JPH11337781A - 被覆プラスチック光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】曲げ損失を小さくできる被覆プラスチック光フ
ァイバの提供。 【解決手段】プラスチック光ファイバ１の外周に光ファ
イバ側から順に第１および第２被覆層を有する被覆プラ
スチック光ファイバであって、第１被覆層２が光ファイ
バクラッド部を構成する樹脂より低い引張り弾性率を有
する樹脂からなり、第２被覆層３が光ファイバクラッド
部を構成する樹脂より高い引張り弾性率を有する樹脂か
らなる被覆プラスチック光ファイバ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実用的な光ファイ
バ強度を高めると同時に耐屈曲性に優れた被覆プラスチ
ック光ファイバおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信は石英系光ファイバを中心に近年
著しく発達し、現在では長距離の幹線通信や海底ケーブ
ルはほぼ全て光通信を採用している。これらに用いられ
ている石英光ファイバはシングルモード（ＳＭ）と呼ば
れるタイプであり、長距離通信に特に適合する高帯域、
低伝送損失であるという特徴がある。また、これとは別
にマルチモード（ＭＭ）タイプの石英ファイバもローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）のバックボーンなどに
多く用いられている。ＳＭタイプはコア径（本明細書に
おいて「径」とはすべて直径を表す）が７〜８μｍ、Ｍ
Ｍタイプはコア径が５０μｍと６２．５μｍのものがあ
るが、いずれもクラッド径は１２５μｍで同一である。

【０００３】これら石英ファイバは、その外周にバッフ
ァ層と呼ばれる層を被覆した素線、さらにその外周にナ
イロン系の樹脂を被覆した芯線、さらにその外周に補強
材であるケブラー繊維強化塩化ビニル樹脂などで被覆し
たコードなどと呼ばれるものが代表的な構成である。こ
れらコード状の光ファイバは強度も充分に有しており、
接合に関しては、ＳＴ、ＳＣ、ＦＣタイプなどの各種の
コネクタが開発されていることから、性能の面ではＬＡ
Ｎなどのネットワークの通信用ファイバとして充分に機
能しうる。

【０００４】しかし、これらの石英ファイバは、コア径
が小さいためその接合に用いるコネクタが高精度を要求
されることから高価であり、また結合に熟練者が必要で
工事費も高くなる欠点があり、特に短距離通信で接合箇
所が多いようなケースにおいては設置費用がきわめて高
くなる問題がある。また補強されているので「引張り弾
性率」（以下、単に弾性率ともいう）は高いが衝撃に弱
くて折れやすい欠点がある。

【０００５】これらの問題を解決するものとして、プラ
スチック光ファイバが提唱された。代表的なプラスチッ
ク光ファイバとして屈折率段階型（ＳＩ型）のポリメチ
ルメタクリレート（ＰＭＭＡ）光ファイバが挙げられ
る。

【０００６】ＰＭＭＡ光ファイバは、コア径が約９８０
μｍ、クラッド径が１０００μｍでその外周をポリエチ
レンで被覆して径を２２００μｍとした構造を有する。
コア径が大きいことから安価な樹脂製コネクタが使用で
き、結合も簡単で工事費が安く、また光ファイバ径が大
きいことから強度も充分である利点があるが、ＰＭＭＡ
の光吸収により使用できる光源の波長が限定される、伝
送損失が大きく伝送可能距離が短い、ＳＩ型であること
から帯域が低いなどの欠点がある。これらの性能を改良
する方法として屈折率分布型（ＧＩ）ＰＭＭＡ光ファイ
バが提唱されており（ＷＯ９３−０８４８８）、高帯域
化は可能になったが、伝送距離と光源の波長制限の改良
は困難である。

【０００７】これらの基本性能を改良する方法として、
フッ素樹脂を材料とするＧＩ型プラスチック光ファイバ
が提唱されている（ＷＯ９５−２８６６０）。このフッ
素樹脂光ファイバは６５０〜１３００ｎｍの広い波長域
で使用でき、伝送損失も小さく高帯域であるという優れ
た基本性能を示している。しかし光ファイバとしての実
用性能面から考えると、高帯域の受光素子はその受光面
積が小さくなることから、受光素子との結合効率を高く
するためには光ファイバ径を受光素子に合わせて小さく
せざるを得ず、光ファイバ強度が低下する問題があっ
た。

【０００８】光ファイバ強度を高めるために補強層をそ
の外周に被覆する方法は一般に用いられる。例えば上述
のように石英ファイバと同様にケブラーなどの補強繊維
を用いる方法が挙げられるが、この場合はコネクタとの
接合、またはファイバ同士の接着において補強繊維処理
が面倒で工程が煩雑になる欠点がある。

