JPH0648780A - ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置 - Google Patents
ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置Info
- Publication number
- JPH0648780A JPH0648780A JP4048298A JP4829892A JPH0648780A JP H0648780 A JPH0648780 A JP H0648780A JP 4048298 A JP4048298 A JP 4048298A JP 4829892 A JP4829892 A JP 4829892A JP H0648780 A JPH0648780 A JP H0648780A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tube
- furnace
- fiber
- drawing furnace
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
Abstract
改良 【構成】太径のガラス母材を少なくとも炉出口がヘリウ
ム雰囲気である線引炉でファイバ化し、この際の母材ネ
ックダウン部からハーメチックコート反応管入口に至る
距離を 距離(m) /線引速度(m/sec) <0.08 と
し、且つ線引炉下部と反応管入口の間で上記ヘリウム含
有雰囲気を外部に排出してハーメチックコートとする製
法及び装置。ヘリウム含有雰囲気の排出には緩衝室を設
けることが好ましい。太径母材でも外径変動を抑え、良
好なハーメチックコートができるので、生産性向上、コ
ストダウンが可能である。
Description
イバの製造方法及び装置に関する。
に炭化水素系原料を分解したカーボン等を成膜するハー
メチックコートファイバの製法は既に種々報告されてい
る。一般にこの種技術において、この成膜反応の熱源と
してファイバ自体を利用するため、ファイバの反応容器
への入線温度は原料により異なるが、1200〜150
0℃が必要とされる。従って、反応容器を線引炉に接近
させた方が有利であり、極端な場合には、線引炉と反応
容器を直結した例もある。一方、一般の線引きでは、炉
内のパージガスは窒素ガス,ヘリウム等の不活性ガスが
用いられるが、窒素ガスの方が安価でコスト上有利であ
る。しかし、長尺のファイバを得るために母材径を例え
ば30mmφ以上に太くすると、ネックダウン周辺の空
間が大きくなってしまい、不均一な温度分布からの流れ
乱れが生じ、線径変動が大きくなる。それを防ぐため
に、太径の母材の線引きには熱伝達効率の良いHe を用
いることが望ましい。また、外気の流れの乱れによる線
径変動を防ぐため、図2に示すように線引炉に下煙突と
呼称される部分を設けて、ファイバを大気から隔離する
技術も知られている。図2においては、窒素ガスをパー
ジガスに用いて細径の母材を線引きし、ハーメチックコ
ートする例が示されている。
といった太径母材に対応して下煙突を長くすると、線引
炉下煙突出口でファイバ温度は1500℃から1100
℃へと400℃も低下し(線引き速度500m/mi
n,下煙突長350mm、測定は放射温度計による)、
続くハーメチックコートのコーティング条件を満たせな
い。これは熱伝達率の高いヘリウムでファイバが線引炉
やその下煙突内で冷やされているためである。温度を上
げるために、線引炉パージガスを窒素ガスに戻すと、ロ
ッド内の流れの乱れにより線速変動が大きくなる。また
更に下煙突を短くする方法では、ファイバが下煙突出口
と反応容器入口との間で流れの不安定な外気に触れ、線
触れ、線形変動が大きくなる。さらに、外気に触れぬよ
う、線引炉と反応容器を一体化すると、線引炉のヘリウ
ムが反応容器に流れ込んでしまい、反応容器内でもファ
イバ温度を下げ、ファイバの水素特性が劣るなど、良好
な特性の膜を得られないでいた。このように従来法では
ファイバ特性とコーティング特性を両立させることがで
きない。本発明の課題は以上のような問題点の解決にあ
る。
明は、ガラス母材を線引炉において加熱軟化、ファイバ
化し、その後線引炉下部に設けられた反応管内におい
て、原料ガスを分解しファイバ表面にハーメチックコー
ティングするハーメチックコートファイバの製造方法に
おいて、太径のガラス母材を少なくとも炉出口がヘリウ
ムを含む雰囲気で満たされた線引炉でファイバ化し、こ
の際の該ガラス母材のネックダウン部分から反応管入口
に至る距離(m)を 〔距離(m)/線引速度(m/sec)〕<0.08 とし、且つ該線引炉下部と反応管入口との間で上記ヘリ
ウムを含む雰囲気を外部に排出することを特徴とする。
また、本発明はガラス母材をファイバ化するための線引
炉及び該線引炉の下部に設けられた原料を分解しファイ
