JPH0710613A - 金属被覆光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】金属被覆光ファイバの製造の際に光ファイバに
内部応力が発生するのを抑えて引張り強度の低下を防止
する。 【構成】カーボン被覆光ファイバ８の外側表面に金属層
を形成する金属被覆光ファイバの製造方法である。ま
ず、光ファイバの線引ラインで、コア及びクラッドから
なるプリフォームを加熱溶融により紡糸した後、カーボ
ン層を化学蒸着法で形成し、その外周に樹脂被覆層を形
成してボビン１６に巻き取る。次いで別のめっき形成ラ
インでボビン１６に巻き取ったＵＶ樹脂被覆光ファイバ
７の樹脂被覆層を溶剤槽２１及び脱脂綿２２によって取
り除く。即ち、溶剤槽２１においてその樹脂被覆層が溶
剤で溶かされ、カーボン被覆光ファイバ８上に残った樹
脂被覆層が脱脂綿２２で拭き取られる。その後電気めっ
きによって金属層を形成する。樹脂被覆層としては発泡
ポリスチレン、発泡ウレタン等の発泡樹脂を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性及び気密性に優れ
た金属被覆光ファイバの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所や原子力発電所のように高温域を
有する場所で、光ファイバを用いた情報通信、計測等を
行う場合、光ファイバは数１００℃〜約１０００℃の耐
熱性が要求される。光ファイバの耐熱性はその被覆剤の
耐熱性に依る所が大きい。これまで、耐熱性光ファイバ
としてポリイミドを光ファイバに被覆したポリイミド被
覆光ファイバが一般によく知られているが、ポリイミド
被覆光ファイバの耐熱性は約３００℃までである。そこ
でさらに高温域で使用可能な光ファイバとして、金属を
光ファイバ表面に被覆した金属被覆光ファイバの開発が
盛んに行われている。

【０００３】光ファイバを紡糸して金属被覆を施す場合
においては、光ファイバの紡糸速度と金属めっきの成形
速度とを同じにして、紡糸からめっきまでを一貫して成
形することが望ましいが、光ファイバの紡糸速度と金属
めっきの成形速度とは異なるため、別のラインで成形し
なければならない。

【０００４】このように別々のラインにすると、紡糸し
てカーボンコート層を形成した後、この光ファイバを保
護するために樹脂層を被覆する必要がある。このよう
に、樹脂層を被覆することにより、光ファイバの強度低
下を防止し、取扱性を向上させる。

【０００５】ただし、この樹脂層は金属めっきを施す前
に取り除かなければならない。この樹脂層を取り除く方
法としては、樹脂層を燃焼させることで除去する方法が
一般的であった。この例としては、特開昭５８−３２０
４１号公報記載の「金属被覆光ファイバの製造方法」や
特開昭５７−１０６５４２号公報記載の「金属被覆光フ
ァイバの製造方法」がある。

【０００６】また、樹脂層除去後の光ファイバにはカー
ボンコート層を導電層として電気めっきを施すが、この
際、被めっき物であるカーボン被覆光ファイバへの通電
を銅、アルミニウム、炭素などの固体電極を用いて行っ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
従来法により、光ファイバの樹脂層を燃焼させて除去す
る場合は、その際の熱により光ファイバに内部応力が発
生し、引張り強度が低下するという問題点がある。

【０００８】また、電気めっきの際に、カーボン被覆光
ファイバへの通電を固体電極で行うと、光ファイバが長
手方向に送出されるときの固体電極との機械的接触によ
り、光ファイバには破断の原因となる微小クラックが発
生してしまうという問題があった。

【０００９】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
で、光ファイバの樹脂層を熱を加えずに除去して内部応
力の発生による引張り強度の低下を確実に防止すること
ができる金属被覆光ファイバの製造方法を提供すること
を目的とする。

