JPH04204512A - 光フアイバ - 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〕 本発明は機械特性、特に耐屈曲性が良好な光ファイバに
関する。

〔従来技術とその解決すべき課題〕

従来よシ芯（コア）を石英ガラスあるいは光学ガラスと
し、その外周に高硬度なプラスチックを被覆して鞘（ク
ラッド）としたハードプラスチッククラツド光ファイバ
が長距離伝送特性を備えたものとして利用されている。

特に画像伝送用、ライトガイド用などの分野で用いられ
る光ファイバの場合は、その高開口数化が有利となる。

しかるに従来のハードプラスチッククラツド光ファイバ
は最も開口数が高いものでも０．４８であり、さらなる
高い開口数を有する光ファイバの開発が要求されていた
。

特開平１−１２６６０２号　公報には鞘を構成する重合
体の屈折率が１．３４である高開口数ハードプラスチッ
ククラツド光ファイバが示されているがこの光ファイバ
は芯と鞘との密涜性が不十分であり、曲げ強度に劣ると
いう難点を有している。

また鞘材の外層に保護層を設けた光ファイバが特開平２
−２５８１２号公報に示されているが、この光ファイバ
もその曲げ強度が必ずしも十分でない。

〔課題を解決するための手段〕

そこで本発明者らは曲げ強度に優れたかつ、高開口数の
光ファイバを得るべく鋭意検討した結果、本発明を得る
に至った。本発明は芯−鞘構造からなる光ファイバであ
り、屈折率が１．２９〜１．３６の鞘材層を有し、さら
にその外層にショア硬度りが５０以上の架橋性重合体を
被覆してなる光ファイバである。すなわち鞘材層の外層
Ｖｃ３官能以上のオリゴマー及び３官能以上のモノマー
にて構成される光硬化型ポリマーを被覆することにより
光ファイバの曲げ強度を圧倒的に向上させることが可能
であることがわかった。

本発明の光ファイバの芯成分は屈折率が１．６０〜１．
４０程度を用層た場合高開口内光ファイバとすることが
でき、例えば芯形成用材料としてはＭ石英ガラス、ドー
プトガラス、又は多成分ガラス等をその具体例として挙
げることができる。

本発明に用いられる鞘材は屈折率１．３６〜１．２９の
透明な重合体であり、とくに主鎖構造中Ｃ二環構造を有
する含フツ素ポリマーがよく、例えば一般弐 （ただし、ｌはＯ〜５、ｍはθ〜４、Ｄは０〜１、ｐ　
＋　ｒｎ　＋　ｎは１〜６、ＲはＦ又はＣＦ３）　。

（ただし、ｏ＋　ｐｔ　ｑは０〜５、ｏ＋ｐ＋ｑは１〜
６） （ただし、Ｔ％Ｉ、Ｒ２はＦ又はＣＦ３１の如き環構造
含有重合体を例示できる。これらの内、次の如き環構造
を有するポリマーが代表的でありそれらの具体例として
は これら重合体の製造法は、次の２通り力玉その代表例で
ある。

（１）環化重合によるもの （ＵＳＰ　３４１８３０３　、イギリス特許１１０６３
４４号など）（ＵＳＰ３２０２６４３　など） （２）　　環状モノマーを重合するもの（ＵＳＰ３９７
８０３０など） また、これらの成分の本質を損なわない程度に共重合成
分を使用することは何ら差し支えがない。

共重合せしめる他の単量体としては、ラジカル重合性を
有するモノマーであれば、特に限冗されず含フツ素系単
量体、炭化水素単量体のその他の単量体と重合せしめて
も良く、あるいはこれらの単量体を単独で或いは適宜の
２種類以上を併用して上記共重合反応を行なわせても良
い。通常用いうる他の単量体としてフルオロオレフィン
、フルオロビニルエーテルなどの含フツ素系モノマーを
選定するのが望ましｂｏ例えば、テトラフルオロエチレ
ン、パーフルオロメチルビニルエルチル、パーフルオロ
プロピルビニルエーテル、あるいはカルボン酸基やスル
ホン酸基の如き官能基を含有するパーフルオロビニルエ
ーテルなどの他、弗化ビニリデン、弗化ビニル、クロロ
トリフルオロエチレンなども例示され得る。

