JPH01206307A

JPH01206307A - 光ファイバー

Info

Publication number: JPH01206307A
Application number: JP63030884A
Authority: JP
Inventors: Seiji Nakagome; 誠治中込; Minoru Yoshida; 実吉田; Yasuyori Sasaki; 康順佐々木
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18

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、光ファイバーに関する。更に詳しくは、柔軟
性にすぐれた光ファイバーに関する。

〔従来の技術〕および〔発明が解決しようとする課題〕
光ファイバー中を伝送される光は、コア材およびクラッ
ド材の界面で全反射をくり返して伝送されるので１本質
的には被覆層を必要とはしないが。

光ファイバーの保護という目的でクラッド材の表面に外
側被覆層が一般に設けられている。

かかる目的で外側被覆層を設けた従来の光ファイバーの
構成は、一般に次の如くである。

−≦ソ」シー　　−先ブス上ｆＪ順ｍ石英ガラス　　石英ガラス　プラスチック多成分ガラスプラスチック　プラスチックしかしながら、このような構成の光ファイバーでは、柔
軟性に欠けしかも外側被覆層をファイバー径に比べてか
なり肉厚にしなければならないなどの欠点がみられた。

柔軟性に欠ける光ファイバーは、歪に弱く、折れ易いた
め、そのような欠点を避けるために、外側被覆材として
耐衝撃性高分子材料を用い、しかもあまり変形しないよ
うに被覆層を肉厚にするような対策もとられている。し
かし、これでは柔軟性が損われるばかりではなく、本来
必要な芯線に対し必要以上に太くなってしまい経済的で
はないという問題をもたらす。

例えば、石英ファイバーでは、外側被覆層にシリコーン
ゴムを用いたものが知られている。このシリコーンゴム
外側被覆層は、外部応力に対する耐衝撃性の付与や肉厚
にすることで最小曲げ半径を制約し、それにより破断を
防止する目的でこれが設けられており、従ってファイバ
ー径に対して必要以上に肉厚が設定されている。

かかる現状に鑑み、本発明は柔軟性にすぐれしかも必要
以上に外側被覆層を肉厚にすることのない光ファイバー
を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成させる本発明の光ファイバーは、共にゴ
ム状弾性体よりなるニア材およびクラッド材のクラッド
材表面に、ゴム状弾性体、フィブリル化高分子多孔質体
またはこれらの複合物よりなる外側被覆層を設けてなる
。

コア材として用いるゴム状弾性体としては、透明性にす
ぐれていることならびにクラッド材より屈折率が高いこ
とが特に重要な性質として要求される。具体的には、ポ
リメチルメタクリレート、エチルアクリレート−２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート共重合体など、透明性およ
び所望の屈折率を有するものであれば任意のポリマーを
使用することができる。これらの重合体は、溶液重合法
、塊状重合法など透明性にすぐれた重合体を与える重合
法で重合させたものを用いることが好ましく、水酸基あ
るいはそれ以外の架橋性基含有単量体を共重合させる場
合には、メルカプト化合物連鎖移動剤の存在下で溶液重
合させたものが好ましい（特願昭６２−４４８９４号参
照）。

また、クラッド材ゴム状弾性体としては、ＩＨ、１）１
　。

Ｈ（−）−リフルオロエチル（メタ）アクリレート、１
１１゜１）１．３Ｈ−テトラフルオロプロピル（メタ）
アクリレート、ＩＨ，１１１，５Ｈ−オクタフルオロペ
ンチル（メタ）アクリレートなどの側鎖−ＣＯＯ（ＣＨ
２）ｎ　（ＣＦｚ　）ｍＸ　（Ｘ　ＩＨまたはＦ）を有
する（メタ）アクリレートなどの含フツ素単量体を、単
独重合または約１〜３０モル％のエチルアクリレート、
ブチルアクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、アルコキシアルキル（メタ）アクリレート
などと共重合させたものなど、コア材より屈折率が低く
かつコア材との界面接着性が良好なものが用いられる。

これらのクラッド材ゴム状弾性体は、必要に応じて熱架
橋あるいは光架橋させたコア材の表面に押出コーティン
グされ、その後必要に応じてそこに配合されている加硫
剤の作用により熱架橋あるいは光架橋させる。

