JPH0416084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツク光フアイバに係り、更に
詳しくは、光フアイバコード、光フアイバケーブ
ルなどに用いることのできるプラスチツク光フア
イバに関する。

〔従来の技術〕

従来、光フアイバとしては、広い波長に亘つて
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、プラス
チツクを基材とする光フアイバが開発され、実用
化されている。

このプラスチツク光フアイバでは、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）、ポリカーボネート（PC）等
の重合体を基材とする芯材層（コア）と、これよ
りも屈折率が小さくかつ透明な含フツ素ポリマー
等の重合体を基材とする鞘材層（クラツド）とを
基本構成単位としている。これらコア・クラツド
型の光フアイバ（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アイバ心線等のバル
クフアイバ、光フアイバ素線を被覆材（ジヤケツ
ト材）で被覆した光フアイバコート、及びバルク
フアイバやバルクフアイバの集合体である集合フ
アイバとテンシヨンメンバー等とを組合わせた光
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。光フア
イバ心線を用いてケーブル加工を行なう際、より
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、光フアイバを例えば100℃以上といつた高温
部所で使用すると、フアイバ収縮による光伝送損
失の増大が著しい、といつた問題点があつた。

そこで、これらの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
る光フアイバの損傷が著しく、実用的ではない。

この様な不都合をなくすため、本発明者らは、
先にコア・クラツド型光フアイバの外層を水架橋
ポリオレフインで被覆することにより、プラスチ
ツク光フアイバの耐熱性、高温における被覆加工
性、光伝送損失等を改善せしめることを提案し
た。

〔発明の解決すべき問題点〕

しかるに、水架橋ポリオレフインを被覆した場
合に問題となるのは、水架橋ポリオレフインの架
橋反応の際に生成するメタノール、エタノール等
の低分子量アルコール類がフアイバ内部に移行
し、特に薄い層で構成されるクラツド材に影響を
及ぼし、クラツド材の耐屈曲性を低下せしめ、光
フアイバの繰り返し屈曲性を著しく低下させると
いう問題点があつた。本発明はこの問題を解決す
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〕

即ち、上記問題点を解決するものとして見出さ
れた本発明のプラスチツク光フアイバは、コア・
クラツド型光フアイバの外層が水架橋ポリオレフ
インで被覆されてなるプラスチツク光フアイバで
あつて、クラツドと水架橋ポリオレフイン被覆層
との間に、少なくとも１層の耐アルコール保護層
を介在させていることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて、本発明を詳しく説明す
る。

第１図乃至第７図は、本発明のプラスチツク光
フア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
ツド）２を構成分とするコア・クラツド型光フア
イバであり、外層であるクラツド２上に本発明に
係る耐アルコール保護層３が設けられ、この保護
層３を介して水架橋ポリオレフインから成る被覆
層４が設けられている。第１図の光フアイバは、
例えば光フアイバ芯線などとして用いることがで
きる。

第２図の例は、第１図の例と基本的に同一構成
であるが、水架橋ポリオレフイン被覆層４の厚み
を増して光フアイバコードや光フアイバケーブル
としてそのまま利用できる様になされている。

第１図と同一要素を同一符号で表わすと、コア
１、クラツド２、及びポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート等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等を用いた機能性
保護層５から成る光フアイバ心線上に、本発明に
係る耐アルコール保護層３が設けられ、この保護
層３を介して水架橋ポリオレフインから成る被覆
層４が設けられている。

第４図及び第５図の例は、第３図の例と基本的
には同一の構成を有し、フアイバ内の適宜の部位
に、鋼製、FRP製等のテンシヨンメンバを配置
している。第４図の例では、機能性保護層５内に
ほぼ同心円状にテンシヨンメンバ６，６…が配置
されており、また第５図の例では、水架橋ポリオ
レフイン被覆層４の内側周面に沿つてテンシヨン
メンバ７，７…が配置されている。テンシヨンメ
ンバの形状、配置場所、数等は図示した例に限定
されず、所望により任意に決めることができる。

第６図の例は、第３図乃至第５図の例と基本的
には同一の構成を有しているが、水架橋ポリオレ
フイン被覆層４の外周面に沿つてアルミ薄等金属
薄板によるラツピング、金属めつき、金属管など
による防湿層８を設けた光フアイバコート乃至は
光フアイバケーブルである。

