JPS61201209A - プラスチック光フアイバ - 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〕 本発明はプラスチック光ファイバに係り、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ック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、プラスチックを暴利とする光ファイ
バが開発され、実用化されている。

このプラスチック光ファイバは、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（ＰＭＭ
Ａ　）、ポリカーブネート（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
透明な含フツ素ポリマー等の重合体を基材とする鞘材層
（クラッド）とを基本構成単位としている。これらコア
・クラッド型の光ファイバ（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バルクファイ
バ、光フアイバ素線を被覆材（ジャケット材）で被覆し
た光フアイバコード、及びバルクファイバやバルクファ
イバの集合体である集合フＺイバとテンションメンバー
等とを組合せた光フアイバケーブルなどがある。

従来、前記光フアイバコードの被覆制や光フアイバ心線
の保護層基材として、低密度号？リエテレンやエチレン
−酢酸ビニル共重合体が用いられてイパ心線を用いてケ
ーブル加工を行なう際、より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カい、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り架橋させて架
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ファイバの損傷が著しく
、実用的ではない。

この様な不都合をなくすため、本発明者らは、先にコア
・クラッド型光ファイバの外層を水架橋ポリオレフィン
で被覆することにより、プラスチック光ファイバの耐熱
性、高温における被覆加工性、光伝送損失等を改善せし
めることを提案した。

〔発明の解決すべき問題点〕

しかるに、水架橋ポリオレフィンを被覆した場合に問題
となるのは、水架橋ポリオレフィンの架橋反応の際に生
成するメタノール、エタノール等の低分子量アルコール
類がファイバ内部に移行し、特に薄い層で構成されるり
、ラッド材に影響を及ぼし、クラツド材の耐屈曲性を低
下せしめ、光ファイバの繰り返し屈曲性を著しく低下さ
せるという問題点があった。本発明はこの問題を解決す
るためになされたものである。

〔簡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
明のプラスチック光ファイバは、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
プラスチック光ファイバであって、クラッドと水架橋ポ
リオレフィン被覆層との間に、少なくとも１層の耐アル
コール保護層を介在させていることを特徴とするもので
ある。

〔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７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・クラッド型光ファイバであり、外
層であるクラッド２上に本発明に係“る耐アルコール保
護層３が設けられ、この保護層３を介して水架橋ポリオ
レフィンから成る被覆層４が設けられている。第１図の
光ファイバは、例□えば光フアイバ心線などとして用い
ることができる。

第２図の例は、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被覆層４の厚みを増して光フ
アイバコードや光フアイバケーブルとしてその１ま利用
できる様になされている。

第１図と同一要素を同一符号で表わすと、」ア１、クラ
ッド２、及びポリメチルメタクリレート、ポリカーポ′
ネート等の熱可塑性樹脂あるいはシリコンゴム等の熱硬
化性樹脂等を用いた機能性保護層５から′成る光フアイ
バ心線上に、本発明に係る耐アルコール保護層３が設け
られ、この保護層３を介して水架橋ポリオレフィンから
成る被覆層４が設けられている。

第４図及び第５図の例は、第３図の例と基本的には同一
の構成を有し、ファイバ内の適宜の部位に、゛鋼製、Ｆ
ＲＰ製等のテンションメンバを配置している。第４図の
例では、機能性保護層５内にほぼ同心円状にテンション
メンバ６．６・・・が配置されており、また第５図の例
では、水架橋ポリオレフィン被覆層４の内側周面に清っ
てテンションメ７　ハフ　、　７・・・が配置されてい
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６図の例は、第３図乃至第５図の例と基本的には同一
の構成を有しているが、水架橋ポリオレフィン被覆層４
の外周面に沿ってアルミ薄等金属薄板によるラッピング
、金属めっき、金属管などによる防湿層８を設けた光フ
アイバコード乃至は光フアイバケーブルである。

第７図の例は、コア１′、クラッド２′及び本発明に係
る耐アルコール保護層３′から成る光７アイパ心線９の
複数本を本発明に係る水架橋ポリオレフィン被覆層４′
で被覆した集合ファイバであり、光フアイバコード、光
フアイバケーブル等として用いられる。