【００１０】また、本発明の目的は、少なくとも一層の
金属を被覆するまでは、固体物に非接触のまま電気めっ
きを施すことにより、破断の原因となる微小クラックの
発生を防止した高強度の金属被覆光ファイバを提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明方法は、光を伝送するコアと、該コアの周囲を
周繞して設けられ当該コアよりも屈折率を低く設定した
クラッドとからなる光ファイバの外側表面に金属層を形
成する金属被覆光ファイバの製造方法であって、前記コ
ア及びクラッドからなるプリフォームを加熱溶融により
紡糸した後、カーボン層を形成し、その外周に樹脂被覆
層を形成してボビンに巻き取り、別工程で該ボビンに巻
き取った樹脂被覆光ファイバを、その樹脂被覆層を溶剤
で溶かして取り除きながらめっき工程に導くことを特徴
とする。

【００１２】前記光ファイバの外周に被覆する樹脂とし
ては、発泡ポリスチレン、発泡ウレタン等の発泡樹脂を
用いるのがよい。

【００１３】前記光ファイバのカーボン層は化学蒸着法
で形成するが、めっき処理での気密性を考慮してグラフ
ァイト状態とするのがよい。

【００１４】前記めっき工程には液体電極を用いた電気
めっきが好ましい。

【００１５】前記樹脂被覆層を溶剤で溶かしながら樹脂
を取り除く際には、溶剤を含ませた繊維を用いるのがよ
い。この繊維としては脱脂綿または化学繊維が望まし
い。

【００１６】

【作用】まず、光ファイバ線引工程で、プリフォームを
所定寸法に紡糸した後、その外周にカーボン層、樹脂被
覆層を順次被覆してボビンに巻き取る。次にこのボビン
に巻き取られた樹脂被覆光ファイバの樹脂層を溶剤で溶
かして取り除いた後、めっき工程でカーボン被覆光ファ
イバに金属層を形成して金属被覆光ファイバを得る。

【００１７】樹脂被覆層に発泡ポリスチレン、発泡ウレ
タン等の発泡樹脂を用いると、溶剤によって容易かつ迅
速に樹脂被覆層を除去できる。更に、溶剤を含んだ脱脂
綿、化学繊維などの繊維を用いて樹脂を拭き取るように
すると、樹脂被覆層を確実に除去できる。また、電気め
っきの際に、カーボン被覆光ファイバへの通電を液体電
極で行えば、光ファイバに微小クラック発生させること
がない。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら説明する。

【００１９】本実施例の金属被覆光ファイバの製造方法
に用いる製造装置を説明する。

【００２０】図１はめっき形成ラインを示す概略構成
図、図２は光ファイバの作成ラインを示す概略構成図、
図３は図２の光ファイバ作成ラインにより得られる光フ
ァイバの構造を示す断面図である。

【００２１】ＵＶ樹脂被覆光ファイバ７は図３に示すよ
うに、コア２と、このコア２を囲繞するクラッド３とか
らなり、このクラッド３の外周にカーボン層４が形成さ
れている。さらに、このカーボン層４の外周にはカーボ
ン被覆光ファイバ８を保護するためのＵＶ樹脂被覆層５
が形成されている。この樹脂被覆層５は除去しやすさを
考慮して発泡樹脂（発泡ポリスチレン）で形成されてい
る。

【００２２】図２中の１１は光ファイバ１のプリフォー
ムである。１２はプリフォーム１１を囲繞して設けられ
た加熱炉で、プリフォーム１１を加熱して紡糸し、ガラ
ス光ファイバ１を形成する。１３は設置されたプリフォ
ーム１１の紡糸側に設けられたＣＶＤ装置で、このＣＶ
Ｄ装置１３によって紡糸直後のガラス光ファイバ１の外
側表面にカーボン層４を形成してカーボン被覆光ファイ
バ８とする。１４はカーボン被覆光ファイバ８のカーボ
ン層４の外周に樹脂被覆層５を形成するための塗布部
で、発泡剤を含有したスチレンモノマをカーボン層４の
外周に塗布する。１５は塗布部１４の下流側に光ファイ
バ１を囲繞して設けられた加熱部で、塗布部１４で塗布
されたスチレンモノマを加熱して発泡させながらＵＶ樹
脂被覆層５を形成する。１６は樹脂被覆層５が形成され
たＵＶ樹脂被覆光ファイバ７を巻き取る第１ボビンであ
る。

