JP2001201643A

JP2001201643A - 光ファイバー

Info

Publication number: JP2001201643A
Application number: JP2000010228A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Irie; 慎一入江; Kenji Matsumoto; 研二松本; Kengo Imamura; 健吾今村
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-27
Anticipated expiration: 2020-01-14
Also published as: DE60114784D1; EP1264200A1; KR20020070480A; ATE309552T1; AU777506B2; JP4678907B2; AU2940401A; WO2001051961A1; EP1264200B1; DE60114784T2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐湿性と柔軟性とを低下させることなく、耐
着色性が改善された光ファイバーを提供する。【解決手段】長さ方向の一端から入射された光を他端
に向けて伝送可能なコアを含んでなり、上記コアは、分
子内にヒドロキシル基を有する重合性ヒドロキシモノマ
ーを含有する、重合性原料の重合体からなる光ファイバ
ーにおいて、上記重合性ヒドロキシモノマーの含有量
は、上記重合性原料全体に対して０．５〜９重量％であ
り、かつ、前記コアの長さ方向と直交する方向の最小寸
法（Ｒ）と、前記コアのガラス転移温度（Ｔｇ）とが
（式１）１１７／Ｒ＋２３＜Ｔｇ＜１０５０／Ｒ²＋３９（式１）（ここで、Ｒの単位はｍｍ、Ｔｇの単位は℃である。）
で示される関係を有することを特徴とする、光ファイバ
ー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、重合性ヒドロキシ
モノマーを含有する、重合性原料を重合させた重合体か
らなるコアを含んでなる光ファイバーの改良に関し、特
に、耐着色性および耐湿特性にすぐれている、光ファイ
バーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、光通信用の光信号伝送媒体と
しての利用に加えて、装飾・照明用の光伝送媒体または
発光媒体として、ポリマーコアを含んでなる光ファイバ
ーが利用されている。特に、装飾用途では、コアの口
径、すなわちコアの長さ方向と直交する方向における寸
法が、比較的大きな（たとえば、直径が３ｍｍ以上
の）、いわゆる大口径光ファイバーが使用されるように
なった。

【０００３】この様な光ファイバーは、通常、中空管
（チューブ）状のクラッドと、このクラッドより屈折率
の高い光透過性ポリマーからなるコアから構成される。
コアはクラッド内に配置され、通常、互いに密着してい
る。また、このようなコアの材料としては、高い透明性
を有する（メタ）アクリレート系ポリマー（コポリマー
も含む）等が好適に用いられている。クラッドは、たと
えば、フッ素系ポリマーから形成される。なお、コアの
口径、すなわち、長さ方向と直交する方向におけるコア
の寸法は、たとえば、コアの長さ方向と直交する方向に
おける断面図形が、略円形である場合の直径を意味す
る。

【０００４】この様なコアとクラッドとからなる光ファ
イバー、およびその製造方法については、たとえば、特
開昭５７−４５５０２号公報、特開平７−１６８０２９
号公報等に開示されている。たとえば、上記特開平７−
１６８０２９号公報には、クラッド内に（メタ）アクリ
ル系モノマーを充填し、クラッドの長さ方向の一端から
他端に向けて順次重合させる、いわゆる順次重合法が開
示されている。順次重合法では、通常、一端を封止した
チューブ状クラッドにモノマーを加圧充填し、そのモノ
マー充填クラッドを加熱槽内に固定し、加熱してモノマ
ーを重合させる生産方法である。この時、上記一端から
他端に向けて加熱温度（すなわち、加熱槽内の熱媒の温
度）を上昇させて、モノマーを順次重合させる。

【０００５】ところで、大口径光ファイバーにおいて、
たとえば、柔軟性を良好にし、曲げ作業や曲げ加工等の
取り扱い性を改善するには、コアのガラス転移温度（Ｔ
ｇ）は低ければ低い方が好ましい。しかしながら、コア
のＴｇを下げるために、Ｔｇの比較的低いポリマーを用
いると、高温高湿下で吸湿現象を起こしやすくなる。こ
の様にして一度吸湿したコアでは、それが低温に置か
れ、結露を起こした場合、外観上白く曇って見える、い
わゆる曇化が生じることがあった。曇化が生じると光が
伝送されにくく、すなわち伝送効率が低下する。これら
は、通常、耐湿特性の低下現象とも呼ばれる。

