JPS61217009A - 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〕 本発明はプラスチック光ファイバに係シ、更に詳しくは
、光ファイバコーｒ１元ファ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シでなく、製品も高
価であることから、プラスチックを基材とする光ファイ
・ぐが開発され、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（ＰＭＭＡ
　）　、ポリスチレン（ｐｓ）、ポリカー？ネー）（Ｐ
Ｃ）等の重合体を基材とする芯材層（コア）と、これよ
りも層液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
フアイバ緊線）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ァイ
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心線の保護層基材としては、ポリカ
ーゲネート、ポリアミド、ポリアセタール等の耐熱性を
有し且つ高強度であるエンジニアリングプラスチックを
用いることが提案されているが、−こ孔ちの耐熱性基材
を用いて保護層を形成する場合、一般に、１００Ｎを超
え、通常は約５００μｍ以上という厚みで設層されるた
め、光フアイバ素線に歪等の構造不整を与え、光伝送損
失を増大させたシ、あるいはファイバ同志の接続に不都
合を生ずるという欠点があった。

また一方で、例えばコア／クラッド複合紡糸で賦形され
た光フアイバ素線を、その後被覆加工してコード化乃至
ケーブル化する場合、被覆加工までの間に光フアイバ素
線に亀裂、破損等の事故が起るという不都合があった。

また、クラッドの基材として比較的耐熱性に劣る含フツ
素ポリマー等を用いると、より高い耐熱性を有する被覆
材を選択して被覆加工が行なえないという不都合を生じ
たＯ 〔発明の解決すべき問題点〕 本発明は、前述した従来のプラスチック光ファイバに付
随する歪等の構造不整の問題点、光フアイバ素線の被覆
加工までの間の損傷、よシ高い耐熱性を有する被覆材を
選択使用することができない、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手段として見出された本発
明のプラスチック光ファイバは、芯材層、鞘材層及び保
護層から成るバルクファイバ上に１次被覆及び２次被覆
を有するプラスチック光ファイバであって、前記保護層
が曲げ弾性率５×１０２ＩＫ９／、−，２以上の有機重
合体から成シ、厚み２５０μ漢以下の層でおることを特
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
の構成例を説明するための光コアイノ４の横断面図であ
る。

第１図は、芯材層（コア）１、鞘材層（クラッド）２及
び保護層３を構成分とする・ぐルクファイパ（光フアイ
バ心線）４が１次被覆層５及び２次被覆層６で被覆され
て成る光ファイバであシ、この様な構成でそのまま光フ
アイバ心線あるいは光フアイバコードとして利用するこ
とができる。

第１図の例と同一の要素を同一の符号で表わすと、第２
図及び第３図の例は、第１図の構成のファイバにテンシ
ョンメンバ７．７・・・を組合せた光ファイバでちゃ、
テンションメンバ７．７・・・ハ第２図の例の様に１次
被覆層中に配置したシ、あるいは第３図の例の様に１次
被覆層の外周面に近接させて配置させるなどしてテンシ
ョンメンバの形状、配置場所、数等を適宜任意に選択し
て配置される。

第１図と同一の要素を同一の符号で表わすと、第４図及
び第５図の例は、第１図の構成のファイバに防湿のため
の金属被覆層を組合せた光ファイバであり、第４図の例
では、１次被覆層５の外周面に沿って金属薄板（箔）に
よるラッピングあるいは金属めっき等による被覆層８を
設けておυ、また第５図の例では２次被覆層６の外周面
に沿って金属管等による被覆層９を設けている。金属被
覆に用いる金属としては、アルミニウム、ステンレス、
銅、亜鉛、錫等が挙げられる。

第６図の例は、軸芯を合せてコア１′、クラッド２′及
び保護層３′を賦形した光ファイバの複数本を本発明に
係る１次被覆層５′及び２次被覆層６′で被覆して一体
化した光ファイバであり、光フアイバコード等として使
用される。

