JPH03187956A - Carbon-coated fiber - Google Patents
Carbon-coated fiberInfo
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- JPH03187956A JPH03187956A JP1325833A JP32583389A JPH03187956A JP H03187956 A JPH03187956 A JP H03187956A JP 1325833 A JP1325833 A JP 1325833A JP 32583389 A JP32583389 A JP 32583389A JP H03187956 A JPH03187956 A JP H03187956A
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は石英系光ファイバ外周にカーボン被覆層をイf
してなるカーボンコートファイバニ関−J−ルものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a carbon coating layer on the outer periphery of a quartz-based optical fiber.
It is a carbon-coated fiber two-J-ru product made of carbon coated fiber.
1従来の技術
石英系光ファイバは、非常に細径であるに加えその材質
の特性もあって、機械的強度の信頼性に欠けている。1. Prior Art Silica-based optical fibers lack reliability in mechanical strength due to their extremely small diameter and the characteristics of their materials.
そこで、機械的強度向上の対策として、無機材料をガラ
スファイバの周囲に薄くコーティングを施ス(ハーメチ
ックコーティングとも呼ばれている)試みがなされてき
た。数ある無機材料の中でもカーボン(C)は、最も代
表的なコーテイング材質である[例えば特公昭38−1
0363号公報、EP0308143号、ニー、シー、
ペク、[ジャーナル イブ ライトウニイブ チクノロ
シイ]vo1. L T−4、No、 8.1048〜
1060頁(1986年8月)等の文献参照]。Therefore, as a measure to improve mechanical strength, attempts have been made to apply a thin coating (also called a hermetic coating) around the glass fiber with an inorganic material. Among many inorganic materials, carbon (C) is the most typical coating material [for example,
Publication No. 0363, EP0308143, Ni, C.
Baek, [Journal Eve Light Unive Chikunoroshii] vol.1. L T-4, No. 8.1048~
References such as p. 1060 (August 1986)].
これらのハーメチックコートは、■H,Oを通さないた
め、これを設けたファイバが破断しにくい、すなわち、
静疲労特性が良好となる、■耐H2特性に優れている、
■耐薬品性(アルカリその他)に優れている、の■乃至
■のような利点がある。These hermetic coats do not allow H and O to pass through, so fibers equipped with them are less likely to break.
Good static fatigue properties; ■Excellent H2 resistance properties;
■Excellent chemical resistance (alkali and others), which has advantages such as ■ through ■.
なお、上記■について補足すると、ガラスファイバの破
断は、H2Oとガラスが下記のように反応して、5i−
0−3iの結合が切れてしまうことにより生起すると考
えられているので、ファイバ外周の被覆材料がH,Oを
通過させないことが破断防止には重要である。As a supplement to the above (■), the breakage of the glass fiber is caused by the reaction between H2O and glass as shown below, resulting in 5i-
It is thought that this occurs when the 0-3i bond is broken, so it is important to prevent H and O from passing through the coating material around the fiber to prevent breakage.
OH0H
8r−0−8+−1−11yO→−si+5i1−発明
が解決しようとする課題1
カーボンコートファイバは上記のような利点をもつ反面
、引張り強度が弱いという欠点を有している。OH0H 8r-0-8+-1-11yO→-si+5i1-Problem to be Solved by the Invention 1 Carbon coated fibers have the above-mentioned advantages, but on the other hand, they have the disadvantage of low tensile strength.
これは、カーボンコートをCVD (化学蒸着)法を用
いて行うことに原因していると考えられる。This is considered to be due to the fact that the carbon coating is performed using the CVD (chemical vapor deposition) method.
気相中で生じたカーボン粒子が石英表面に堆積するとい
うCVD法のメカニズムでは、カーボン粒子が石英表面
に傷をつけることを避けるのは、殆ど不可能と考えられ
る。In the mechanism of the CVD method in which carbon particles generated in a gas phase are deposited on the quartz surface, it is considered almost impossible to avoid the carbon particles from damaging the quartz surface.
本発明の目的は、このような現状に鑑み、引張強度の劣
化のないカーボンフートファイバラ提供するところにあ
る。In view of the current situation, it is an object of the present invention to provide a carbon foot fiber member without deterioration in tensile strength.
