耐熱光ファイバおよびその製造方法
【課題】極めて耐熱性に優れた耐熱光ファイバを提供する。
【解決手段】コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る石英またはガラス製の光ファイバ（１）の外周面に、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成したシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成する。
【効果】極めて高い耐熱性が得られ、火山のマグマ付近岩盤などの高温環境下でも使用できる。
【解決手段】コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る石英またはガラス製の光ファイバ（１）の外周面に、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成したシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成する。
【効果】極めて高い耐熱性が得られ、火山のマグマ付近岩盤などの高温環境下でも使用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱光ファイバおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コアおよびクラッドから成る光ファイバの外周面にポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆の外周面に金属被覆を形成した耐熱光ファイバが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、クラッドの外周面にポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆の外周面にカーボン被覆を形成した耐熱光ファイバも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８２６０８号公報
【特許文献２】特開平８−１５５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の耐熱光ファイバでは、コアおよびクラッドから成る光ファイバの曲げ強度をポリイミド樹脂被覆によって向上すると共に、そのポリイミド樹脂被覆の外周面に金属被覆またはカーボン被覆を形成することによって耐熱性を向上させている。
しかし、例えば火山のマグマ付近岩盤などに多数の光ファイバコイルを設置し、それらの光ファイバコイルにより振動，温度等を測定する用途では、さらに高い耐熱性が求められる。
そこで、本発明の目的は、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）とを具備したことを特徴とする耐熱光ファイバ（１００）を提供する。
上記第１の観点による耐熱光ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有し、クラッド（１ｄ）に多数存在するマイクロクラックが光ファイバ（１）を曲げたときに成長して折れやすくなるのを緩衝・抑制する。このため、ポリイミド樹脂被覆を含まないが、曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、光ファイバ（１）自身と同様の高い耐熱性を有する。よって、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバとなる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成の耐熱光ファイバおいて、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とする耐熱光ファイバを提供する。
シリカミクロ多孔体膜（２）を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することがあった。
そこで、上記第２の観点による耐熱光ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さを１μｍ以下とした。これにより、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することを防止できた。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）の外周面に、シリカミクロ多孔体溶液を塗布し焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成することを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法を提供する。
上記第３の観点による耐熱光ファイバ（１００）の製造方法では、上記第１の観点による耐熱光ファイバ（１００）を連続的に製造することが出来る。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成の耐熱光ファイバの製造方法において、前記シリカミクロ多孔体溶液は、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成されたものであることを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法を提供する。
上記第４の観点による耐熱光ファイバ（１００）の製造方法では、シリカミクロ多孔体溶液をゾル−ゲル法により合成するので、製造コストを低減することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐熱光ファイバによれば、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有するため、必要な曲げ強度が得られる。また、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、極めて優れた耐熱性が得られる。
さらに、本発明の耐熱光ファイバの製造方法によれば、上記耐熱光ファイバを好適に製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１に係る耐熱光ファイバ１００を示す断面図である。
この耐熱光ファイバ１００は、コア１ａおよびクラッド１ｄから成る石英またはガラス製の光ファイバ１の外周面に、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜２を形成した構成である。
【００１２】
数値例を示すと、コア１ａの直径は１０μｍ、クラッド１ｄの直径は１２５μｍである。
【００１３】
シリカミクロ多孔体膜２は、厚さ２０ｎｍ（＝０.０２μｍ）であり、外周面に孔径２ｎｍ以下のミクロ孔を多数有している。
【００１４】
図２は、耐熱光ファイバ１００の製造過程を示す説明図である。
加熱炉Ｒのプリフォーム１０から引き出した光ファイバ１に、シリカミクロ多孔体溶液塗布部ＳＣでシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付け部ＳＲで焼き付けて、シリカミクロ多孔体膜２を形成し、耐熱光ファイバ１００を製造する。
【００１５】
図３は、ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液を調製する。
なお、シリコンアルコキシドは、例えばＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）やＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）等である。
また、加水分解反応を促進する活性アルコールは、例えばヒドロキシアセトン、１−ペンテン−３−オール、アセトンシアノヒドリン等である。
また、アルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、フタノール等である。
【００１６】
ステップＳ２では、混合液を攪拌する。
ステップＳ３では、混合液に塩触媒を添加する。
ステップＳ４では、混合液を攪拌する。
以上により、シリカミクロ多孔体溶液を合成できる。
なお、上記シリカミクロ多孔体溶液の合成方法は、「化学工学会 第３４回秋季大会、２００１」で発表されている。また、特願２００３−８３９１５に記載されている。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の耐熱光ファイバは、火山のマグマ付近岩盤などの高温環境下で振動等を検知する光ファイバコイルとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る耐熱光ファイバを示す断面図である。
【図２】実施例１に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。
【図３】ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光ファイバ
１ａ コア
１ｄ クラッド
２ シリカミクロ多孔体膜
１０ プリフォーム
１００ 耐熱光ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐熱光ファイバおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コアおよびクラッドから成る光ファイバの外周面にポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆の外周面に金属被覆を形成した耐熱光ファイバが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
また、クラッドの外周面にポリイミド樹脂被覆を形成し、そのポリイミド樹脂被覆の外周面にカーボン被覆を形成した耐熱光ファイバも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】実開平６−８２６０８号公報