【０００６】この様な耐湿特性を改善するために、特開
昭６４−１５７０７号公報は、（i）ノルマルブチルメ
タクリレートモノマーと、（ii）分子内にヒドロキシル
基を有する重合性ヒドロキシ（メタ）アクリレートモノ
マーとを共重合して形成し、耐湿特性が向上したコアを
含んでなる光ファイバーを開示している。上記公報明細
書では、共重合性モノマーの一必須成分として、ノルマ
ルブチルメタクリレートが使用されている。また、上記
ヒドロキシ（メタ）アクリレートモノマーを含有する出
発物質（原料）から得られる共重合体からなるコアで
は、共重合体に導入されたヒドロキシル基の作用によ
り、耐湿特性が向上する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、本願の発明
者らが検討した結果、次のようなことも明らかになっ
た。比較的小さな口径（たとえば、直径３ｍｍ未満）の
光ファイバーでは、比較的多量の（たとえば、上記公報
では原料中に１５重量％以上の）、ヒドロキシモノマー
を添加する必要があった。ヒドロキシモノマーの添加量
が少なすぎると、耐湿特性が十分に向上しない。これ
は、口径の比較的大きなものに比べて、コアの長さ方向
と直交する方向の最小寸法が小さく、コアの中心部まで
早く吸湿（水分が浸透）してしまい、吸湿が早く飽和し
てしまうからであった。ところが、ヒドロキシモノマー
を多量に添加すると、コアが着色してしまうことも分か
った。この様な着色は、たとえば、１０ｍ以上の長さの
光ファイバーにおいて、コアの一端からコア内部を目視
で観察すると、他端からコアに入射（導入）された光が
白色光であっても着色した光として見えてしまう現象で
ある。この様な着色現象が顕著な場合は、特に、装飾・
照明分野においては実使用上の問題となってしまう。

【０００８】一方、比較的大きな口径の光ファイバーで
は、取り扱い性を良くする（比較的柔軟にする）ために
は、口径に合わせてコアのＴｇを比較的低い範囲に制御
する必要があった。この様にＴｇを低く制御するため
に、ノルマルブチルメタクリレート等の主成分モノマー
の割合を減らし、ホモポリマーＴｇが比較的低いヒドロ
キシモノマーの量を増加させると、コアが着色してしま
うことは同様であった。

【０００９】したがって、本発明の目的は、耐湿特性と
柔軟性とを低下させることなく、耐着色性（前述の様に
着色しない性質）が改善された光ファイバーを提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、長さ方向の一端から入射された光を他端
に向けて伝送可能なコアを含んでなり、上記コアは、分
子内にヒドロキシル基を有する重合性ヒドロキシモノマ
ーを含有する、重合性原料の重合体からなる光ファイバ
ーにおいて、上記重合性ヒドロキシモノマーの含有量
は、上記重合性原料全体に対して０．５〜９重量％であ
り、かつ、前記コアの長さ方向と直交する方向の最小寸
法（Ｒ）と、前記コアのガラス転移温度（Ｔｇ）とが
（式１）１１７／Ｒ＋２３＜Ｔｇ＜１０５０／Ｒ²＋３９（式１）（ここで、Ｒの単位はｍｍ、Ｔｇの単位は℃である。）
で示される関係を有することを特徴とする、光ファイバ
ーの光ファイバーを提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】（光ファイバー）ここでは、本発
明の光ファイバーの作用、効果について詳細に説明す
る。本発明の光ファイバーでは、分子内にヒドロキシル
基を有する重合性ヒドロキシモノマー（本明細書中、
「重合性ヒドロキシモノマー」または「ヒドロキシモノ
マー」と呼ぶこともある。）を含有する、重合性原料を
重合して形成した重合体からなる光ファイバーにおい
て、ヒドロキシモノマーの含有量を、重合性原料全体に
対して０．５〜９重量％に制御する。これにより、耐湿
特性と柔軟性とを低下させることなく、耐着色性を効果
的に向上させることが可能となる。ヒドロキシモノマー
の含有量が少なすぎると、耐湿特性を効果的に向上させ
ることができなくなり、反対に多すぎると、コアが着色
されやすくなり耐着色性が低下する。この様な観点か
ら、ヒドロキシモノマーの含有量は、重合性原料全体に
対して、好適には０．７〜８重量％、特に好適には０．
９〜７．５重量％の範囲に制御される。

