JPS6329707A - ポリマ−クラツドガラス光フアイバおよびその製法 - 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、石英系ガラスをコアとし、コアガラスよりも
屈折率の低い高透明性のポリマーをクラッドとする光フ
ァイバおよびその製法に関するものである。

［従来技術］ 従来、ポリマークラッドガラス光ファイバ（ＰＣＦ）に
おいてクラッドとして用いる材料としては、シリコーン
樹脂（特公昭５７−４０４８３号公報）、ポリフルオロ
アルキルメタクリレート（特開昭５８−１２１４６１号
公報）、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共
重合体（特公昭５Ｂ−４１９６６号公報）、ポリエーテ
ルエステルアミド（特開昭５６−６０４０２号公報）、
および紫外線硬化型フッ素化アクリレート組成物（アメ
リカ合衆国特許第４．５１１．２０９号）などが知られ
ている。

しかし、従来のポリマークラッドガラス光ファイバにお
いて用いられるタラノドポリマーでは、最近要求されて
いる、低光伝送損失化、かしめ方式によるコネクタ付け
の簡易化、および損失の屋度特性の安定化等の要求特性
の高度化に対応することが不可能である。

例えば、シリコーン樹脂は機械特性、特に、機械的強度
が小さいので、かしめ方式のコネクタ付けにより光伝送
損失が増加する。フッ化ビニリデン／テトラフルオロエ
チレン共重合体およびポリエーテルエステルアミドは、
散乱や吸収が大きいので、光透過性に劣り、ＰＣＦの低
損失化が不可能である。フルオロアルキルメタクリレー
ト共重合体は、高透明であるが、コアガラスとの接着性
において不十分である。紫外線硬化型フッ素化アクリレ
ート組成物には、コアガラス上に塗布した後に紫外線に
よる硬化を行うので、硬化状態の管理、硬化時のクラッ
ド収縮のために残留ストレスによる損失が増加しおよび
ファイバ外径のＦ’ｌｆｌが難しい等の問題点がある。

また、コアガラスは、プラスチックに比較して、光透過
性において元々優れているので、クラッドのわずかな透
過性の差によって大きな影響を受は易い。クラッドとし
て使用するポリマー中に不純物が存在する場合に、光フ
ァイバの透過性が著しく低下するので、ガラスをコアと
する光ファイバのクラッドとしてポリマーを使用するこ
とは実用的でなかった。

し発明の目的］ 本発明の目的は、かかる欠点を！ｉ！消した、石英系ガ
ラスをコアとし、ポリマーをクラッドとするポリマーク
ラッドガラス光ファイバを堤供することにある。

し発明の構成］ 本発明の要旨は、石英系ガラスから成るコアの外側に、
構造式・ Ｘ、　　Ｘ。

Ｘ３０−Ｃ−Ｒ ［式中、Ｘ８、Ｘ２およびＸ、は水素原子又はフッ素原
子、Ｒはフッ素含有アルキル基又はフッ素含有詣環基を
表す。］ で示されるフッ素含有ポリビニルエステルのクラッドを
有することを特徴とするポリマークラッドガラス光ファ
イバに存する。

本発明の光ファイバにおいて、クラッドとして用いるポ
リマーは上記構造を有するが、Ｘｌ、Ｘ。

およびＸ、は水素原子でありＲはトリフルオロメチル基
であること、即ち、クラッドポリマーはポリビニルトリ
フルオロアセテートであることが特（こな子ましい。

本発明の先ファイバにおいて、コアとして用いる石英系
ガラスは、一般に、純石英ガラスである。

しかし、本発明において、コアとして用いる石英系ガラ
スは、シリカを主成分とし、屈折率を調整するための添
加剤を含むものであってしよい。添加剤としては、例え
ば、酸化チタン、酸化ゲルマニウムまたは酸化バリウム
などが挙げられる。

本発明の光ファイバは、クラッドポリマーは既知の押出
法および溶液法などによりコアガラス上に塗布すること
により形成することができる。しかし、全密閉系中でフ
ッ素含有エステルモノマーの精製および重合を行ってク
ラッドポリマーを調製し、クリーン不活性雰囲気中てク
ラッドポリマーをコアガラスファイバに塗布することが
好ましい。

