JPH01152402A - 合成樹脂光伝送体 - 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！〕 本発明は、耐熱性、可撓性および耐側圧性に優れた合成
樹脂光伝送体に係り、特に自動車、船舶等の光伝送シス
テムに利用できる合成樹脂伝送体に関する。

〔従来の技術〕

従来より、光伝送体は、透明な石英ガラスやプラスチッ
クを利用して製造されている。石英ガラスを利用した光
ファイバは、優れた光伝送性をもっており、長距離通信
用などに実用化されている。

プラスチック光ファイバは、石英を用いた光ファイバに
比べると光伝送性は劣るが、可撓性のよいこと、加工し
やすいこと、またファイバの接続が容易であるなどの利
点があり、これらを活かして短距離のデータリング、ラ
イトガイド、センサなどへの応用が進められる。これら
の応用の中には、耐熱量が要求される場合も多い。例え
ば、自動車用の光伝送システムに用いる光ファイバは、
エンジンからの放熱のため、１２０〜１５０℃といった
高温に耐えることが要求されている。

従来のポリメタクリレートをコアに使用している光ファ
イバは、常用使用温度は８０℃止まりであった。特願昭
ＥｉＯ−１０５６４３号に記載されている合成樹脂光伝
送体は、コア材として架橋型の樹脂を用いており、また
クラツド材にはフッ素樹脂を使用しているので、耐熱性
が向上しており、耐熱的には１２０〜１５０℃に使用可
能なレベルに達している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、実際にシステム組み立てに関する検討を進めて
みると、次のような問題が判明した。すなわぢ；光フ乙
イバを保持するため、保持用スチールバンドで留めると
、側圧により光ファイバの光伝送損失が増加するため、
柔らかいクツション材を介してソフトに保持する必要が
生じた。また側圧が加わるところでは、プラスチックチ
ューブやプラスチックモールド成形体に緩く挿入してや
る必要がある。その他、この側圧を緩和させるため、ク
ラッド層の外側に柔らかいバッファ層を付けた構造の光
ファイバも実用化されている。

フッ素゛樹゛脂は非常に高価な樹脂であるので、クラッ
ド層の使用樹脂量をできるだけ少なくすることが、安価
なファイバを製造するために必要なこ、とである。しか
し、前記従来例のような光ファイバを製造すると、クラ
ッド層のチューブ化の押出成型技術および重合性モノマ
を架橋させる工程上の制約から、クラッド層の膜厚さを
０．５〜１．０ｍにせざるを得ない。したがって、この
膜厚さの大部分は、光伝送上必要とされないものである
ため、フッ素樹脂を必要以上に使用することになり、そ
の分無駄となる問題があった。

本発明の目的は、構造簡単にして側圧による光伝送損失
を防止でき、しかもフッ素樹脂の使用量を減少させてコ
ストダウンを図れる合成樹脂光伝送体を提供するにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、フッ素樹脂発泡体をクラッド層とする合成樹
脂光伝送体である。

〔作用〕

フッ素樹脂高発泡体を有するクラッド層は、光ファイバ
が使用中に側圧を受けた場合、高発泡体のクツション効
果により側圧を緩和させる作用、がある。また、高価な
フッ素樹脂を高発泡することにより、単位長さ当りのフ
ッ素樹脂の使用量を大幅に低減できる。

〔実施例〕

本発明に係る合成樹脂光伝送体は、熱溶融押出可能なフ
ッ素樹脂に、発泡剤としてフレオンガスと、発泡助剤と
して無機化合物を添加してなる混合物を用いて製造した
フッ素樹脂の微細、均一な高発泡体チューブをクラッド
層とする。なお、このフッ素樹脂発泡体チューブを、少
なくともチューブ内面が光伝送に必要な平滑性を有し、
かつ十分な膜厚さ（数μｍ以上）を有するスキン層を設
けてなるクラッド層とするのが望ましい。

また、コア材は、透明な重合性モノマ組成物を加熱硬化
、または紫外線硬化さ＝た架橋型樹脂である。その屈折
率が上記のクラッド層の屈折率より１％以上大きいコア
材を使用した合成樹脂光伝送体にすれば、耐熱性、可撓
性および耐側圧性に優れた合成樹脂光伝送体を安価に製
造することが可能となる。

前記スキン層は、フッ素樹脂発泡法チューブの製造時に
、押出成型直後に内面門冷却しても製造でき、また発泡
体層とスキン層とをコモンまたはタンデム型の押出機で
別々に押出成型して、その押出機のヘッド部で複合化す
ることによって、容易に製造が可能である。

熱溶融押出可能なフッ素樹脂としては、四うツ化エチレ
ン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Ｐ
ＦＡ）、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体
（ＦＥＰ）、クロロトリフルオロエチレン重合体（ＣＴ
ＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合
体（ＥＣＴＦＥ　’）、エチレン・四フッ化エチレン共
重合体（ＥＴＦＥ）、ビニリデンフルオライド重合体（
ＰＶｄＦ）およびその共重合体などがある。

フレオンガスとしては、フレオン１１．フレオン１２．
フレオン１３．フレオン１４．フレオン２２、フレオン
２３．フレオン１１５などがある。

一般に、発泡助剤として無機化合物が使われる。

無機化合物としては、超微粒子のＡＱｉｘｓ、’Ｓ　ｉ
’ｏｚ、　Ｔ　ｉ　Ｏｘ、　Ｚ　ｒ　Ｏ２なども挙げら
れるが、フッ素樹脂との共存下では化学反応生成物を生
ずるおそれがあるので、ボロンナイトライド（Ｂ　Ｎ）
がフッ素樹脂添加剤として一番適している。