[課題を解決するための手段]
本発明者等は、鋭意研究の結果、石英系光ファイバ外周
にカーボン被覆層を有してなるカーボンコートファイバ
において、該カーボン被覆層の厚さが10〜100人で
あることを特徴とするカーボンフートファイバが」二記
の目的を達成できると、見出した。[Means for Solving the Problems] As a result of intensive research, the present inventors have found that in a carbon coated fiber having a carbon coating layer on the outer periphery of a silica-based optical fiber, the thickness of the carbon coating layer is 10 to 100 mm. The inventors have found that carbon foot fibers characterized by being human can achieve the two objectives.
第1図は本発明の一具体例の断面図であって、1のガラ
スファイバの外周に10〜100人のカーボン被覆層2
が設けである。なお、第1図には示していないが、カー
ボン被覆層の外周には、更に有機樹脂等からなる被覆層
を、この種の技術分野における公知手段により設けるこ
とができる。FIG. 1 is a sectional view of a specific example of the present invention, in which a carbon coating layer 2 of 10 to 100 layers is coated on the outer periphery of one glass fiber.
is the provision. Although not shown in FIG. 1, a coating layer made of an organic resin or the like can be further provided on the outer periphery of the carbon coating layer by means known in this type of technical field.
本発明に係るガラスファイバとしCは石英系ガラスから
なるものであれば、材料の組成やファイバ構造に特に限
定されるところはなく、クラッドが純石英のもの、フッ
素等を添加した石英のもの、さらに応力付与部として最
外層にT + Ovをドープしたものなど種々のものを
用いることができる。As long as the glass fiber C according to the present invention is made of quartz-based glass, there are no particular limitations on the material composition or fiber structure, and the cladding may be pure quartz, quartz doped with fluorine, etc. Furthermore, various materials such as one in which the outermost layer is doped with T + Ov can be used as the stress applying portion.
ガラスファイバ外周の厚さ10〜100人のカーボン被
覆層は、例えばC,H,等の炭化水素類、CCa、等の
ハロゲン化炭化水素類を原料として、ガラスファイバ上
で原料を熱分解することにより、ガラスファイバ表面に
サイ1〜10人未満程度のカーボン微粒子を析出堆積せ
しめることで、形成できる。膜厚は、原料濃度で調節す
るのが簡便である。The carbon coating layer with a thickness of 10 to 100 people around the outer periphery of the glass fiber is produced by thermally decomposing the raw material on the glass fiber using, for example, hydrocarbons such as C, H, and halogenated hydrocarbons such as CCa as raw materials. It can be formed by precipitating and depositing carbon fine particles of about 1 to 10 particles on the surface of a glass fiber. It is easy to adjust the film thickness by adjusting the raw material concentration.
[作用]
カーボンコートファイバの強度を左右する表面の傷には
次の2つのものが存在する。[Function] There are the following two types of surface flaws that affect the strength of carbon coated fibers.
1)石英の5i−0のネットワーク形成−Lどうしても
生じる凹凸による傷。1) Network formation of 5i-0 in quartz-L Scratches due to unevenness that inevitably occur.
2)外的な因子により表面に生じたマクロな傷。2) Macro scratches caused on the surface by external factors.
第2図には、通常の(カーボン被覆層のない)石英系フ
ァイバの引張強度試験の結果を示す。横軸に引張強度(
kg)、縦軸に破断確率(%)をとり、ワイブルプロッ
トしたものである。通常、外径125μmの石英系ファ
イバは、前記l)のミクロな傷の存在により、6kg程
度の引張強度をかけると初めて破断する。しかし、空気
中のダストや線引き中の他の要因により表面に傷[前記
2)の傷コが入るため、僅か2〜3kg程度の引張強度
をかけると破断に至る低強度な部分が、必ず存在してい
る。FIG. 2 shows the results of a tensile strength test of a normal quartz fiber (without a carbon coating layer). The horizontal axis shows the tensile strength (
kg), and the probability of breakage (%) is plotted on the vertical axis, and is plotted as a Weibull plot. Usually, a silica fiber with an outer diameter of 125 μm breaks only when a tensile strength of about 6 kg is applied due to the presence of the microscopic flaws described in 1) above. However, because dust in the air and other factors during wire drawing cause scratches on the surface (see item 2 above), there are always low-strength parts that will break if a tensile strength of only 2 to 3 kg is applied. are doing.