第７図の例は、コア１′、クラツド２′及び本発
明に係る耐アルコール保護層３′から成る光フア
イバ心線９の複数本を本発明に係る水架橋ポリオ
レフイン被覆層４′で被覆した集合フアイバであ
り、光フアイバコート、光フアイバケーブル等と
して用いられる 第８図の例は、第１図に示した光フアイバ１０
…の複数本をテンシヨンメンバ１１の周囲に配置
して構成される光フアイバケーブルである。

尚、第１図乃至第８図の例では、本発明に係る
耐アルコール保護層を１層乃至２層用いた例を示
したが、層数に特に制限はなく、フアイバの構造
に応じて所望の層数を選択することができる。

コア１，１′の基材としては、非晶性の透明重
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、メタクリル酸イソボルニル、
メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸ベンジ
ル、メタクリル酸フエニル、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、ポリカーボネート、
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、透明芯重合体、透明ブレンド
物も使用可能である。

クラツド２，２′の基材としては、コア成分の
屈折率より0.01以上小さい屈曲率を有する実質的
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ツ素化アルコール
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、ポリカーボネートやポリ
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、例えぱ特
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ツ化ビニリデン系重合体を挙
げることができ、その他フツ化ビニリデン−ヘキ
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。

本発明に係る耐アルコール保護層３，３′の基
材としては、本発明に係る水架橋ポリオレフイン
被覆の水架橋反応により生成するアルコール類に
より溶解しない、アルコール類を浸透させない、
乃至は化学変化を起して分解したり変形を起した
りすることがないといつた作用を有する有機重合
体が挙げられる。この様な作用を有する有機重合
体の具体例としては、ポリエチレン、エチレン系
共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリ
４−メチルペンテン−１等のポリオレフイン、ポ
リ弗化ビニリデン、弗化ビニリデン共重合体、ポ
リ四フツ化エチレン、四フツ化エチレン系共重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の含
ハロゲンポリマー、ポリエステル、ポリアミド、
ポリカーボネート、ポリアセタール、ABS、ス
チレン−ブタジエン、ゴム等挙げられる。

本発明に係る耐アルコール保護層３，３′は、
このほか、アルミ箔等金属薄板によるラツピング
又は金属メツキ層、蒸着層等により構成されても
よい。

本発明に係る耐アルコール保護層の厚みは、特
に制限はないが、例えば２〜1000μｍ、好ましく
は５〜300μｍ、より好ましくは５〜100μｍの範
囲内とすることにより十分な効果を期待すること
ができる。

本発明で使用する氷架橋ポリオレフイン４，
４′としては、ポリエチレンあるいはポリプロピ
レン鎖にグラフトあるいは共重合したアルコキシ
シランが水等と反応して縮合により−Si−Ｏ−Si
−結合を生成して架橋するタイプのものが一般的
であり、例えば市販の水架橋ポリエチレンあるい
は水架橋ポリプロピレンとしては、三菱油化(株)
製、商品名リンクロン、銅リンクロン−Ｘ等が挙
げられる。

水架橋ポリオレフインのベースポリマーとして
は、低密度ポリエチレン、リニア−低密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、アイソタクテイツクポリプロピレンの他、そ
れらの共重合体ブロツク共重合体、ブレンド物等
を目的に応じて使用できる。

このうち例えば、水架橋ポリエチレンとして
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−Si−Ｏ−Si−
結合を生成して架橋するタイプのものが一般的で
あり、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ベースポリマー
としては、低密度ポリエチレン、リニア−低密度
ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリ
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0.935ｇ／cm³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
ｇ／mm³未満の水架橋ポリエチレンでは、熱変形温
度が低く、フアイバの変形が生じ、光伝送損失の
増加が起る。又、0.935ｇ／mm³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り耐熱性だ
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。
これらの水架橋ポリオレフインは、フアイバ賦形
後層４，４′を大気に曝すことにより、大気中の
水分等の作用により大気との界面から層中に向け
て徐々に架橋反応を起すことができる。

又架橋反応を促進するために熱水蒸気を利用す
ることもできる。

また、水架橋ポリオレフイン層４，４′に、老
化防止剤のほか、カーボンブラツク、タルク、ガ
ラス繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維等の
無機物あるいは有機物のフイラーを充填すること
も可能である。

