JP2002105134A - 光ファイバ鞘材用重合体、これを用いたプラスチック光ファイバ、光ファイバケーブル及びプラグ付き光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温高湿下における光伝送特性の劣化が抑え
られた鞘材用重合体、および耐湿熱性に優れたプラスチ
ック光ファイバを提供する。 【解決手段】 フルオロアルキルメタクリレート単位と
メチルメタクリレート単位を有する屈折率が１．４７０
以下の共重合体であって、該共重合体に化学結合してい
る硫黄原子の含有量が１０ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以
下であり、化学結合していない硫黄原子の含有量が５０
ｐｐｍ以下である重合体を鞘材に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明性、耐湿熱性
に優れた光ファイバ鞘材用重合体に関し、またこの鞘材
用重合体を用いたプラスチック光ファイバ、特に多芯プ
ラスチック光ファイバに関するものであり、並びにこれ
らの光ファイバを用いた光ファイバケーブル及びプラグ
付き光ファイバケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】芯−鞘構造を有するプラスチック光ファ
イバにおいて、芯にメチルメタクリレート系重合体（以
下「ＭＭＡ系重合体」という）を用いた場合の鞘材とし
ては、透明性や、耐湿熱性、屈折率、芯材との接着性、
機械的強度などの点から種々の材料が提案され、一般に
フッ素化アルキルメタクリレート系重合体とフッ化ビニ
リデン系重合体が知られている。

【０００３】例えば特公平７−１１６０５号公報には、
フッ素化アルキルメタクリレート系重合体として、長鎖
フルオロアルキルメタクリレートと短鎖フルオロアルキ
ルメタクリレートとメタクリル酸メチルから実質的にな
る鞘材用ポリマーが開示されている。

【０００４】また、フッ化ビニリデン系重合体として
は、一般に、ビニリデンフルオライドとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体（共重合体組成比が８０／２０
（モル比）の２元共重合体）がよく知られている。ま
た、特公昭６２−３４０１号公報には、フッ化ビニリデ
ン（ビニリデンフルオライド）とテトラフルオロエチレ
ンと不飽和重合性化合物とからなる共重合体が開示さ
れ、特開平１１−９５０４４号公報には、ビニリデンフ
ルオライドとテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロペンとの３元共重合体やビニリデンフルオライドと
ヘキサフルオロプロペンとの２元共重合体が開示されて
いる。

【０００５】一方、従来、芯材用のＭＭＡ系重合体の特
性の改善については多くの提案がなされてきている。国
際公開ＷＯ９９／４４０８３号公報には、耐熱分解性の
向上や加熱による着色を抑制する点から、芯材中の、
（共）重合体に結合している硫黄原子の含有量が２００
ｐｐｍ以上１０００ｐｐｍ以下であり、かつ該芯材中
の、（共）重合体に結合していない硫黄原子の含有量が
５ｐｐｍ以下である光ファイバが開示されている。その
好適な例として、実施例では、芯材用のポリメチルメタ
クリレート（ＰＭＭＡ）の製造時に、重合開始剤として
ジメチル２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオネー
ト）が用いられ、連鎖移動剤としてｎ−ブチルメルカプ
タンが用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、鞘材用のフッ素
化アルキルメタクリレート系重合体は、塊状重合や懸濁
重合といったラジカル重合により製造されている。この
ようにして得られたフッ素化アルキルメタクリレート系
重合体を鞘材として用いた光ファイバは、高温多湿（例
えば８０℃、９５％ＲＨ）環境下において、光の透過量
（伝送特性）が低下しやすく、その低下は特に短波長域
５００〜６００ｎｍにおいて著しい。また、特に、多芯
光ファイバにおいては、現在、実際に使用する波長域６
５０ｎｍにおいても伝送特性が劣化しやすく、８５℃耐
熱性が要求される車載用途には適用が困難であった。

【０００７】一方、フッ化ビニリデン系重合体、特にビ
ニリデンフルオライド単位とテトラフルオロエチレン単
位を有する共重合体に関しては、比較的高い結晶性を有
しているために、長期的に湿熱下で透明性が低下しやす
い。また、ＭＭＡ系重合体からなる芯を有する光ファイ
バの鞘材として用いた場合、これら芯材と鞘材間では相
溶性が良いことから、芯−鞘界面にポリマーブレンドの
相溶層が形成され、長期的に湿熱下で重合体が結晶化し
やすく、透明性が一層低下しやすくなる。

【０００８】また、特開平１１−９５０４４号公報に
は、ビニリデンフロライド成分が４０〜６２モル％、テ
トラフルオロエチレン成分が２８〜４０モル％、ヘキサ
フルオロプロペン成分が８〜２２モル％からなる３元共
重合体が好ましい鞘材として記載されている。しかしな
がら、このような鞘材用の３元共重合体は、屈折率を低
くできるものの、同公報の発明の効果の欄にも記載され
ているように硬度および耐熱性が低く、鞘材として満足
できる特性を有してはいない。

