JPH1010376A - 照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバ - Google Patents

照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバ

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JPH1010376A
JPH1010376A JP8167778A JP16777896A JPH1010376A JP H1010376 A JPH1010376 A JP H1010376A JP 8167778 A JP8167778 A JP 8167778A JP 16777896 A JP16777896 A JP 16777896A JP H1010376 A JPH1010376 A JP H1010376A
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JP
Japan
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optical fiber
plastic optical
resistant plastic
water
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP8167778A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroki Hiramatsu
浩己 平松
Yoshikazu Hayakawa
良和 早川
Masanori Matsumoto
雅則 松本
Tomiya Abe
富也 阿部
Toru Sasaki
徹 佐々木
Shigenori Nemoto
重則 根元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Denso Corp
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Denso Corp
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温高湿下においてもコアへの透湿を防ぎ、
安定した光量を保つことができる照明用大口径耐熱プラ
スチック光ファイバを提供する。 【解決手段】 耐熱プラスチック光ファイバ10の外周
に、吸水材を2枚の不織布で挟んだ吸水テープ3aを縦
添え又は横巻きして吸水層3を形成する。これにより、
樹脂層4を透湿しても吸水層3が湿気を吸収し、ファイ
バ10への透湿を防ぐことができる。また、このテープ
巻ファイバの上に柔軟な樹脂層4を被覆することで、フ
ァイバ10を曲げた際にテープの浮きが発生しても樹脂
層4がこの浮きを押さえて隙間の発生を防ぐので、屈曲
特性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱プラスチック
光ファイバに係り、特に湿熱環境下で使用される照明用
大口径耐熱プラスチック光ファイバに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のプラスチック光ファイバは、コ
ア、クラッド(又はクラッド兼ジャケット)、及びジャ
ケットからなり、一般的にセンサー用途、短距離伝送用
途、バンドル状での照明用途等で使われている。しか
し、最近ではプラスチック光ファイバは大口径にでき、
かつ柔軟性があるものが開発されていることからイルミ
ネーション照明用途、自動車照明用途、防爆照明用途に
も使われており、特に湿熱環境が高い場所での適用要求
が増えてきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、大口径
用のプラスチック光ファイバに柔軟性を持たせるために
はコア自体が柔軟であることが必要である。しかし柔軟
性のある樹脂をコアに用いている大口径プラスチック光
ファイバは、高温高湿下の状況にさらされると、ジャケ
ットだけでなくクラッドも透湿し、水蒸気がコアにまで
達してしまう。このためこの水蒸気が、柔軟なコアを形
成する高分子材料内の自由体積部に入り込んでしまい、
冷却されるとコア材料内部で光の波長以上の大きさの凝
集体を形成し、この凝集体が通過光の散乱体となるため
にコアが白濁し、光が通らなくなってしまう欠点があっ
た。
【0004】そこで、本発明は、高温高湿下においても
コアへの透湿を防ぎ、安定した光量を保つことができる
柔軟な照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバを提供
することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、コアとその外周に設けられたクラ
ッドとからなる耐熱プラスチック光ファイバの外周に吸
水層を設けたものである。
【0006】請求項2の発明は、上記吸水層は不織布、
吸水材、不織布を順に積層した吸水テープで形成され、
その吸水テープを上記プラスチック光ファイバに縦添え
又は横巻きしたものである。
【0007】請求項3の発明は、上記吸水層の外周にポ
リ塩化ビニル又はポリエチレン又はウレタン樹脂を押出
しあるいは被覆したものである。
【0008】請求項4の発明は、上記コアはシリコーン
樹脂又はアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂で形成
され、かつクラッドはふっ素樹脂で形成されたものであ
る。
【0009】請求項5の発明は、上記コア径が2.0mm
〜30mmであるものである。
【0010】本発明者らは多々検討した結果、耐熱プラ
スチック光ファイバの外周に吸水層なるものを設けるこ
ととし、この吸水層を次のように形成した。すなわち、
本発明の吸水層は、吸水材の両面に不織布を貼合わせた
吸水テープを、この吸水テープを耐熱プラスチック光フ