【００１２】本発明の光ファイバーは、比較的口径の大
きな、大口径光ファイバーとして使用されるのに特に適
している。コアの口径、すなわちコア直径は、通常４ｍ
ｍ以上である。前述の様に、コア直径は、コアの長さ方
向と直交する方向における断面図形が略円形（すなわ
ち、コアの立体形状は略円柱）の場合の定義であるが、
コアの長さ方向直交断面図形は、略円形には限られな
い。その様な場合、長さ方向直交断面図形の最小寸法、
換言すれば、コアの長さ方向と直交する方向の最小寸法
であるＲ（以降、単に「Ｒ」、または「直交方向寸法」
と呼ぶこともある。）が用いられる。たとえば、長さ方
向直交断面図形が楕円形の場合、その楕円の短軸直径が
上記Ｒとして定義される。

【００１３】コアの直交方向寸法Ｒは、通常４〜２２ｍ
ｍ、好適には４．５〜２０ｍｍ、特に好適には５〜１８
ｍｍである。直交方向寸法Ｒが小さすぎると、耐湿特性
を効果的に高めることが困難になり、反対に大きすぎる
と柔軟性が低下し、取り扱い性が損なわれるおそれがあ
る。

【００１４】一方、前述の様に、コアＴｇは、コアの柔
軟性を高めようとすると低い方が好適であり、耐湿特性
を高めようとすると、反対にＴｇは高いほうが好適であ
る。また、この様な関係は、一般的には、コア直交方向
寸法（Ｒ：コアが円柱の場合は直径を意味する。）によ
らずに成立する。しかしながら、好適なコアＴｇの範囲
は、コアのＲによって変化する。すなわち、コアＴｇの
好適な範囲は、コアＲの関数として表される。これを詳
細に説明すると次の様になる。

【００１５】前述の様に、コアの直交方向寸法Ｒが小さ
い場合、吸湿現象が比較的起こりやすい。すなわち、吸
湿条件において、コアの中心部（長さ方向と直交する方
向の中心部分）まで水分が浸透する速度が速い。この様
な水分浸透速度は、直交方向寸法Ｒに反比例する。した
がって、吸湿を効果的に防止し、耐湿特性を効果的に高
める様に決定されるコアＴｇの最適な範囲は、直交方向
寸法Ｒに反比例して変化する。一方、コアの柔軟性（曲
げやすさ）は、コアの弾性率と反比例関係、すなわち直
交方向寸法Ｒの２乗（Ｒ²）と反比例の関係にある。し
たがって、柔軟性を効果的に高める様に決定されるコア
Ｔｇの最適な範囲は、直交方向寸法の２乗であるＲ²に
反比例して変化する。

