JPH03240002A - 光伝送用ポリマークラッドファイバの製造方法 - 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】 ′産業上の利用分野ｊ 本発明は石英系ガラス又は光学ガラスをコアとし、ポリ
マーをクラッドとする光伝送用ポリマークラッドファイ
バの製造方法に関するものであり、詳しくはラダー状ポ
リメチルシロキサンを主要クラツド材として用いるポリ
マークラッド光ファイバの製法に関するものである。

［従来の技術１ 従来、石英系ガラス（又は光学ガラス）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シリカ光ファ
イバ（ＰＣＦ）のクラッドポリマーとしては、シリコー
ン樹脂（特公昭５６−２３２１　号公報）　、フルオロ
アルキルメタクリレートポリマー（特開昭５８−１２１
４６１号公報）、フッ化ヒニリデン／テトラフルオロエ
チレンコポリマー（特公昭５６−４１９６６号公報）、
ポリエーテルエステルアミド（特開昭５６−６０４０２
号公報）、紫外線硬化型フッ素化アクリレート組成物（
米国特許第４．２１１，２０９号明細書）などが用いら
れている。

しかし、これらのクラッドポリマーでは、最近要求され
ている低光伝送損失化、かしめ方式のフネクタ付けの簡
易化、光伝送損失の温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。

これらの条件を満たす材料として、ラダー状ポリシロキ
サン（オルガノシルセスキオキサン）がクラツド材とし
て注目されており（米国特許第４゜８３５．０５７号明
細書）、これをクラッドとしたファイバは光透過損失が
非常に小さく、高耐熱性、高強度に加え可撓性にも優れ
るものとして、期待され、特に高温環境でも使用し得る
先ファイバとして研究が進められている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、このラダー状ポリメチルシロキサンをクラツド
材としたファイバは、その後の使用で２００℃〜２５０
℃といった高温下にさらされるとクラッドに亀裂が発生
する場合があるという問題点があることが判明した。

本発明はこのような問題点を解消することを課題として
なされたもので、高温環境での使用においても亀裂等の
発生なく、光伝送特性に優れ、高耐熱性、高強度、高可
撓性の光伝送用ポリマークラッドファイバの製造方法を
提供するものである。

し課題を解決するための手段］ 本発明者らが上記の亀裂発生の原因を検討した結果、ラ
ダー状ポリチメチルシロキサン系樹脂組成物は塗布、焼
付炉通過という線引工程だけでは完全に硬化することが
困難であり、その後高温下にさらされると、未ゲル化成
分の揮散並びに急激な硬化収縮等を起こすことによると
考えられた。

そこで本発明者らは線引工程で樹脂組成物を塗布、硬化
させた後のポリマークラッド層付ファイバを、８０〜１
５０℃という比較的低温で更に加熱処理して、該ポリマ
ークラッド層の架橋を予め十分に進めてお（ことにより
、使用時の高温環境での亀裂発生を抑制できることを見
出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は石英ガラス又は光学ガラスコア外周
にポリマークラッドを有してなる光伝送用ポリマークラ
ッドファイバの製造において、コアとなるガラスファイ
バの外周にラダー状ポリメチルシロキサンを主成分とす
る樹脂組成物を塗布して塗布層を形成し、該塗布層を硬
化させてポリマークラッド層付ファイバとした後巻取り
、更に該ポリマークラッド層付ファイバを加熱処理する
ことを特徴とする方法により、上記課題を解決するもの
であり、本発明のポリマークラッドファイバは〜２５０
℃という高温環境での使用が可能である。

熱処理条件としては、８０〜１５０℃の温度で３日間〜
１００日間の時間が望ましい。熱処理の時間は長ければ
長いほど、耐熱性は高くなるが、十分に架橋が進んでし
まえば、それ以上の熱処理は必要ではない。

本発明による光伝送用ポリマークラフトファイバが、十
分な可撓性を有するためには、クラツド材とするラダー
状ポリメチルシロキサンを主成分とする樹脂組成物とし
て、ラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）、Ｏ１１基を
有する直鎖状ポリメチルシロキサン（Ｂ）及び溶剤（Ｃ
）からなるものを用いることが特に好ましい。

