JPS61128215A - プラスチツク光フアイバ - 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〕 本発明はプラスチ、り光ファイバに係り、更に詳しくは
、光フアイバコード、光フアイバケーブルなどに用いる
ことのできるプラスチ、り光ファイバに関する。

〔従来の技術〕

従来、光ファイバとしては、広い波長に亘って優れた光
伝送性を有する無機ガラス系光学繊維が知られているが
、加工性が悪く曲げ応力が弱いばかりでなく、製品も高
価であることから、プラスチ、りを基材とする光ファイ
バが開発され、実用化上れている７ このプラスチ、り光ファイバは、屈折率が大きく、かつ
光の透過性が良好なポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ
　）、？リカーボネート（ＰＣ）等の重合体を基材とす
る芯材層（コア）と、これよりも屈折率が小さくかつ透
明な含フッ素／　リマー等の重合体を基材とする鞘材層
（クラ、ド）とを基本構成単位としている。これらコア
・クラ、ド盟の光ファイバ（光フアイバ素線）の製品形
態としては、この光フアイバ素線や光フアイバ素線を機
能性保護層で被覆した光フアイバ心線等の・シルクファ
イ・譬、光フアイバ素線を被覆材（−）ヤケ、ト材）で
被覆した光フアイバコート、及ヒハルク７アイノ９やノ
ぐルクファイバの集合体である集合７アイノ４とテンシ
ョンメンバー等とを組合せた光７アイ・ぐケーブルなど
がある。

従来、前記光フアイバコードの被覆材や光フアイバ心線
の保護層基材として、低密度ポリエチレンやエチレン−
酢酸ビニル共重合体が用いられていたが、これらの重合
体は軟化点が低く耐熱性に劣るため、高温部所での使用
に耐えない、光７アイパ心線を用いてケーブル加工を行
なう際、よシ高い耐熱性を有するケーブル被覆材を用い
てのケーブル加工が行なえない、また熱収縮率が高いた
め、光ファイバを例えば１００℃以上といった高温部所
で使用すると、ファイバ収縮による光伝送損失の増大が
著しい、といった問題点があった。

そこで、これらの問題点をなくすために、例えばポリエ
チレンを電子線照射あるいは熱付与によシ架橋させて架
橋ポリエチレン層を形成することが提案されているが、
この場合、電子線や熱による光７アイパの損失が著しく
、実用的ではない。

〔発明の解決すべき問題点〕

本発明は、従来のグラスチック光ファイバが有していた
、被覆層の軟化点が低く耐熱性に劣る、高温のケーブル
加工ができない、熱収縮率が大きく特に高温における光
伝送損失が著しい、といった問題点を解決するためにな
されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、上記問題点を解決するものとして見出された本発
明のグラスチ、り光ファイバは、コア・クラッド型光フ
ァイバの外層が水架橋ポリオレフィンで被覆されてなる
ことを特徴としている。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて、本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第５図は、本発明のプラスチック光ファイバ
の構成例を例示した横断面図である。

第１図は、芯材層（コア）１及び鞘材層（クラッド）２
を構成分とするコア・クラ、ド型光ファイバ（光フアイ
バ素線）の外層であるクラ、ド２が、水架橋ポリオレフ
ィン層３で被覆されてなる光フアイバ心線を例示したも
のである。

第２図は、第１図の例と基本的には同一構成であるが、
水架橋ポリオレフィン層３の厚みを増して光ファイン９
コードとして利用し得る様になされているものである。

第３図は、第１図の光フアイバ心線の構成において、水
架橋ポリオレフィン層３の代シに、ポリメチルメタクリ
レート、Ｉリカーゲネート等他の熱可塑性樹脂あるいは
シリコンゴム等の熱硬化性樹脂を用いた機能性保護層４
を設け、これを更に水架橋／　ＩＪオレフィン層３′で
被覆した光フアイバコード又は光フアイバ心線である。

第４図は、第３図の例と基本的には同一構成であるが、
ファイバ内の適宜の部位例えば保護層４の外周面に沿っ
て適宜数の、鋼製、ＦＲＰ製等のテンションメンバー５
を配置した光フアイバコード又は元ファイバ心線である
。テンションメンバの形状、配置場所、数等は図示した
例に限定されず、所望により任意に決めることができる
。