【００１６】すなわち、上記の様な関係を整理すると、
コアの直交方向寸法Ｒと、コアのガラス転移温度Ｔｇと
が、（式１）で示される関係を有するのが、柔軟性を高
めつつ耐湿特性を効果的に高めるには好適であることが
分かった。１１７／Ｒ＋２３＜Ｔｇ＜１０５０／Ｒ²＋３９（式１）（ここで、Ｒの単位はｍｍ、Ｔｇの単位は℃である。）たとえば、コアＲによって決定されるコアＴｇの範囲の
好適な例を以下に示す。＊Ｒが５ｍｍの場合、Ｔｇは約４６．４〜８１．０℃
の範囲が好適である。＊Ｒが５ｍｍを超え６ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約４６
〜６９℃の範囲が好適である。＊Ｒが６ｍｍ以上７ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約４３〜
６１℃の範囲が好適である。＊Ｒが７ｍｍ以上８ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約４０〜
５６℃の範囲が好適である。＊Ｒが８ｍｍ以上９ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約３８〜
５２℃の範囲が好適である。＊Ｒが９ｍｍ以上１０ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約３６
〜５０℃の範囲が好適である。＊Ｒが１０ｍｍ以上１１ｍｍ未満の場合、Ｔｇは約３
５〜４８℃の範囲が好適である。＊Ｒが１１ｍｍ以上１２ｍｍ以下の場合、Ｔｇは約３
４〜４６℃の範囲が好適である。＊Ｒが１２ｍｍを超え１３ｍｍ以下の場合、Ｔｇは約
３３〜４５℃の範囲が好適である。＊Ｒが１３ｍｍを超え１４ｍｍ以下の場合、Ｔｇは約
３２〜４４℃の範囲が好適である。＊Ｒが１４ｍｍを超え１６ｍｍ以下の場合、Ｔｇは約
３１〜４３℃の範囲が好適である。＊Ｒが１６ｍｍを超え２０ｍｍ以下の場合、Ｔｇは約
３０〜４２℃の範囲が好適である。すなわち、コアＲとＴｇとを所定の範囲に制御し、耐湿
特性と柔軟性とをバランスして良好に保つことが重要で
ある。

【００１７】また、コアの耐熱性を高め、かつ耐湿特性
を高める効果を助けるためには、コアの重合体が架橋さ
れているのが好適である。架橋構造は、高温下（たとえ
ば、７０℃以上）でコア端部の変形（流動）を効果的に
防止できる。また、コアにおける水分浸透速度を低下さ
せる様にも作用する。架橋は架橋剤を用いて行うのが良
い。架橋剤の含有量は、前記重合性原料全体に対して、
通常０．０１〜５重量％、好適には０．１〜４．５重量
％、特に好適には０．５〜４重量％の範囲である。架橋
剤の含有量が少なすぎると、耐熱性等の効果を高める程
度の架橋度が得られないおそれがあり、反対に架橋剤の
量が多すぎると、柔軟性を良好に保つことが困難になる
おそれがある。

【００１８】（コア）本発明の好適な形態による光ファ
イバーのコアは、長さ方向の一端から入射された光を他
端に向けて伝送可能であり、上記コアは、分子内にヒド
ロキシル基を有する重合性ヒドロキシモノマーを含有す
る、重合性原料の重合体からなる。上記重合性ヒドロキ
シモノマーの含有量は、上記重合性原料全体に対して
０．５〜９重量％である。それに加えて、コアの長さ方
向と直交する方向の最小寸法（Ｒ）と、コアのガラス転
移温度（Ｔｇ）とが、前述の式１で示される関係を有す
る。これらの作用により、柔軟性と耐湿特性とを良好に
しつつ、耐着色性が改善される。

【００１９】ここで、耐湿特性が良好であるとは、通
常、次の様な特性評価の結果、ＯＫと判定されることを
意味する。まず、３０ｃｍの長さを有する光ファイバー
の両端を、樹脂製の蓋を用いて封止し、評価サンプルを
用意する。サンプル作成の際に使用される光ファイバー
は、通常、クラッドで被覆されたコアを有する。また、
ここで用いる蓋は、たとえば、光ファイバー外径（クラ
ッドの外径）と同じ口径のアクリル樹脂製のロッドと、
光ファイバー外径と同じ内径のＦＥＰ（テトラフルオロ
エチレン−ヘキサフルオロプロピレン）樹脂からなる熱
収縮性チューブとを組合せて形成することができる。こ
の様な蓋を用いる場合、まず、約８ｃｍの長さを有する
熱収縮性チューブ内に、光ファイバーの両端部分の約５
ｃｍ程度が挿入される様に、チューブをクラッドの上か
ら被せ、光ファイバーの挿入されていない空間をチュー
ブ内に残す。次に、約３ｃｍの長さ（径方向と直交する
方向の寸法）のロッドをチューブ内の空間に挿入した
後、熱収縮させて封止する。蓋をする目的は、光ファイ
バーの両端面が露出しない様にすることである。

