JPH02180735A - 光ファイバのハーメチックコーティング装置 - 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】 〈産業上の利用公費〉 本発明は、光ファイバに、異種核化学的付着（ＨＮＴＤ
）、化学的蒸気付着（ＣＶＤｉ減圧熱ＣＶＤも含む）な
どによね金属、無機物ノへ−メチック被覆を施す光ファ
イバのハーメチックコーティング装置に関する。

〈従来の技術〉 光ファイバは水蒸気および多くの有害環境に対して非常
に敏感であるが、有機材料被覆は１水蒸気あるいは水酸
基イオンの拡散を阻止できない。それ故、光ファイバは
その強度を保持するためには金属や無機物からなるハー
メチック被覆を施す必要がある。

かかるハーメチック被覆をファイバに施すためには例え
ば特公昭６１−３２２７０号公報に開示されているよう
に、線引炉とｌ１ｔｊｌｌ被覆装置との間にＨＮＴＤあ
るいはＣＶＤ反応炉を設置して連続的にコーティングす
る必要がある。すなわち、第４図に示すように、線引炉
１直下にヒータ２とこの七−夕２により加熱される反応
管３とからなる反応炉４が設けられており、線引炉１で
綿引きされたファイバ５は反応ｖ：３を通って、樹脂被
覆を行う樹脂被覆装置６に送られ、図示しない樹脂硬化
装置を経て樹脂被覆されるようになっている。ここで、
反応管３にはガス供給口３ａとガス排気口３ｂとが形成
され、ガス供給口３ａからは原料ガスと希釈ガスとがそ
れぞれバルブ７ａ、？ｂ及び流量計８ａ、８ｂとを介し
て導入される一方、ガス排気口３ｂからは排ガスがバル
ブ７Ｃ及び流量計８０を介して排気されるようになって
おり、バルブ７　ｍ、７　ｂ。

７ｃにより反応管３内のガス雰囲気を適正状態に保つよ
うになっている。

また、ＵＳＰ４７３５８５６には、複数（７）ＣＶＤ炉
を直列に配置するか、又は上述したような反応管を長く
してガス供給口を複数設けるかしてハーメチック被覆を
複数層形成する装置が開示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述した従来のハーメチック被覆装置では、一つの被覆
層を形成する反応管内のガス雰囲気は線引方向に亘って
ほぼ均一に調節されているが、被覆の重要なパラメータ
である基盤温度、すなわちファイバ温度は線引炉の紡糸
点から指数関数的に低下するので、反応管の入口付近と
出口付近との被覆条件が大きく異なってしまうという問
題がある。すなわち、入口付近では緻密な被覆が形成さ
れても出口付近ではファイバ温度が低いため同様の膜は
形成されず、また、最適なガス雰囲気範囲が非常に狭い
ので、反応管内の全体のファイバ温度に合せたガス雰囲
気を設定することはできない。さらに、上流側で原料ガ
スが熱分解した微粒子の一部がファイバに直ぐに付着せ
ず、下流に流動する過程で成長して大粒径となってファ
イバに付着し、膜質を低下させるという問題もある。

一方、ハーメチック被覆を二層形成しようとする場合、
二層目の反応管内ではファイバ温度が低すぎて良好な二
次被覆を行うことができないという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑み、膜質の良好なハーメチ
ック被覆を施すことができる光ファイバのハーメチック
コーティング装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成する本発明にかかる光ファイバのハーメ
チックコーティング装置は、線引炉で紡糸されたファイ
バが通過する反応管を有する異種核化学的付着又は化学
的蒸気付着反応炉により金属若しくは無機物からなるハ
ーメチック被覆を形成する光ファイバのハーメチックコ
ーティング装置において、上記反応管の一の被覆を形成
する部分がファイバの移動方向に沿って複数の部屋に区
画され、各部屋のガス雰囲気条件がそれぞれ独立して制
御できることを特徴とする。

く作　　　用〉 紡糸されたファイバが反応管の一のハーメチック被覆を
施す複数の部屋を通過する際、各部のガス雰囲気の温度
、ガス濃度及びガス流量は各部屋を通過するファイバ温
度に合せて最適に調節され、膜質の良好な厚い膜が形成
される。

