JPH0439643B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、コアが石英ガラスまたは光学ガラ
ス、クラツドがフルオロポリシロキサンからな
り、被覆層の形成されたプラスチツククラツド光
伝送フアイバーにおいて、クラツドと被覆層との
間に特定材料からなる保護層が設けられてなる光
伝送フアイバーに関するものである。

［従来の技術］ 従来より、コアを石英ガラスまたは光学ガラス
のフアイバーとし、クラツドをオルガノポリシロ
キサンとしたプラスチツククラツド光伝送フアイ
バーは公知であり、特にフルオロポリシロキサン
をクラツドとする光伝送フアイバーは開口数が大
きく、低伝送損失があることから光通信用、画像
伝送用、ライトガイド用など広範な分野での用途
が期待されている。

プラスチツククラツド光伝送フアイバーはもと
より、コアにクラツドの設けられた光伝送フアイ
バーは脆く、傷がつきやすく、しかも可撓性に乏
しいことから、これらの傷が原因で僅かな外力に
よつて容易に切断される。このため、通常はガラ
ス母材からフアイバーへの紡糸と同時にクラツド
を形成させ、更にその上に溶液状ないし熱硬化性
プラスチツク材料を塗布して、加熱硬化あるいは
紫外線などの照射により硬化させて、プラスチツ
ク材料からなる被覆層が設けられている。

しかしながら、プラスチツククラツド光伝送フ
アイバーは、使用環境の温度変化に伴ない、伝送
損失に大幅な変動を生ずるという欠点を有してい
て、これが光伝送フアイバーとしての利用面に大
きな制約を与えている。この原因は、コアのフア
イバーと被覆層とプラスチツク材料との熱膨張係
数の相違に起因するものであつて熱膨張係数の小
さなフアイバーに熱膨張係数の大きいプラスチツ
ク材料が被覆されたことにより、例えば低温時に
はフアイバーに圧縮応力が加わつて、微小な曲が
り、所謂マイクロベンデイングを生ずることによ
り伝送損失が増大するものと考えられている。

したがつて、マイクロベンデイングを減少させ
ることが必要となり、クラツドと被覆層との間に
保護層を設けて、フアイバーに作用する圧縮応力
を緩和する手段、例えば、クラツドと被覆層との
間にシリコーンからなる保護層を設ける方法、ク
ラツドと被覆層にジエリーやオイルを塗布して、
滑りを与える方法（特開昭51−117640号公報、同
54−6562号公報参照）などが提案されている。

かかる方法において、シリコーンからなる保護
層を設ける方法は石英ガラスからなるフアイバー
上に直接設ける場合には十分効果が認められ、マ
イクロベンデイングの抑制効果を有するが、クラ
ツドとしてオルガノポリシロキサンが用いられて
いるプラスチツククラツド光伝送フアイバーにお
いては、クラツド上にシリコーンからなる保護層
を設けるとクラツドと保護層とが密着してしま
い、光伝送フアイバーとしての使用に当つて、光
伝送フアイバー相互に接続に要するコネクター接
続、あるいは光源との接続において、保護層の剥
離を必要とするが、保護層のみを剥離することが
困難となり、クラツドも共に剥離してしまうとい
う問題点があり、プラスチツククラツド光伝送フ
アイバーにおいて、保護層の形成は実用化されて
はいない。

一方、クラツドと被覆層にジエリーやオイルを
塗布する方法においては、滑りを与えることによ
つてフアイバーに直接圧縮応力を与えないという
効果は認められるが、低温における伝送損失の増
大化という問題点は解決されていない。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明者の研究によれば、石英ガラスからなる
径200μｍのフアイバーをコアとし、ジメチルシ
リコーンのクラツドが設けられた径300μｍのフ
アイバーの外周にナイロンの被覆層が形成されて
なる外径900μｍのプラスチツククラツド光伝送
フアイバーは−20℃と80℃との間のヒートサイク
ルによる伝送損失（850nｍにおける）は、25℃
の伝送損失を基準として10dB／Kmも増加するこ
とが認められ、極めて大きな問題点を有している
ことが確認された。

