JPS5844403A - 光伝達用ケ−ブル - 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】 本発明は熱可塑性保護ジャケットを有する光学フィラメ
ント状材料、更に詳しくは、光学的に透明な熱可塑性重
合体材料から成るコアを含有する光学フイラメン）状材
料に関する。

光の多重内部反射によってフイラメンＦの長さに沿って
光を伝達させる光学フィラメント状材料は当業界では公
知である。フィラメントの長さに沿う光の損失を最低限
に押えるのに多大の留意が注がれる。即ち、光学フィラ
メント状材料の一端に当てた光がその材料の他端に効率
的に透過するよ）、内部反射をできる限り完全に行わせ
るのである。光透過部、すなわち、光学フィラメント状
材料のコアは、フィラメントの長さに沿う光の逸出＊ｂ
は吸収を最小に保つより低い屈折率を有する外装で囲ま
れている。゛不透明な外装は光を吸収し易いのでこの外
装は通常透明である。また、外装は光の散乱および吸収
を最低にするために、実質的に無定形の材料から成るの
が好都合である。

光学フィラメント状材料は光学的に透明なコア、材料の
種類によって２部類に大別でＩ゛。゛第一め部類のコア
材料は熱可塑性の性状のものであるが、第二の部類はガ
ラスから成るものである。第一の部類は、一般に、強靭
性および折合のし易さにおいて優れており、第二の部類
は、一般に、光の透過が優れている。

本発明は、 （ａ）　　実質的に無定形の光学的に透明な熱可塑性重
合体材料の円柱状コア、 （ｂ）　　コア材料より少なくとも０．１％低い屈折率
を有する、（、）のための実質的に無定形の透明な重合
体外装、 （ｃ）　　（ａ）および（ｂ）の外側にある押出し重合
体ジャケットから成る光伝達用ケーブルにおいて、［ｉ
）　　８０℃乃至１４０℃の二次転移温度を有−する光
学的に透明な材料を（ａ）に使用すること、（ｉｉｉ）
　　（ｃ）には、（ｉ）に使用する材料の二次転移温度
と少なくとも等しい温度で押出した重合体を使用するこ
と、及び （ｉｖ）　　（ｃ）は、比較的低い押出し温度を有する
第一のジャケット重合体と、比較的高い押出し温度を有
する第二のジャケット重合体から成ることを特徴とする
光伝達用ケーブルに関する。

本発明で云う円柱状コアとは、円柱コア及び円筒コアの
両者を包含するものである。

光学フィラメント状材料の光学的に透明な円柱状コアに
適する実質的に無定形な熱可塑性重合体材料の種類には
いろいろある。本明細書で用いる゛光学的に透明″ｉは
、５５０〜１ｉｏｏナノメートルのスペクトルの部分で
、３０ｃｍ当り少なくとも５０％の光の伝達を意味する
。この伝達度は全スペクトルに及ぶ必要はない。

コアとして使用する重合体は、８０”０〜１４０℃の範
囲の二次転移温度、Ｔ、、を有する。

代表的なコア材料は、イギリス特許１＝０３７＊４９８
号に記載のものを含むアクリル系およびポリスチレン単
独重合体及び共重合体、たとえば、アルキル基が１〜６
炭素原子を有しているポリメタクリル酸アルキル、お上
びメタクリル酸アルキルから由来する単位を少なくとも
７０重量％含有しているポリメタクリル酸アルキル共重
合体を含むアクリル樹脂、たとえば、ポリメタクリル酸
メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸プ
ロピル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸イ
ソブチルならびにポリメタクリル酸シクロヘキシルおよ
びそれらのインターポリマー。メタクリル酸メチルから
由来する単位と、３０重量％に至るまでのアクリル酸エ
チルまたはアクリル酸メチルから由来する単位、ならび
に１５重量％に至るまでのアクリル酸２−エチルヘキシ
ルから由来する単位の共重合体は有用な共重合体の例で
ある。

ポリメタクリル酸メチルおよび少なくとも７０重量％の
ポリメタクリル酸メチルを含有するその共重合体は、手
頃な価格で高品質のものを容易に入手することができ且
つきわめて透明であるが故に好適である。同じく有用な
ものは、水素原子が少なくとも部分的に重水素原子′で
置換された光学的に透明な重合体である。コア材料とし
て適当な樹脂は、アメリカ合衆国第３，５５６，６３５
号およびアメリカ合衆国特許第３，７７９，６２７号に
も円柱状の光学的に透明なコアの直径は比較的細いコア
構造から比較的太いコア構造まで種々ある。

適当な直径は０．１〜２論−であご。更に太いコア構造
を用いることもできるが、望ましくないかさぼりをもた
らす傾向がある。また、不当に太いコアの場合、減衰が
増大し易い。比較的太いコアは、たとえばＬＥＤ（発光
ダイオード）からのように光源が大軽い場合に、大部分
の捕捉する能力に利点がある。しかしながら、光源が、
たとえばレーザーのように小さい場合には、比較的細い
コアが入射光の捕捉に好適である。

