JPH041704A - プラスチック光ファイバ - Google Patents

プラスチック光ファイバ

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JPH041704A
JPH041704A JP2101809A JP10180990A JPH041704A JP H041704 A JPH041704 A JP H041704A JP 2101809 A JP2101809 A JP 2101809A JP 10180990 A JP10180990 A JP 10180990A JP H041704 A JPH041704 A JP H041704A
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    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
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    • G—PHYSICS
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    • G02B1/045—Light guides
    • G02B1/048—Light guides characterised by the cladding material

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可視光領域の光はもちろんのこと近赤外領域の
光の伝送が可能であり、かつ、耐熱性をも備えたオール
プラスチック光ファイバに係り、更に詳しくは、光フア
イバコード、光フアイバケーブルなどに用いることので
きるプラスチック光ファイバに関する。
［従来の技術］ 従来、光ファイバとしては、広い波長領域に亘って優れ
た光伝送性を備えた無機ガラス系光学繊緒が知られてい
るが、加工性が悪く、曲げ応力が弱いという難点があり
、より加工性のよい光ファイバを得るため、プラスチッ
クを基材とする光ファイバが開発され、実用化されてい
る。
このプラスチック光ファイバは、屈折率が大きく、かつ
光の透過性が良好なポリメタクリル酸メチル（以下ＰＭ
ＭＡという）、ポリカーボネート（以下ＰＣという）等
の重合体を基材とする芯材層と、これよりも屈折率が小
さくかつ透明な含フツ素ポリマー等の重合体を基材とす
る鞘材層とを基本構成単位としている。これらのコア・
クラッド型の光ファイバ（光フアイバ素線）の製品形態
としては、この光フアイバ素線や光フアイバ素線を機能
性保護層で被覆した光フアイバ芯線等のバルクファイバ
、光フアイバ素線を被覆材（ジャケット材）で被覆した
光フアイバコード、及びバルクファイバやバルクファイ
バの集合体である集合ファイバとテンションメンバー等
とを組合わせた光フアイバケーブルなどが知られている
。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これらのオールプラスチック光ファイバは芯材
を構成する重合体分子内にＣ−Ｈ結合を多数有し、その
Ｃ−Ｈ結合の伸縮、振動による吸収が低波長領域に存在
し、その５〜８倍音が近赤外、可視領域、波長で言えば
４００ｎｍ以上で存在し、その波長領域での伝送損失が
大きなものであった。例えばＰＭＭＡを芯材とする光フ
ァイバにおいてはその吸収による伝送損失は６５０ｎｍ
において約１００　ｄ　Ｂ　／　Ｋ　ｍ、７８０ｎｍに
おいて約４００　ｄ　Ｂ　／　Ｋ　ｍとなる。またＰＭ
ＭＡ中のＨ原子を重水素に置き換えたｄ　ｓ　−Ｐ　Ｍ
　Ｍ　Ａを芯材とする光ファイバの光伝送損失は７８０
ｎｍにおいて５０　ｄ　Ｂ　／　Ｋ　ｍとされているが
、吸水により伝送損失が大きく変動し、実用に耐えられ
ないものであった。また、近赤外領域においては高出力
、高速のＬＥＤが存在することより近赤外領域の光を効
率よく伝送しろる実用的に使用可能なオールプラスチッ
ク光ファイバの開発が大いに望まれていた。
［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等は上記課題を解決するための方法を見
出すべく検討した結果本発明を完成したものであり、そ
の要旨とするところは 一般式 （ただし式中ｎは１又は２を示す） で表される環構造の繰り返し単位群（１）又は（ＩＩ）
から本質的に成る環ｍ造含有フッ素重合体あるいは繰り
返し単位群ＣＩ）又は〔■〕の少なくとも１つと一般式 ％式％（） （ただし式中Ｘは−Ｆ、−ＣＬ、　　−０−ＣＦ２ＣＦ
２　ＣＦ３．　−ＯＣＦ２ＣＦ　　（ＣＦｉ）ＯＣＦ２
　　ＣＦ２−８Ｏ２Ｆ、　　−０−ＣＦ２　　ＣＦ２Ｃ
Ｆ２ＣＯＯＣＨ３から選ばれる基を示す）で表される繰
り返し単位群（ｍ）とから本質的に成り少なくとも８０
重量％の繰り返し単位群（１）又は（ｎ）を含む重合体
を芯とし、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−
ジオキソール）と少なくとも１個の他のエチレン系不飽
和単量体との共重合体で芯形成用重合体の屈折率よりも
低い屈折率を有する重合体を鞘とするオールプラスチッ
ク光ファイバにある。