【特許文献２】特開平８−１５５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の耐熱光ファイバでは、コアおよびクラッドから成る光ファイバの曲げ強度をポリイミド樹脂被覆によって向上すると共に、そのポリイミド樹脂被覆の外周面に金属被覆またはカーボン被覆を形成することによって耐熱性を向上させている。
しかし、例えば火山のマグマ付近岩盤などに多数の光ファイバコイルを設置し、それらの光ファイバコイルにより振動，温度等を測定する用途では、さらに高い耐熱性が求められる。
そこで、本発明の目的は、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）とを具備したことを特徴とする耐熱光ファイバ（１００）を提供する。
上記第１の観点による耐熱光ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有し、クラッド（１ｄ）に多数存在するマイクロクラックが光ファイバ（１）を曲げたときに成長して折れやすくなるのを緩衝・抑制する。このため、ポリイミド樹脂被覆を含まないが、曲げ強度を向上できる。そして、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、光ファイバ（１）自身と同様の高い耐熱性を有する。よって、耐熱性に極めて優れた耐熱光ファイバとなる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、上記構成の耐熱光ファイバおいて、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とする耐熱光ファイバを提供する。
シリカミクロ多孔体膜（２）を厚くすると、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することがあった。
そこで、上記第２の観点による耐熱光ファイバ（１００）では、シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さを１μｍ以下とした。これにより、曲げたときにシリカミクロ多孔体膜（２）にクラックが発生することを防止できた。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）の外周面に、シリカミクロ多孔体溶液を塗布し焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成することを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法を提供する。
上記第３の観点による耐熱光ファイバ（１００）の製造方法では、上記第１の観点による耐熱光ファイバ（１００）を連続的に製造することが出来る。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、上記構成の耐熱光ファイバの製造方法において、前記シリカミクロ多孔体溶液は、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成されたものであることを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法を提供する。
上記第４の観点による耐熱光ファイバ（１００）の製造方法では、シリカミクロ多孔体溶液をゾル−ゲル法により合成するので、製造コストを低減することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐熱光ファイバによれば、シリカミクロ多孔体膜（２）のミクロ孔が緩衝作用を有するため、必要な曲げ強度が得られる。また、シリカミクロ多孔体膜（２）は、珪素を主成分とするため、極めて優れた耐熱性が得られる。
さらに、本発明の耐熱光ファイバの製造方法によれば、上記耐熱光ファイバを好適に製造することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１に係る耐熱光ファイバ１００を示す断面図である。
この耐熱光ファイバ１００は、コア１ａおよびクラッド１ｄから成る石英またはガラス製の光ファイバ１の外周面に、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜２を形成した構成である。
【００１２】
数値例を示すと、コア１ａの直径は１０μｍ、クラッド１ｄの直径は１２５μｍである。
【００１３】
シリカミクロ多孔体膜２は、厚さ２０ｎｍ（＝０.０２μｍ）であり、外周面に孔径２ｎｍ以下のミクロ孔を多数有している。
【００１４】
図２は、耐熱光ファイバ１００の製造過程を示す説明図である。
加熱炉Ｒのプリフォーム１０から引き出した光ファイバ１に、シリカミクロ多孔体溶液塗布部ＳＣでシリカミクロ多孔体溶液を塗布し、焼付け部ＳＲで焼き付けて、シリカミクロ多孔体膜２を形成し、耐熱光ファイバ１００を製造する。
【００１５】
図３は、ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液を調製する。
なお、シリコンアルコキシドは、例えばＴＭＯＳ（テトラメトキシシラン）やＴＥＯＳ（テトラエチルオルソシリケート）等である。
また、加水分解反応を促進する活性アルコールは、例えばヒドロキシアセトン、１−ペンテン−３−オール、アセトンシアノヒドリン等である。
また、アルコールは、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、フタノール等である。
【００１６】
ステップＳ２では、混合液を攪拌する。
ステップＳ３では、混合液に塩触媒を添加する。
ステップＳ４では、混合液を攪拌する。
以上により、シリカミクロ多孔体溶液を合成できる。
なお、上記シリカミクロ多孔体溶液の合成方法は、「化学工学会 第３４回秋季大会、２００１」で発表されている。また、特願２００３−８３９１５に記載されている。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明の耐熱光ファイバは、火山のマグマ付近岩盤などの高温環境下で振動等を検知する光ファイバコイルとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１に係る耐熱光ファイバを示す断面図である。
【図２】実施例１に係る耐熱光ファイバの製造過程を示す説明図である。
【図３】ゾル−ゲル法によるシリカミクロ多孔体溶液の合成処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光ファイバ
１ａ コア
１ｄ クラッド
２ シリカミクロ多孔体膜
１０ プリフォーム
１００ 耐熱光ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）とを具備したことを特徴とする耐熱光ファイバ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の耐熱光ファイバおいて、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とする耐熱光ファイバ。
【請求項３】
コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）の外周面に、シリカミクロ多孔体溶液を塗布し焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成することを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の耐熱光ファイバの製造方法において、前記シリカミクロ多孔体溶液は、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成されたものであることを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法。
【請求項１】
コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）と、前記光ファイバ（１）の外周面に形成した珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）とを具備したことを特徴とする耐熱光ファイバ（１００）。
【請求項２】
請求項１に記載の耐熱光ファイバおいて、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の厚さが１μｍ以下であることを特徴とする耐熱光ファイバ。
【請求項３】
コア（１ａ）およびクラッド（１ｄ）から成る光ファイバ（１）の外周面に、シリカミクロ多孔体溶液を塗布し焼付けして、珪素を主成分とするシリカミクロ多孔体膜（２）を形成することを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の耐熱光ファイバの製造方法において、前記シリカミクロ多孔体溶液は、シリコンアルコキシドと加水分解反応を促進する活性アルコールとアルコールと水の混合液からゾル−ゲル法により合成されたものであることを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−４７９３３（Ｐ２００６−４７９３３Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３２５１６（Ｐ２００４−２３２５１６）
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月９日（２００４．８．９）
【出願人】（０００００３４１４）東京特殊電線株式会社 (173)
【出願人】（５０４１８０２３９）国立大学法人信州大学 (759)
【Ｆターム（参考）】
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