発泡剤は、押出機途中で溶融したフッ素樹脂中に注入さ
れる方法が採用され、これによって高発泡化が可能とな
る。゛ 透明な重合性モノマとしては’、　（１）アルキルアク
リレート、アルキルメタクリレート、（２）スチレン系
のもの、（３）前記（１）と（２）のものの共重合体、
（４）エポキシ系モノマが使用される。また。

重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤が用い
られる。

次に、合成樹脂光伝送体の実施例と比較例を示す。

実施例 （１）クラッド層の製造 四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体（ＰＦＡ、ＡＰ２１０、ダイキン工業社製）
１００重量部に対し、ボロンナイトライドを０．５　重
量部配合し、これを押出機の中間部でフレオン１１５（
デュポン社商品名）を５〜６ｋｇ／ａ＋ｔＧの圧力で加
圧注入して、外径１．５ｍφ、内径１．０＋ｎｍφに押
出成形した。この場合、押出機より溶融状態のＰＦＡが
押し出された直後に、チューブ状のクラッド層内面に空
気を送り込み、内面部分を急冷してスキン層を形成させ
た。

なお、押出条件は、２０ｍｎ押出機を用い、Ｌ／Ｄ＝２
５　（Ｌはスクリュー長、Ｄはスクリュー径）、圧縮比
＝２．５、供給部の溝深さ＝１．０＋ｎｍ、シリンダ各
部の設定温度＝４００℃、クロスヘツド設定温度＝３７
０℃、ダイス設定温度＝３２０℃とした。

（２）合成樹脂光伝送体の製造 ポリエチレングリコールジメタクリレート（ＮＫエステ
ル１４Ｇ、新中村化学社製）１００重量部に、ラウロイ
ルパーオキサイド０．５重量部を溶融し、重合性モノマ
を調製した。次に、水温を８０℃に調節した恒温水槽中
に前記（１）で製造した発泡体ＰＦＡチューブよりなる
クラッド層を沈めておき、このチューブを小型プランジ
ャポンプに接続し、このポンプ圧によりチューブ中に上
記重合性モノマ組成物に送り込み、チューブの先端より
流出させて、気泡を十分に追い出す。その後、ポンプの
送り速度を極度に小さくし、チューブの先端を折り曲げ
て封止する。

このようにして、チューブ中で８０℃で重合する。モノ
マは重合の進展により体積収縮が起こり、チューブ内で
「ひけ」が生じ、重合体すなわちコアの表面が平滑を失
うとともに、真円度がくずれる。この現象を防ぐため、
ポンプで加圧しながら加熱重合させる。次に、ポンプよ
り切り離し、発泡ＰＦＡチューブと一体になっている状
態で、１００℃、１５分間加熱重合して合成樹脂光伝送
体を作製した。その断面図を第１図に示す。１はコア、
２はスキン層、３はクラッド層（チューブ）を示す。

比較例 （１）クラッド層の製造 四フッ化エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル共重合体（ＰＦＡ、ＡＰ２１０、ダイキン工業社製）
を２０ｍｍ押出機を用い、外径１．５ｍφ、内径１０ｍ
ｎφのチューブ状のクラッド層を製造した。

なお、押出条件は前記実施例と同様にした。

（２）合成樹脂光伝送体の製造 発泡体チューブを無発泡体チューブに変えただけのクラ
ッド層で、重合性モノマ組成物および合成樹脂光伝送体
の製造方法は、前記実施例と同様とした。その断面図を
第２図に示した。４はコア５はクラッド層（無発泡）を
示す。

以上のようにして作製した合成樹脂光伝送体を切断した
断面を顕微鏡で観察して評価した。また。

側圧試験は、長さ２ｍの合成樹脂光伝送体の中央部に重
さ１ｋｇのおもりを載せた鉄製平行板を、第３図のよう
に配置して、側圧を加える前と後との光伝送損失の増加
率を求めた。６は試験片、７は平行板、８は加圧方向を
示す。

第　　１　　表 耐熱温度の測定法は、実施例と比較例で作製した合成樹
脂光伝送体の光伝送特性の変化により耐熱温度を求めた
。すなわち、それぞれの温度に２０分間放置したのち、
測定を行った。測定は、光伝送体の初期の光伝送性（光
の透過量）に対するそれぞれの温度における光の透過量
を調べた。

光の透過量が初期（室温）状態の９０％以下に低下する
温度を耐熱温度と定義する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、フッ素樹脂発泡体よりなるクラッド層
を有しているので、クラッド層が無発泡体の合成樹脂光
伝送体に比べ、側圧による光伝送損失が非常に少なく、
また高価なフッ素樹脂の単位長さ当りの使用量は１／２
以下と少なくてすむので、非常に経済的な合成樹脂光伝
送体が得られる。

また、クラッド層が発泡体であるため、遮光性を発揮し
、従来はクラッド層の外側に遮光のためのジャケットを
被設していたが、そのジャケットが不要となり、構造的
に単純化できる。なお、この遮光性は、発泡度４０％程
度で足りる。

さらに、発泡体クラッド層により、光伝送体の可撓性が
良好となるため、その取り扱いが容易となる。また、耐
熱温度も２００℃以上と非常に耐熱性が優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は従来
例の断面図、第３図は側圧試験法を示す断面図である。 １・・・コア、２・・・スキン層、３・・・クラッドＭ
（発泡体）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フッ素樹脂発泡体をクラッド層とすることを特徴と
   する合成樹脂光伝送体。 ２、特許請求の範囲第１項において、クラッド層の内面
   はフッ素樹脂よりなる光伝送可能なスキン層である合成
   樹脂光伝送体。