ァイバ自体に縦添えもしくは横巻きすることで形成され
る。
【0011】更に、この吸水テープ巻ファイバの上にジ
ャケットとして柔軟な樹脂を被覆する。
【0012】このように構成することで、本発明の照明
用大口径耐熱プラスチック光ファイバを高温高湿下で使
用する際にジャケットを透湿しても、耐熱プラスチック
光ファイバ自体に透湿する前に吸水テープの吸水材が湿
気をトラップするので、コア及びクラッドへの透湿を防
ぐことができ、ファイバの白濁による光量低下を防ぐこ
とができる。また、本発明のファイバを曲げた際にテー
プの浮きが発生してもジャケットによってこの浮きが押
さえらえて浮きによる隙間の発生を防ぐことができ、湿
熱環境下で曲げを加えても光ファイバの性能を維持でき
る。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適実施の形態を
添付図面を用いて詳述する。
【0014】図1に本発明の照明用大口径耐熱プラスチ
ック光ファイバの構成図を示し、図2(a)は図1の横
断面図を示し、図2(b)は図1の縦横断面図を示す。
【0015】図1中、10は耐熱プラスチック光ファイ
バを示し、このファイバ10は、光の通路となる断面が
円形状のコア1と、そのコア1の外周に設けられ、コア
1よりも屈折率の小さなクラッド2とから構成されてい
る。
【0016】本発明の横巻きタイプの照明用大口径耐熱
プラスチック光ファイバ20は、図示するように、この
耐熱プラスチック光ファイバ10と、そのファイバ10
の外周に設けられ、コア1及びクラッド2への透湿を防
止する吸水層3と、この吸水層3の外周に設けられ、こ
れらコア1、クラッド2及び吸水層3を保護するための
ジャケット4とから構成されている。
【0017】コア1は熱硬化性樹脂であるシリコーン樹
脂で形成され、また、クラッド2はふっ化エチレンプロ
ピレン(FEP)で形成されている。図2に示すよう
に、吸水層3は、後述する吸水テープ3aを耐熱プラス
チック光ファイバ10の外周にスパイラル状に巻き付け
て形成されている。この吸水テープ3aを図3に示す。
【0018】吸水テープ3aは、図示するように、湿気
を吸収する吸水材6と、その吸収材6を挟んで貼設さ
れ、吸収材6を耐熱プラスチック光ファイバ10の周り
に固定するための不織布5,5とから構成されている。
【0019】次に、本発明の照明用大口径耐熱プラスチ
ック光ファイバ20の変形例を図4に示す。図4(a)
は横断面図を示し、図4(b)は縦断面図を示す。
【0020】本例において、重ね横巻きタイプの照明用
大口径耐熱プラスチック光ファイバ30は、図示するよ
うに、本発明の吸水テープ3a,3bを2枚使い、1枚
の吸水テープ3aを耐熱プラスチック光ファイバ10の
外周にスパイラル状に巻き付け、そのスパイラル部分の
隙間にもう1枚の吸水テープ3bを重ね巻きすることで
吸水層3が形成されている。
【0021】更に、本発明の照明用大口径耐熱プラスチ
ック光ファイバ20の他の変形例を図5に示す。図5
(a)は横断面図を示し、図5(b)は縦断面図を示
す。
【0022】本例において、縦添えタイプの照明用大口
径耐熱プラスチック光ファイバ40は、図示するよう
に、本発明の吸水テープ3aを耐熱プラスチック光ファ
イバ10に平行に縦添えして包み込むことで吸水層3が
形成されている。
【0023】尚、吸水テープ3aの吸水材6としては自
重の何倍もの水分を吸収することができるポリアクリル
酸ナトリウム又はシリカゲルが望ましい。
【0024】かかる耐熱プラスチック光ファイバ10の
コア1としては、耐熱性と柔軟性があるシリコーン樹
脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等が望ましい。ま
た、クラッド2も透明性が良く、かつ耐熱性のあるふっ
化エチレンプロピレン(FEP)、PFA、プロピレ
ン,四ふっ化エチレン共重合体(PTFE)、クロロト
リフルオロエチレン(CTFE)、エチレン,四ふっ化
エチレン共重合体(ETFE)等のふっ素樹脂を使うこ
とが望ましい。ファイバ10のコア径及びクラッドの肉
厚は必要に応じて選択されれば良い。しかしコア径とし
ては、2mm以下では照明用として実用的な光量は得られ
ず、30mm以上になるとファイバ状に形成した場合柔軟
性が失われて曲がらなくなる。
【0025】また、ジャケット4には曲げ性、柔軟性を
考慮してPVC、ポリエチレン(PE)、ウレタン等の
柔軟な樹脂を被覆することが望ましい。
【0026】次に本発明の作用を説明する。
【0027】本発明の照明用大口径耐熱プラスチック光
ファイバ20を高温高湿下で使用するに際しては、ジャ
ケット4を透湿しても、ファイバ10自体に透湿する前
に吸水テープ3aの吸水材6に湿気が吸収されるので、
コア1及びクラッド2へ透湿しない。従って、ファイバ
10の白濁による光量低下を防ぐことができる。
【0028】また、ファイバ20を曲げた際には、吸水
テープ3aが曲がり浮きが発生しても、ジャケット4に
よってこの浮きが押さえられて吸水テープ3a間に浮き
による隙間が発生しない。従って、湿熱環境下で曲げを
加えてもファイバ10の性能を維持できる。
【0029】
【実施例】次に、より具体的な実施例を比較例と併せて
説明する。
【0030】先ず、実施例と比較例に使用する光ファイ
バとして、クラッドとなる内径9mm外径11mmのFEP
チューブにコアとなるシリコーン樹脂を注入し、熱処理
することで耐熱プラスチック光ファイバ10を5本作製
した。この耐熱プラスチック光ファイバ10の初期分光
スペクトル、及び耐熱試験(120℃、1500時間)
後の分光スペクトルを図6に示す。
【0031】図示するように、耐熱試験後も伝送損失の
増加は見られなかった。
【0032】実施例1 吸水材6にポリアクリル酸ナトリウムを用いた吸水テー
プを作製し、これを耐熱プラスチック光ファイバの外周
に、1/2ラップに横巻きした後、その上から厚さ0.