【００２０】このサンプルを、６０℃、９０％ＲＨのオ
ーブンに所定の時間だけ保管する。保管後、サンプルを
オーブンから取りだし、−１０℃の恒温槽内に１時間放
置した後、恒温槽から取出したサンプルの外観を目視で
チェックする。コアが白く曇もらなかった場合を耐湿特
性がＯＫであると判定し、吸湿により結露を起こしてコ
アが白く曇った場合、耐湿特性がＮＧであると判定す
る。ある保管期間でＯＫと判定された場合、オーブン保
管期間を徐々に長くしていき、どの程度の期間までＯＫ
と判定されるかを調べる。すなわち、６０℃、９０％オ
ーブン内の保管時間が長いほど耐湿特性がすぐれている
ことを意味する。この保管時間が５週間の場合でもＯＫ
であれば、通常、実使用上の問題が無い。したがって、
好適には、ＯＫとなる保管時間が５週間を超えるもの
が、耐湿特性が特に良好である。

【００２１】コアは、通常、クラッドの長さ方向に延在
する。コアの周面は、前述のクラッドが密着して被覆し
ているが、両端面は露出している。そのコアの露出した
一端または両端から、光源の光をコア内部に、損失無く
導入することができる。コアは、一方の端から内部に入
射した光を他方の端に向けて伝送可能なレベルの光透過
性を有する。

【００２２】コアは、通常、可撓性ポリマーからなる中
実コアである。ポリマーとして好ましくは、アクリル系
ポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル
−塩化ビニル共重合体等の、光透過性および可撓性を有
するポリマーの単体、または２以上の混合物からなる。
従って、コアは、上記ポリマーを生成するための重合性
モノマーおよび／またはオリゴマー、０．５〜９重量％
の量の重合性ヒドロキシモノマー、および、必要に応じ
て架橋剤等を含有する重合性原料から得られるポリマー
からなる。ポリマーの屈折率は、通常１．４〜１．７、
全光線透過率は通常８０％以上である。また、コアの耐
湿特性をいっそう効果的に高めるために、ポリマーを架
橋させるのが好適である。

【００２３】コアを形成するための重合性原料として
は、たとえば、アクリルモノマー混合物を使用すること
ができる。アクリルモノマー混合物は、通常、（１）分
子内にヒドロシキル基を持たない、non-ヒドロキシアク
リルモノマーと、（２）分子内にヒドロシキル基を有す
る、重合性ヒドロキシモノマーとしてのヒドロキシアク
リルモノマーとを含んでなる。なお、アクリルモノマー
としては、各種のメタクリレートとアクリレートが使用
できる。好適にはメタクリレートである。メタクリレー
トは、コアTgを、前述の様な範囲に制御することが容易
であり、また、光ファイバーの耐湿特性や伝送効率（光
透過性）等を効果的に高めるのに有利である。また、本
発明を損なわない限り、モノマーを２以上重合して形成
したアクリルオリゴマーも使用できる。なお、１官能性
モノマー（またはオリゴマー）とともに、架橋剤として
２またはそれ以上の官能性を有するものも使用できる。

【００２４】non-ヒドロキシアクリルモノマーの具体例
としては、ヒドロキシル基を含有しないメタクリル酸エ
ステル（メタクリレート）として、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メ
タクリル酸イソブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタ
クリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、
メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル、メ
タクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸テトラヒドロ
フルフリル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸イ
ソボルニル、メタクリル酸イソステアリルなどがあり、
ヒドロキシル基を含有しないアクリル酸エステル（アク
リレート）として、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキ
シル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ラウリル、ア
クリル酸ステアリル、アクリル酸テトラヒドロフルフリ
ル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸イソオクチ
ル、アクリル酸イソミリスチル、アクリル酸イソステア
リルなどを挙げることができる。一般的にメタクリル酸
エステルはアクリル酸エステルに比べ重合速度が低いた
め、重合がコントロールしやすい。また、これらのモノ
マーを主体にしてコアＴｇを所定の範囲に容易に制御で
きる。

