JP5915709B2 - プラスチック光ファイバ及びその製造方法、並びにプラスチック光ファイバケーブル - Google Patents

プラスチック光ファイバ及びその製造方法、並びにプラスチック光ファイバケーブル Download PDF

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Description

本発明は、プラスチック光ファイバ及びその製造方法、並びにプラスチック光ファイバケーブルに関する。
プラスチック光ファイバ(以下、「POF」という。)は、ガラス製の光ファイバに比べ、伝送距離は短いが、端面加工や取り扱いが容易であると共に、安価で軽量であり、大口径に設定できるなどの利点を有する。そのため、POFは、ライティング、センサー、情報通信などの多岐にわたる用途で利用されている。また、柔軟性にも優れ、振動する環境でも破損や折損が起き難く劣化し難いため、車載用途としての実用化が進んでおり、その生産量は増加傾向にある。
このようなPOFとしては、単一材料からなるものや、屈折率が大きく光透過性に優れたコア材と、該コア材よりも屈折率が小さいクラッド材から形成される芯鞘構造のものが知られている。POFのコア材としては、通信情報量の増加への対応、ハーネスケーブルの軽量化、安価な通信システムの構築などの観点から、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)が広く用いられている。特に、芯鞘構造のPOFは、広帯域化が可能であるため、高速信号伝送などの用途に好適である。また、多くの場合、このようなPOFには、クラッドの外側に、耐熱性や耐薬品性などを付与してコアおよびクラッドを保護する保護層が設けられる。
広帯域化されたPOFとしては、例えば、特許文献1に、コア、クラッドおよび保護層の3層構成で、クラッド材としてフッ素化メタクリレートを用いたPOFが示されている。また、特許文献2には、屈折率が外側に向かって段階的に小さくなるN層の多層構造を有し、N−1層(内側からN−1番目に位置するクラッド)の波長650nmの光に対する伝送損失が6,000〜100,000dB/kmであるPOFが示されている。
国際公開第1996/36894号 特開平11−52146号公報
しかし、特許文献1、2のPOFは、長期間保管した際に、クラッドにクラックが生じて伝送損失が増大することがある。そのため、広帯域を確保しつつ、長期間保管してもクラッドにクラックが生じることを抑制できるPOFが望まれている。
本発明は、長期間保管してもクラッドにクラックが生じて伝送損失が増大することを抑制できる優れた耐久性と、広帯域性能とが両立されたPOF及びその製造方法、並びに前記POFを有するPOFケーブルを提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
[1]コアと、コアの外側に形成されたクラッドと、クラッドの外側に形成された保護層とを有するプラスチック光ファイバであって、コアがポリメタクリル酸メチルを50質量%以上含有し、コアの屈折率が、1.47〜1.53であり、クラッド単独の波長650nmの光に対する伝送損失が、1,500〜4,000dB/kmであり、クラッド材が、長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とメタクリル酸の共重合体であり、前記長鎖フルオロアルキルメタクリレートが、下式(m1)で表され、クラッドの厚みが、20〜40μmである、プラスチック光ファイバ。
CH =C(CH )COO(CH (CF CF (m1)
(ただし、式(m1)中、aは1または2であり、bは5〜12の整数である。)
[2]下式(1)で定義される開口数NAが、0.25〜0.40である、前記[1]に記載のプラスチック光ファイバ。
NA=(n −n 1/2 (1)
ただし、式(1)中、nはコアの屈折率であり、nはクラッドの屈折率である。
[3]保護層の屈折率が、クラッドの屈折率よりも低い、前記[1]又は[2]に記載のプラスチック光ファイバ。
[4]前記[1]〜[3]のいずれかに記載のプラスチック光ファイバの外側にジャケット層が形成されたプラスチック光ファイバケーブル。
[5]JIS C6861によって定められた機械特性試験方法により測定される落下衝撃強度が、1.5N・m以上である、前記[4]に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
