JPH01196009A - 光フアイバ - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
- C03C25/1065—Multiple coatings
-
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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- C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
- C03C25/106—Single coatings
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
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。
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〕
本発明はコア、クラッドともに石英ガラスからなるガラ
スファイバに耐熱性被覆を施した光ファイバに関し、と
くに被覆材料として耐熱性に優れた有機金属ポリマを用
い、かつ機械特性を向上させた構造を兼ね備えた耐熱光
ファイバに関するものである。
スファイバに耐熱性被覆を施した光ファイバに関し、と
くに被覆材料として耐熱性に優れた有機金属ポリマを用
い、かつ機械特性を向上させた構造を兼ね備えた耐熱光
ファイバに関するものである。
従来、光ファイバの被覆材としては、熱硬化型シリコン
樹脂を一次被覆に、Ｎｙ−１２またはテフロンＰＦＡな
どの熱可塑性樹脂を二次被覆に用いた構造や、紫外線硬
化性のウレタンアクリレート系樹脂を二層構造とし、内
層に低弾性率のソフトタイプを、外層には高弾性率のハ
ードタイプを用いた構造が一般的である。
樹脂を一次被覆に、Ｎｙ−１２またはテフロンＰＦＡな
どの熱可塑性樹脂を二次被覆に用いた構造や、紫外線硬
化性のウレタンアクリレート系樹脂を二層構造とし、内
層に低弾性率のソフトタイプを、外層には高弾性率のハ
ードタイプを用いた構造が一般的である。
さらに、連続使用温度が１５０℃以上の領域においては
、耐熱性の高い被覆材料が必要であり、代表的なものと
してはＡｊ！、Ｉｎ＋ Ｓｎ、Ｎｉなどの金属や、Ｓｉ
Ｃ，ＴｉＣ，Ｓｉ、Ｎ４＊ ５ｉ−Ｏ−Ｎ、Ａ１１ｚ
０３ 、Ｔｉ０ｚ 、５ｎＯｚ 、Ｃなどの非金属の
セラミクスを被覆材料として用いた、所謂ハーメチック
コートファイバの例が検討されている。これらのハーメ
チックコートファイバは、耐熱性に優れているばかりで
なく、ガラスファイバを完全に気密に被覆することから
、ガラスの破骨係数（一般にｎ値と称する。）を大きく
する利点がある。
、耐熱性の高い被覆材料が必要であり、代表的なものと
してはＡｊ！、Ｉｎ＋ Ｓｎ、Ｎｉなどの金属や、Ｓｉ
Ｃ，ＴｉＣ，Ｓｉ、Ｎ４＊ ５ｉ−Ｏ−Ｎ、Ａ１１ｚ
０３ 、Ｔｉ０ｚ 、５ｎＯｚ 、Ｃなどの非金属の
セラミクスを被覆材料として用いた、所謂ハーメチック
コートファイバの例が検討されている。これらのハーメ
チックコートファイバは、耐熱性に優れているばかりで
なく、ガラスファイバを完全に気密に被覆することから
、ガラスの破骨係数（一般にｎ値と称する。）を大きく
する利点がある。
従来の耐熱被覆を施した光ファイバは、被覆材の弾性率
が高く、光ファイバに側圧などの力が加わった場合、緩
衝作用がな（、直接光ファイバに悪影響を与えることに
なる。たとえば、製造時にプラスチックや金属製のボビ
ンに巻き取った場合、張力による側圧で伝送損失がガラ
ス本来の値より大きくなったり、また、ケーブル化した
場合にも同様の側圧により伝送損失が増大するという問
題があった。そのため耐熱被覆の外層に、緩衝作用のあ
る材料による被覆をさらに設けることにより伝送特性の
安定化をはかる必要があり、従来、緩衝層としてシリコ
ン樹脂や弗素系樹脂による被覆を施しである。しかし、
これらの樹脂を被覆に用いることにより、連続使用の許
容温度が低下し、温度２００℃乃至３００℃以上の領域
では材料的にも限界となっている。
が高く、光ファイバに側圧などの力が加わった場合、緩
衝作用がな（、直接光ファイバに悪影響を与えることに
なる。たとえば、製造時にプラスチックや金属製のボビ
ンに巻き取った場合、張力による側圧で伝送損失がガラ
ス本来の値より大きくなったり、また、ケーブル化した
場合にも同様の側圧により伝送損失が増大するという問
