CN110431459A - 塑料光纤、塑料光缆、线束以及车辆 - Google Patents

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Abstract

一种塑料光纤，其具有一个芯和形成于该芯的外周面上的由至少一层构成的包层，在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的、在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下。

Description

塑料光纤、塑料光缆、线束以及车辆
技术领域
本发明涉及塑料光纤、塑料光缆、线束以及车辆。
背景技术
光纤被用于通信、传感器、照明、装饰、显示器等广泛的用途中。玻璃系的光纤在宽波长范围内的光传输性优异，但具有加工性、机械特性差等课题。另一方面，塑料光纤例如可列举具有如下结构的光纤，即：在由聚甲基丙烯酸甲酯等透明性高的树脂构成的芯上，用折射比芯低且透明性高的树脂被覆芯的外周而成的结构，与玻璃系光纤相比，具有加工性、柔软性优异等特征。
另外，近年来随着制造技术的提高，塑料光纤可传输的距离变长，在火车内、飞机内、汽车等车辆内等的光信息通信、工厂自动化(FA)领域中的光信息通信等中其用途正在扩大。
通常，在塑料光纤被用于汽车等车辆内、FA领域的光信息通信的情况下，由于在靠近发动机等高温体的环境下使用、或在夏天的高温环境下使用，因此期望即使长时间暴露于热的环境下传输损耗也不会增加那样的长期耐热性优异的塑料光纤。
近年来，塑料光纤与可高速驱动的可见红色光源组合，正被用作高速LAN的信号传输线，期望频带特性优异的塑料光纤。
另外，通常塑料光纤在被用作汽车等的车辆内配线的情况下，以弯曲的状态敷设在狭窄空间中来使用。在这种情况下，对于塑料光纤，期望即使以半径10mm弯曲也光量损耗少(低弯曲损耗)、即柔软性。
进一步，塑料光纤即使在汽车等车辆内以受到振动等机械作用的状态使用，或在工厂自动化(FA)领域中一边使弯曲的状态和保持为直线状的状态反复一边使用，也期望不会使塑料光纤的芯、包层产生破裂或者产生芯与包层之间的剥离或在两层以上的包层时产生包层间的剥离而使传输损耗增加。即，期望机械耐久性优异的塑料光纤。
作为改善塑料光纤的传输频带的方法，例如专利文献1和4中公开了一种将构成包层的材料优化的光纤。另外，作为改善耐热性(玻璃化转变温度)等的方法，专利文献2(例如实施例9)中公开了一种将构成两层结构的包层的第一层包层的材料优化的光纤。作为改善塑料光纤的长期耐热性和柔软性的方法，例如专利文献3中公开了一种将构成第2包层的材料优化的光纤。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO01/48538号公报
专利文献2：WO2015/111506号公报
专利文献3：日本特开2003-139973号公报
专利文献4：日本特开2003-14952号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，专利文献1中公开的塑料光纤的长期耐热性、柔软性、机械耐久性不充分。另外，专利文献2的实施例9中公开的塑料光纤的长期耐热性不充分。另外，专利文献3中公开的塑料光纤的传输频带窄。在以往的包层结构中使高阶模衰减而想要扩大传输频带时，低激励NA入射光时的频带宽，但高激励NA入射光时的频带窄。专利文献4中公开的塑料光纤的机械耐久性不充分。
因此，本发明的目的在于提供一种传输频带宽，长期耐热性、柔软性以及机械耐久性优异的塑料光纤。
用于解决课题的方法
根据本发明的第一形态，提供一种塑料光纤，其为具有一个芯和形成于该芯的外周面上的由至少一层构成的包层的塑料光纤，在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的、在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下。
根据本发明的第二形态，提供一种塑料光纤，其为具有芯和包层的塑料光纤，所述芯由甲基丙烯酸甲酯的均聚物、或甲基丙烯酸甲酯与一种以上的乙烯基系单体的共聚物构成，所述包层在上述芯的外周面上以第1包层、第2包层的顺序形成为同心圆状，
构成上述第1包层的材料由如下共聚物构成，该共聚物相对于构成第1包层的材料的总质量包含0～70质量％的源自下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯的至少一种(其中，式(1)不包括甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯)的重复单元和7～55质量％的源自甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯的重复单元，并且构成上述第1包层的材料的折射率为1.430～1.485，