【０００９】そこで本発明の目的は、高温高湿下におけ
る光伝送特性の劣化が抑えられた鞘材用重合体、並び
に、耐湿熱性に優れたプラスチック光ファイバ、光ファ
イバケーブル及びプラグ付き光ファイバケーブルを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従来、プラスチック光フ
ァイバの耐湿熱特性の改善は、芯材を検討することによ
り行われていたが、鞘材に関する検討はほとんど行われ
ていなかった。本発明者らは、長期の耐湿熱特性は鞘材
の特性の微小な変化に起因するものと想定し、プラスチ
ック光ファイバの耐湿熱特性の向上を目指し鋭意検討を
行った。結果、特定の鞘材においては、含有される硫黄
原子の残存量に起因する鞘材の特性変化により、光ファ
イバの伝送特性が変化することを見い出し、本発明を完
成するに至った。

【００１１】本発明は、フルオロアルキルメタクリレー
ト単位とメチルメタクリレート単位を有する屈折率が
１．４７０以下の共重合体であって、該共重合体に化学
結合している硫黄原子の含有量が１０ｐｐｍ以上５００
０ｐｐｍ以下であり、化学結合していない硫黄原子の含
有量が５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする光ファイ
バ鞘材用重合体に関する。

【００１２】また本発明は、上記本発明のプラスチック
光ファイバの外周に樹脂を被覆してなる光ファイバケー
ブルに関する。

【００１３】また本発明は、上記本発明の光ファイバケ
ーブルの少なくともいずれか一方の端にプラグが設置さ
れてなるプラグ付き光ファイバケーブルに関する。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明のプラスチック光ファイバ
鞘材用重合体は、その屈折率が１．４７０以下であり、
フルオロアルキルメタクリレート単位とメチルメタクリ
レート単位を有するものであり、芯材に、メチルメタク
リレート単独重合体（ＰＭＭＡ）又はメチルメタクリレ
ート単位を主成分とする共重合体（以下、ＰＭＭＡを含
めて「ＭＭＡ系重合体」という。）を用いたプラスチッ
ク光ファイバの鞘材として好適である。

【００１５】本発明の鞘材用重合体としては、フルオロ
アルキルメタクリレート（フッ素化アルキルメタクリレ
ート）とメチルメタクリレートとの２元共重合体や、フ
ルオロアルキルメタクリレートとメチルメタクリレート
とこれらに共重合可能な他の単量体との共重合体が挙げ
られる。

【００１６】本発明の鞘材用重合体を構成するフルオロ
アルキルメタクリレート単位の割合は２１質量％以上で
あることが好ましく、メチルメタクリレート単位の割合
は７９質量％以下であることが好ましい。フルオロアル
キルメタクリレート単位の割合が少なすぎ、メチルメタ
クリレート単位の割合が多すぎると、屈折率が高くなり
すぎてＭＭＡ系重合体を芯材として用いた場合、有効な
プラスチック光ファイバを形成することが困難となる。
また、プラスチック光ファイバの機械的強度を高めるた
めには、フルオロアルキルメタクリレートの割合は８５
重量％以下であることが好ましく、メチルメタクリレー
トの割合は１５重量％以上であることが好ましい。本発
明の鞘材用重合体にはフルオロアルキルメタクリレート
とメチルメタクリレート以外にたとえば柔軟性、耐熱性
といった鞘材の特性の改善のため他の単量体を共重合さ
せることができる。この場合、鞘材用共重合体に占める
他の単量体単位の割合が多すぎると鞘材の透明性が悪く
なったり、機械的強度が低下したり、耐熱性が悪化した
りするおそれがあるため、他の単量体単位の割合は５０
質量％以下とすることが好ましく、３５質量％以下とす
ることがより好ましく、２０質量％以下とすることが特
に好ましい。

【００１７】本発明の鞘材用重合体の製造に用いられる
フルオロアルキルメタクリレートとしては、２，２，３
−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３
−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，２，
３，３，３−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、
２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチルメタク
リレート、１−トリフルオロメチル−２，２，２−トリ
フルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，４，
４，５，５−オクタフルオロペンチルメタクリレート、
１，１，２，２−テトラヒドロパーフルオロデシルメタ
クリレート、１，１，２，２−テトラヒドロパーフルオ
ロオクチルメタクリレート、１，１，２，２−テトラヒ
ドロパーフルオロドデシルメタクリレート等が挙げられ
る。

【００１８】本発明の鞘材用重合体の製造に用いられ
る、フルオロアルキルメタクリレートとメチルメタクリ
レートに共重合可能な単量体としては、アクリル酸メチ
ル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸
ベンジル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル
類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタ
クリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタク
リル酸ベンジル、メタクリル酸フェニル等のメタクリル
酸エステル類、イソプロピルマレイミド、フェニルマレ
イミド等のマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、
スチレン等が挙げられ、これらの中から１種以上を適宜
選択して共重合させることができる。

【００１９】本発明の鞘材用重合体は、ラジカル重合に
より得られるが、重合物の透明性および純度の点から、
塊状重合または懸濁重合により製造することが好まし
い。特に、溶剤を用いない或いはその使用量が少なく、
懸濁等のための重合助剤を必要としない塊状重合がより
好ましい。

