JPS61169805A - プラスチツク光フアイバ - 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〕 本発明はグラスチック光ファイバに関するものであシ、
更に詳しくは、光フアイバコード、光フアイバーケーブ
ルなどに用いることのできるグラスチック光ファイバに
関するものである。

〔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
伝送性を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が弱いばかりでなく、製品も高
価であることから、グラスチックを基材とする光ファイ
バが開発され、実用化されている。

このグラスチック光ファイバは、屈折率が大きく、かつ
光の透過性が良好なポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ
　）、ポリカーぎネーＢｐｃ）及びＩリスチレン（ｐｓ
　）等の重合体を基材とする芯材層（コア）と、これよ
シも屈折率が小さくかつ透明な含フツ素４リマー等の重
合体を基材とする鞘材層（クラッド）とを基本構成単位
としている。これらコア・クラッド型の光ファイバ（光
フアイバ素線）の製品形態としては、この光フアイバ素
線や光フアイバ素線を機能性保護層で被覆した光ファイ
・々心線等のバルクファイバ、光フアイバ素線を被覆材
（ジャケット材）で被覆した光ファイ・ぐコード、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トヲ組合せた光フアイバ
ケーブルなどがある。

従来、前記光フアイバコードの被覆材や光フアイバ心線
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ない、光ファイバ心線を用
いてケーブル加工を行なう際、よシ高い耐熱性を有する
ケーブル被覆材を用いてのケーブル加工が行なえない、
また熱収縮率が高いため、光ファイバを例えば自動車装
備品用などで要求されている１１５℃以上といった高温
部所で使用すると、ファイバ収縮による光伝送損失の増
大が著しい、といった問題点があった。

そこで、これら問題点をなくすために、例えばポリエチ
レンを電子線照射あるいは熱付与により架橋させて架橋
ポリエチレン層を形成することが提案されているが、こ
の場合、電子線や熱による光ファイバの損失が著しく、
実用的ではない。

〔発明の解決すべき問題点〕

本発明は、従来のグラスチック光ファイバが有していた
、被覆層の軟化点が低く耐熱性に劣る、高温のケーブル
加工ができない、熱収縮率が大きく特に高温における光
伝送損失が著しい、といった問題点を解決するためにな
されたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するものとして見出された本発明のグ
ラスチック光ファイバは、コア・クラッド型光ファイバ
の外層が密度０．９３５９７ｃｍ以上の水架橋ポリエチ
レンで被覆されてなることを特徴としている。この様に
、本発明で使用する中密度以上の水架橋ポリエチレンは
、従来より使用されているポＩＪ　ｘチレンに比べて、
熱変形温度が高く、架橋効果によシ熱収縮も少ないとい
う特長を有している。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて、本発明の詳細な説明する。

第１図乃至第５図は、本発明のグラスチック光ファイバ
の構成例を例示した横断面図である。

第１図は、芯材層（コア）１及び鞘材層（クラッド）２
を構成分とするコア・クラッド型光ファイバ（光フアイ
バ素線）の外層であるクラッド２が、水架橋ポリエチレ
ン層３で被覆されてなる光フアイバ心線を例示したもの
である。

第２図は、第１図の例と基本的には同一構成であるが、
水架橋ポリエチレン層３の厚みを増して光フアイバコー
ドとして利用し得る様になされているものである。

第３図は、第１図の光フアイバ心線の構成において、水
架橋ポリエチレン層３の代シに、ボリメ。

チルメタクリレート、ポリカーゼネート等地の熱可塑性
樹脂あるいはシリコンゴム等の熱硬化性樹脂を用いた機
能性保護層４を設け、これを更に水架橋ポリエチレン層
３′で被覆した光フアイバコード又は光フアイバ心線で
ある。

第４図は、第３図の例と基本的には同一構成であるが、
ファイバ内の適宜の部位例えば保護層４の外周面に泊っ
て適宜数の、鋼製、ＦＲＰ製等のテンションメンバー５
を配置した光フアイバコード又は光フアイバ心線である
。テンションメンバの形状、配置場所、数等は図示した
例に限定されず、所望によシ任意に決めることができる
。

第５図は、第３図の例と基本的に同一の構成を有してい
るが、保護層４の外周面に洛ッてアルミ箔等金属薄板に
よるラッピング又は金属めっきによる防湿層６を設けた
光フアイバコード又は光フアイバケーブルである。

第６図は、複数本のコア１′、１′をクラッド２′及び
水架橋、３？　１Ｊ工チレン層３″で順次被覆した集合
ファイバであり、光フアイバコード等として用いられる
。

第７図は、第１図の例の様な光ファイ・ぐ心線を複数本
束ね、テンションメンバ５′と組合せた光ファイ／Ｊケ
ーブルである。

コア１，１′の基材としては、非品性の透明重合体が好
適であり、例えばメタクリル酸メチルの単独重合体又は
共重合体（出発モノマーの７０重量％以上がメタクリル
酸メチル、３０重量−以下がメタクリル酸メチルと共重
合可能なモノマーであることが好ましい。メタクリル酸
メチルと共重合可能なモノマーとしては、例えばアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル等のビニルモノマーが挙
げられる。）、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリ
ル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸イソゼルニル、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のメタクリル酸エ
ステルとこれらと共重合可能なモノマーとの共重合体、
ポリカーブネート、ポリスチレン、スチレン−メタクリ
ル酸エステル系共重合体、あるいはこれらポリマーの水
素原子の全部あるいは一部が重水素原子で置換された重
水素化重合体等が使用可能であり、もちろん、その他の
透明重合体、透明容重合体、透明ブレンド物も使用可能
である。

