JPH0778564B2 - プラスチック光ファイバの製造方法 - Google Patents

プラスチック光ファイバの製造方法

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JPH0778564B2
JPH0778564B2 JP63055605A JP5560588A JPH0778564B2 JP H0778564 B2 JPH0778564 B2 JP H0778564B2 JP 63055605 A JP63055605 A JP 63055605A JP 5560588 A JP5560588 A JP 5560588A JP H0778564 B2 JPH0778564 B2 JP H0778564B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱硬化性樹脂のコア及び熱可塑性樹脂のクラッ
ドから成る耐熱性のプラスチック光ファイバの製造方法
に関する。
［従来の技術］ 近年、石英系光ファイバのめざましい発展に伴ない、光
ファイバを用いた光伝送システムが実用化されてきてい
る。プラスチック光ファイバは現在の光通信の主流を占
めている石英系光ファイバに比べ損失は大きいが（約1d
B/m）、可撓性、柔軟性に富み、大口径化が可能であり
取扱い性が良好であるため、自動車、オフィスオートメ
ーション、ファクトリオートメーション等の短距離通信
への応用が期待されている。
現在のプラスチック光ファイバは、光学的な性質のすぐ
れているポリメタクリル酸メチルやポリスチレン樹脂を
用いている。しかしながら、これらのものはいずれも熱
変形温度が低く、自動車を中心とする各分野よりその耐
熱性の向上が望まれている。
そこで、最近耐熱性プラスチック光ファイバの検討が行
なわれる様になった。
第３図は従来のプラスチック光ファイバを示す横断面図
であり、10は耐熱性に優れたアクリル系、スチレン系あ
るいはシリコーン系の熱硬化性樹脂からなるコア、20は
コア10よりも低い屈折率でかつ耐熱性に優れたフッ素樹
脂等のクラッドである。
このような構造の耐熱性のプラスチック光ファイバは、
コア10を作製するための樹脂前駆体（モノマ）が液状で
あり、この液状のモノマから繊維状のコアを単独で造る
ことが難しいこと、クラッド材20として使用しているフ
ッ素樹脂の加工温度が200℃以上であるため、プラスチ
ックコア10の上に押出被覆することが難しいこと、等の
理由から次のような製造方法が提案されている（特開昭
57-45502号公報）。この製造方法の説明図を第２図に示
す。
まず、クラッド用の樹脂を中空状に押出してクラッドチ
ューブ200を作製し、その中にコア用の液状モノマをタ
ンク３から注入して先端側を封止し、モノマを加圧供給
した状態で湯浴６内を通過させ、クラッドチューブ200
の先端側のモノマから徐々に硬化させることにより、コ
ア、クラッド界面の剥離のないプラスチック光ファイバ
が得られる。なお、４はクラッドチューブ200を巻取っ
ておくロール、５はガイドロール、７は巻取ロールであ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 光ファイバは、光の伝送損失を極力小さくすることが光
ファイバの特性上最も重要なことである。しかし、プラ
スチック光ファイバにより光伝送を行う場合、可視域の
波長にある低損失の光波長領域を使用しているが、この
可視光を用いることができる反面、第３図に示した２層
構造のプラスチック光ファイバではクラッド20が透明な
ため外部から可視光が乱入して、伝送損失が発生すると
いう問題がある。
そこで、この問題点を解消するために、クラッド20を着
色して外部可視光の乱入を遮断する構造が提案されてい
るが、今度はコア10を伝搬している光がクラッド20に一
部吸収されてしまい、伝送損失が発生することが判明し
た。
このように、コア10及びクラッド20の２層構造からなる
プラスチック光ファイバにおいては、クラッド20として
透明なもの又は着色したもののどちらを用いても伝送損
失が発生してしまう。そこで、両者の問題点を解消する
手段としては、透明なクラッド20を有するプラスチック
光ファイバの外周に着色したシースを押出し等により設
けることが有効であり、外部光の乱入、クラッド20によ
る光吸収は防止される。
しかしながら、クラッド20外周にシースを施した構造の
プラスチック光ファイバには多くの問題点があり、実用
化は至極困難である。
すなわち、上述したようにコア10用の液状モノマをクラ
ッドチューブ200内で重合させる場合、重合時の体積収
縮を考慮して液状モノマを加圧しながら供給するため、
クラッドチューブ200の肉厚をあまり小さくすることが