【０００９】また高強度高弾性率樹脂を被覆して補強す
る方法も考えられるが、この場合には光ファイバを曲げ
たときの伝送損失増加いわゆる曲げ損失が大きくなる欠
点がある。これを解決する手段として、光ファイバと補
強被覆の間に空隙を設ける、または発泡樹脂層を設けて
空気層により曲げたときに漏洩した光を反射させて閉じ
こめることが提案されている（特開平９−２１８３２
７、特開平９−２３６７３５）が、空隙の形状や厚さの
制御が困難であり、また発泡の制御が困難で線径変動や
非円率が大きくなる難点がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
ような問題を解決することにあり、低伝送損失、高帯域
の光ファイバであり、実用強度が充分に大きく、曲げ損
失も小さく、かつ接続が容易で安価な被覆プラスチック
光ファイバおよびその製造方法の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の発明で
ある。 （１）プラスチック光ファイバの外周に光ファイバ側か
ら順に第１被覆層および第２被覆層を有する被覆プラス
チック光ファイバであって、第１被覆層が光ファイバク
ラッド部を構成する樹脂より低い引張り弾性率を有する
樹脂からなり、第２被覆層が光ファイバクラッド部を構
成する樹脂より高い引張り弾性率を有する樹脂からなる
ことを特徴とする被覆プラスチック光ファイバ。 （２）第１被覆層を形成するための樹脂層および第２被
覆層を形成するための樹脂層を有するプラスチック光フ
ァイバ前駆体を溶融紡糸することにより被覆プラスチッ
ク光ファイバを得ることを特徴とする上記被覆プラスチ
ック光ファイバの製造方法。

【００１２】（３）プラスチック光ファイバのクラッド
材とコア材、第１被覆層を形成するための樹脂、および
第２被覆層を形成するための樹脂を同時に押出し機より
押出し一体成形することにより被覆プラスチック光ファ
イバを得ることを特徴とする上記被覆プラスチック光フ
ァイバの製造方法。 （４）プラスチック光ファイバの外周に光ファイバ側か
ら順に第１被覆層および第２被覆層を形成するための樹
脂を同時にまたは別々に被覆することにより被覆プラス
チック光ファイバを得ることを特徴とする上記被覆プラ
スチック光ファイバの製造方法。 （５）第１被覆層を有するプラスチック光ファイバの外
周に第２被覆層を形成するための樹脂を被覆することに
より被覆プラスチック光ファイバを得ることを特徴とす
る上記被覆プラスチック光ファイバの製造方法。

【００１３】本発明におけるプラスチック光ファイバと
は、「少なくとも光透過部分がプラスチックからなる光
ファイバ素線」（以下、単に光ファイバとも略す）を意
味する。ここで光透過部分とは、コアとクラッドからな
るＳＩ型光ファイバにおいてはコアの部分を、ＧＩ型光
ファイバにおいてはファイバから出射したファイバ径方
向の光の強度分布における最大強度の５％以上が占める
部分を指す。なお、以下の説明においては、ＧＩ型光フ
ァイバから出射したファイバ径方向の光の強度分布にお
ける最大強度の５％未満が占めるＧＩ型光ファイバ部分
をクラッドと呼ぶ。

【００１４】一般に光源と光ファイバとの結合効率、さ
らには光ファイバ同士の結合効率を高めて接合を容易に
するためには、光ファイバのコア径は大きい方が好まし
く、安価な樹脂製のコネクタを使用するという観点から
は１００μｍ以上のコア径が好ましい。

【００１５】一方、受光素子との結合を考えるとコア径
は小さいほど好ましく、特に１Ｇｂｐｓ以上の高帯域で
の伝送を目的とする場合には高帯域の光信号を受光でき
る受光素子の直径は４０〜１００μｍ程度であり、ボー
ルレンズによる集光手段を考えたとしても光ファイバの
コア径としては２５０μｍ以下が好ましい。１００〜２
５０μｍのコア径に対しクラッド厚さとしては１０〜２
０μｍ程度であれば光ファイバとして充分に機能を発揮
できるが、この場合は光ファイバの引張り強度が不足す
る。

【００１６】強度を高くするためにはクラッドを厚く、
言い換えると光ファイバ径を大きくすればよいが、この
場合はファイバの曲げ損失が大きくなる。光ファイバ材
料はクラッドといえども光学的に優れている必要がある
ために高度な精製を行っており、汎用樹脂と較べて高価
なことから、安価な光ファイバを提供する観点からも問
題がある。安価な汎用樹脂を用いて強度を高める別の方
法として、光ファイバを高弾性率の汎用樹脂で被覆して
補強する方法が考えられるが、この場合も曲げ損失の増
大を回避できない。

【００１７】曲げ損失の原因を解析すると、一つは光フ
ァイバを曲げたときに高次モードが光ファイバの外に逃
げること、もう一つは曲げによって光ファイバに応力が
加わって損失を発生させることである。特にプラスチッ
ク光ファイバは石英ファイバと較べて弾性率が小さいた
め、圧力を受けた場合の伝送損失増加が大きい。

