JPH0640164B2

JPH0640164B2 - 耐熱性光伝送繊維

Info

Publication number: JPH0640164B2
Application number: JP62097286A
Authority: JP
Inventors: 一彦前田; 拓山内; 俊夫小石
Original assignee: Central Glass Co Ltd
Current assignee: Central Glass Co Ltd
Priority date: 1987-04-22
Filing date: 1987-04-22
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS63264703A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は芯−さやから成る可とう性のある光伝送繊維、
具体的には石英あるいはガラス繊維を芯とし、フッ素系
の樹脂組成物をさやとしたポリマークラッド光ファイバ
ーに関するものである。

高度情報化社会に対応して、光通信システムが実用化さ
れ、より低損失の光伝送繊維が必要となっている。長距
離通信用は石英系繊維が中心であるが中短距離用として
は、プラスチック光伝送繊維や石英−プラスチック複合
系光伝送繊維が注目され、オフィスオートメーションや
ファクトリーオートメーション用としての応用が期待さ
れている。

（従来の技術）元来、光伝送繊維は無機系とプラスチック系に大別さ
れ、石英・ガラス系は低損失光伝送繊維として工業的に
もすでに確立されている。また、プラスチック系は、大
口径が可能なこと、加工性の良さなどから重要な分野を
占めつつあるが、高分子の熱運動によって生じる密度ゆ
らぎからのレーリ散乱が石英に比較して大きいためどう
しても短距離用途に限られてしまう。最近になってプラ
スチック系の低損失化の研究も進展しているが理論的な
限界が考えられている。一方、芯が石英でさやがプラス
チックから成るポリマークラッド光ファイバーは、前記
の間を埋めるものとして、中距離伝送用として期待され
ている。この系は、伝送損失が小さいことはもとより加
工性、生産性がよいことも注目されているが、芯とさや
の境界面の乱れによる損失が欠点となっている。これら
複合系のさや成分として用いられるプラスチックには、
石英より屈折率の低いシリコーン、系やフッ素系が使用
されている。たとえば、特開昭54-125727、特開昭59-22
4801、特開昭57-89706、特開昭60-42711、特開昭60-195
507、および特開昭61-190304に示される様にシリコーン
系、フッ素系の樹脂をさや成分を用いたポリマークラッ
ド光ファイバーの開発が進められている。

（発明が解決しようとする問題点）ポリマークラッド光ファイバーにおいて、ポリマーのさ
や材に要求される物性としては、(1)石英に対して十分
屈折率が低いこと。(2)透明性がよいこと。(3)芯材との
密着性がよいこと。特に曲げにたいして芯−さやのはが
れが生じないこと。(4)耐熱性の高いこと。(5)十分強度
のある被膜を形成すること。(6)化学的に安定なこと。
(7)コストの小さなことなどである。

これらの項目をすべて満足しているさや材は数少なく、
たとえば透明性がよければ芯材との密着性か小さいとか
耐熱性が低いということが多く、今後新しいさや材の開
発が期待されている。また、一般にシリコーン系さや材
は屈曲率が高く、また粘着性や強度の面から２次被覆を
必要とすることが多い（特開昭53-129056、特開昭53-14
2248）。また生産性を向上させるためには、溶融押出被
覆よりも、溶液コーティングの方が製法としてはすぐれ
ているため、有機溶剤への溶解性もさや材選択の重要な
要件となっている。

（問題点を解決するための手段）本発明は、前記の要求される物性および経済面から結晶
性の低い有機溶剤に可溶なフッ素樹脂を見い出した。つ
まりフッ化ビニリデンにヘキサフルオロアセトンとトリ
フルオロエチレンを三元共重合化することによって屈折
率が1.37〜1.40と十分低く、透明性の高い樹脂を得た。
このフッ素系共重合体は分子内にエーテル結合を有し可
とう性に富み石英やガラスとの接着性にもすぐれてい
る。また、樹脂そのものには粘着性がなく、光ファイバ
ーさや材としての性能を満足している。そこで本発明者
らは前記フッ素系共重合体を用いたポリマークラッド光
ファイバーを作製し性能を検討したところ、耐熱性にや
や劣り高温、たとえば100℃で使用するとさや材が軟化
し変形を起こすため伝送損失が悪化する欠点のあること
がわかった。そこで、本発明者らは、さらに種々検討を
加えた結果、前記フッ素系共重合体に特定のフッ素樹脂
をブレンドしたところ、透明性、低屈折率性などの性能
を低下させることなく、耐熱性だけを向上させ得ること
を発見し、本発明を完成するにいたった。