[化1]
(式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为5～13的整数。)
[化2]
(式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为1～4的整数。)
构成上述第2包层的材料由含氟烯烃系聚合物构成，该含氟烯烃系聚合物包含四氟乙烯单元、且差示扫描量热测定(DSC)的晶体熔解热为40mJ/mg以下。
根据本发明的另一形态，提供一种塑料光缆，其具有上述塑料光纤和设置于其外周的被覆层。
根据本发明的另一形态，提供一种包含上述塑料光缆的线束。
根据本发明的另一形态，提供一种包含上述塑料光纤的车辆。
根据本发明的另一形态，提供一种包含上述塑料光缆的车辆。
根据本发明的另一形态，提供一种包含上述线束的车辆。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供一种传输频带宽，长期耐热性、柔软性以及机械耐久性优异的塑料光纤。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的塑料光纤的一个例子的示意截面图。
具体实施方式
本发明的塑料光纤(以下，适当简称为“光纤”)在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，且在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的、在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下。
本发明的塑料光纤的一个形态为具有一个芯和形成于该芯的外周面上的由至少一层构成的包层的光纤。本发明的光纤优选具有芯和在该芯的外周以第1包层、第2包层的顺序层叠为同心圆状的至少两层的包层。
本发明的光纤形式没有限制，例如可列举公知的阶跃折射率型光纤、多模阶跃折射率型光纤等。在这些光纤的种类中，从传输频带、长期耐热性、柔软性以及机械耐久性的兼顾优异，光纤的受光量大，能够进行长距离通信的方面出发，优选阶跃折射率型光纤。
图1是表示本发明的实施方式的阶跃折射率型光纤的一个例子的示意截面图。图1所示的光纤10为包层由两层构成的光纤，第1包层12a包围芯11的外周，第2包层12b包围第1包层12a的外周。
＜芯＞
构成本发明的光纤的芯的材料(芯材)只要是透明性高的树脂就没有特别限制，可以根据使用目的等适当选择。
作为透明性高的树脂，例如可列举丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、碳酸酯树脂等。这些透明性高的树脂可以单独使用一种，也可以混合两种以上来使用。在这些透明性高的聚合物中，从能够减少光纤的传输损耗的方面出发，优选丙烯酸树脂。
作为丙烯酸树脂，例如可列举甲基丙烯酸甲酯的均聚物(PMMA)、甲基丙烯酸甲酯与一种以上的乙烯基系单体的共聚物。作为上述共聚物，具体地说可列举包含50质量％以上甲基丙烯酸甲酯单元的共聚物等。这些丙烯酸树脂可以单独使用一种，也可以混合两种以上来使用。在这些丙烯酸树脂中，从光学特性、机械特性、耐热性、透明性优异的方面出发，优选甲基丙烯酸甲酯均聚物、包含50质量％以上甲基丙烯酸甲酯单元的共聚物(甲基丙烯酸甲酯系共聚物)。作为甲基丙烯酸甲酯系共聚物，优选包含60质量％以上甲基丙烯酸甲酯单元的共聚物，进一步优选包含70质量％以上甲基丙烯酸甲酯单元的共聚物。作为芯材，特别优选甲基丙烯酸甲酯的均聚物。
需要说明的是，本说明书中，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或该两者。
丙烯酸树脂等芯材的折射率优选为1.485～1.50，更优选为1.490～1.495。
需要说明的是，本说明书中，折射率设为依据后述的方法测定的值。
芯材的制造可以通过公知的聚合方法进行。作为用于制造芯材的聚合方法，例如可列举本体聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法、溶液聚合法等。在这些聚合方法中，从能够抑制异物混入的方面出发，优选本体聚合法、溶液聚合法。
＜包层＞
构成本发明的光纤的包层的材料(包层材)为折射率比芯材低的材料。
本发明的光纤的包层优选为在芯的外周以第1包层、第2包层的顺序层叠为同心圆状的至少两层的包层。
＜第1包层＞
