JPS6340109A - 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、とくに光学測定用素子として利用しつる光フ
ァイバに関するものである。

〔従来の技術〕

距雅センサーやオン・オフセンサーなどの光量測定用素
子として光ファイバの利用が進められている。

これら光学素子として従来開発されてきた光ファイバは
、光伝送性良好なプラスチックにて形成されたコアの外
周に、コアの屈折率よりも低屈折率のクラッド層及びそ
の外周にポリエチレンや含弗素ポリマーをカーボンブラ
ック等の光遮断材を含ませた光遮断層を設けたものであ
る。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

上述した如き光遮断層を投げた光ファイバ′す、第２図
に示す如く、適時時間が比較的短くても同図（イ）の１
１に示す如く光遮断層４中の光遮断材がクラッド層２中
へ移行する傾向が認められ、更に長時間経過すると第２
図（ロ）に示した如くコア１中へも光遮断材１２が移行
し、光フアイバ素子としての特性が低下する雑煮が認め
られている。

このような不都合を解消するため光遮断層に砂子す吻揮
−リ１ア凄七（ガラス転移温度の高いラド層２、コア１
への経時的移行を防止することは実質的にできず、経時
変化を起さない光）アイパ素子として使用しうる光遮断
ｊ′−を備えた光ファイバは得られるに至っていない。

また従来開発されてきた光遮断層を備えた光ファイバを
素子に加工する際に、光遮断層が伸び易いという難点も
ちり長さ精度の要求される光フアイバ素子を作り得ろ光
ファイバの出現が待たれている。

〔間魂点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は光遮断層から光遮断材のクラッド
層及びコアへの移行原因を追及した結果、クラッド＋？
４と光遮断材との親和性が良好でちるために、このよう
な現象が認められることをつきとめると共（′こ、光遮
断層の光ファイバ力ロエ時つ伸びを防止するにｊ−ｔ、
光遮断層形成用ポリマーとして、ガラス・伝移点の高い
ポリマーを用いることＶＣよりその目的ｔｌｒ！成しう
ろこと七見出し本発明を完成した。

本発明の要旨とするところは、光伝送性良好なプラスチ
ックにて形成されたコアを中心としその外周にカア材の
屈折率よりも低い屈折率を有するポリマーより形成され
たクラッド４、光）断材のクラッド、及びコアｊｊへの
移行を防止するための透明な保護ｊ−１及び光遮断材を
含有するガラス転移温度８０℃以上のポリマーとにて形
成した光遮断層を設けたことを特徴とするオールプラス
チック夷光ファイバにちる。

本発明を実施するに際し、コア形成用プラスチック及び
クラッド形成用プラスチックとしては光伝送特性が良好
であることが必要であり、例えば、 ポリメチルメタクリレート（ｎ　＝　ｔ　４９　）およ
びメチルメタクリレートを主成分とするコポリマー（ｎ
　＝　１．４７〜１．５０　）、ポリグルタルイミド（
ｎ　＝　１．５２　）、ポリスチレン（ｎ　＝　１゜５
８）およびスチレンを主成分とするコポリマー　（ｎ　
＝　ｔ　５０〜＋、　５８　）、スチレンアクリロニト
リルコポリマー（ｎ　＝　１．５６　）、ポリ４−メチ
ルペンテン１　（ｎ　＝　１．４６　）、エチレン／酢
ビコポリマー（ｎ　＝　１．４６〜ｔ　Ｓ　Ｏ）、ポリ
カーボネート（ｎ　＝　１．５０〜１．５７　）、ポリ
クロロスチレン（ｎ＝１．６１）、ポリ塩化ビニリデン
（ｎ　＝　１．６　ｓ　）、ポリ酢酸ビニル（ｎ　＝　
１゜４７）、メチルメタクリレート／スチレン、ビニル
トルエン又けα−メチルスチレン／無水マレイン酸三元
コポリマー又は四元コポリマー（ｎ　：　１．５０〜１
．５８　）、ポリジメチルシロキサン（ｎ　＝　１．４
０　）、ポリアセタール（ｎ　−＝　１．４８）、ポリ
テトラフルオロエチレン（ｒＩ＝１．ｓ５）、ボリフフ
化ビニリデン（ｎ　＝　１．４２　）、ポリトリフルオ
ロエチレン（ｎ　＝　１．４０　）　、パーフルオロプ
ロピレン（ｎ　＝　１．３４）、およびこれらフッ化エ
チレンの二元系又は三元系コポリマー（ｎ　＝　ｔ　ｓ
　ｓ〜ｔ　４０　）、ポリフッ化ビニリデン／ポリメチ
ルメタクリレート・ブレンドポリマー（ｎ　＝　１．４
２〜１．４６　）　、一般式ＣＨ２−Ｃ（ＣＨ３）Ｃ０
０Ｒｆ　　で表わされるフッ化メタクリ　　し　−　　
ト　、　　（ｎ　＝１ｉ　　　７　〜１．４　　１　　
　）　　、　　Ｒ／ｆ　　：ＣＨ２ＣＦ２　ＣＨＦ　Ｃ
Ｆ３　（ｎ　＝　１．４１　）、Ｒ’ｆ：　ＣＨ（ＣＦ
ｓ）。

