JPH04108638A - 光ファイバ素材の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、耐火・耐熱光ファイバとして用いると好適で
ある柔軟性を有する光ファイバ素材の製造方法に関する
。

（従来の技術） 石英系光ファイバは、その機械強度を維持するために、
溶融状態のプリフォームを線引すると同時にプラスチッ
ク樹脂を被覆したり、めっき又は蒸着による金属皮膜で
ファイバ表面を保護しているが、最近ではアモルファス
カーボンを被覆することも提案されている。一般に、樹
脂被覆した光ファイバは、高温の使用環境において樹脂
が再溶融したり変質するので、ファイバ温度が約１５０
°Ｃ以下である使用条件に限るか、又は特殊な冷却装置
によって約１５０°Ｃ以下に定めることを要する。これ
に対し、電解めっき法によって金属被覆した光ファイバ
は、金属被覆層が厚ければ厚いほど耐火・耐熱用の光フ
ァイバとして好適であり、例えばこれを温度センサヘッ
ドとして使用したならば、特殊な冷却装置を設置するこ
となしに、高温の電気炉内での発光スペクトルを観察す
ることが可能になる。

（発明が解決しようとする課題） 金属被覆した光ファイバは、金属被覆層が厚ければ厚い
ほど耐火・耐熱用として好ましいけれども、十分な機械
強度を得るために金属被覆層を厚くすると、該ファイバ
の柔軟性が相対的に低下して敷設作業などがいっそう煩
雑になりやすい。つまり金属被覆層がある程度厚くなれ
ば、金属被覆層自体の剛性により、光ファイバケーブル
の柔軟性を維持するために、ケーフル設計について相当
に厳しい制約が生じてしまう。また、単なる金属被覆フ
ァイバを耐火・耐熱ケーブルの伝送線として用いると、
使用環境における温度変化により、光ファイバに与える
金属被覆層の応力が変化し、これが原因となって光ファ
イバの伝送損失が変動するという問題が発生する。

本発明は、金属被覆した光ファイバに関する前記の問題
を改善するために提案されたものであり、所定の機械強
度を維持しながら十分な柔軟性を有する光ファイバ素材
の製造方法を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明に係る製造方法では
、第１図に示すような光ファイバを用い、該ファイバは
コア２とクラッド３からなり、該ファイバ上にカーボン
皮１１４を形成する。カーボン皮ｍ４は、−Ｇに溶融状
態のプリフォームを線引すると同時に、反応炉において
アモルファスカーボンなどを被覆して形成し、その厚さ
は約３００〜１５００人程度である。カーボン皮膜４は
、緻密な組織で水素、水分を連通させず、運搬時や保管
時に光ファイバの表面に傷が付くことを防止する。カー
ボン皮ＩＩ４は、導電性が低くて直接電解めっきを施し
にくいため、該カーボン皮膜上にまず下地金属層５を設
ける。下地金属層５は、カーボン被覆ファイバの周面に
比較的薄く均一に設け、該下地金属層は、無電解めっき
法、真空蒸着法。

スパッタリング法、イオンめっき法のいずれで形成して
もよい。下地金属層５の厚さは数μｍ以下であればよく
、例えば銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などであ
る。比較的厚い金属表面層６は、どのようなめっき法で
形成してもよいが、般に電解めっき法によって効率よく
形成すると好ましく、その素材は下地金属層５と同様に
銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などである。金属
被覆した光ファイバは、高温で短時間加熱処理すること
により、光ファイバの伝送損失を殆ど劣化させずに柔軟
性だけを付与する。本発明方法における加熱処理は、可
能なかぎり高温が好ましいけれども、光ファイバの機械
強度を十分に維持し且つその伝送損失を劣化させない温
度範囲に限定されるため、金属の単なる焼なまし加工と
は相違する。石英系光ファイバを劣化させない限界の加
熱温度と時間は、空気中又は不活性ガス中における耐熱
試験によって、約９００°Ｃ前後で数分間であることが
判明している。

（作用） 本発明方法で用いる光ファイバは、緻密な組織で水素、
水分を通過させないカーボン皮膜４と、比較的厚い金属
表面層６とを有することにより、約９００°Ｃ前後まで
加熱することが可能であり、この加熱処理によって金属
表面層６の結晶組織の調整と同時に、内部応力を除去し
て柔軟性を付与する。例えば、厚さ５００人のカーボン
皮膜と銅又はニッケルめっき層を形成した光ファイバは
、空気中の耐熱試験によってニッケルめっき層の厚みが
約１０μｍ以上あれば、９００°Ｃで６分間加熱しても
光ファイバは殆ど劣化せず、不活性ガス中では、ニッケ
ルめっき層が数μｍでも光ファイバは劣化しない。

（実施例） 次に本発明方法を実施例に基づいて説明する。

本発明で用いる全石英光ファイバは、プリフォームを電
気炉（図示しない）で約２０００″Ｃに加熱して溶融し
て一気に線引きすると同時に、反応炉（図示しない）に
導入し、その表面にアモルファスカーボンを被覆する。