本発明に用いるラダー状ポリメチルシロキサン（Δ）と
して、代表的には下記一般式（１）で表されるものを挙
げることができる。

本発明に用いるラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）は
、数平均分子量が５０００〜１０００００のものが好ま
しい。

また、本発明で用いるラダー状ポリメチルシロキサン（
Ａ）は、１．４０〜１．４２の屈折率を有しており、１
．４５程度の屈折率を有する石英系ガラスまたは光学ガ
ラスをコアとするポリマークラッドファイバのクラツド
材として適している。

本発明のラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）は、例え
ば特開昭５３−８８０９９号公報に記載されているよう
な公知の方法で製造することができる。

本発明に用いるＯ　Ｈ基を有する直鎖状ポリメチルンロ
キサン（ｒ３）としてはド記一般式（ＩＩ）で表される
直鎖状ポリメチルンロキサンの側鎖又は末端にＯＨ基を
有するものであれば、特に限定されるところはない。

この０１１基を有する直状ポリメチルシロキサン（＋３
）ノ数−１１均分−ｊ’ｒＩｔｌｉ約５００−１０００
００か好ましく、特に好ましくは１０００〜２００００
程度のものが挙げられる。

該直鎖状ポリメチル７０キサン（Ｂ）の屈折率＋；ｔ１
．４０〜１．４４であり、ラダー状ポリメチルシロキサ
ン（Ａ）と混合溶解し、加熱等によって硬化させた後は
、１．４１〜１．４３の屈折率となるので、１．４５程
度の屈折率を有する石英系ガラス又は光学ガラスをコア
とるすポリマークラッドファイバのクラツド材として適
している。

本発明に用いる溶剤（Ｃ）としては、ラダー状ポリメチ
ルシロキサン（Ａ）およびＯＨ基を有する直鎖状ポリメ
チルシロキサン（Ｂ）と、相溶性の良いものであれば、
特に制限されるところはない。該溶剤（Ｃ）は、加熱硬
化させるときに揮散し、樹脂内に残存しないようにする
ことが好まし０゜従って、揮散しやすいように、ある程
度沸点の低いものが好ましい。しかし、あまり沸点が低
いと揮散時に発泡し、被覆中に気泡が残存する問題があ
る。従って、溶剤（Ｃ）としては、沸点が７０°Ｃ〜２
００℃のものが好適である。

このような溶剤（Ｃ）として、例えばエタノール、ｎ−
プロパツール、イソプロパ／−ル、ｎブタノールなどの
アルコール類、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等
のケトン類、酢酸エチル、酢酸−ｎ−ブチル等のエステ
ル類、トルエン、キンレン等の芳香族炭化水素等を用い
ることができる。

本発明で用いるラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）を
、ＯＨ基を有する直鎖状ポリメチルシロキサン（Ｂ）と
溶剤（Ｃ）に分散または溶解してなる樹脂組成物は、常
温で粘稠な液体であり、溶剤（Ｃ）の量を調整すること
によって、石英系ガラス又は光学ガラスからなるファイ
バコア上に容易に塗布可能な樹脂組成物を得ることがで
きる。

また、該樹脂組成物を塗布した後加熱することにより、
溶剤（Ｃ）は揮散し、ラダー状ポリメチルシロキサン（
Ａ）及び／又はＯＨ基を有する直鎖状ポリメチルシロキ
サン（Ｂ）の間で縮合反応が生じて硬化して、強靭で耐
熱性に富む塗膜を形成することができる。

本発明において、ＯＨ基を有する直鎖状ポリメチルシロ
キサン（Ｂ）とラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）の
配合比率を調整することにより、クラッド層の硬度、耐
熱性を任意に調整することができる。

すなわち、ラダー状ポリメチルンロキサン（Ａ）の配合
比率を大きくすると硬度が大きく耐熱性に侵れたクラッ
ド層を形成することができる。また、直鎖状ポリメチル
シロキサン（Ｂ）の配合比率を大きくすると、材料自体
の伸びが大きくなり。可撓性に擾れたクラッド層を形成
することができる。