6mmの難燃ポリエチレン(PE)収縮チューブを被覆す
ることで、横巻き1/2ラップタイプの照明用大口径耐
熱プラスチック光ファイバを作製した。
【0033】実施例2 大口径耐熱プラスチック光ファイバ10の外周に、実施
例1と同じ吸水テープを2枚使い、1枚をスパイラル状
に横巻し、そのスパイラル部分の継ぎ目の上にもう1枚
の吸水テープをほぼ隙間なく重ね巻きした。この上から
難燃PE収縮チューブを被覆することで、重ね横巻きタ
イプの照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバを作製
した。
【0034】実施例3 大口径耐熱プラスチック光ファイバ10の外周に、実施
例1と同じ吸水テープを縦添えし、その上から難燃PE
収縮チューブを被覆することで、縦添えタイプの照明用
大口径耐熱プラスチック光ファイバを作製した。
【0035】比較例1〜3 これら実施例1〜3の照明用大口径耐熱プラスチック光
ファイバのほかに、比較例1として何も被覆していない
耐熱プラスチック光ファイバ10と、また、比較例2と
して耐熱プラスチック光ファイバ10の外周に難燃PE
収縮チューブを被覆したジャケット付耐熱プラスチック
光ファイバを作製した。さらに、比較例3として、コア
径1.5mm、クラッド径2.2mmの耐熱プラスチック光
ファイバを作製し、その光ファイバの外周に樹脂では最
も透湿性が低いといわれているPCTFEを被覆したジ
ャケット付耐熱プラスチック光ファイバを作製した。
【0036】次に、これら各サンプルを60℃90%R
Hの恒温恒湿槽に200時間投入後、室温に1時間放置
した後、各サンプルの光量保持率を測定することでそれ
らの耐湿評価を行った。但し、測定波長は660nmと
し、初期光量と比較してサンプルの光量保持率が90%
以下になった場合をNGとした。この結果を表1に示
す。
【0037】
【表1】
【0038】表に示すように、比較例1〜3より、実験
条件のような高温高湿下ではコア及びクラッドの径やジ
ャケットによる防湿性は期待できず、吸水層がなければ
コアに透湿してしまい白濁して光量の低下を招くことが
分かる。これに対して実施例1〜3と比較例1〜3とか
ら、吸水層を設けたものは初期の光量を保持している時
間が格段に長いことが分かる。
【0039】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、耐熱プラ
スチック光ファイバの外周に吸水層を設けることによ
り、ファイバへの透湿を防ぐことができ、また、ジャケ
ットを設けることによって屈曲特性を向上させることが
できる。従って、柔軟性があり、かつ湿熱環境下でも透
湿による光量低下がない照明用大口径耐熱プラスチック
光ファイバを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照明用大口径耐熱プラスチック光ファ
イバの構造図である。
【図2】図1の断面図である。
【図3】本発明の吸水テープの断面図である。
【図4】本発明の照明用大口径耐熱プラスチック光ファ
イバの変形例を示す断面図である。
【図5】本発明の照明用大口径耐熱プラスチック光ファ
イバの変形例を示す断面図である。
【図6】本発明の耐熱プラスチック光ファイバの初期及
び120℃耐熱試験後の分光スペクトルを示す図であ
る。
【符号の説明】
1 コア 2 クラッド 3 吸水層 3a 吸水テープ 4 ジャケット 10 耐熱プラスチック光ファイバ 20 照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 雅則 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 阿部 富也 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 佐々木 徹 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 根元 重則 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社日高工場内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアとその外周に設けられたクラッドと
    からなる耐熱プラスチック光ファイバの外周に吸水層を
    設けたことを特徴とする照明用大口径耐熱プラスチック
    光ファイバ。
  2. 【請求項2】 上記吸水層は不織布、吸水材、不織布を
    順に積層した吸水テープで形成され、その吸水テープを
    上記プラスチック光ファイバに縦添え又は横巻きした請
    求項1記載の照明用大口径耐熱プラスチック光ファイ
    バ。
  3. 【請求項3】 上記吸水層の外周にポリ塩化ビニル又は
    ポリエチレン又はウレタン樹脂を押出しあるいは被覆し
    た請求項1記載の照明用大口径耐熱プラスチック光ファ
    イバ。
  4. 【請求項4】 上記コアはシリコーン樹脂又はアクリル
    樹脂又はポリカーボネート樹脂で形成され、かつクラッ
    ドはふっ素樹脂で形成された請求項1記載の照明用大口
    径耐熱プラスチック光ファイバ。
  5. 【請求項5】 上記コア径が2.0mm〜30mmである請
    求項1記載の照明用大口径耐熱プラスチック光ファイ
    バ。
JP8167778A 1996-06-27 1996-06-27 照明用大口径耐熱プラスチック光ファイバ Pending JPH1010376A (ja)

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