き条件を変えてしまうおそれがあった。

そこで、上述の事情に鑑み、本発明は上述の不具合を解
消することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明による光ファイバの
ハーメチックコート装置においては、線引き炉と反応管
の相互間に、線引き炉と反応管の双方に連通し、線引き
炉にて紡糸された裸ファイバが通過するガス緩衝室を設
け、この緩衝室を開口面積の調整自在な排気口を介して
外気と連通させた構成となっている。

〔作用〕

この様な構成とすることにより、線引き炉と反応管の相
互間で裸ファイバが外気に晒されることがなくなると共
に、線引き炉および反応管からガス緩衝室内に噴出した
ガスがガス緩衝室に形成された排気口から排気され、ガ
ス相互の干渉が抑制される。

更に、線引き炉とガス緩衝室とを開口面積の調整自在な
連通口を介して互いに連通させ、線引き炉にこれを外気
と連通ずる排気口を形成するか、あるいは、反応管とガ
ス緩衝室とを開口面積の調整自在な連通口を介して互い
に連通させ、反応管にその内部を外気と連通ずる排気口
を形成することにより、線引き炉あるいは反応管からガ
ス緩衝室に入り込むガス量が調整される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について第１図〜第４図を参照し
つつ、説明する。

第１図は本発明による光ファイバのハーメチックコート
装置の一実施例を示した図である。図示したように、こ
の装置においては、光ファイバ用プリフォーム１の下端
部を加熱溶融して線引きし、紡糸する線引き炉２と、線
引き炉２にて紡糸された裸ファイバ３にカーボン等によ
るハーメチックコートを施す反応管５とを備えており、
線引き炉２と反応管５の相互間にはガス緩衝室６が形成
されている。

線引き炉２には炉心管７がセットされており、この炉心
管７内に光ファイバ用プリフォームｌがアーム（図示せ
ず）に保持された状態で吊り下げられる。炉心管７内に
は裸ファイバ３の紡糸条件を安定させるため、窒素ガス
Ｎ２等の不活性ガスが供給されている。線引き炉２はプ
リフォーム１の下端を加熱溶融するためのヒータ８を有
しており、ヒータ８により溶融したプリフォーム１の下
端から裸ファイバ３が紡糸される。紡糸された裸ファイ
バ３は線引き炉２から引き出され、ガス緩衝室６内を通
過した後、反応管５の導入口５ａを通じて反応管５内に
導かれ、カーボン等でハーメチックコートされる。反応
管５には枝管５ｂ。

５Ｃ％　５ｄが設けられており、枝管５ｂからはシール
ガスとして例えば窒素ガスＮ２等の不活性ガスが反応管
５内に供給され、枝管５Ｃからは裸ファイバ３にカーボ
ン等でハーメチックシールを施すための原料ガスが供給
される。原料ガスは反応管５内で熱分解反応するなどし
て反応管５内に導入された裸ファイバ３の表面にカーボ
ン等による被膜を形成する。そして、反応管５内に供給
されたシールガスおよび原料ガスは枝管５ｄから排出さ
れるようになっている。

ところで、本発明による光ファイバのハーメチック装置
においては、線引き炉２と反応管５の相互間にガス緩衝
室６が形成されている。ガス緩衝室６は、第２図にも示
したように、内側に仕切り壁１０を有すると共に線引き
炉２の下端部に密接に嵌合したアッパチューブ１１と、
反応管５の上部にこれと一体的に形成されアッパチュー
ブ１１に外嵌したロアチューブ１２とによって形成され
る。仕切り壁１０の中央部には孔１０ａが穿設されてお
り、この孔１０ａを通じて線引き炉２とガス緩衝室６と
が互いに連通し、この孔１０ａから裸ファイバ３がガス
緩衝室６内に導入される。また、ガス緩衝室６は反応管
５の導入口５ａを介して反応管５の内部と連通している
。したがって、孔］、　Ｏａからは線引き炉２内のガス
が、また、導入口５ａからは反応管５内のガスがガス緩
衝室６内に噴き出すようになっている。第３図にガス緩
衝室の断面を示す。アッパチューブ１１およびロアチュ
ーブ１２の側面には周方向に複数の窓１１ａ、１２ａが
形成されており、両方の窓が重なった部分を通じてガス
緩衝室６は外気と連通するようになっている。したがっ
て、この窓の重複部分がガス緩衝室６の排気口として機
能し、この窓の重複部から線引き炉２および反応管５か
らガス緩衝室６内に入り込んだガスが排出される。なお
、窓１１ａと１２ａの重複部分の面積、すなわち、ガス
緩衝室６の排気口の開口面積はアッパチューブ１１をロ
アチューブ１２に対して相対的に回転させることにより
調節可能となっており、線引き炉２および反応管５から
ガス緩衝室６内に噴出するガス量に応じてガス緩衝室６
の排気口の開口面積が調整される。この調整により、ガ
ス緩衝室６内の気圧は線引き炉２および反応管５内のガ
ス圧よりも低く、外気圧よりも高く調整される。

この圧力調整を行うことにより、ガス緩衝室内でのガス
の干渉が抑制されると共に、ガス緩衝室６内への外気の
流入が防止される。なお、ガス緩衝室６から排気口を通
じて排出されたガスは排気ダクト１３により吸引される
。

上述したように、線引き炉２と反応管５との間にガス緩
衝室６を設けることにより、線引き炉２で紡糸された裸
ファイバ３は外気と接すること１なく反応管５に導かれ
るようになる。また、線引き炉２および反応管５からは
常にガスが噴き出しているが、ガス緩衝室６内に噴き出
したガスはガス緩衝室６の排気口から排気されるので、
連続構造であっても線引き炉２から噴き出したガスと反
応管５から噴き出したガスとの干渉はほとんどない。

