JPS63236004A - コア−クラツド型光フアイバ - 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】 し産業上の利用分野〕 本発明は、コア−クラッド型光ファイバとくにプラスチ
ック系光ファイバに関するものであシ、更に詳しくは元
ファイバコード、光フアイバケーブルなどへの加工が容
易なコア−クラッド型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
送性ヲ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、曲げ応力か弱いばかりでなく、高価であ
ることからクラッド層をプラスチック基材とする光ファ
イバが開発され、実用化されている。

クラッド層全プラスチック基材とするコア−クラッド型
光ファイバのうち、プラスチック元ファイバは光の透過
性が良好なポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート
及びポリスチレン等の重合体を基材とするコア層とし、
またこれよりも屈折率が小さくかつ実質的に透明な含フ
ツ素ポリマー等の重合体を基材とするクラッド層とを基
本構成単位としている。これらの元ファイバ素線の製品
形態としては、この元ファイバ素線や光フアイバ素線全
機能性保護層で核種した光フアイバ心線等のバルクファ
イバ、光７アイパ素線をジャケット材で液種した光フア
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
合せた元ファイバケーブルなどがある。

従来、前記元ファイバコードのジャケット材や元ファイ
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
使用に耐え得ず、光フアイバ心線を用いてケーブル加工
を行なう際、より高い耐熱性金石するケーブル核種材を
用いてのケーブル加工が行なえないという問題点があっ
た。

また、それらの問題を解決するため、架橋タイプのポリ
オレフィン全核種した光ファイバも考案されているが、
これらは架橋処理工程が傾雑であるとともに、高結晶性
ポリマーであるため曲げ弾性率が大きいため、得られた
元ファイバコードが硬くなり、例えば狭い場所での使用
に不都合を生じ、プラスチック元ファイバの特性を損ね
るものであった。１だ、低融点のポリエチレンテレフタ
ソー１１１１１脂、ナイロン樹脂などを用いる方法も検
討されたが、これらは耐湿熱性が低く、実用上問題があ
った。

〔発明の解決すべき問題点〕

上述した如く、従来の開発されてきたジャケット材を被
接したコア−クラッド型プラスチック光ファイバは被積
層の軟化点が低く耐熱性に劣るとともに、高温でのケー
ブル加工が難しい難点があり、このような難点のないも
のはジャケット材の架橋処理が必要となるなどの難点が
あり、架橋処理したジャケット材が硬く、自在加工性も
不足するための使用に不都合を生じ、更に耐湿熱性に劣
るといった難点全Ｍしていた。

〔問題点全解決するための手段］ 不発明は上記問題点を解決することを目的としてなされ
たものであジ、その要旨とするところは、コア−クラッ
ド型光ファイバの外層にオレフィン糸熱可塑性エラスト
マーの被覆層全役けたことを特徴とするプラスチック元
ファイバにある。

本発明の元ファイバを構成するのに使用されるコア材と
しては、シリカ系ガラス又は非品性の透明重合体が好適
であり、例えはメタクリル酸メチルの単独重合体又はメ
タクリル酸メチルを７０重量係以上と３０重量係以下の
共重合可能す他のビニルモノマー、例えばアクＩＪ　ル
ＩＮ　Ｊチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸シクロ
ヘキシル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸イン
ボルニル、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−メタクリル岐エステル共重合体、特公昭６０−
１８４２１１号に開示されているようなポリメタクリル
イミド重合体、あるいはこれらのポリマーの原子の全部
あるいは一部が重水素で置換された重水素化重合体等を
挙げることができ、その他の透明重合体、透明重合体の
ブレンド物も使用可能である。

クラツド材としては、コアの基材の屈折率よりＣＬＯＩ
以上小さい屈折率をＭする実質的に透明な架橋型又は非
架橋型の重合体が使用されるが、通常はコアとの屈折率
の差が００１〜α１５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、従来公仰のものを用いることができるが、例えは
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４５−８９７８号、特公昭５６−
８３２１号、特公昭５６−８３２２号、特公昭５６−８
３２３号及び特公昭５３−６０２５号等に開示されてい
るよう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、例えばポリメタクリル酸メチルがクラツド
材として使用できる。