クラッド２，２′の基材としては、コア成分の屈折率よ
り０．０１以上小さい屈折率を有する実質的に透明な重
合体が使用されるが、通常は芯成分との屈折率の差が０
．０１〜０．１５の範囲にあるものから選択するのがよ
い。鞘材層を構成する重合体の種類に特に制限はなく、
従来公知のものでよいが、例えば、メタクリル酸メチル
の単独重合体又は共重合体を芯材とした場合には、特公
昭４３−８９７８号、特公昭５６−８３２１号、特公昭
５６−８３２２号、特公昭５６−８３２３号及び特開昭
５３−６０２４３号等に開示されている様なメタクリル
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、ポリカーブネ
ートやポリスチレンを芯材として用いた場合には、例え
ばポリメチルメタクリレートが鞘材として使用できる。

また、鞘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
れている様なフッ化ビニリデン系重合体を挙げることが
でき、その他フッ化ビニリデン−へキサフルオロプロピ
レン系共重合体、前記ポリメチルメタクリレート以外の
メタクリル酸エステル系重合体、メチルペンテン系重合
体も鞘材として使用することができる。

更にα−フルオロアクリル酸とフッ素化アルキルアルコ
ールとからなるエステル類を重合させたものも使用でき
る。

本発明で使用する水架橋ポリエチレン３．３’、３“と
してはポリエチレン鎖にグラフトしたアルコキシシラン
が水等と反応して縮合により　−５ｔ−ｏ−ｓｔ−結合
を生成して架橋するタイプのものが一般的であシ、例え
ば市販の水架橋ポリエチレンとしては、三菱油化（株）
製、商品名リンクロン−Ｘ等が挙げられる。水架橋ポリ
エチレンのペースポリマーとしては、低密度？リエチレ
ン、リニアー低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン
、高密度？リエチレン等があるが、自動車エンジンルー
ム内で要求されている１１５℃での長期使用に耐えるた
めには中密度以上（密度０．９３５１３以上）の水架橋
ポリエチレンを用いる必要がある。密度０．９３５、ｌ
ｉ’／ｃｎｓ’未満の水架橋ポリエチレンでは、熱変形
温度が低く、ファイバーの変形が生じ、光伝送損失の増
加が起る。又０．９３５１／ｌｙｎ’以上の密度をもつ
水架橋ポリエチレンを用いることによシ耐熱性だけでな
く、自動車あるいは船舶内などで問題となる耐油性、耐
ガソリン性などの特性も向上する。

本発明のグラスチック光ファイバ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とが代表的であり、
例えば第１図の光フアイバ心線を製造する場合、紡糸の
みによる方法としては、コア１，１′、クラッド２，２
′及び水架橋ポリエチレン層３１３’＋　３″の夫々の
基材を溶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、所謂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
１のみを紡糸するかあるいはコア１とクラッド２とを複
合紡糸して賦形し、必要によシテンシ百ンメン・ぐ−を
介在させてこの賦形物に他の構成層を順次被覆していく
方法等がとられる。

以下に具体的実施例を示すが、本発明の実施の態様はこ
れによシ限定されない。

実施例１ 連続塊状重合法によシ得たメタクリル酸メチル重合体を
ペント部バレル温度２６０℃、押出部バレル温度２３０
℃に設定されたベント押出機によシ溶融し、さらに２３
０℃のギヤポンプを経て、芯成分重合体として２３０℃
の芯−鞘一水架橋ポリエチレン層３成分複合紡糸ヘッド
に供給した。

一方、メタクリル酸クロライドと２．２．３．３．３−
インタフルオロノロ／９ノールとから製造したメタクリ
ル酸２．２．３．３．３−　ペンタフルオロノロピル１
００部とメタクリル酸１部をアゾビスイソブチ口ニトリ
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２の成分重合
体を得た。この鞘成分重合体を２２０℃に設定されたス
クリュー溶融押出機でギヤポンプを経て２３０℃の複合
紡糸ヘッドに供給した。また水架橋ポリエチレン層３用
重合体として、市販の水架橋ポリエチレン（商品名す／
クロン万一７０ＯＮ（密度０．９４５）三菱油化製）を
触媒マスターパッチとトライブレンドした後、２００℃
に設定されたスクリュー押出機よυ２３０℃のギヤポン
プを経て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、水架橋ポリエチレン
層の溶融４リマーは、紡糸口金を用い２３０℃で吐出さ
れ、冷却固化の後、１３０℃にて３倍延伸処理後、巻取
シ、芯材部径７００μｍ１鞘材部厚み６μｍ、水架橋／
　＋７エチレン層厚み１４４μｍのプラスチック光フア
イバ心線を得た。この心線を７０℃の温水に１５時間浸
漬し、ポリエチレン層の架橋処理を行ない、その後、室
温にて２４時間風乾した。このようにして得られた光フ
アイバ心線の耐熱性、熱収縮、ケーブル加工性及び光伝
送損失を以下の評価方法によシ評価した。結果を第１表
に示した。