【００１８】クラッドを厚くした場合や高弾性率樹脂で
被覆した場合などにおいては、クラッドまたは高弾性率
樹脂被覆からなる補強層が変形し、光ファイバに圧力を
加えることが主要な要因となり、曲げ損失が極端に増大
する。この変形量を理論的に推算した結果、補強被覆層
の弾性率と厚さによって異なるが実用的な樹脂の弾性率
と被覆厚さを考慮すると数μｍ以下ときわめて小さい値
であるという結果を得た。

【００１９】そこでこの数μｍという小さな変形量を緩
和する方法を鋭意検討した結果、光ファイバと高弾性率
樹脂被覆からなる補強層の間に低弾性率の樹脂からなる
緩衝層を設けるという構造を見出した。

【００２０】すなわち、光ファイバの外周に光ファイバ
より低い弾性率を有する樹脂からなる第１被覆層を設
け、さらにその外周に光ファイバより高い弾性率を有す
る樹脂からなる第２被覆層を補強層として設けることに
より、高い強度を実現しながら同時に曲げ損失の小さな
被覆光ファイバが得られた。

【００２１】図１に本発明の被覆光ファイバの実施形態
の例を示す。図１（ａ）中の１は光ファイバ、２は光フ
ァイバより低弾性率の樹脂よりなる第１被覆層、３は光
ファイバより高弾性率の樹脂よりなる第２被覆層であ
る。また図１（ｂ）のように、外的環境より光ファイバ
を保護するいわゆる保護層４をさらに設けることもでき
る。

【００２２】本発明における光ファイバクラッド部を構
成する樹脂としては第１被覆層を形成するための樹脂よ
り弾性率が高くかつ第２被覆層を形成するための樹脂よ
り弾性率が低いかぎり各種の樹脂が使用できる。

【００２３】例えば、テトラフルオロエチレン／ペルフ
ルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体、ポリペル
フルオロ（ブテニルビニルエーテル）、ポリペルフルオ
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／ペルフルオロ（２，２−ジメチル
−１，３−ジオキソール）共重合体などの実質的にＣ−
Ｈ結合を有しないフッ素系樹脂、分子中の一部の水素原
子をフッ素原子に置き換えた「ポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート、ポリスチレン」やポリフッ化ビ
ニリデンなどの部分フッ素化樹脂、分子中の水素原子を
重水素原子に置き換えた「ポリメチルメタアクリレー
ト、ポリカーボネート、ポリスチレン」などの部分重水
素化樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロヘキ
シルメタクリレート、ポリスチレン、ポリフェニルメタ
クリレート、エチレン／酢酸ビニル共重合体、ポリアセ
タール、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニルなどから選
ばれる１種以上の樹脂が使用できる。

【００２４】光ファイバクラッド部を構成する樹脂の弾
性率は５０〜１４０ｋｇ／ｍｍ² の樹脂が好ましい。

【００２５】コア径が比較的大きいために接続が容易で
安価プラスチックコネクタが使用できること、伝送損失
が少ないこと、使用できる波長域が広いことなどの理由
で、光ファイバは上記フッ素系樹脂や部分フッ素化樹脂
を光ファイバクラッド部およびコア部に用いたフッ素系
プラスチック光ファイバが好ましい。より好ましくは実
質的にＣ−Ｈ結合を有しないフッ素系樹脂を光ファイバ
クラッド部およびコア部に用いたフッ素系プラスチック
光ファイバである。

【００２６】ＳＩ型フッ素系プラスチック光ファイバと
しては、特開平４−１８９８６２などで知られているも
のが挙げられる。ＧＩ型フッ素系プラスチック光ファイ
バとしては、特開平８−５８４８などで知られているも
のが挙げられる。

【００２７】ＧＩ型光ファイバとしては、屈折率差を有
する重合体と拡散物質からなり、重合体中に拡散物質が
特定の方向に沿って濃度勾配を有して分布しているもの
が好ましい。広範囲の伝送領域帯で低い伝送損失と高い
伝送帯域を有することから、重合体がフッ素系重合体で
拡散物質が低分子量フッ素系化合物であるＧＩ型のフッ
素系プラスチック光ファイバがより好ましい（特開平８
−５８４８など参照）。

【００２８】この場合、フッ素系重合体の数平均分子量
は、１万〜５百万が好ましく、５万〜１百万がより好ま
しい。低分子量フッ素系化合物の数平均分子量は、３０
０以上かつ１０，０００未満が好ましく、３００〜５，
０００がより好ましい。

【００２９】また、第１被覆層を形成するための樹脂と
しては、光ファイバクラッド部を構成する樹脂より低弾
性率であればよく、なかでも弾性率が５０ｋｇ／ｍｍ²
未満の樹脂が好ましく、２５ｋｇ／ｍｍ² 以下の樹脂が
緩衝効果が高い点で特に好ましい。また、第１被覆層の
厚さは５〜５０μｍであることが好ましく、１０〜３０
μｍであることがより好ましい。