また、クラツド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
記載されているよりなフッ化ビニリデン糸重合体をあげ
ることができ、その化フッ化ビニリデン−へキサフルオ
ロプロピレン系共重合体、前記ポリメタクリル酸メチル
以外のメタクリル酸エステル系重合体、メチルペンテン
系重合体もクラツド材として使用することができる。

さらにα−フルオロアクリル酸と７ツ累化アルキルアル
コールアルいハアルキルアルコールとからなるエステル
類を重合あるいは共重合させたものが使用できる。

不発明で使用されるオレフィン系熱可塑性エラストマー
はエチレン−プロピレフ共重合体、あるいはエチレング
ロビレン共重合体に、エチリデンノルボルネン、１，４
−へキサンエン、ジシクロペンメジエ７などｔ共電合し
７′ｃ３元共重合体等をゴム成分とし、これらに樹脂成
分としてはポリエチレンあるいはポリプロピレノ等を用
いたブレンド体となっているものを用いるのが好ましい
。

このエラストマーは室温においてはエントロピー弾性ヲ
府するゴム成分である軟質ブロックが、低温時には加硫
ゴムと同様の挙動金と９、樹脂成分である硬質ブロック
かその塑性変形を防止する効果を奏し、また烏温では、
その樹脂成分がその結晶の融点までは軟化しないため、
充分な耐熱ａｔ有し、かつ柔軟で優れた加工性を偏えて
いる。また熱可塑性重合体であるためポリエチレン、ポ
リプロピレン同様の加工が可能であり、元ファイバへ被
糧後煩雑な後架橋処理も必債とせず、オレフィン系ポリ
マーであり、官能基全含まないため耐湿熱特性も良好で
ある。

市販のものとしては、例えば三井石油化学工業株式会社
製商標ミラストマー、三菱油化株式会社製商標サーモラ
ン、住友化学工業株式会社製商標住友ＴＰＥなどがある
。

本発明で用いるオレフィン系熱可塑性エラストマーの耐
熱性Ｆｉ樹脂成分とゴム成分のブレンド割合を変更する
ことにより変更でき、例えば自動車用途などで被水され
ている１２０℃以上の耐熱性を要求される用途には三井
石油化学工業製の商品名ミラストマーＭ２４００Ｂ、Ｍ
４４　　ロ　　ＯＢ、　　　　Ｍ２６００Ｂ、　　　　
Ｍ３８００Ｂ、　　　　９５９０Ｂ、Ｍ４Ｂ００Ｂ、三
菱油化社製の商品名サーモラン５９６０，２９９４．住
友ＴＰＫ１８００．１９００．５３８，８１７，８１９
゜９０７、　　　９０４．　　　９０５．　　　８ＰＸ
８８００゜９Ｂ［１０，Ｂ４［ＩＯ，９４００等がある
。また、これらのエラストマ〜にカーボンブラック、メ
ルク、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素憧維等
の無機物あるいはＭ機動のフィラーを充填して便用して
もよい。

本発明全実施するに際して用いる元ファイバーを製造す
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が代表
的であり、紡糸のみによる方法としては、コア、クラッ
ド及び保護層の夫々の基材を浴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、いわゆる複合紡糸方式
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、コアのみを紡糸するかあるいはコ
アとクラッドとを複合紡糸して賦形し、必要によりテン
ションメンバー全介在させてこの賦形物に他の構成層を
順次被憶していく方法等がとられる。

