JP3328889B2 - 照光プラスチック光ファイバおよびその製法 - Google Patents
照光プラスチック光ファイバおよびその製法Info
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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Description
もしくは所望部分から漏光するプラスチック光ファイバ
に関し、より詳細には、薄膜化された鞘部から漏光する
照光プラスチック光ファイバに関するものである。
バは、照明、装飾、意匠、ディスプレイなどの光源とし
て利用されている。照光プラスチック光ファイバについ
ては、従来から種々のファイバ構造やその製造法が提案
されている。
は、特公昭47−42534号公報に示されている。こ
の発明は、機械的にまたは熱的に光ファイバの全反射部
を選択的に破壊して漏光せしめ、この光ファイバを繊維
製品として使用するものである。
イバの側面から漏らす漏光化技術としては、光ファイバ
の材質、構成に特徴のあるものとして、光ファイバ芯内
部に透明小片を分散させるもの(特公昭51−2995
1号公報)と、鞘(クラッド)材としてエラストマーを
使用するもの(実開昭60−112204号公報)と、
光ファイバの芯(コア)にガラス粒子などの半透明もし
くは不透明な材料または気泡などの拡散中心を分散さ
せ、好ましくは光ファイバ端部から離れるに従って拡散
中心密度を高くして均一な照光を得るもの(特開昭63
−247705号公報)などがある。
成するものとしては、旋回中の光ファイバを刃物で切傷
を刻むもの(特開昭50−83044号公報)と、特定
形状の傷を光ファイバ表面に形成するもの(特開昭63
−253903号公報)と、特定位置に傷を形成するも
の(実開平4−18801号公報)などがある。
化したり、歪を形成するものとしては、光ファイバの周
りに合成繊維で螺旋状に巻きつけ、これを熱収縮させる
もの(特公昭52−32582号公報)と、加熱した突
起を光ファイバ側面に押しつけて所定間隔の漏光凹部を
形成するもの(特開昭60−159707号公報)と、
加熱した粗面プレートを光ファイバ側面に押しつけて表
面に細かい凹凸を形成するもの(特開昭63−2935
05号公報、特開昭63−318502号公報、実開平
1−3803号公報)とがある。
押下して光ファイバに歪などを形成するものとしては、
光ファイバを加撚して光ファイバに歪を残留させるもの
(特開昭50−83049号公報)と、微細な突起を有
するローラーの間に光ファイバを通してその表面に細か
い凹凸を形成するもの(特開平1−273007号公
報)と、テンションメンバの周りに光ファイバで撚りを
かけるもの(特開平2−108007号公報、特開平2
−108008号公報)と、光ファイバをギヤ間に通し
て所定間隔の傷や歪を光ファイバに形成するもの(特開
平3−123302号公報、特開平4−66904号公
報)とがある。
に提案されている漏光光ファイバは、光ファイバ側面か
ら多量に漏光するが、光の伝送損失が大きくて実用可能
なファイバ長が短くなるか、もしくは、光の伝送損失が
小さいものは、実用可能なファイバ長を長くすることが
できるが、光ファイバ側面からの漏光量が少なく、漏光
光ファイバとしての効力が小さい。
ァイバ端部から離れるに従って漏光量が減少し、均一な
照光が得にくいという難点がある。
基づきなされたものであり、その目的とするところは、
伝送損失が小さく、芯材内を光が良好に伝送し、実用可
能なファイバ長を長くすることができるとともに、光フ
ァイバの長さ方向に均一で、しかも光ファイバ側面から
有効に漏光することができる照光プラスチック光ファイ
バを提供することである。すなわち、本発明の照光プラ
スチック光ファイバは、透明物質の芯材と後述の鞘材と
からなり、光ファイバの側面の全部もしくは所望部分か
ら漏光するプラスチック光ファイバであって、全部もし
くは、漏光すべき所望部分の鞘厚が0.1μm以上、2
μm以下と薄膜化されていることを特徴とするものであ
り、また透明物質の芯材と鞘材とを有し、鞘厚が3μm
以上の芯−鞘構造の光ファイバプレカーサーを延伸し、
漏光すべき所望部分の鞘厚が0.1μm以上、2μm以
下の光ファイバとして製造することができる。
度の高い鞘(クラッド)と芯(コア)とを有するプラス
チック系のものであり、その構造としては、屈折率が段
階的に変化するステップインデックス型マルチモード光
ファイバが好ましい。
リメチルメタクリレート系樹脂、重水素化ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン系重合体、ポリ−4-メチル
ペンテン-1、シリコン系重合体、ポリカーボネートなど
を用いることができる。
率が小さいものであり、本発明のプラスチック光ファイ
バ鞘材として用いうる材料としては、一般式(4)、一
般式(5)、一般式(6)の単独重合体またはこれらの
共重合体あるいはこれらと共重合しうる他のビニルモノ
マとの共重合体が挙げられる。
HまたはFを示す)
一般式(4) で示される長鎖フルオロアルキルメタクリレ
ートの具体例としては、1,1,2,2-テトラハイドロパーフ
ルオロオクチルメタクリレート、1,1,2,2-テトラハイド
ロパーフルオロデシルメタクリレート、1,1,2,2-テトラ