さらにコアとなる石英系ガラス又は光学ガラスの繊維は
、従来のポリマークラッドファイバに用いられるものと
同様でよい。すなわち、高純度の石英系又は光学ガラス
を溶融紡糸して製造すればよい。

本発明の製法を具体的に説明すると、ポリマークラッド
層の形成は、まずコアとなるガラス母材を溶融紡糸して
ファイバとし、該ファイバ外周にダイス等によりラダー
状ポリメチルシロキサンを主成分とする樹脂組成物を塗
布して塗布層を形成し、続いて熱硬化炉中に導入するこ
とにより該樹脂組成物塗布層を硬化してポリマークラッ
ド層を有するファイバとする。更に該ポリマークラッド
層付ファイバを８０〜１５０℃の恒温槽中で数日間〜必
要期間熱処理することにより、ポリマークラッド層は強
靭な皮膜となる。

熱処理は、一定温度に長時間する方法のほか、比較的低
温から初めて段階的に昇温する方法によってもよい。

し作用］ 本発明の光伝送用ポリマークラ・ノドファイバはクラツ
ド材としてラダー状ポリメチルシロキサンを主成分とす
る樹脂組成物を塗布、硬化し、巻き取った後、さらに熱
処理を加え十分に架橋を進めであるので、その後〜２５
０°Ｃの高温下に放置しても亀裂等の発生の問題もなく
、耐熱性に優れている。

また、クラ・ノド層のラダー状ポリメチルシロキサンに
ＯＨ基を有する直鎖状ポリメチルシロキサンを配合する
ことによって、ラダー状ポリシロキサン本来の高耐熱性
、高強度という性質に加えて、十分且つ適度な伸びを持
たせることができるため、きわめて可撓性に優れたポリ
マークラ、ドファイバを得ることができる。

そして、本発明では溶剤（Ｃ）を加えることによりガラ
ス（ファイバ）上に塗布する際に適当な粘度に調整でき
るので、作業性を向上できる。

実施例１ 以下、実施例に基づき本発明の構成及び効果をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。。

比較例１ 屈折率１．４２、平均分子ｆｆ１６０００でフレーク状
のラダー状ポリメチルシロキサンを、屈折率１゜４３枯
度３００ｃｐｓ、平均分子ｍ１００００で側鎖の一部が
アルコール（−ＲＯＨ）となっている直鎖状のジメチル
シロキサン系シリコーンオイル（」−記Ｒは炭素数１〜
３のアルキル基であり、０１１基含有ｈｔは　２．１％
である）およびｎ−ブタノールに９・ｌ：２の重量比で
溶解させ、屈折率１．４２、粘度６０００　ｃｐｓの樹
脂組成物を製造した。無水合成石英棒を用いて外径２０
０μｍのコアファイバに線引きすると同時に、上記で得
た樹脂組成物をダイスにより該ファイバに塗布し、焼付
炉を通して約２５０℃で熱硬化させることにより、第１
図に示したような石英ガラスコア１の外周にポリマーク
ラッド２を有する外径２５０ａｍのポリマークラッドフ
ァイバを作成した。得られた光ファイバ（比較品）ｌｋ
ｍ　長さのものについて波長８５０μｍでの伝送損失を
測定したところ、７．５　ｄＢ八へと良好であった。し
かし、このファイバを２００℃の恒温槽中に２４時間放
置したところ、クラッド層に亀裂の発生しているところ
が見つかった。

実施例１ 比較例】と同じ樹脂組成物を調製し、比較例１と同様に
無水合成石英棒を外径２００μｍのコアファイバに線引
きすると同時に該樹脂組成物をダイスにより塗布し、２
５０℃の焼付炉を通して熱硬化させることにより、第１
図に示したような石英ガラスコアｌとポリマークラッド
２からなる外径２３０μｍのポリマークラッドファイバ
（比較品と同じ）を得た。このものの波長８５０μｍで
に３０日間保持する熱処理を行いい本発明のポリマーク
ラフトファイバを得た。