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明の態様
はこれに限定されるものではない。

なお、実施例において用いた評価は、次に記す方法を用
いて行った。

１）光伝送損失 特開昭５８−７６０２号公報に記載される方法を用いて
測定した。

測定波長は６５０　ｎｍ％ファイバ入射光は開口数がα
６の元を用いた。

２）熱収縮率 元ファイバ’ｉ１０［１０關に切断し、測定温度±ｎ５
℃に設定された熱風乾燥器に無荷重で吊り下げ２０時間
放置後の光フアイバ長さくｔ■）を測定し、下式にて熱
収縮率α（係）とする。

３）耐熱性 光フアイバ心線わるいにコード全１５ｍ検尺し、その中
間部１０ｍ’Ｑ乾燥機内に入れ、両端２．５ｍずつを乾
燥機内の壁面孔から出し、その一端に６５０　ｎｍ波長
の元源他の一端に元検出器金取り付けた。乾燥機の温度
ｔ−２℃／　ｍｉｎの速度で昇温し、元ファイバ心線あ
るいはコード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。

４）ケーブル加工性 クロスヘッド型ケーブル加工機で、ケーブル被覆材にポ
リフッ化ビニリデンを使用し、加工温度２２０℃、線速
２０　ｍ　／　ｍｉｎでケーブル加工を行なった。得ら
れた元ケーブル□□□葎厚（１５ｍ　）の光伝送損失を
測定した。

以下に具体的実施例を示すが、不発明の実施の態様はこ
れにより限定されない。

実施例１ 連続塊状重合法により得たメタクリル酸メチル重合体を
ベント部バレル温度２６０℃、ベットＸ空度４ｗｎＨ９
，押出部バレル温度２３０℃に設定されたベント押出機
により溶融し、さらに２３０℃のギヤポンプを経て、コ
ア成分重合体として２３０℃のコア−クラッド−保護層
３成分複合紡糸ヘッドに供給した。メタクリル酸２゜２
．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のクラッド成分重合体を得た。このク
ラッド成分重合体を２２０℃に設定されたスクリュー溶
融押出機でギヤポンプ全経て２６０℃の複合紡糸ヘッド
に供給した。

マタ、ポリオレフィン系エラストマーとして三菱油化（
株）製、商品名サーモラン２９２０’ｉ保護層ポリマー
として２００℃に設定されたスクリュー押出機より２３
０℃のギヤポンプを経て、２３０℃の複合紡糸ヘッドに
供給した。

これら同時に供給されたコア、クラッド、保護層の溶融
ポリマーは紡糸口金を用い、２３０℃で吐出され、冷却
固化の後、巻取り、コア部径７００μｍ、クラッド部厚
み６μｍ、保護層厚み１４４μｍのプラスチック元７ア
イパ心Ｓｔ−得た。

このようにして得られた光フアイバ心線の光伝送損失、
耐熱性、１２０℃での熱収量率、クープル加工性を評価
した。結果全第１表に示した。

実施例２ 実施例１においてポリオレフィン系エラストマーとして
用いた商品名サーモラン２９２０の代りに三井石油化学
（株）！！８！、商品名ミラストマー４８’ＯＯＮを使
用する以外は実施例１と同様にして複合紡糸し、元ファ
イバ心線を得た。この心線を実施例１と同一の評価全行
ない、七の結果を第１表に示した。

比較例１ 実施例１においてポリオレフィン系エラストマーとして
用いた商品名サーモラン２９２０の代りに三菱油化（株
）製、低密度ポリエチレン、商品名ＬＭ−４０’ｉ使用
する以外は実施例１と同一にして複合紡糸し、元ファイ
バ心線を得た。

この心線を実施例１と同一の評価を行ない、その結果を
第１表に示した。

第１表 実施例６ 連続塊状重合法により得たメタクリル酸メチルｚ合体ｔ
ベント部バレル温度２６０℃、ベント真空度４■Ｈ９、
押出部バレル温度２！ｌｏ℃に設定されたベント押出機
により溶融し、さらに２３０℃のギヤポンプを経て、コ
ア成分重合体として２３０℃のコアークラツド２成分複
合紡糸ヘッドに供給した。

