JPS6010212A - 光フアイバとその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、光ファイバ、特に酸化物保護被覆が形成さ
れている光ファイバに関するものである。

（従来技術） 通信に用いられる光ファイバには、極端な温度や圧力な
どの周Ｂ環境のさびしり・条１′ノ、に耐え、長期にわ
たり、高信頼性と強度とが要求される。

このような要求に対ＪＢするため、尤ファイバに、種々
の保護被覆層を形成し、耐久性の向−にを図っている。

（この発明力惰イ決しようとする問題点）光ファイバに
対する保護被覆層としては、例えば゛、金属被覆層とし
て、アルミニウム、インシ′１ンム、スス、金、タング
ステン、シルコニ′ン１１、モリブデ゛ン、合金などの
保護層が用いられているが、熱伝導、導電性の点で問題
があり、地下や水中に敷設橿−る尤ファイバに対しては
、適当なロングライフ保護被覆ツメとならない。

また、ケブラー、テフロン、紫外線硬化エポキシ樹脂、
ナイロンなどのプラスチック保護被覆層も用いられてい
るが、これらは、耐水性の魚で７１１点があり、高温、
高圧下では、光ファイバの特性を劣Ｉりさせる。

さらに、セラミック保護被覆層により、ソＣファイバ′
の引っ張り強度を高めることも行なわれているが、セラ
ミック保護被覆層は、光ファイバと熱膨張率が異なるた
め、イニシャル強度が低１τしてしまう。

また、Ｍｊ７記したようなセラミンク、金属または非金
属保護被覆層の外周に施したプラスチック外被の接着性
の点で多くの問題があり、接着不良になりやすく、両者
虐の間にすき間が生じ、気泡がたまって、’Ｘ、”ｙ−
ｒイバケーブルの特性を著しく　ｌ！Ｉ＋占してしまう
。

（問題点を解決するための手段） この発明は、前記の問題点を１祥決するため、゛酸化チ
タンが光ファイバの保護被覆層形成のための素材として
、最適であることを見出だし１、−の知見にもとづいて
、この発明を完成したものであって、引き出された光フ
ァイバに高純度の二酸化チタン保護被覆層を形成するこ
とにより、高温、高圧の悪条件下でも十分これらに耐え
る光ファイバとすることに成功したものである。この発
明においでは、完全に成形されたオプチカル・プリフォ
ームまたはマンドレルを出発祠料とし、炉内においてフ
ァイバ状として引外出され、引続いて、外気と遮断され
た雰囲気中に通され、そこでチタニウム・エステル類の
熱分解雰囲気に接触して、ファイバの外周側全面に高純
度の二酸化チタン保護膜層が形成される。

このような保護被膜層は、その所望の膜７Ｌ７に応じた
所定の時間でファイバに施されるもので、膜厚は、１０
億分の１メータからミリメータの範囲にわたる。前記の
保護被覆または被膜層形成後は、常法によりポリマーそ
の他の外被層が形成され、ポリマー外被層の場合、熱硬
化または紫外線硬化処理が施される。このようにして、
二、酸化チタン保護被覆、外被層が形成された光ファイ
バーは、スプールに巻取られる。

この発明は、外部要因、周囲要因などに対する抵抗力や
強度を高めな光ファイバ（オプヂカルファイバ）を製造
する方法に関するものであって、この発明に係る尤ファ
イバは、第１図に示４−ように、ファイバ・プリフォー
ム１１から製造される。

ファイバ・プリフォーム１１は、シリンダー状のガラス
体で、直径が１０　＝　４０ｍｍ：長さが５（１（１−
２（１００＋ｎｍの程度の代表的な寸法範囲のものであ
る。このファイバ・プリフォーム１１は、完全なガラス
・シリンダーの形で炉１２内に置かれ、炉１２がら連続
的に引き出されて、最終径をもった光ファイバとなるも
ので１、二のような光ファイバは、その外周に適当な被
覆、コーティングが施されて、莫大なチＶンネル数の光
情報伝達に適したファイバヶーフルとされる。ファイバ
・プリフォーム１１を構成するガラス体には、−または
、それ以上のドーパント（ドーピング剤）が添加されて
、情報がモジュレートされた光を伝達するための所望の
光学特性を得るようになっている。第２Ａ図に示すよう
に、ファイバ・プリフォ−ム１１は、中央芯部２４を４
６１えており、この中央芯部は、その周囲のタラッディ
ング（外被）２６よりも高い屈折率をもっている。