線引炉を出たファイバの温度は近似的に次式で表される
。

ｈｚ Ｔ、＝Ｔ０＋　（Ｔ、　Ｔｏ）　ｅ　”ｄＶＦＴｌ：フ
ァイバ温度、Ｔｏ：外気温度。

Ｔ６：紡糸直後のファイバ温度。

ｈ：熱伝達率、ρ：ファイバ密度、Ｃ：ファイバ比熱。

ｄ：ファイバ径、ｚ：紡糸点からの距離。

■Ｆ：ｓ速 したがって、ファイバ温度Ｔｌは、紡糸点からの距離Ｚ
の増加に伴い指数関数的に低下する。

ここで、簡単のため、外気温度を約２０℃とし、実際の
炉内のガス温度及びＣＶＤによるガス反応の発熱・吸熱
の影響を無視し、例えばｃｌ　＝　１２５　μｍ、　Ｖ
Ｆ＝　１５０ｍ／＋ｉｎの場合、炉入口で１６００℃の
ファイバは１０艶下方では１３８０℃、３０ｃｍ下方で
は１０３０℃、５０ｃｍ下方では７７０℃と急激に冷却
されてしまうことになる。

このようなファイバの冷却の様子を第３図に示す。図中
、ＴＩがファイバ温度であり、Ｔ２がそのファイバ温度
に対して最適なガス雰囲気の温度である。又、ＴＱの上
下の八ツチングを施した部分は最適な状態で生膜できる
温度範囲であり、その範囲より高い温度ではダストが発
生し、低すぎると反応せずに膜が形成されない。なお、
ここではガス濃度及びガス流量は一定としである。

よって、複数の部屋のガス雰囲気の温度を、最適範囲に
入るように調節し、又、ガス濃度・流量を調節しながら
それに合せた最ＩＩｉ温度範囲に入るように調節するこ
とにより、複数の部屋に亘って膜質の良好な膜が形成さ
れる。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第１図には本発明の好適な一実施例にかかる光ファイバ
のハーメチックコーティング装置の概略を示す。なお、
従来と同様な部分には同様な符号を付し重複した説明は
省略する。

同図に示すように、線引炉１の直下に設けられた反応炉
４の反応管３はシャッタ９によりファイバの移動方向に
沿って３つの部屋３Ａ〜３０に分割されており、各部屋
３Ａ〜３Ｃ内のガス温度を独立して制御できるようにそ
れぞれ独立したヒータ２Ａ〜２Ｃが設けられている。ま
た、各部屋３Ａ〜３Ｃはそれぞれガス供給口３ａ及びガ
ス排気口３ｂとが独立して設けられており、各ガス供給
口３ａ及びガス排気口３ｂには原料ガスの濃度・流量が
各部屋３Ａ〜３Ｃ毎に調節できるようにそれぞれ独立し
てバルブ７８〜７Ｃ及び流量計８ａ〜８Ｃが設けられて
いる。乙のようにして、各部屋３Ａ〜３Ｃのガス雰囲気
条件、すなわちガス温度、ガス流量・濃度は独立して設
定できるようになっている。

なお、シャッタのファイバ通過孔の径は４門φ程度と充
分小さくし、各部屋３Ａ〜３Ｃ内に供給、排気するガス
の量のバランスをとると共に各部屋３Ａ〜３０間のガス
の混入及び大気の混入を防止している。また、各部屋３
Ａ〜３Ｃ内のガス温度はそれぞれ挿入されている熱電対
により測定している。

反応管３の全長を３２　ａｍ　、各部屋３Ａ〜３Ｃの長
さをそれぞれ９　ａｎ、　　ＩＱ、５　ａｍ、　　１２
．５　ａｍとしてあり、各部Ｊ１３Ａ〜３Ｃ内でのファ
イバ温度の範囲が２００℃程度になるように設定しであ
る。すなわち、上述したように反応管の入口でのファイ
バ温度が１６００℃、出口で１００．０℃とすると、第
１の部屋３Ａ内では１６００〜１４００℃、第２の部屋
３Ｂ内では１４００〜１２００℃、第３の部屋３Ｃ内で
は１２００〜１０００℃となる。