従って、本発明の別の要旨は、石英系ガラスから成るコ
アの外側に、構造式・。

Ｘ、　　　Ｘ。

［式中、ｘｌ、Ｘ、およびＸ３は水素原子又はフッ素原
子、Ｒはフッ素含有アルキル基又はフッ素含有脂環基を
表す。］ で示されるフッ素含有ポリビニルエステルのクラッドを
有するポリマークラッドガラス光ファイバの製法であっ
て、 全密閉系中でクラブトモツマ−を精製し、重合すること
によってクラブトポリマーを調製した後、クリーン不活
性雰囲気中でクラッドポリマーをコアガラス周囲に塗布
し、乾燥又は冷却することを特徴とする製法に存する。

本発明の方法により、より低損失な光ファイバを得るこ
とができる。

重合法として、サスペンノヨン重合法又はエマルジョン
重合法を用いろことができるが、クラッドポリマー中へ
の不純物の混入が少なく、低損失なファイバの供給が可
能になるので、ラジカル開始バルク型合法又は溶液重合
法を用いろことが好ましい。溶液重合法に用いる溶媒と
しては、テトラハイドロフランなどを例示することがで
きろ。

重合開始のラジカルは、電子線らしくはガンマ線などの
照射によって、又はパーオキサイドらしくはイソシアヌ
レートなどのラジカル開始剤によって発生させることが
できる。

本発明の製法は、典型的には第１図に示すような装置を
用いて実施できる。第１図の製造装置は、モノマー蒸留
器ｌ、重合反応器２、クラッドポリマー塗布用ダイ３，
３°、乾燥又は冷却塔４．４′、コア母材５、ヒーター
６およびクリーン不活性雰囲気エリア７を有する。

タララドモノマーをモノマー蒸留器ｌで蒸留精製し、次
いでこのモノマーを重合反応器２で重合し、クラッドポ
リマーを調製する。この蒸留精製および重合は密閉系中
で行う。要すれば、重合反応器２において、未反応モノ
マーを除去した後、クラッドポリマーに対する溶媒を用
いてクラブトポリマーを溶解し、クラッドポリマー溶液
を調製することができる。クラッドの溶媒として、例え
ば、テトラヒドロフランおよびジエチルエーテルなどの
エーテル、メチルエチルケトンおよびアセトンなどのケ
トンなどが挙げられろ。

石英コア母材５をヒーター６により加熱しながら線引き
することによってコアを形成すると同時に、クラブトポ
リマー塗布用ダイ３によりコアの周囲にクラッドポリマ
ーを塗布する。次いで、乾燥又は冷却塔４によりクラッ
ドを乾燥し、溶媒を除去し、クラッドを形成する。また
、クラッドポリマーは、溶媒を用いずにそのままの状聾
でコアファイバに塗布してらよく、その後に冷却するこ
とによってクラッドを形成する。母材の線引き、クラッ
ドの塗布ならびに乾燥又は冷却は、窒素ガス又はヘリウ
ムガスなどの不活性ガスを用いたクリーン不活性エリア
７において行う。もう１組のクラッド塗布用ダイ３゛、
および乾燥又は冷却塔４°が存在し、クラッドの塗布な
らびに乾燥又は冷却を更に１回行う。２回目の乾燥およ
び冷却の後に、光ファイバを引取機により引取る。

［発明の効果コ 本発明のポリマークラッドガラス光ファイバは、クラブ
トポリマーの機械特性が従来のノリコーン樹脂より浸れ
ており、かしめ方式のコネクタ付けを行っても損失の増
加が生じず、熱サイクル後のコア部のコネクタ面からの
突出が無い。

クラッドポリマーのフッ素含有ポリビニルエステルは、
ノリコーン樹脂に比較して屈折率が低く、更に屈折率の
温度依存性が小さいので、クラブトポリマーの屈折率上
昇による低温での光伝送特性変化が小さい。光ファイバ
の開口数が小さくなり光伝送損失が増加するので、シリ
コーン樹脂等をクラッドポリマーとした従来のポリマー
クラッドガラス光ファイバの使用温度下限は一２０℃程
度であったが、本発明の光ファイバにおいては、もっと
低い温度を含む広範な温度範囲で安定した光伝送特性が
得られる。

クラッドポリマーのフッ素含有ポリビニルエステルは非
品性であり、可視〜近赤外域における光透過性に優れる
ので、本発明の光ファイバの光伝送損失は小さい。

本発明のクラッドポリマーは、コアガラスファイバに塗
布する際は、既にポリマーの状態にあるので、硬化型ポ
リマーと異って、硬化状態の管理および硬化収縮に伴う
問題もなく、ファイバの外径およびクラッド特性の安定
した光ファイバを得ることができる。