第７図の例は、第１図の例と同一構成の光ファイバ１０
．１０・・・を複数本束ね、テンションメンバ１１等と
組合せて構成される光フアイバケーブルを例示したもの
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
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、メタクリル酸イソゲルニル、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、メタクリル酸す７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七ツマ−との共重合体、
ポリカーボネート、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１の基材の屈折
率よｊｏｏ、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、通常はコアとの屈折率の差
が０．０１〜０．１５の範囲にあるものから選択するの
がよい。クラッド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コアとした場合には
、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
ーボネートやポリスチレンをコア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クラッドとして使
用できる。また、クラッド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５３−４２２
６０号に記載されている様なフッ化ビニｌＪデン系重合
体を挙げることができ、その他フフ化ビニリデンーヘキ
サフルオログ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
ルペンテン系重合体もクラッドとして使用することがで
きる。

本発明に係る保護層３，３′は、曲げ弾性率が５×１０
２ｋｌ？／副２以上、よシ好ましくはＩ　Ｘ　１０’ユ
／ｃｒｎ以上の有機重合体を基材とするが、この様な条
件を満たす有機重合体は、例えばポリアミド、ポリエス
テルエラストマー、ポリカーボネート、ナイロンエラス
トマー、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線型低密度
ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ　）、ポリ４−メチルペン
テン−１、ポリスフ化ビニリデン、アイオノマー、エチ
レン・エチルアクリレート４・コポリ−ｒ　−（ＥＥＡ
　）、ポリメチルメタクリレート、ナイロン樹脂等の合
成樹脂のなかから選択することができる。

本発明に係る１次被覆層５，５′及び２次被覆層６．６
′は、例えば任意の組合せの有機重合体を基材として設
けることができるが、有機重合体の組合せの１例として
、１次被覆層５，５′を比較的曲げ弾性率の低い有機重
合体で構成して光フアイバ心線に対する緩衝作用を持た
せ、また２次被覆層６．６′を比較的曲げ弾性率の高い
有機重合体で構成してファイバの機械的強度を保持し、
またファイバを外力から保護する作用を持たせることが
できる。

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、バルクファイバ及び被覆層の賦形方法として、紡糸
又は複合紡糸と押出、コーティング等による被覆加工と
を適宜選択して行なう方法が一般的であシ、とシわけ、
コア、クラッド及び保護層を複合紡糸方式によシ、それ
ぞれの基材である重合体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し、次いでかくして賦形される
ノ々ルクファイバ上に１次被覆層及び２次被覆層を順次
被覆する方法のときに本発明による効果が顕著に現われ
るため、好ましい。尚、テンシ、ンメンパをファイバー
に配置するには、常法によシ紡糸あるいは被覆加工の際
に介在させて層形成を行う方法が一般的に用いられ、ま
た金属めっき層を形成するには、化学めっき、真空蒸着
等の常法によシ樹脂表面上に所望厚みの金属めっき層を
形成することができる。

本発明のプラスチック光ファイバの各構成層の径乃至厚
みは使用目的忙応じて適宜法めることができるが、例え
ば第１図に示したファイバの場合、コア径１０〜３，０
００μｍ、クラッド厚み１〜３００μｍ、１次被覆層厚
み３〜５００　μｍ　　、２次被覆層厚み１００〜５０
００μ愼程度とされる。また、本発明においては、保護
層の厚みを２５０μｍ以下とする必要がある。厚みが２
５０篇を超えると、特にコア及びクラッド部分に歪等の
構造不整が生じ易くなシ、好ましくない。特にコア、？
ラッド及び保護層を合せたバルクファイバの径が２５０
〜１５００μｍの場合、ファイバの外径を５００〜３０
００雄程度とするのが好ましい。

以下に具体的実施例を挙げるが、本発明の実施態様はこ
れらに限定されない。

実施例１ ス・臂イラルリメン型攪拌機をそなえた反応槽と２軸ス
クリユ一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ジメタクリル酸メチル１００部
、ｔ−ブチルメルカプタン０．４０部、ジーｔ−ブチル
／母−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、次いでベント押出様の温度をペンド部２６０℃、
押出部２５０℃、ペント部真空度４　ｍＨｇとして揮発
部を分離し、芯成分重合体ＣＰＭＭＡ　）として２５０
℃に保たれたギヤポンプ部を経て２５０℃ノ芯−鞘一保
護層３成分複合紡糸ヘッドに供給した（芯成分の曲げ弾
性率＝３Ｘ１０’ゆ／ｃｒｎ２）。