題があった。そのため耐熱被覆の外層に、緩衝作用のあ
る材料による被覆をさらに設けることにより伝送特性の
安定化をはかる必要があり、従来、緩衝層としてシリコ
ン樹脂や弗素系樹脂による被覆を施しである。しかし、
これらの樹脂を被覆に用いることにより、連続使用の許
容温度が低下し、温度２００℃乃至３００℃以上の領域
では材料的にも限界となっている。
本発明は従来の問題点を解決し、伝送特性および耐側圧
性などの機械特性を良好に保持した光ファイバを提供す
るもので、コア、クラッドとも石英ガラスからなるガラ
スファイバに耐熱性の被覆を施した光ファイバにおいて
、前記耐熱性の被覆は、下記（Ａ）、 （Ｂ）、
（Ｃ）の基本構造単位の混合物からなる有機金属ポリマ
からなり、かつ前記有機金属ポリマからなる被覆は、光
ファイバのガラス表面部から外側方向に硬度が高くなる
構成を備えてなることを特徴としている。
性などの機械特性を良好に保持した光ファイバを提供す
るもので、コア、クラッドとも石英ガラスからなるガラ
スファイバに耐熱性の被覆を施した光ファイバにおいて
、前記耐熱性の被覆は、下記（Ａ）、 （Ｂ）、
（Ｃ）の基本構造単位の混合物からなる有機金属ポリマ
からなり、かつ前記有機金属ポリマからなる被覆は、光
ファイバのガラス表面部から外側方向に硬度が高くなる
構成を備えてなることを特徴としている。
また前記有機金属ポリマからなる被覆は、二層以上の多
層構造を備えた態様を含むことを特徴とし、ている。
層構造を備えた態様を含むことを特徴とし、ている。
本発明に用いる有機金属ポリマは、硬化条件により状態
の異なる性質のものであり、５００’Ｃ以−ヒの温度で
完全にセラミック化すると、硬度が高くて、耐熱性の高
い被覆ができる。また温度が４００℃以下の場合には、
有機ポリマとしての特徴を備えた比較的軟らかい被覆が
得られる。光ファイバに完全にセラミック化した被覆の
みを施した場合には、被覆に緩衝層としての機能がない
ため、側圧を受けると光ファイバに直接力が作用するこ
とになる。そこで内層を軟らかく、外層を硬い被覆構造
とすることにより、外層は穀効果が働き内部へ力が伝わ
り難くなり、さらに、内層は軟らかい被覆のため、緩衝
作用により光ファイバを保護する機能を備えることにな
り、耐側圧性に強い耐熱光ファイバが得られる。なお本
被覆構成においては、硬度の異なる被覆層間には線膨張
係数などの物性に差が生じるため、理想的には無限の段
階を設けて連続的に物性を変化させるのが好ましいが、
例えば本発明の一態様である多層構造とし、最内層から
外層に徐々に硬度を高く構成することにより目的は実用
上達せられる。このように外側の被覆層に徐々に高度を
高くする構成により、被覆層間の接着性も増し、被覆全
体としての機械特性が広い温度範囲にわたって安定した
耐熱光ファイバが得られる。以下実施例について説明す
る。
の異なる性質のものであり、５００’Ｃ以−ヒの温度で
完全にセラミック化すると、硬度が高くて、耐熱性の高
い被覆ができる。また温度が４００℃以下の場合には、
有機ポリマとしての特徴を備えた比較的軟らかい被覆が
得られる。光ファイバに完全にセラミック化した被覆の
みを施した場合には、被覆に緩衝層としての機能がない
ため、側圧を受けると光ファイバに直接力が作用するこ
とになる。そこで内層を軟らかく、外層を硬い被覆構造
とすることにより、外層は穀効果が働き内部へ力が伝わ
り難くなり、さらに、内層は軟らかい被覆のため、緩衝
作用により光ファイバを保護する機能を備えることにな
り、耐側圧性に強い耐熱光ファイバが得られる。なお本
被覆構成においては、硬度の異なる被覆層間には線膨張
係数などの物性に差が生じるため、理想的には無限の段
階を設けて連続的に物性を変化させるのが好ましいが、
例えば本発明の一態様である多層構造とし、最内層から
外層に徐々に硬度を高く構成することにより目的は実用
上達せられる。このように外側の被覆層に徐々に高度を
高くする構成により、被覆層間の接着性も増し、被覆全
体としての機械特性が広い温度範囲にわたって安定した
耐熱光ファイバが得られる。以下実施例について説明す
る。
第１図は本発明の耐熱光ファイバの実施例の断面構造図
である。コア１およびクラッド２はともに石英ガラスか
らなり、＄は本発明による有機金属ポリマ層で、５は有
機金属ポリマの完全セラミック化した層であり、４は有
機金属ポリマ層３と有機金属ポリマの完全セラミック層
５の中間体に位置する中間体層である。
