JPS6247608A - プラスチツククラツド光伝送フアイバ− - 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、コアが石英ガラスまたは光学ガラス、クラッ
ドがフルオロポリシロキサンからなり、被覆層の形成さ
れたプラスチッククラッド光伝送ファイバーにおいて、
クラッドと被覆層との間に゛″′４￥定材料からなる保
護層が設けられてなる光伝送ファイバーに関するもので
ある。

［従来の技術１ 従来より、コアを石英ガラスまたは光学ガラスのファイ
バーとし、クラッドをオルガノポリシロキサンとしたプ
ラスチッククラッド光伝送ファイバーは公知であり、特
にフルオロポリシロキサンをクラッドとする光伝送ファ
イバーは開１１数が大きく、低伝送損失であることから
光通信用、画像伝送用、ライトガイド用など広範な分野
での用途が期待されている。

プラスチッククラッド光伝送ファイバーはもとより、コ
アにクラッドの設けられた光伝送ファイバーは脆く、傷
がつきやすく、しかもＩＩＴ繞性に乏しいことから、こ
れらの傷が原因で僅かな外力によって容易に切断される
。このため、通常はガラスは材からファイバーへの紡糸
と同時にクラッドを形成させ、更にその上に溶腋状ない
し熱硬化性プラスチック材料を塗布して、加熱硬化ある
いは紫外線などの照射により硬化させて、プラスチ」′
ツク材料からなる被ＹＱ層が設けられている。

しかしながら、プラスチッククラ・ンド光伝送ファイバ
ーは、使用環境の温度変化に伴ない、伝送損失に大幅な
変動を生ずるという欠点を有していて、これが光伝送フ
ァイバーとしての利用面に大きな制約を乍えている。こ
の原因は、コアのファイバーと被覆層のプラスチック材
料との熱膨張係数の相違に起因するものであって熱膨張
係数の小さなファイバーに熱膨張係数の大きいプラスチ
ック材料が被覆されたことにより、例えば低温時にはフ
ァイバーに圧縮応力が加わって、微小な曲がり、所謂マ
イクロベンディングを生ずることにより伝送損失が増大
するものと考えられている。

したがって、マイクロベンディングを減少させることが
必要となり、クラッドと被覆層との間に保護層を設けて
、ファイバーに作用する圧縮応力を緩和する手段、例え
ば、クラッドと被覆層との間にシリコーンからなる保護
層を設ける方法、クラ、ドと被覆・”層にシェリーやオ
イルを塗７１ｊシて、滑りをかえる方法（特開昭５１−
１１７６４０号公報、同５４−６５８２号公報参照）な
どが提案されている。

かかる方法において、シリコーンからなる保護層を設け
る方法は石英ガラスからなるファイバーにに直接設ける
場合には十分効果が認められ、マイクロベンディングの
抑制効果を有するが、クラッドとしてオルガノポリシロ
キサンが用いられているプラスチッククラッド光伝送フ
ァイバーにおいては、クラッド」；にシリコーンからな
る保護層を設けるとクラッドと保護層とが密着してしま
い、光伝送ファイバーとしての使用に当って、光伝送フ
ァイバー相互に接続に要するコネクター接続、あるいは
光源との接続において、保護層の剥離を必要とするが、
保護層のみを剥離することが困難となり、クラッドも共
に剥離してしまうという問題点があり、プラスチックク
ラッド光伝送ファイバーにおいて、保護層の形成は実用
化されてはいない。

一方、グランドと被覆層にシェリーやオイルを塗布する
方法においては、滑りを！ｊえることによってファイバ
ーに直接圧縮応力を′ｊえないという効果は認められる
が、低温における伝送損失の増大化という問題点は解決
されていない。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明者の研究によれば、石英ガラスからなるＰｆ、２
００１Ａ１１のファイバーをコアとし、ジメチルシリコ
ーンのクラッドが設けられた径３００μ層のファイバー
の外周にナイロンの被Ｙａ層が形成されてなる外径９０
０μｍのプラスチッククランド光伝送ファイバーは一２
０℃と８０℃との間のヒートサ・ｆクルによる伝送損失
（８５０ｎ腸における）は、２５°Ｃの伝送損失を基準
として１０ｄＢ／Ｋｍも増加することが認められ、極め
て大きな問題点を有していることが確認された。