したがって、線引き炉２及び反応管５に供給されるガス
量を独立に制御することができるようになると共に、線
引き炉２内から反応管５内にガスが侵入して反応管５内
における反応条件（ハーメチックコート条件）が変化し
てしまったり、逆に、反応管５内から線引き炉２内にガ
スが侵入して線引き条件が変化してしまったりすること
を防止でき、反応条件及び線引き条件を安定に保つこと
ができる。

次に、上述した装置とガス緩衝室のない従来の装置で光
ファイバのハーメチックコートを行った場合についての
比較結果を示す。なお、どちらの装置についても、線引
き炉のヒータに供給される電力を１０．２ｋＷとし、反
応管内に供給されるガス量をシールガス（４１）　／ｍ
ｉｎ　）　、原料ガス（キャリアガスも含め４００　ｃ
ｃ／　ｍｉｎ　）とし、反応管からの排気を２．ＩＪ／
ｍ１ｎとした。比較結果は下表の如くであった。

この比較結果からも明らかなように、ガス緩衝室を有す
る本発明による光ファイバのハーメチックコート装置に
より処理した場合には、従来の装置で処理した場合に比
べ、引張強度が向上し、スクリーニングでの断線回数が
低減し、線径変動が約半分となった。なお、スクリーニ
ングはハーメチックコート後の光ファイバに張力をかけ
、長さ方向に２％の歪みを生じさせて行なった。膜厚が
厚くなっているのは、外気との接触が断たれたことによ
り、ファイバ温度の低下が抑制されたため、あるいは、
外気中の酸素０２が反応管内に引き込まれなくなり、原
料ガスの酸化（ＣＯ２化）を防ぐことができたためと考
えられる。

更に、第４図に示したように、線引き炉２とガス緩衝室
６とを仕切る仕切り壁１０の代わりに、線引き炉２とガ
ス緩衝室６を連通する連通口１５ａの開口面積を調整自
在なアイリス１５等を設けると共に、アッパチューブ１
１のアイリス１５よりも線引き炉２側に排気口１１ｂを
形成した。そして、アイリス１５により連通口１５ａの
開口面積を調整することによって、線引き炉２からガス
緩衝室６内に入り込むガス量を調整し、線引き炉２内の
ガスの一部を排気口１１．　ｂから排気させることとし
た。このようにすると、線径変動１ ２ を±０．１５μｍまで小さくすることができ、第１図及
び第２図に示した実施例装置の場合よりも更に線径変動
を小さくすることができた。これは、第１図及び第２図
に示した実施例装置では、ガス緩衝室内で線引き炉及び
反応管から噴出したガスの衝突を十分に抑制できず、ガ
ス緩衝室内の気流に比較的大きな乱れが生じていたため
と考えられる。

なお、ガス緩衝室と反応管との間にアイリスを設け、ア
イリスよりも反応管側のロアチューブに排気口を形成し
た場合にも、同様に線径変動を抑制することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、線引き炉と反応
管の相互間で裸ファイバが外気に晒されることがなくな
ると共に、線引き炉および反応管からガス緩衝室内に噴
出したガスがガス緩衝室に形成された排気口から排気さ
れ、これらのガス同士の干渉が抑制される。したがって
、ガス緩衝室内の気流が安定し、線振れや線径変動が抑
制されると共に、裸ファイバの温度が安定するので均一
なハーメチックコートを行うことができる。また、線引
き炉および反応管のそれぞれに供給されるガス量を独立
に制御することができるようになる。

更に、線引き炉から反応管内へのガスの流入および反応
管から線引き炉内へのガスの流入並びに反応管内への外
気（特に外気中に含まれる酸素０２）の流入が防止され
るので、反応管内での反応条件や線引き条件が安定する
。よって、裸ファイバに形成される膜厚が薄（なること
を防止でき、高品質のハーメチックコートファイバを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ファイバのハーメチックコート
装置の一実施例の概略を示した図、第２図はガス緩衝室
を示した斜視図、第３図はその断面図、第４図はガス緩
衝室の変形例を示した図である。 １・・・プリフォーム、２・・線引き炉、３・・・裸フ
ァイバ、５・・・反応管、５ａ・・・導入口、５ｂｓ５
ｃｓ５ｄ・・・枝管、６・・・ガス緩衝室、７・・・炉
心管、８・・・ヒータ、１０・・・仕切り壁、１０ａ・
・・孔、１１・・・アッパチューブ、１１ａ・・・窓、
１２・・・ロアチューブ、１２ａ・・・窓、１３・・・
排気ダクト、１５・・・アイリス、１５ａ・・・連通口
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、線引き炉にて光ファイバ用プリフオームから紡糸さ
   れた裸ファイバを反応管の反応室内に導入し、反応室内
   に供給される原料ガスの熱分解反応により前記裸ファイ
   バに被覆を施す光ファイバのハーメチックコート装置で
   あって、 前記線引き炉および前記反応管のそれぞれに連通し、前
   記線引き炉にて紡糸された裸ファイバが通過するガス緩
   衝室を有しており、 前記ガス緩衝室は開口面積の調整自在な排気口を介して
   外気に連通していることを特徴とする光ファイバのハー
   メチックコート装置。 ２、前記線引き炉と前記ガス緩衝室とは開口面積の調整
   自在な連通口を介して連通し、前記線引き炉にはこれを
   外気と連通する排気口が形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の光ファイバのハーメチックコート装置
   。 ３、前記反応管と前記ガス緩衝室とは開口面積の調整自
   在な連通口を介して連通し、前記反応管にはその内部を
   外気と連通する排気口が形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の光ファイバのハーメチックコート装置
   。