【００３０】このような樹脂としては、紫外線硬化型シ
リコーン樹脂、紫外線硬化型アクリルシリコーン樹脂、
紫外線硬化型アクリルウレタン樹脂などの光硬化性樹脂
や、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、オ
レフィン系熱可塑性エラストマ、スチレン系熱可塑性エ
ラストマ、塩化ビニル系熱可塑性エラストマ、エチレン
／酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ
化ビニリデン、ポリ酢酸ビニルなどの熱可塑性樹脂が具
体的に例示されるが、これらに限定されない。

【００３１】また、第２被覆層を形成するための樹脂と
しては、光ファイバクラッド部を構成する樹脂より高弾
性であればよく、なかでも弾性率が１４０ｋｇ／ｍｍ²
超の樹脂が好ましく、さらには１６０ｋｇ／ｍｍ² 以上
の樹脂が補強効果が高い点で特に好ましい。また、第２
被覆層の厚さは５０〜５００μｍであることが好まし
く、１００〜３００μｍであることがより好ましい。

【００３２】このような樹脂としては、ポリメチルメタ
クリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリシクロヘ
キシルメタクリレート、ポリスチレン、スチレン／アク
リロニトリル共重合体、ポリアセタール、ポリカーボネ
ート、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、ポリ塩化
ビニルなどが具体的に例示されるが、これらに限定され
ない。

【００３３】さらに本発明においては、上記第２被覆層
の外側に保護層として機能する樹脂層、例えばポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、エチレン／テト
ラフルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレ
ン／テトラフルオロエチレン共重合体などをさらに被覆
してもよい。保護層の厚さは１００〜２０００μｍであ
ることが好ましく、３００〜１０００μｍであることが
より好ましい。

【００３４】本発明の被覆光ファイバを製造する方法と
しては、以下に説明するプリフォーム法および押出し法
が好ましい。

【００３５】プリフォーム法においては、第１被覆層お
よび第２被覆層を形成するための樹脂層を有するプラス
チック光ファイバ前駆体（以下、被覆光ファイバ前駆体
という）を溶融紡糸することにより第１、第２被覆層が
一体となった光ファイバを合理的に製造できる。

【００３６】本発明において光ファイバ前駆体とは、溶
融紡糸すれば光ファイバとなる中空状または中実状の樹
脂成形体を意味する。また、第１被覆層を形成するため
の樹脂層とは、溶融紡糸すれば光ファイバの第１被覆層
となる樹脂層を意味し、第２被覆層を形成するための樹
脂層とは、溶融紡糸すれば光ファイバの第２被覆層とな
る樹脂層を意味する。

【００３７】第１被覆層を形成するための樹脂層は、光
ファイバ前駆体上に設けられた樹脂層でもよく、光ファ
イバ前駆体を挿入できる「第１被覆層となる樹脂の中空
状成形体」でもよく、「第２被覆層となる樹脂の中空状
成形体」の内周面に設けられた樹脂層でもよい。

【００３８】第２被覆層を形成するための樹脂層は、第
１被覆層となる樹脂層上に設けられた樹脂層でもよく、
「第１被覆層となる樹脂の中空状成形体」の外周面に設
けられた樹脂層でもよく、この中空状成形体を挿入でき
る「第２被覆層となる樹脂の中空状成形体」でもよく、
第１被覆層を形成するための樹脂層が光ファイバ前駆体
上に設けられた光ファイバ前駆体を挿入できる「第２被
覆層となる樹脂の中空状成形体」でもよく、光ファイバ
前駆体を挿入した「第１被覆層となる樹脂の中空状成形
体」を挿入できる「第２被覆層となる樹脂の中空状成形
体」でもよい。

【００３９】光ファイバ前駆体、例えば屈折率差を有す
る重合体と拡散物質からなり、重合体中に拡散物質が特
定の方向に沿って濃度勾配を有して分布しているＧＩ型
光ファイバの前駆体は、回転成形法により重合体からな
る中空管を成形し、この中空管を回転させながら中空管
内壁面から拡散物質を重合体中に拡散させて得られる。

【００４０】被覆光ファイバ前駆体を得る方法には以下
の（１−１）、（１−２）などの方法がある。 （１−１）回転成形法により中空管からなる光ファイバ
前駆体を成形する。これとは別に第２被覆層を形成する
ための樹脂を用いて回転成形法により中空管からなる第
２被覆層を形成するための樹脂層を成形し、この中空管
内面に回転成形法により第１被覆層を形成するための樹
脂層を形成することにより、第１被覆層を形成するため
の樹脂層を内周面に有する「第２被覆層となる樹脂の中
空管」を成形する。第１被覆層を形成するための樹脂層
を内周面に有する「第２被覆層となる樹脂の中空管」の
中空部に中空管からなる光ファイバ前駆体を挿入し被覆
光ファイバ前駆体を得る。 （１−２）回転成形法により第２被覆層となる樹脂の中
空管を成形する。この中空管内面に回転成形法により第
１被覆層を形成するための樹脂層および光ファイバ前駆
体をこの順に形成することにより被覆光ファイバ前駆体
を得る。