しかるに、前記のごとく、クラッドと被覆層との間に保
護層を形成するための好適な材料は見い出されてはいな
い。したがって、本発明者は−゛ユ　Ｌ記聞照点の認識
にもとづき、プラスチッククラッド光伝送ファイバーに
おけるクラツド材と保護層材料の選択と両者相互の組み
合わせによる光伝送ファイバーの特性に対する影響につ
いて種々研究、検討を行なった。その結果、クラツド材
としては、フルオロポリシロキサンが光伝送ファイ／＜
−として開口数が人きく、伝送損失は小さいことから特
に好適であり、それに対する保護層材料としては特定の
硬度を有する材料が、コアのファイバーへの圧縮応力を
緩和させる所謂緩衝材となり得るという知見を得て本発
明を完成するに至ったものである。

よって、本発明の目的はクラツド材としてのフルオロポ
リシロキサンとそれに対する好適な材料からなる保護層
が設けられてなり、使用環境の変化によっても安定した
特性を有するプラスチッククラッド光伝送ファイバーを
提供するものである。

［問題点を解決するためのＬ段］ 本発明は石英ガラスまたは光学ガラスからなるファイバ
゛□−のコアと、フルオロポリオキサンのクラッドとか
らなり、これを被覆する中層ないし多層構造の被覆層を
有するプラスチッククラッド光伝送ファイバーにおいて
、クラッドと一被覆層との間に、ＪＩＳ　Ｋ−８３０１
ニスプリング式硬さ試験Ａ形による硬さ測定値が１５〜
６０の範囲にある材料からなる保護層が設けられてなる
ことを特徴とするプラスチッククラッド光伝送ファイバ
ーである。

本発明において、クラッドとしてのフルオロポリシロキ
サンは従来よりよく知られているメチルフルオロプロピ
ルポリシロキサン、それとジメチルシロキサンとの共重
合体、パーフルオロアルキル基含有のポリシロキサンな
どでもよく、特に限定されない。而してビニル基含有オ
ルガノフルオロポリシロキサンとその硬化剤としての含
水素フッ素化シリコーン化合物とからなる硬化体である
のが好適である。

本発明によるプラスチッククラッド光伝送ファイバーの
構造はその断面が第１図に示される。第１図にしたか−
パって、説明すると、石英カラスまたは光学ガラスから
なるファイバーのコアｌの外周にフルオロポリシロキサ
ンからなるクランド２が形成されている。フルオロポリ
シロキサンのクランド２の表面りには保護層３が設けら
れ、最外層は被覆層４が形成されている。

コア１の外径は５０μ層〜１０００μ勝において、その
用途に適合した各種のものが使用される・、またクラッ
ド２はその厚さが５μ層〜ＩＯμ露であれば４−分タラ
ッドとしての機能を発揮し得るが、好ましくはｌＯμ■
〜２００μ鳳である。被覆層４は光伝送ファイバーとし
て通常使用される材質のものであれば特に限定されない
０通常はプラスチック材料１例えばナイロンが溶融押出
しによって被覆され、本発明においても好適なものとし
て挙げることができる。また、被覆層は中層に限らず、
異なる２挿具りの材料による多層構造の被覆層であって
もよい、被覆層の厚さは通常１００μｍ〜５００μ層で
あるが、特に限定されない。

クランド２と被覆層４と−の間には保護層３が設けられ
る。本発明において、保、）へ層の材質の選択が弔問で
ある。保護層はファイバーのコアに対する圧縮応力を緩
和し得るものであること、クランドとは接着力を有する
ことなく、クラッドとの間に滑りを生ずるものであるこ
とが不可欠の要件であり、更に、クラッドに容易に被覆
し得るものであることも必要である。

かかる材質を選択するための、指標は、保護層材料とし
ての硬さに求められる。合成樹脂材料、ゴム材本１など
の硬さ測定方法はＪＩＳに規定されるに−６３０１ニス
プリング式硬さ試験Ａ形の方法が採用されるが、本発明
の硬さも該試験の方法による測定値によって決定される
。即ち、該試験方法による硬さ測定値１５〜６０の範囲
にある材料から選択される。而して他の硬さ測定方法に
よる場合は好適な指標を与えるには至らない。