【００２０】本発明の鞘材用重合体の製造において使用
する重合開始剤としては、ジブチルパーオキサイド等の
過酸化物系開始剤、アゾビスイソブチロニトリル等のア
ルキルアゾ系開始剤、ジメチル２，２'−アゾビス（２
−メチルプロピオネート）等のアゾエステル系開始剤を
挙げることができる。過酸化物系開始剤は、重合反応後
に開始剤残渣が残留するため、得られた重合体が長期的
な高温環境下で着色しやすい。これに対してアルキルア
ゾ系またはアゾエステル系の開始剤は、このようなこと
がないため、より好適に用いることができ、特に、ジメ
チル２，２'−アゾビス（２−メチルプロピオネート）
が好ましい。ジメチル２，２'−アゾビス（２−メチル
プロピオネート）を開始剤として用いた重合では、開始
剤に起因する重合体末端構造がメチルメタクリレートと
同じ構造を有するため、開始剤による異なる分子構造に
起因する光吸収および光散乱の影響を受けることなく優
れた透光性能を発揮させることができる。また、開始剤
の分解により発生したラジカルが再結合した場合、その
ほとんどは本発明で使用するメチルメタクリレート単量
体を生成するため、単量体以外の不純物が極めて少ない
重合体が製造できる。

【００２１】本発明の鞘材用重合体の製造には、光ファ
イバとして賦形する際に適当な溶融粘度を得ること等を
目的として、重合体の分子量を調整するためにメルカプ
タン系連鎖移動剤を使用する。用いた連鎖移動剤のう
ち、連鎖移動反応によって重合体と結合した硫黄成分
は、加熱した場合の光吸収損失や加湿した場合の散乱損
失を大きくすることはなく、かえって耐熱分解性を高め
る。一方、結合しない状態で重合体中に残存しているフ
リーのメルカプタンやジスルフィド化合物は、加熱によ
り重合体を着色しやすく、紡糸加工工程における熱履歴
により着色が起こりやすくなる。また、紡糸加工された
光ファイバにおいても、フリーのメルカプタンやジスル
フィド化合物が、高温下における吸収損失の増大や高湿
下における散乱損失を誘起する。

【００２２】そのため、本発明の鞘材用重合体は、耐湿
熱性を高めるために、重合体に化学結合している硫黄原
子の含有量が１０ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下であ
り、かつ、重合体に化学結合していない硫黄原子の含有
量が５０ｐｐｍ以下である。化学結合している硫黄原子
の含有量は、２００ｐｐｍ以上８００ｐｐｍ以下である
ことが好ましく、共重合体に化学結合していない硫黄原
子の含有量は、２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【００２３】本発明の鞘材用重合体の製造に用いられる
メルカプタン系連鎖移動剤としては、沸点の低いメルカ
プタンを使用することが好ましい。そのようなメルカプ
タンとしては、ｎ−ブチルメルカプタン、ｔｅｒｔ−ブ
チルメルカプタン等が挙げられる。通常、鞘材用重合体
の製造においては、真空乾燥を行ったり、脱揮押し出し
機により重合体を溶融状態としながら減圧したりして、
残存モノマー、ダイマー、メルカプタン、ジスルフィド
化合物等の低分子化合物を除去する工程が実施される。
沸点が低いメルカプタンを用いることにより、真空乾燥
や脱揮による低分子化合物の除去工程において、メルカ
プタンの除去のために温度や真空度を過度に高くする必
要がなくなり、装置や処理操作の簡略化とともに重合体
の熱分解を抑えることができる。

【００２４】本発明の鞘材用重合体を鞘材に用いてプラ
スチック光ファイバを製造することにより、得られた光
ファイバは、８５℃、９５％ＲＨ湿熱条件下に長期間放
置しても、伝送特性の劣化が抑えられ、特に６００ｎｍ
以下の短波長域での伝送特性の劣化を抑えることができ
る。現在のプラスチック光ファイバの光源の使用波長は
主に６５０ｎｍであるが、本発明によれば、将来的に光
源波長として期待される５００〜６００ｎｍの波長領域
において特に優れた耐湿熱性を有するプラスチック光フ
ァイバを提供することができる。

【００２５】伝送特性の長期的な高温高湿下での劣化
は、一の光ファイバの中に複数の芯が配置された多芯プ
ラスチック光ファイバにおいて特に顕著に起こり、現在
の実使用波長域である６５０ｎｍにおいてもその劣化の
程度は大きい。その理由は、多芯光ファイバは、単芯光
ファイバに比べて、各々の芯の断面積が小さく、芯内を
進む光が鞘材に反射する回数が増すための現象であると
考えられる。本発明によれば、このような多芯光ファイ
バにおいても優れた耐湿熱性を付与することができる。

【００２６】本発明の鞘材用重合体は、そのメルトフロ
ーレートが５以上２００以下［ｇ／１０分］であること
が好ましい。

【００２７】本発明の鞘材用重合体が鞘材として用いら
れた光ファイバとしては、一の鞘の中に一の芯が配置さ
れた構造をもつ単芯光ファイバと、一の光ファイバの中
に複数の芯が配置された構造をもつ多芯光ファイバが挙
げられる。