得た光ファイバは、コア径１００μｍ、クラツド径１５
０μｍであり、その表面に厚さ約５００人のカーボン皮
膜４を有する。このカーボン被覆ファイバは、洗浄槽へ
の浸漬と水洗、エツチング槽への浸漬と水洗、活性化剤
槽への浸漬と水洗を行う。

無電解ニッケルめっきは、Ｎ１−Ｂめっき・ＢＥＬ８０
１　（上材工業社製）であって、ジメチルアミンボラン
（ＤＭＡＢ）を還元剤とする洛中に、６５°Ｃで３〜５
分間漫漬して、厚さ０．５〜１μｍの下地ニッケルめっ
き層５を設ける。得ためつき被覆ファイバ”は、更に水
洗と湯洗を経てから乾燥する。

次に、電解めっき法によって、金属表面層６として所定
厚さのニッケル又は銅を被覆する。ニッケルの場合には
、下記の浴組成である電解めっき浴において、浴温５０
°Ｃで１〜２０分間処理すればよい。

スルファミン酸ニッケル　３００〜７００　ｇ／ｌホウ
酸　　　　　　　　　　　　　　　３０ｇ／ｌ添加剤（
光沢剤、ピット防止剤）　　　　適　量また、銅の場合
には、下記の浴組成である電解めっき沼において、室温
の浴温で１〜６０分間処理すればよい。

硫酸銅　　　　　　　　　２００〜２５０　ｇ／ｌ硫酸
　　　　　　　　　　　　３０〜７５ｇ／ｌ添加剤（光
沢剤）　　　　　　　　　　　適　量第１表では、加熱
処理として、金属被覆した光ファイバを、９００°Ｃに
加熱した長さ１ｍの炉間を線速５ｍ／分で走行させる。

次に第２表では、加熱処理として、金属被覆した光ファ
イバを、空気中又は不活性ガス中において９００°Ｃに
加熱したポット炉中で３０分間加熱する。

第　　２ 表 本発明方法における加熱処理に関して、金属表面層６が
ニッケルであると、銅の場合よりも一般的に加熱による
機械強度の低下は少ない。第１表から明らかなように、
加熱時間がきわめて短時間であると、ニッケル表面層は
厚さ５μｍ前後でも加熱処理が可能であるけれども、銅
表面層では厚さ１０μｍ前後以上が必要である。加熱時
間が短くても３０分前後になると、第２表から明らかな
ように、ニッケル表面層は厚さ５０μｍ前後が必要であ
り、銅表面層では厚さ５０μｍでも処理不可能である。

また、窒素ガスのような不活性ガス中で加熱処理を行う
と、第２表から明らかなように、加熱時間が３０分前後
になっても、ニッケル表面層は厚さ１μｍでも加熱処理
が可能であり、銅表面層では厚さ５μｍ＠陵以上ならば
処理可能である。

実施例４における光ファイバ素材１の柔軟性を、加熱処
理前の金属被覆ファイバのそれと比較するために、第２
図に示す方法によって両者のたわみ量りを測定する。た
わみ１ｉｌＤの測定結果を第３表に示す。

第　　３　　表 第３表から、加熱処理した光ファイバ素材１は、加熱処
理前の金属被覆ファイバよりも柔軟性が相当に増加して
いることが明白である。

（発明の効果う 本発明方法では、ニッケル又は銅などで表面被覆した光
ファイバの加熱処理によって金属表面層の結晶組織の調
整と同時に、内部応力を除去して柔軟性だけを付与する
。本発明方法により、所定の機械強度を維持しながら柔
軟性を有する光ファイバ素材を製造することができ、該
光ファイバ素材を耐火・耐熱光ファイバとして用いるな
らば、十分な機械強度を得るために金属表面層を相当に
厚くしても、該ファイバ素材の柔軟性は殆ど低下せず、
その敷設作業などは容易である。金属表面層がある程度
厚くなっても、該表面層の剛性はあまり上昇しないなら
ば、光ファイバケーフルの柔軟性を維持するためのケー
ブル設計について制約は殆ど生じない。また、この光フ
ァイバ素材は、使用環境の温度が急激に変化しても光フ
ァイバに与える金属表面層の応力は変化せず、その伝送
損失は常にほぼ一定であるのて耐火・耐熱ケーブルの伝
送線として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で用いる光ファイバを拡大して示す
縦断面図、第２図は本発明方法で製造した光ファイバ素
材のたわみ量を測定する方法を示す概略正面図である。 １・・・光ファイバ素材、２・・・コア、３・・・クラ
ッド、４・・・カーボン皮膜、５・・・下地金属層、６
・・・金属表面層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コアとクラッドからなる光ファイバ上にカーボン皮
   膜を形成した被覆光ファイバを用い、その周面に下地金
   属層を設け、更に比較的厚い金属表面層を形成してから
   、高温で短時間加熱処理することにより、光ファイバの
   伝送損失を殆ど劣化させずに柔軟性だけを付与する光フ
   ァイバ素材の製造方法。 ２、金属表面層が薄い場合には、炉中を走行させて加熱
   処理する請求項１記載の製造方法。