一万、メタクリル酸２．乳へへ６−ペンタフルオロプロ
パン１００部とメタクリル酸１部から成るクラッド成分
共重合体を２２０℃のギヤボンブを経て、２３０℃の複
合紡糸ヘッドに供給した。

同時に供給されたコア−クラッドの溶融ポリマｈ紡糸口
金（ノズル口径３ｍ＋φ）を用い２６０℃で吐出させて
冷却固化の後、３　ｍ　７分の速度で引取って巻取り、
コア部組５００μｍ１クラッド部厚８μｍのプラスチッ
ク元ファイバー心線を得た。

次いでこのファイバ心線の外側にクロスへラドダイ型ケ
ーブル加工機より被種材として三井石油化学社製、商品
名ミラストマーＭ２４００を２００℃にて被覆し、外径
１．０１１１１の元ファイバコードを得た。

このようにして得た元ファイバコードの光伝送損失、耐
熱性、１２０℃での熱収量率を評価し、その結果を第２
表に示した。

実施例４ 実施例３において被覆材として用いた商品名ミラストマ
ーＭ２４００の代りに住友化学工業（株）製、西品名住
友ＴＰＫ９０４ｔ−用いる以外は実施例３と同様の方法
により元ファイバコードを得、同様の評価を行ない、そ
の結果を第２表に示した。

比較例２ 実施例６において被種材として用いた商品名ミラストマ
ーＭ２４００の代りに、日本コニカ−（株）製、商品名
ＥＶＡ　ＮＵＯ−３８０８’ｉ用いる以外は実施例３と
同様の光フアイバコードを得、同様の評価を行ない、そ
の結果を第２表に示した。

比較例３ 実施例３において、被種材として商品名ミラストマーＭ
２４００の代りに三菱油化（株）製、水架橋ポリエチレ
ン、商品名リンクロンＨｍ−７０７Ｎ’ｉ被榎する以外
は実施例３と同様の方法により元ファイバコードを作成
し、同様の評価を行ない、その結果を第２表に示した。

尚、このコードは被橿材被徨後、８０℃２時間温水処理
を行ない、その後風乾する必要があり、プロセス上非常
に頻雑であった。

第　　　２　　　表 実施例５ 極限粘度ｎ　４３　ｔ／ｅＬｔ’ｔ”４Ｅするビスフェ
ノールＡからなる得たガラス転移温度１４４℃のポリカ
ーボネー）ｔ２２０℃に保たれたギヤポンプ部を経て２
２０℃のコア、クラッド、保護層三成分複合紡糸ヘッド
のコア部、保護層部に供給した。

一万、α−フルオロアクリル［２，２，２−トリフルオ
ロエチル９０重量部とα−フルオロアクリル酸メチル１
０重量部と全共重合した重合体（屈折率１．３９２　、
ガラス転移点１２５℃）をクラッド成分とし、２２０℃
に保たれたギヤポンプ部を経て上記紡糸ヘッドに供給し
た。

同時に供給したコア、クラッド、保護層の溶融ポリマー
はノズル口径３Ｍφの紡糸口金を用い２２０℃にて吐出
しコ冷却固化後、３　ｍ／　ｍｉｎの速度で引き取り、
コア部組９００μｍ１クラッド部厚み１０μｍ５保護層
厚み４０μｍの元ファイバ心線を得た。次いでこのファ
イバ心線の外側にクロス、ヘッドダイ型ケーブル加工機
よジ被傑材として三井石油化学（株）＃！、商品名ミラ
ス）−ｒ−Ｍ４８００　Ｂｉｌ　８０　℃にて被覆し、
外径２．２ｍの元ファイバコードを得た。

このようにして得られた元ファイバコードの光伝送損失
、耐熱性、１３０℃での熱収量率り５℃、９５４ＲＨ，
１０００時間処理後の光伝送損失、及びコード外観を評
価した。その結果を第３表に示した。