しかるに、前記のごとく、クラツドと被覆層と
の間に保護層を形成するための好適な材料は見い
出されてはいない。したがつて、本発明者は、上
記問題点の認識にもとづき、プラスチツククラツ
ド光伝送フアイバーにおけるクラツド材と保護層
材料の選択と両者相互の組み合わせによる光伝送
フアイバーの特性に対する影響について種々研
究、検討を行なつた。その結果、クラツド材とし
ては、フルオロポリシロキサンが光伝送フアイバ
ーとして開口数が大きく、伝送損失は小さいこと
から特に好適であり、それに対する保護層材料と
しては特定の硬度を有する材料が、コアのフアイ
バーへの圧縮応力を緩和させる所謂緩衝材となり
得るという知見を得て本発明を完成するに至つた
ものである。

よつて、本発明の目的はクラツド材としてのフ
ルオロポリシロキサンとそれに対する好適な材料
からなる保護層が設けられてなり、使用環境の変
化によつても安定した特性を有するプラスチツク
クラツド光伝送フアイバーを提供するものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は石英ガラスまたは光学ガラスからなる
フアイバーのコアと、フルオロポリオキサンのク
ラツドとからなり、これを被覆する単層ないし多
層構造の被覆層を有するプラスチツククラツド光
伝送フアイバーにおいて、クラツドと被覆層との
間に、JIS Ｋ−6301：スプリング式硬さ試験Ａ形
による硬さ測定値が15〜60の範囲にある材料から
なる保護層が設けられてなることを特徴とするプ
ラスチツククラツド光伝送フアイバーである。

本発明において、クラツドとしてのフルオロポ
リシロキサンは従来よりよく知られているメチル
フルオロプロピルポリシロキサン、それとジメチ
ルシロキサンとの共重合体、パーフルオロアルキ
ル基含有のポリシロキサンなどでもよく、特に限
定されない。而してビニル基含有オルガノフルオ
ロポリジロキサンとその硬化剤としての含水素フ
ツ素化シリコーン化合物とからなる硬化体である
のが好適である。

本発明によるプラスチツククラツド光伝送フア
イバーの構造はその断面が第１図に示される。第
１図にしたがつて、説明すると、石英ガラスまた
は光学ガラスからなるフアイバーのコア１の外周
にフルオロポリシロキサンからなるクラツド２が
形成されている。フルオロポリシロキサンのクラ
ツド２の表面上には保護層３が設けられ、最外層
な被覆層４が形成されている。

コア１の外径は50μｍ〜1000μｍにおいて、そ
の用途に適合した各種のものが使用される。また
クラツド２はその厚さが5μｍ〜10μｍであれば十
分クラツドとしての機能を発揮し得るが、好まし
くは10μｍ〜200μｍである。被覆層４は光伝送フ
アイバーとして通常使用される材質のものであれ
ば特に限定されない。通常はプラスチツク材料、
例えばナイロンが溶融押出しによつて被覆され、
本発明においても好適なものとして挙げることが
できる。また、被覆層は単層に限らず、異なる２
種以上の材料による多層構造の被覆層であつても
よい。被覆層の厚さは通常100μｍ〜500μｍであ
るが、特に限定されない。

クラツド２と被覆層４との間には保護層３が設
けられる。本発明において、保護層の材質の選択
が重要である。保護層はフアイバーのコアに対す
る圧縮応力を緩和し得るものであること、クラツ
ドとは接着力を有することなく、クラツドとの間
に滑りを生ずるものであることが不可欠の要件で
あり、更に、クラツドに容易に被覆し得るもので
あることも必要である。

かかる材質を選択するための、指標は、保護層
材料としての硬さに求められる。合成樹脂材料、
ゴム材料などの硬さ測定方法はJISに規定される
Ｋ−6301：スプリング式硬さ試験Ａ形の方法が採
用されるが、本発明の硬さも該試験の方法による
測定値によつて決定される。即ち、該試験方法に
よる硬さ測定値15〜60の範囲にある材料から選択
される。而して他の硬さ測定方法による場合は好
適な指標を与えるには至らない。

