JPH04156504A - 耐熱性光ファイバ - 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１ 本発明は、耐熱性光ファイバに係り、特に強度と伝送特
性の改善に関する。

［従来の技術１ 近年、光ファイバは電線に代わる伝送媒体として広く応
用されつつある。例えば火山及び温泉観測装置や、地熱
発電システムにおける情報の伝送媒体として、またそれ
らの制御システムや光ファイバ温度レーダ等のセンサと
して使用が研究されている。

これらの環境条件では、２００℃〜３００℃の高温下で
かつ加圧水蒸気や各種陽イオン、陰イオンを含む液体中
で使用できる光ファイバが要請されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような環境では、水やイオンの
影響で光ファイバの初期強度の劣化による断線または水
素の発生による伝送損失増加を生じるため、被覆を保護
する必要がある。

例えば、カーボンのようなハーメチック被覆を施した後
、ポリイミドのように耐熱性に優れた被覆を施した光フ
ァイバが提案されている。この光ファイバは従来の光フ
ァイバに比べて格段に高い温度で使用可能である。しか
しながら、高温で加圧水蒸気が存在するような用途にお
いては、ポリイミドが加水分解を受けて劣化するため被
覆の剥離が起って折損しやすくなることが懸念される。

また酸性やアルカリ性水溶液においてもポリミドは劣化
しやすいのでこれらの雰囲気でも高温に耐える光ファイ
バが要請されている。

尚耐熱性に優れた金属被覆（例えばアルミ）は耐食性に
劣る。またセラミック被覆は危いので曲げ等を受ける用
途には適用しにくいという問題があった。

本発明は、以上の課題に鑑み為されたものであり、その
目的は、高温かつ加圧水蒸気や酸やアルカリ液中におい
ても、光ファイバの強度及び伝送特性か長期に亘り安定
な耐熱性光ファイバを提供することにある。

Ｆ課題を解決するための手段１ 本発明の耐熱性光ファイバは、以上の目的を達成するた
めに被覆構造を改良した。

つまり、カーボン層を被覆した光ファイバ上に、ポリイ
ミド樹脂層の被覆を設け、その外方にフッ素樹脂層の被
覆を有することを特徴とする。

［作用］ 本発明によれば、カーボン層を有することによて伝送損
失を劣化させず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂層によ
って、加水分解を防止し７、耐熱性を保つようにされて
いる。

［実施例］ 以下、本発明に係る好適な実施例を図を用いて説明する
。図中、同一部材には同一符号を付す。

第１図は本発明に係る光ファイバの断面図を示す。本光
ファイバは次のよ・うにして製造する。波長１．３μ■
１帯の光ファイバ母材を、加熱延伸１て、オンラインで
ます熱ＣＶＤ法（ｃｈｅｍｉｃａｌ　　ｖａｐｏｕｒ　
　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相堆積法）によってカ
ーボン層２を形成する。

カーホン層２の厚さは、５００オンゲス［〜ローム形成
さぜる。更にコーチインク′タイス等において線引きさ
れた光ファイバに厚さ１５μ汀１のポリイミド層３を被
覆し、電気炉等によって焼付は硬化させて形成したあと
、ドラムに巻き取る“ｒこの時の線引速度は１５ｍ、／
’分とした。

その後フッ素樹脂層４であるポリテトラフロロエチレン
（ＰＴＦＥ）（テフロン（商品名））又はエチｔ／ンー
フロロアルキルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を押し出し
被覆形成し、外形は０．６１’１ｍとした。このように
して得られた光ファイバを第２図に示す試験方法で試験
した。

試験には、本発明に係る光ファイバ５とポリイミドのみ
を被覆した光ファイバ６も比較のため同時に試験して比
較した。

両方の光ファイバは、恒温層８の中に耐熱性密閉容器７
を配置し、この容器７の中に液層温度２２０°（−：、
溶液は硫化水素を含む温泉水とし、この液層に両方の光
）？イバ５．６をそれそ？Ｌ　３０　（、）Ｈ１浸して
、外部のＬＤ（レーザダイオード）光源から光ファイバ
の一端に光を入射させ、他端から出射される光をＰＤ（
フォトダイオード〉で検出して、伝送損失を測定した。

上記条件で４８時間後に伝送損失を測定した結果、本実
施例の光ファイバは、変化が無かったが、ポリイミドの
みを被覆した光ファイバは、Ｈ２Ｓの）」１が光ファイ
バ中に拡散し、波長１．３９μｍの○Ｈ吸収損失が増加
し、波長１．３μｍの損失が、１　ｄ　Ｂ　／　ｋ　ｍ
増加した。

また１、　００時間後の、各光ファイバの強度は、本実
施例の光ファイバでは、初期と同等であった。

しかしポリイミド樹脂のみを被覆した光ファイバは、被
覆か剥離して強度測定は不可能であった。

またポリイミド樹脂だけを被覆した光ファイバについて
、上記と同様な試験を行った結果、加水分解か生じ、表
面状態は光沢もなく一部に亀裂か生じた。

以上のような試験結果から、加水分解に耐えるフッ素系
樹脂であるテフロンを用いて、かつ耐熱性に優れたポリ
イミド樹脂を用いることで、厳しい環境下でも機械的か
つ伝送特性に優れた耐熱性光ファイバを得ることができ
る。また■］２の影響に対してはカーボン層を用いるこ
とで拡散を防ぎ、伝送損失の安定化と同時に長期信頼性
も図られている。

」−記実施例において、カーボン層はメタン（ＣＨ４）
、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン
（ＣＨ）、ベンゼン（Ｃ６Ｈ４］−０ ６）、トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）、キシレン（Ｃ６Ｈ
４（ＣＨ３）２）等の炭化水素を熱分解すること、ある
いはプラズマ等によっても合成される。これらは光ファ
イバの線引過程で光ファイバの表面に薄く形成される。

なお伝送用光ファイバ以外でも、例えばバンドル光ファ
イバやイメージガイド光ファイバやクロマト分析に用い
るキャピラリチューブやカラム等であっても、本発明の
耐熱性光ファイバの被覆構造を適用することによって有
効に作用する。

また上記において、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ、ＰＦＡ
を実施例として説明したが、これらに限定するものでは
なく、他の耐熱性を有する、フロロエチレン−プロピレ
ン共重合体（ＦＥＰ）のようなパーフロロアルキルタイ
プのフッ素樹脂を用いることも望ましい。

［発明の効果１ 本発明によれば次の効果を発揮する。つまり、光ファイ
バ表面に、カーホン層とポリイミド樹脂とフッ素樹脂を
被覆することによって、高温でかつ加圧水蒸気や各種イ
オンを含む溶液中でも、機械的強度が損なわれず、更に
伝送特性も長期に亘って安定な光ファイバを得ることが
できる。

したがって、光ファイバの産業上の利用範囲がか拡がる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバの断面図、第２図は光
ファイバの伝送損失の試験法の概要図、である。 また図中、１は光ファイバ、２はカーホン層、３はポリ
イミド層、４はフッ素樹脂層、うば本実施例の光ファイ
バ、６はポリイミド被覆光ファイバ、７は耐熱密閉容器
、８は恒温槽、ＬＤはレーザダイオード、ＰＤはフォ１
〜ダイオード、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カーボン層を被覆した光ファイバ上に、ポリイミド樹脂
   層の被覆を設け、その外方にフッ素樹脂層の被覆を有す
   ることを特徴とする耐熱性光ファイバ。