【００４１】押出し法においては、以下の（２−１）〜
（２−３）などの方法を採用できる。 （２−１）第１被覆層および第２被覆層を形成するため
の樹脂および光ファイバを同時に押出し機より押出し一
体成形することにより被覆光ファイバを得る。 （２−２）第１被覆層を形成するための樹脂および光フ
ァイバを同時に押出し機より溶融押出し一体成形して第
１被覆層を有する光ファイバを得、この光ファイバ上に
連続した工程または別工程で第２被覆層をを形成するた
めの樹脂を押出し被覆することにより被覆光ファイバを
得る。 （２−３）光ファイバのクラッド材、光ファイバのコア
材、第１被覆層を形成するための樹脂、および第２被覆
層を形成するための樹脂を同時に押出し機より押出し一
体成形することにより被覆光ファイバを得る。

【００４２】本発明において光ファイバのクラッド材と
は、ＳＩ型光ファイバにおいてはクラッドを形成するた
めの材料を意味し、ＧＩ型光ファイバにおいてはクラッ
ドまたはクラッドに近い光の強度分布を有するコアを形
成するための材料を意味する。また光ファイバのコア材
とは、ＳＩ型光ファイバにおいてもＧＩ型光ファイバに
おいても、コアを形成するための材料を意味する。

【００４３】

【実施例】以下、本発明による被覆光ファイバの製造法
を実施例に従って説明する。

【００４４】例１（実施例） クラッド材として弾性率１４０ｋｇ／ｍｍ² であるポリ
ペルフルオロ（ブテニルビニルエーテル）［ＰＢＶＥ］
を用い、回転成形法により内径６ｍｍ、外径１５ｍｍの
中空管を成形した。次いでこの中空部にクロロトリフル
オロエチレン［ＣＴＦＥ］オリゴマを１４重量％注入
し、温度２５０℃で回転させることによってＣＴＦＥオ
リゴマを外周方向に拡散させ、中空内壁部からクラッド
部にかけて徐々に減少してゆく屈折率分布を有する光フ
ァイバの前駆体（内径６ｍｍ、外径１５ｍｍ）を得た。

【００４５】一方、第２被覆層を形成するための樹脂と
して弾性率１７０ｋｇ／ｍｍ² のポリカーボネート樹脂
を用い回転成形により内径１８ｍｍ、外径４５ｍｍの中
空管を作成した。この中空管の中空部に第１被覆層を形
成するための樹脂である弾性率１５ｋｇ／ｍｍ² のポリ
エチレン樹脂を入れて回転成形を継続し、ポリエチレン
樹脂の内径１５．５ｍｍ、ポリエチレン樹脂の外径１８
ｍｍ、ポリカーボネート樹脂の外径４５ｍｍからなる被
覆材中空管を作成した。

【００４６】この被覆材中空管の中空部に上記光ファイ
バの前駆体を挿入し、さらにこれらをテトラフルオロエ
チレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体の熱収縮チ
ューブに入れて１５０℃で加熱することにより一体化さ
せた後、熱収縮チューブを剥離し、被覆光ファイバ前駆
体を得た。

【００４７】この前駆体５を図２に示すように電気炉６
を用いて２４０℃で加熱紡糸し、引き取り機８を経て１
０ｍ／分の速度で巻き取り機９を用いて巻き取った。こ
のようにして得られた被覆ＧＩ型光ファイバ７のコア外
径は１２０μｍ、クラッド外径は２４０μｍ、第１被覆
層外径は２９０μｍ、第２被覆層外径は８００μｍであ
った。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は
波長１３００ｎｍにて６０ｄＢ／ｋｍと優れた値を示し
た。また光ファイバ引張り強度は４．２ｋｇ、半径１０
ｍｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は０．
６ｄＢであった。

【００４８】例２（比較例） ポリエチレン樹脂よりなる第１被覆層を設けないこと以
外は例１と同様の方法により、コア外径１２０μｍ、ク
ラッド外径２４０μｍ、第２被覆層外径８００μｍの被
覆ＧＩ型光ファイバを得た。光ファイバの性能を測定し
たところ、伝送損失は波長１３００ｎｍにて６０ｄＢ／
ｋｍ、光ファイバ引張り強度は４．３ｋｇ、半径１０ｍ
ｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は２．０
ｄＢであった。