光学的に透明なコアに適用する外装材料は実質的に無定
形で透明であり、コア材料よりも少なくとも０．１％低
い屈折率を有する。外装のこのような性状は光の散乱を
低下させる。この事がなけれは結局透過光の減衰を増大
させるのである。適当な外装材料の例は英国特許第１，
０３７，４９８号明細書に開示のものを含む、たとえば
フッ化ビニル、７ツ化ビニリデン、テトラブルオロエチ
レン、ヘキサフルオロプロピレン、トリプルオロメチル
トリフルオロビニルエーテル、パーフルオロプロピル）
リフルオロビニルエーテルおよび構造Ｙ Ｆ１Ｈ＊たはＣ１から成る群より選択し、ｎは２−１０
の整数であり、―は１〜６の整数であり且つＹはＣＨｓ
またはＨである）を有するテクリル酸ま、１　。

たけメタクリル酸のフッ素化エステルのポリマーまたは
インターポリマーである。

外装材料はコア中を進行する光を反射するか呟外装の厚
みは一般的には重要でない。通常用いられるのは、コア
中を進行する光の波長の少なくとも２倍の厚さである。

外装の厚さの適当な範囲の例は２〜５００ミクロンであ
る。外装の過度の厚みは最終製品ケーブルの屈曲性を低
下させる。

コアおよびその外装の光学フィラメント状材料の形成は
、一般には、たとえばアメリカ合衆国特許第３，４５８
，６１５号および第３，６４６．１８６号に開示されて
いるように、当業界で周知の共押出し法による。

光学的に透明なコアおよびより低い屈折率の外装を有す
る光学フィラメント状材料はジャケットで保護する。こ
れは取扱い中や色々な用途に使用中、保護して置かない
と、フィラメント状材料を傷めることになるからである
。このような損傷は伝達光の減衰の増大、また、更に悪
い場合には、光学フィラメント状材料の破壊をもたらす
。

本発明において、ジャケットは、コア材料の少な（とも
二次転移温度に等しい温度で押出すことによって適用す
る重合体から成っている。そのような重合体の光学的に
透明なコアおよびより低い屈折率の外装から成る光学フ
ィラメント状材料への直接的適用は、コアを伝達される
光の減衰を増大させることが判った。重合体を適用する
ために必要な押出し温度は光学フィラメント状材料の光
伝達能力に悪影響を与える。

この熱の影響を克服するためには、本発明によれば、ジ
ャケット重合体の押出し中、フィラメント状材料を熱的
に保護する熱遮蔽物を使用することが必要である。熱遮
蔽物は過度の熱を加えることなく（すなわち、コアのＴ
ｇよりも低い温度で）光学フィラメント状材料に適用す
ることができ且つジャケット重合体の押出し温度におい
て固体の＊まで存在することがでトる材料から成る。熱
遮蔽物は予め成形した材料として適用することが好まし
いが、９のことは光学フィラメント状材料への適用前、
適用中および適用後に、熱遮蔽物は固体状態にあること
を意味する。

予１ｌｌｒ！１．形した材料は、光学繊維材料への適用
の時点において、たとえば、外装上に繊維を繊ることに
よって、成形できる。また別の方法として、光学的に透
明なフイラメン）状材料の周りに管を配設することがで
きる。予備形成した材料の厚さは、熱可塑性の光学的に
透明なコアを、シャケ゛ノド重合体の適用時に、それが
外面から冷却されるまで、過度の熱から保護するのに充
分なものとする。

熱遮蔽物を形成せしめるための適当な講義材料は、ポリ
エステル、アラミドを包含するポリアミド、ポリオレフ
ィン（ホモポリマーおよびコポリマー）、アクリル類お
よびセルロース質材料を含ム、ナイロン、羊毛、綿、ポ
リエチレンおよびポリプロピレンがその実例である。熱
遮蔽物に使用する材料の選択を左右する要因は、遮蔽物
の厚さにより付与される熱からの保護の程度、および強
度、伸度、燃焼性およびはぎ取りの容易さを含む最終製
品ケーブルの望ましい特性である。

熱遮蔽物は外装（＊たけ外側のジャケット層）と接触す
る必要はないと解される。熱遮蔽物は接着剤の使用によ
って外装に結合させることがで終る。

熱可塑性コアの少なくとも二次転移温度に等しい温度で
押出すことによって適用するジャケットを、熱遮蔽物の
外部に配設する。ジャケット重合体の第一の目的は、光
学フィラメント状材料を保護することであるから、適当
な重合体の選択を左右する要因は、押出し方法（少なく
ともコアのＴｇに等しい高温度における）による重合体
の適用能力である。このような重合体を適用する押出し
方法は従前通りのものであり当業界に於いては周知であ
る。ジャケットとして適当な重合体は、ポリアミド、ポ
リウレタン、コポリエーテルエステル、ポリカーボネー
ト、たとえばポリエチレンおよびポリプロピレンのよう
なポリオレフィン（ホモポリ撃−およびアイオノマーを
含むコポリマー）ならびに、たとえば纂ドラフルオロエ
チレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体のような溶
融押出しできるフルオロカーボンである。