該熱処理したファイバ（本発明品）の波長８５Ｑｎｍで
の伝送損失を測定したところ、７　、５　ｄＢ／ｋＩ１
１と伝送損失増は見られなかった。また、亀裂の発生は
全くなかった。更に該ファイバを２００℃の恒温槽中に
７日間放置したところ、亀裂の発生は見られず、また伝
送損失増もなかった。

また更に、該ファイバを５１ＩＩＩφのマンドレルの周
りに沿わせ１８０°屈曲させたところ、３０．０００回
までファイバの破断は見られず、非常に可撓性に優れて
いた。

実施例２ 比較例１と同じ樹脂組成物を調製し、比較例１と同様に
無水合成石英棒を外径２００μｍのコアファイバに線引
き−すると同時に該樹脂組成物をダイスにより塗布し、
２５０℃の焼付炉を通して熱硬化させることにより、第
１図に示したような石英ガラスコア１とポリマークラッ
ド２からなる外径２３０μｍのポリマークラッドファイ
バ（比較品と同じ）を得た。このものの波長８５０μｍ
での広大４損失は７　、５ｄＴ（／ｋｍであった。この
）ｒイバ　ｌｋｍ長さのものについて恒温槽大気中８０
℃で２日、１００℃で２０．１２０°Ｃで２日、１５０
′Ｃで１日保持の計７日間段階的に’１ｒ’１４する熱
処理を行い、本発明のポリマークラッドファイバを得た
。

該熱処理したファイバ（本発明品）の波長８５Ｑｎｍで
の伝送損失を測定したところ、７．５ｄＩ３／ｋｒ６と
伝送損失増は見られなかった。また、亀裂の発生は全く
なかった。更に該ファイバを２００°Ｃの恒温槽中に７
１４間放置したところ、亀裂の発生は見られず、また伝
送損失増もなか一ノだ。

また史に、該ファイバを５ｍｎ＋φのマンドレルの周り
に沿わせ１８０°屈曲させたところ、３０．０００回ま
でファイバの破断は見られず、非常に可撓性に優れてい
た。

「発明の効果１ 以上説明したように、本発明の光伝送用ポリマークラッ
ド光ファイバは、クラツド材としてラダー状ポリメチル
ンロキサンを主成分とする樹脂組成物の反応硬化物を用
い、これを塗布、硬化して巻き取った後、さらに熱処理
を加え、樹脂組成物の架橋を１・分に進めているので、
その後高温環境下で長時間使用してもクラッド層の亀裂
発生がなく、強度、光伝送特性、耐熱性、可撓性のいず
れもが優れたものである。また、本発明の熱処理条件は
、ファイバ製造直後の光伝送損失特性の増加を来さず、
また、巻取り後の処理であるため、装置、玉程共に簡ｊ
＄１である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光伝送用ポリマークラッド光ファイバ
の一具体例の断面図であり、図中１はガラスコア、２は
ポリマークラッド（ラダー状ポリメチルシロキサンを主
成分とする樹脂組成物の反応硬化物）を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石英ガラス又は光学ガラスコア外周にポリマーク
   ラッドを有してなる光伝送用ポリマークラッドファイバ
   の製造において、コアとなるガラスファイバの外周にラ
   ダー状ポリメチルシロキサンを主成分とする樹脂組成物
   を塗布して塗布層を形成し、該塗布層を硬化させてポリ
   マークラッド層付ファイバとした後巻取り、更に該ポリ
   マークラッド層付ファイバを加熱処理することを特徴と
   する光伝送用ポリマークラッドファイバの製造方法。
2. （２）該ラダー状ポリメチルシロキサンを主成分とする
   樹脂組成物が、ラダー状ポリメチルシロキサン（Ａ）、
   ＯＨ基を有する直鎖状ポリメチルシロキサン（Ｂ）及び
   溶剤（Ｃ）からなることを特徴とする請求項（１）記載
   の光伝送用ポリマークラッド光ファイバの製造方法。