第５図は、第３図の例と基本的に同一の構成を有してい
るが、保護層４の外周面に沿ってアルミ箔等金属薄板に
よるラッピング又は金属めっきによる防湿層６を設けた
光フアイバコード又は光フアイバケーブルである。

第６図は、複数本のコア１／　、　１／をクラッド２′
及び水架橋ポリオレフィン層３“で順次被覆した集合フ
ァイバであり、光フアイバコード等として用いられる。

第７図は、第１図の例の様な光フアイバ心線を複数本束
ね、テンションメンバ５′と組合せた光フアイバケーブ
ルである。

コア１，１′の基材としては、非品性の透明重合体が好
適でアシ、例えばメタクリル酸メチルの単独重合体又は
共重合体（出発モノマーの７０重量％以上がメタクリル
酸メチル、３０重量−以下がメタクリル酸メチルと共重
合可能なモノマーであることが好ましい。メタクリル酸
メチルと共重合可能なモノマーとしては、例えばアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル等のビニルモノマーが挙
げられる。）、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸１−ブチル、メタクリル酸イソ？ルニル、メタクリ
ル酸アダマンチル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル
酸フェニル、メタクリル酸ナフチル等のメタクリル酸エ
ステルとこれらと共重合可能なモノマーとの共重合体、
ポリカーゲネート、ポリスチレン、スチレン−メタクリ
ル酸エステル系共重合体、あるいはこれらポリマーの水
素原子の全部あるいは一部が重水素原子で置換された重
水素化重合体等が使用可能であシ、もちろん、その他の
透明重合体、透明容重合体、透明ブレンド物も使用可能
である。

クラッド２．２′の基材としては、コア成分の屈折率よ
、９０．０１以上小さい屈折率を有する実質的に透明な
重合体が使用されるが、通常は芯成分との屈折率の差が
０．０１〜０．１５の範囲にあるものから選択するのが
よい。鞘材層を構成する重合体の種類に特に制限はなく
、従来公知のものでよいが、例えば、メタクリル酸メチ
ルの単独重合体又は共重合体を芯材とした場合には、特
公昭４３−８９７８号、特公昭５６−８３２１号、特公
昭５６−８３２２号、特公昭５６−８３２３号及び特開
昭５３−６０２４３号等に開示されている様なメタクリ
ル酸とフッ素化アルコール類とからなるエステル類を重
合させたものなどが使用可能である。また、ポリカーブ
ネートやポリエチレンを芯材として用いた場合には、例
えばポリメチルメタクリレートが鞘材として使用できる
。また、鞘材の他の具体例としては、例えば特公昭４３
−８９７８号あるいは特公昭５３−４２２６０号に記載
されている様なフッ化ビニリデン系重合体を挙げること
ができ、その他７．化ビニリデン−へキサフルオロプロ
ピレン系共重合体、前記ポリメチルメタクリレート以外
のメタクリル酸エステル系重合体、メチルＲンテン系重
合体も鞘材として使用することができる。

更にα−フルオロアクリル酸と７．素化アルキルアルコ
ールとからなるエステル類を重合させたものも使用する
ことができる。

本発明で使用する水架橋ポリオレフィン３．３’。

３“としては、ポリエチレンあるいはポリプロピレン鎖
にグラフトあるいは共重合したアルコキシシランが水等
と反応して縮合によ、り　−５ｔ−ｏ−ｓｔ−結合を生
成して架橋するタイプのものが一般的であり、例えば市
販の水架橋ポリエチレンあるいは水架橋ポリプロピレン
としては、三菱油化（株）製、商品名リンクロン、同す
ンクロンーＸ等が挙げられる。

水架橋ポリオレフィンのペースポリマーとしては、低密
度ポリエチレン、リニアー低密度ポリエチレン、中密度
ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アイツタクチイッ
クポリプロピレンの他、それらの共重合体、ブロック共
重合体、ブレンド物等を目的に応じて使用できる。これ
らの水架橋ポリオレフィンは、ファイバ賦形後、層３，
３′を大気に曝すことによシ、大気中の水分等の作用に
より大気との界面から層中に向けて徐々に架橋反応を起
すことができる。又架橋反応を促進するために熱水蒸気
を利用することもできる。

また、水架橋ポリオレフィン層３．３／、　３／／に、
老化防止剤のほか、カーデンブラック、メルク、ガラス
繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維等の無機物ある
いは有機物のフィラーを充填することも可能である。