【００２５】また、メタクリル酸エステルの中で、コア
の着色が少ないモノマーとして、メタクリル酸メチル、
メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタク
リル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸イソブチル、
メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸ラウリル、メタ
クリル酸トリデシル、メタクリル酸ステアリル等が好適
である。

【００２６】また、上記メタクリレート以外に、ｎ−ブ
チルアクリレート、メチルアクリレート、２−エチルヘ
キシルアクリレート、エチルアクリレート、ドデシルメ
タクリレート、アクリル酸、メタクリル酸なども使用で
きる。ヒドロキシアクリルモノマーの具体例としては、
２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシ
エチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリ
レート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−ヒ
ドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロ
ピルアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリ
レート、ジエチレングリコールモノアクリレート、トリ
エチレングリコールモノメタクリレート、トリエチレン
グリコールモノアクリレート等を挙げることができる。

【００２７】コアポリマーを架橋する架橋剤としては、
たとえば、ジアリルフタレート、トリエチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールビス
アリルカーボネート等の多官能性モノマーが使用でき
る。

【００２８】本発明において好適に使用されるアクリル
モノマー混合物の例としては、（１）２−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、メチルメタクリレート、ｎ−ブチ
ルメタクリレート、およびトリエチレングリコールジ
（メタ）アクリレートからなる混合物、（２）２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレー
ト、およびトリエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ートからなる混合物、（３）２−ヒドロキシエチルメタ
クリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘ
キシルメタクリレート、およびトリエチレングリコール
ジ（メタ）アクリレートからなる混合物、などを挙げる
ことができる。

【００２９】アクリルモノマー混合物中の、ヒドロキシ
アクリルモノマーと、必要に応じて添加される架橋剤モ
ノマー以外の各モノマーの配合割合は特に限定されな
い。重合体（コア）のＴｇが所定の範囲に制御される様
に、適宜決定することができる。しかしながら、モノマ
ー混合物がｎ−ブチルメタクリレート（メタクリル酸ｎ
−ブチル）を含む場合、ｎ−ブチルメタクリレートの割
合は、通常３０〜９８重量％、好適には４０〜９７重量
％、特に好適には４２〜９６重量％である。

【００３０】前述の様に、耐着色性や耐湿特性を改善す
るために、コアＲに合わせて、ＲとコアＴｇとの関係が
式１の関係を満たす様に、重合性原料組成を適宜決定す
ることができる。

【００３１】なお、コアの長さ（使用時）は、通常クラ
ッドの長さと同じであり、通常５０ｃｍ〜１００ｍであ
る。また、コアの直径方向の断面は、通常は略円形また
は略楕円形であるが、本発明の効果を損なわない限り、
その他の形状であってもよい。

【００３２】また、本発明の効果を損なわない限り、コ
アに添加剤を加えても良い。添加剤としては、可塑剤、
界面活性剤、着色材、安定剤（耐熱・耐酸化・耐紫外線
用等）、などである。

【００３３】（光ファイバーの製造方法）本発明の光フ
ァイバーは、通常、長さ方向に延在するチューブ状クラ
ッド内に重合性原料を充填し、クラッド内で重合させ
て、クラッドで被覆された重合体からなるコアを形成す
ることにより製造する。好適な製造方法の１例につい
て、以下に説明する。

【００３４】まず、クラッド（クラッドチューブ）を用
意する。通常、クラッドは、押出成型法にて、所定の肉
厚、内径、長さ等の寸法を有するように形成する。

【００３５】上記の様にして形成したクラッドは、通
常、繰出し装置にセットされる。繰出し装置にセットさ
れたクラッドは、通常、巻取り装置が駆動することによ
って巻き取られる。この様な繰出し装置と巻取り装置と
を組合わせて使用し、長さ方向に連続したクラッドを、
所定の搬送速度で、繰出し装置と巻取り装置との間に配
置した、加熱槽（加熱用の媒体を満たした槽、たとえば
加熱水槽）内に搬送し、加熱槽を通過させる。