できず、更にシースを施せば外径が太くなってしまう。
この太径化は、光ファイバの特性上及び用途上好ましく
ない。
更に、作製したプラスチック光ファイバにシースを押出
し被覆すると、コアとクラッド間、更にクラッドとシー
ス間に熱履歴による熱歪が発生し伝送損失が著しく増加
する（２〜3dB/m）。
また、予めクラッドチューブ200の外周にシースを押出
し被覆したチューブを使用して、これにコア用のモノマ
を注入して加熱重合させた場合はクラッドチューブ200
とシースとの密着性が悪くなり、伝送損失が発生してし
まう。
このように作製後のプラスチック光ファイバにシースを
施したもの及びクラッドチューブ200にシースを施した
チューブを使用してコアを重合させたものとも、伝送損
失が発生してしまうが、加えて両者のプラスチック光フ
ァイバにヒートサイクルを加えた場合、両者ともクラッ
ド20とシースとの密着性が良好でないためシースからク
ラッド20が突き出すいわゆるシュリンクバックが見ら
れ、更に伝送損失が発生することが判明している。一般
にプラスチック光ファイバの端部にはコネクタを装着し
て使用するが、このシュリンクバックによる伝送損失の
増加は特に顕著である。
［発明の目的］ 本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
のであり、製造過程における熱歪の発生及びヒートサイ
クルによるシュリングバックの発生を防止し、更には外
部光の乱入及びクラッドの光吸収等による伝送損失の発
生を防止した低伝送損失のプラスチック光ファイバの製
造方法を提供することを目的としている。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の要旨は、透明な熱硬化性樹脂からなるコアと、
その外周にそれぞれ該コアよりも低い屈折率の耐熱性の
熱可塑性樹脂からなる内層クラッドと外層クラッドが溶
着一体化された二層構造のクラッドとを備えたプラスチ
ック光ファイバの製造方法であって、内層クラッド及び
外層クラッドの材質として共に同一若しくは同種の相溶
性のよい熱可塑性樹脂を用い、前記内層クラッド用の熱
可塑性樹脂をチューブ状に押出すと同時に、その外周に
着色剤を含有させた前記外層クラッド用の熱可塑性樹脂
を同心円状に押出して、前記内層クラッドと前記外層ク
ラッドを溶着一体化させたクラッドチューブを成形し、
然る後、該クラッドチューブの中空部にその一端から前
記コアとなる熱硬化性樹脂前駆体を注入充填して他端を
封止し、前記樹脂前駆体に圧力を加えながら前記クラッ
ドチューブの封止他端から徐々に加熱して前記コアとな
る樹脂前駆体を重合させ、熱硬化性樹脂からなるコアを
形成することにある。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を基に説明する。
第１図は本発明のプラスチック光ファイバの製造方法に
よって得られるプラスチック光ファイバの一実施例を示
す横断面図であり、透明なコア１の外周にクラッド２が
設けられており、このクラッド２は互いに界面が溶着し
て一体化されている透明な内層クラッド2aと着色不透明
の外層クラッド2bから構成されている。但し、このプラ
スチック光ファイバはあらかじめ作製しておいたクラッ
ド２のチューブにコア１の液状モノマを注入、重合させ
たものである。
このようにクラッド２を透明な内層クラッド2aと着色不
透明な外層クラッド2bとにより構成したことにより、外
部からの可視光を外層クラッド2bが遮断して伝送損失の
発生を防止することができ、更にコア１の直上に透明な
内層クラッド2aが設けられているため、コア１の直上に
着色したクラッドを設けた場合に比較して伝播している
光の吸収をほぼなくすことができる。
また、内層クラッド2aと外層クラッド2bとが溶着一体化
されているため、従来のクラッドの外周に別工程で着色
シースを押出し被覆したものに見られるような熱歪によ
る伝送損失、クラッドとシースとの密着不良による伝送
損失更にはヒートサイクルによって生ずるシュリンクバ
ックによる伝送損失の発生が全くなく、良好な光伝送を
実現できる。
ここで、コアとなる樹脂としては、耐熱性に優れた熱硬
化性が適しており、ものによって異なるが耐熱性が150
℃以上のアクリル系、スチレン系あるいはシリコーン系
の樹脂が挙げられる。
次に内層クラッドとしては、コアよりも少なくとも１％
以上低い屈折率であればよく、望ましくは３％以上低い
屈折率を有する熱可塑性樹脂が良い。また、耐熱性、耐
薬品性に優れ、製造時のコアモノマ供給における加圧に
十分耐えうる耐圧性、機械的強度に優れたもの、例えば
フッ素樹脂が望ましい。具体的は、ポリフッ化ビニル