[6]前記[1]〜[3]のいずれかに記載のプラスチック光ファイバの製造方法であって、重合によりポリメタクリル酸メチルを50質量%以上含有するコア材を得るコア材製造工程と、重合によりクラッド材を得るクラッド材製造工程と、コア材、クラッド材、及び保護層を形成する保護材を、溶融して複合紡糸する紡糸工程と、を有し、クラッド材製造工程及びクラッド材製造工程から紡糸工程にクラッド材を供給する環境において、米国Fed-Std-209D規格で定められたクリーン度が、クラス500以下である、プラスチック光ファイバの製造方法。
本発明のPOFは、広帯域であり、かつ長期間保管してもクラッドにクラックが生じて伝送損失が増大することを抑制でき、耐久性にも優れている。
また、本発明のPOFの製造方法によれば、広帯域であり、かつ長期間保管してもクラッドにクラックが生じて伝送損失が増大することを抑制でき、耐久性にも優れたPOFが得られる。
また、本発明のPOFケーブルは、本発明のPOFを有しているため、優れた耐久性と広帯域性能が両立されている。
本発明のPOFの実施形態の一例を示した断面図である。 図1のPOF内を光が伝播する様子を示した概念図である。 本発明のPOFの他の実施形態例を示した断面図である。
[POF]
以下、本発明のPOFの実施形態の一例を示して詳細に説明する。
本実施形態のPOF1は、図1に示すように、コア11と、コア11の外側に形成されたクラッド12と、クラッド12の外側に形成された保護層13とを有している。POF1においては、コア11とクラッド12と保護層13が同心円状に形成されている。
コア11を形成するコア材としては、光学的性能、機械的強度、信頼性などの点から、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)が用いられる。
ただし、コア材は、PMMAに加えて、主成分であるメタクリル酸メチル(MMA)と少量の他の単量体とを共重合させたPMMA系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、フッ素系樹脂、非晶質ポリオレフィン系樹脂などの他の樹脂が含まれていてもよい。MMAと共重合可能な他の単量体としては、例えば、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、マレイミド化合物などが挙げられる。
コア材におけるPMMAの割合は、50質量%以上であり、60質量%以上が好ましく、100質量%が特に好ましい。
クラッド12を形成するクラッド材は、POF1の開口数(NA)が0.25〜0.40の範囲内となるように選択することが好ましい。ここで、NAとは、下式(1)で定義される。
NA=(n −n 1/2 (1)
(ただし、式(1)中、nはコアの屈折率であり、nはクラッドの屈折率である。)
NAが0.25より小さいと、コアとクラッドの屈折率差が小さくなり、POFまたはPOFを屈曲させた際の漏れ光量が増大する(曲げ損失が増大する)恐れがある。また、NAが0.4より大きいと、上述した曲げ損失が改善される反面、伝送帯域が狭くなり、高速通信に使用するPOFとしての必要特性が得られにくい。POF1のNAのより好ましい範囲は、0.27以上、0.32以下である。
PMMAの屈折率nは1.49である。コア材としてPMMAに加えて前記他の樹脂を用いる場合、コア材の屈折率nは1.47〜1.53が好ましい。POF1のNAを0.25〜0.40とするには、屈折率nが1.45〜1.47のクラッド材を用いることが好ましい。
屈折率n、nは、例えば、アッベの屈折計を用いて温度20℃で測定される。
クラッド材としては、機械的特性、透明性、耐熱分解性の点から、フルオロアルキルメタクリレート単位を含む共重合体(以下、「共重合体(α)」という。)を用いることが好ましい。共重合体(α)としては、例えば、フルオロアルキルメタクリレートと、MMA、メタクリル酸(MAA)およびベンジルメタクリレート(BzMA)からなる群から選ばれる1種以上との共重合体が挙げられる。
フルオロアルキルメタクリレートとしては、例えば、下式(m1)で表される長鎖フルオロアルキルメタクリレート、下式(m2)で表される短鎖フルオロアルキルメタクリレートが挙げられる。
CH=C(CH)COO(CH(CFCF (m1)
(ただし、式(m1)中、aは1または2であり、bは5〜12の整数である。)
CH=C(CH)COOCH(CFX (m2)
(ただし、式(m2)中、Xは水素原子またはフッ素原子であり、cは1〜4の整数である。)