第８図の例は、第１図に示した光ファイバ１゜・・・の
複数本をテンンヨンメンパ１１の周囲に配置して構成さ
れる光フアイバケーブルである。

尚、第１図乃至第８図の例では、本発明に係る耐アルコ
ール保護層を１層乃至２層用いた例を示したが、層数に
特に制限はなく、ファイバの構造に応じて所望の層数を
選択することができる。

コア１，１′の基材としては、非品性の透明重合体が好
適であり、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重量係以上がメタクリル
酸メチル、３０重量係以下がメタクリル酸メチルと共重
合可能な七ツマ−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七ノマーカ挙
ケられる。）、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸エステルニル、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、
ポリカーがネート、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り、もちろん、その他の
透明重合体、透明芯型合体、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
ｆｉｏ、０１以以上式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
ネートやポリス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、その他フッ化ビニリデン−へキサフルオロプロ
ピレン系共重合体、前記Ｉ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、メチルペンテン系重
合体も鞘材、とじ、て使用することができる。

本発明に係る耐アルコール保護層３．３′の基材として
は、本発明に係る水架橋ポリオレフィン被覆の水架橋反
応により生成するアルコール類により溶解しない、アル
コール類を浸透させない、乃至は化学変化を起して分解
したり変形を起したりすることがないといった作用を有
する有機重合体が挙げられる。この極な作用を有する有
機重合体の具体例としては、ポリエチレン、エチレン系
共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリ４−メ
チルペンテン−１等のポリオレフィン、Ｉり弗化ビ、ニ
リデン、弗化ビニリデン共重合体、ポリ四フッ化エチレ
ン、四フッ化エチレン系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン等の含ハロダンポリマー、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリカー、ｙ　４．、、−ト、ポリア
セタール、ＡＢＳ、スチレン−ブタジェン、ゴム等が埜
げられる。

本発明、に係る耐アルコール保護層３，３′は、このほ
か、アルミ箔等金属薄板によるラッービング又は金属メ
ッキ層、蒸着層等により、構成されてもよ１い。

本発明に係る耐アルコール保護層１の厚みは、特に制限
はないが、例えば２〜１０００μｍ１好ましく。

は５〜３００μｍ１より好ましくは５〜ｌｏＯμｍの範
囲内とすることにより十分な効果を期待することができ
る。

本発明で使用する水架橋ポリオレフィン４，４′トシて
は、ポリエチレンあるいけポリノロピレン鎖にグラフト
あるいは共重合したアルコキ７７ランが水等と反応して
縮合により一５ｉ−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ノロピレンとしては、三菱
油化（株）製、商品名リンクロン、同すンクロン＝Ｘ等
が挙げられる。

水架４高ｒＪ？リオレフィンのベースポリマートシテは
、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７Ｊ？リエテレン、高密度破りエチレン、アイツ
タクチイックポリゾロぎレンの他、ソれらの共重合体ブ
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。

このうち例えば、水架橋ポリエチレンとしては、ポリエ
チレン鎖にグラフトしたアルコキ７７ランが水等と反応
して縮合により一５ｔ−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シ、例えば市販の水架橋
ポリエチレンとしては、三菱油化（株）製、商品名リン
クロン−Ｘ等が挙げられる。

水架橋ポリエチレンのペースビリマーとしては、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等があるが、自動車エ
ンジンルーム内で要求されて層る１１５℃での長期使用
ＶＬ配えるためには中密度以上（密度０．９３５　ｇ／
ｃｒｎ３以上）の水架橋ポリエチレンを用いる必要があ
る。密度０．９３５　ｇＡｙｎ”　未満の水架橋ポリエ
チレンでは、熱変形温度が低く、ファイバの変形が生じ
、光伝送損失の増加が起る。

又、０．９３５　ｇＡｒｎ３以上の密度をもつ水架橋ポ
リエチレンを用いること７Ｃよシ耐熱性だけでなく、自
動車あるいは船舶内などで問題となる耐油性、耐ガソリ
ン性などの特性も向」ニする。これらの水架橋ポリオレ
フィンは、ファイバ賦形後層４，４′を大気に曝すこと
により、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４，４′に、老化防止剤
のほか、カーｄ？ンブラック、メルク、ガラスｇ！雑、
芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維等の無機物あるいは廟
機物のフィラーを充填することも可能である。