バ表面にハーメチックコーティングするための反応管を
有してなるハーメチックコートファイバの製造装置にお
いて、該線引炉は少なくとも炉出口がヘリウムを含む雰
囲気で満たされるための機構を有し、該線引炉のヒータ
ー中心から反応管入口に至る距離(m)が 〔距離(m)/線引速度(m/sec)〕<0.08 であり、且つ該線引炉下部と該反応管の間に上記ヘリウ
ムを含む雰囲気ガスを外部に排出するための緩衝室を有
してなる上記製造装置を提供する。本発明における上記
緩衝室としては、石英からなり、周方向に複数個のガス
排出用穴又はスリットを有してなるもの、あるいは上記
緩衝室が上記反応管と一体に形成されてなるものを挙げ
ることができる。
図1は本発明の一具体例であり、母材は太径母材、下煙
突は図2に示した従来法(下煙突の長さ300mm程
度、ヒータ中心すなわち母材のネックダウン部分から反
応管入口までの距離約600mmを用いて線速500m
/minで線引き)にくらべ短尺であり、反応容器と下
煙突の間にはガスの緩衝室が配置され、また線引炉のパ
ージガスを逃がす機構を有している。本発明における線
引炉内パージガスとしてはヘリウムを用いる。
でハーメチックコートする場合の反応管入口でのファイ
バ温度T(℃)は数1の式で求められる。
2 ・K) Z : ネックダウン部又は炉のヒータ中心から反応管
入口距離(m) ρ : ガラスの密度(kg/m3 ) cp : ガラスの比熱(cal/kg・K) d : ガラス径(m) VF : ファイバの線引速度(m/s) 上記式から、特定組成で特定の径のガラス母材を線引き
すると、反応管入口でのファイバ温度は(hZ/VF )
に指数関数の逆数に比例して低下する。本発明者らが種
々検討、実験の結果、太い径の母材をヘリウムガス雰囲
気で線引きする際には、(Z/VF )<0.08であれ
ば、反応管入口温度を1200℃以上に保持できて、良
好なハーメチックコートが可能になることを見い出し
た。線引炉のヒータ中心から下煙突にいたる部分にはあ
る長さ、通常250mm程度以上が構造上必要であるの
で、(Z/VF )の下限値が必然的に存在する。
づけることにより、ファイバ温度は上昇し、反応温度範
囲に入る。この場合、線引炉が短くなるか、あるいは下
煙突が短くなり、線形変動が大きくなることが懸念され
るが、この点については、反応管を線引炉に連続的に設
けることにより、線形変動を抑えることができることも
見い出し、解決できた。
原料雰囲気が変化し、コーティング条件が変わってしま
うことが予測される。すなわち、反応管内原料の雰囲気
が窒素ガスとヘリウムの場合とでは、その物性値の差か
ら、形成されるカーボンの膜質が変化し、カーボンコー
トファイバ特有の特性、例えば耐疲労特性、耐水素特性
を変化させる。そこで、反応管内雰囲気は比較的精度良
く制御する必要があるが、炉内からの吹き込みは、量も
多く、制御することは困難である。本発明では、反応管
と線引炉又は線引炉下部に設けられた下煙突との間に緩
衝室を設け、ここから炉内ガスを逃がせば、炉内ガスの
反応管内への進入を防止することができる。さらに反応
管上部にシール室を設ければ、炉内雰囲気と反応管内と
を完全に分離することが可能である。緩衝室は、線引
炉、又は反応室と別個のもの、または一体のものであっ
ても、効果は全く変わらない。その材質は耐熱性のある
もの、及び不純物の混入がないか、少ないものが好まし
く、種々の材質が適用できるが石英ガラスが最も好まし
い。
料ガスとして用いる炭化水素としては、CH4 、C2 H
4 、C2 H2 、C2 H6 などが挙げられ、ハロゲンとし
てはCl2 、ハロゲンを含む炭化水素としてはCHCl
3 、CH2 Cl2 、CCl4、CH3 Cl、C2 H5 C
l、C2 HCl3 などが好ましい。線引炉パージガスと
しては、窒素ガスでは炉内に温度不均衡が生じ、対流や
流れきの乱れにより外径変動を引き起こすことがあり、
本発明ではヘリウムを用いる。本発明は、窒素ガスを炉
内雰囲気に使用した場合外径変動が大きくなる太径母材
に適用して特に有利であり、具体的には母材外径が30
mmφ以上線速200m/min以上の場合、更には外
径40mmφ以上の場合、特には外径60mmφ以上の
場合極めて効果的である。
件にて、パージガスは表1に示すようにN2 又はHe を
用い、下煙突長は0.1mと0.3m、更に表1のよう
に条件を変えてファイバにハーメチックコートした。フ
ァイバ温度測定結果は図3に示すとおりである。また、
得られたハーメチックコートファイバの特性値を表1に
合わせて示す。
2 の場合、Z/VF が0.084(下煙突長0.3m)
であり反応管入口温度は1550℃あるが、炉内流れの
乱れによる外径変動が大きい。(c)のパージガスヘリ
ウム、Z/VF が0.084(下煙突長0.3m)で
は、入口温度が1100℃と低く、膜特性も悪い。本発
明による(b)のパージガスヘリウム、Z/VF が0.
