JPH02275736A - 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の内部へ１１□０やＨ２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１１ｔｏやＯＸ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、光ファイバの動疲労特
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１図は従来検討されているハーメチック被覆光ファイ
バ４０の製造方法を示すものである。これは光ファイバ
用母材１を線引炉２に導入してコア３ａ、クラッド３ｂ
を有する光ファイバ３と成し、これを熱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、これに通常添加されるＮ２ガスと共に反
応炉５内へと供給される。また符号９はガスの排気口を
示し、符号１０Ａ、　ＩＯＢ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　、Ｉ
ＩＢ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、１１Ｂを介してシールガス、
例えば不活性ガスであるＮ２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、前記原料ガスの熱分解によりカーボンが生
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図に示すようなバーメチツク被覆３０
が形成される。図中の符号４は外径測定器で、この値に
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Ｓ　ｉ　Ｉｔ　
ａやＴｉＣＩａ等を添加すればよい。以下前述した一連
の方法を熱ＣＶＤ法と称す。

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。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、巻取機１４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、反応炉５に対してヒ
ータ６により熱を供給しているため、原料ガスの分解反
応は反応炉５の中央部よりもヒータ６に近い炉の内壁部
でより急速に進む。つまり光ファイバ３の表面近傍では
分解反応は必ずしも速くない。加えて内壁部で分解反応
が促進され、その結果生じたスス状の粒子は、ヒータ６
からの熱が炉中央部へ到達するのを遮断するため、−層
光ファイバ３の表面では分解反応が進まない。さらにま
たシールガス導入口１１＾、１１Ｂから供給されるＮ２
ガスは走行する光ファイバ３の表面に沿って流れ易いた
め、光ファイバ３表面への熱の伝達や光ファイバ３の表
面と原料ガスとの接触を妨げている。

このような種々の要因により光ファイバ３の表面ではハ
ーメチック被覆３０の形成速度が遅くなり、この速度を
実用レベルまで速くすることができなかった。またこの
ように低速で行っていると、反応炉５内が前述したスス
状粒子のため汚れ、結果的には炉内の条件が経時的に変
化するため長尺のハーメチック被覆光ファイバ４０を得
ることができないという問題もあった。

〔発明の目的〕

前記問題に鑑み本発明の目的は、光ファイバ上にハーメ
チック被覆を安定して施すことができ、もって長尺のハ
ーメチック被覆光ファイバを得ることのできる方法を提
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
光ファイバを線引し、しかる後に該光ファイバを熱ＣＶ
Ｄ用反応炉内を通過せしめ、その表面上に熱ＣＶＤ法に
よりカーボンまたはカーボン化合物からなるハーメチッ
ク被覆を施すノλ−メチ・ンク被覆光ファイバの製造方
法において、前記熱ＣｖＤ用反応炉内り供給する原料ガ
スの希釈用ガス及び前記反応炉を外気に対してシールす
るためのシール用ガスの少な（とも一方をヘリウムにす
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
。本発明の特徴は、前述した第１図において、原料ガス
供給口８から供給する原料ガスの希釈用ガス及び反応炉
５を外気に対してシールするためにシールガス導入口１
１Ａ　、ｔｉｌｌから供給するシールガスの少なくとも
一方を、拡散速度が速く、しかも熱伝導性の良いヘリウ
ムにする点にある。

このようにヘリウムを使用すると、このガスは拡散速度
が速いため、光ファイバ３の表面から直ちに拡散し、そ
の結果原料ガスと光ファイバ３の表面との接触を妨げる
ことがない。一方外部のヒータ６から与えられた熱に対
しては、ヘリウムの熱伝導性の良さから、核熱を光ファ
イバ３表面まで効率良く伝達するという効果もある。

以上の結果ヘリウムを使用することによって光ファイバ
３表面と原料ガスとの接触も良くなり、かつまたヒータ
６からの熱も光ファイバ３の表面に伝わり易くなるため
、光ファイバ３表面近傍での原料ガスの熱分解量及びそ
の速度が上がり、もって光ファイバ３表面へのハーメチ
ック被覆３０の形成速度が非常に速くなる。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示す。尚、使用し
た装置は前述した第１図に示すものである。

使用した原料ガスはアセチレン（ＣＪｔ）ガスであるが
、もちろんこの他に前述したメタン、エタン、エチレン
、プロパン、ブタン等の炭化水素ガスあるいはこれらに
Ｓｉｎ、やＴｉＣＩｎ等を添加したものも使用できる。

また実験では原料ガスであるＣＪｚガスの希釈用ガスと
してヘリウム（Ｉｔｓ）及びＮ２を使用した。そして各
々の条件で形成されたカーボン製のハーメチック被覆３
０の厚さ　（入）は、ハーメチック被覆光ファイバ４０
を切断し、ハーメチック被覆光ファイバ４０上の樹脂被
覆を除去した後、その断面を電子顕微鏡にて測定して得
られた測定値と、ハーメチック被覆３０を燃焼させて、
これにより発生した一酸化炭素の重量から推定した値の
両方を参考にして決定した。

以上の結果を本発明の実施例は表−１に、比較例は表−
２に記載した。ここで実施例Ｎは実−Ｎ、比較例Ｎは比
−Ｎと示した。またシールＡとはシールガス導入口１１
Ａから導入したシールガスを意味し、シールＢはシール
ガス導入口１１Ｂから導入したシールガスを示している
。