第１図に示すように、この発明の方法は、超清浄（ウル
トラクリーン）な炉内雰囲気を備えた炉１２内のファイ
バ′・プリフォーム１１から光ファイバを引鰺出す工程
を含むものである。第２１（図に示されたファイバ１３
は、ファイバ・プリフォーム１１のネックグラン（頚部
下）領域において引外出され、周囲環境から１１２０を
含・む汚染物を除くため、調節された雰囲気のチャンバ
１４に通された後、チャンバ１４に接続の反応室（リア
クター）１５へ送られる。反応室１５は、炉１６により
、二酸化チタンに対する１ｉｉｊ駆物質の化成処理を行
なうに必要な−または複数領域の温度１に加熱される。

化学供給システム１７は、ガス洗浄器（スクラバー）と
バブラーからなり、テトライソプロピル・チタネートま
たはテトラブチル・チタネートのようなチタニ・ンム・
エステルのベーパを清浄化し、窒素、水素、酸素その池
の適当なガスからなる不活性キャリアガスにより搬送す
る。テトラステアリル・チタネートのような高級エステ
ルの場合は、前記システム１７は、噴霧器をも含む。化
学供給システム１７は、前記の例に限定されず、前駆物
質を反応室１５へ調節されたレートで供給し、そこでＦ
記のような熱反応式により二酸化チタンを形成するよう
に反応させる構造のものであればよい。

式］　１’１（ＯＣ３ｔ１７）＝　→Ｔｉ０＝　＋２Ｃ
１ｌ＋６　＋２Ｃ３ｌ＋８０式２　Ｔｉ（ＯＣ４１１９
）−→１’ｉ０２＋２Ｃ，ｌｌａ＋２Ｃイ１１．ｎ。

異なったエステル類に対しては、池の反応が用いられる
。

前駆物質の化学的性状は、チタニウム・エステルに限ら
れるものではなく、チタニウム・エステルのアルキル基
を置換するアルコール分解、酸分解、塩素分解などの化
学反応により形成されるチタニウム・エステルの誘導体
を含む。

反応温度は、それぞれ特定の反応条件により調節される
。例えば、テトライソプロピル・チタネートの場合、４
００℃の温度で二酸化チタンに熱分解される。テトラブ
チル・チタネートは、４５０’Ｃに加熱され、ガラスフ
ァイバの被覆（コーティング）を形成する。反応室１５
の雰囲気は、パージガスを用いる常法により注意深く調
節される。反応室１５は、化学ガス洗浄システム（図示
せず）に接続の排気ボート１８を低圧として、清浄に保
たれる。前記ファイバは、反応室１５を通過後、二酸化
チタンからなる薄い、クリアなアモルファスフィルム２
８によりハーメチックにコートされる。前記フィルムの
厚さは、用いられる化学物質の凝縮度および体積流量レ
ート、反応室の温度、ファイバの引き出し速度などの処
理パラメータに応して数オングストロウムから１０００
分のＩＯＪングストロウムの範囲で変わる。

この発明による薄いフィルムは、金属またはシリコン窒
化物タイプの無機皮膜と異なり、高純度の二酸化チタン
が物理的、化学的特性において、酸化シリコンに心数す
るユニークな特性をもつ。特に、通常のコーティング要
素に比較し、同様な熱膨張率とシリコン・ガラスファイ
バに対する二酸化チタンのすぐれた接着力をもつ。さら
に、このような特性に加え、７モル７７　ＸＴｉＯ２フ
ィルムは、シはそれ以上増加する。

ハーメチックコーティングされた後、第１図のファイバ
１３は、通常のポリマーコーテイング室１９を通り、第
２Ｃ図に示すとおりのファイバ３ｏとなる。１回ないし
数回のポリマーコーティング操作により、１層または数
層のポリマーコーティング層３２が外ルー１側面に形成
され、熱ふく射、紫外線ふく射などにょリキュアリング
される。このようなポリマーコーティングは、公知のも
のであるから、詳Ｌ　＜　＃ｊ、！明しない。ポリマー
コーティング層が形成されたファイバは、その後スプー
ル２０に巻き取られる。

この発明によるファイバコーティング１′、程の実例を
下記する。

一実−例」 テトライソプロピル・チタネー１を含む窒素ガスを毎分
２，０００ｍ１の流量で、バブラーを通し、第１図の反
応室１５へ供給する。反応室１５内の温度は、４（１０
℃に維持され、反応室１５には、抽気ボート１８が接続
し、ファイバ１３が反応室１５を通過している間、一定
流量のガスが反応室内を流れるようになっている。