ハイドロパーフルオロドデシルメタクリレート、1,1,2,
2-テトラハイドロパーフルオロテトラデシルメタクリレ
ート等が挙げられる。これら化合物は単独で用いてもよ
く、また、2種以上を混合して用いてもよい。
ルメタクリレートの具体例としては、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、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチル
メタクリレート等を代表例として示すことができる。こ
れらの化合物は単独で用いてもよく、また、2種以上を
混合して用いてもよい。
ては、例えば、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、1-トリフルオロ−2,2-ジフ
ルオロ−3,3-ジフルオロ−4,4,4-トリフルオロブチルメ
タクリレート等を代表例として示すことができる。これ
ら化合物は単独で用いてもよく、また、2種以上を混合
して用いてもよい。
ルキル(メタ)アクリレート、環式炭化水素基を有する
メタクリル酸エステル、親水性重合体を形成しうるビニ
ル単量体が用いられる。鎖状アルキル(メタ)アクリレ
ートとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)ア
クリル酸エチル、(メタ)アクリル酸−n-プロピル、
(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸
−n-ブチル、(メタ)アクリル酸二級ブチル等が挙げら
れるが、メタクリル酸メチルが好ましい。
テルとしては、フェニルメタクリレート、シクロヘキシ
ルメタクリレート、アダマンチルメタクリレート、(イ
ソ)ボルニルメタクリレート、メタクリル酸トリシクロ
[5.2.1.02.6]−デカ−8-イル等が用いられる。
しては、(メタ)アクリル酸、グリシジルメタクリレー
ト、メチルグリシジルメタクリレート、アクリルアミ
ド、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる
が、メタクリル酸が好ましい。
は、一般式(4) で示される化合物を30〜50重量%と、一
般式(5) 、一般式(6) から選ばれた化合物20〜50重量
%、親水性基を有する化合物、とくに、メタクリル酸10
重量%以下、その他の共重合可能な化合物、とくに、メ
チルメタクリレート5〜50重量%よりなる共重合体で構
成するのがよい。この共重合体は透明性が高く、屈折率
が低いという特徴を有し、また、均一延伸特性に優れて
おり、本発明の特徴である 0.1〜2μmという極薄膜の
鞘層形成を、他の共重合体を鞘材として用いて光ファイ
バを形成する場合に比べ、容易に作り得るという特徴を
有している。
鞘厚は、 0.1〜2μmであり、鞘厚を薄膜化させる箇所
は、漏光すべき光ファイバの全部もしくは漏光すべき所
望部分であり、任意の箇所に施すことができる。
チック光ファイバでは、以下のように作用、動作する。
光が光ファイバの芯部(屈折率n1)から鞘部(屈折率
n2)に入射するとき、屈折角が90°になるような入射角
θC (臨界角)、すなわち、 sinθC =n2/n1(ただ
し、n1>n2)を越える入射角の光に対しては、屈折光は
発生せず、光ファイバに入射した光のエネルギーは 100
%反射(全反射)しながら光ファイバ内を伝送する。入
射光は一度鞘部に侵入し、光ファイバの芯−鞘境界に沿
ってわずかに進んでから再び芯部に逆戻りする。入射光
が鞘部にしみ込む深さZd (芯鞘界面から電界が1/e
になる深さ)は、Zd =λ/〔2πn1{sin2θ1 −(n2
/n1)2 }1/2 〕(ただし、λは入射光の波長、θ1 は
光の入射角)で与えられる。しみ込みの深さZd は、光
ファイバに入射される光の入射角が臨界角θC に近づく
ほど大きくなる。λ=0.58μm、θ1 =70°、n1=1.49
5 、n2=1.402 の場合、Zd =1μmとなり、この現象
はポリメチルメタクリレート系光ファイバで確認でき
た。
ク光ファイバの鞘厚の全部もしくは所望部分を 0.1〜2
μmと薄膜化することにより、屈折率の関係上全反射す
る光でも鞘を越えて光が鞘部にしみ出し、光ファイバ側
面から漏光させることができる。
角を0°付近にすることにより、光ファイバ中の芯から
鞘への入射角θ1 も90°付近になり、光ファイバ側面か
らの漏光成分は抑えられるので、光伝送特性が良好であ
るにもかかわらず、漏光特性に優れた光ファイバとする
ことができる。
から離れるに従って、その芯−鞘界面の不整や光ファイ
バの曲げにより、入射角θ1 も90°以下の角度、すなわ
ち、臨界角θC に近づくようになり、漏光成分が増え
る。ここで光ファイバ中を伝送する光は、光ファイバを
構成する芯材、鞘材による吸収などが生じ、伝送光量は
減衰するため、漏光量としては光ファイバ長さ方向に均
一性が向上する。
つ、光伝送特性にも優れた本発明の光ファイバは、芯−
鞘構造を有し、鞘厚が3μm以上のプラスチック光ファ
イバプレカーサーを予め作り、この光ファイバプレカー
サーを延伸し、光ファイバの漏光部の鞘厚を 0.1〜2μ
m厚となるようにして作ることが好ましい。光ファイバ
プレカーサー製造時に鞘厚を2μm以下とすることによ
って、漏光光ファイバを作ることもできるが、鞘厚のコ
ントロールが難しく、全く鞘を有さない部分が生じたり