【００２３】図１中の２１は樹脂被覆層５を除去するた
めの溶剤の入った溶剤槽で、第１ボビン１６から繰り出
されたＵＶ樹脂被覆光ファイバ７の外周の樹脂被覆層５
を溶かす。２２は溶剤槽２１で溶けた樹脂被覆層５を拭
き取る繊維としての脱脂綿で、樹脂を効率的に拭き取れ
るように溶剤を含ませる。２３は脱脂槽で、カーボン被
覆光ファイバ８の外側表面の脱脂を行う。２４は下地め
っき槽で、金属めっきの下地を形成する。２５は電気め
っき槽で、下地めっき槽２４で形成した下地の外側表面
に電気めっき金属層を形成する。２６は電気めっきが施
された金属被覆光ファイバ９が巻き取られる第２ボビン
である。

【００２４】次に、金属被覆光ファイバの製造方法を説
明する。

【００２５】プリフォーム１１を加熱炉１２で加熱して
溶融し、紡糸する。これにより、例えば、外径が１２５
μm のガラス光ファイバ１を形成する。この形成直後の
ガラス光ファイバ１をＣＶＤ装置１３に導入して、ガラ
ス光ファイバ１の外側表面にカーボン層４を形成する。
このＣＶＤ装置１３によってカーボン層４が形成された
カーボン被覆光ファイバ８は塗布部１４によって、発泡
剤を含有したスチレンモノマがカーボン層４の外周に塗
布され、加熱部１５でスチレンモノマが加熱され発泡し
ながらＵＶ樹脂被覆層５が形成される。この樹脂被覆層
５が形成されたカーボン被覆光ファイバ８は第１ボビン
１６に巻き取られる。この第１ボビン１６はメッキ形成
ラインに移される。

【００２６】めっき形成ラインにおいては、第１ボビン
１６から繰り出されたＵＶ樹脂被覆光ファイバ７は溶剤
槽２１で、その樹脂被覆層５が溶かされながら通過し、
脱脂綿２２でカーボン被覆光ファイバ８の表面に残った
樹脂が拭き取られる。この後、脱脂槽２３で脱脂を行
い、下地めっき槽２４で金属めっきの下地が形成され、
電気めっき槽２５で下地の外周に電気めっき金属層が形
成されて第２ボビン２６に巻き取られる。こうして、図
４に示すように、カーボン層４の外周に金属層６が被覆
された耐熱性・気密性に優れた金属被覆光ファイバ９が
得られる。

【００２７】以上のようにして得られた金属被覆光ファ
イバは、加熱による内部応力の発生がないため、引張り
強度の低下が見られなかった。

【００２８】なお、前記実施例では、発泡樹脂として発
泡ポリスチレンを用いたが、発泡ウレタンを用いても前
記実施例同様の作用、効果を奏することができる。

【００２９】また、溶剤を含ませる繊維として脱脂綿を
用いたが、化学繊維を用いても前記同様の作用、効果を
奏することができる。

【００３０】次に、本発明に係る金属被覆光ファイバの
製造方法の他の実施例を説明する。まず、光ファイバの
作成工程（線引工程）について述べる。線引炉内で石英
ガラスのプリフォームを加熱溶融して紡糸し、外径１２
５μm の光ファイバとする。この光ファイバの外周にカ
ーボン層を形成する。カーボン層の形成は、線引ライン
上に設置したＣＶＤ装置で行う。ＣＶＤ装置では、原料
として炭化水素を用い、線引炉内で加熱溶融された光フ
ァイバの余熱を分解エネルギーとし、熱ＣＶＤ法により
被覆形成する。カーボン被覆光ファイバの表面電気抵抗
値Ｒは５ＫΩ／cmであった。

【００３１】カーボン層は、通常、絶縁体である石英光
ファイバに導電性を持たせることを主目的とするが、こ
の実施例では、後述のめっき液中でのＨ₂ Ｏ分子による
微小クラックの成長を防ぐ気密効果をも考慮し、カーボ
ン層をグラファイト状態とした。更に、線引ラインで、
ＵＶ樹脂を塗布し、紫外線を照射して外径２５０μmの
ＵＶ樹脂被覆光ファイバとしボビンに巻き取る。