【００２８】単芯光ファイバの場合は、芯―鞘の２層構
造、あるいは芯―鞘の２層構造にさらに保護層が形成さ
れた３層以上で構成することができる。なお、本発明に
おいて、プラスチック光ファイバの鞘を２層以上から構
成することもでき、この場合、少なくともいずれか一つ
の層の鞘には比較的屈折率の小さい本発明の鞘材用重合
体が用いられる。芯と直接接する鞘に本発明の鞘材用重
合体を用いることが好ましく、全ての層に用いることが
より好ましい。

【００２９】一方、多芯光ファイバの場合は、その断面
において、複数の島部が海部によって互いに隔てられた
海島構造を有する構成をとることが好ましい。この島部
は、芯のみ、芯−鞘の２層構造、または芯―鞘の２層構
造にさらに保護層が形成された３層以上で構成すること
ができる。島部が芯−鞘構造を有する場合は、これらを
構成する材料は、上記単芯光ファイバの場合と同様な材
料を用いることができる。芯−鞘構造を有さず芯が島部
自体である場合は、この島部に直接接する海部に、本発
明の鞘材用重合体を用いることができる。

【００３０】本発明において、プラスチック光ファイバ
は、単芯および多芯のいずれの構成においても、芯の屈
折率が中心から外周に向かって連続的に変化するグレー
デッドインデックス型（ＧＩ型）光ファイバや、芯が多
層構造を有しその中心から外周に向かって屈折率が段階
的に変化する多層型光ファイバであってもよい。

【００３１】本発明において、プラスチック光ファイバ
を製造する際には、公知の方法が使用可能である。ステ
ップインデックス型（ＳＩ型）、ＧＩ型、及び多層型光
ファイバを製造するには、複数の材料を同心円状に積層
して吐出する複合紡糸ノズルを用いて紡糸することが好
ましい。また、芯材のみ溶融紡糸し、その外周に鞘材を
溶融塗布やソルベントコーティングすることによっても
製造できる。

【００３２】プラスチック光ファイバの芯材用重合体と
しては透明性に優れたＭＭＡ系重合体が好ましく用いら
れる。メチルメタクリレートと他の単量体の共重合体を
用いる場合、メチルメタクリレートと共重合可能な単量
体は特に限定されず、例えばフルオロアルキルメタクリ
レート、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレ
ート、メチルアクリレートなどの各種（メタ）アクリレ
ート系単量体及びスチレンなどが好ましく用いられる。
ＭＭＡ系重合体の透明性を維持するためにはメチルメタ
クリレート以外の単量体単位の含有量は５０重量％以下
とすることが好ましく、２０重量％以下とすることがよ
り好ましい。

【００３３】本発明においては、耐屈曲性を向上させる
ために鞘の外周に柔軟性に優れた材料で保護層を配設し
てもよい（海島型の場合は海部の外周部に配設する）。
この保護層は、芯と直接接しないので、結晶化により透
明性が低下しても特に問題は生じない。そのため、ビニ
リデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとの２元
共重合体等のフッ化ビニリデン系重合体、これらのフッ
化ビニリデン系重合体とＭＭＡ系重合体とのブレンドに
よる重合体組成物などを用いることができる。特に、ビ
ニリデンフルオライドとテトラフルオロエチレンとの２
元共重合体は一般的にプラスチック光ファイバの鞘材と
して用いられているものであり、安価であるというメリ
ットがある。

【００３４】また、本発明において、プラスチック光フ
ァイバは、耐久性、耐環境特性を良好なものとするため
に、最外周に樹脂を被覆し、光ファイバケーブルとして
用いることができる。

【００３５】この被覆層に用いられる材料としては、各
種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、形状
記憶樹脂、金属微粉末や金属短繊維、金属長繊維等を含
んだ樹脂等が使用できる。

【００３６】熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン
１２、その他のポリアミド、ポリアミドエラストマー、
ポリ塩化ビニル、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポ
リエチレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリ塩化ビニルとエチレン−酢酸ビニル共
重合体のブレンド重合体を用いることができる。中で
も、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニルと
エチレン−酢酸ビニル共重合体のブレンド重合体等の弾
性率の小さい樹脂がより好ましく用いられる。また、光
ファイバケーブルに難燃性及び耐熱性を付与するために
は、ナイロン１２などのポリアミド系樹脂を用いること
が好ましい。また、これら被覆層を構成する樹脂に可塑
剤を添加してもよく、ポリ塩化ビニルの場合、例えばジ
オクチルフタレート、トリオクチルトリメリテート、ト
リクレジルフォスフェート等が用いられる。可塑剤の添
加に際しては、添加された可塑剤が光ファイバへ移行し
て光ファイバの光学性能や機械特性に支障を来すことの
ないように、適宜選択し、必要量を用いることが好まし
い。