【００４９】例３（実施例） ＣＴＦＥオリゴマ濃度をを１２重量％にする以外は例１
と同様の方法により内径６ｍｍ、外径１５ｍｍの中空状
光ファイバ前駆体を作成した。この前駆体１０を図３に
示すように電気炉６を用いて２４０℃で加熱紡糸し、光
ファイバ１１を得、次いでその外周部に第１被覆層であ
る紫外線硬化型シリコーン樹脂を紫外線硬化型シリコー
ン樹脂槽１２からダイス１３に供給して被覆した後、ラ
ンプ１４にて紫外線を照射して硬化させ第１層被覆光フ
ァイバ１５を得、さらにその外周部に弾性率３３０ｋｇ
／ｍｍ² のポリメチルメタクリレート樹脂を押出し機１
６より第２被覆層用ダイス１７を用いて押出し、第２被
覆層を形成し、水槽１８で冷却して、１５ｍ／分の速度
で巻き取り機９を用いて巻き取った。硬化後のシリコー
ン樹脂の弾性率は５ｋｇ／ｍｍ² であった。

【００５０】得られた被覆ＧＩ型光ファイバのコア外径
は１１０μｍ、クラッド外径は２８０μｍ、第１被覆層
外径は３３０μｍ、第２被覆層外径は６５０μｍであっ
た。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は波
長１３００ｎｍにて８０ｄＢ／ｋｍと優れた値を示し
た。また光ファイバ引張り強度は５．２ｋｇ、半径１０
ｍｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は０．
８ｄＢであった。

【００５１】例４（比較例） 紫外線硬化型シリコーン樹脂よりなる第１被覆層を設け
ないこと以外は例３と同様の方法により、コア外径１１
０μｍ、クラッド外径２８０μｍ、第２被覆層外径６５
０μｍの被覆ＧＩ型光ファイバを得た。光ファイバの性
能を測定したところ、伝送損失は波長１３００ｎｍにて
８０ｄＢ／ｋｍ、光ファイバ引張り強度は５．４ｋｇ、
半径１０ｍｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増
加は２．１ｄＢであった。

【００５２】例５（実施例） 例１と同様の方法により内径６ｍｍ、外径１５ｍｍの中
空状光ファイバ前駆体を作成した。この前駆体１９を図
４に示すように電気炉６を用いて２４０℃で加熱紡糸し
て光ファイバ１１を得、これに連続してその外周部に第
１被覆層と第２被覆層とを押出し法にて被覆した。

【００５３】すなわち、第１被覆層を形成するための樹
脂として弾性率５ｋｇ／ｍｍ² のポリエチレン樹脂を、
第２被覆層を形成するための樹脂として弾性率１７０ｋ
ｇ／ｍｍ² のポリカーボネート樹脂を用い、これらはそ
れぞれ押出し機２０と押出し機１６よりダイス２１に供
給される。

【００５４】光ファイバ１１はダイス２１内に導入さ
れ、その出口にてその外周部に同心円上に２重に配置さ
れた第１および第２被覆層用の吐出口から押出される上
記樹脂によって被覆され、その後冷却水槽１７で速やか
に冷却された後、巻取機９により１２ｍ／分の速度で巻
き取られた。

【００５５】得られた被覆ＧＩ型光ファイバのコア外径
は１３０μｍ、クラッド外径は２５０μｍ、第１被覆層
外径は３００μｍ、第２被覆層外径は９００μｍであっ
た。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は波
長１３００ｎｍにて５０ｄＢ／ｋｍと優れた値を示し
た。また光ファイバ引張り強度は６．６ｋｇ、半径１０
ｍｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は０．
４ｄＢであった。

【００５６】例６（実施例） クラッド材として弾性率１４０ｋｇ／ｍｍ² であるＰＢ
ＶＥを用い、コア材としてＰＢＶＥにＣＴＦＥオリゴマ
を１５重量％添加したものを用いた。図５に示すように
コア材は押出し機２２を用いてダイス２４の中心部より
押し出され、次いでクラッド材は押出し機２３を用いて
ダイス２４内でコア材の外周部にコアを取り囲む形で押
し出されてこれと一体となり、さらにコア／クラッドが
溶融状態で接触していることからコア内のＣＴＦＥオリ
ゴマが外周のクラッド部分に拡散することにより、コア
中心部からクラッド部にかけて屈折率が徐々に減少して
ゆく屈折率分布が形成された。

【００５７】一方、第１被覆層を形成するための樹脂と
して弾性率１５ｋｇ／ｍｍ² のポリエチレン樹脂を、第
２被覆層を形成するための樹脂として弾性率１７０ｋｇ
／ｍｍ² のポリカーボネート樹脂を用い、これらはそれ
ぞれ押出し機２０と押出し機１６よりダイス２４に供給
される。

【００５８】コア／クラッド一体となった樹脂は、ダイ
ス２４の出口に同心円上に２重に配置された第１および
第２被覆層用の吐出口から第１、第２の被覆層用樹脂と
同時に押出され、その後冷却水槽１７で速やかに冷却さ
れた後、巻取機９により２０ｍ／分の速度で巻き取られ
た。