【００３６】通常、加熱槽の容器は、クラッドが貫通可
能な２つの開口部を、クラッド搬入端（繰出し装置側）
と、クラッド搬出端（巻取り装置側）とに備える。ま
た、容器の長さ方向の一端にのみ開口部を有するものを
用いることもできる。この場合、たとえば、容器を略鉛
直方向に沿って配置し、容器の１つの開口部が鉛直方向
の上方に向く様にする。開口部からクラッドの封止端を
中に入れ、容器の底（鉛直方向の下の部分）に近いとこ
ろで方向を反転させ、封止端が再び開口部から外に出て
くる様に、クラッドを搬送する。この様にして原料充填
クラッドを加熱用媒体に浸し、コアの形成（重合）が完
了した後、開口部から光ファイバーを取り出す。

【００３７】重合性原料は、通常は加圧しながらクラッ
ド内に充填される。この場合、通常、クラッドの長さ方
向の一端側を封止しておき、クラッドの他端から原料を
加圧充填する。クラッドの封止は、たとえば、金属製の
栓やバルブを、クラッド一端の開口部に嵌めて行うこと
ができる。一方、クラッドの他端の開口部から原料を充
填するには、通常、クラッドの他端の開口部を原料タン
ク内の原料（通常液状）と接触させ、タンク内を陽圧に
保つことにより、連続的に原料をクラッド内に加圧充填
する。

【００３８】上記の様にして、加熱槽内に搬送されたク
ラッド内で、原料の熱重合を開始し、完了させて、クラ
ッドと密着したコアを含んでなる光ファイバーを製造す
る。

【００３９】加熱槽の温度は、通常３５〜９０℃、好適
には４０〜８５℃である。また、原料充填クラッドを、
加熱槽内に滞留させる時間（滞留時間）も特に限定され
ないが、通常１０分〜５時間、好適には１５分〜３時間
である。また、製造に用いられるクラッドの長さは、通
常１０ｍ〜３，０００ｍ、好適には２０ｍ〜２，０００
ｍである。

【００４０】クラッドの弾性係数は、通常１０〜７００
ＭＰａ、好適には２０〜６００ＭＰａである。なお、こ
こで言うクラッドの弾性係数は、加熱温度における値で
ある。また、クラッドの肉厚は、通常０．０１〜２ｍ
ｍ、好適には０．０５〜１．５ｍｍ、特に好適には０．
２〜１ｍｍである。肉厚が薄すぎると耐湿特性が低下す
るおそれがあり、反対に厚すぎると、柔軟性が低下する
おそれがある。なお、クラッド内径（直径）は、重合後
のコア直径の設計値に合わせて決定することができる。

【００４１】クラッドの材料は、特に限定されないが、
通常、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レン（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフル
オロプロピレン−フッ化ビニリデン、トリフルオロエチ
レン−ビニリデンフルオライド、ポリメチルペンテン、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル−塩化ビニ
ル共重合体等のポリマーである。

【００４２】また、本発明の効果を損なわない限り、ク
ラッドに添加剤を加えても良い。添加剤としては、可塑
剤、界面活性剤、硬化剤、白色顔料等のフィラー、染料
等の着色剤、安定剤などである。

【００４３】（光ファイバーの使用方法）本発明による
光ファイバーは、たとえば、光源から離れた場所での照
明装置、イルミネーション、広告看板、可変表示体、道
路標識等に有用に使用できる発光装置などの構成部品と
して使用できる。すなわち、本発明による光ファイバー
は、コアの一端から内部に導入した光を、他端から出射
する末端発光モードや、コアの側面（または周面）から
出射（漏光）させる側面発光モードにおいて、有効に使
用できる。光源としては、キセノンランプ、ハロゲンラ
ンプ、フラッシュランプ等の高輝度ランプを有利に使用
できる。ランプの消費電力は、通常１０〜５００Ｗであ
る。

【００４４】

【実施例】光ファイバーの製造クラッドの材料として、三井デュポン（株）社製テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン（品番）
ＦＥＰ１００Ｊを用い、Φ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ=２６の押
出し機でクラッドを成型した。なお、クラッド内径は、
光ファイバーの仕上がり（コアの重合完了、クラッドの
密着完了）時のコア径（コアR ）が、それぞれ表１に示
される値になる様に設定した。成型したクラッドを３０
ｍにカットし、表１に示される配合の重合性原料に、開
始剤としてビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パー
オキシジカーボネートを加えたものを、クラッド内に加
圧充填し、クラッド内で原料を重合し、各例の光ファイ
バーを得た。