在使用上述透明性高的树脂(优选为丙烯酸树脂)作为芯材的情况下，从能够扩大光纤的传输频带的方面出发，构成第1包层的材料(第1包层材)优选折射率为1.430～1.485的材料，更优选折射率为1.440～1.480的材料，进一步优选折射率为1.450～1.475的材料。
作为构成第1包层材的材料，可以使用氟化(甲基)丙烯酸酯系聚合物。具体地说，可列举(甲基)丙烯酸氟烷基酯聚合物、(甲基)丙烯酸氟烷基酯/(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物等氟化(甲基)丙烯酸酯系聚合物。
构成第1包层材的材料优选为包含源自甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯(13FM)的重复单元(以下，简称为“13FM单元”。)的共聚物、或包含13FM单元和源自下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯的至少一种(其中，式(1)不包括13FM)的重复单元的共聚物，如果是相对于该材料的总质量包含0～70质量％的源自下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯的至少一种的重复单元(以下，简称为“(甲基)丙烯酸氟烷基酯单元”。)和7～55质量％的13FM单元的共聚物，则所得到的光纤的传输频带宽，长期耐热性、柔软性以及机械耐久性优异，因此优选。
[化3]
(式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为5～13的整数。)
[化4]
(式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为1～4的整数。)
特别是通过在第1包层材中使用包含13FM单元的共聚物，由于能够维持光纤的长期耐热性和传输频带，且使光纤的机械耐久性良好，因此优选。
关于构成第1包层材的共聚物所含的13FM单元的含量的下限值，从光纤的机械耐久性变得良好的观点考虑，相对于该共聚物的总质量优选为7质量％以上，更优选为10质量％以上，进一步优选为15质量％以上。另一方面，关于13FM单元的含量的上限值，从光纤的长期耐热性变得良好的观点考虑，相对于该共聚物的总质量优选为55质量％以下，更优选为45质量％以下，进一步优选为35质量％以下。
另外，如果第1包层材为包含上述(甲基)丙烯酸氟烷基酯单元的共聚物，则由于第1包层的透明性优异而适合长距离通信，另外，光纤的柔软性、传输频带变得良好，因此优选。
关于构成第1包层材的共聚物所含的上述(甲基)丙烯酸氟烷基酯单元的含量的下限值，从光纤的柔软性变得良好的观点考虑，相对于该共聚物的总质量优选为5质量％以上，更优选为8质量％以上，进一步优选为13质量％以上。另一方面，关于含量的上限值，从光纤的长期耐热性变得良好的观点考虑，相对于该共聚物的总质量优选为70质量％以下，更优选为65质量％以下，进一步优选为60质量％以下。
通过使用上述式(1)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯，从而光纤的柔软性变得良好。具体地说，可列举甲基丙烯酸2-(全氟辛基)乙酯(17FM)、甲基丙烯酸2-(全氟癸基)乙酯(21FM)等长链(甲基)丙烯酸氟烷基酯等。
通过使用上述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯，从而光纤的传输频带变得良好。具体地说，可列举甲基丙烯酸2,2,2-三氟乙酯(3FM)、甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯(4FM)、甲基丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯(5FM)、甲基丙烯酸1H,1H,5H-八氟戊酯(8FM)等短链(甲基)丙烯酸氟烷基酯等。
构成第1包层的上述共聚物可以根据需要在不损害本发明的光纤性能的范围内包含源自能够共聚的其他单体的重复单元。
作为上述能够共聚的其他单体，只要能够与13FM以及上述式(1)或上述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯共聚，就没有特别限制，例如可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等公知的(甲基)丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸等化合物的单元。特别是甲基丙烯酸甲酯由于会提高包层的透明性，因此光纤的光量损耗变少，适合长距离通信。