ＪＩＳ−に６３０１　スプリング式硬さ試験Ａ形は、該
試験に規定される試験機によって行なわれ、所定試験片
表面に加圧面を接触させたと−き１ノ、加圧面の中心の
穴からばね圧により突き出ている押針がゴム面によって
押しもどされる距離を硬さとして］」盛に示されるもの
である。Ｌ記のＪＩＳによる硬さ値はショアーＡに近い
ので、ショアＡ硬度で表されてもよい。

硬さ測定値がＬ記の範囲にある材料としては、例えばポ
リウレタン、シリコーンゴム、エポキシ樹脂などがあり
、これらは保護層の形成の容易性、即ち、塗４ｉ　、硬
化条件などの点においても好適である。また、保護層を
特に緩衝層として機能させるには硬さ測定値が２０〜３
０の範囲にあるものが好適である。

保護層の厚さは２０μｍ〜２００μ層となるように設け
られるのが望ましい。

本発明にしたがって、設けられた保護層は、ファイバー
に加わる外部からの応力を緩和し得るとともに、クラン
ドと保護層との間に滑りを生ずる。これは、保護層に使
用される材料がクラッドの材料であるフルオロポリシロ
キサンと接触性を有しないことによるものであり、ファ
イバーと被覆層の材料であるプラスチックとの熱膨張（
ｉの差に起因して生ずる応力がファイバーに加わるとし
ても、保護層の応力緩和作用とクラットと保護層の間に
生ずる滑りによって。

ファイバーには応力が加わることなく、したがってマイ
クロベンディングの発生が抑制され、伝送損失を増加さ
せないのである。また、クラフトと保護層は接着されて
いないために、光伝送ファイバーとしての使用、例えば
、コネクター接続に際し、保護層を簡？ｌに剥離するこ
とができ、ファイバーやクラッドに損傷を！ｊ・えるこ
となく、容易に接続することができる。

［実施例］ 合成例１ フルオロポリシロキサン組成物の調製 攪拌機、温度計、還流冷却器及び滴下ロートを備えた５
００ｍ（２の四つ目フラスコに１５ｚ水酸化ナトリウム
水溶液２２３．５ｇを入れ、攪拌しなからＣ＾Ｆ９Ｃ７
Ｈ４（ＣＨ３）ＳｉＣｌ２５０ｇ（０，１３８モル）　
、　ＣＣＨ２）２ＳｉＣ１／３５．７５ｇ’（０，２７
７モル）からなる混合物を滴ドロートから、反応温度を
２０℃以ドに保持しつつ６０分間を要して滴ドした。

滴Ｆ後、更に同温度で１５分間攪拌し、有機層をトリク
ロロトリフロロエタンによって抽出し、抽出液を水洗、
硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下でトリクロロト
リフロロエタンを留太し、生成物として無色の液体５５
ｇを得た。

この生成物５５ｇ　、　ＣＣＨ３）ＣＨ２＝ＩＣＨＳｉ
Ｏ８ＩＣＨ＝ＣＨｐ　（００３）７０．５７ｇ、（Ｃｌ
：＋）Ｊ・ＯＨの１％メタノール溶液０．５５ｇと、を
ヨミつロフラスコに入れ、２　ａ＋ｍＨｇの減圧下で８
０〜１００℃に加熱、攪拌して２時間反応させた０反応
後、フラスコ内の温度を１５０℃に上昇させ、２膳ｍＨ
ｇに減圧して触媒である（Ｇｌｈ）Ｊ°ＯＨ５、ｌ１ｇ
を分解除去し、生成物として無色透明な液体の下記式の
ビニル基含有オルガノフルオロポリシロキサン５３ｇを
ず！ｌた。

４　Ｆ９ ■ Ｃ）１３Ｃ８３Ｃｌ３　　ＯＨ３ 次にに記ビニル基含有オルガノフルオロポリシロキサン
ｌｏｎｇとド記式の含水素フッ、ド化シリコーン化合物
１．８７ｇ及び塩化白金の０．２’＄プロパ／−ル溶液
０．５０ｇを混合してフルオロポリシロキサン組成物を
調製した。