である。コア１およびクラッド２はともに石英ガラスか
らなり、＄は本発明による有機金属ポリマ層で、５は有
機金属ポリマの完全セラミック化した層であり、４は有
機金属ポリマ層３と有機金属ポリマの完全セラミック層
５の中間体に位置する中間体層である。
本発明に用いる有機金属ポリマは、下記（Ａ）。
（Ｂ）、 （Ｃ）の基本構造単位から成り立つもので
あり、（Ａ）が大部分を占め、（Ｂ）、 （Ｃ）が少
量存在する組成である。温度４００℃以下の焼成条件で
は軟化点が約３００℃の非晶質熱可塑性ポリマであり、
温度５００℃以上の焼成条件では５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０系
セラミツクに変化するもＲＯ−Ｔｉ−ＯＲ 第２図は本発明の耐熱光ファイバを製造する方法の具体
的一実施例の工程概要を示す図である。
あり、（Ａ）が大部分を占め、（Ｂ）、 （Ｃ）が少
量存在する組成である。温度４００℃以下の焼成条件で
は軟化点が約３００℃の非晶質熱可塑性ポリマであり、
温度５００℃以上の焼成条件では５ｉ−Ｔｉ−Ｃ−０系
セラミツクに変化するもＲＯ−Ｔｉ−ＯＲ 第２図は本発明の耐熱光ファイバを製造する方法の具体
的一実施例の工程概要を示す図である。
本実施例は、有機金属ポリマ層が三層構成の場合の例で
ある。６は光ファイバのプリフォーム母材、７は線引炉
、８は線径測定器、１３は線引きされたガラスファイバ
、９１，９□、９．は本発明に用いられる被覆材の有機
金属ポリマの塗布装置、１０゜、１０□、１０．は塗布
した有機金属ポリマの硬化焼付を行う熱硬化炉、１４は
被覆を施した光ファイバ、１１は光ファイバー４の巻取
機、１２は線径測定器８によりガラスファイバー３の線
径を測定しながら、規定の光フアイバ径を保持するよう
線引速度を制御する制御系である。本発明においては、
三層の被覆層の硬度を徐々に高くするため、第−層の硬
化炉１０１の温度は４００℃以下、第二層の硬化炉１０
□の温度は４００℃乃至５００℃の中間温度、最外層の
第主層の硬化炉１０３の温度は５００℃以上に設定した
。
ある。６は光ファイバのプリフォーム母材、７は線引炉
、８は線径測定器、１３は線引きされたガラスファイバ
、９１，９□、９．は本発明に用いられる被覆材の有機
金属ポリマの塗布装置、１０゜、１０□、１０．は塗布
した有機金属ポリマの硬化焼付を行う熱硬化炉、１４は
被覆を施した光ファイバ、１１は光ファイバー４の巻取
機、１２は線径測定器８によりガラスファイバー３の線
径を測定しながら、規定の光フアイバ径を保持するよう
線引速度を制御する制御系である。本発明においては、
三層の被覆層の硬度を徐々に高くするため、第−層の硬
化炉１０１の温度は４００℃以下、第二層の硬化炉１０
□の温度は４００℃乃至５００℃の中間温度、最外層の
第主層の硬化炉１０３の温度は５００℃以上に設定した
。
なお本発明による光ファイバは、本発明に用いる有機金
属ポリマの耐熱温度領域で使用可能であるが、それ以外
の材料、たとえば熱硬化型シリコン樹脂、紫外線硬化型
ウレタンアクリレート、Ｎｙ−１２、ＰＦＡなどの熱可
塑性樹脂および°Ａｌ。
属ポリマの耐熱温度領域で使用可能であるが、それ以外
の材料、たとえば熱硬化型シリコン樹脂、紫外線硬化型
ウレタンアクリレート、Ｎｙ−１２、ＰＦＡなどの熱可
塑性樹脂および°Ａｌ。
Ｃｕ、Ｎｉなどの金属を適用することもできる。
ただし、上述のそれぞれの材料を用いる場合には、それ
ぞれの付加材料の特性にもとづいて適切に使用すること
を要する。。
ぞれの付加材料の特性にもとづいて適切に使用すること
を要する。。
以下に本発明の具体例につい′て説明する。石英ファイ
バとしてコア径５０μｍφ、クラツド径１２５μｍφ、
比屈折率差１％のグレーデッド型光ファイバを用い、被
覆材にはを機金属ポリマの一例として、宇部興産型のチ
ラノコートを用い、硬化条件を変えて被覆を施した耐熱
光ファイバの試料１乃至４の四種類の光ファイバを試作
し、それぞれの特性を比較評価した。試料ｌ乃至試料４
それぞれの被覆構成および伝送特性の評価結果を第１表
に示す。なお被覆材の一回の塗布厚は約１０μｍである
。
バとしてコア径５０μｍφ、クラツド径１２５μｍφ、
比屈折率差１％のグレーデッド型光ファイバを用い、被
覆材にはを機金属ポリマの一例として、宇部興産型のチ
ラノコートを用い、硬化条件を変えて被覆を施した耐熱
光ファイバの試料１乃至４の四種類の光ファイバを試作
し、それぞれの特性を比較評価した。試料ｌ乃至試料４