如果构成第1包层材的材料是由相对于该材料的总质量为0～70质量％的上述(甲基)丙烯酸酯氟烷基单元、7～55质量％的13FM单元、23～88质量％的源自上述能够共聚的其他单体的重复单元构成的共聚物，则由于长期耐热性以及机械耐久性优异，因此优选。
具体地说，优选上述组成的13FM/17FM/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)共聚物、13FM/21FM/MMA/MAA共聚物、13FM/MMA/MAA共聚物。其中，13FM/MMA/MAA共聚物由于能够使光纤的机械耐久性更优异，因此优选。
＜第2包层＞
在使用上述透明性高的树脂(优选为丙烯酸树脂)作为芯材，优选使用上述材料作为第1包层材的情况下，第2包层材可以使用含氟烯烃系聚合物。
作为含氟烯烃系聚合物，具体地说，从光纤的长期耐热性、柔软性、机械耐久性优异的方面出发，可以使用包含四氟乙烯单元、且差示扫描量热测定(DSC)的晶体熔解热为40mJ/mg以下的含氟烯烃系聚合物。通过包含四氟乙烯单元，从而光纤的机械耐久性变得良好。如果DSC的晶体熔解热为40mJ/mg以下，则光纤的长期耐热性变得良好。
第2包层材优选折射率为1.340～1.395的材料，更优选折射率为1.350～1.390的材料，进一步优选折射率为1.360～1.390的材料。
具体地说，优选偏氟乙烯(VDF)/四氟乙烯(TFE)/六氟丙烯(HFP)共聚物、VDF/HFP共聚物、乙烯/TFE/HFP共聚物等含氟烯烃系聚合物。
作为上述VDF/TFE/HFP共聚物，具体地说，可列举：包含25.01～92摩尔％的VDF单元、0.01～54摩尔％的TFE单元、3.0～20.99摩尔％的HFP单元的聚合物。包含37.01～92摩尔％的VDF单元、0.01～54摩尔％的TFE单元、4.0～7.99摩尔％的HFP单元的聚合物由于光纤的长期耐热性、机械耐久性变得更良好，因此优选。
在层叠3层以上的包层材的情况下，只要各层的折射率比与该层接触的内层的折射率低，则构成的材料没有特别限制，但从能够扩大光纤的传输频带的方面出发，优选上述氟化(甲基)丙烯酸酯系聚合物。
＜光纤的制造＞
光纤的制造可以使用公知的制造方法进行，例如可以通过熔融纺丝法进行。
通过熔融纺丝法来制造光纤例如可以通过将芯材和包层材分别熔融，并进行复合纺丝来进行。
＜光纤＞
作为本发明的光纤的一个形态，可列举：在将光纤的外径设为A(μm)，将上述第1包层的厚度设为a(μm)时，满足下述式(i)以及(ii)的光纤。
900≤A≤1100 (i)
3.0≤a≤35 (ii)
在满足式(i)的情况下，光纤的操作性变得良好，敷设变得容易。进一步在满足式(ii)的情况下，由于传输频带、长期耐热性、柔软性以及机械耐久性的兼顾优异，因此适于汽车等车辆内配线。
本发明的光纤在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，且在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的、在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下。
在将光纤剧烈弯曲后进行配线的情况下，以低的入射NA入射至光纤的光以低阶模的光的形式在光纤内全反射的过程中，在弯曲部分光的反射角紊乱，转换为高阶模的光增加，传输频带降低，因此存在高速通信的可靠性受损的倾向。但是，如果如本发明的光纤那样在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，则即使将光纤剧烈弯曲后进行配线，光纤的传输频带也能够维持足够宽，因此能够用作高速LAN的信号传输线，从而优选。在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带更优选为150MHz以上，进一步优选为175MHz以上，特别优选为220MHz以上。
进一步，如果本发明的光纤在波长650nm、激励NA＝0.2的条件下测定的传输频带为150MHz以上，则在使用LED元件作为光源时光纤的传输频带足够宽，能够用作高速LAN的信号传输线，因此优选。在波长650nm、激励NA＝0.2的条件下测定的传输频带更优选为200MHz以上，进一步优选为230MHz以上，特别优选为260MHz以上。
作为使在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上的方法，例如通过将包层设为至少两层、且将第1包层材的折射率设为1.430～1.485的范围，并且第1包层材使用相对于该第1包层材的总质量包含0～70质量％的(甲基)丙烯酸氟烷基酯单元和7～55质量％的13FM单元的共聚物，从而能够使在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上。进一步，优选将构成第2包层的材料的折射率设为1.340～1.395的范围。