（ｎ　＝　１．５８　）、およびこれらフッ化アクリレ
ートコポリ七−（ｎ＝　１．５６〜ｔ　ａ　１）、およ
びこれらフッ化アクリレートと前記フッ化メタクリレー
トコポリマー（ｎ　＝　１．３６〜１．４１　）、およ
びこれらフッ化アクリレートとフッ化メタクリレートと
メチルメタクリレートコポリマー（ｎ　＝　１．３７〜
１．４３　）　、一般式ＣＨ２＝ＣＦ　１１ＣＯＯＰ、
Ｉｆで表わされる２−フルオロアクリレートを主成分と
するポリマーおよびコポリマー（ｎ　：　１．３７〜１
．４２）、但しＲＩｆ：　ＣＨ３、（ＣＨｚ）ｍ（ｃＦ
、　）ｎＦ。

（ＣＨ，）ｍ（ＣＦりｎＨ，ＣＨ，ＣＦ、ＣＨＦ　ＣＦ
３、Ｃ（ＣＦｓ）ｚなど、含フッ素アル午ルフマル酸エ
ステルポリマー（ｎ　＝　１．３０〜１．４２　）など
を挙げることができる。

本発明の光ファイバのコア成分ポリマーの屈折率ｎ１と
クラッド成分ポリマーの屈折率ｎ２との差がＱ、０１以
上となるようにすることが、本発明の光ファイバを伝送
する光の伝送損失を増大させないためにも必要である。

７１１−　ｎｌ値が０．０１よりも小さい組合せにより
作られた光ファイバの場合にはコア成分中に導入された
光がクラッド層へ漏光する現象が認められるので好しく
ない。

保護層として光ａ断層中に含ま丸た光遮断材との親和性
が良好でないポリマーであることが必要であり、とくに
、ガラス転移点か５０℃以上とくに８０℃以上のメチル
メタクリレート系ポリマー、ポリグルタルイミド、スチ
レン系ポリマー、ポリカーボネート、ポリ４−メチルペ
ンテン−１、ポリ塩化ビニルなどを用いることにより、
本発明の光ファイバのクラッド層及びコアへの光遮断材
の移行を防止することができる。またかくの如き保護層
を設けた光ファイバは素子への加工に際して保護層が伸
縮することはないので都合がよい。

また、光遮断層形成用ポリマーとしてはやはりガラス転
移点が５０℃以上、とくに８０℃以上のポリマーとする
のがよい。このようなポリマーを用いることによって当
該層中に存在せしめた光遮断材の移行性を防止しつると
共に素子への加工に際しても外側層の伸縮が起らないた
め、加工性が良好であり、距離測定用素子の如く、光フ
ァイバ長を精度よく加工することができろ。