反応炉内温度（°Ｃ） ＣＪｚｉｔ　　（ｌ／ｍ１ｎ） 希釈ガス（種類） 世（ｆ／ｍ１ｎ） シールＡ（種類） 〃　量（ｊ２／ｍ１ｎ） シールＢ（種類） 量（ｌ／ｍ１ｎ） 反応炉内圧力（ｍｍｌ１２０） 線速（ｍ／ｍ１ｎ） カーボン膜Ｉ￥（人） 製造可能時間（ｈｒ） 製造長さ　　（ｋｍ） 表−２ 比−１比−２ 反応炉内温度（”Ｃ）　　　　９５０　　　　９５０ｃ
ｚｕｄｉｔ　　（ｆｆｉ／ｍ１ｎ）　　　　２．０　　
　　２．０希釈ガス（種類）　　　　　Ｎ２　　　　　
　Ｎ２量（ｆ　／ｗｉｎ）　　　　１．０　　　　１．
０シールＡ（種類）　　　　　Ｎｚ　　　　　　ＮｔＮ
　（ｉ！／ｍ１ｎ）　　　　２．０　　　　２．０シー
ルＢ（種類）　　　　　Ｎｚ　　　　　　Ｎｚ量（Ｉ！
、／ｍ１ｎ）　　　　２．０　　　　２．０反応炉内圧
力（ｍｍＨｚｏ）　　−１，０−１，０線速（ｍ／ｍ１
ｎ）　　１２０　　１０カーボン膜厚（入）　　　　＜
１００　　　４００製造可能時間（ｈｒ）　　　　１．
３　　　　１．３製造長さ　　（ｋｍ）　　　　９．５
　　　　０．８この表−２において比−１でカーボン膜
厚、すなわちハーメチック被覆厚さが＜１００となって
いるのは、電子顕微鏡で測定できる測定限界である１０
０Å以下であったことを示している。

上記表−１、表−２が示す如く、希釈ガス及びシールガ
スの両方にＨｅガスを使用した実施例１では最も効率良
くハーメチック被覆を形成できることが判る。

逆に両方ともＮ２ガスを使用した比較例の場合、線速を
１０ｍ／ｍｉｎ　と下げれば４００人程０の膜厚のもの
が得られるが、長尺のものは得られず、また線速を通常
線速である１２０ｍ／ｍｉｎに上げると、１００Å以上
の厚さのものが形成できなかった。すなわち、線速１２
０ｍ／ｍｉｎでは耐水素特性を満足させるために必要と
されている３００人厚０ハーメチック被覆を形成できな
かった。

以上の実験では、比較的低温で分解するＣｔＨｚガスを
使用したがエチレンを使用しても同様に高速でハーメチ
ック被覆を形成できる。但しエチレンの場合は、アセチ
レン（ｃｔｕｚ）よりもその分解温度が高いので、反応
炉内温度はアセチレンの場合よりも１００〜１５０　’
Ｃ程度、より高めに設定する必要がある。

また前述のように種々の炭化水素ガスが原料ガスとして
使用できるが、二重結合や三重結合を持つエチレンやア
セチレンはより有効であり、これらとヘリウムの組合せ
が最も効果的である。

尚、前記実験で得られた実施例１と比較例１の各ハーメ
チック被覆光ファイバについて、その動疲労特性と水素
雰囲気内での熱処理後のロススペクトルを測定した。各
々の結果を第２図、第３図に示す。これらの図で実線が
実施例１を、点線が比較例１を示している。

前者の勤疲労特性は、室温２５°Ｃ２湿度５０％、サン
プル数ｎ＝２０、サンプル長は４０ｃｍで引張速度は５
００　ｍｍ／ｍｉｎでの測定結果である。

また後者のロススペクトルは、１００％水素雰囲気、７
５°Ｃ１Ｉａｔｍの条件下にサンプルを２４時間晒した
後、測定した結果である。

前記第２図、第３図が示すように、本発明による実施例
１のものは動疲労特性を示すｎ値も１８０と高く、また
水素雰囲気内での処理後も、はとんど水素による伝送ロ
スの増加が認められない。

これに対して従来の方法による比較例１のものでは、ｎ
値は２０と低く、しかも水素による伝送ロスの増加が著
しい。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明の方法によれば、所望膜厚を有する長
尺のハーメチック被覆光ファイバを安定して得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はハーメチック被覆光ファイバの製造方法の一例
を示す概略図、第２図、第３図は本発明により得られた
ハーメチック被覆光ファイバと従来法で得られたハーメ
チック被覆光ファイバのそれぞれの動疲労特性及び水素
雰囲気に晒した後のロススペクトルを示すグラフ、第４
図はハーメチック被覆光ファイバの一例を示す横断面図
である。 １〜光ファイバ用母材　２〜線引炉　３〜光ファイバ　
５〜反応炉　６〜ヒータ　８〜原料ガス導入口　１１Ａ
　、ＩＩＢ〜シールガス導入口特許出願人　　　古河電
気工業株式会社第１図 −１，０ １，０ ２，０ 第 図 波 長 （ｐｍ） 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバ用母材から光ファイバを線引し、しかる後に
   該光ファイバを熱ＣＶＤ用反応炉内を通過せしめ、その
   表面上に熱ＣＶＤ法により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、前記熱ＣＶＤ用反応炉内
   へ供給する原料ガスの希釈用ガス及び前記反応炉を外気
   に対するシールするためのシール用ガスの少なくとも一
   方をヘリウム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。