［発明の好ましい態様］ 以下に実施例を示す。

実施例１ 水を分散媒とするエマルジョン重合法で合成したポリビ
ニルトリフルオロアセテート（屈折率ｎｔ）”＝１．３
９）をテトラヒドロフランに溶解し、３０重量％濃度の
クラッドポリマー溶液を調製した。屈折率１．４５の石
英を用いて外径２００μｍのコアガラスファイバを線引
きしながら、グイを用いてクラブトポリマー溶液をコア
ファイバ周囲に塗布し１２０℃で乾燥し、更にこの塗布
乾燥操作をもう１回繰り返し、外径２３０μｍのポリマ
ークラッドガラス光ファイバを得た。

このファイバの光伝送損失は、波長８００ｎｍにおいて
７ｄＢ／ｋｍであり、かしめ方式のコネクタ付けを行っ
ても損失の増加は認められなかった。

比較例１ 屈折率１．４５の石英を用いて外径２００μｍのコアガ
ラスファイバを線引きすると同時に、市販のシリコーン
樹脂（東芝シリコーン製ＸＥ１４−０６２）をコアファ
イバ周囲に塗布し、１５０°Ｃで熱硬化させ、外径２３
０μｍのポリマークラッドガラス光ファイバを得た。

このファイバの光伝送損失は、波長８００ｎｍにおいて
６ｄＢ／ｋｍであった。この光ファイバを用いて、かし
め方式のコネクタ付けを行った所、コネクタ１カ所当り
約１．５ｄＢの損失増加が認められた。

実施例２ 第１図の装置を用いて、クリーン窒素ガス雰囲気の全密
閉系中で、ビニルトリフルオロアセテートモノマーの減
圧蒸留および精製を行い、次いでベンゾイルパーオキサ
イドを開始剤として、６０℃でラジカル開始バルク重合
を行った。未反応モノマーを含む揮発成分を除去した後
、精製メチルエチルケトンを加え、３０重量％濃度のク
ラブトポリマー溶液を調製した。クリーン窒素ガス雰囲
気中で、屈折率１．４５の石英を用いて外径２００μｍ
のコアガラスファイバを線引きすると同時に、クラッド
ポリマー溶液をコアファイバ周囲に塗布し１２０℃で乾
燥し、更にこの塗布乾燥操作をもう１回繰り返し、外径
２３０μｍのポリマークラッドガラス光ファイバを得た
。

この光ファイバの光伝送損失は波長８００ｎｍにおいて
４ｄＩ３／ｋｍであった。この光ファイバを用いて、か
しめ方式のコネクタ付けを行ったが、旧来の増加は認め
られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明において用いる典型的な製造装置を示
す概略図である。 １・・・モノマー蒸留器、　２・・重合反応器、３．３
゛・・・クラッドポリマー塗布用グイ、４．４′・・・
乾燥又は冷却塔、 ５・・コア母材、　　　　　６・・・ヒーター、７・・
・クリーン不活性雰囲気エリア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石英系ガラスから成るコアの外側に、構造式： ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ｘ＿１、Ｘ＿２およびＸ＿３は水素原子又はフ
   ッ素原子、Ｒはフッ素含有アルキル基又はフッ素含有脂
   環基を表す。］ で示されるフッ素含有ポリビニルエステルのクラッドを
   有することを特徴とするポリマークラッドガラス光ファ
   イバ。 ２、構造式中、Ｘ＿１、Ｘ＿２およびＸ＿３は水素原子
   であり、Ｒはトリフルオロメチル基である特許請求の範
   囲第１項記載の光ファイバ。 ３、コアが純石英ガラスである特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の光ファイバ。 ４、石英系ガラスから成るコアの外側に、構造式： ▲数式、化学式、表等があります▼ ［式中、Ｘ＿１、Ｘ＿２およびＸ＿３は水素原子又はフ
   ッ素原子、Ｒはフッ素含有アルキル基又はフッ素含有脂
   環基を表す。］ で示されるフッ素含有ポリビニルエステルのクラッドを
   有するポリマークラッドガラス光ファイバの製法であっ
   て、 全密閉系中でクラッドモノマーを精製し、重合すること
   によってクラッドポリマーを調製した後、クリーン不活
   性雰囲気中でクラッドポリマーをコアガラス周囲に塗布
   し、乾燥又は冷却することを特徴とする製法。 ５、クラッドモノマーをラジカル開始バルク重合法又は
   溶液重合法により重合する特許請求の範囲第４項記載の
   製法。