光遮断材は特に限定されるものではなく、カーボンブラ
ック、二酸化鋼、酸化被膜を備えたアクリロニトリル系
重合体粒子、酸化チタλ二酸化銅被膜を備えたポリエチ
レン粒子又はアクリロニトリル系重合体粒子等の他、染
料などを用いてもよい。

本発明の光ファイバは特異な四層構造の光ファイバであ
るため、経時的透光特性に優れて訃りかつ素子への加工
に際して外層の伸縮は起らず、長ざの均一な光フアイバ
素子を容易に作ることができる。

実施例において光伝送性能の評価は次の方法で行なった
。

※　光伝送損失の評価 得られた光伝送性繊維の伝送損失は第４商に示す装置に
よって測定した。

安定化電源（１０１）によって駆動されるハロゲンラン
プ（１０２）から出た光はレンズ（１０３）によって平
行光線にされた後、干渉フィルター（１０４）によって
単色化され、光伝送４維（ｉｏｏ）と等しい開口数を持
つレンズ（１ＯＳ）の焦点に集められる。

この焦点に光伝送ｆＪ！！維の入射端面（１０６）が位
１ｄするよう調節して光伝送性４　ｍ　（１００）に光
を入射させる。入射端面（１０６）から入射した光は減
衰して出射端面（１０７）から出射する。この出射光は
十分に広い面積のフォトダイオード（１０Ｂ）によって
電流に変換され、電流−電圧変換型の増幅器（１０９）
によって増幅された後、電圧計Ｃ１１０）により、電圧
値として読み取られる。

伝送損失の測定は次の手順により行なう。

まず光伝送ｌＪ／１．維（１ａｇ）を　ｔｏの長さにな
るように、両端面を、Ｒ離軸に直角に切断し、平滑な面
に仕上げ、前記の装置に入射端面（１０６）および出射
端面（１０７）が測定中動かないように装着する。暗室
にして電圧計の指示値を読取る。この′電圧値を工１と
する。

次に、室内灯を点灯し、出射端ｉ　（１０７）を装置か
らはずし、この端面から長さｔの点（１１１）で光伝送
繊維（１ａＯ）を切り堰る。そして、装置に装Ｍされて
いる方の光学繊維の端面を最初と同じように繊維軸に直
角な面に仕上げ、これを新しい出射端面として装置に装
着する。これらの作業中、人射光艙を一定に保つため、
入射８面（１０６）は動かないように注意する。再び暗
室にして、電圧計の指示値を読み取り、これをＩ！とす
る。

光伝送損失（α）は次式により計′算する。

ｔ　　　　Ｉ。

こ＼で　ｔ：光学ｆ＆維の長さくｋｍ）Ｉ、、ｒ鵞二光
計（電圧計読取値） なお、本発明での測定条件は次の通りでちる。

干渉フィルター（主反長）　：　６４６　ｎｍｔＯ（光
学繊維の全長さ）　　：　　１５ｍ２（１１の切断長さ
）：　　１０ｍ Ｄ（ボビンの直径）　　　　：１９０＋ｙこ＼でボビン
は装置をコンパクトにするために使用し、入射端面（１
０６）と出射端面（１０７）間の距離が１ｍ程度になる
ようにして、残余の光学繊維をボビン（図示せず）に巻
いておく。

第３図は本発明の光ファイバを作るのに有用な紡糸装置
の一例を示す模式図であり、同図中５１はコア成分供給
路、３２はクラフト成分供給路、５３は保護層成分供給
路、５４は光漏断層供給路でちり、３５は紡糸口金部、
３６は本発明の光ファイバである。

以下実施例により本発明を更に詳しく説明する。

実施例１ 第３図に示した紡糸設備を用いて、コア・クラット°保
′５号層および光遮断層を有する四層構造の光ファイバ
を製造した。

コア成分としてポリメチルメタクリレート（ｎ＝　ｔ　
４ｑ　）、クラッド成分としてポリフッ化メタクリレ−
’ト（ｎ＝ｔａｚ）を用い、第１表に示した各種の ポリマーを保護層成分及び先週断層成分として用いた。