如果在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下，则能够在高温环境下使用光纤，因此优选，更优选为300dB/km以下，进一步优选为280dB/km以下。
例如通过将包层设为至少两层，第2包层材使用包含四氟乙烯单元且差示扫描量热测定(DSC)的晶体熔解热为40mJ/mg以下的含氟烯烃系聚合物，能够使在650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的在温度105℃的环境下暴露1000小时时的光纤的传输损耗为350dB/km以下。
需要说明的是，本说明书中，传输损耗和传输频带设为通过后述的方法测定得到的值。
本发明的光纤在波长650nm、全模式激励下测定的将光纤保持为直线状的态的光量与使光纤以弯曲半径10mm、弯曲角度90°弯曲的状态的光量之差(静态弯曲损耗)优选为1dB以下，更优选为0.7dB以下，进一步优选为0.5dB以下。如果光量差为1dB以下，则光纤的柔软性优异，因此在用作汽车等车辆内配线的情况下，能够以弯曲的状态敷设在狭窄空间中。
通过将包层设为至少两层、且将第2包层材的折射率设为1.340～1.395的范围，能够使上述静态弯曲损耗为1dB以下。进一步，更优选将第1包层材的折射率设为1.430～1.485的范围。
需要说明的是，本说明书中，静态弯曲损耗设为通过后述的方法测定的值。
本发明的光纤依据IEC 60794-1-21：2015通过反复弯曲试验所测定的反复弯曲次数优选为14500次以上，更优选为17000次以上，进一步优选为20000次以上。如果反复弯曲次数为14500次以上，则光纤的机械耐久性优异，因此能够在工厂自动化(FA)领域中一边使弯曲的状态与保持为直线状的状态反复一边使用的环境下、在汽车等车辆内受到振动等机械作用的环境下使用。
通过将包层设为至少两层、且第1包层材使用相对于该第1包层材的总质量包含0～70质量％的上述(甲基)丙烯酸氟烷基酯单元和7～55质量％的13FM单元的共聚物，能够使上述反复弯曲次数为14500次以上。
特别是通过在第1包层材中使用包含13FM单元的共聚物，由于能够维持光纤的长期耐热性和传输频带、且使光纤的机械耐久性良好，因此优选。
需要说明的是，本说明书中，反复弯曲次数设为通过后述的方法测定的值。
＜光纤、芯和包层的尺寸＞
从光纤的操作性优异、与光元件的耦合效率、对光轴偏离的容许度的观点考虑，光纤的直径优选为0.1mm～5mm，更优选为0.2mm～3mm，进一步优选为0.3～2mm，特别优选为0.9～1.1mm。
关于芯的直径相对于光纤的直径，从与光元件的耦合效率、对光轴偏离的容许度的观点考虑，相对于光纤的直径优选为85％以上，更优选为90％以上。从对包层的厚度不均的容许度的观点考虑，相对于光纤的直径优选设为99.9％以下。
从传输频带优异、与光元件的耦合效率、对光轴偏离的容许度的观点考虑，第1包层的厚度相对于光纤的直径优选为15％以下，更优选为10％以下，进一步优选为7％以下。第1包层的厚度相对于光纤的直径优选设为0.05％以上。例如，在光纤的直径为1.0mm的情况下，第1包层的厚度优选为0.5～150μm，更优选为1.0～100μm，进一步优选为2.0～50μm，特别优选为3.0～35μm。
从光纤的耐热性、柔软性、耐冲击性、耐化学试剂性优异、与光元件的耦合效率、对光轴偏离的容许度的观点考虑，第2包层的厚度优选如下设置。即，在将包层的最内层设为第一层的n层结构的情况下，第(n-1)层与第n层的厚度之比、(n-1):n优选为1:0.1～1:5，更优选为1:0.1～1:4，进一步优选为1:0.1～1:3，特别优选为1:0.2～1:3。例如，关于上述厚度之比，在包层为两层结构的情况下，为第一层(最内层)与第二层(最外层)的厚度之比，在包层为3层结构的情况下，为第二层与第三层(最外层)的厚度之比。第二层以上的包层的各层的厚度优选设为2～20μm。如此，包层能够适当设定上述厚度之比和各层的厚度而制成层叠结构。为了不依赖于第1包层的厚度，扩大光纤的传输频带，且使耐热性优异，优选设为上述那样的包层构成。
(后处理)
为了提高光纤的机械特性，优选对光纤进行加热拉伸处理。加热拉伸处理只要根据光纤的材料适当设定处理条件即可，可以连续，也可以间歇。
在温差大的环境下使用光纤的情况下，为了抑制窜动(pistoning)，优选对光纤进行退火处理。退火处理只要根据光纤的材料适当设定处理条件即可，可以连续，也可以间歇。
＜光缆＞