共重合体組成としては、得られる共重合体の浴剤への溶
解性、及び該浴液の製膜性および含フツ素ポリマーとし
ての特性などを生かすために、環状構造の組成が２０％
以上の共重合体が好ましく、更に好ましくは環状構造が
４０％以以であることが望ましい。

本発明を実施するに際して用いる鞘形成用重合体はその
屈折率が１．２９〜１．３６であるため、芯材として石
英ガラス、ドープトガラスなどの低屈折率芯材を用いた
場合においても、開口数の高い光ファイバとすることが
でき、極めて明るさの高い光ファイバとすることができ
、ライトガイド、画像伝送体、通信分野で高い信頼性を
得て使用することができる。

以上のような特定含フツ素ポリマーは溶媒に可溶であり
、用すられる溶媒としては、上記ポリマーを溶解するも
のであればよく、その具体例トしてハ、バーフルオロベ
ンゼン（アフルード　商品名：旭硝子社製のフッ素系溶
剤）、７０リナート（商品名＝３Ｍ社製のパーフルオロ
（２−ブチルテトラヒドロフラン）を含んだ液体）、ト
リクロロトリフルオロエタン等が好適である。これらの
溶媒は適宜の２種類以上併用して用いることもでき、特
に混合溶媒とする場合、炭化水素系溶媒、塩化炭化水素
溶媒、弗塩化炭化水素溶媒、アルコール、その他の有機
溶媒も併用できる。前記フッ素系重合体を前記溶媒に溶
解した際の溶液濃度は０．０１〜５０ｗｔ％好ましくは
０．１〜２０ｗｔ％の範囲とするのがよく、この溶液は
透明な粘稠液体であるが、その温度が低くても粘度も比
較的低いので、石英ガラス又は光学ガラスからなるシリ
カファイバにクラツド材として被覆することが容易であ
る。

これらのクラツド材を石英ガラス等からなるコアに対し
て塗布しクラッド層を形成する方法は、コアにクラツド
材ポリマーの溶液を被覆して溶媒を除去するか、あるい
はフッ素重合体を溶融状態で押出し被覆することによっ
て行なわれる。例えば、含フツ素重合体の溶液を被覆す
る場合、通常のいわゆる線引き装置の使用によるのが好
適である。被覆と同時に熱処理による溶媒除去が行なわ
れるが、かかる熱処理条件は形成されるクラッド層の厚
さ、溶媒の沸点によって任意に設定される。

また光ファイバを構成する鞘材層中に溶剤が１重量％を
越えて残存すると、この光ファイバは径時的に特性変化
を起し易い。このよう々不都合をさけるには鞘材の溶媒
除去手段として遠赤外線処理を行なうのがよい。

上述の如くして作った芯−鞘構造の光ファイバは高開口
数のものであり、極めて有用なものであるが、芯−鞘界
面の接着強度は必ずしも十分ではなく、その取扱い時や
加工時に芯−鞘界面での破壊が起るという難点があるの
であるが、本発明者等は、この鞘層の外周に３官能以上
のオリゴマー及び３官能以上のモノマーにて構成される
光硬化型ポリマーの保禮層を設けることにより、そのハ
ンドリング性が著るしく向上すると共に曲げ加工性も大
巾に向上しうろことを見出したのである。

本発明を実施するに際して用いる保護層は３官能以上の
オリゴマー及び３官能以上のモノマーにて構成されるこ
とが必要であり、その具体例としてはポリエステルアク
リレート系樹脂、ウレタンアクリレート系樹脂、エポキ
シアクリレート系樹脂等の紫外線硬化型の架橋性アクリ
レート樹脂重合体などが挙げられるが、硬度を上げるた
めモノマーとして３官能以上の多官能モノマーを用いオ
リゴマーとしてフェノールホラツブ型の多官能オリゴマ
ーを用いることが好ましい。