実施例１ 石英ガラス母材から直径２００μｍφのファイバーを紡
糸し、直ちに合成例１にて得られたフルオロポリシロキ
サン組成物を塗布し、温度約４００°Ｃの加熱炉内を２
秒間で通過させて焼成し、クラフトの形成された直径３
００μ層φのファイバーとした。、続いて、シリコーン
ゴム（０Ｆ−ＩＨ”：信越シリコーン社製品、硬さ測定
値３０）を」二足と同様の条件で塗布、焼成して、保護
層の形成された直径４００μ層φのファイバーとした。

更に、ナイロン＋１（”３０２じ：宇部興産社製品）を
溶融押出しにより被１’ｆｌ　して被覆層を形成し、プ
ラスチッククラッド光ｆＪｔ送ルアイバーを（１１た。

得られた光伝送ファイバーの伝送損失（８５０ｍｍ）は
５ｄＢ／ｋｍであった。次に第２−１図に示すヒートサ
イクル条件における伝送損失を測定し、その結果を第２
−２図に示した。但し、図中、縦軸は２５℃を基準とし
た伝送損失値の変化を表す。

実施例２ 実施例１と同様に紡糸し、クラッドの形成された石英ガ
ラスからなるファイバーにウレタンアクリレート（”５
ｏｆｔ　Ｐｒｉ履ａｒｙ−ロ木合成ゴム社製品、硬さ測
定イ１へ５０）を塗布し、ＵＶ光を照射した硬化炉を１
秒間で通過させて保護層の形成された直径４００μｍφ
のファイバーとした。更に、実施例１と同様にナイロン
１１を被覆して被覆層の形成されたプラスチッククラッ
ド光伝送ファイバーを１１１た。

得られた光伝送ファイバーの伝送損失（８５０ｍｍ）は
５ｄＢ八履であった。次に実施例１と同様のヒートサイ
クル条件における伝送損失を測定し、その結果を第２−
２図に示した。

比較例１ 実施例１と同様に紡糸し、クラッドの形成された石英ガ
ラスからなるファイバーに直接ナイロン１１を実施例１
と同様に被覆して被覆層を形成されたプラスチッククラ
ッド光伝送ファイバーを（すた。

得られた光伝送ファイバーの伝送損失（８５０ｎａ＋）
は５ｄＢ／ｋｍであった０次に実施例１と同様のヒート
サイクル条件における伝送損失を測定し、その結果を第
２−３図に示したが、低温において伝送損失は１ｏｄＢ
／ｋｍの増加が認められた。

［発明の効果］ 現状のプラスチッククラッド光伝送ファイバーは使用環
境の温度変化に対して伝送損失が変動し、特に低温にお
いて損失が増大するという欠点を有していて、実用的に
は問題がある。

本発明はかかる欠点を解消したものであって、温度変化
に対しても伝送損失は全く変化しないという優れた効果
を有するものである。しかも、−７光“伝送ファイバー
としての使用において、例えばコネクター接続などにお
ける被覆層の剥離に際してコア及びクラッドを損傷する
ことなく極めて容易に行ない得るという特徴をも右して
いる。

したがって、高開口数、低伝送損失というプラスチック
クラッド光伝送ファイバーの有する本来の特性に加えて
、上記のごとき特徴を有することから、光通信用、画像
伝送用、ライトガイド用などにおいて、使用環境に影響
されることなく広範な分野における用途を拡大するとい
う効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による保護層が設けられたグラスチッ
ククラツド光伝送ファイバーの断面図であり、第２．−
１図は実施例及び比較例におけるヒートサイクル条件を
示すチャート図であり、第２−２図は実施例１及び２の
ヒートサイクルにおける伝送損失の変化を示すチャート
図であり、第２−３図は比較例１におけるヒートサイク
ルにおける伝送損失の変化を示すチャート図である。 第１図において１はコア、２はクラッド、３は保護層、
４は被覆層を示している。 ＋唾甲→□− （＋− 一〜＋−− 第２−１回 手続補正書 昭和６１年４月８　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石英ガラスまたは光学ガラスからなるファイバーのコア
   と、フルオロポリオキサンのクラッドとからなり、これ
   を被覆する単層ないし多層構造の被覆層を有するプラス
   チッククラッド光伝送ファイバーにおいて、クラッドと
   被覆層との間に、ＪＩＳＫ−６３０１：スプリング式硬
   さ試験Ａ形による硬さ測定値が１５〜６０の範囲にある
   材料からなる保護層が設けられてなることを特徴とする
   プラスチッククラッド光伝送ファイバー。