【００５９】得られた被覆ＧＩ型光ファイバのコア外径
は１５０μｍ、クラッド外径は３００μｍ、第１被覆層
外径は３８０μｍ、第２被覆層外径は７５０μｍであっ
た。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は波
長１３００ｎｍにて５０ｄＢ／ｋｍと優れた値を示し
た。また光ファイバ強度は３．６ｋｇ、曲げ損失は０．
６ｄＢであった。

【００６０】例７（比較例） ポリエチレン樹脂よりなる第１被覆層を設けないこと以
外は例６と同様の方法により、コア外径１５０μｍ、ク
ラッド外径３００μｍ、第２被覆層外径７５０μｍの被
覆ＧＩ型光ファイバを得た。光ファイバの性能を測定し
たところ、伝送損失は波長１３００ｎｍにて５０ｄＢ／
ｋｍ、光ファイバ引張り強度は３．８ｋｇ、半径１０ｍ
ｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は２．４
ｄＢであった。

【００６１】例８（実施例） 例６と同一のコア材とクラッド材を用い、図６に示すよ
うにコア材は押出し機２２を用いてダイス２５の中心部
より押し出され、次いでクラッド材は押出し機２３を用
いてダイス２５内でコア材の外周部にコアを取り囲む形
で押し出され、コア／クラッドが一体となった。

【００６２】さらにコア／クラッドが溶融状態で接触し
ていることからコア内のＣＴＦＥオリゴマが外周のクラ
ッド部分に拡散することにより、コア中心部からクラッ
ド部にかけて屈折率が徐々に減少してゆく屈折率分布が
形成され、その後ダイス２５出口より押し出された後、
水槽２６で冷却されることにより光ファイバ２７が得ら
れた。その後連続して、光ファイバ２７の外周に第１被
覆層と第２被覆層とを押出し法にて被覆した。

【００６３】すなわち、第１被覆層を形成するための樹
脂として弾性率１５ｋｇ／ｍｍ² のポリエチレン樹脂
を、第２被覆層を形成するための樹脂として弾性率１７
０ｋｇ／ｍｍ² のポリカーボネート樹脂を用い、これら
はそれぞれ押出し機２０と押出し機１６よりダイス２１
に供給される。光ファイバ２７はダイス２１内に導入さ
れ、その出口にてその外周部に同心円上に２重に配置さ
れた第１および第２被覆層用の吐出口から押出される上
記樹脂によって被覆され、その後冷却水槽１７で速やか
に冷却された後、巻取機９により１５ｍ／分の速度で巻
き取られた。

【００６４】得られた被覆ＧＩ型光ファイバのコア外径
は１４０μｍ、クラッド外径は２５０μｍ、第１被覆層
外径は２８０μｍ、第２被覆層外径は９００μｍであっ
た。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は波
長１３００ｎｍにて５０ｄＢ／ｋｍと優れた値を示し
た。また光ファイバ強度は５．５ｋｇ、曲げ損失は０．
６ｄＢであった。

【００６５】例９（比較例） ポリエチレン樹脂よりなる第１被覆層を設けないこと以
外は例８と同様の方法により、コア外径１４０μｍ、ク
ラッド外径２５０μｍ、第２被覆層外径９００μｍの被
覆ＧＩ型光ファイバを得た。光ファイバの性能を測定し
たところ、伝送損失は波長１３００ｎｍにて５０ｄＢ／
ｋｍ、光ファイバ引張り強度は５．７ｋｇ、半径１０ｍ
ｍで１８０度曲げ試験を行った場合の損失増加は２．５
ｄＢであった。

【００６６】例１０（実施例） コア材に弾性率２００ｋｇ／ｍｍ² のポリメチルメタク
リレート樹脂、クラッド材に弾性率１１０ｋｇ／ｍｍ²
のテトラフルオロエチレン３５モル％／ペルフルオロ
（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）６５モル
％の共重合体、第１被覆層を形成するための樹脂として
弾性率１５ｋｇ／ｍｍ² のポリエチレン樹脂を、第２被
覆層を形成するための樹脂として弾性率３３０ｋｇ／ｍ
ｍ² のポリメチルメタアクリレート樹脂を用いる以外
は、例８と同様の方法により被覆プラスチック光ファイ
バを得た。ただし、上記コア材とクラッド材を用いた場
合には溶融状態での相互拡散は生じないことから、光フ
ァイバはＳＩ型である。

【００６７】得られた被覆ＳＩ型光ファイバのコア外径
は３００μｍ、クラッド外径は３５０μｍ、第１被覆層
外径は４００μｍ、第２被覆層外径は７００μｍであっ
た。光ファイバの性能を測定したところ、伝送損失は波
長６５０ｎｍにて１５０ｄＢ／ｋｍと良好であった。ま
た光ファイバ強度は５．５ｋｇ、曲げ損失は０．９ｄＢ
であった。