このようにして硬化させたクラッド材の表面には、やは
りゴム状弾性体がゴム配合物の形で押出コーティングさ
れ、外側被覆層を形成させる。

ここで用いられるゴム配合物は、フッ素ゴム、エチレン
・プロピレン（・ジエン）共重合ゴム、スチレン・ブタ
ジェン共重合ゴム、アクリロニトリル・ブタジェン共重
合ゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、シ
リコーンゴム、ウレタンゴム、塩素化ポリエチレンゴム
、クロロプレンゴム、イソプレンゴムなどの各種ゴムに
、それぞれ一般的に配合される配合剤１例えばカーボン
ブラック、ホワイトカーボンなどの補強剤、炭酸カルシ
ウムなどの充填剤、フタル酸エステルなどの可塑剤、ナ
フチルアミン系化合物などの老化防止剤、イオウ、ポリ
アミン、有機過酸化物などの加硫剤、グアニジン系化合
物、チウラム系化合物などの加硫促進剤などの配合剤を
適宜配合して調製されたものである。

コア材およびクラッド材が共にゴム状弾性体よりなる光
ファイバーの場合、伸縮、大変形が容易であるなどその
特性を生かした使い方をする際、外力の影響が大きいた
め、その保護および強度保持などの目的で外側被覆層が
設けられる。かかる外側被覆層の要求性能としては、光
フアイバー自体よりも引張強度、破断強度などがあるこ
と、伸びは光ファイバーと同等であること、耐薬品性、
耐候性、耐熱性、耐寒性などの外的要因がすぐれている
こと、肉厚が薄くてすむことなどが挙げられ、これらの
要求性能をみたすものとして、前記の如きゴム状弾性体
が１ａ＋ｍ径のファイバーに対し、約０゜３〜１．０ｍ
ｍの肉厚で用いられる。

このようなゴム状弾性体よりなる外側被覆層の肉厚は、
強度、耐衝撃性などの点を考慮してこのような範囲に設
定されるが、ゴム状弾性光ファイバーの特徴である細く
て柔軟であり、大容量通信が可能であるということから
考えると、外側被覆層は光ファイバーの外径を細くする
上で、またコストの点で肉薄の方が望ましい。

そのために、外側被覆層をフィブリル化高分子多孔質体
で形成させると、ゴム状弾性体で形成させたものと比較
して伸びは低下するものの、強度を増加させた光ファイ
バーが得られるようになる。

このことは、ゴム状弾性体を用いたときと同程度の強度
のものが、もっと肉薄にしても得られることを示してお
り、実際にその肉厚をＩＩ径のファイバーに対し約０．
１〜０．５＋＋＋ｍの範囲に設定することができる。

フィブリル化高分子多孔質体は、繊維部と連結部とから
なる多孔質体であり、繊維部が延伸により結晶化が進ん
で強度を増し、また繊維部の屈曲性により柔軟性を示し
ており、これらの特性が上記の如く発揮されることにな
るが、耐衝撃性や耐溶剤・耐ガス性などを更に増加させ
るために、これをゴム状弾性体との複合物として用いる
ことも有効である。この場合には、フィブリル化高分子
多孔質体が、一般に約５〜６０体積Ｘを占めるような割
合で複合化される。

フィブリル化高分子多孔質体は、ポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン
、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの結晶性高分子物
質から形成される。フィブリル化多孔質体の形成は、一
般に粒径μｍオーダーの高分子微粉末を原料とする延伸
法により行われ、かかる微粉末に適度のせん断力を適用
することにより、通常連結部といわれる塊状部とフィブ
リル部とからなる連続相を形成させる。

また、フィブリル化高分子多孔質体と一般にゴム配合物
の形で用いられるゴム状弾性体との複合化は、フィブリ
ル化高分子多孔質体が形成する連続相のフィブリル部の
空隙部にゴムが充填された形で行われる。例えば、フィ
ブリル化ＰＴＦＥおよびフッ素ゴムを例にとり、２，３
の複合化方法を説明すると、次の如くである。