得られた光ファイバーの初期特性、長時間経過後の特性
及び素子加工特性と第１表に示した。

光遮断材のクラッド層及びコア、１→への移行が、防止
され光伝送性の優れた光ファイバが得られていることが
分る。

又光遮断層にガラス転位温度が８０℃以上のポリマーを
用いていることから光ファイバーの伸縮を抑えて、素子
の加工精度を上げることが出来た。

実、犠例２ 実施例１と同様な方法で、 コア成分としてポリカーボネート（ｎ＝１．ｓａ）。

クラッド成分としてフッ化ビニリデンとテトラフルオロ
エチレンの共重合体（ｎ　＝　１．５９　）　ｆ用い、 保穫へ婦成分としてポリカーボネート、光遮断１１成分
としてポリカーボネート／カーボンブラックを用いて、
コア直径１７０μｍ、ファイバー外径５００　μｍの光
ファイバーを製造した。得られた光ファイバーの伝送損
失の初期値、ハ、１２００　ｄＢ／ｋｍ　（７７０ｎｍ
　）で、室福下２０００時間後の値＠　１２００　ｄＢ
／ｋｍ　（ｙ　７０　ｎｍ　）、６０℃×９５％ＲＨ下
　５００時間後の値は１２６０ｄＢ／ｋＩ１１（７７０
０ｍ）で光遮断材のクラッド層及びコア層への移行はな
く光伝送性り憂れだ光ファイバーが得られた。

又、この光ファイバーを用いて素子の加工を行ったとこ
ろ加工精度の良い製品を作ることが出来た。

比較例１ 実施例１と同様な方法で、 コア成分としてポリメチルメタクリレート（ｎ：１．４
９）。

クラッド成分としてポリフッ化メタクリレート（ｎ　＝
　１．４２　） を用い、 先週Ｗｒ層成分としてポリエチレン／カーダンブラック
を用いて、コア、クラッド、光遮断層から成るコア直径
１００μｍ、ファイバー外径５００μｍ　の光フアイバ
ー全製造した。得られた光ファイバーの伝送損失は、初
胡値６２０　＋ｉＢ／ｋｍ（６５０ｎ−＞）、６０℃×
９５％ＲＨ下５００時間径過後の値が６５０６．Ｂ／に
＋ｎ（６５Ｑ　　ｎｖ　）であった。

又この光ファイバー上用いて素子の取付加工全行ったが
、光ファイバーに腰がなく、取付時屈曲し易いため加工
精度を上げることが碓しかった。更に、この光ファイバ
ーは引張り加工の際伸び易く取付作業が内錐で５−りた
。

比較例２ 実施例１と同様な方法で コア成分としてポリメチルメタクリレート（ｒｘ　＝　
１．４９　）　。

クラッド成分としてポリフッ化メタクリレート（ｎ　＝
　１．４２　）を用い、光遮断１成分としてポリメチル
メタクリレート／カーボンブラックを用い、コア、クラ
ッド、光遮断層から成るコア直径１００μｍ、ファイバ
ー外径５００　μｍの光７アイパーを製造した。

この光ファイバーの伝送損失を測定したところ試長５ｍ
でも透過光が検出されず、光遮断材がクラッド層、コア
ｊ−に移行して透過光を吸収していることが分った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバの断面図であり、第２図は
従来開発されてきた光遮断層を備えた光ファイバの断面
図であり、第３図は本発明の光ファイバを製造するのに
用いる紡糸装置の一例の概略図を、第４図は光ファイバ
の伝送特性を測定する装置の概略図である。 特許出願人　　三菱レイヨン株式会社 代理人弁理士　　　　吉　沢　敏　夫 才１図 ＋２　図 （イ）　　　　　　　（ワ） 今３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光伝送性良好なプラスチックより形成されたコアを中心
   としこの外周にコアよりも低屈折率のポリマーより形成
   されたクラッド層、透明な保護層及び光遮断材を含有す
   るガラス転移温度８０℃以上の有機ポリマーとよりなる
   光遮断層を設けたオールプラスチック製光ファイバ。