ジャケット重合体の選択を左右する別の要因は、最終製
品ケーブルに望まれ今性質である。これらの要因は、た
とえば強度、伸度、燃焼速度およびはぎとりの容易さの
ような、熱遮蔽物用材料の選択の要因を含む、たとえば
、良好なはぎ取り性はケーブルとケーブルの接合、およ
びケーブルの光源または検出器への接続の際の容易さの
ために必要である。

熱遮蔽物の外側に１層以上のジャケットを適用すること
もまた本発明の範囲内に属する。たとえば、比較的低い
押出し温度を有する第一のジャケラ）重合体を熱遮蔽物
に適用したのち、比較的高い押出し温度において第二の
ジャケット重合体を適用する。このような場合には、第
一のジャケット重合体は、第二の重合体を押出す間に光
学フィラメント状材料に熱的な保護を与えるのに役立つ
だろう。

本発明を更に例証するために、以下の参考例、実施例及
び比較例を示す。

参考例 ポリメタクリル酸メチルのコアおよびメタクリル酸メチ
ルとメタクリル酸のフッ素化エステルから成るより低い
屈折率の実質的に無定形の透明な重合体外装（５０℃の
Ｔｇおよびコアよりも６％低い屈折率）から成る出発光
学フィラメント状材料を使用した。この光学フィラメン
ト状材料の滅垂は６５５，３ｎａ＋においてキロメート
ル当り４９０ｄＢであった。

２．５ｑｍの押出機に内径１．０５ＩＩＩＩｉ、外径２
．３２■のガイドおよび、３．７５＋ａ＋ａのダイを有
するクロスへラドチューブ型式のダイを配設した。ガイ
ドの穴の上方の７ｃｍの円の周りに６個の糸伸張機を等
間隔に置いて、ポリ（ｐ−フェニレンテレ７タルアミド
）の繊維の、２２テツクス（１９５デニール）ゼロ撚り
糸を張った。この糸を内径１．２關、外径１．６２ＩＩ
ＩＩＩｌのステンレス鋼ニードルに通して張った。この
ニードルをガイドの入口に挿入して、糸をガイドの穴か
ら、水冷槽を経て変速プーラ−へと引張った。

押出機を１７５℃に加熱して、エチレンと亜鉛イオンで
中和した２０％のカルボン酸基を含有する１５重量％の
メタクリル酸から成るイオン性共重合体（メルト７０−
インデックス１４、ＡＳＴＭＤ−１２３８，１９０℃、
２．６．０ｇ、条件Ｅ）を低速で押出機中に導入した。

このイ、オン性共重合体が押出機の出口に現われたとき
、プーラ−を始動した。ダイを調節して、チューブとし
て押出すイオン性共重合体の内部で糸が中心にくるよう
にした。引取り速度を５８輸／分に上げ且つ押出機速度
を調節して外径的０．９ＩＩ１１のチューブを調製した
。この時点で、溶融物の温度は１６０℃であった。ポリ
（ｐ−７二二レンテレ７タルアミド）の繊維によって取
囲まれている光学フィラメント状材料をニードル中に送
り且つイオン性共重合体チューブの中心に導入した。

この材料は６　Ｓ　５．３止において斗ロメ−Ｙル当り
５００ｄＢの減衰を示した。

実施例 １８５℃の溶融物温度を用いる押出しによって、参考例
の材料をコポリエーテルエステル（アメリカ合衆国特許
第３，６５１，０１４号の実施例１に記載）でオーバコ
ートした。このケーブルは約１゜２５論輸の外径を有し
てあな。減衰は６５５．３ｎ論においてキロメーＹル当
９４９０ｄＢであった。

比較例 ボ’Ｊ（ｐ−７二二レンテレ７タルアミド）の雑の糸を
使用しないほかは、実施例ＩＡ部の手順に従った。

この製品の減液は６５５．３ｒ＋ａ＋においてキロメー
トル当９１８００ｄＢであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）　　実質的に無定形の光学的に透明な熱可塑性重
   合体材料の円柱状コア、 （ｂ）　　コア材料より少なくとも０゛、１％低い屈折
   率を有する、（ａ）のための実質的に無定形の透明な重
   合体外装、 （ｃ）　　（ａ）および（ｂ）の外側にある押出し重合
   体ジャケットから成る光伝達用ケーブルにおいて、（ｉ
   ）　　８０℃乃至１４０℃の二次転移温度を有する光学
   的に導明な材料を（ａ）に使用すること、　゛（ｉｉ）
   　　（ｂ）と（ｃ）の間に熱遮蔽物を使用すること、（
   ｉｉｉ）　　（ｅ）には、（ｉ）に使用する材料の二次
   転移温度と少なくとも等しい温度で押出した一合体を使
   用すること、率び （ｉｖ）　　（ｃ）は、比較的低い押出し温度を有する
   第一のジャケット重合体と、比較的高い押−出し温度を
   有する第二のジャケット重合体から成ることを特徴とす
   る光伝達用ケーブル。