（１）まず、ＰＴＦＥ微粉末（粒径約０．１〜５０μｍ
）を炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ケトン、アルコー
ルなどのＰＴＦＥを濡らす溶媒中に添加し、これをボー
ルミルなどを用いて混合する。この混線物を例えば押出
し、圧延などのせん新条件下での成形法によってシート
状に成形し、溶媒をそのままにしであるいは乾燥させて
から、毎分約０．１〜１０００％の延伸速度で約３０〜
５００％延伸する。この延伸状態を保持したままあるい
は延伸後、ＰＴＦＥの軟化点乃至融点付近（約３１０〜
４００℃）で数分間程度加熱焼成すると、延伸率に応じ
て体積で約５０〜９０％と空隙部の割合の多いフィブリ
ル化多孔質体が得られる。

かかるフィブリル化多孔質体に、フッ素ゴム配合物のケ
トン溶液などを含浸させ、溶媒を除去すると、空隙部で
フッ素ゴムと複合化された組成物がそこに得られる。

（２）ＰＴＦＥ微粉末をフッ素ゴム配合物の溶液中に、
固形分の体積比でＰＴＦＥが約５〜６０％、フッ素ゴム
配合物が約９５〜４０％の割合となるように添加し、こ
れをボールミルなどを用いて混合する。以下、上記（１
）と同様にシート成形（押出コーテング）。

延伸および加熱焼成すると、フィブリル化多孔質体の形
成とそれとフッ素ゴムとの複合化が行われる。

（３）フッ素ゴム配合物をロールに巻き付けておき、こ
れにＰＴＦＥ微粉末を普通のロール混線法と同様に徐々
に添加し、フィブリル化多孔質体の形成と複合化とを同
時に行わせる方法。この方法は、上記２つの方法と比較
して操作が簡単であるという長所を有する。ただし、Ｐ
ＴＦＥ微粉末の混入時にせん断力がかかりすぎるとＰＴ
ＦＥが塊まってしまったり、あるいはＰＴＦＥ微粉末の
体積分率が約４０％以上となった場合にも塊まってしま
うことがあるので注意を要する。

上記各方法の内、（２）の方法では加熱焼成時にフッ素
ゴムの加硫も同時に行われるが、（１）および（３）の
方法では形成された複合体組成物についての加熱加硫が
行われる。

（４）フッ素ゴムまたはそれ以外の各種ゴムの場合には
、ポリテトラフルオロエチレンまたはポリクロロトリフ
ルオロエチレンの水性けん濁液または有機溶媒分散液に
、有機溶媒を用いながらゴム配合物を添加し、そこに形
成された複合体ゴム組成物混合液を流延するなどして溶
媒を除去し、得られた複合体ゴム組成物を予備成形また
は押出し後圧延または延伸することにより、フィブリル
化多孔質体の形成とそれとゴムとの複合化が行われる。

本発明においては、外側被覆層の形成が溶液コーテイン
グ後光ファイバーと共に延伸し、加熱硬化させる方法に
よって行われるので、上記（２）の方法が好んで用いら
れ、クラッド材表面に肉厚約０．１〜０．５ｍｍの複合
物被覆層を形成させる。

〔発明の効果〕

本発明に係る光ファイバーは、コア材およびクラッド材
をいずれもゴム状弾性体で形成させると共に、クラッド
材の表面にゴム状弾性体、フィブリル化高分子多孔質体
またはこれらの複合物よりなる外側被覆層を設けること
により、従来の石英系あるいはプラスチック系の光ファ
イバーと比べて、ファイバー径に対する外側被覆層の肉
厚が小さく、柔軟性にすぐれ、また変形歪に対してもす
ぐれているという効果を奏する。

特に、フィブリル化高分子多孔質体またはこれとゴム状
弾性体との複合物から外側被覆層を形成させた場合には
、その肉厚を薄くすることができるので曲率半径を小さ
くすることができ、コスト面でも有利であるばかりでは
なく、伸びの値に低下はみられるものの高強度の光ファ
イバーを与える。