フルオロアルキルメタクリレートとしては、クラッド12の柔軟性が向上し、POF1の側面からの衝撃に対する耐性が向上する点から、長鎖フルオロアルキルメタクリレートが好ましく、1,1,2,2−パーフルオロデシルメタクリレート(17FM、a=2、b=10)が特に好ましい。
共重合体(α)としては、機械的特性、透明性、耐熱分解性のバランスが優れる点から、長鎖フルオロアルキルメタクリレートとMMAとMAAの共重合体(以下、「共重合体(α1)」という。)が好ましく、17FMとMMAとMAAの共重合体が特に好ましい。
共重合体(α1)における長鎖フルオロアルキルメタクリレート単位の含有量は、20〜45質量%が好ましく、23〜35質量%がより好ましい。長鎖フルオロアルキルメタクリレート単位の含有量が20質量%以上であれば、POF1のNAを0.25以上に調節しやすく、またPOF1の耐衝撃性が向上する。また、長鎖フルオロアルキルメタクリレート単位の含有量が45質量%以下であれば、共重合体(α)が結晶性を示すことに起因する光散乱によってクラッド12の伝送損失が大きくなりすぎることを抑制しやすい。
共重合体(α1)におけるMMA単位の含有量は、屈折率nが所望の範囲になるように決定され、53〜78質量%が好ましく、63〜75質量%がより好ましい。
共重合体(α1)におけるMAA単位の含有量は、0.05〜2質量%が好ましく、0.5〜2質量%がより好ましい。MAA単位の含有量が0.05質量%以上であれば、クラッド材の耐熱分解性が向上すると共に、コア材との密着性も向上する。MAA単位の含有量が2質量%以下であれば、加工性が向上する。
クラッド材としては、共重合体(α)に加えて、フッ素系メタクリレート(共)重合体、フッ素系メタクリレート−メタクリル酸エステル(共)重合体、フッ化ビニリデン系(共)重合体などの他の樹脂を用いてもよい。クラッド材における共重合体(α)の割合は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、100質量%が特に好ましい。
POF1のようなコア11、クラッド12および保護層13を有するPOFでは、図2に示すように、クラッド12で全反射されながらコア11内を進む光Eに加えて、保護層13で全反射されながらコア11およびクラッド12内を進むクラッドモードの光eがPOF1内を伝播していく。POF1内におけるクラッドモードの光eの経路は、コア11内を進む光Eの経路に比べて長く、光Eと光eのPOF1の通過時間には差がある。そのため、POF1の入口端から入射されたパルス光は、POF1の出口端では分散されてパルス幅が広がってしまう。このパルス幅の広がりは、各パルス間の重なりを生じさせるため、特に高周波数の光信号を正確に伝送することが困難となることから、POF1の伝送帯域を低下させる要因となる。そこで、充分な伝送帯域を確保するために、クラッドモードの光eを充分に減衰させる必要がある。
クラッド12単独の波長650nmの光に対する伝送損失は、1,500〜4,000dB/kmであり、2,000〜4,000dB/kmが好ましい。クラッド12単独の伝送損失が1,500dB/km以上であれば、クラッドモードの光eを減衰させることで充分な伝送帯域を確保することができる。クラッド12単独の伝送損失が4,000dB/km以下であれば、充分な伝送帯域を確保しつつ、POF1を長期保管した際にクラッド12にクラックが発生して伝送損失が増大することを抑制できる。
クラッド12単独の伝送損失は、波長650nm、励振NA0.1の光を用いて、0.7m−0.2mのカットバック法により測定される。
クラッド12単独の伝送損失は、クラッド材およびPOF1の製造時において、ほこりなどの異物の混入を防ぐことにより小さくすることができる。製造時における異物の混入は、例えば、米国Fed-Std-209D規格で定められたクリーン度がクラス100以下(以下クラス数値のみで表記)のクリーンルーム環境下で製造する方法などにより防ぐことができる。前記米国Fed-Std-209D規格とは、対象空間内の空気1立方フィート中に存在する粒径0.5μmの微粒子の数を基準とする規格である。クラス100とは、1立方フィート中に浮遊する粒径0.5μmの微粒子の数が100個以内である。
また、クラッド12単独の伝送損失を前記範囲内に調節するには、クラッド材をキャスト重合法により製造することが好ましい。