（PVF）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、エチレン−
テトラフルオロエチレン共重合体（ETFE）、テトラフル
オロエチレン−パーフルオロプロピレン共重合体（FE
P）、パーフルオロアルキルエーテル共重合体（PFA）、
ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、若しくはクロロ
トリフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフル
オロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）等あ
るいはこれらの組合せが考えられる。
また、外層クラッド2bは内層クラッド2bと同一もしくは
互いに相溶性のよい同種の材料を使用する。
なお、外層クラッド2bに配合される着色剤としては、カ
ーボンブラック等の一般的に使用されているものでよ
く、特に限定されない。
なお、内層クラッドの肉眼はできるだけ厚い方がよく、
また外層クラッドの肉厚はできるだけ薄い方がよく、外
層クラッドは内層クラッドの1/3〜1/5程度の範囲の肉厚
が良いようである。
次に本発明のプラスチック光ファイバの製造方法につい
て説明する。本発明のプラスチック光ファイバも従来の
プラスチック光ファイバも基本的には別工程で作製した
クラッドチューブにコア用の熱硬化性樹脂前駆体である
液状モノマを加圧供給して加熱重合させる点で一致して
いるが、本発明と従来法とではクラッドチューブの作製
方法が異なっているので、先にクラッドチューブの作製
方法について説明する。すなわち、本発明のクラッド２
は上述した通り内層クラッド2aと外層クラッド2bの界面
を溶着させて一体化する必要があるため、予め作製した
内層チューブ2aに外層クラッド2bを被せたのでは、境界
面が密着したものは得られても溶着一体化したものは得
られない。そこで内層クラッド2aを中空状に押出すと同
時にその外周に着色剤を配合した外層クラッド2bを同心
円状に押出するようにする。このように２層を同時押出
しすることにより、樹脂界面が溶着して一体化したクラ
ッドチューブが得られる。但し、内層クラッド2a用の樹
脂と外層クラッド2b用の樹脂は、同一もしくは同種の樹
脂であって、相溶性の良いものであることが条件とな
る。
続いて第２図に示す製造方法により、上記により作製し
たクラッドチューブ200をロール４に巻取り、その一端
の開口にタンク３から重合開始剤を配合したコア用の液
状モノマを加圧供給し充填する。そして、クラッドチュ
ーブ200の先端を封止してその先端からガイドロール５
を介して湯浴７を通過させ、巻取ロール６に巻取る。湯
浴７を通過したクラッドチューブ200内の液状モノマは
先端側から徐々に重合し体積収縮を起こすが、液状モノ
マを加圧供給しているため、気泡等が発生することな
く、コアとクラッドチューブ200の密着性のよいプラス
チック光ファイバが得られる。また、内層クラッドと外
層クラッドが溶着しているため、これらがコア重合時に
剥離することがなく、ヒートサイクルを加えてもシュリ
ンクバックが発生することがない。更に、このプラスチ
ック光ファイバにシースを被覆する必要がないため、コ
アに熱歪が加わることもなく、低伝送損失のプラスチッ
ク光ファイバが得られる。なお、本実施例では、湯浴７
を使用して加熱しているが、これに限るものではなく、
加熱炉等を使用してもよい。
次に本発明の具体的実施例を示す。
実施例１ クラッド材として、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロプロピレン樹脂（FEP,NP-20,ダイキン社製商品名）
を使用し、２層同時押出機により、外径1.6mm、肉厚0.3
mmの内層、その上にカーボンブラックを0.5wt％配合し
た外径1.8mm、肉厚0.1mmの黒色の外層を押出し成形して
外径1.8mm、肉厚0.4mmのクラットチューブを作製した。
一方コア材としては、メチルメタクリレート70wt％，エ
チレングリコールジメタクリレート10wt％,n−ブチルア
クリレート20wt％からなる組成のモノマを使用し、重合
開始剤として過酸化ベンゾイル0.5wt％を使用した。こ
のモノマ組成物を上記クラッドチューブに充填して先端
を封止し、10kg/cm2の圧力で加圧しながら、封止したク
ラッドチューブの先端側から80℃の湯浴内を5cm/minの
巻取り速度で通過させ、チューブ内のモノマ組成物を先
端側から順次重合させた。このようにして得られたプラ
スチック光ファイバは、コア中に気泡が発生しておら
ず、またコアと内層クラッド間、内層クラッドと外層ク