本発明のノラステ、り光ファイバを製造する方法として
幻１、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り
、例えば第１図の光ファイ・ｆ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、剛ア
ルコール保護層３及び水架橋ポリオレフィン層４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、例え
ばコア１とクラッド２のみを紡糸するかあるいはコア１
とクラッド２と耐アルコール保護層とを複合紡糸して賦
形し、必要によりテンションメンバニを介在させてこの
賦形物に水架橋ポリオレフィン被覆層等信の構成層を順
次被覆していく方法等がとられる。

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ＩＪ　、ｙン型攪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１０
０部、ｔ−ブチルメルヵグダン０．４０部、ソーｔ−ブ
チルパーオキサイド０．０００１７部からなる単址体混
合物を重合温度１５５℃、平均滞留時間４．０時間で反
応させ、次いでペ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４ｍＨｇ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
たれたギヤポンプ部を経て２３０℃の芯−鞘一保護層３
成分複合紡糸ヘッドに供給した。

一方、メタクリル酸クロライドと２．２．３．３．３　
’−ペンタフルオロプロノ（ノールとから製造したメタ
クリル酸２ｊ２，３．３．３−ペンタフルオロプロピル
１００部とメタクリル酸１部をアゾビスイソブチロニト
リルを触媒として少量のｎ−オクテルメルカプタンの存
在下で重合し、屈折率１．４１７のクラッド２の成分重
合体を得た。この鞘成分重合体を２２０″ＣＫ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。

また、市販のエチレン／エチルアクリレート共重合体を
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、クラッド及び保護層の溶融ポリ
マーは紡糸口金（ノズル介口径３ｆ＋１ｍφ）を用い、
２３０℃で吐出され、冷却同化の後、３ｗ愉ｎの速度で
引き取り、巻とり、芯材部径５００μｍ、ｆＭ’ＮＡ部
厚み８μｍ１エチレン／エテルアクリレート共重合体層
厚み２４２μｍのシラステ、り光フアイバ心線を得た。

この心線を用いてクロスヘッド被覆加工機により水架橋
ポリエチレン（リンク０７　ＭＦ−７０ＯＡ　（ρ−０
，９４５９７ｃｍ”　）三菱油化（株）製〕を、０．６
ｍｍ厚に被覆加工し光フアイバコード（外径２．２　ｔ
ａｎ　）を作成した。なお加工条件は押出温度１７５℃
、線速５０　ｍ／ｍｉｎであった。得られた光フアイバ
コードを１００℃沸水で３　ｈｒ水架橋処理を行った。

得られた光ファイバコードから、ファイバ部分を傷つけ
ないように水架橋ポリエチレン及びエチレン／エチルア
クリート共重合体をはがし、クラッド部分を顕微鏡で観
察した。クラッドには異常は認められなかった。

比較例１ 実施例１において、保護層ポリマーを使用しない点以外
は同様にして、芯材部径９８４μｍ１鞘材部厚み８μｍ
の光ファイバ素線を得た。この素線に実施例１と同様に
して水架橋ポリエチレンの被覆加工行い、又同様に水架
橋ポリエチレンをはがし、クラッド部分の顕微鏡観察を
行った所、クラッドには無数のクラックが認められた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水架橋ポリオレフィンの被覆により、
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
伝送損失の少ないシラステ７り光ファイバとなる上、水
架橋ポリオレフィンの架橋反応により生成するアルコー
ル類によるファイバ構成層特にクラッドの損傷が良好に
防止された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８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
’・・・耐アルコール保護層、４　、４’・・・水架橋
ポリエチレン層、５・・・機能性保護層、６，７・・・
テン／ヨ／メンバ、８・・・防湿層。 代理人　　弁理士　山　下　穣　平 第２図 第１図 第３図　第４図 第５図 第７図 第６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プラスチック光ファイバであって
   、クラッドと水架橋ポリオレフィン被覆層との間に、少
   なくとも１層の耐アルコール保護層を介在させているこ
   とを特徴とするプラスチック光ファイバ。