[发明专利]制造密封涂覆光导纤维的设备和方法

说明书

本发明涉及向光导纤维预型件制成的光导纤维丝上涂覆碳薄膜等，来制造密封涂覆光导纤维的设备和方法。

作为向纺出的原纤维上密封涂覆碳层的技术，在使光导纤维变薄的过程中，通过把光导纤维暴露于高温碳气氛中，对原纤维表面涂覆碳薄膜的方法已属已知（例如，见JP-B-38-10363）。

EP  0  308  143（1989.3.22出版）公开了一种制造密封涂覆光导纤维的方法，它是在从光导纤维预型件纺制光导纤维的过程中，将弄薄了的高温原纤维导入碳气氛中，使原纤维表面涂覆上一层碳薄膜。在其公开方法的一个实施方案中，使用具有两个反应室的反应管，原料气被分别引入各个反应室，在这分开的反应室中，分两步涂覆上碳薄膜。

过去，当光导纤维表面密封涂覆碳层时，在碳膜和光导纤维的界面出现残余应力，或者由于碳膜表面存在的高低不平，使纤维的抗张强度下降。

在相关的领域中，因为在一个反应室内的原料气的浓度和组成等反应条件维持不变，原纤维表面形成的碳膜是均匀的。

当有两个或以上反应室时，如该对比文献所提出的，涂覆碳是在各个反应室内以不同的气体氛围进行的，由于室与室之间纤维温度不同，因此在界面形成不均匀的膜。因此，由于在不均匀的相界面存在残余应力产生了变形，使之不能达到强度的改进。

本发明的一个目的是在原纤维的径向方向上，连续改变在原纤维上形成的密封涂层的性质。

本发明是基于下列发现。

当用烃和囟化碳作为原料气及囟化碳的浓度提高时，形成的碳膜的表面变得平滑，纤维的抗强度增加。然而，随着囱化碳浓度提高，形成的碳膜的密封效应下降。经过各种研究后发现，在反应室内形成的碳膜的性质取决于基料的温度（原纤维的温度）和原料气的流速、组成、浓度和温度，通过控制这些参数，就能成功地控制形成的碳膜的性质。为了达到上述目的，已经发明了具有如下特点的制造密封涂覆光导纤维的设备和方法。

本发明制造密封涂覆光导纤维的设备的特征是提供一个对原纤维进行密封涂覆的单个反应室和将原料气引入该反应室的一组入口管，以及在原纤维通过该反应室的运动方向上，这一组入口管以相互不同的位置通入反应室。对于每根入口管，可以提供对经这一组入口管引入该单个反应室的原料气的流速、组成、浓度和温度参数之至少一种参数进行控制的控制装置。

本发明制造密封涂覆光导纤维的方法的特征是当原纤维通过该单个反应室，原料气被引入反应室对原纤维进行涂覆时，在沿着原纤维通过该反应室的运动方向上，在该单个反应室内的原料气的流速、组成、浓度和温度参数之至少一种参数被连续改变。

根据本发明，当光导纤维通过反应室时，对该光导纤维进行密封涂覆时，反应室内的原料气的流速、组成、浓度和温度参数的至少一种参数，可以在原纤维导入该反应室的运动方向上被连续改变，所以原纤维在沿其径向方向上得到具有连续改变膜性质的密封涂覆膜。

这是基于下列原理：当烃和囟化碳作为原料气被导入该单个反应室时，烃的浓度愈高，膜形成温度越高，形成的膜的密封效应愈好。另一方面，当具有脱氢效应的囟化碳的浓度提高时，反应温度就降低，就会形成具有平滑表面和增强了纤维起始强度的碳膜。

纤维温度升高及原料气流速增加时，膜的形成温度就趋于升高。

根据上述原理，当具有高烃浓度的原料气供给高温原纤维的入口端（沿原纤维运动方向的上游端）和当具有更高浓度的囟化碳原料气供给时，由于原纤维的温度降低（当它向沿原纤维运动的方向的下游端移动时）及原料气的供给量增加，就形成了一个足够厚的膜，并在原纤维和碳膜的界面处，形成具有致密结构和高密封效应的碳膜，形成的碳膜具有平滑的表面，而无明显的边缘或台阶。

从下列详述和仅作为举例的附图，本发明就变得更易被充分理解。这些附图不能认为是对本发明的限制。

从下列详述，可以更明白看出本发明的进一步应用范围。然而，应当理解这些详述和具体实例，以及指明的本发明优选的实施方案，仅仅是作为举例性质，因为从这些详述中，对于那些本领域的技术人员而言，在本发明的精神和范围内，他们可以作出各种变化和修改。

图1表示本发明密封涂覆光导纤维的制造设备的实施方案的视图，它可应用于本发明密封涂覆光导纤维的制造方法。

图2表示本发明密封涂覆光导纤维的制造设备的另一个实施方案的视图。

现在参考图1说明本发明的一个实施方案。