クラッド12の厚みは、20〜40μmであり、25〜35μmが好ましい。クラッド12の厚みが20μm以上であれば、クラッドモードの光eを減衰させることで充分な伝送帯域を確保することができ、またPOF1の耐衝撃性も高まる。クラッド12の厚みが40μm以下であれば、充分な伝送帯域を確保しつつ、POF1を長期保管した際にクラッド12にクラックが発生して伝送損失が増大することを抑制できる。
保護層13は、クラッド12が受光した光の有効利用を可能にし、光源とPOFとの結合効率を改善する役割を果たす。また、保護層13により、コア11からクラッド12に漏れた光の一部が再度コア11に戻される。POF1が屈曲したときにコア11から外部に放出される光量は、POF1のNAが小さい方がNAが大きい場合に比べて遥かに多量である。そのため、保護層13の形成は、低NAのPOF1が屈曲した際の伝送損失の増大の抑制に有効である。また、保護層13を形成することにより、POF1の機械的特性、耐化学薬品性などを向上させることもできる。
保護層13を形成する材料(保護材)としては、POF1内の伝播光がファイバ側面から漏れることを防ぐため、クラッド材よりも屈折率の低い材料が好ましい。保護材としては、例えば、フッ化ビニリデン(VDF)単独重合体、VDF/テトラフルオロエチレン(TFE)共重合体、VDF/TFE/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、VDF/TFE/HFP/(パーフルオロ)アルキルビニルエーテル共重合体、VDF/ヘキサフルオロアセトン共重合体、VDF/HFP共重合体、VDF/TFE/ヘキサフルオロアセトン共重合体、エチレン/TFE/HFP共重合体などが挙げられる。なかでも、機械的特性、耐化学薬品性に優れる点から、VDF/TFE共重合体が好ましく、VDF70〜90モル%とTFE30〜10モル%との共重合体(以下、「共重合体(β)」という。)がより好ましい。
共重合体(β)においては、VDFを80モル%以上重合させた共重合体(以下、「共重合体(β1)」という。)が最も融点が高い。そのため、保護材として共重合体(β1)を用いれば、コア材との多層紡糸が容易になり、またそれに続く延伸操作も容易に行える。なお、延伸操作は、POFの機械的強度を向上させるために行われるものである。
保護層13の厚みは、経済性とPOF1の性能との兼ね合いにより適宜決定でき、機械的特性や耐化学薬品性が充分に得られやすい点から、5μm以上が好ましい。また、光学特性や経済性の点から、20μm以下が好ましい。
POF1のNAは、0.25〜0.40が好ましく、0.27〜0.35がより好ましい。NAが0.25以上であれば、POF1が屈曲しても伝送損失を低減しやすく、また他の機器との結合損失も低減しやすい。また、NAが0.40以下であれば伝送帯域を広くすることが容易なため、広帯域POFとして使用できる。
POF1の伝送帯域(−3dB帯域)は、波長650nm、励振NA0.3の入射光の場合、170MHz以上が好ましく、波長650nm、励振NA0.65の入射光の場合、100MHz以上が好ましい。
POF1の伝送帯域(−3dB帯域)は、50m−2mのカットバック法を用いてサンプルを用いてインパルス応答法で測定される。
[POFの製造方法]
POF1の製造方法としては、重合によりポリメタクリル酸メチルを含有するコア材を得るコア材製造工程と、重合により共重合体(α)を含有するクラッド材を得るクラッド材製造工程と、該コア材、クラッド材、及び保護材を溶融して複合紡糸する紡糸工程とを有する方法が挙げられる。
コア材製造工程におけるポリメタクリル酸メチルを製造する重合は、公知の重合方法を採用できる。
POF1の製造方法では、クラッド12に異物が混入することを防ぐために、クラッド材製造工程、及び該クラッド材製造工程から紡糸工程にクラッド材を供給する環境を、クリーンな環境下とする必要がある。
クラッド材製造工程では、キャスト重合法により重合を行い、得られた重合物を脱揮押出機へ供給した後、残存する単量体成分を除去し、ペレット化する方法が簡便で好ましい。具体的には、前記ペレット化の環境をクリーンルームに準ずる環境とし、また静電気対策を行うなど極力異物の混入を防ぐことが好ましい。クリーン度のレベルは、米国Fed-Std-209D規格で定められたクリーン度がクラス500以下の環境とすることが好ましく、クラス100以下の環境とすることがより好ましい。また、ペレット化後の異物混入を防ぐため、清浄な容器を使用し、ペレットの乾燥に際しても、クリーンオーブンを使用したり、逆止弁を取り付けた密閉容器にペレットを入れ、減圧乾燥する等の方法を取ることが好ましい。
