JPH0569203B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、光学繊維および光学装置用の低損失
の接合を行うための部材および方法に関する。さ
らに詳しくは、本発明は、低い線熱膨張率、およ
び好ましくは内部に配置された光学繊維と実質的
に等しい線熱膨張率を示す特定のサーモトロピツ
ク液晶性ポリマーから製造された、光学繊維コネ
クタ、光学繊維スプライス、光学繊維カツプラー
等の光学繊維の接続又は終結用部材に関する。 （従来の技術） 従来の光学繊維技術は、ある長さの繊維間の、
すなわち、単繊維間または多数の繊維束間の、あ
るいは多重化（マルチプレクシング）および脱多
重化（デマルチプレクシング）等における低損失
の接続を得る目的を持つた種々の方法を教示して
いる。 繊維を接続する１つの方法は、単に繊維の末端
をコネクタによりプレスすることであり、そのた
めの種々のコネクタが従来知られている。まず第
一に、繊維の末端を、損失をより少なくする、よ
り均一で欠陥のない表面を得るために、研磨、又
は破断、又はスライスにより調製してもよい。接
続損失を減少させる別の手段は、繊維の末端に取
付けたレンズ又は繊維末端間の間隔を充たす屈折
率整合用流体の使用である。屈折率整合用流体を
用いることに付随した多くの問題を避ける別の技
術は、コネクタの端に付着し、繊維の末端間の間
隔を橋わたしするシリコーンゴム等のプラスチツ
ク材料の透明な可撓性屈折率整合用ドームの使用
である。このように、光学繊維コネクタは、本質
的に、光が２本の繊維の一方から他方へ通過する
際の繊維の光導波路形状の乱れを最少にし、デシ
ベル（dB）で測定される減衰又は損失を避ける
ように、十分正確かつ密に２本以上の繊維を物理
的に一体化させるための装置であつた。不都合な
ことに、繊維直径が非常に大きな場合を除いて、
極端な機械的性質の許容度が要求された。特に、
１デシベル（dB）未満の損失で芯線直径の小さ
い通信用光学繊維に用いるコネクタは、種々の部
品の機械加工および整合に対して個々の注意が必
要な非常に高価な部材を用いることによつてはじ
めて可能であつた。 光学繊維系における減衰又はデシベル（dB）
損失の重大な原因は、散乱、すわちち、光が束縛
モードの光学繊維から逃げることによつて起こ
る。それは、一般に、３つの型、ガラス又はプラ
スチツク光学繊維の固有な不均一性および屈折率
の放射形の収差からなる。このような散乱の１つ
の原因は光学繊維に加わる横方向の力（微小屈
曲）の影響であり、これは横方向の力の加わる位
置での繊維の通過に著しい減少又は崩壊があるこ
とで証明される。この影響は可逆性であることも
また実証されている。横方向の力の不利な影響
は、加わつた力により、クラツデイング又は外被
（シース）の光学繊維芯線に対する位置が変動す
ることに起因するとされ、このようにして、全反
射が乱され、散乱を生じ、結果として光伝送を低
下または減衰させる。 光学繊維コネクタにおける過大な損失の別の原
因は、アラインメント（整列）が困難であること
により起こる。光学繊維においては、伝送繊維側
からくる光が円錐形であり、受信繊維側に伝えら
れる光の量は、両方の繊維が互いに離れるにつれ
て減少していくので、コネクタの軸方向の変動を
厳しく制限しなければならないことが認められて
いる。この繊維芯線の整合が最大の損失を生ずる
が、角度の不整合も蓄積した全損失を、いくらか
は増大させる。 特許文献には多数の繊維または繊維束コネクタ
またはインターフエース装置が開示されている
が、本発明のサーモトロピツク液晶性ポリマーを
用いた例はない。 1975年１月21日発行の米国特許第3861781号は、
２つの末端部材をスリーブ部材内で互いに接触さ
せるようにつなげるための円筒形金属スリーブ部
材を開示している。 1975年３月11日発行の米国特許第3870395号は、
接続する繊維のクラツデイングの屈折率とほぼ同
じ屈折率を有する材料で形成された毛細管の中で
２本の繊維を接続することを開示している。 1976年３月16日発行の米国特許第3944328号は、
光学繊維の２本のストランドをエポキシ樹脂プラ
スチツク材料のブロツクを構成する連結部材によ
り接続することを開示している。この材料は、導
波作用に必要な全反射効果への妨害を避けるため
に、光学繊維により伝送される光線を透過させて
はならずおよび／またはこれらの繊維よりも十分
に小さな屈折率を持たなければならない。 1978年11月７日発行の米国特許第4124364号は、
融点がシリカ繊維よりも低いガラス製のスリーブ
内で繊維の末端を突き合わせて接合することによ
るガラス光学繊維の結合を開示している。 1980年２月５日発行の米国特許第4186999号は、
シリコーンゴムのような光学プラスチツクから製
造された光学繊維コネクタ（例、フエルール）を
開示しており、これはこのフエルールと一緒に用
いる光学繊維のクラツデイングと類似の材料であ
る。 1980年４月８日発行の米国特許第4196965号は、
使用光学ケーブル芯線の屈折率より屈折率の小さ
いフツ素含有樹脂製の内層と金属製の外層とから
なる光学繊維用の補強接続スリーブを開示してい
る。 1982年10月５日発行の米国特許第4352542号は、
ニチノール合金のような形状記憶合金材料の３つ
の細片を包囲するベリリウム銅の薄肉チユーブで
構成したコネクタを開示している。この３つの細
片は、細片の３つの向き合つた曲げ半径の間に軸
方向キヤビテイが形成されるように折り曲げて薄
肉チユーブ中に挿入され、こうしてチユーブの中
心軸の位置に繊維光学ケーブルの末端を配置する