本発明のプラスチツク光フアイバを製造する方
法としては、紡糸のみによる方法及び紡糸と押
出、コーテイング等による被覆加工とを組合わせ
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、クラツド２、耐アルコール保護
層３及び水架橋ポリオレフイン層４の夫々の基材
を溶融状態で特殊ノズルによつて配合して吐出し
て賦形する、所調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、例えばコア１とクラツド２のみを紡糸
するかあるいはコア１とクラツド２と耐アルコー
ル保護層とを複合紡糸して賦形し、必要によりテ
ンシヨンメンバーを介在させてこの賦形物に水架
橋ポリオレフイン被覆層等他の構成層を順次被覆
していく方法等がとられる。

実施例 １ 以下の方法により、第１図に例示した光フアイ
バ心線を作製し、特性を評価した。

スパイラルリボン型撹拌機をそなえた反応槽と
２軸スクリユーペント型押出機からなる揮発物分
離装置を使用して連続塊状重合法によりメタクリ
ル酸メチル100部、ｔ−ブチルメルカプタン0.40
部、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド0.00017部か
らなる単量体混合物を重合温度155℃、平均滞留
時間4.0時間で反応させ、次いでベント押出機の
温度をベンド部260℃、押出部250℃、ペント部真
空度４mmHgとして揮発部を分離し、コア芯１の
成分重合体として230℃に保たれたギヤポンプ部
を経て230℃の芯−鞘−保護層３成分複合紡糸ヘ
ツドに供給した。

一方、メタクリル酸クロライドと２，２，３，
３，３−ペンタフルオロプロパノールとから製造
したメタクリル酸２，２，３，３，３−ペンタフ
ルオロプロピル100部とメタクリル酸１部をアゾ
ビスイソブチロ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のクラツド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ユー溶融
押出機でギヤポンプを経て230℃の複合紡糸ヘツ
ドに供給した。

また、市販のエチレン／エチルアクリレート共
重合体を230℃に設定されたスクリユー溶融押出
機でギヤポンプを経て230℃の複合紡糸ヘツドに
供給した。

同時に供給されたコア、クラツド及び保護層の
溶融ポリマーは紡糸口金（ノズル介口径３mmφ）
を用い、230℃で吐出され、冷却固化の後、３
ｍ／minの速度で引き取り、巻とり、芯材部径
500μｍ、鞘材部厚み8μｍ、エチレン／エチルア
クリレート共重合体層厚み242μｍのプラスチツ
ク光フアイバ心線を得た。この心線を用いてクロ
スヘツド被覆加工機により水架橋ポリエチレン
（リンクロンMF−700A（ρ＝0.945ｇ／mm³）三菱
油化(株)製）を、0.6mm厚に被覆加工した光フアイ
バコード（外径2.2mm）を作成した。なお加工条
件は押出温度175℃、線速50ｍ／minであつた。
得られた光フアイバコードを100℃沸水で3hr水架
橋処理を行つた。得られた光フアイバコードか
ら、フアイバ部分を傷つけないように水架橋ポリ
エチレン及びエチレン／エチルアクリート共重合
体をはがし、クラツド部分を顕微鏡で観察した。
クラツドには異常は認められなかつた。

比較例 １ 実施例１において、保護層ポリマーを使用しな
い点以外は同様にして、芯材部径984μｍ、鞘材
部厚み8μｍの光フアイバ素線を得た。この素線
に実施例１と同様にして水架橋ポリエチレンの被
覆加工を行い、又同様に水架橋ポリエチレンをは
がし、クラツド部分の顕微鏡観察を行つた所、ク
ラツドには無数のクラツクが認められた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、水架橋ポリオレフインの被覆
により、耐熱性に優れ、高温におけるより高い耐
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プラスチ
ツク光フアイバとなる上、水架橋ポリオレフイン
の架橋反応により生成するアルコール類によるフ
アイバ構成層特にクラツドの損傷が良好に防止さ
れたプラスチツク光フアイバが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明のプラスチツク光フ
アイバの構成例を説明するための図である。 １，１′……コア、２，２′……クラツド、３，
３′……耐アルコール保護層、４，４′……水架橋
ポリエチレン層、５……機能性保護層、６，７…
…テンシヨンメンバ、８……防湿層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コア・クラツド型光フアイバの外層が水架橋
   ポリオレフインで被覆されてなるプラスチツク光
   フアイバであつて、クラツドと水架橋ポリオレフ
   イン被覆層との間に、少なくとも１層の耐アルコ
   ール保護層を介在させていることを特徴とするプ
   ラスチツク光フアイバ。