〔実施例〕

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例１〜２コア材としてエチルアクリレート−２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート（モル比１００　：　８．４）共重合体
を１０重量％のへキサメチレンジイソシアネートで架橋
したものを用い、そこにトリフルオロエチルアクリレー
ト−２−ヒドロキシエチルアクリレート（モル比１００
　：　２．２）共重合体に４．２重量％のへキサメチレ
ンジイソシアネートを添加した混合物を押出コーティン
グした後、１００℃で２時間熱処理してクラッド材を形
成させた（ファイバー径１　、０８ｍｍ）。

このクラッド材表面に、ＮＢＲ（バイエルジャパン製品
Ｐｅｒｂｕｎａｎ　Ｎ３８０７ＮＳ）を押出コーティン
グ（実施例１）またはＥＰＤＭ　（日本合成ゴム製品Ｅ
Ｐ２２）のトルエン溶液を溶液コーティング（実施例２
）し、厚さ０．５ｍｍの外側被覆層を形成させた。なお
、ファイバー径および外側被覆層の厚さは、断面を顕微
鏡観察することにより測定された。

実施例３コア材としてエチルアクリレート−２−ヒドロキシエチ
ルアクリレート（モル比１００：８．４）共重合体に１
０重量２のへキサメチレンジイソシアネートを添加した
ものを未硬化状態で押出し、そこにトリフルオロエチル
アクリレート−２−ヒドロキシエチルアクリレート（モ
ル比１００：２．２）共重合体に４．２重量％のへキサ
メチレンジイソシアネートを添加した混合物のメチルエ
チルケトン溶液を溶液コーティングした。

これに、ポリテトラフルオロエチレンにフレオンを含浸
させたものを溶液状態で被覆後説溶媒し、ファイバー全
体を１２０％延伸させて、フィブリル構造の外側被覆層
を形成させた。この後、全体を１００℃に加熱して、コ
ア材およびクラッド材の硬化反応を完了させた。

ファイバー径　　　　　１　、０８ｍｍ外側被覆層の厚
さ　　　０．２２ｍｍ実施例４実施例３において、外側被覆層の形成が、ＮＢＲ（Ｐｅ
ｒｂｕｎａｎ　Ｎ３８０７Ｎ）７０重量部のメチルエチ
ルケトン溶液中に粉末状超高分子量ポリエチレン（三井
石油化学製品ミペロンＸ２２０）３０重量部を分散させ
た分散液を１００℃で押出コーティングした直後、１２
０％延伸処理してフィブリル化させ、その後全体を１２
０℃に加熱し、コア材およびクラッド材の硬化反応を完
結することにより行われた。

ファイバー径　　　　　１　、０８ｍｍ外側被覆層の厚
さ　　　０．２３ｍｍ以上の各実施例において得られた光ファイバーについて
、オートグラフ法（島津製作所オートグラフＤＳＳ−５
０００）による引張強度および伸びの測定を行ない、ま
た最小曲げ半径も測定した。得られた結果は１次の比較
例１〜２と共に、次の表に示される。

比較例１：石英系光ファイバー（藻食電線製品Ｓ・８０／１２５・４５００）外側被覆
層ポリアミド樹脂外径０．９ｍ＋＋、ファイバー径０．１２５ｍ＋＋比較
例２：ポリメチルメタクリレート系光ファイバー（三菱
レイヨン製品スーパーエスカ５Ｋ−４０）ポリメチルメ
タクリレートコア材バルクファイバー、ファイバー径１．０軸ｍ（以下余白
）実施例２　　　１２０　　　１５２　　　　４実施例３
　　　２６０　　　　１４　　　　６実施例４　　　２
４０　　　　３８　　　　８比較例１２０比較例２１５

Claims

【特許請求の範囲】１、共にゴム状弾性体よりなるコア材およびクラッド材
のクラッド材表面に、ゴム状弾性体よりなる外側被覆層
を設けてなる光ファイバー。２、共にゴム状弾性体よりなるコア材およびクラッド材
のクラッド材表面に、フィブリル化高分子多孔質体より
なる外側被覆層を設けてなる光ファイバー。３、共にゴム状弾性体よりなるコア材およびクラッド材
のクラッド材表面に、ゴム状弾性体およびフィブリル化
高分子多孔質体の複合物よりなる外側被覆層を設けてな
る光ファイバー。