〔評価方法〕

（１）耐熱性：光フアイバ心線を１５ｍ検尺し、その中
間部Ｉｏｎを乾燥機内に入れ、両端２．５ｍづつを乾燥
機の壁面孔から出し、その一端に６５０　ｎｍ波長の光
源、他の一端に光検出機を取シ付けた。

乾燥機の温度を２″ｔ：／ｍｉｎの速度で昇温し、光フ
ァイ・ぐ心線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。又その温度での光フアイバ
心線の形状変化を観察した。

（２）熱収縮二元ファイバ心線を３０ｃＩｆ１検尺し、
１１５℃に設定された熱風乾燥器内に吊り下げ、１時間
後に取出し、その全長の収縮量よシ熱収縮率を測定した
。

（３）ケーブル加工性：クロスヘッドケーブル加工機で
、ケーブル被覆材に号？リフフ化ビニリデンを使用し、
加工温度２２０℃、線速５０ｍ／ｎ１ｎでケーブル加工
を行なった。得られた光ケーブル（被覆厚み０．３ｍｍ
）の光伝送損失を測定した。

（４）光伝送損失：特開昭５０−７６０２号公報に示さ
れた方法により測定した。測定波長は６５０　ｎｍであ
る。

比較例１−１ 中密度水架橋ポリエチレン（リンクロン旺−７０ＯＮ）
の代りに、低密度水架橋ポリエチレン（リンクｏ　ン−
Ｘ　ＣＦ−７００（密度０．９２３１／ｃｐｓ’　）　
）を用いた以外は実施例１と同一の光ファイ・々心線を
得た。

この心線の耐熱性、熱収縮、ケーブル加工性及び光伝送
損失を実施例１と同一の評価方法で評価し結果を第１表
に示した。

比較例１−２ 中密度水架橋ポリエチレン（す／クロｙＭＦ−７０ＯＮ
）の代りに、水架橋性を有しない中密度ポリエチレン（
密度０．９４．５　）を用いた以外は、実施例１と同一
の光フアイバ心線を得た。この心線の耐熱性、熱収縮、
ケーブル加工性及び光伝送損失を実施例１と同一の評価
方法で評価し結果を第１表に示した。

実施例２ 実施例１において保護層ポリマーを水架橋ポリエチレン
からメタクリル酸メチル重合体に変更し、芯、鞘、保護
層の吐出量及び引取速度を変え芯材部９７６μｍ、鞘材
部厚み４μｍ、保護層厚み８μｍのグラスチック光フア
イバ心線を得た。この心線を用いて、クロスヘッド被覆
加工機にょシ、中密度水架橋ポリエチレン（リンクロン
Ｉ（Ｅ−７０７Ｎ（密度＝　０．９４５１１／ｃｍ３）
　三菱油化（株）製）ｔ６００μｍ厚みに被覆加工し、
外径２．２ｍｍの光フアイバコードを作成した。加工条
件は押出温度１８０℃、線速５０　ｍ／ｍ　ｉ　ｎであ
った。得られた光ファイバフート全１００℃沸水中、３
時間架橋処理を行なった後、実施例１と同様の評価方法
にて耐熱性、熱収縮の評価を行なった。その結果を第２
表に示す。

比較例２ 実施例２の被覆材として中密度水架橋ポリエチレンの代
シに、低密度水架橋ポリエチレン（リンクロン−Ｘ　Ｃ
Ｆ−８００（密度０．９２３Ｆ、ム３）三菱油化（株）
製）を用いた以外は実施例２と同一の光フアイバコード
を得、同様の水架橋処理を行ない、実施例１と同様の評
価方法で耐熱性、熱収縮、光伝送損失の評価を行なった
。その結果ｙ＆：第２表に示す。

〔発明の効果〕

本発明によれば、耐熱性に優れ、高温におけるよシ高い
耐熱性を有する被覆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グラスチック光ファ
イバが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図は本発明のグラスチック光ファイバの
構成例を説明するための図である。 １．１′・・・コア、２．２′・・・クラ、ド、３　、
３’、　３″・・・水架橋、ｊ？　ＩＪエチレン層、４
′・・・機能性保護層、５゜５′・・・テンションメン
バ、６・・・防湿層。

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密度０．９３５ｇ
   ／ｃｍ＾３以上の水架橋ポリエチレンで被覆されてなる
   ことを特徴とするプラスチック光ファイバ。