【００３７】また、被覆層に用いられる熱硬化性樹脂と
しては、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン
樹脂等を用いることができる。また、被覆層に用いられ
る光硬化性樹脂としては、例えば、少なくとも架橋剤成
分および／又はオリゴマー成分を含む（メタ）アクリレ
ート系単量体混合物に光重合開始剤を含有させたものを
用いることができる。また、被覆層に用いられる形状記
憶樹脂としては、アクリル樹脂、トランスイソプレン、
ポリウレタン、ポリノルボンネル、スチレン−ブタジエ
ン共重合体等が使用できる。

【００３８】本発明のプラスチック光ファイバケーブル
は、信号源である光源や、検知器の組み込まれたユニッ
トのハウジングや、別のプラスチック光ファイバケーブ
ル等との接合のために、このケーブル端の少なくともい
ずれか一方にプラグを取り付けたプラグ付き光ファイバ
ケーブルとして使用することができる。このプラグは、
プラグ本体と、プラグ本体に装着されて光ケーブルを固
定するためのストッパーとを備え、公知のものが使用可
能である。

【００３９】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。

【００４０】（共重合体の組成）本実施例中における共
重合体の組成に関してはＮＭＲ及び元素分析により行っ
た。

【００４１】（共重合体の屈折率）共重合体の屈折率
は、約０．１ｍｍの厚みのフィルムを形成し、アッベの
屈折計を用いナトリウムＤ線に対する屈折率を測定し
た。

【００４２】（メルトフローインデックス）メルトフロ
ーレートは、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じて
測定した。すなわち、試験温度：２３０℃、試験荷重：
４９Ｎ（５ｋｇ）、ダイスの長さ：８．０±０．０２５
ｍｍ、内径：２．０９５±０．００５ｍｍ、試料充填
量：５ｇ、試料採取時間：３０秒で測定を行った。

【００４３】（重合体に化学結合している硫黄原子の含
有量の測定）ドーマン微量電量滴定装置ＭＣＴＳ−１３
０を用いて測定した。予め硫黄原子濃度既知の標準試料
を測定して検量線を作成した。次に、芯材に用いた重合
体をその１０倍量のアセトンに溶解させ、その溶液をメ
タノール中に滴下して重合体を沈殿させ、重合体のみを
分離回収して乾燥させて重合体試料とした。その重合体
試料を測定し、検量線から読みとった値を重合体単位量
当たりに換算した数値を重合体に化学結合している硫黄
原子の含有量とした。

【００４４】（重合体に化学結合していない硫黄原子の
含有量の測定）装置はＨＰ社製ガスクロマトグラフ５８
９０ＳＥＲＩＥＳ IIを用い、カラムはジーエルサイエ
ンス（株）製ＴＣ−ＷＡＸ長さ３０ｍ、内径０．５３ｍ
ｍ、膜厚１．０μｍのものを用いた。検出器は、硫黄に
高い感度を有する炎光光度検出器を使用し、重合体中に
残存するメルカプタン、及びメルカプタン同士の反応に
より生じるジスルフィド化合物の定量分析を行った。定
量分析は、溶媒をアセトンとし、予め濃度既知の標準液
を測定して検量線を作成した後、重合体濃度約１３ｗｔ
／ｖｏｌ％で溶解した試料溶液を測定し、検量線から得
られた定量値を硫黄原子換算した値を重合体に化学結合
していない硫黄原子の含有量とした。

【００４５】（耐湿熱性の評価）耐熱性試験として８０
℃、９５％ＲＨの湿熱オーブンに１０００時間放置し、
この試験後の伝送特性をカットバック法により測定する
ことにより耐湿熱性を評価した。

【００４６】（実施例１）メタクリル酸１，１，２，２
−テトラヒドロパーフルオロデシル（１７ＦＭ）５０．
７質量％、メタクリル酸ベンジル（ＢｚＭＡ）３０．８
質量％、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）１８．５質量％
からなるモノマー溶液に、ジメチル２，２'−アゾビス
（２−メチルプロピオネート）（和光純薬Ｖ−６０１、
純度９９質量％）を０．１５質量％、ｎ−ブチルメルカ
プタンを０．０１５質量％の割合で添加した混合物を、
窒素バブリングにより溶存酸素を十分に除去した後、６
０℃にて８時間重合した。重合終了後、生成した重合物
を粉砕し、１８０℃で１０時間真空乾燥を行い鞘材用重
合体を得た。

【００４７】ガスクロマトグラフ法により測定した得ら
れた重合体の残存単量体含有率は１７ＦＭが０．１３質
量％、ＢｚＭＡが０．１４質量％、ＭＭＡが０．０５質
量％であった。この重合体中に化学結合している硫黄原
子の含有量は６００ｐｐｍであり、化学結合していない
硫黄原子の含有量は０．７ｐｐｍであった。この重合体
のメルトフローレートは３１ｇ／１０分であり、２２５
℃にて作製したプレスフィルムの２５℃における屈折率
は１．４０２であった。