第3図には、カーボン膜厚〜300人のカーボンコート
ファイバの引張試験の結果を、第2図と同様に示す。通
常の光ファイバと異なり、2〜3kg程度で破断する低
強度部が存在せず、カーボンコートにより、空気中のダ
スト等の製造中の外的な因子による石英表面の傷生成は
な(なったと思われる。一方、石英の5i−0のネット
ワークの凹凸が反映している6kg程度で破断する部分
はなくなり、このことから、カーボンコーティングの際
にカーボン微粒子による非常に細かな傷がついてしまっ
たことが判る[前記のニー、シー、ペクの報文参照]。FIG. 3 shows the results of a tensile test of carbon coated fibers with a carbon film thickness of 300 people, similar to FIG. 2. Unlike ordinary optical fibers, there is no low-strength part that breaks at about 2 to 3 kg, and the carbon coating prevents scratches on the quartz surface from being caused by external factors during manufacturing, such as dust in the air. On the other hand, the part that breaks at about 6 kg, which reflects the unevenness of the 5i-0 quartz network, disappears, which suggests that very fine scratches were caused by carbon particles during carbon coating. [See the above-mentioned paper by Nie, C., and Pek].
そこで、本発明者等はごく薄(カーボン層をコーティン
グすることにより、高強度部分を残し、低強度部分を失
くすという手法を考えつき、実験したところ、所期の引
張強度を有するカーボンコートファイバを実現できた。Therefore, the present inventors came up with a method of coating a very thin (carbon layer) to leave the high-strength parts and eliminate the low-strength parts, and through experiments, they found that they could create a carbon-coated fiber with the desired tensile strength. I was able to make it happen.
本発明においては、カーボン被覆層の膜厚は10〜10
0人が好ましい。10人を下限値とした理由は、膜が均
一に生成するに必要な厚さだからであり、上限値の10
0人は、これ以」―の厚さにカーボンコートするとマク
ロな傷(強度6 kg)の生成につながるからである。In the present invention, the thickness of the carbon coating layer is 10 to 10
Preferably 0 people. The reason for setting the lower limit at 10 is that this is the thickness necessary to form a film uniformly, and the upper limit of 10
This is because if the carbon coating is applied to a thickness greater than this, it will lead to the formation of macro scratches (strength: 6 kg).
なお、カーボンコートする第11−I的である外部環境
の影響遮断に対しては、カーボン膜を余りに薄くするこ
とは不利な感をIj4えるかもしれないが、11、Oや
NaOH等の薬品の侵入による破断は、そもそも低強度
部分から起こるという事実を考慮すると、実際的にはさ
して大きな不利益はない。また、耐H、特性に関しても
、通常のファイバに比べて良い特性を有していることは
明らかである。Although it may be felt that making the carbon film too thin is disadvantageous in terms of blocking the influence of the external environment, which is the 11-I point of carbon coating, 11. Considering the fact that breakage due to penetration occurs from low-strength parts in the first place, there is no significant disadvantage in practice. Furthermore, it is clear that the fiber has better characteristics than ordinary fibers in terms of H resistance and characteristics.
[実施例」
実施例1
表1に示す種々の膜厚を有するカーボンコートファイバ
を作製し、該カーホンコートファイバについて張力を測
定しながら破断にいたるまで引張り、破断時の張力(引
張強度)を比較した。膜厚測定はオージェ電子分光にて
行った。測定結果も合わせて、表1に示す。[Example] Example 1 Carbon coated fibers having various film thicknesses shown in Table 1 were produced, and the carbon coated fibers were pulled until they broke while measuring the tension, and the tension at break (tensile strength) was measured. compared. The film thickness was measured using Auger electron spectroscopy. The measurement results are also shown in Table 1.
表1
表1の結果から明らかなように、膜厚10〜100人で
、引張強度は大きくなっている。また、200Å以上の
ものはかえって引張強度が低下している。Table 1 As is clear from the results in Table 1, the tensile strength increases when the film thickness is 10 to 100. In addition, the tensile strength of 200 Å or more is rather reduced.