自己心合わせ機構が得られる。 種々の充填剤の液晶性ポリマーとの併用が米国
特許第4067852号に開示されている。この米国特
許は、充填材および／または強化材を最終的に得
られる成形材料に対して合計で約１〜60重量％の
量で含有させ得ると記載している。この米国特許
において強化材として使用しうる代表的な繊維に
は、ガラス繊維、アスベスト、黒鉛質炭素繊維、
非晶質炭素繊維、合成ポリマー繊維、アルミニウ
ム繊維、ケイ酸アルミニウム繊維、アルミニウム
繊維の酸化物、チタン繊維、マグネシウム繊維、
ロツクウール繊維、スチール繊維、タングステン
繊維、コツトンウール、および木材セルロース繊
維などがある。所望により、繊維質強化材は予備
処理を行つて、最終的に連続マトリツクス相とな
る液晶性ポリマーに対する強化材の密着性を改善
することもできる。一方、上記米国特許に開示さ
れている代表的な充填材には、ケイ酸カルシウ
ム、シリカ、クレー、タルク、マイカ、ポリテト
ラフルオロエチレン、黒鉛、アルミナ三水和物、
炭酸アルミニウムナトリウム、バリウムフエライ
ト等がある。 充填材としてのウオラストナイトの使用は、
1983年月７日出願の米国特許出願第464272号に開
示されている。この米国特許出願は液晶性ポリマ
ーにウオラストナイト繊維を約10〜70重量％の量
で添加することを記載している。 このように、種々の充填材の液晶性ポリマーへ
の配合が上に示したように研究されている。しか
しながら、これを光学繊維の接続又は終結用部材
に使用することについては示唆も開示もない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、望ましくない損失の低下によ
つて、連結または接続効率を維持する光学繊維部
材に使用するのに適した熱可塑性材料を提供する
ことである。 本発明の別の目的は、次の特徴の１つ又はそれ
以上を有する光学繊維部材に使用するための熱可
塑性材料を提供することである。 (a) 成形品の流れ方向での線熱膨張率が望ましく
ない軸方向および横方向の力を減少させるよう
に光学繊維と適合する； (b) 著しい温度変化を受けても寸法安定性を維持
する； (c) 耐湿性および耐薬品性に加え放射線抵抗性も
備えている。 （問題点を解決するための手段） 本発明の１態様によると、光学繊維の接続また
は終結用部材が提供される。この部材は約−50℃
〜約＋85℃の温度範囲にわたつて、線熱膨張率
（LCTE）が約−５〜10μm／ｍ・℃、好適には約
−３〜6μm／ｍ・℃であり、特に好適には、本発
明の部材に組込まれる光学繊維の線熱膨張率と調
和した線熱膨張率を有するサーモトロピツク液晶
性ポリマーの成形により得られる。別の態様によ
ると、本発明のサーモトロピツク液晶性ポリマー
を用いた上記部材はソリをほとんどあるいは全く
示さず、したがつて従来の材料に比較して内部応
力は最少限しか生じない。 本発明の好適態様において、線熱膨張率の制御
が、液晶性ポリマーに正確な量で１種またはそれ
以上の充填材材料を配合することにより行われ
る。種々の充填材材料を全材料に対して約５〜60
％またはそれ以上の合計量で、好ましくは約10〜
30％の量で配合することができる。代表的な充填
材無機材料としては、ウオラストナイト、ケイ酸
カルシウム、シリカ、クレー、タルク、マイカ、
ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、炭酸ナトリ
ウムアルミニウム、バリウムフエライト等が挙げ
られる。ウオラストナイトおよび溶融シリカが好
適な材料である。着色剤、たとえばカーボンブラ
ツクを本発明の液晶性材料に加えることもでき、
これも本発明の範囲内である。 （作用） 以下に、本発明の光学繊維部材に使用するのに
適したポリマー材料およびその利用法について説
明する。光学繊維部材とは、光学繊維の接続又は
終結用に用いる部材のことである。本明細書にお
いて、「光学繊維」とは、スペクトルの可視、赤
外又は紫外領域の電磁エネルギーに対する伝播路
を与える繊維を意味する。繊維は、ごく普通に
は、芯線とこれを包囲するシース（外被）又はク
ラツデイングからなる。ガラスおよびプラスチツ
クが最も代表的な繊維芯線材料であり、シース又
はクラツデイングもガラス又はプラスチツクから
なるものでよい。特に指摘しない限り、単一の光
学繊維ケーブルおよび多重繊維ケーブルの両方が
「光学繊維」に包含される。「光学装置」とは、光
源、検出器、混合器、フイルターその他の電磁ス
ペクトルの可視、赤外および紫外領域で作動する
装置を包含し、「光」とは、可視、赤外および紫
外光を包含する。「部材」とは、１本又はそれ以
上の光学繊維の終結、２本又はそれ以上の光学繊
維の連結、又は１本又はそれ以上の光学繊維の光
学装置への接続などを行う任意の装置を意味し、
例として、光学繊維コネクタ、コネクタボデイ、
スプライサ、カプラー等が挙げられる。「サーモ
トロピツク」とは、溶融すると規則性のある溶融
体を形成する重合体材料を意味する。「液晶性ポ
リマー」とは、分子量が少なくとも約1000で、成
形用樹脂として使用するのに適した異方性ポリマ
ーを意味する。 サーモトロピツク液晶性ポリマーから製作した
光学繊維部材の目的の１つは、それが約−50℃〜
約＋85℃の温度範囲にわたつて、成形により得た
部材の流れ方向において約−５〜約10μm／ｍ・
℃、好適には、−３〜約6μm／ｍ・℃の線熱膨張
率を示すことである。サーモトロピツク液晶性ポ
リマーの線熱膨張率すなわち流れ方向の線熱膨張
率が該ポリマー材料から製作したコネクタの中に
収容して用いる光学繊維の線熱膨張率と実質的に
等しいものを用いることが特に好適である。この