本発明のプラスチック光ファイバを製造する方法として
は、紡糸のみによる方法及び紡糸と押出、コーティング
等による被覆加工とを組合せる方法とが代表的であシ、
例えば第１図の光フアイバ心線を製造する場合、紡糸の
みによる方法としては、コア１、クラッド２及び水架橋
ポリオレフィン層３の夫々の基材を溶融状態で特殊ノズ
ルによって配合して吐出して賦形する、所謂複合紡糸方
式によるものが好適である。また、紡糸と被覆加工とを
組合せた方法としては、コア１のみを紡糸するかあるい
はコア１とクラッド２とを複合紡糸して賦形し、必要に
よりテンションメンバーを介在させてこの賦形物に他の
構成層を順次被覆していく方法等がとられる。

以下に具体的実施例を示すが、本発明の実施の態様はこ
れにより限定されない。

実施例１ 以下の方法により、第１図に例示した光フアイバ心線を
作製し、特性を評価した。

スパイラルリボン型撹拌機をそなえた反応槽と２軸スク
リー−ベント型押出機からなる揮発物分離装置を使用し
て連続塊状重合法によりメタクリル酸メチル１００部、
ｔ−プチルメルカグタン０．４０部、ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキサイド０．０００１７部からなる単量体混合物を
重合温度１５５℃、平均滞留時間４．０時間で反応させ
、次いでベント押出機の温度をペンド部２６０℃、押出
部２５０℃、ペント部真空度４　ｗ　Ｈｚとして揮発部
を分離し、コア芯１の成分重合体として２３０℃に保た
れたイヤＩンプ部を経て２３０℃の芯−鞘一水架橋ポリ
オレフィン層３成分複合紡糸へッｒに供給した。

一方、メタクリル酸クロライドと２．２，３，３．３−
ペンタフルオログロノ９ノールとから製造したメタクリ
ル酸２，２．３，３．３−ペンタフルオロプロビル１０
０部とメタクリル酸１部をアゾビスインブチロニトリル
を触媒として少量のｎ−オクチルメルカプタンの存在下
で重合し、屈折率１，４１７のクラ、ド２の成分重合体
を得た。この鞘成分重合体を２２０℃に設定されたスク
リュー溶融押出機でギヤ／７７’を経て２３０℃の複合
紡糸へ、ドに供給した。

また、水架橋ポリオレフィン層３用重合体として、市販
の水架橋ポリエチレン（商品名リンクロンＨＭ−６０Ｏ
Ａ　（密度０．９５５９／Ｉｎ３）、三菱油化社釦を触
媒マスターパッチとブレッドした後２３０℃に設定され
たスクリュー溶融押出機でギヤポンプを経て２３０℃の
複合紡糸ヘッドに供給した。

同時に供給されたコア、クラッド及び水架橋ポリエチレ
ン層の溶融ポリマーは紡糸口金（ノズル口径３＋ｏ＋φ
）を用い、２３０℃で吐出され、冷却固化の後、３　Ｖ
ｍｉｎの速度で引き取り、巻とり、芯材部組５００μｍ
、鞘材部厚み８１Ｌｒｎ、水架橋、４１Ｊエチレン層厚
み２４２μｍのプラスチック光フアイバ心線を得た。

この心線を、３５℃、相対湿度６５チの室内に２０日日
間−て、ポリエチレン層の架橋硬化を行なった。

かくして得られた光フアイバ心線の耐熱性、ケーブル加
工性及び光伝送損失を以下の評価方法によシ評価した。

結果を第１表に示した。

〔評価方法〕

（１）耐熱性二元ファイバ心線を１５ｍ検尺し、その中
間部Ｉｏｎを乾燥機内に入れ、両端２．５ｍづつを乾燥
機の壁面孔から出し、その一端に６５０℃ｍ波長の光源
、他の一端に光検出機を取り付けた゛。

乾燥機の温度を２　’Ｃ／ｍｉｎの速度で昇温し、光フ
アイバ心線からの出射光量が室温での初期光量の半分に
なる時の温度を測定した。又その温度での光７アイパ心
線の形状変化を観察した。