【００６８】

【発明の効果】本発明は、光ファイバの外周部に低弾性
率被覆層と高弾性率被覆層を順に設けたものであり、高
弾性率被覆層により実用強度を充分に大きくすることが
でき、かつ低弾性率被覆層によって光ファイバを曲げた
ときの高弾性被覆層の変形を吸収できることから、曲げ
損失を小さくすることができる。本発明により、高弾性
率層に安価な汎用樹脂を用いることが可能となり、光フ
ァイバ価格の低減も可能となり、ＬＡＮやホームネット
ワークにおけるデータ伝送や映像伝送など、特に短距離
での通信用に適した被覆光ファイバが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の被覆光ファイバを模式的に示した断面
図。

【図２】本発明のプリフォーム法による被覆光ファイバ
製造方法の一例を説明するための概略図。

【図３】本発明のプリフォーム法による被覆光ファイバ
製造方法の一例を説明するための概略図。

【図４】本発明のプリフォーム法による被覆光ファイバ
製造方法の一例を説明するための概略図。

【図５】本発明の押出し法による被覆光ファイバ製造方
法の一例を説明するための概略図。

【図６】本発明の押出し法による被覆光ファイバ製造方
法の一例を説明するための概略図。

【符号の説明】

１：光ファイバ ２：第１被覆層 ３：第２被覆層 ４：保護被覆層 ５：被覆光ファイバ前駆体 ６：加熱炉 ７：被覆光ファイバ ８：引き取り機 ９：巻き取り機 １０：光ファイバ前駆体 １１：光ファイバ １２：紫外線硬化型シリコーン樹脂槽 １３：紫外線硬化シリコーン樹脂被覆ダイス １４：紫外線照射ランプ １５：第１層被覆光ファイバ １６：第２被覆層樹脂押出し機 １７：第２被覆層用ダイス １８：水槽 １９：光ファイバ前駆体 ２０：第１被覆層樹脂押出し機 ２１：第１、第２被覆層同時被覆用ダイス ２２：コア材用押出し機 ２３：クラッド材用押出し機 ２４：コア材、クラッド材および第１、第２被覆層を形
成するための樹脂を同時に押出すためのダイス ２５：コア材、クラッド材押出し用ダイス ２６：水槽 ２７：光ファイバ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック光ファイバの外周に光ファイ
   バ側から順に第１被覆層および第２被覆層を有する被覆
   プラスチック光ファイバであって、第１被覆層が光ファ
   イバクラッド部を構成する樹脂より低い引張り弾性率を
   有する樹脂からなり、第２被覆層が光ファイバクラッド
   部を構成する樹脂より高い引張り弾性率を有する樹脂か
   らなることを特徴とする被覆プラスチック光ファイバ。
2. 【請求項２】プラスチック光ファイバがフッ素系プラス
   チック光ファイバである請求項１記載の被覆プラスチッ
   ク光ファイバ。
3. 【請求項３】プラスチック光ファイバが屈折率分布型プ
   ラスチック光ファイバである請求項１または２記載の被
   覆プラスチック光ファイバ。
4. 【請求項４】第１被覆層を形成するための樹脂層および
   第２被覆層を形成するための樹脂層を有するプラスチッ
   ク光ファイバ前駆体を溶融紡糸することにより被覆プラ
   スチック光ファイバを得ることを特徴とする請求項１、
   ２または３記載の被覆プラスチック光ファイバの製造方
   法。
5. 【請求項５】プラスチック光ファイバのクラッド材とコ
   ア材、第１被覆層を形成するための樹脂、および第２被
   覆層を形成するための樹脂を同時に押出し機より押出し
   一体成形することにより被覆プラスチック光ファイバを
   得ることを特徴とする請求項１、２または３記載の被覆
   プラスチック光ファイバの製造方法。
6. 【請求項６】プラスチック光ファイバの外周に光ファイ
   バ側から順に第１被覆層および第２被覆層を形成するた
   めの樹脂を同時にまたは別々に被覆することにより被覆
   プラスチック光ファイバを得ることを特徴とする請求項
   １、２または３記載の被覆プラスチック光ファイバの製
   造方法。
7. 【請求項７】プラスチック光ファイバがプラスチック光
   ファイバ前駆体を溶融紡糸することにより得られるもの
   である請求項６記載の製造方法。
8. 【請求項８】第１被覆層を有するプラスチック光ファイ
   バの外周に第２被覆層を形成するための樹脂を被覆する
   ことにより被覆プラスチック光ファイバを得ることを特
   徴とする請求項１、２または３記載の被覆プラスチック
   光ファイバの製造方法。
9. 【請求項９】第１被覆層を有するプラスチック光ファイ
   バが第１被覆層を形成するための樹脂層を有するプラス
   チック光ファイバ前駆体を溶融紡糸することにより得ら
   れるものである請求項８記載の製造方法。