線熱膨張率はまた、約−50℃〜約＋85℃の温度範
囲で実質的に均一でなければならない。本発明に
よると、成形により製造した該部材の液晶性ポリ
マーの流れ方向と同方向に光学繊維の軸方向を整
列させることもまた重要である。 第１図を参照し説明すると、２本の光学繊維１
および２は、本発明の液晶性ポリマーの成形体３
からなる連結部材により、相互に１直線に整列し
て端と端とが連結される。陰影線４は、液晶ポリ
マーの成形体３における流れ方向を示す。本発明
によると、光学繊維を成形した液晶性ポリマーの
流れ方向と同方向に該成形体３の内部に配置又は
整列させることが不可欠である。 第２図は、内部に光学繊維ケーブル１２を配置
したフエルール１０を示す。このフエルール１０
の内部に示した光学繊維ケーブル１２は公知の形
式のものであり、屈折率が光学繊維の屈折率と適
合したクラツデイング材料１８で通常被覆されて
いる光学繊維１６とそれを包囲するジヤケツト材
料１４とを包含する。本発明の利点を得るには、
光学繊維ケーブル１２とその内部の光学繊維１６
の軸方向が、陰影線２０により示した成形液晶性
ポリマーの流れ方向と同方向になることが不可欠
である。 本発明の部材の第２の目的は、広範囲の条件に
わたつて構造的に丈夫なことであり、例えば、特
に成形物品の長手又は流れ方向で、例えば−50〜
＋85℃といつた広い温度範囲に本発明の製品をさ
らした場合であつても、歪みやソリを最少限にし
か示さないことである。 第３に、この装置が優れた放射線抵抗性を示す
ことであり、例えば、500メガラドのコバルト−
60ガンマ線にさらした場合に、引張および曲げ特
性に有害な影響がないことで証明される。 本発明の製品はまた優れた耐湿性および耐薬品
性も示すべきである。本発明の部材を形成するポ
リマーは、射出成形又は溶融押出等により成形可
能とするのに必要な分子量のサーモトロピツク液
晶性ポリマーでなければならない。このようなサ
ーモトロピツク液晶性ポリマーは従来より知られ
ているが、本発明に係る光学繊維の接続又は終結
用部材を形成するのに適しており、こうして得た
部材が後で述べられるように予想外な物理的性質
および化学的性質を示すことは、本発明より前に
は知られていなかつた。 ポリマー技術において知られているように、サ
ーモトロピツク液晶性ポリマーは、溶融体で光学
的異方性を示す。ポリマー溶融体の異方性は、交
差偏光子を用いる通常の偏光技術により確認する
ことができる。より具体的には、溶融相の異方性
は、ライツ（Leitz）偏光顕微鏡を用い、ライツ
ホツトステージに乗せた試料を窒素雰囲気下、
40Xの倍率で観察することにより確認するのが好
都合である。液晶性試料を強制的に流動させた場
合、光の透過量が変化するが、この試料は静止状
態であつても光学的異方性を示す。これに反し
て、一般的な溶融加工性ポリマーは、同じ条件下
で検査した場合に実質的程度に光を透過しない。 本発明に使用するのに適した代表的な種類のサ
ーモトロピツク液晶性ポリマーは、全芳香族ポリ
エステル、芳香族−脂肪族ポリエステル、全芳香
族ポリ（エステル−アミド）、芳香族−脂肪族ポ
リ（エステル−アミド）、芳香族ポリアゾメチン、
芳香族ポリエステル−カーボネートおよびこれら
の混合物が挙げられる。好適態様においては、サ
ーモトロピツク液晶性ポリマーは全芳香族ポリエ
ステル、全芳香族ポリ（エステル−アミド）、も
しくは芳香族−脂肪族ポリ（エステル−アミド）、
あるいはこれらの混合物である。この全芳香族ポ
リエステルおよび全芳香族ポリ（エステル−アミ
ド）においては、ポリマー鎖内に存在する各反復
成分は少なくとも１つの芳香環を与える。また、
サーモトロピツク液晶性ポリマーに、ナフタレン
成分（例、６−オキシ−２−ナフトイル成分、
２，６−ジオキシナフタレン成分、もしくは２，
６−ジカルボキシナフタレン成分）が、約10モル
％以上の量で含まれていることが好ましい。サー
モトロピツク液晶性ポリマーに存在させるのが特
に好ましいナフタレン成分は、約10モル％以上の
量の６−オキシ−２−ナフトイル成分である。 サーモトロピツク液晶性を示す代表的な全芳香
族ポリエステルとしては、下記の米国特許に開示
されているものがある：第3991013号；第3991014
号；第4066620号；第4067851号；第4075262号；
第4083829号；第4093595号；第4118372号；第
4130545号；第4146702号；第4153779号；第
4156070号；第4159365号；第4161470号；第
4169933号；第4181792号；第4183895号；第
4184996号；第4188476号；第4201856号；第
4219461号；第4224433号；第4226970号；第
4230817号；第4232143号；第4232144号；第
4238598号；第4238599号；第4238600号；第
4242496号；第4245082号；第4245084号；第
4247514号；第4256624号；第4265802号；第
4267304号；第4269965号；第4279803号；第
4294955号；第4299756号および本出願人に譲渡さ
れた米国特許出願第91003号（1979年11月５日出
願）、同第169014号（1980年７月15日出願）、同第
194196号（1980年10月６日出願）および同第
272440号（1981年６月４日出願）を参照できる。
後述するように、米国特許第4161470号の全芳香
族ポリエステルを本発明で用いるのが特に好まし
い。 サーモトロピツク液晶性を示す代表的な芳香族
−脂肪族ポリエステルは、ジヤクソン他（W.J.