本发明的光纤通过根据需要在上述光纤的外周设置被覆层而制成光缆的形态，从而在光纤被用于建筑物内的配线、汽车的各装置间的连接时，能够机械地保护光纤，或保护光纤免受汽油、电池液、窗户清洗液等的覆液。
作为构成被覆层的材料，例如可列举聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等烯烃树脂；氯乙烯树脂、氯化聚乙烯树脂等氯树脂；氟树脂；聚氨酯树脂；苯乙烯树脂；聚酰胺树脂等。这些构成被覆层的材料可以单独使用一种，也可以并用两种以上。在这些构成被覆层的材料中，从机械特性优异的方面出发，优选烯烃树脂、氯树脂、氟树脂、聚氨酯树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂，更优选聚酰胺树脂。
被覆层可以为一层，也可以为两层以上。
＜光缆的制造方法＞
作为将被覆层被覆于光纤的外周的方法，例如可列举使用具备十字头模的挤出被覆装置进行被覆的方法。特别是在将被覆层被覆于塑料光纤的情况下，从能够得到均匀直径的光缆的方面出发，优选使用具备十字头模的挤出被覆装置进行被覆的方法。
可以一层一层地依次被覆被覆层，也可以同时被覆多个被覆层。
＜线束＞
本发明的光缆可以根据需要制成线束的形态，并用于汽车的各装置间的连接、建筑物内的配线等，所述线束通过使用压卷带、绳等公知的方法将上述光缆和电线集束而成。通过制成线束的形态，从而在汽车内、建筑物内等配设光缆和电线时的作业性提高。
＜用途＞
本发明的光纤、光缆、线束由于传输频带宽，长期耐热性、柔软性以及机械耐久性优异，因此能够适合地用于例如火车内、飞机内、汽车等车辆内、建筑物内的光信息通信、工厂自动化(FA)领域的光信息通信。特别是适合在汽车等车辆内等的狭窄空间中以弯曲的状态使用，适合在暴露于机械应力和高温环境下的状态下使用。
＜车辆＞
包含上述光缆或上述线束的车辆由于包含本发明的光纤，因此能够导入自动制动系统、摄影机网络等安全控制系统；车间通信、交通信息/GPS通信等车外通信系统；以及驾驶辅助、自动驾驶等下一代通信系统。
实施例
以下，通过实施例具体地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
(折射率的测定)
关于各种材料的折射率，使用各种材料，通过熔融压机来制作厚度200μm的膜状试验片，使用阿贝折射仪(型号名称“NAR-3T”，(株)爱拓制)，在25℃通过钠D线测定。
(传输频带的测定)
使用树脂被覆用十字头模具40mm缆线被覆装置((株)圣制作所制)，在如后述操作所得到的光纤的外周被覆厚度0.6mm的被覆层(包含黑色颜料的聚乙烯树脂)，得到直径2.2mm的光缆。
关于使用了所得的50m光缆的频带测定，如下所述。
使用信号传输装置和频谱分析仪(内置跟踪发生器的信号收发机，商品名“E4402B”，安捷伦公司制)，分别在激励NA＝0.65和激励NA＝0.20的条件下比较收发信号，测定频率特性，确认传输频带，该信号传输装置中发光元件具备红色LD(商品名“LL650-GI”，(株)Graviton制，峰波长约658nm)，受光装置具备O/E转换器(商品名“检测器1”，滨松光子学(株)，频带宽度300MHz以上)。传输频带的确认方法依据日本平成12年度新能源/产业技术综合开发机构研究受托成果报告书新产业支援型国际标准开发事业“塑料光纤的试验评价方法的标准化”(平成13年3月，发行者：(财)日本标准协会，(社)日本化学工业协会)的50页所记载的“频率扫描法”。具体地说，准备长度50m的光缆，使用取样示波器，通过频率扫描法测定波长650nm、激励NA＝0.65和激励NA＝0.20时的-3dB频带(单位：MHz)。
按照以下的判断基准来评价激励NA＝0.65时的传输频带。
S：传输频带为220MHz以上
AA：传输频带为175MHz以上
A：传输频带为100MHz以上且小于175MHz
B：传输频带小于100MHz
按照以下的判断基准来评价激励NA＝0.2时的传输频带。
S：传输频带为260MHz以上
AA：传输频带为230MHz以上且小于260MHz
A：传输频带为150MHz以上且小于230MHz
B：传输频带小于150MHz
(长期耐热性的测定)
将如后述操作所得到的光纤在温度105℃的环境下暴露1000小时，在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下通过25m-1m的截断(cutback)法进行测定。
通过25m-1m的截断法的测定依据IEC 60793-1-40：2001进行。具体地说，将25m的光纤放置于测定装置，测定输出功率P2后，将光纤切断为截断长度(距入射端1m)，测定输出功率P1，使用下述算式(1)算出光的传输损耗(单位：dB/km)。以上的测定在遮光的环境下实施。
[数1]
另外，按照以下的判断基准来评价传输损耗。