以下、本発明を詳述する。本発明に使用するフッ素系共
重合体は、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン
−トリフルオロエチレンの三元共重合体である。共重合
組成は、ヘキサフルオロアセトンが２〜15モル％、トル
フルオロエチレンが0.5〜40モル％の範囲で可能である
が、好ましくは、ヘキサフルオロアセトンが２〜11モル
％、トリフルオロエチレンが５〜30モル％の範囲であ
る。この範囲以外の共重合組成の場合、イ）結晶性が高
く透明性が悪い。ロ）屈折率が高い。ハ）樹脂に強度が
ない。ニ）重合収率が低いなどの欠点が生じ、実用上多
くの問題が生じてくる。また、前記フッ素系共重合体に
耐熱生を改良する目的でブレンドされるフッ化ビニリデ
ン系共重合体は、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロア
セトン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン、フ
ッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体が用
いられる。これらの共重合比としては、共重合体のフッ
化ビニリデン含量が60〜96％程度まで使用可能である。
この範囲以外の組成の共重合体は、溶剤溶解性が悪かっ
たり、結晶の凝集エネルギーが大きくブレンドした際相
溶性が悪く透明性が低下してしまうため好ましくない。

ブレンド組成としては、フッ化ビニリデン−ヘキサフル
オロアセトン−トリフルオロエチレン共重合体100重量
部に対し５〜70重量部の範囲で可能である。ブレンド方
法はとくに規定はないが溶液コーティング法で石英また
は光学ガラスに被覆させる場合は、あらかじめ樹脂どう
しをブレンドしておく必要はなく、両者を同一溶媒に溶
解させ、十分混合させるだけでよい。つまり、両者は相
溶性にすぐれているためコーティング後に有機溶剤を蒸
発させるだけで透明な被覆が得られる。

以上の三元又は二元フッ素系共重合体は通常のラジカル
共重合において製造される。また、ブレンド樹脂組成物
は紫外、可視、赤外、近赤外のすべての波長でほとんど
吸収がなく、広い波長領域でロスのないポリマークラッ
ド光ファイバーが得られ、さらに酸、アルカリに対する
耐性も具備するものである。

さや材の被覆法としては、溶融押出被覆、溶液コーティ
ングが可能であるが、生産性から考えて溶液コーティン
グの方がすぐれている。使用できる有機溶剤は、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノンなどのケトン系、酢酸エチル、酢酸ｎ−
ブチルなどの酢酸エステル系、テトラヒドロフラン、ジ
オキサンなどの環状エーテル系、あるいはこれらの混合
溶剤があげられる。固形分濃度としては、10〜50重量
％、溶液粘度は1,000〜2,500センチポイズが作業上効率
がよい。乾燥は、有機溶剤の選定によって異なるが50〜
120℃が適切である。

（作用）以上の様に本発明によるさや成分は透明性が高く、屈折
率が低いため伝送損失の小さい光ファイバーができる。
しかも芯材との密着性にすぐれ、かつ耐熱性も付与して
いるため、組成によっては、120℃の高温下でも連続使
用が可能である。また、有機溶剤溶解性を有しているた
め、芯材への被覆が容易であり生産性も高いなどの多く
のメリットが期待できる。

以下、実施例等によって本発明を説明するが、これらに
よって限定されるものではない。

実施例１内容積34のステンレス製攪拌機付き耐圧オートクレー
ブを乾燥し、1,1,2-トリクロル−1,2,2-トリフルオロエ
タン17、ヘプタフルオロブチリルパーオキシドの5.1
重量％1,1,2-トリクロル−1,2,2-トリフルオロエタン溶
液215ｇを仕込んだ。次にオートクレーブ内を脱気及び
窒素置換をくり返し、最終的に減圧状態で保った。次に
ヘキサフルオロアセトン、トリフルオロエチレン、フッ
化ビニリデンの順で仕込み30℃で18時間重合を行った。
共重合体中のモノマー組成として、フッ化ビニリデン／
ヘキサフルオロアセトン／トリフルオロエチレン＝86/8
/24、76/5/19のものを重合し、それぞれポリマーＡ、Ｂ
とした。