それぞれの被覆構成および伝送特性の評価結果を第１表
に示す。なお被覆材の一回の塗布厚は約１０μｍである
。
第１表において伝送損失は、直径２８０ｍｍφのＡＢＳ
樹脂製ボビンに張力５０ｇで整列に巻き付けたときの、
波長０．８５μｍおよび１．３０μｍにおける伝送損失
増を測定し、耐側圧性を評価した。
樹脂製ボビンに張力５０ｇで整列に巻き付けたときの、
波長０．８５μｍおよび１．３０μｍにおける伝送損失
増を測定し、耐側圧性を評価した。
試料１は二層被覆を５００℃の同一温度で硬化した比較
例１で、試料２は三層被覆を５００℃の同一温度で硬化
した比較例２である。比較例１および比較例２に示した
ように、完全にセラミック化したものについては、ボビ
ンに巻いたときの側圧により伝送損失は増加し、耐側圧
性の悪いことを示している。これに対し、試料３及び４
の内層に有機金属ポリマ層を設けた本発明の実施例１お
よび２は伝送損失の増加が大幅に改善されている。
例１で、試料２は三層被覆を５００℃の同一温度で硬化
した比較例２である。比較例１および比較例２に示した
ように、完全にセラミック化したものについては、ボビ
ンに巻いたときの側圧により伝送損失は増加し、耐側圧
性の悪いことを示している。これに対し、試料３及び４
の内層に有機金属ポリマ層を設けた本発明の実施例１お
よび２は伝送損失の増加が大幅に改善されている。
また本実施例１の光ファイバの被覆硬化条件は空気中で
行ったが、表面の酸化劣化による伸びの低下などの影響
を低減する目的で、酸素の含まれている空気中の代りに
、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｔのそれぞれの不活性ガスの単一ガス
中および二種以上混合ガスの一例としてＮ２ガスを満た
した雰囲気中で硬化して作製した試料４について被覆材
の伸び特性の改善されていることを確認した。すなわち
、実施例２に示すように、硬化炉の第３炉を不活性ガス
雰囲気下にし、硬化させることにより伸び特性が改善さ
れ強度の向上がはかられた。
行ったが、表面の酸化劣化による伸びの低下などの影響
を低減する目的で、酸素の含まれている空気中の代りに
、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｔのそれぞれの不活性ガスの単一ガス
中および二種以上混合ガスの一例としてＮ２ガスを満た
した雰囲気中で硬化して作製した試料４について被覆材
の伸び特性の改善されていることを確認した。すなわち
、実施例２に示すように、硬化炉の第３炉を不活性ガス
雰囲気下にし、硬化させることにより伸び特性が改善さ
れ強度の向上がはかられた。
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明の光ファイバは有機金属ポ
リマを被覆材に適用し、ガラスファイバのガラス表面よ
り外側方向に硬度が高くなる構成を備えていることから
、伝送特性および耐側圧性などのｔａｖｊ、特性を良好
に保持することができる。
リマを被覆材に適用し、ガラスファイバのガラス表面よ
り外側方向に硬度が高くなる構成を備えていることから
、伝送特性および耐側圧性などのｔａｖｊ、特性を良好
に保持することができる。
第１図は本発明の耐熱光フアイバ断面構造図、第２図は
本発明の耐熱光ファイバを製造する方法の実施例の工程
概要図である。 １・・・コア、２・・・クラッド、３・・・有機金属ポ
リマ層、４・・・中間体層、５・・・有機金属ポリマの
完全セラミック層、６・・・プリフォーム母材、７・・
・線引炉、８・・・線径測定器、９９，９□、９．・・
・塗布装置、１０１．１０２．１（ｈ・・・硬化炉、１
１・・・巻取機、１２・・・制御系、１３・・・ガラス
ファイバ、１４・・・光ファイバ 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 本発明の耐熱光ファイバＦｒ面構造に 第 １ 図 卒発明の耐熱光ファイバ製造方法工程概要図第２図
本発明の耐熱光ファイバを製造する方法の実施例の工程
概要図である。 １・・・コア、２・・・クラッド、３・・・有機金属ポ
リマ層、４・・・中間体層、５・・・有機金属ポリマの
完全セラミック層、６・・・プリフォーム母材、７・・
・線引炉、８・・・線径測定器、９９，９□、９．・・
・塗布装置、１０１．１０２．１（ｈ・・・硬化炉、１
１・・・巻取機、１２・・・制御系、１３・・・ガラス