また、紡糸工程へのペレットの供給についても、前記と同様のクリーンルーム環境下にて行う。
POF1の製造方法は、各工程の組み合わせ方の違いにより、例えば下記方法(i)及び方法(ii)が挙げられる。
(i)連続塊状重合直接紡糸法によって、MMAを重合する工程、重合系から揮発成分を脱気する工程、PMMA(コア材)を紡糸する工程を連続的に行い、コア材と共に、他のスクリュー型押し出し機などからそれぞれ供給されたクラッド材、保護材を共押し出し(複合紡糸)する方法。
(ii)スクリュー型押し出し機などからそれぞれ供給されたPMMA(コア材)、クラッド材、保護材を共押し出しする方法。
なかでも、得られるPOF1の伝送損失を低減しやすい点から、方法(i)が好ましい。
POF1は、共重合体(α)を含有する厚みが20〜40μmのクラッドを有していることから、柔軟性に優れているため、POF1の側面からの衝撃に対する耐性に優れている。また、クラッド12に、長鎖フルオロアルキルメタクリレート単位を含む共重合体(α1)を用いることで、POF1の耐衝撃性はさらに向上する。
従来、POFを長期保管すると、クラッドにクラックが生じ、それによって伝送損失が増大してしまうことがあった。この問題ついて本発明者等が検討したところ、クラッドに混入した異物がクラックの発生に関与していることが判明した。また、POFは通常ボビンなどに巻き取られた状態で保管されるが、このようにPOFがボビンなどに巻かれた状態では、クラッドの外側(保護層側)に加わる張力と内側(コア側)に加わる張力に差が生じるため、クラッドに混入した異物を起点としたクラックが特に発生しやすいことがわかった。本発明においては、クラッドに異物が混入することが抑制され、クラッド単独の伝送損失を1,500〜6,000dB/kmに調節することで、長期保存においても、クラッドにクラックが発生することが抑制される。
一方、クラッドに混入している異物は、クラッド単独の伝送損失を高める役割も果たしていることがわかった。つまり、クラッドに混入している異物は、クラッドモードの光を減衰させて伝送帯域を確保する役割を果たしていることがわかった。本発明では、クラッド単独の伝送損失が1,500〜6,000dB/kmに調節されることに加えて、クラッドの厚みが20〜40μmに設定されることで、クラッドモードの光が充分に減衰される。そのため、クラッドモードの光によってパルス幅が広がり、パルス間が重なって高周波数の光信号の伝達が困難になることが抑制されるので、充分な伝送帯域が確保される。
以上のように、本発明のPOFは、広帯域性能と、長期間保管してもクラッドにクラックが生じて伝送損失が増大することを抑制できる優れた耐久性とを兼ね備えている。
また、本発明のPOFは、クラッドの柔軟性が高く、その厚みを20〜40μmとすることで充分な耐衝撃性が確保できる。また、クラッド材として長鎖フルオロアルキルメタクリレートを用いることで、柔軟性を高めることができ、耐衝撃性がさらに向上する。
なお、本発明のPOFは前述したPOF1には限定されない。例えば、図3に示すように、コア11とクラッド12からなる複数の光伝送部20と、それら光伝送部20を覆うように形成された保護層13とを有するPOF2であってもよい。
[POFケーブル]
本発明のPOFケーブルは、前述した本発明のPOFの保護層の外側にジャケット層が形成され、外径が2.2mmのPOFケーブルである。
本発明のPOFケーブルの落下衝撃強度は、1.5N・m以上である。本発明のPOFケーブルは、前述した本発明のPOFを有していることで、前記落下衝撃強度が達成される。前記落下衝撃強度は、JIS C6861によって定められた機械特性試験方法により測定される。
前記ジャケット層の材料は、機械的特性、耐熱性、難燃性、耐薬品性などを考慮して適宜選定することができ、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、ポリオレフィン系エラストマー、ポリアミドなどが挙げられる。
ジャケット層の形成は既存の方法を用いることができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の記載によっては限定されない。
各例で得られたPOFの評価は、以下に示す、初期の伝送損失、伝送帯域、長期伝送損失の増加、および落下衝撃強度を測定することにより行った。
[伝送帯域]
50m−2mのカットバック法により、励振NAが0.3、0.65の光に対する長さ50mのPOFの−3dB帯域を、インパルス応答法により測定した。