【００４８】この鞘材用重合体と別途製造したＰＭＭＡ
を２２５℃の紡糸ヘッドに供給し、同心円状複合紡糸ノ
ズルを用いて紡糸した後、１５０℃の熱風加熱炉中で繊
維軸方向に２倍に延伸し、直径１ｍｍ、鞘厚み１０μｍ
のＰＭＭＡを芯材とする芯−鞘構造を有するプラスチッ
ク光ファイバを得た。

【００４９】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた伝送損失は、波長６５０ｎｍにおい
て入射ＮＡ＝０．１で１１６ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝
０．６５で１２６ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎｍ
においては、入射ＮＡ＝０．１で８０ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５では９０ｄＢ／ｋｍであった。
このように入射ＮＡが０．６５においても優れた伝送性
能を示した。

【００５０】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ＝０．１で１１９ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ
＝０．６５では１２８ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０
ｎｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８２ｄＢ／ｋｍで
あり、入射ＮＡ＝０．６５では９２ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００５１】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１２０ｄＢ／ｋｍであり、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で８４ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の増加はほとんど無かった。

【００５２】このプラスチック光ファイバケーブルの端
部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとして用
い、安定に信号を送れることを確認した。

【００５３】（実施例２）保護材としてビニリデンフル
オライド／テトラフルオロエチレン共重合体（モル比：
７８／２２）を併せて紡糸ヘッドに供給し、鞘の外周に
保護層を形成した以外は、実施例１と同様にして、直径
１ｍｍ、鞘の厚み５μｍ、保護層の厚み５μｍの光ファ
イバを作製した。

【００５４】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により得られた伝送損失は、波長６５０ｎｍにお
いて入射ＮＡ＝０．１で１２０ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝
０．６５で１２７ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎｍ
においては、入射ＮＡ＝０．１で８０ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５では９１ｄＢ／ｋｍであった。

【００５５】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ０．１で１２２ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ＝
０．６５では１２９ｄｂ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８２ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５では９４ｄＢ／ｋｍであった。

【００５６】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１２４ｄＢ／ｋｍであり、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で８５ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の増加はほとんど無かった。

【００５７】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの端部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとし
て用い、安定に信号を送れることを確認した。

【００５８】（実施例３）本実施例では、光ファイバの
断面において、複数の島部が海部によって互いに隔てら
れた海島構造を有し、この芯部が芯−鞘構造を有する多
芯の光ファイバを作製した。

【００５９】芯材と鞘材はそれぞれ実施例１において用
いたものと同じものを用い、芯−鞘構造をもつ島部を取
り巻く海材としては、実施例２で用いたものと同じビニ
リデンフルオライド／テトラフルオロエチレン共重合体
を用いた。

【００６０】これらの材料を紡糸ヘッドに供給し、芯−
鞘構造を有する複数の島部が海部によって互いに隔てら
れた海島構造を形成可能な多芯複合紡糸ノズルを用いて
紡糸を行った後、実施例１と同様にして延伸を行ない、
芯−鞘構造をもつ３７個の島部が海部によって互いに隔
てられるように配置された海島構造をもつ多芯光ファイ
バを作製した。

【００６１】得られた多芯光ファイバは、ファイバの直
径が１ｍｍ、各芯の直径が約１３５μｍ、各芯を被覆し
ている鞘の厚みが約５μｍ、各島部の最小隙間が約５μ
ｍであった。

【００６２】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた伝送損失は、波長６５０ｎｍにおい
て入射ＮＡ＝０．１で１２４ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝
０．６５では１３２ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８８ｄＢ／ｋｍ、入
射ＮＡ＝０．６５で９９ｄＢ／ｋｍであった。このよう
に入射ＮＡ＝０．６５においても優れた伝送特性を示し
た。

【００６３】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ＝０．１で１２６ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ
＝０．６５では１３５ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０
ｎｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８９ｄＢ／ｋｍで
あり、入射ＮＡ＝０．６５では１０２ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００６４】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１２８ｄＢ／ｋｍ、波長５７０ｎｍに
おいて入射ＮＡ＝０．１で９１ｄＢ／ｋｍであり、伝送
損失の増加はほとんど無かった。

【００６５】このプラスチック光ファイバケーブルの端
部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとして用
い、安定に信号を送れることを確認した。

【００６６】（実施例４）開始剤を２，２'−アゾビス
イソブチロニトリル０．１５質量％に変更した以外は実
施例１と同様にして鞘材用重合体を作製し、この重合体
を鞘材として用いて実施例１と同様にして光ファイバを
作製した。

【００６７】鞘材用重合体の残存単量体含有率は１７Ｆ
Ｍが０．１４質量％、ＢｚＭＡが０．１４質量％、ＭＭ
Ａが０．０６質量％であった。鞘材用重合体に化学結合
している硫黄原子の含有量は５５０ｐｐｍであり、化学
結合していない硫黄原子の含有量は１．０ｐｐｍであっ
た。この重合体のメルトフローレートは３１ｇ／１０分
であり、２２５℃にて作製したプレスフィルムの２５℃
における屈折率は１．４０２であった。

【００６８】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた伝送損失は、波長６５０ｎｍにおい
て入射ＮＡ＝０．１で１１６ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝
０．６５では１２６ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８０ｄＢ／ｋｍ、入
射ＮＡ＝０．６５では９１ｄＢ／ｋｍであった。このよ
うに入射ＮＡが０．６５においても優れた伝送性能を示
した。