（２）ケーブル加工性：クロスへ、ドケーブル加工機で
、ケーブル被覆材にポリフッ化ビニリゾ／を使用し加工
温度２２０℃、線速５０　ｍ／ｍｉｎでケーブル加工を
行なった。得られた光ケーブル（被覆厚０．３ｍ　）の
光伝送損失を測定した。

（３）光伝送損失 特開昭５８−７６０２号公報に示された方法により測定
した。測定波長は６５０　ｎｍである。

比較例１ 水架橋ポリエチレンの代シに低密度ポリエチレン（密度
０．９２５　ｆｉ／ｅｙｔ’　）を用いた以外は、実施
例１と同一の光フアイバ心線を得た。この心線の耐熱性
、ケーブル加工性及び光伝送損失を実施例１と同一の評
価方法で評価し、結果を第１表に示した。

実施例２ 水架橋ポリエチレンの代シに水架橋ポリプロピレン（リ
ンクロンＰＰ、　Ｐ−３、三菱油化（株）製）を用いた
以外は実施例１と同一の光フアイバ心線を得た。この心
線の耐熱性、ケーブル加工性及び光伝送損失を実施例１
と同一の評価方法で評価し結果を第１表に示した。

比較例２ 水架橋ポリエチレンの代シに、高密度ポリエチレン（密
度０．９５５　ｉ／ａｎ’　）を用いた以外は実施例１
と同一の光フアイバ心線を得た。この心線の耐熱性、ケ
ーブル加工性及び光伝送損失を実施例１と同一の評価方
法で評価し、結果を第１表に示した。

実施例３ 実施例１において保護層ポリマーを水架橋ポリエチレン
からポリカーぎネートに変更し、吐出量及び引き取シ速
度を変え、芯材部９００１１ｍ、鞘材部厚み１０踊、ポ
リカーブネート層厚み４５μｍのプラスチック光フアイ
バ心線（光伝送損失１７０ｄＢ／ｋａ＋　ａｔ　６５０
　ｎｍ　）を得た。この心線を用いてクロスへ、ド被覆
加工機によシ水架橋ポリエチレン（リ：ｙｐ　ｏｙＭＦ
−７０ＯＡ（ρ＝ｏ、９４５１／ｌｘ’　）　Ｅ浸油化
（株）製）を、０．６　ｎｍ厚に被覆加工し光フアイバ
コード（外径２．２　ｍ　）を作成した。なお加工条件
は押出温度１７５℃、線速５０　Ｖｍｌｎでありた。

得られた光フアイバコードを１００℃沸水で３ｈｒ水架
橋処理を行りた後、実施例１と同じ耐熱性評価、光ファ
イ・々コードの光伝送損失を測定した。

結果を第２表に示した。

比較例４ 実施例３で得た光フアイバ芯線に電子線架橋４リエチレ
ン（Ｎ［７Ｃ−９０２２、日本ユニカー（株）製）を実
施例３と同様に被覆加工し外径２．２鱈の光フアイバコ
ードを得た。

この光フアイバコードを１５　ＭＲａｄの電子線によシ
架橋処理を行った後光伝送損失を測定した。結果を第２
表に示した。

比較例５ 実施例３で得た光フアイバ芯線に熱架橋ポリエチレン（
ＨＦＤＪ−４２０１、日本ユニカー（株）製）を実施例
３と同様に（但し被覆加工温度は１３５℃）被覆加工し
、外径２．２鱈の元ファイバコードを得た。

この光フアイバコードを１９０℃で３分間熱処理し架橋
反応を行なわせた。光フアイバコードの形状は非常に変
形し、実用性のないものであった。

光伝送損失の測定結果を第２表に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、耐熱性に優れ、高温におけるより高い
耐熱性を有する被覆材によるケーブル加工ができ、しか
も熱収縮による光伝送損失の少ないプラスチック光ファ
イバが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明のプラスチック光ファイバの
構成例を説明するための図である。 １．１′・・・コア、２，２′・・・クラッド、３　、
３’、　３“・・・水架橋ポリエチレン層、４′・・・
機能性保護層、５゜５′・・・テンションメンバ、６・
・・防湿層。 代理人　弁理士　山　下　櫃　平 第２図　　第３図 第４図　　　　第５図 第６図　　　　　第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コア・クラッド型光ファイバの外層が水架橋ポリオレフ
   ィンで被覆されてなることを特徴とするプラスチック光
   ファイバ。