(57)【要約】【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。次いで、有機金属液または有機金属ペーストをシリカミクロ多孔体膜（２）の外周に塗布し、焼き付けして、金属被膜（３）を形成し、耐熱光ファイバ（１００）を製造する。【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。【選択図】図２
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【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、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の外周面に形成した金属被膜（３）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】
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）を形成し、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けにより、金属被膜（３）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３】
請求項２に記載の耐熱光ファイバの製造方法において、前記有機金属液または有機金属ペーストは、金液、液状又はペースト状の上絵付用貴金属組成物、金レジネートペースト、銀メタロオーガニックペースト、パラジウム含有有機組成物ペーストのいずれかであることを特徴とする耐熱光ファイバの製造方法。
【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、光ファイバの外周面にディッピング法や無電解メッキ法により金属被覆を形成する耐熱光ファイバの製造方法が知られている（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】特許第２５６７９５１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。
また、光ファイバの外周面にディッピング法で金属被覆を形成する方法では、溶融金属が固化する際の応力で光ファイバの特性が劣化する問題点がある。また、光ファイバの外周面に無電解メッキ法で金属被覆を形成する方法では、成膜速度が非常に遅いため、生産性が上がらない問題点がある。
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、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の外周面に形成した金属被膜（３）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。さらに、金属被膜（３）は、周囲の雰囲気や外力から光ファイバ（１）およびシリカミクロ多孔体膜（２）を保護する。このため、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、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）を形成し、前記シリカミクロ多孔体膜（２）の外周面に、有機金属液または有機金属ペーストの塗布焼付けにより、金属被膜（３）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２の観点による耐熱光ファイバの製造方法では、有機金属液または有機金属ペーストを塗布焼付けして金属被膜（３）を形成するため、ディッピング法のように光ファイバの特性が劣化する問題点がない。また、無電解メッキ法に比べて生産性が著しく高くなる。そして、前記第１の観点による耐熱光ファイバ（１００）を連続的に高生産性で製造することが出来る。
【０００７】
第３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、前記有機金属液または有機金属ペーストは、金液、液状又はペースト状の上絵付用貴金属組成物、金レジネートペースト、銀メタロオーガニックペースト、パラジウム含有有機組成物ペーストのいずれか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３の観点による耐熱光ファイバの製造方法では、反射率の高い貴金属中の特に金，銀，白金またはパラジウムの金属薄膜を形成できるため、光ファイバからの漏光を防止でき、光の伝送損失を特に少なくすることが出来る。
【発明の効果】
【０００８】
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。また、金属被膜（３）は、周囲の雰囲気や外力から光ファイバ（１）およびシリカミクロ多孔体膜（２）を保護する。
さらに、本発明の耐熱光ファイバの製造方法によれば、本発明の耐熱光ファイバを連続的に高生産性で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】
【０００９】
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】
【００１０】
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、そのシリカミクロ多孔体膜２の外周面に、金，銀，白金，パラジウム，ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等またはその合金の金属被膜３を形成した構成である。
【００１１】
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。
【００１２】
シリカミクロ多孔体膜２は、厚さ約５００ｎｍ（＝０.５μｍ）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。
【００１３】
なお、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るので、シリカミクロ多孔体膜２の厚さを１μｍ以下とし、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するのが好ましい。
【００１４】
金属被膜３は、厚さ２０μｍ以下である。金属薄膜３の組成中の５０％以上が金属成分である。
【００１５】
実施例１の耐熱光ファイバ１００によれば、光ファイバの強度劣化の原因であるクラッド１ｄに多数存在するマイクロクラックの成長をシリカミクロ多孔体膜２が抑制するので、強度劣化を防止できる。また、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ので、光ファイバ１の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、高い耐熱性を有する。さらに、シリカミクロ多孔体膜２はミクロ孔を有するため、金属被膜３が強固に付着する。この金属被膜３は、周囲の雰囲気や外力から光ファイバ１およびシリカミクロ多孔体膜２を保護する。このため、耐熱性および強度に極めて優れた耐熱光ファイバとなる。
【００１６】
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を形成する。
【００１７】
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、ブタノール等である。
【００１８】
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号に記載されている。
【００１９】
図２に戻り、有機金属塗布部ＯＣで有機金属液または有機金属ペーストをシリカミクロ多孔体膜２の外周に塗布し、焼付け部ＯＲで焼き付けて、金属被膜３を形成し、耐熱光ファイバ１００を製造する。
【００２０】
有機金属液または有機金属ペーストは、金液，液状またはペースト状の上絵付用貴金属組成物，金レジネートペースト，Ａｇメタロオーガニックペースト，パラジウム含有有機組成物ペースト等である。
【００２１】
金液は、例えば日本金液株式会社（愛知県春日井市）から上絵付用金液として市販されている。
また、液状またはペースト状の上絵付用貴金属組成物は、例えば特公平７−６０６７号公報に記載されている。
また、金レジネートペーストは、例えば特許第３２０３６７２号公報に記載されている。
また、Ａｇメタロオーガニックペーストは、例えば特開平１０−２０４２９７号公報に記載されている。
また、パラジウム含有有機組成物ペーストは、例えば特許第３２３２０５７号公報に記載されている。
【００２２】
一つの具体例を挙げると、有機金属塗布部ＯＣで株式会社日本金液製の金液ＨＹ−１９９１（商品名）を塗布し、焼付け部ＯＲで１５０℃で５分間乾燥させると共に６００℃で５分間焼成することにより、０.１μｍ厚の金合金薄膜３（金９０％以上で、ロジウム，クロム，ビスマス，トリウム等を含む）を形成する。
【００２３】
図２の製造方法によれば、ディッピング法のように光ファイバの特性が劣化する問題点がない。また、無電解メッキ法に比べて生産性を著しく向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
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】
【００２５】
【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】
【００２６】
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
３            金属被膜
１０          プリフォーム
１００        耐熱光ファイバ
【図１】
2006064792.tif 000003
【図２】
2006064792.tif 000004
【図３】
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