【００３２】次に、ＵＶ樹脂被覆光ファイバのＵＶ樹脂
層を除去し、金属層として金（Ａｕ）の電気めっきを施
すめっき形成工程について述べる。図５にめっき形成ラ
インを示す。同図において、３１は前記線引工程でボビ
ン巻きされたＵＶ樹脂被覆光ファイバ７を送り出す送り
出し装置であり、送出ライン上にはＵＶ樹脂剥離槽３
２、水洗槽３３、金めっき槽３４が順次設置されてい
る。

【００３３】ＵＶ樹脂剥離槽３２には剥離剤としてソル
コート＃１２００（商品名、ジクロルメタン７５〜８５
％、メタノール５〜１５％）が入っており、循環ポンプ
により槽内を循環している。また、水洗槽３３内には洗
浄水が、金めっき槽３４には電解液（シアン化金カリウ
ム８％）がそれぞれ循環ポンプによって循環供給されて
いる。金めっき槽３４の電解液中には白金−チタン電極
（アノード）３６が浸漬されている。また、金めっき槽
３４直前のライン上にはカーボン被覆光ファイバ（カソ
ード）８に通電するための液体電極４０が設置されてお
り、白金−チタン電極３６と液体電極４０との間には電
圧３Ｖの直流電源３５が接続されている。

【００３４】液体電極４０は、図６に示すように、その
電極となる液体金属としての水銀４２を用い、ガラス製
の試験管４１に収容している。試験管４１にはカーボン
被覆光ファイバ８の外径よりも若干大きめの貫通孔４３
が形成されており、カーボン被覆光ファイバ８が液体電
極４０を通って金めっき槽３４に送られるようになって
いる。なお、３７は電源３５に接続された銅線である。

【００３５】送り出し装置３１に取り付けられたボビン
よりＵＶ樹脂被覆光ファイバ７がＵＶ樹脂剥離槽３２へ
と送り出され、槽３２内の剥離剤によってＵＶ樹脂が化
学的に除去される。（なお、このＵＶ樹脂の除去によっ
てカーボン層に悪影響を与えることはなかった。）そし
てカーボン層が最外部となるカーボン被覆光ファイバ８
となって水洗槽３３に送られ、水洗槽３４でカーボン被
覆光ファイバ８は水洗い去れる。次いで、金めっき槽３
４で電解めっきが行われ、カーボン被覆光ファイバ８の
外周には金めっき厚５μm の金属被覆が施される。得ら
れた金属被覆光ファイバ９を巻き取り速度２m ／分で巻
き取った。

【００３６】このようにして得られた金属被覆光ファイ
バ９の曲げ強度を決定した。測定は、金属被覆光ファイ
バ９を高温槽に入れて１００℃〜５００℃まで１００℃
ずつ昇温し、各温度で３０分間放置した後、その都度取
り出してマンドレルに巻き付けて曲げ強度を測った。そ
の結果、直径１０mm以上の曲げに対して破断は見られな
かった。

【００３７】なお、前記の金めっき槽３４での液体電極
４０による金属被覆をした後に、必要ならば更にめっき
処理を行うようにしてもよい。この場合、既に光ファイ
バ最外層には金属被覆が形成されているので、固体電極
を用いた電気めっきを行っても微小クラックが生じるこ
とはなく、また他のめっき処理を併用するようにしても
よい。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の製造方法に
よれば、以下の効果を奏する光ファイバの樹脂被覆層を
溶剤で溶かして取り除くようにしたので、従来のように
燃焼による熱を加えずに除去することができ、内部応力
の発生による金属被覆光ファイバの引張り強度の低下を
確実に防止することができる。

【００３９】樹脂被覆層に発泡ポリスチレン、発泡ウレ
タン等の発泡樹脂を用いれば、溶剤による樹脂除去を容
易かつ迅速に行え、また、溶剤を含んだ脱脂綿などの繊
維を用いて樹脂を拭き取るようにすれば、樹脂被覆層を
確実に除去でき、製造ラインの速度低下や金属被覆に悪
影響を与えることがない。