ファイバ、１４・・・光ファイバ 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人 弁理士 玉 蟲 久五部 本発明の耐熱光ファイバＦｒ面構造に 第 １ 図 卒発明の耐熱光ファイバ製造方法工程概要図第２図
Claims (2)
- （１）コア、クラッドとも石英ガラスからなるガラスフ
ァイバに耐熱性の被覆を施した光ファイバにおいて、 前記耐熱性の被覆は、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の基
本構造単位の混合物からなる有機金属ポリマからなり、
かつ 前記有機金属ポリマからなる被覆は、前記光ファイバの
ガラス表面部から外側方向に硬度が高くなる構成を備え
てなる ことを特徴とする光ファイバ。 （Ａ）▲数式、化学式、表等があります▼（Ｂ）▲数式
、化学式、表等があります▼（Ｃ）▲数式、化学式、表
等があります▼ - （２）前記有機金属ポリマからなる被覆は、二層以上の
多層構造を備えてなることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の光ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63020879A JP2585680B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 光フアイバ |
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|---|---|---|---|
| JP63020879A JP2585680B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 光フアイバ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196009A true JPH01196009A (ja) | 1989-08-07 |
| JP2585680B2 JP2585680B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=12039477
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63020879A Expired - Fee Related JP2585680B2 (ja) | 1988-01-30 | 1988-01-30 | 光フアイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585680B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04129118U (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-25 | 日立電線株式会社 | 金属パイプ入り耐熱性光フアイバ |
| JPH05127052A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Hitachi Cable Ltd | 耐熱光フアイバ |
| CN103116203A (zh) * | 2013-02-03 | 2013-05-22 | 深圳市沃尔核材股份有限公司 | 耐火光缆 |
-
1988
- 1988-01-30 JP JP63020879A patent/JP2585680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04129118U (ja) * | 1991-05-17 | 1992-11-25 | 日立電線株式会社 | 金属パイプ入り耐熱性光フアイバ |
| JPH05127052A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Hitachi Cable Ltd | 耐熱光フアイバ |
| CN103116203A (zh) * | 2013-02-03 | 2013-05-22 | 深圳市沃尔核材股份有限公司 | 耐火光缆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2585680B2 (ja) | 1997-02-26 |
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