比較例４ 実施例５において被種材として三井石油化学（株）製、
商品名ミラストマーＭ４８００Ｂｉ用いる代りに三菱油
化（株）製、水架橋ポリエチレン商品名ＭＰ−７０ＯＮ
’ｉ被徨する以外は実施例５と同様の方法により元ファ
イバコードを作成し、実施例５と同様の評価を行ない、
その結果を第３表に示した。尚、このコードは被接材被
覆後８０℃、２時間温水処理、その後風乾する必要かあ
り、プロセス上非常に頻雑なものであった。

比較例５ 実施例５において被覆材として用いた三片石油化学（株
）製、商品名ばラストマーＭ　４８００Ｂの代りに東し
−デュボン（株）！！！、商品名ノーイトシル４０５６
’ｉ被覆する以外は実施例５と同様の方法により元ファ
イバコード全作成し、同様の評価を行ない、七の結果０
い表に示した。

第　　　５　　　表 実施例６ ポリメチルメタクリレートとメチルアミンとをトルエン
中で反応せしめて得たグルタルイミド化率９＆５チ、熱
変形温度１７７℃なるポリグルタルイミド重合体をベン
ト部バレル温度２７０℃、ベント真空度４鴎ＨＰ、押出
部バレル温度２６０℃に設定された２軸ベント押出機に
より溶融し、さらに２６０℃のギヤポンプを経て、コア
成分重合体として２６０℃のコア−クラッド−保護層３
成分複合紡糸ヘッドのコア及び保護層部に供給した。得
られたコア成分重合体は屈折率１．５３０、ガラス転移
点１３９℃であった。

一万、α−フルオロアクリル酸２．２．２−トリフルオ
ロエチル７０重量部、α−フルオロアクリル酸メチル３
ＯＮ量部金共重合した重合体（屈折率１．４０５、ガラ
ス転移点１２９℃）全クラッド成分とし２２０℃に保た
れたギヤポンプを経て上記紡糸ヘッドのクラッド部に供
給した。

同時に供給したコア、クラッド、保護層の溶融ポリマー
はノズル口径３ｆｉφの紡糸口金を用い２２０℃にて吐
出し、冷却固化後３　ｍ　／　ｍｉｎの速度で引き取り
、コア部組９００μｍ、クラッド部厚み１０μｍ、保護
層厚み４０μｍの元ファイバ心線を得た。

次いでこのファイバ心線の外側にクロスへラドダイ型ケ
ーブル加工機より被糧材として三片石油化学工業（株）
製、商品名ミラストマーＭ２６００Ｂ金１９０℃にて被
覆し、外径２−２ｍの光フアイバコードを得た。

このようにして得られた光フアイバコードの光伝送損失
、耐熱性、１３０℃での熱収縮率を評価し、その結果を
第４表に示した。

比較例６ 実施例６において、被糧材として用いた三片石油化学（
株）製、商品名ミラストマーＭ２６００Ｂの代りに三菱
油化（株）製、水架橋ポリプロピレン、商品名ＸＰＭ−
７００Ｂを被覆する以外は実施例６と同様の方法により
元ファイバコードを作成し、同様の評価全行ない、その
結果を第４表に示した。尚、コードは被援材被機後８０
℃２時間温水処理、その後風乾する必要があり、プロセ
ス上非常に頻雑であった。

実施例７ 実施例６において、被覆材として用いた三片石油化学（
株）製、商品名ミラストマーＭ　２６００Ｂの代りに三
菱油化（株）！Ｊ！、商品名５ＰＸ８４００を被覆する
以外は実施例６と同様の方法により元ファイバコード全
作成し、同様の評価を行ない、その結果を第４表に示し
た。

第　　　４　　　表 〔発明の効果〕 本発明によれは、耐熱性に優れ、高温におけるより高い
耐熱性を臂する核種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、耐湿熱性にも優れ
たプラスチック元ファイバが提供される。

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オレフィン系熱可
   塑性エラストマーで被覆されてなることを特徴とするコ
   ア−クラッド型光ファイバ。