実施例2
表1に示したカーボンコートファイバのウチ、膜厚O(
比較品)、50人(本発明品)、300人(比較品)の
3品について、種々の特性を比較し、表2にその結果を
示す。各試験の実施の態様は以ドの通りである。Example 2 The carbon coated fiber shown in Table 1 had a film thickness of O(
Table 2 shows the results of the comparison of various properties of three products: 50 people (comparative product), 50 people (inventive product), and 300 people (comparative product). The implementation mode of each test is as follows.
動疲労特性注1);
動疲労試験から求めた疲労パラメータである。引張り法
による。ゲージ長20cm、歪み速度5〜100%/分
、サンプル数20本、25℃、50%RH0
静疲労特性性2):
静疲労試験から求めた疲労パラメータである。巻き付は
法による。マンドレル径 3.0〜4 、0 mmφ、
サンプル数20本、25℃、50%Rl−1。Dynamic fatigue characteristics Note 1): Fatigue parameters obtained from dynamic fatigue tests. By tensile method. Gauge length 20 cm, strain rate 5-100%/min, number of samples 20, 25° C., 50% RH0 Static fatigue characteristics 2): These are fatigue parameters determined from a static fatigue test. Wrapping is according to the law. Mandrel diameter 3.0~4, 0 mmφ,
Number of samples: 20, 25°C, 50% Rl-1.
耐H、特性1j3) ;
100℃、■]、1気圧雰囲気中に20時間浸漬した時
の水素ピークの増加11t0耐アルカリ特性注4);
10%Na01−1水溶液中に浸漬した時の破断までの
時間。H resistance properties 1j3); Increase in hydrogen peak when immersed for 20 hours in an atmosphere of 100℃, time of.
0
以上の実施例の結果から、本発明のカーボンコートファ
イバは高強度で疲労特性が優れ、且つ耐環境性にも優れ
た光ファイバであることが判る。0 From the results of the above examples, it can be seen that the carbon coated fiber of the present invention is an optical fiber with high strength, excellent fatigue properties, and excellent environmental resistance.
[発明の効果]
以上説明したように本発明のカーボンコートファイバは
、高強度で且つ破断しがたく、耐環境性にも優れている
。したがって本発明は海底ケーブル用光ファイバの分野
に利用して非常に効果的である。[Effects of the Invention] As explained above, the carbon coated fiber of the present invention has high strength, is difficult to break, and has excellent environmental resistance. Therefore, the present invention can be very effectively applied to the field of optical fibers for submarine cables.
第1図は本発明に係るカーボンコートの一興体例の断面
図、第2図はカーボンコートのない従来品ファイバの引
張試験結果をワイブルプロットした図表であり、第3図
はカーボンコート(膜厚300人)したファイバの引張
試験結果を第2図と同様に示した図表である。Fig. 1 is a cross-sectional view of an example of a fiber coated with carbon according to the present invention, Fig. 2 is a Weibull plot of the tensile test results of a conventional fiber without a carbon coat, and Fig. 3 is a graph showing a carbon coat (film thickness 300). 2 is a chart showing the results of a tensile test of a fiber subjected to a test, similar to FIG. 2.
Claims (1)
ーボンコートファイバにおいて、該カーボン被覆層の厚
さが10〜100Åであることを特徴とするカーボンコ
ートファイバ。A carbon coated fiber comprising a carbon coating layer on the outer periphery of a quartz-based optical fiber, wherein the carbon coating layer has a thickness of 10 to 100 Å.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325833A JPH03187956A (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Carbon-coated fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1325833A JPH03187956A (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Carbon-coated fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03187956A true JPH03187956A (en) | 1991-08-15 |
Family
ID=18181120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1325833A Pending JPH03187956A (en) | 1989-12-18 | 1989-12-18 | Carbon-coated fiber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03187956A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007256372A (en) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fiber connection parts |
| JP2013521532A (en) * | 2010-03-02 | 2013-06-10 | コーニング インコーポレイテッド | Large numerical aperture multimode optical fiber |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58184103A (en) * | 1982-03-30 | 1983-10-27 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Coating film for optical fiber |
| JPS5983107A (en) * | 1982-11-04 | 1984-05-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical fiber |
-
1989
- 1989-12-18 JP JP1325833A patent/JPH03187956A/en active Pending
Patent Citations (2)
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| JPS58184103A (en) * | 1982-03-30 | 1983-10-27 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Coating film for optical fiber |
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