JPH0466905A - 光ファイバ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は機械特性、特に耐屈曲性が良好な光ファイバに
関する。

［従来技術とその解決すべき課題］ 従来より芯を石英ガラスあるいは光学ガラスとし、その
外周に高硬度なプラスチックを被覆して鞘（クラッド）
としたハードプラスチッククラツド光ファイバが長距離
伝送特性を備えたものとして利用されている。

特に画像伝送用、ライトガイド用などの分野で用いられ
る光ファイバの場合は、その高開口数化が有利となる。

しかるに従来のハードプラスチッククラツド光ファイバ
は最も開口数が高いものでも０，４８であり、さらなる
高い開口数を有する光ファイバの開発が要求されていた
。

特開平１−１２６６０２号公報には鞘を構成する重合体
の屈折率が１．３４である高開口数ハードプラスチック
クラツド光ファイバが示されているがこの光ファイバは
芯と鞘との密着性が不十分であり、曲げ強度に劣るとい
う難点を有している。

また鞘材の外層に保護層を設けた光ファイバが特開平２
−２５８１２号公報に示されているが、この光ファイバ
は曲げ強度が必ずしも十分でない。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者らは曲げ強度に優れたかつ、高開口数の
光ファイバを得るべく鋭意検討した結果、本発明を得る
に至った。本発明は芯−鞘構造からなる光ファイバであ
り、屈折率が１．３６以下の鞘材を有し、さらにその外
層にショア硬度りが５０以上の架橋性重合体を被覆して
なる光ファイバである。すなわち鞘材層の外層にショア
硬度りが５０以上の架橋性重合体を被覆することにより
光ファイバの曲げ強度を圧倒的に向上させることが可能
であるとわかった。

本発明の光ファイバの芯成分は屈折率が１．６０〜１．
４０程度の用いた場合高開口周光ファイバとすることが
でき、例えば純石英ガラス、ドープトガラス、又は多成
分ガラス等をその具体例として挙げることができる。

本発明に用いられる屈折率１．３６以下〜１．２９以上
の鞘材であり、例えば主鎖に環構造を有する含フツ素ポ
リマーがあり、例えば一般式％式％） （ただし、０１ｐｌｑは０〜５、ｏ　＋　ｐ　＋　ｑは
１〜６）一般式　＋ＣＦ−ＣＦ← 畜 （ただし、Ｒ１はＦ又はＣＦ３、Ｒ２はＦ又はＣＦ、）
の如き環構造を存するものが挙げられる。これらの内、
次の如き環構造を有するポリマーが代表的でありそれら
の具体例としては ＣＦｚ （ただし、！は０〜５、−はＯ〜４、ｎはＯ−１、（！
ｌ）　　ＣＦ２＝ＣＦ　　ＣＦＺ　　ＣＦＣＩ　　Ｃｈ
　　ＣＦ＝ＣＦＺこれら重合体の製造法を示すと、次の
２通りである。ただし、これら製造法に限定されるもの
ではない。

（１）環化合重合によるもの （ｆ）　　ＣＦｔ＝ＣＦ　　ＯＣｈ　　ＣＦｚ　　ＯＣ
Ｆ＝ＣＦｚ↓ラジカル重合 （υ５Ｐ３２０２６４３など） （ｉｉ　）　　ＣＦ、＝ＣＦ−０−ＣＦ、−ＣＦ＝ＣＦ
Ｚ（２）環状モノマーを重合するもの（ＵＳＰ　３９７
８０３０など） （ＵＳＰ ３４１８３０３、 イギリス特許１１０６３４４号など） また、これらの成分の本質を損なわない程度に共重合成
分を使用することは何ら差し支えがない。