JIS−K6301スプリング式硬さ試験Ａ形は、該
試験に規定される試験機によつて行なわれ、所定
試験片表面に加圧面を接触させたとき、加圧面の
中心の穴からばね圧により突き出ている押針がゴ
ム面によつて押しもどされる距離を硬さとして目
盛に示されるものである。上記のJISによる硬さ
値はシヨアーＡに近いので、シヨアＡ硬度で表さ
れてもよい。

硬さ測定値が上記の範囲にある材料としては、
例えばポリウレタン、シリコーンゴム、エポキシ
樹脂などがあり、これらは保護層の形成の容易
性、即ち、塗布、硬化条件などの点においても好
適である。また、保護層を特に緩衝層として機能
させるには硬さ測定値が20〜30の範囲にあるもの
が好適である。

保護層の厚さは20μｍ〜200μｍとなるように設
けられるのが望ましい。

本発明にしたがつて、設けられた保護層は、フ
アイバーに加わる外部からの応力を緩和し得ると
ともに、クラツドと保護層との間に滑りを生ず
る。これは、保護層に使用される材料がクラツド
の材料であるフルオロポリシロキサンと接着性を
有しないことによるものであり、フアイバーと被
覆層の材料であるプラスチツクとの熱膨張率の差
に起因して生ずる応力がフアイバーに加わるとし
ても、保護層の応力緩和作用とクラツドと保護層
の間に生ずる滑りによつて、フアイバーには応力
が加わることなく、したがつてマイクロベンデイ
ングの発生が抑制され、伝送損失を増加させない
のである。また、クラツドと保護層は接着されて
いないために、光伝送フアイバーとしての使用、
例えば、コネクター接続に際し、保護層を簡単に
剥離することができ、フアイバーやクラツドに損
傷を与えることなく、容易に接続することができ
る。

［実施例］ 合成例 １ フルオロポリシロキサン組成物の調製 撹拌機、温度計、還流冷却器及び滴下ロートを
備えた500mlの四つ口フラスコに15％水酸化ナト
リウム水溶液223.5ｇを入れ、撹拌しながら
C₄F₉C₂H₄（CH₃）SiCl₂50ｇ（0.138モル）、
（CH₃）₂SiCl₂35.75ｇ（0.277モル）からなる混合
物を滴下ロートから、反応温度を20℃以下に保持
しつつ60分間を要して滴下した。

滴下後、更に同温度で15分間撹拌し、有機層を
トリクロロトリフロロエタンによつて抽出し、抽
出液を水洗、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減
圧下でトリクロロトリフロロエタンを留去し、生
成物として無色の液体55ｇを得た。この生成物55
ｇ、（CH₃）₂CH₂＝CHSiOSiCH＝CH₂
（CH₃）₂0.57ｇ、（CH₃）₄N⁺OH^-の１％メタノール
溶液0.55ｇとを三つ口フラスコに入れ、２mmHg
の減圧下で80〜100℃に加熱、撹拌して２時間反
応させた。反応後、フラスコ内の温度を150℃に
上昇させ、２mmHgに減圧して触媒である
（CH₃）₄N⁺OH^-53ｇを分解除去し、生成物として
無色透明な液体の下記式のビニル基含有オルガノ
フルオロポリシロキサン53ｇを得た。

次に上記ビニル基含有オルガノフルオロポリシ
ロキサン100ｇと下記式の含水素フツ素化シリコ
ーン化合物1.87ｇ及び塩化白金酸の0.2％プロパ
ノール溶液0.50ｇを混合してフルオロポリシロキ
サン組成物を調製した。