ラッド間の剥離も見られず、光透過性も良好であった。
このプラスチック光ファイバ1mに−50℃（１時間）〜15
0℃（１時間）のヒートサイクル50回を加えたところ、
シュリンクバックは発生しなかった。
実施例２ 内層クラッド材としてFEP、外層クラッド材としてPFAを
使用し、以下実施例１と同じ手順，条件でプラスチック
光ファイバを作製した。本実施例のプラスチック光ファ
イバもコア中に気泡の発生や各層間の剥離も見られず、
光透過性も良好であった。また、実施例１と同じヒート
サイクルを加えても、シュリンクバックは発生しなかっ
た。
比較例 実施例１と同様にクラッド材としてFEPを使用し、先ず
内層クラッドチューブを押出し成形し、その後このチュ
ーブにカーボンブラックを0.5wt％配合した外層クラッ
ド層を押出して、実施例１と同じサイズのクラッドチュ
ーブを作製した。以下実施例１と同じ手順，条件でプラ
スチック光ファイバを作製した。このプラスチック光フ
ァイバはコア中に気泡は発生せず、コアと内層クラッド
との剥離も見られなかったが、内層クラッドと外層クラ
ッドが溶着していないため、実施例１と同じ条件のヒー
トサイクルを加えたところ、外層クラッド部が収縮し、
コア及び内層クラッドが3mm突出してしまった。
［発明の効果］ 以上に説明した通り、本発明のプラスチック光ファイバ
の製造方法によって得られるプラスチック光ファイバは
次のような顕著な効果を奏する。
クラッドを溶着一体化させた透明な内層クラッドと着色
不透明な外層クラッドで構成したことにより、外部可視
光の乱入が防止され、かつコア直上の内層クラッドによ
る光吸収もなく、伝送特性を向上させることができる。
更に、従来の透明クラッドの外周に着色シースを施した
ものに比較し、熱履歴により各層界面に加わる熱歪、各
層間の剥離が全くなく、ヒートサイクルによるシュリン
クバックも発生しないため、これらの構造不良による伝
送損失が発生することがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第２図はク
ラッドチューブにコア用液状モノマを注入、重合させる
タイプのプラスチック光ファイバの製造方法を示す説明
図、第３図は従来例を示す横断面図である。 1:コア、2:クラッド、2a:内層クラッド（透明）、2b:外
層クラッド（着色不透明）、200:クラッドチューブ。
フロントページの続き (72)発明者 沖野 浩一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社日高工場内 (72)発明者 阿部 富也 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 石橋 孝伸 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社電線研究所内 (56)参考文献 特開 昭48−31486（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47603（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明な熱硬化性樹脂からなるコアと、その
    外周にそれぞれ該コアよりも低い屈折率の耐熱性の熱可
    塑性樹脂からなる内層クラッドと外層クラッドが溶着一
    体化された二層構造のクラッドとを備えたプラスチック
    光ファイバの製造方法であって、内層クラッド及び外層
    クラッドの材質として共に同一若しくは同種の相溶性の
    よい熱可塑性樹脂を用い、前記内層クラッド用の熱可塑
    性樹脂をチューブ状に押出すと同時に、その外周に着色
    剤を含有させた前記外層クラッド用の熱可塑性樹脂を同
    心円状に押出して、前記内層クラッドと前記外層クラッ
    ドを溶着一体化させたクラッドチューブを成形し、然る
    後、該クラッドチューブの中空部にその一端から前記コ
    アとなる熱硬化性樹脂前駆体を注入充填して他端を封止
    し、前記樹脂前駆体に圧力を加えながら前記クラッドチ
    ューブの封止他端から徐々に加熱して前記コアとなる樹
    脂前駆体を重合させ、熱硬化性樹脂からなるコアを形成
    することを特徴とするプラスチック光ファイバの製造方
    法。
JP63055605A 1988-03-09 1988-03-09 プラスチック光ファイバの製造方法 Expired - Lifetime JPH0778564B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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