Jackson，Jr.et al）、「自己強化熱可塑性ポリエ
ステルＸ−7G−Ａ」、米国プラスチツク工業会第
30回年次技術会議（1975）強化プラスチツク／複
合材部会、セクシヨン17−Ｄ、ページ１〜４に開
示のポリエチレンテレフタレートとヒドロキシ安
息香酸とのコポリマーである。この種のコポリマ
ーは、 ジヤクソン他（W.J.Jackson，Jr.et al）、「液
晶ポリマー：Ip−ヒドロキシ安息香酸コポリマー
の製造と性質」、ジヤーナル オブ ポリマー
サイエンス、ポリマー ケミストリー エデイシ
ヨン（Journal of Polymer Science，Polymer
Chemistry Edition）14巻、2043−2058頁
（1976）にも開示されている。また、本出願人に
譲渡された米国特許出願第194199号（1980年10月
６日出願）および同第287345号（1981年７月27日
出願）も参照できる。 サーモトロピツク液晶性を示す代表的な全芳香
族および芳香族−脂肪族ポリ（エステル−アミ
ド）については、米国特許第4272625号および本
出願人に譲渡された米国特許出願第214557号
（1980年12月９日出願）、同第251625号（1981年４
月６日出願）、同第251629号（1981年４月６日出
願）、同第251818号（1981年４月７日出願）、同第
251819号（1981年４月７日出願）および同第
270439号（1981年６月４日出願）を参照できる。
後述のように、米国特許出願番号第214557号に記
載のポリ（エステル−アミド）が、本発明での使
用に特に好適である。 サーモトロピツク液晶性を示す代表的な芳香族
ポリアゾメチンは、米国特許第3493522号；第
3493524号；第3503729号；第3516970号；第
3516971号；第3526611号；第4048148号；および
第4122070号に開示されている。この種のポリマ
ーの具体例としては、ポリ（ニトリロ−２−メチ
ル−１，４−フエニレンニトリロエチリジン−
１，４−フエニレンエチリジン）；ポリ（ニトリ
ロ−２−メチル−１，４−フエニレンニトリロメ
チリジン−１，４−フエニレン−メチリジン）；
およびポリ（ニトリロ−２−クロロ−１，４−フ
エニレンニトリロメチリジン−１，４−フエニレ
ン−メチリジン）が挙げられる。 サーモトロピツク液晶性を示す代表的な芳香族
ポリエステル−カーボネートは、米国特許第
4107143号および第4284757号、ならびに本出願人
に譲渡された米国特許出願第319024号（1981年11
月６日出願）に開示されている。この種のポリマ
ーの例には、本質的にｐ−オキシベンゾイル単
位、ｐ−ジオキシフエニル単位、ジオキシカルボ
ニル単位、およびテレフトイル単位よりなるポリ
マーがある。 本発明に使用するサーモトロピツク液晶性ポリ
マーは、市販の装置を使用した溶融押出もしくは
溶融成形に適合した範囲内の融解温度を有するも
のの中から一般に選択する。例えば、約250〜400
℃の範囲内の融解温度を示すサーモトロピツク液
晶性ポリマーを選択する。 使用するサーモトロピツク液晶性ポリマーは、
また、60℃でペンタフルオロフエノールに0.1重
量％の濃度で溶解させたときに、1.0dl／ｇの対
数粘度数（例、約1.0〜15.0dl／ｇの対数粘度数）
を示すことが好ましい。 本発明に使用するのに特に好ましい全芳香族ポ
リエステルが米国特許第4161470号に開示されて
おり、これは約350℃より低温で異方性溶融相を
形成することができる。このポリエステルは本質
的に下記反復成分、およびよりなる：

【式】

【式】 このポリエステルは約10〜90モル％の成分お
よび約10〜90モル％の成分よりなる。１実施態
様において、成分は約65〜85モル％、好ましく
は約70〜80モル％、たとえば約73モル％の量で存
在させる。別の実施態様では、成分は約15〜35
モル％、好ましくは約20〜30モル％というずつと
少ない量で存在させる。また、環に結合している
水素原子の少なくとも一部は、炭素数１〜４のア
ルキル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲ
ン、フエニルおよびこれらの組合せよりなる群か
ら選ばれる置換基で場合により置換されていても
よい。このようなポリマーは、好ましくは、60℃
でペンタフルオロフエノールに0.1重量％の濃度
で溶解した時に約3.5〜10dl／ｇの対数粘度数を
示す。 本発明に使用するのに特に好ましい全芳香族ポ
リ（エステル−アミド）もしくは芳香族−脂肪族
ポリ（エステル−アミド）は、本出願人に譲渡さ
れた米国特許出願第214557号（1980年12月９日出
願）に開示のものであり、これは約400℃より低
温で異方性溶融相を形成することができる。この
ポリエステル−アミドは、本質的に下記の反復成
分、、、および場合により：

【式】

【式】（式中、Ａは少なくとも１ つの芳香環よりなる２価基または２価trans−
１，４−シクロヘキシレン基である） 〔―Ｙ−Ar−Ｚ〕―〔式中、Arは少なくとも１
つの芳香環よりなる２価基、ＹはＯ、NH、ま
たはNR、そしてＺはNHまたはNR（ただしＲ
は炭素数１〜６のアルキル基またはアリール