本発明の光ファイバを製造するに際しては、まず芯材構
成用の母材を通常の方法で線引きし、芯材ファイバを製
造し、この芯材ファイバの外層に鞘材層を形成する。鞘
材層の形成法としては押出機によシ溶融された鞘材重合
体で被覆するメルトコーティング法あるいは鞘材重合体
を溶媒に溶解し、この溶液を芯材ファイバに塗布するこ
とによシ鞘材層を形成するフルベルトコーティング法が
用いられる。次いでその外層に架橋性重合体又はそれを
含む溶液を塗布したのち、紫外線を照射すると、本発明
の目的とする光ファイバが得られる。

本発明の光ファイバは、高温においても溶融流動するこ
とのない架橋性重合体からなる保護層を鞘材層の外層に
形成したものであるため光伝送路を設置する際に鞘材の
汚染、損傷を防ぎ、曲げ強度も向上した良好な取シ扱い
性を確保できるとともに、高温、高湿環境下においても
光伝送性はほとんど低下しない。

以下実施例によシ本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ 外径３０ｕ＋の石英棒をカーボン抵抗加熱炉で２０００
℃に加熱し、外径２００μｍのファイバを線引きして屈
折率１．４６なる芯材ファイバとした。屈折率１．３０
５、ガラス転移温度１６５℃のパーフルオロ−（２，２
−ジメチル−１，３−ジオキソール）／テトラフルオロ
エチレンの共重合体をパーフルオロ−（２−ブチルテト
ラヒドロフラン）（スリーエム社製フロリナートＦＣ−
７５）に溶解して１５重量％溶液を調製し、この溶液を
芯材ファイバの表面に塗布したのち、２７０℃の遠赤外
線ヒーター内を５秒間通して乾燥して外径２３０μｍの
芯−鞘構造の光ファイバを得た。鞘材中の残存溶剤量は
０．３重量％であった。

フェノール１ボラツク型４官能エポキシアクリレート（
昭和高分子５Ｐ−４０１０）と６官能アクリレート（ジ
ペンタエリスリトールへキサアクリレート二日本化薬Ｋ
ＡＹＡＲＡＤ　ＤＰＨＡ　）と光硬化触媒イルガキュア
１８４（チバガイギー）の５０／４６／４ｗｔ　％混合
物を前記の光ファイノ（の外周に塗布したのち、紫外線
を照射して厚さ１０μｍの保護層を形成した。

得られた保護材のショア硬度りは７０であり、４　ｍｍ
φのマンドレルに巻付けたところ、鞘材層の破壊は起ら
なかった。

実施例２ 下記の繰返し構造単位を有するポリマーを鞘材とする以
外は実施例１と全く同様にして光ファイバを得たところ
、残存浴剤量０．３重量％の鞘層が形成されていた。

このポリマーの屈折率は１．３４、ガラス転移温度６９
℃である。

得られた光ファイバの曲げ強度測定をするため、これら
の光ファイバを直径４肱のマンドレルに巻き付は評価し
た結果、破断は全くなく、優れた耐屈曲性を備えている
ことを確めた。

比較例 保護材として、シリコン系樹脂（硬度ＪＩＳＡ４０）を
用いる他は実施例１と全く同様にして光ファイバを得た
。この光ファイバを直径４駄のマンドレルに巻き付け、
破断確率を測定した結果４０％と高い値を示し、実用上
問題になるものであった。

特許出願人　三菱レイヨン株式会社 代理人　弁理士　１）村　武　敏

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯が無機質光学材料にて構成された芯−鞘構造か
   らなる光ファイバであり、鞘が屈折率１．２９〜１．３
   ６の重合体にて構成され、さらにその外層に光硬化型ポ
   リマー架橋体の保護層を設けたことを特徴とする光ファ
   イバ。
2. （２）保護層の光硬化型ポリマーは３官能以上のオリゴ
   マー、３官能以上のモノマーから選ばれた少なくとも１
   種の化合物の架橋体にて構成されていることを特徴とす
   る請求項第１項記載の光ファイバ