実施例 １ 石英ガラス母材から直径200μｍφのフアイバ
ーを紡糸し、直ちに合成例１にて得られたフルオ
ロポリシロキサン組成物を塗布し、温度約400℃
の加熱炉内を２秒間で通過させて焼成し、クラツ
ドの形成された直径300μｍφのフアイバーとし
た。続いて、シリコーンゴム（〓OF−106”：信
越シリコーン社製品、硬さ測定値25）を上記と同
様の条件で塗布、焼成して、保護層の形成された
直径400μｍφのフアイバーとした。更に、ナイ
ロン１１（〓3024”：宇部興産社製品）を溶融押
出しにより被覆して被覆層を形成し、プラスチツ
ククラツド光伝送フアイバーを得た。得られた光
伝送フアイバーの伝送損失（850nｍ）は5dB／Km
であつた。次に第２−１図に示すヒートサイクル
条件における伝送損失を測定し、その結果を第２
−２図に示した。但し、図中、縦軸は25℃を基準
とした伝送損失値の変化を表す。

実施例 ２ 実施例１と同様に紡糸し、クラツドの形成され
た石英ガラスからなるフアイバーにウレタンアク
リレート（〓Soft Primary”：日本合成ゴム社製
品、硬さ測定値50）を塗布し、UV光を照射した
硬化炉を１秒間で通過させて保護層の形成された
直径400μｍφのフアイバーとした。更に、実施
例１と同様にナイロン１１を被覆して被覆層の形
成されたプラスチツククラツド光伝送フアイバー
を得た。

得られた光伝送フアイバーの伝送損失（850n
ｍ）は5dB／Kmであつた。次に実施例１と同様の
ヒートサイクル条件における伝送損失を測定し、
その結果を第２−２図に示した。

比較例 １ 実施例１と同様に紡糸し、クラツドの形成され
た石英ガラスからなるフアイバーに直接ナイロン
１１を実施例１と同様に被覆して被覆層を形成さ
れたプラスチツククラツド光伝送フアイバーを得
た。

得られた光伝送フアイバーの伝送損失（850n
ｍ）は5dB／Kmであつた。次に実施例１と同様の
ヒートサイクル条件における伝送損失を測定し、
その結果を第２−３図に示したが、低温において
伝送損失は10dB／Kmの増加が認められた。

［発明の効果］ 現状のプラスチツククラツド光伝送フアイバー
は使用環境の温度変化に対して伝送損失が変動
し、特に低温において損失が増大するという欠点
を有していて、実用的には問題がある。

本発明はかかる欠点を解消したものであつて、
温度変化に対しても伝送損失は全く変化しないと
いう優れた効果を有するものである。しかも、光
伝送フアイバーとしての使用において、例えばコ
ネクター接続などにおける被覆層の剥離に際して
コア及びクラツドを損傷することなく極めて容易
に行ない得るという特徴をも有している。

したがつて、高開口数、低伝送損失というプラ
スチツククラツド光伝送フアイバーの有する本来
の特性を加えて、上記のごとき特徴を有すること
から、光通信用、画像伝送用、ライトガイド用な
どにおいて、使用環境に影響されることなく広範
な分野における用途を拡大するという効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による保護層が設けられたプ
ラスチツククラツド光伝送フアイバーの断面図で
あり、第２−１図は実施例及び比較例におけるヒ
ートサイクル条件を示すチヤート図であり、第２
−２図は実施例１及び２のヒートサイクルにおけ
る伝送損失の変化を示すチヤート図であり、第２
−３図は比較例１におけるヒートサイクルにおけ
る伝送損失の変化を示すチヤート図である。 第１図において１はコア、２はクラツド、３は
保護層、４は被覆層を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 石英ガラスまたは光学ガラスからなるフアイ
   バーのコアと、フルオロポリシロキサンのクラツ
   ドからなり、これを被覆する単層ないし多層構造
   の被覆層を有するプラスチツククラツド光伝送フ
   アイバーにおいて、クラツドと被覆層との間に、
   JIS Ｋ−6301：スプリング式硬さ試験Ａ形による
   硬さ測定値が15〜60の範囲にある材料からなる保
   護層が設けられてなることを特徴とするプラスチ
   ツククラツド光伝送フアイバー。