基）である〕 〔―Ｏ−Ar′−Ｏ〕―（式中、Ar′は少なくとも
１つの芳香環よりなる２価基である）（ただし、
環に結合している水素原子の少なくとも一部
は、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数１〜４
のアルコキシ基、ハロゲン、フエニルおよびこ
れらの組合せよりなる群から選ばれる置換基で
場合により置換されていてもよい） からなり、このポリ（エステル−アミド）は、約
10〜90モル％の成分、約５〜45モル％の成分
、約５〜45モル％の成分および約０〜40モル
％の成分よりなる。好ましいジカルボキシアリ
ール成分は：

【式】 好ましい成分は：

【式】または

【式】 および好ましいジオキシアリール成分は：

【式】 である。このようなポリマーは、好ましくは、60
℃でペンタフルオロフエノールに0.1重量％の濃
度で溶解した時に約2.0〜10dl／ｇの対数粘度数
を示す。 本発明による成形材料の別の重要な要素は、前
述の溶融加工性液晶性ポリマー中に実質的に均一
に分散する充填材材料の使用であり、それにより
本発明の部材中に収容した光学繊維との線熱膨張
率の調和が図られる。本明細書で用いた「充填
材」又は「充填材材料」とは、フイブリツド、フ
イブリル、ウイスカー等の粒状物又は繊維又は繊
維様材料を意味する。これらの充填材を使用する
目的は、補強、伝導、低価格化、着色、潤滑、付
着力増強等である。 代表的な繊維様充填材の例としては、窒化アル
ミニウム繊維およびウイスカー、ウオラストナイ
ト、ガラス繊維、アスベスト、黒鉛質炭素繊維、
無定形炭素繊維、合成ポリマー繊維（例、ポリイ
ミド、ポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン
繊維等）、アルミニウム繊維、ケイ酸アルミニウ
ム繊維、アルミニウム繊維の酸化物、他のセラミ
ツク繊維、ガラスもしくは炭素繊維、チタン繊
維、マグネシウム繊維、ロツクウール繊維、スチ
ール繊維、タングステン繊維、綿、ウールおよび
木材セルロース繊維が挙げられる。 粒子状充填材の例としては、ケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸アルミニウム、シリカ（例、溶融シリ
カ）、カオリン、クレー、タルク、マイカ、ポリ
テトラフルオロエチレン、黒鉛、アルミニウム三
水和物、炭酸ナトリウムアルミニウム、炭酸カル
シウム、バリウムフエライト、中空もしくは中実
ガラスビーズ、着色剤（例、顔料、カーボンブラ
ツクなど）、硫酸バリウムもしくはカルシウム、
窒化アルミニウム粉末、酸化アルミニウム、酸化
マグネシウム、炭化ケイ素、炭化タングステン、
二硫化モリブデン、金属粉末、アルミニウムフレ
ーク、霞石、閃長岩、ノバキユライト、ケイソウ
土、トリポリ等が挙げられる。液填材材料の重量
平均粒度は、好適にはほぼ１〜300μmであり、粒
子の少なくとも99重量％が500μm以下、好適には
300μm以下、特に好適には100μm以下である。か
かる粒度測定に用いる適当な粒度分析装置は、米
国ジヨージア州ノークロスのマイクロトリツク
ス・インストルルメント社および米国フロリダ州
セントピーターズバーグのリーズ・アンド・ノー
スラツプ社（マイクロトラツク粒度分析器）から
入手できる。これらの充填材材料は、粒子を同方
向に整列させた形態で成形した後、熱膨張の異方
性が生ずる可能性を排除するように、全方向にお
いて実質的に同寸法のものが好ましい。したがつ
て、充填材材料は、普通の光学顕微鏡で測定して
平均縦横比（アスペクト比）が40：１以下である
のが好ましい。 充填材材料は、光学繊維装置の操作を損つたり
妨害したりする有害な程度の夾雑物を含有してお
らず、好ましくは、できるだけ線熱膨張率が低い
ことが必要である。したがつて、充填材材料の適
当な線熱膨張率は15μm／ｍ・℃以下、好ましく
は10μm／ｍ・℃以下である。代表的な値は次の
とおりである。充填材材料 線熱膨張率（μm／ｍ・℃） ウオラストナイト 6.5 マイカ ８ シリカ（多結晶質） 10 シリカ（石英ガラス） 0.3 カオリン ８ タルク ８ ウオラストナイトおよび石英ガラスが本発明に
用いるのに特に好ましい粒子状無機材料である。 本発明に用いるウオラストナイトフイブリル
は、平均アスペクト比が約１〜40：１であり、さ
らに好ましくは約３〜20：１であり、特に好まし
くは約20：１である。適当なウオラストナイトフ
イブリルが多くの業者から市販されている。特に
有用なウオラストナイト繊維は平均直径が約3.5
ミクロンで、平均アスペクト比が約20：１のもの
である。 本発明で用いる石英ガラスは、電気アーク溶融
を始めとする非常に高温度を用いて通常の結晶質
から非晶質形態に転化させた比較的純粋な状態の
二酸化ケイ素からなる。この無機粒子状材料は、
溶融石英と呼ばれることもある。その生成後に得
られた溶融粒状物を所望の粒度まで粉砕する。こ
の材料は、０に近い体熱膨張率を示し、内部応力
を生じないで急激かつ極端な温度変化を受けるこ
とができる。かかる石英ガラスは市販されてお
り、米国ペンシルバニア州ピツツバーグのハービ
ソン−ウオーカー・リフラクトリーズ社から商品
明GP71として入手することができる。所望によ