AA：传输损耗小于200dB/km
A：传输损耗为200dB/km以上且小于350dB/km
B：传输损耗为350dB/km以上
(柔软性的测定)
作为光纤的柔软性的指标，通过以下方法测定静态弯曲损耗。
使如后述操作所得到的长度2m的光纤的一个端面与作为全模式激励的光源(红色LED(商品名“TOTX170A”)，波长650nm)连接，另一个端面与光功率计(商品名“AQ1135E”，安藤电气(株)制，接收灵敏度-70dBm)连接，由将光纤保持为直线状的状态的光量与使光纤以弯曲半径10mm、弯曲角度90°弯曲的状态的光量之差算出静态弯曲损耗(单位：dB)。以上测定在遮光的环境下实施。
另外，按照以下的判断基准来评价柔软性。
A：静态弯曲损耗为1.0dB以下
B：静态弯曲损耗超过了1.0dB
(机械耐久性的测定)
作为光缆的机械耐久性的指标，通过以下方法测定反复弯曲次数。
反复弯曲的测定依据IEC 60794-1-21：2015进行。具体地说，将如上述操作所得到的长度4m的光缆安装于反复弯曲装置(带恒温槽的光纤弯曲试验机，(株)安田精机制作所制)，对一端施加载荷500gf(4.9N)，用直径15mm的2根圆管夹持该光缆的中央。使该光缆的另一端向一方圆管侧移动，以光缆弯曲90度的方式缠绕于圆管外周后，使其向另一方圆管侧移动，并以光缆弯曲90度的方式缠绕于圆管外周，使其合计弯曲180度，将此操作反复。在比初期值增加了1dB传输损耗的时刻结束试验，确认结束时刻的反复弯曲次数。
另外，按照以下的判断基准来评价机械耐久性。
S：反复弯曲次数为20000次以上
AA：反复弯曲次数为15000次以上且小于20000次
A：反复弯曲次数为10000次以上且小于15000次
B：反复弯曲次数小于10000次
(材料)
构成光纤的芯的芯材、构成包层的包层材使用以下的材料。
芯材(A-1)：丙烯酸树脂(甲基丙烯酸甲酯100质量％的聚合物)
第1包层材(B-1):氟树脂(13FM/MMA/MAA共聚物，13FM:MMA:MAA＝25:73:2(质量比)，折射率1.465)
第1包层材(B-2):氟树脂(13FM/3FM/MMA/MAA共聚物，13FM:3FM:MMA:MAA＝39:41:18:2(质量比)，折射率1.417)
第2包层材(C-1):氟树脂(VDF/TFE/HFP共聚物，VDF:TFE:HFP＝48:43:9(质量比)，折射率1.374)
第2包层材(C-2):氟树脂(VDF/TFE共聚物，VDF:TFE＝80:20(质量比)、折射率1.402)
[实施例1]
将芯材设为丙烯酸树脂(A-1)，将第1包层材设为氟树脂(B-1)，将第2包层材设为氟树脂(C-1)，将熔融后的丙烯酸树脂(A-1)、氟树脂(B-1)、氟树脂(C-1)分别供给至225℃的纺丝头，使用3层结构的同心圆状复合纺丝喷嘴进行纺丝，在140℃的热风加热炉中沿纤维轴方向拉伸2倍，得到第1包层的厚度为5μm、第2包层的厚度为10μm的直径1mm的光纤。
将所得的光纤的评价结果示于表2中。
[实施例2～4]
将第1包层的厚度如表1所示进行变更，除此以外，进行与实施例1同样的操作，得到光纤。将所得的光纤的评价结果示于表2中。
[比较例1～2]
将材料如表1所示进行变更，除此以外，进行与实施例1同样的操作，得到光纤。将所得的光纤的评价结果示于表2中。
[表1]
[表2]
实施例中得到的光纤的传输频带宽，长期耐热性、柔软性以及机械耐久性优异。
另一方面，比较例1中得到的光纤与实施例的光纤相比，长期耐热性、柔软性、机械耐久性差。另外，比较例2中得到的光纤的传输频带窄。
符号说明
10 塑料光纤
11 芯
12a 第1包层
12b 第2包层。

Claims (20)

1.一种塑料光纤，其为具有一个芯和包层的塑料光纤，所述包层形成于该芯的外周面上且由至少一层构成，
在波长650nm、激励NA＝0.65的条件下测定的传输频带为100MHz以上，
在波长650nm、激励NA＝0.1的条件下测定的在温度105℃的环境下暴露1000小时时的传输损耗为350dB/km以下。
2.根据权利要求1所述的塑料光纤，在波长650nm、激励NA＝0.2的条件下测定的传输频带为150MHz以上。
3.根据权利要求1或2所述的塑料光纤，在波长650nm、全模式激励下测定的将光纤保持为直线状的状态的光量与使光纤以弯曲半径10mm、弯曲角度90°弯曲的状态的光量之差为1dB以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的塑料光纤，依据IEC 60794-1-21：2015通过反复弯曲试验所测定的反复弯曲次数为14500次以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的塑料光纤，构成芯的材料为甲基丙烯酸甲酯的均聚物、或甲基丙烯酸甲酯与一种以上的乙烯基系单体的共聚物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的塑料光纤，其具有：芯；以及在该芯的外周以第1包层、第2包层的顺序形成为同心圆状的至少两层的包层。