測定装置として浜松ホトニクス株式会社製の光サンプリングオシロスコープ、光源として東芝株式会社製の半導体レーザTOLD9410を用い、測定波長は650nmとした。
[伝送損失]
25m−5mのカットバック法によりPOFの伝送損失(dB/km)を測定した。測定波長は650nm、励振NAは0.1、0.65とした。また、励振NAが0.1の条件については、POFの初期状態の伝送損失に加え、長期保管時の評価として、POFをボビンに巻いた状態で、60℃で24時間静置する加速試験を行った後の伝送損失も測定した。また、その差から、長期伝送損失(損失増加量)を求めた。
また、クラッド単独の伝送損失は、0.7m−0.2mのカットバック法により、前記と同様にして測定した。測定波長は650nm、励振NAは0.1とした。
[開口数(NA)]
POFのNAは、JIS C6862反射法に準拠した方法で測定した。
また、各例で得られたPOFケーブルの落下衝撃強度を以下に示す方法で測定し、耐衝撃性を評価した。
[落下衝撃強度]
POFケーブルの落下衝撃強度は、JIS C6861機械特性試験方法に準拠した方法で実施し、POFの損失が3dB増加する衝撃柱の位置エネルギーを算出した。
[実施例1]
コア材はPMMAを用いた。
クラッド材は、下記に示す組成及び製法にて得られたものを用いた。キャスト重合容器に、17FM25質量%、MMA74質量%及びMAA1質量%からなる単量体成分と、前記単量体成分に対して、重合開始剤としてジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート0.1質量%と、連鎖移動剤としてn−オクチルメルカプタン0.28質量%とを添加し、キャスト重合法(60℃、5時間、次いで120℃、2時間の2段重合)により共重合させた後、脱揮押出機を通じて残存低沸点化合物を除去し、クリーン度のクラスが1000レベルのクリーンルーム内に設置した、クラス100レベルのクリーンブース(縦800mm×横1600mm×高さ2500mm;日本エアーテック社製HEPAユニット「MAC−103」を2基設置)内でペレット化を行い、逆止弁付きのSUS製容器に採取した。この共重合体の屈折率は、1.463であった。
また、保護材は、VDF80モル%とTFE20モル%の共重合体(ダイキン工業株式会社製、商品名「VP−50」)を用いた。前記コア材、クラッド材および保護材を用いて、連続塊状重合直接紡糸法により230℃の紡糸温度にて3層複合紡糸を行い、図1に例示したPOFを製造した。この際、クラッド材は、前記SUS容器の状態で、60℃、24時間減圧乾燥を行った後、直接POF紡糸設備へ接続し、空気中の異物が混入しないようにした。
得られたPOFは、ファイバ直径が1,010μm、クラッド12の厚みが30μm、保護層13の厚みが5μm、クラッド12単独の伝送損失が2,200dB/kmであった。
また、得られたPOFの外周に、ポリエチレン(宇部丸善ポリエチレン社製、商品名「UBE C−180」)を140℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッド被覆装置で被覆し、外径2.2mmのPOFケーブルとした。
[実施例2]
クラッド12の厚みを25μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、ファイバ直径が1,000μmのPOFを製造した。
また、得られたPOFに、実施例1と同様にしてポリエチレン被覆を施し、外径2.2mmのPOFケーブルとした。
[実施例3〜4、参考例1、2]
クリーンブースに設置されたHEPAユニット数を変更することにより、クリーンブース環境のクラスを50〜500に変更し、クラッド12の厚みを表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、クラッド12単独の伝送損失が表1に示すとおりであるPOFを製造した。
また、得られたPOFに実施例1と同様にしてポリエチレン被覆を施し、外径2.2mmのPOFケーブルとした。
[比較例1]
クラッド12の厚みを10μmに変更した以外は、実施例1と同様にして、ファイバ直径が1,000μmのPOFを製造した。
また、得られたPOFに実施例1と同様にしてポリエチレン被覆を施し、外径2.2mmのPOFケーブルとした。
[比較例2〜5]