【００６９】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ０．１で１１９ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ＝
０．６５では１２８ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８２ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５では９４ｄＢ／ｋｍであった。

【００７０】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１２０ｄＢ／ｋｍであり、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で８３ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の増加はほとんど無かった。

【００７１】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの端部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとし
て用い、安定に信号を送れることを確認した。

【００７２】（実施例５）１７ＦＭ ３５．０質量％、
メタクリル酸２，２，２−トリフルオロエチル（３Ｆ
Ｍ）３８．５質量％、メタクリル酸ブチル（ＢＭＡ）
５．０質量％、ＭＭＡ２１．５質量％からなるモノマー
溶液に対してジメチル２，２’−アゾビス（２−メチル
プロピオネート）（和光純薬Ｖ−６０１、純度９９重量
％）を０．１５質量％、ｎ−ブチルメルカプタンを０．
０１３質量％の割合で添加し、実施例１と同様にして鞘
材用重合体を作製した。

【００７３】得られた重合体の残存単量体含有率は１７
ＦＭが０．１０質量％、３ＦＭが０．０７質量％、ＢＭ
Ａが０．１０質量％、ＭＭＡが０．０５質量％であっ
た。この重合体中に化学結合している硫黄成分の含有量
は５５５ｐｐｍで、化学結合していない硫黄成分含有量
は０．６ｐｐｍであった。この重合体のメルトフローレ
ートは２５ｇ／１０分、屈折率は１．３９９であった。
この重合体とＰＭＭＡを用い、実施例１と同様の条件
で、直径７５０μｍ、鞘厚み８μｍのプラスチック光フ
ァイバを得た。

【００７４】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた６５０ｎｍでの伝送損失は入射ＮＡ
＝０．１で１１５ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝０．６５で１
２４ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎｍにおいては、
入射ＮＡ＝０．１で７９ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ＝
０．６５で８９ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ＝０．６５
においても非常に良好な伝送特性を示した。

【００７５】さらに、この光ファイバをケーブル化工程
へ送り、黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍの
プラスチック光ファイバケーブルを得た。このプラスチ
ック光ファイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍ
において入射ＮＡ＝０．１で１１６ｄＢ／ｋｍであり、
入射ＮＡ＝０．６５で１２６ｄＢ／ｋｍであった。波長
５７０ｎｍにおいては入射ＮＡ＝０．１で８１ｄＢ／ｋ
ｍであり、入射ＮＡ＝０．６５では９０ｄＢ／ｋｍであ
った。

【００７６】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの耐湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにお
いて入射ＮＡ＝０．１で１１８ｄＢ／ｋｍ、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で８３ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の増加はほとんど無かった。

【００７７】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの端部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとし
て用い、安定に信号を送れることを確認した。

【００７８】（実施例６）実施例５で用いた鞘材を用い
た点を除いて実施例３と同様にして多芯光ファイバを得
た。

【００７９】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた伝送損失は波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ＝０．１で１２３ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝０．
６５で１３２ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎｍにお
いては入射ＮＡ＝０．１で８７ｄＢ／ｋｍであり、入射
ＮＡ＝０．６５で９７ｄＢ／ｋｍであった。この光ファ
イバは入射ＮＡ＝０．６５においても非常に良好な伝送
特性を示した。

【００８０】さらに、この光ファイバをケーブル化工程
へ送り、黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍの
プラスチック光ファイバケーブルを得た。このプラスチ
ック光ファイバケーブルの伝送損失は波長６５０ｎｍに
おいて入射ＮＡ＝０．１で１２５ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ
＝０．６５で１３３ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては入射ＮＡ＝０．１で８８ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５で１０１ｄＢ／ｋｍであった。

【００８１】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの耐湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにお
いて入射ＮＡ＝０．１で１２７ｄＢ／ｋｍ、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で９１ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の増加はほとんど無かった。

【００８２】また、このプラスチック光ファイバケーブ
ルの端部にプラグを取り付けて信号伝送用ケーブルとし
て用い、安定に信号を送れることを確認した。

【００８３】（比較例１）ｎ−ブチルメルカプタンに代
えて、ｎ−オクチルメルカプタン０．０２質量％を用い
た以外は、実施例１と同様にして鞘材用重合体を作製し
た。

【００８４】得られた重合体の残存モノマー含有率は１
７ＦＭが０．１３質量％、ＢｚＭＡが０．１４質量％、
ＭＭＡが０．０５質量％であった。この重合体に化学結
合している硫黄原子の含有量は６００ｐｐｍで、化学結
合していない硫黄原子の含有量は２００ｐｐｍであっ
た。この重合体のメルトフローレートは３１ｇ／１０分
であり、２２５℃にて作製したプレスフィルムの２５℃
における屈折率は１．４０２であった。