共重合せしめる他の単量体としては、ラジカル重合性を
有する七ツマ−であれば、特に限定されず含フツ素系単
量体、炭化水素単量体のその他の単量体と重合せしめて
も良く、あるいはこれらの単量体を単独で或いは適宜の
２種類以上を併用して上記共重合反応を行なわせても良
い。通常用いうる他の単量体としてフルオロオレフィン
、フルオロビニルエーテルなどの含フツ素ポリマーを選
定するのが望ましい。例えば、テトラフルオロエチレン
、パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロプ
ロピルビニルエーテル、あるいはカルボン酸基やスルホ
ン酸基の如き官能基を含有するパーフルオロビニルエー
テルなどの他、弗化ビニリデン、弗化ビニル、クロロト
リフルオロエチレンなども例示され得る。

共重合体組成としては、溶剤への溶解性、及び該溶液の
製膜性および含フツ素ポリマーとしての特性などを生か
すために、環状構造の組成が２０％以上の共重合体が好
ましく、更に好ましくは環状構造が４０％以上であるこ
とが望ましい。

本発明を実施するに際して用いる重合体はその屈折率が
１．３６以下であるため、芯材として石英ガラス、ドー
プトガラスなどの低屈折率芯材を用いた場合においても
、開口数の高い光ファイバとすることができ、極めて明
るさの高い光ファイバとすることができ、ライトガイド
、画像伝送体、通信分野で高い信顛性を得て使用するこ
とができる。

す、用いられる溶媒としては、上記ポリマーを溶解する
ものであれば限定されず、その具体例としては、パーフ
ルオロベンゼン、アフルード（商品名：旭硝子社製のフ
ッ素系溶剤）、フロリナート〔商品名：３Ｍ社製のパー
フルオロ（２−プチルテトラヒドロフラン）を含んだ液
体〕、トリクロロトリフルオロエタン等が好適である。

これらの溶媒は適宜の２種類以上併用して用いることも
でき、特に混合溶媒とする場合、炭化水素系溶媒、塩化
炭化水素溶媒、弗塩化炭化水素溶媒、アルコール、その
他の有機溶媒も併用できる。前記フッ素系重合体を前記
溶媒に溶解した際の溶液濃度は０．０１〜５０１ｍ　ｔ
％、好ましくは０．１〜２０ｗｔ％の範囲であり、この
溶液は透明な粘稠液体であるが、その温度が低くても粘
度も比較的低いので、石英ガラス又は光学ガラスからな
るシリカファイバにクラツド材として被覆することが容
易である。

これらのクラツド材を石英ガラス等からなるコアに対し
て塗布しクラッド層を形成する方法は、コアにクラツド
材ポリマーの溶液を被覆して溶媒を除去するか、あるい
はフッ素重合体を溶融状態で共押出し或いは溶融被覆す
ることによって行なわれる６例えば、含フツ素重合体の
溶液を被覆する場合、通常のいわゆる線引き装置の使用
によるのが好適である。被覆と同時に熱処理による溶媒
除去が行なわれるが、かかる熱処理条件は形成されるク
ラッド層の厚さ、溶媒の沸点によって任意に設定される
。

本発明の光ファイバを構成するクラツド材ポリマーの好
ましいものとしては、パーフルオロ重合体であり、この
パーフルオロ重合体は結晶性がなく、フッ素含有率が高
いので、透明であると共に低屈折率である。

上述の如くして作った芯−鞘構造の光ファイバは高開口
数のものであり、極めて有用なものであるが、芯−緒界
面の接着強度は必ずしも十分ではなく、その取扱い時や
加工時に芯−鞘界面での破壊が起るという難点があるの
であるが、本発明者等は、この鞘層の外周にショア硬度
りが５０以上の保護層を設けることにより、そのハンド
リング性が奢るしく向上すると共に曲げ加工性も大巾に
向上しうることを見出したのである。