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タメタクリ
ル酸２，２，３，３．３−ペンタフルオロプロピル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の鞘成分重合体（５ＦＭ）
を得た。この鞘成分重合体を２２０°Ｃに設定されたス
クリーー溶融押出機でギヤポンプを経て２５０℃の複合
紡糸ヘッドに供給した。

また保護層用重合体として、アイオノマー（ε１　＝２
．５　Ｘ　１０　ｋｇ７ｃｍ　）を溶融混練シｔ、：、
ｓリ−ｒ　−を２５０℃に設定されたスクＩＪ、−溶融
押出機でギヤポンプを経て２５０℃の複合紡糸ヘッドに
供給した。

同時に供給された芯材層、鞘材層及び保護層の溶融ポリ
マーは紡糸口金（ノズル口径５目φ）を用い、２５０℃
で吐出され１．冷却固化の後、３１ｍＩｎの速度で引き
取り、巻とシ、芯材部径９００μ毒、鞘材部厚み５μｍ
、保護層厚み４５μｍのファイバを賦形した。

次いでこのファイバ上にクロスヘッド・グイケーブル加
工方法によ９１次被覆材としてポリヵーゲネー）（ＰＣ
）、２次被覆材として６・１２ナイロンを被覆し、外径
２．２ｍの光ファイバを得た。

かくして得られた光ファイバの熱収縮率、繰返し屈曲性
、光伝送損失を下記評価方法にょシ評価した。結果を第
１表に示した。

〔評価方法〕

（１）熱収縮率 特願昭５９−１０３６６４に示された方法で１ｏ。

℃における値を求めた。

（２）　　繰返し屈曲性 光ファイバをファイバ径の５倍の径のマンドレルに１８
０℃屈曲させ光量保持率が５０％になる屈曲回数を読み
取った。

（３）　　光伝送損失 特開昭５８−７６０２　　に示された方法を用いた。

測定波長は６５０　ｎｍである。光ファイバの入射光に
は開口数０．６の光を用いた。

実施例２〜１７、比較例１〜７ 実施例２〜１７、比較例１〜７においては、実施例と同
じ装置で、同様な方法で光ファイバを製造したもので、
その熱収縮率、繰返し屈曲性、伝送損失を実施例１と同
一の評価方法によシ測定し、結果を第１表に示した。

比較例１に示したように、バルクファイバに曲げ弾性率
５Ｘ１０ｋｇ／ｍ　以上、厚さ２５０μｍ以下の保護層
がなく、そのまま第１次被覆、第２次被覆がされると耐
屈曲性が著しく弱いことが分る。

比較例２に示したように、保護層の曲げ弾性率が５Ｘ１
０　　Ｊ／ｃｍ　　未満の場合は、熱収縮率が大きくな
る。

比較例３〜６に示したように保護層の厚みが２５０μｍ
を越えると、保護層の結晶化歪がファイ・櫂に影響を与
え、伝送損失が増加することが分かる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来のプラスチック光ファイバに付随
する構造不整の問題点、被覆加工までの間の損傷、よシ
高い耐熱性を有する被覆材を選択することができない、
といった問題点が解決され、かつ熱収縮性、耐屈曲性並
びに光伝送損失等の特性において優秀であるプラスチッ
ク光ファイバを提供することができる。

【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ノ
４の構成例を説明するための光ファイバの横断面図であ
る。 １．１′・・・コア、２．２′・・・クラッド、３，３
′・・・保護層、５，５′・・・１次被覆層、６，６′
・・・２次被覆層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　芯材層、鞘材層及び保護層から成るバルクファイバ上
   に１次被覆及び２次被覆を有するプラスチック光ファイ
   バであって、前記保護層が曲げ弾性率５×１０＾２Ｋｇ
   ／ｃｍ＾２以上の有機重合体から成る厚み２５０μｍ以
   下の層であることを特徴とするプラスチック光ファイバ
   。