かかるハーメチックコーティング装置を用いて、各部屋
３Ａ〜３Ｃ内のガス濃度及びガス流量を独立して調節す
ると共に、各部屋３Ａ〜３Ｃのガス温度をと−タ２Ａ〜
２Ｃによりそれぞれ最″ａ温度範囲に設定することによ
り、良好な膜質のハーメチック被膜を全部屋３Ａ〜３０
に亙って形成することができた。

第２図には他の実施例にかかる八−メチツクコーティン
グ装置を示す。同図に示すように、本実施例では反応管
３０をファイバ温度が１００℃単位となるように６分割
するシャッタ９を設けて部屋ａＯＡ〜３０Ｆを形成した
ものであり、各部屋３０Ａ〜３０Ｆにはそれぞれガス供
給口３０ａ及びガス排気口３０ｂを設けた点も上記実施
例と同様である。なお、各部屋３０Ａ　〜３０Ｆの長さ
は４．０ｃｍ、４．５ａｍ、　５．０　ａｍ、　５．５
　ａｍ、　６．０　ａｍ、　６．５　ｃｍである。

ま１、各ガス供給口３０ａ及びガス排気口３０ｂにはそ
れぞれ独立したバルブ７ａ〜７Ｃ及び流量計８ａ〜８Ｃ
を接続して各部屋３０Ａ〜３０Ｆのガス濃度・流量を独
立して調節できろようになっている点も上述した実施例
と同様である。

なお、この反応管３０は断熱材２０で囲まれることによ
り反応炉４０を形成しており、各部屋３０Ａ〜３０Ｆ内
のガス雰囲気温度の調節は炉外に設けられたヒータ１０
により制御できるようになっている。すなわち、各部屋
に供給されるガス温度をヒータ１０で各別に調節するこ
とにより、各部屋３０Ａ〜３０Ｆ内のガス雰囲気温度を
適正に保つようになっている。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明にかかる光ファイバのハー
メチックコーティング装置によれば、一の被覆層を形成
するファイバ移動方向に亙って適正なガス５Ｊ凹気条件
を設定できるので、膜質の良好な厚い被膜を形成すると
とができ、また、この場合、膜質がほぼ均一となるので
膜の良否は膜質×膜厚で表わすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる光ファイバのハーメ
チックコーティング装置を概念的に示す説明図、第２図
は他の実施例にかかる装置を概念的に示す説明図、第３
図はファイバ冷却とガス雰囲気最′ａ温度を示すグラフ
、第４図は従来技術にかかるハーメチックコーティング
装置を示す説明図である。 図　　面　　中、 １は線引炉、 ２はヒータ、 ３．３０は反応管、 ３Ａ〜３Ｇ、３０Ａ〜３０Ｆは部屋、 ４．４０は反応炉、 ５はファイバ、 ６は樹脂被覆装置、 ７ａ〜７ｃはバルブ、 ８８〜８ｃは流量計、 ９はシャッタ、 １０はヒータ、 ２０は断熱材である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）線引炉で紡糸されたファイバが通過する反応管を
   有する異種核化学的付着又は化学的蒸気付着反応炉によ
   り金属若しくは無機物からなるハーメチック被覆を形成
   する光ファイバのハーメチックコーティング装置におい
   て、上記反応管の一の被覆を形成する部分がファイバの
   移動方向に沿って複数の部屋に区画され、各部屋のガス
   雰囲気条件がそれぞれ独立して制御できることを特徴と
   する光ファイバのハーメチックコーティング装置。
2. （２）炉内に設けた複数個のヒータあるいは炉外の複数
   個の熱源により各部屋のガス雰囲気の温度を調節すると
   共に、各部屋毎に供給されるガスの混合比・流量を複数
   のバルブを介して設定することにより、各部屋のガス雰
   囲気条件を制御する請求項１記載の光ファイバのハーメ
   チックコーティング装置。