りその熱伝導性をさらに増加させるために、少量
の結晶質シリカを石英ガラスに配合してもよい。 用途によつては、着色剤、例えば顔料、カーボ
ンブラツク等を、本発明で用いる充填材含有又は
不含有液晶性ポリマー成形材料に配合して使用し
てもよい。一般に、使用量が微量であれば任意の
着色剤を使用できる。しかし、約５重量％といつ
た多量で用いる場合には、使用する形成温度、た
とえば約250℃〜400℃で着色剤が熱的に安定であ
り、使用する粒子状材料と同様な線熱膨張率を示
す、即ち線熱膨張率が15μm／ｍ・℃未満、好ま
しくは10μm／ｍ・℃未満であることが重要なこ
とである。また、他の添加剤、定着剤、滑剤等
も、それらが成形材料に有害な影響を与えない限
り含有させることができる。 好適態様において、充填材材料はその表面に、
異方性溶融相を形成しうる溶融加工性ポリマーと
の混和能力を増加させる被膜をさらに有してい
る。使用する被膜はいずれも、光の伝送中に光学
繊維部材を損傷させたり、また操作を妨害する可
能性のないものでなければならない。 必須ではないが、充填材をチタネートカツプリ
ング剤で処理するのが好ましい。使用により好結
果が得られたカツプリング剤の１つは、イソプロ
ピルトリ（ジオクチルピロホスフエート）チタネ
ートであるが、他のカツプリング剤又は他の表面
処理剤で処理した充填材も業者から購入すること
ができる。 他の代表的な被膜はγ−グリシドキシプロピル
トリメトキシシランおよびγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン（ユニオン・カーバイド社から
それぞれ商品名A187およびA1100として市販）
のようなシランである。 表面被膜は、無機充填材の標準的な塗布技術に
従つてほぼ0.25〜1.5重量％の割合で充填材材料
に塗布できる。 本発明により、充填材材料は、成形材料の全重
量に基づいて約５〜60重量％、好ましくは約10〜
30重量％の量で異方性溶融相を形成しうる溶融加
工性ポリマーに配合し、これに実質的に均一に分
散させる。このような実質的に均一な分散は、充
填材材料を動いている溶融ポリマー材料中に押し
込む既知の技術により達成することができる。一
軸押出機、同方向回転二軸押出機、逆回転二軸押
出機、ニーダー等を使用した既知の溶融混練技術
を採用できる。例えば、米国ニユージヤージー州
ラムゼーのウエナー・アンド・フレイデラー社製
の同方向回転二軸押出機を採用できる。この装置
を用いる場合、予じめ形成したポリマーペレツト
と充填材材料を単に乾式混合物と押出機に供給
し、重合体材料の溶融温度より高温に加熱するだ
けでよい。配合を助けるためにスクリユー内に混
練ブロツクを入れるのが有利である。高い割合で
充填材材料を導入する場合には、複数工程（例え
ば、２工程又はそれ以上）の配合操作を採用し、
１回目の工程では充填材材料の一部のみを導入す
るようにしてもよい。また、異方性溶融相形成性
ポリマーと充填材材料の配合物は、混練押出機の
下流側に設けた１つ又はそれ以上の供給口に粒状
物を供給することにより、充填材材料の全量を溶
融ポリマーに加えることによつても製造できる。
これには、米国イリノイ州エルクグローブビレツ
ジのバス−コンダツクス社製のバス−コンダツク
ス ニーダー又はその他の粒状物の下流側添加が
可能な混練押出機が使用できる。この方法を用い
た場合、ポリマーは押出機の後方側に供給され、
溶融後に充填材粒子と配合される。どちらの種類
の配合方法でも、得られた成形材料は、ストラン
ド法又はダイフエースペレツト化法のいずれかを
用いてペレツト化することができる。ストランド
法では、得られた成形材料のストランドが押出さ
れ、空冷又は水冷帯域を通過した後、ペレツト化
される。ダイフエースカツター法では、成形材料
をダイの全面でペレツト状に細断した後、ペレツ
トを水中に滴下させ、冷却する。得られた成形材
料は、一般に約250〜400℃の温度範囲で射出成形
できる。 以下の実施例は、本発明の具体例として示した
ものである。ただし、本発明は、実施例に記載の
詳細に制限されるものではない。 実施例 １ サーモトロピツク液晶性を示す全芳香族ポリエ
ステルを使用して、本発明により射出成形品の製
造を行つた。この全芳香族ポリエステルは、米国
特許第4161470号の記載に従つて調製した、ｐ−
オキシベンゾイル反復単位73モル％と６−オキシ
−２−ナフトイル反復単位27モル％よりなるもの
であつた。この全芳香族ポリエステルは、60℃で
ペンタフルオロフエノールに0.1重量％の濃度で
溶解した時に6.0dl／ｇの対数粘度数を示し、示
差走査熱量法における融解温度ピークは約280℃
であつた。 この全芳香族ポリエステルを使用して、試験用
の各種試料を調製した。種々のウオラストナイト
繊維15重量％および種々のカーボンブラツク５重
量％との配合を、同方向回転二軸押出機〔30mm
ZSK、ウエルナー−フレイデラー社製〕で行つ
た。まずカーボンブラツクを液晶製ポリマー
（LCP）（試験1A，1B，2Aおよび2B）とマスタ
ーバツチ（親練り）し、続いてウオラストナイト
を分散させた（試験IC−Ｉおよび2C−Ｈ）。押出
はシリンダ温度300℃、約25〜40％トルク、種々
のrpm（回転速度）を用いて、充填材添加時には