【００４５】

【表１】

【００４６】光ファイバーの評価（１）耐湿特性の評価各例において、前述の様にして評価サンプルを作製し
た。それぞれのサンプルを、６０℃、９０％ＲＨのオー
ブンに所定期間（オーブン保管期間）だけ保管した。そ
の後、−１０℃の恒温槽内に１時間放置した後、コアが
白く曇った場合、耐湿特性がＮＧであると判定し、その
オーブン保管期間の値（長さ）をもって耐湿特性の評価
値とした。一方、コアが白く曇もらず、耐湿特性がＯＫ
であると判定された場合、オーブン保管期間を延ばし、
コアが白く曇るまで同様の評価を繰り返した。５週間の
オーブン保管期間でも、コアが白く曇らなかったものに
ついては、その評価値を「５週間を超える（＞５週
間）」とした。

【００４７】（２）Ｔｇの評価各例において、光ファイバーのコアのＴｇを、粘弾性試
験機（レオメトリクス（株）社製、型番：ＲＳＡII）に
て測定した。測定条件は、Compression モードを用い、
周波数１rad/s 、昇温速度１℃／分とした。なお、ここ
で定義されたＴｇはtan δのピーク温度である。

【００４８】（３）曲げ特性の評価各例の光ファイバーを１ｍに裁断し、コア径の８倍の曲
率半径（ｒ）で９０度に曲げる時に必要な荷重を測定し
た。この荷重が６ｋｇを超えるものは、光ファイバーの
通線や曲げ加工などの施工上著しく問題があると判定さ
れた。なお、測定はファイバーの一方の端部を固定し、
反対側の端部を荷重測定装置と接続し、それぞれのｒと
同じ外径を有するステンレス円筒の外周に沿って、９０
度巻き付けた時の荷重を測定した。測定の結果を表に示
す。

【００４９】（４）耐着色性の評価各例の光ファイバーを１０ｍに裁断し、目視にて、コア
の一端からコア内部を観察し、着色して見えなかった場
合をＯＫ（表の○印）、黄色等に着色されていた場合を
ＮＧ（表の×印）と判定した。表１の各例の評価結果に
よって示される様に、本発明の実施例による光ファイバ
ーは、耐着色性、耐湿特性および柔軟性（曲げ特性）の
すべての特性においてすぐれていた。

【００５０】

【発明の効果】本発明による光ファイバーは、１０ｍ以
上の長さで実用上問題が無いレベルの耐着色性を有し、
かつ、広範囲の口径（コアR ）の光ファイバーにおい
て、実用上十分な柔軟性と耐湿特性を有する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者今村健吾神奈川県相模原市南橋本３−８−８住友スリーエム株式会社内Ｆターム(参考） 2H050 AA16 AB43X AB48Y AB50X AC03 AC71

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長さ方向の一端から入射された光を他端
に向けて伝送可能なコアを含んでなり、上記コアは、分
子内にヒドロキシル基を有する重合性ヒドロキシモノマ
ーを含有する、重合性原料の重合体からなる光ファイバ
ーにおいて、上記重合性ヒドロキシモノマーの含有量
は、上記重合性原料全体に対して０．５〜９重量％であ
り、かつ、前記コアの長さ方向と直交する方向の最小寸
法（Ｒ）と、前記コアのガラス転移温度（Ｔｇ）とが
（式１）１１７／Ｒ＋２３＜Ｔｇ＜１０５０／Ｒ²＋３９（式１）（ここで、Ｒの単位はｍｍ、Ｔｇの単位は℃である。）
で示される関係を有することを特徴とする、光ファイバ
ー。
【請求項２】前記コアの重合体が架橋されている、請
求項１の光ファイバー。
【請求項３】前記コアの重合体が架橋剤によって架橋
されており、その架橋剤の含有量は、前記重合性原料全
体に対して０．０１〜５重量％の範囲である、請求項１
の光ファイバー。