【００８５】この鞘材用重合体を鞘材として用い、実施
例１と同様にしてプラスチック光ファイバを作製した。

【００８６】この光ファイバの２５ｍ−５ｍのカットバ
ック法により求めた伝送損失は、波長６５０ｎｍにおい
て入射ＮＡ＝０．１で１１６ｄＢ／ｋｍ、入射ＮＡ＝
０．６５では１２６ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０ｎ
ｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８０ｄＢ／ｋｍであ
り、入射ＮＡ＝０．６５では９０ｄＢ／ｋｍであった。
入射ＮＡ＝０．６５においても良好な伝送性能を示し
た。

【００８７】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ＝０．１で１１９ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ
＝０．６５では１２８ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０
ｎｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８２ｄＢ／ｋｍで
あり、入射ＮＡ＝０．６５では９２ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００８８】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１２０ｄＢ／ｋｍであり、波長５７０
ｎｍにおいて入射ＮＡ＝０．１で１１５ｄＢ／ｋｍであ
り、５７０ｎｍの波長においては伝送損失が大きく増加
した。

【００８９】（比較例２）比較例１で用いた鞘材用重合
体と同じ重合体を鞘材として用いた以外は実施例３と同
様の方法で同様な構造を持つ多芯光ファイバを製造し
た。

【００９０】この多芯光ファイバの２５ｍ−５ｍのカッ
トバック法により求めた伝送損失は、波長６５０ｎｍに
おいて入射ＮＡ＝０．１で１２４ｄＢ／ｋｍであり、入
射ＮＡ＝０．６５では１３２ｄＢ／ｋｍであった。波長
５７０ｎｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８８ｄＢ／
ｋｍであり、入射ＮＡ＝０．６５では９９ｄＢ／ｋｍで
あった。入射ＮＡ＝０．６５においても良好な伝送性能
を示した。

【００９１】この光ファイバをケーブル化工程へ送り、
黒色ポリエチレンで被覆し、直径２．２ｍｍのプラスチ
ック光ファイバケーブルを得た。このプラスチック光フ
ァイバケーブルの伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて
入射ＮＡ＝０．１で１２６ｄＢ／ｋｍであり、入射ＮＡ
＝０．６５では１３５ｄＢ／ｋｍであった。波長５７０
ｎｍにおいては、入射ＮＡ＝０．１で８９ｄＢ／ｋｍで
あり、入射ＮＡ＝０．６５では１０２ｄＢ／ｋｍであっ
た。

【００９２】このプラスチック光ファイバケーブルの耐
湿熱性試験後の伝送損失は、波長６５０ｎｍにおいて入
射ＮＡ＝０．１で１７０ｄＢ／ｋｍ、波長５７０ｎｍに
おいては、入射ＮＡ＝０．１で１３９ｄＢ／ｋｍであ
り、伝送損失の著しい増加が見られた。

【００９３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、重合体中の硫黄原子の含有量を特定の範囲に制
御された鞘材用重合体を用いてプラスチック光ファイバ
を作製することで、８５℃９５％ＲＨの高温高湿環境下
においても長期間、光伝送特性の劣化が抑えられ、耐湿
熱性に優れたプラスチック光ファイバ及び光ファイバケ
ーブルを提供することができる。特に、多芯のプラスチ
ック光ファイバ及び光ファイバケーブルにおいて優れた
耐湿熱性を発揮させることができる。

【００９４】また、本発明によれば、６００ｎｍ以下の
短波長域においても高温高湿下での伝送特性の劣化を抑
えることができるため、現在、使用されている波長６５
０ｎｍに比較してより良好な透過特性を示す短波長域５
００〜６００ｎｍでの光ファイバの使用を可能とするも
のである。

【００９５】また、このように耐湿熱性に優れた本発明
のプラスチック光ファイバ及び光ファイバケーブルは、
耐湿熱性が要求される車載用途に好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 隅 敏則 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 (72)発明者 入江 菊枝 広島県大竹市御幸町20番１号 三菱レイヨ ン株式会社中央技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H046 AA62 AZ03 AZ08 2H050 AB43Z AB44Z AC01 AC71 BB02W 4J100 AL03Q AL08P BB10P BB18P CA04 CA05 JA35 4L041 BA02 BA03 BA04 BA05 BA21 BA24 BC06 CA35 DD01 DD15

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルオロアルキルメタクリレート単位と
   メチルメタクリレート単位を有する屈折率が１．４７０
   以下の共重合体であって、該共重合体に化学結合してい
   る硫黄原子の含有量が１０ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以
   下であり、化学結合していない硫黄原子の含有量が５０
   ｐｐｍ以下であることを特徴とする光ファイバ鞘材用重
   合体。
2. 【請求項２】 芯材としてメチルメタクリレート単独重
   合体またはメチルメタクリレート単位を主成分とする共
   重合体が用いられ、鞘材として請求項１記載の鞘材用重
   合体が用いられていることを特徴とするプラスチック光
   ファイバ。
3. 【請求項３】 一の光ファイバの中に複数の芯が配置さ
   れた構造を有する請求項２記載のプラスチック光ファイ
   バ。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載のプラスチック光フ
   ァイバの外周に樹脂を被覆してなる光ファイバケーブ
   ル。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光ファイバケーブルの少
   なくともいずれか一方の端にプラグが設置されてなるプ
   ラグ付き光ファイバケーブル。