反応室１５を通過後、ファイバ１３には、一層または数
層のポリマーコーチインクが施される。

因例」 実例１の反応ガスがテトラブチル・ナタネートに代えら
れ、反応室１５の内部温度を４５０’Ｃに維持する。

このような条件による処理によって、光ファイバの引っ
張り強度は、５０％以１−アンプし、外部環境に対する
抵抗力も増える。

前記した実例ならびに具体例は、この発明を限定するも
のではない。

（効　果） この発明による光ファイバは、きわめて過酷な条件に対
しても、すぐれた耐久性に冨み、光通信用の光ファイバ
として最適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明にょる光ファイバのコーティング工
程を示す説明図、 第２八図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は、それぞれファイバ・
プリフォームから光ファイバとなる過程を示す説明図で
ある。 １１・・・ファイバ′・７”Ｊ　７オーム１２・・・フ
ァイバの引き出しを行なう炉１３・・・反応室通過後の
７Ｔイハ １５・・・反応室 １６・・・反応室を加熱する炉 １７・・・化学供給システム １８・・・排気ボート ２４．２４Ａ・・・中央芯部 ２６．２６Ａ・・・クランテ゛イング ２８・・・二酸化チタンのアモルファスフィルム３２・
・・ポリマーコーツィングＲ４ 代理人　秋　丸　師　＃Ｌ ほか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）ガラス体からなるプリ７オー１１を累月とし、こ
   のプリフォームから所望の寸法に引き出され、外周面に
   熱分解チタニウム・エステル・コンパウンドまたは、そ
   の誘導体からなる高純度の二酸化チタン層が形成されて
   いる、ことを特徴とする光ファイバ。 （２）プリフォームから引き出され、二酸化チタン層が
   被覆される］１程にす３いて、その１．程の雰囲気中か
   ら１１，０が除去されることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ファイバ。 （３）プリフォームから引き出された毘ファイバを反応
   室に通す］１程を経て製造されることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の尤ファイバ。 （４）光ファイバに被覆される二酸化チタン層を形成す
   るチタニウム・エステルが不活性〃スに搬送されて反応
   室へ送られる工程を経て製造されることを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載の光ファイバ。 （５）不活性ガスの流量レートが調節されることを特徴
   とする特許請求の帖囲第４項記載の光ファイバ。 （６）不活性ガスを予めスクラッピングすることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の危ファイバ。 （７）前記式１により処理されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の尤ファイバ。 （８）前記式２により処理される、ことを特徴と−１る
   特許請求の範囲第１項記載の尤ファイバ。 （９）温度が４００°Ｃまたは、その近辺に維持されて
   いる反応室でテトライソブＵビル・チタネートを熱分解
   する工程を経ることを特徴とする特許請求の。 範囲第１項記載の光ファイバ。 （１０）温度が４５０°Ｃまたは、その近辺に維持され
   ている反応室でテトラブチル・チタネートを熱分解する
   工程を経ることを特徴とする特５′１請求の範囲第１項
   記載の光ファイバ。 （】１）光ファイバを引き出すに適したガラスプリフォ
   ームから所望の寸法の光ファイバを引き出し、このよう
   に引各出した光ファイバに対し、引き出し直後にチタニ
   ウム・エステルまたは、その誘導体を熱分解させて便触
   さぜ、−充ファイバの外周に二酸化チタン層を形成する
   ことを特徴とする尤ファイバの製造方法。 （１２）プリフォームがら引外出され、二酸化チタン層
   が被覆される工程において、その−上程の雰囲気中から
   １１２０が除去されることを特徴とする特８′１請求の
   範囲第１１項記載の光ファイバの製造方法。 （１３）プリフォームがら引き出された光ファイバを反
   応室に通す工程を経て製造されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項記載の光ファイバの製造方法。 （１４）光ファイバに被覆される二酸化チタン層を、形
   成するチタニウム・エステルが・ト活性ガスに搬送され
   て反応室へ送られる上程を経て製造されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１３項記載の光ファイバの製造方
   法。 （１５）不活性ガスの流量レートが調節されることを特
   徴とする特８′１請求の範囲第１４項記載の光ファイバ
   の製造方法。 （１６）不活性ガスを予めスクラッピングすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１５項記載の尤ファイバの製
   造方法。 （１７）前記式１により処理されることを特徴とする特
   ｊ’ｌ請求の範囲第１１項記載の光ファイバの製造方法
   。 （１８）前記式２により処理されることを特徴とする特
   許請求の範囲第１１項記載の光ファイバの製造方法。 （１９）温度か４００°Ｃまたは、その近辺にＭ［持さ
   れている反応室でテトライソプロピル・チタネートを熱
   分解する上程を経ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １１項記載の光ファイバの製造方法。 （２（１）温度が４５（＋’ｃまたは、その近辺に維持
   されている反応室でテトラブチル・チタネートを熱分解
   する工程を経ることを特徴とする特３１請求の範囲第１
   １項記載の光ファイバの製造方法。