06(下煙突長0.1m)の条件において入口温度が1
350℃あり、膜特性も良いことがわかる。
煙突0.1m)の条件で、反応容器や緩衝室の有無によ
る外径変動を測定した。
と緩衝帯が外気の乱れの影響を遮断し、外径変動低減に
有効であることがわかる。
材でも、炉内パージガスとしてHeを使用し、反応容器
が下煙突も兼ねるため、外径変動を抑えることができ、
しかもファイバ温度が高い状態で良好なカーボンコーテ
ィングができる。つまり、カーボンコーティングを太径
母材でも良好に行えるので、生産性が向上し、コストダ
ウンが可能である。
である。
の概略説明図である。
示す図表である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 ガラス母材を線引炉において加熱軟化、
ファイバ化し、その後線引炉下部に設けられた反応管内
において、原料ガスを分解しファイバ表面にハーメチッ
クコーティングするハーメチックコートファイバの製造
方法において、太径のガラス母材を少なくとも炉出口が
ヘリウムを含む雰囲気で満たされた線引炉でファイバ化
し、この際の該ガラス母材のネックダウン部分から反応
管入口に至る距離(m)を 〔距離(m)/線引速度(m/sec)〕<0.08 とし、且つ該線引炉下部と反応管入口との間で上記ヘリ
ウムを含む雰囲気を外部に排出することを特徴とする上
記製造方法。 - 【請求項2】 ガラス母材をファイバ化するための線引
炉及び該線引炉の下部に設けられた原料を分解しファイ
バ表面にハーメチックコーティングするための反応管を
有してなるハーメチックコートファイバの製造装置にお
いて、該線引炉は少なくとも炉出口がヘリウムを含む雰
囲気で満たされるための機構を有し、該線引炉のヒータ
ー中心から反応管入口に至る距離(m)が 〔距離(m)/線引速度(m/sec)〕<0.08 であり、且つ該線引炉下部と該反応管の間に上記ヘリウ
ムを含む雰囲気ガスを外部に排出するための緩衝室を有
してなる上記製造装置。 - 【請求項3】 上記緩衝室が石英からなり、周方向に複
数個のガス排出用穴又はスリットを有してなることを特
徴とする請求項2記載の製造装置。 - 【請求項4】 上記緩衝室が上記反応管と一体に形成さ
れてなることを特徴とする請求項2又は請求項3記載の
上記製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04829892A JP3489630B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04829892A JP3489630B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0648780A true JPH0648780A (ja) | 1994-02-22 |
| JP3489630B2 JP3489630B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=12799538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04829892A Expired - Lifetime JP3489630B2 (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3489630B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6928840B1 (en) | 1999-10-12 | 2005-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber producing method |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP04829892A patent/JP3489630B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6928840B1 (en) | 1999-10-12 | 2005-08-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical fiber producing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3489630B2 (ja) | 2004-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4863760A (en) | High speed chemical vapor deposition process utilizing a reactor having a fiber coating liquid seal and a gas sea; | |
| US7946132B2 (en) | Method for manufacturing optical fiber preform and optical fiber preform apparatus | |
| CN1319570A (zh) | 制造玻璃制品的热成型方法及设备以及制品的应用 | |
| CN1252778A (zh) | 采用等离子外部汽相沉积法制造用于光纤生产的管状件的方法 | |
| JP2798486B2 (ja) | ハーメチックコート光ファイバの製造方法及び製造装置 | |
| JPH0550448B2 (ja) | ||
| US4155733A (en) | Optical fibre manufacture | |
| EP0222960B1 (en) | Method and apparatus for the on-line coating of silica based fibers with boron-nitride | |
| JPH03279234A (ja) | 光ファイバプリフォーム母材の製造方法 | |
| WO1998009184A2 (en) | Multi-cylinder apparatus for making optical fibers, process and product | |
| US20020178762A1 (en) | Methods and apparatus for forming and controlling the diameter of drawn optical glass fiber | |
| JP3489630B2 (ja) | ハーメチックコートファイバの製造方法及び装置 | |
| KR940021444A (ko) | 고품질 광섬유의 제조방법 | |
| KR950006203B1 (ko) | 밀봉피복 광파이버의 제조장치 및 제조방법 | |
| KR102545711B1 (ko) | 다공질 유리 모재의 제조 장치 및 제조 방법 | |
| JPH10503460A (ja) | 二重ガラス繊維の製造方法 | |
| US3371995A (en) | Method of making macroscopic silicon carbide fibers with a silica sheath | |
| JP2002326833A (ja) | 光ファイバ母材の製造装置及びそれを用いた光ファイバ母材の製造方法 | |
| JPS61191535A (ja) | ガラスロツドの線引方法とその装置 | |
| JP2727702B2 (ja) | カーボンコート光ファイバの製造方法 | |
| US3574649A (en) | Process for producing continuous boron filaments | |
| JP2003212561A (ja) | ガラス母材の製造方法および製造装置 | |
| JP2514689B2 (ja) | 光フアイバ用プリフォ―ムの製造方法 | |
| JP4071348B2 (ja) | 光ファイバ母材の脱水処理方法 | |
| JP3134524B2 (ja) | ハーメチックコート光ファイバの製造装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071107 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081107 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091107 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101107 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 9 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107 Year of fee payment: 9 |