ポリマーＡ、Ｂの屈折率をアッペ屈折計２型で測定した
ところ、それぞれ1.388、1.394であった。

また、ポリマーＡ、Ｂと同様の方法でフッ化ビニリデン
−ヘキサフルオロアセトン共重合体（モノマー組成比；
91/9）、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重
合体（モノマー組成比；76/24）フッ化ビニリデン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（モノマー組成比；80/2
0）を得た。これらをポリマーＩ、II、IIIとする。ポリ
マーＩ、II、IIIの屈折率はそれぞれ1.398、1.405、1.401
であった。

実施例２実施例１で得られたポリマーＡ、Ｂに対して、ポリマー
Ｉ、II、IIIをロール混合によってブレンドした。ブレン
ドの温度、ブレンド組成を第１表に示す。また、できた
ブレンド樹脂組成物を180℃でプレス形成し、１mm厚の
シートを得た。得られたシートの透明性を780nm単色光
で測定した結果、及び80℃、100℃、120℃での耐熱試験
の結果を第１表に示す。

第１表によるとポリマーＡ、Ｂは透明性にすぐれている
が、耐熱性に劣り80℃耐熱試験でも樹脂どうしが密着し
てしまう。一方ポリマーＩ、II、IIIは耐熱性は有してい
るものの結晶性ポリマーであるため、透明性が低い。ま
た長時間の熱処理で更に結晶化が進行する。

しかしながら、ポリマーＡ、Ｂに対し、ポリマーＩ、I
I、IIIをそれぞれ10〜30重量％の割合でブレンドしたも
のは透明性を低下させることなく耐熱性が大きく向上し
ていることが判る。

実施例３ポリマーＡ、ＢとポリマーＩ、II、IIIを80/20の重量比
になる様にメチルイソブチルケトンに溶解したところ透
明な溶液が得られた。この溶液を0.8μｍのメンブラン
フィルターで濾過した後、メチルイソブチルケトンを蒸
発させ室温で溶液粘度が1800cpになる様に調製した。こ
の溶液の固形分濃度は約30％であった。

同様にポリマーＢとポリマーＩ、II、IIIを80/20の重量
比になる様にメチルイソブチルケトンに溶解し、ポリマ
ーＡの場合と同様に室温で溶液粘度が1800cpになる様に
調製したところ、固形分濃度は約27％であった。

次に、芯材として125μｍ、375μｍの石英ガラスを高周
波誘導加熱炉を用いて紡糸し、その直下３ｍのところで
前記ポリマー溶液を通し、ついで60〜70℃の乾燥器を通
した。さらに90℃の加熱処理を行って冷却後、巻取を行
った。

さや材の被覆厚は平均約25μｍであった。芯−さや界面
は、はがれもなく密着性は良好で有った。

また、第２表に780nm LEDによる光伝送損失の結果を示
す。

比較例ポリマーＡおよびポリマーＢに対して、ポリフッ化ビニ
リデン（ソルベー社製Solef 2008）を80/20の重量比で
ブレンドした。ブレンドはロール混合を用いて190℃に
て行った。その後ブレンド物を200℃においてプレス成
形し１mm厚のシートを得た。このシートの光透過性を測
定したところ光をほとんど通さず780nmにおいて約10％
の光透過率であった。これはポリフッ化ビニリデンの結
晶の凝集エネルギーが高く、相溶性による非晶化がおき
にくいためと推察される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学ガラスまたは石英からなる繊維を芯成
分として、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン
−トリフルオロエチレン共重合体100重量部に対して、
フッ化ビニリデン系共重合体５〜70重量部をブレンドし
て成る樹脂組成物をさや成分とすることを特徴とする耐
熱性光伝送繊維。
【請求項２】フッ化ビニリデン系共重合体がフッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、またはフッ
化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、または
フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐熱
性光伝送繊維。