【００４０】また、電気めっきの際に、カーボン被覆光
ファイバへの通電を液体電極で行えば、固体電極の場合
のように光ファイバに破断の原因となる微小クラックを
発生させることがなく、高強度の金属被覆光ファイバが
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に係るめっき形成ラインの一
実施例を示す概略構成図である。

【図２】本発明の製造方法に係る光ファイバ作成ライン
の一実施例を示す概略構成図である。

【図３】図２の光ファイバ作成ラインにより得られた光
ファイバの構造を示す断面図である。

【図４】図１のめっき形成ラインにより得られた金属被
覆光ファイバを示す横断面図である。

【図５】本発明の製造方法に係るめっき形成ラインの他
の実施例を示す概略構成図である。

【図６】図５のめっき形成ラインで用いられる液体電極
の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ガラス光ファイバ ４ カーボン層 ５ ＵＶ樹脂被覆層 ６ 金属層 ７ ＵＶ樹脂被覆光ファイバ ８ カーボン被覆光ファイバ ９ 金属被覆光ファイバ １１ プリフォーム １２ 加熱炉 １３ ＣＶＤ装置 １４ 塗布部 １５ 加熱部 １６ 第１ボビン ２１ 溶剤槽 ２２ 脱脂綿 ２４ 下地めっき槽 ２５ 電気めっき槽 ２６ 第２ボビン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 博正 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 那須野 好巳 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光を伝送するコアと、該コアの周囲を周繞
   して設けられ当該コアよりも屈折率を低く設定したクラ
   ッドとからなる光ファイバの外側表面に金属層を形成す
   る金属被覆光ファイバの製造方法において、前記コア及
   びクラッドからなるプリフォームを加熱溶融により紡糸
   した後、カーボン層を形成し、その外周に樹脂被覆層を
   形成してボビンに巻き取り、別工程で該ボビンに巻き取
   った樹脂被覆光ファイバを、その樹脂被覆層を溶剤で溶
   かして取り除きながらめっき工程に導くことを特徴とす
   る金属被覆光ファイバの製造方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の金属被覆光ファイバの製
   造方法において、前記光ファイバの外周に被覆する樹脂
   が発泡樹脂であることを特徴とする金属被覆光ファイバ
   の製造方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の金属被覆光ファイバの製
   造方法において、前記発泡樹脂が発泡ポリスチレンであ
   ることを特徴とする金属被覆光ファイバの製造方法。
4. 【請求項４】請求項２に記載の金属被覆光ファイバの製
   造方法において、前記発泡樹脂が発泡ウレタンであるこ
   とを特徴とする金属被覆光ファイバの製造方法。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載の金属
   被覆光ファイバの製造方法において、前記光ファイバの
   カーボン層が化学蒸着法で形成されたことを特徴とする
   金属被覆光ファイバの製造方法。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の金属
   被覆光ファイバの製造方法において、前記めっき工程が
   電気めっきであることを特徴とする金属被覆光ファイバ
   の製造方法。
7. 【請求項７】請求項１ないし６のいずれかに記載の金属
   被覆光ファイバの製造方法において、 前記樹脂被覆層
   を溶剤で溶かしながら樹脂を取り除く際に、溶剤を含ま
   せた繊維を用いることを特徴とする金属被覆光ファイバ
   の製造方法。
8. 【請求項８】請求項７に記載の金属被覆光ファイバの製
   造方法において、前記繊維が、脱脂綿または化学繊維で
   あることを特徴とする金属被覆光ファイバの製造方法。
9. 【請求項９】前記電気めっきに際して、前記カーボン層
   が被覆された光ファイバへの通電を、液体電極を用いて
   行うことを特徴とする請求項６に記載の金属被覆光ファ
   イバの製造方法。
10. 【請求項１０】前記液体電極が、電極となる液体金属を
    収容すると共に前記カーボン層が被覆された光ファイバ
    が貫通できる貫通孔を有する容器からなることを特徴と
    する請求項９に記載の金属被覆光ファイバの製造方法。