30インチの真空で行つた。全での試料に同一処理
を行うために、充填材を配合しなかつた全芳香族
ポリエステルについても、充填材繊維含有全芳香
族ポリエステルと同様の配合工程に供した。種々
の試料の組成を第１表に示す。

【表】 ウオラストナイト繊維は、ニコ社（米国、ウイ
ルズボロ）から購入した。その商品名は、Ｇウオ
ラストカツプ（Wollastokup）KR38−２である。
カーボンブラツクはキヤボツト社（米国、マサチ
ユーセツツ州ボストン）から購入した。その商品
名はブラツクパール880およびブラツクパールＬ
である。 押出後、上記各試料（試料1A、1B、2Aおよび
2Bを除く）を120℃の真空乾燥機で一晩乾燥し、
次いで5.0オンス（142ｇ）ウインザー
（Windsor）射出成形機を用いて下記の成形条件
下で300℃で射出成形した。 シリンダー温度〔℃〕 後 部 300 中央部 300 前 部 300 ノズル 300 金型温度〔℃〕 80 サイクル時間〔秒〕 射 出 10 冷 却 20 遅 れ ３ 合 計 33 スクリユー回転数（rpm） 250 射出圧〔psi〕 8000 得られた試験片は、後述のASTM規格試験に
合致した規格成形試験棒の形態のものであつた。 液晶性ポリマーにウオラストナイト繊維を（カ
ーボンブラツクと共に）配合したことによる機械
的性質に対する効果を実証するために、次の試験
を行つた。 引張強度および引張弾性率をASTM Ｄ−638
により試験をした。曲げ強度および曲げ弾性率は
ASTM Ｄ−790により試験した。ノツチ付アイ
ゾツト衝撃強さはASTM Ｄ−256により試験を
した。 試験結果を次の第２表に示す。

【表】 各種の屈曲試験棒の側面のへりから1/8インチ
（3.2mm）立方の試料を切りとつて線熱膨張率
（LCTE）を評価した。LCTEの測定結果を第３
表に示した。この表はLCTEが好適範囲（−３〜
＋6μm／ｍ・℃）内に保持されうることを示して
いる。

【表】 実施例 ２ 実施例１の全芳香族ポリエステルに代えてサー
モトロピツク液晶性を示す全芳香族ポリ（エステ
ル−アミド）を用い、各種の押出条件を用いて、
実施例１を実質的に繰り返した。より具体的に
は、全芳香族ポリ（エステル−アミド）を、本出
願人に譲渡された米国特許第4330457号（1982年
５月18日発行）に従つた製造法により、６−ヒド
ロキシ−２−ナフトエ酸60％、テレフタル酸20モ
ル％およびｐ−アミノフエノール20モル％から誘
導した。この全芳香族ポリ（エステル−アミド）
は、60℃でペンタフルオロフエノールに0.1重量
％の濃度で溶解した時に4.41dl／ｇの対数粘度数
を示し、示差走査熱量法による融解温度ピークは
284℃であつた。 製造したポリマーから実施例１および２の方法
により製造した成形品を、コバルト−60γ線に、
25100250および500Mradの線量でさらした。線
量率は室温で1.2Mrad／hrであつた。第４表に示
したように、500Mradのγ線にさらした時も引
張もしくは曲げ特性に何ら有害な影響は見られな
かつた。500Mradの照射により熱変形温度
（HDT）は約10℃下がつた。 対数粘度数は500Mradの照射後に10％増加し
た。これは架橋がいくらか起こつたことを示して
いる。

【表】

【表】 実施例 ３ 実施例１で調製したものと同様の液晶性ポリマ
ーをＧウオラストカツプKR38−２（ニコ社）15
重量％およびブラツクパール880カーボンブラツ
ク（キヤボツト社）５重量％と配合した。 得られた樹脂成形材料をウインザー射出成形機
で第５表に示した条件下で成形して光学カプラー
を製作した。第５表から優れた線熱膨張率とソリ
が得られることがわかる。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、２本の光学繊維の隣接する末端を入
れた連結ブロツクからなる直列式連結器（カプラ
ー）の説明図であつて、該光学繊維に対する成形
した連結ブロツクの流れ方向を示し；および第２
図は、光学繊維ケーブルを終結させるコネクタに
使用するにフエルールの説明図であつて、該光学
繊維ケーブルに対する成形したフエルールの流れ
方向を示す。 １，２：光学繊維、３：連結部材、４：流れ方
向、１０：フエルール、１２：光学繊維ケーブ
ル、１４：ジヤケツト、１６：光学繊維、１８：
クラツデイング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ −50℃〜＋85℃の温度範囲で、約−５〜
   10μm／ｍ・℃の線熱膨張率を有することを特徴
   とするサーモトロピツク液晶性ポリマーの成形に
   より形成された光学繊維の接続又は終結用部材。 ２ 前記液晶性ポリマーが成形材料全量に基づい
   て５〜60重量％の充填材を含有するものである特
   許請求の範囲第１項記載の光学繊維の接続又は終
   結用部材。 ３ 前記充填材がウオラストナイト又は溶融シリ
   カである特許請求の範囲第２項記載の光学繊維の
   接続又は終結用部材。 ４ 前記部材が着色剤を含有する特許請求の範囲
   第１項記載の光学繊維の接続又は終結用部材。 ５ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが60℃