し、均一漏光性に優れ、かつ、光伝送特性の良好な光フ
ァイバを作るには極めて高度な製造技術が要求され、工
業化技術としての価値は低いものとなり易い。
説明する。
材としては、1,1,2,2-テトラハイドロパーフルオロオク
チルメタクリレート50重量部、2,2,3,3,3-ペンタフルオ
ロプロピルメタクリレート30重量部、メタクリル酸メチ
ル15重量部、メタクリル酸5重量部との共重合体(屈折
率nD=1.402)を用い、鞘厚5μmのプラスチック光ファ
イバを得た。これを鞘厚 0.5μmまで熱延伸し、照光プ
ラスチック光ファイバとした。得られたプラスチック光
ファイバの片端面から白色光を入射したところ、光ファ
イバの長さ方向に均一で全体にわたって明るく側面漏光
した。
鞘厚が 0.5μmの偏心プラスチック光ファイバを得た。
得られたプラスチック光ファイバの片端面から白色光を
入射したところ、光ファイバに筋を描くように長さ方向
に均一で明るく側面漏光した。
厚5μmのプラスチック光ファイバを得た。これを鞘厚
3μmまで熱延伸し、照光プラスチック光ファイバとし
た。得られたプラスチック光ファイバの片端面から白色
光を入射したところ、十分に側面漏光しなかった。
明の照光プラスチック光ファイバは、伝送損失が小さ
く、芯材内を入った光を良好に伝送し、実用可能なファ
イバ長を長くすることができるとともに、均一で有効に
光ファイバ側面から漏光することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 透明物質の芯材と、一般式(1)で示さ
れる化合物30〜70重量%と、一般式(2)、一般式
(3)から選ばれた化合物20〜50重量%、メチルメ
タクリレート5〜50重量%、メタクリル酸0.5〜1
0重量%との共重合体からなる鞘材とからなり、漏光す
べき所望部分の鞘厚を0.1μm以上、2μm以下とし
たことを特徴とする照光プラスチック光ファイバ。 【化1】CH 2 =C(CH 3 )−COO−(CH 2 ) 2 (CF 2 ) n F (式中、nは5〜12の整数を示す) 【化2】CH 2 =C(CH 3 )−COO−CH 2 (CF 2 ) m X (式中、mは1〜4の整数、XはHまたはFを示す) 【化3】CH 2 =C(CH 3 )−COO−CY((CF 2 ) a X)((CF 2 ) b X) (式中、a、bは1〜4の整数、XはHまたはF、Yは
HまたはFを示す) - 【請求項2】 透明物質の芯材と鞘材とを有し、鞘厚が
3μm以上の芯−鞘構造の光ファイバプレカーサーを延
伸し、漏光すべき所望部分の鞘厚が0.1μm以上、2
μm以下の光ファイバとしたことを特徴とする照光プラ
スチック光ファイバの製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23075193A JP3328889B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 照光プラスチック光ファイバおよびその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23075193A JP3328889B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 照光プラスチック光ファイバおよびその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0763928A JPH0763928A (ja) | 1995-03-10 |
JP3328889B2 true JP3328889B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=16912714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23075193A Expired - Lifetime JP3328889B2 (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 照光プラスチック光ファイバおよびその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3328889B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000035517A (ja) * | 1998-07-17 | 2000-02-02 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 光伝送体、光伝送体アレイ、イメージセンサー、レンズプレートおよび画像形成装置 |
JP4740431B2 (ja) * | 1998-10-28 | 2011-08-03 | スリーエム カンパニー | 光ファイバ及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP23075193A patent/JP3328889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0763928A (ja) | 1995-03-10 |
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