クリーンブースに設置されたHEPAユニット数(0基から3基)及びクリーンブース設置の有無を変更することにより、クリーンブース環境のクラスを50〜1000に変更し、クラッド12の厚みを表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして、クラッド12単独の伝送損失が表1に示すとおりであるPOFを製造した。
また、得られたPOFに、により実施例1と同様にしてポリエチレン被覆を施し、外径2.2mmのPOFケーブルとした。
実施例、参考例および比較例で得られたPOFとPOFケーブルの評価結果を表1に示す。
Figure 0005915709
表1に示すように、クラッド単独の伝送損失が1,500〜4,000dB/kmで、クラッドの厚みが20〜40μmの実施例1〜4のPOFは、POFの伝送損失が小さく、広帯域であった。また、長期伝損増加も小さく、長期間の保管においても、クラッドにクラックが発生することによる伝送損失の増加が抑えられることが確認された。また、実施例1〜4、参考例1、2のPOFケーブルは、落下衝撃強度が高く、充分な耐衝撃性を有していた。
一方、クラッドの厚みが20μmに満たない比較例1のPOFは、実施例のPOFに比べて伝送帯域が狭く、充分な伝送帯域を確保することができなかった。また、比較例1のPOFケーブルは、落下衝撃強度が低く、耐衝撃性が劣っていた。
クラッド単独の伝送損失が6,000dB/kmを超える比較例2および3のPOFは、長期伝損増加が大きく、クラッドにクラックが発生することによる伝送損失の増加を抑制できなかった。また、比較例3のPOFケーブルは、落下衝撃強度が低く、耐衝撃性が劣っていた。
クラッド単独の伝送損失が1,500dB/kmに満たない比較例4のPOFは、実施例のPOFに比べて伝送帯域が狭く、充分な伝送帯域を確保することができなかった。
クラッドの厚みが40μmを超える比較例5のPOFは、長期伝損増加が大きく、クラッドにクラックが発生することによる伝送損失の増加を抑制できなかった。
1、2 プラスチック光ファイバ 11 コア 12 クラッド 13 保護層

Claims (6)

  1. コアと、コアの外側に形成されたクラッドと、クラッドの外側に形成された保護層とを有するプラスチック光ファイバであって、
    コアがポリメタクリル酸メチルを50質量%以上含有し、
    コアの屈折率が、1.47〜1.53であり、
    クラッド単独の波長650nmの光に対する伝送損失が、1,500〜4,000dB/kmであり、
    クラッド材が、長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とメタクリル酸の共重合体であり、
    前記長鎖フルオロアルキルメタクリレートが、下式(m1)で表され、
    クラッドの厚みが、20〜40μmである、プラスチック光ファイバ。
    CH =C(CH )COO(CH (CF CF (m1)
    (ただし、式(m1)中、aは1または2であり、bは5〜12の整数である。)
  2. 下式(1)で定義される開口数NAが、0.25〜0.40である、請求項1に記載のプラスチック光ファイバ。
    NA=(n −n 1/2 (1)
    ただし、式(1)中、nはコアの屈折率であり、nはクラッドの屈折率である。
  3. 保護層の屈折率が、クラッドの屈折率よりも低い、請求項1又は2に記載のプラスチック光ファイバ。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバの外側にジャケット層が形成されたプラスチック光ファイバケーブル。
  5. JIS C6861によって定められた機械特性試験方法により測定される落下衝撃強度が、1.5N・m以上である、請求項4に記載のプラスチック光ファイバケーブル。
  6. 請求項1〜3のいずれか一項に記載のプラスチック光ファイバの製造方法であって、
    重合によりポリメタクリル酸メチルを50質量%以上含有するコア材を得るコア材製造工程と、
    重合によりクラッド材を得るクラッド材製造工程と、
    コア材、クラッド材、及び保護層を形成する保護材を、溶融して複合紡糸する紡糸工程と、を有し、
    クラッド材製造工程及びクラッド材製造工程から紡糸工程にクラッド材を供給する環境において、米国Fed-Std-209D規格で定められたクリーン度が、クラス500以下である、プラスチック光ファイバの製造方法。
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