   でペンタフルオロフエノールに0.1重量％の濃度
   で溶解した時に約1.0〜15dl／ｇの対数粘度数を
   有するものである特許請求の範囲第１項記載の光
   学繊維の接続又は終結用部材。 ６ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが、全
   芳香族ポリエステル、芳香族−脂肪族ポリエステ
   ル、全芳香族ポリ（エステル−アミド）、芳香族
   −脂肪族ポリ（エステル−アミド）、芳香族ポリ
   アゾメチン、芳香族ポリエステル−カーボネー
   ト、およびこれらの混合物よりなる群から選ばれ
   たものである特許請求の範囲第１項記載の光学繊
   維の接続又は終結用部材。 ７ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが、全
   芳香族ポリエステル、全芳香族ポリ（エステル−
   アミド）、芳香族−脂肪族ポリ（エステル−アミ
   ド）、およびこれらの混合物よりなる群から選ば
   れたものである特許請求の範囲第１項記載の光学
   繊維の接続又は終結用部材。 ８ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが、本
   質的に下記の反復成分、、、および場合に
   より： 【式】 【式】（式中、Ａは少なくとも１ つの芳香環からなる２価基または２価trans−
   １，４−シクロヘキシレン基である）、 ［―Ｙ−Ar−Ｚ］―〔式中、Arは少なくとも１
   つの芳香環からなる２価基、ＹはＯ、NHまた
   はNR、そしてＺはNHまたはNR（ただし、Ｒ
   は炭素数１〜６のアルキル基またはアリール
   基）である〕、 ［―Ｏ−Ar′−Ｏ］―（式中、Ar′は少なくとも
   １つの芳香環からなる２価基である）、（ただ
   し、上記式中、環に結合している水素原子の少
   なくとも一部は、炭素数１〜４のアルキル基、
   炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲン、フエ
   ニル、およびこれらの組合せからなる群より選
   ばれた置換基で場合により置換されていてもよ
   い） からなる、約400℃より低温で異方性溶融相を形
   成しうる溶融加工性ポリ（エステル−アミド）で
   あり、このポリ（エステル−アミド）は約10〜90
   モル％の成分、約５〜45モル％の成分、約５
   〜45モル％の成分および約０〜40モル％の成分
   からなる特許請求の範囲第１項記載の光学繊維
   の接続又は終結用部材。 ９ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが、本
   質的に下記の反復成分、および： 【式】 一般式［―Ｏ−Ar―Ｏ］−で示されるジオキシ
   アリール成分（式中、Arは少なくとも１つの
   芳香環よりなる２価基である）、 一般式【式】で示されるジカ ルボキシアリール成分（式中、Ar′は少なくと
   も１つの芳香環からなる２価基である）、（ただ
   し、上記式中、芳香環に結合している水素原子
   の少なくとも一部は任意に置換されていてもよ
   く、その場合の置換基は、炭素数１〜４のアル
   キル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲ
   ン、フエニル基およびこれらの組合せよりなる
   群から選択される） からなる、約400℃より低温で異方性溶融相を形
   成しうる溶融加工性全芳香族ポリエステルであ
   り、このポリエステルは約10〜90モル％の成分
   、約５〜45モル％の成分および約５〜45モル
   ％の成分からなる特許請求の範囲第１項記載の
   光学繊維の接続又は終結用部材。 １０ 前記サーモトロピツク液晶性ポリマーが、
   本質的に下記の反復成分および： 【式】 【式】 （ただし、芳香環に結合している水素原子の
   少なくとも一部は任意に置換されていてもよ
   く、その場合の置換基は、炭素数１〜４のアル
   キル基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ハロゲ
   ン、フエニルおよびこれらの組合せよりなる群
   から選択される） からなる、約350℃より低温で異方性溶融相を形
   成しうる溶融加工性全芳香族ポリエステルであ
   り、このポリエステルは約10〜90モル％の成分
   および約10〜90モル％の成分からなる特許請求
   の範囲第１項記載の光学繊維の接続又は終結用部
   材。 １１ サーモトロピツク液晶性ポリマーから成形
   され、内部に少なくとも１本の光学繊維が配置さ
   れている光学繊維の接続又は終結用部材であつ
   て、該液晶性ポリマーが該光学繊維と実質的に等
   しい線熱膨張率を有することを特徴とする光学繊
   維の接続又は終結用部材。 １２ 前記部材内に存在させた光学繊維を、その
   軸方向が成形した液晶性ポリマーの流れ方向と同
   方向になるように整列させた特許請求の範囲第１
   １項記載の光学繊維の接続又は終結用部材。