本発明を実施するに際して用いる保護層はシツア硬度り
の値が５０以上の架橋性重合体類であることが必要であ
り、その具体例としてはジメチルポリシロキサン系樹脂
、ポリフルオロアルキルメチルポリシロキサン系樹脂あ
るいはメチル基の一部をエチル基又はフェニル基に変え
た架橋性ポリシロキサン樹脂、ポリエステルアクリレー
ト系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、エポキシアク
リレート系樹脂等の紫外線硬化型又は熱硬化型の架橋性
アクリレート樹脂、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ
基などのアルコキシ基、ホルミルオキシ基、アセトキシ
基、プロピオニルオキシ基などのアシルオキシ基、基０
Ｎ＝Ｃ（ＣＨｓ）ｚ　、０Ｎ＝ＣＨＣＨｚＣｚＨｓなど
のオキシム、基−ＮＨＣＨ３、ＮＨＣＪｓなどの置換ア
ミノ基、アリールアミノ基等の加水分解可能な官能基を
有する有機珪素化合物残基を側鎖に有する重合体などが
挙げられるが、硬度を上げるためモノマーとして２官能
以上の多官能モノマーを用いることが好ましい。

本発明の光ファイバを製造するに際しては、まず心材構
成用の母材を通常の方法で線引きし、心材ファイバを製
造し、この心材ファイバの外層に鞘材層を形成する。鞘
材層の形成法としては押出機により溶融された鞘材重合
体で被覆するメルトコーティング法あるいは鞘材重合体
を溶媒に溶解し、この溶液を心材ファイバに塗布するこ
とにより鞘材層を形成するツルベルトコーティング法が
用いられる。次いでその外層に架橋性重合体又はそれを
含む溶液を塗布したのち、熱、紫外線、電子線を照射す
るかあるいはン弗水中で処理すると、本発明の目的とす
る光ファイバが得られる。

本発明の光ファイバは、高温においても溶融流動するこ
とのない架橋性重合体からなる保護層を鞘材層の外層に
形成したものであるため光伝送路を設置する際に鞘材の
汚染、損傷を防ぎ、曲げ強度も向上した良好な取り扱い
性を確保できるとともに、高温、高温環境下においても
光伝送性能はほとんど低下しない。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 外径３０■の石英棒をカーボン抵抗加熱炉で２０００℃
に加熱し、外径２００−のファイバを線引きして屈折率
１．４６なる心材ファイバとした。屈折率１．３０５、
ガラス転移温度１６５℃のパーフルオロ−（２，２−ジ
メチル−１，３−ジオキソール）／テトラフルオロエチ
レンの共重合体をパーフルオロ−（２−ブチルテトラヒ
ドロフラン）（スリーエム社製フロリナートＰＣ−７５
）に溶解して１５重量％溶液を調製し、この溶液を心材
ファイバの表面に塗布したのち、２００℃で乾燥して外
径２２０４の心−鞘構造の光ファイバを得た。

エポキシアクリレート（昭和高分子５Ｐ−４０１０）と
６官能アクリレート（ジペンタエリスリトールへキサア
クリレート：日本北東ＫＡＹＡＲＡＤ　Ｄ−３１０）と
光硬化触媒イルガキュア１８４（チバガイギー）の５０
／４６／４ｗｔ％混合物を前記の光ファイバの外周に塗
布したのち、紫外線を照射して厚さｌ〇−の保護層を形
成した。

得られた保護材のショア硬度りは７０であった。

実施例２ 下記の繰返し構造単位を有するポリマーを鞘材とする以
外は実施例１と全く同様にして光ファイバを得た。

このポリマーの屈折率は１．３４、ガラス転移温度６９
℃である。

実施例１及び２から得られた光ファイバの曲げ強度測定
するため、これらの光ファイバを直径４鵬のマンドレル
に巻き付は評価した結果、破断は全くなく、優れた耐屈
曲性を備えていることを確めた。

比較例 保護材として、シリコン系樹脂（硬度ＪｒＳＡ４０）を
用いる他は実施例１と全く同様にして光ファイバを得た
。この光ファイバを直径４−のマンドレルに巻き付け、
破断確率を測定した結果４０％と高い値を示し、実用上
問題になるものであった。

１゜ 手

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯−鞘構造からなる光ファイバであり、鞘が屈折
   率が１．３６以下の重合体にて構成され、さらにその外
   層にショアー硬度Ｄ値が５０以上の架橋性重合体を被覆
   してなる光ファイバ。
2. （２）芯材が純石英ガラス、ドープトガラス又は多成分
   ガラスにて構成されていることを特徴とする請求項第１
   項記載の光ファイバ。