7.根据权利要求6所述的塑料光纤，构成第1包层的材料的折射率为1.430～1.485。
8.根据权利要求6或7所述的塑料光纤，构成第2包层的材料的折射率为1.340～1.395。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的塑料光纤，构成第1包层的材料为氟化(甲基)丙烯酸酯系聚合物，
构成第2包层的材料为含氟烯烃系聚合物。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的塑料光纤，构成第1包层的材料为如下共聚物，该共聚物相对于该材料的总质量包含0～70质量％的源自下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯的至少一种的重复单元和7～55质量％的源自甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯的重复单元，其中，式(1)不包括甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯，
[化1]
式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为5～13的整数，
[化2]
式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为1～4的整数。
11.根据权利要求9或10所述的塑料光纤，构成第2包层的材料为含氟烯烃系聚合物，该含氟烯烃系聚合物包含四氟乙烯单元、且差示扫描量热测定即DSC的晶体熔解热为40mJ/mg以下。
12.根据权利要求6～11中任一项所述的塑料光纤，构成第2包层的材料为如下聚合物，该聚合物包含25.01～92摩尔％的源自偏氟乙烯的重复单元、0.01～54摩尔％的源自四氟乙烯的重复单元、和3.0～20.99摩尔％的源自六氟丙烯的重复单元。
13.一种塑料光纤，其为具有芯和包层的塑料光纤，所述芯由甲基丙烯酸甲酯的均聚物、或甲基丙烯酸甲酯与一种以上的乙烯基系单体的共聚物构成，所述包层在所述芯的外周面上以第1包层、第2包层的顺序形成为同心圆状，
构成所述第1包层的材料由如下共聚物构成，该共聚物相对于该材料的总质量包含0～70质量％的源自下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟烷基酯的至少一种的重复单元和7～55质量％的源自甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯的重复单元，其中，式(1)不包括甲基丙烯酸2-(全氟己基)乙酯，
并且构成所述第1包层的材料的折射率为1.430～1.485，
[化3]
式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为5～13的整数，
[化4]
式中，R为氢原子或甲基，X为氢原子或氟原子，m为1或2，n为1～4的整数，
构成所述第2包层的材料由含氟烯烃系聚合物构成，该含氟烯烃系聚合物包含四氟乙烯单元、且差示扫描量热测定即DSC的晶体熔解热为40mJ/mg以下。
14.根据权利要求13所述的塑料光纤，构成第2包层的材料的折射率为1.340～1.395。
15.根据权利要求13或14所述的塑料光纤，构成第2包层的材料由如下聚合物构成，该聚合物包含25.01～92摩尔％的源自偏氟乙烯的重复单元、0.01～54摩尔％的源自四氟乙烯的重复单元、和3.0～20.99摩尔％的源自六氟丙烯的重复单元。
16.根据权利要求13～15中任一项所述的塑料光纤，在将塑料光纤的外径设为A，将所述第1包层的厚度设为a时，
满足下述式(i)～(ii)，
900≤A≤1100 (i)
3.0≤a≤35 (ii)，
其中，A和a的单位是μm。
17.一种塑料光缆，其具有权利要求1～16中任一项所述的光纤和设置于该光纤外周的被覆层。
18.根据权利要求17所述的塑料光缆，构成被覆层的材料为聚酰胺树脂。
19.一种线束，将权利要求17或18所述的塑料光缆和电线集束而成。
20.一种车辆，其包含选自权利要求17和18所述的塑料光缆、以及权利要求19所述的线束中的至少一个。
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