従来開発されてきたオールプラスチック光ファイバの芯
材を構成する重合体はその分子内に多くのＣ−Ｈ結合を
有するがゆえ、その伝送損失は大きなものとなっている
。これに対し本発明で用いる芯材形成用重合体はエステ
ル基を構成するアルキル基がフッ素含有量の多い分子と
することによりそのモノマー単位当りのＣ−Ｈ結合数を
極力減少させ、その振動、伸縮に起因する光の吸収損失
を大幅に低減し得たものと成し得ている。また該モノマ
ー分子中に含まれるフッ素含量を多くすることにより、
得られた重合体の吸水率を大幅に低下せしめることがで
きるため該重合体を芯とする光ファイバの吸水による光
吸収をも低減することができた。芯形成用重合体分子中
のフッ素含量が多くなるとその重合体の屈折率が小さく
なり、鞘材の選定が困難となるのであるが、本発明者等
は屈折率の低い透明鞘材を得るため鋭意検討した結果、
パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキゾー
ル）と少なくとも１個の他のエチレン系不飽和単量体と
の共重合体が高い透明性と上記芯形成用重合体の屈折率
に対し十分低い屈折率を有し、鞘材として十分使用可能
なことを見出した。
本発明の光ファイバの芯材は 一般式 （ただし式中ｎは１又は２を示す） で表される環構造の繰り返し単位群［ＩＩ又は［ＩＩ　
］から本質的に成る環構造含有フッ素重合体あるいは繰
り返し単位群（１）又は〔■〕と一般式 ％式％（） （ただし式中Ｘは−Ｆ、　　−ＣＬ、　　−０−ＣＦ　
２ＣＦ２ＣＦ３Ｉ　−０−ＣＦ２ＣＦ　（ＣＦｓ）ＯＣ
Ｆ２　ＣＦ２−８Ｏ２Ｆ、−０−ＣＦ２　Ｃｒ３ＣＦ　
２　ＣＯＯＣＨｓから選ばれる基を示す）で表される繰
り返し単位群（ＩＩＩ）とから本質的に成り少なくとも
８０重量％の繰り返し単位群（Ｉ）又は（ＩＩ）を含む
重合体であるが、この重合体は例えば特開平１−１３１
２１５明細書記載の方法によって合成することができる
。
本発明の光フアイバ鞘材形成重合体はパーフルオロ（２
，２−ジメチル−１，３−ジオキゾール）と少なくとも
１個の他のエチレン系不飽和単量体との共重合体である
。
本発明に用いられるパーフルオロ（２，２−ジメチル−
１，３−ジオキゾール）は例えば米国特許３８６５８４
５号明細書に記載の方法によって合成することができる
。また、その共重合体は例えば米国特許３９７８０３０
号明細書やＷＯ３９／１１４９５号明細書に記載の方法
によって製造することができる。
パーフルオロ（２，２−ジメチルオキソール）と共重合
可能なエチレン系不飽和単量体としては、例えばエチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、ブテン−１、メチルビ
ニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニル
エーテル、ブチルビニルエーテル、ＣＦ　２＝ＣＦ　２
、ＣＨＦ　＝　ＣＦ　２、ＣＨ２＝ＣＦ２、ＣＨ２＝Ｃ
ＨＦ、　　ｃｃＬ＝ｃｖ２、　ｃＨｃ、ｔ＝ＣＦ　２、
Ｃｃｌ　ａ　＝　ＣＦ　ａ、ＣＣＪＬＦ＝ＣＣ見Ｆ、Ｃ
ＨＦ冨ｃｃＬ２、ＣＨ２＝ＣＦ２ＬＦ％　ｃｃ、Ｌ　＝
ｃｃＪＬＦ等、フルオロプロピレン系化合物例えばＣＦ
ａ　ＣＦ＝ＣＦ２、ＣＦｓＣＦ＝ＣＨＦ、さらに官能基
を有する単量体、例えばパーフルオロ（アルキルビニル
エーテル）、メチル−３−（１−（ジフルオロ〔（トリ
フルオロエチニル）オキシコメチル）−１，２，２，２
−テトラフルオロエトキシ）−２，２，３，３−テトラ
フルオロプロパノエート、２−　（１−［ジフルオロ〔
（トリフルオロエチニル）オキシコメチル］−１、２，
２，２−テトラフルオロエトキシ〕−１，１，２，２−
テトラフルオロエタンスルホニルフルオライド等を用い
ることもできる。
パーフルオロ−（２，２−ジメチル−１゜３−ジオキゾ
ール）と前記の単量体との共重合体は、鞘材として必要
な透明性及び１．３５〜１．２９なる極めて低い屈折率
を有する非品性のフッ素系重合体であるので式ＣＩ）又
は（ＩＩ　）で示される環構造の繰り返し単位群ＣＩ）
又は（ＩＩ）から本質的に成る重合体を芯とする光フア
イバ用鞘材として十分に用いることができるのである。
鞘材形成用重合体中のパーフルオロ（２゜２−ジメチル
−１，３−ジオキゾール）単位の共重合割合は得られる
重合体の屈折率を１゜３５〜１゜２９なる割合とするた
め、２０モル％以上１００モル％の範囲、好しくは２５
〜９９．７モノ１％の範囲とするのがよい。
これらの芯材形成用重合体、鞘材形成用重合体の組合せ
により作られたオールプラスチック光ファイバは芯材分
子当りのＣ−Ｈ結合の割合が少なくまた吸収率がＰＭＭ
Ａ系光ファイバの１／１０以下と非常に少ないため水の
吸収により伝送損失の増大がなく、可視域（４００〜８
００ｎｍ）のみならず近赤外領域（８００〜１３００ｎ
ｍ）での伝送損失が少ないという特異な特性を備えた光
ファイバとなる。また芯材形成用重合体の屈折率が１．
３４〜１．３８程度に対し鞘材形成用重合体の屈折率は
１，２９〜１．３５と充分低く、大きな開口数を備えた
オールプラスチック光ファイバとすることができる。
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１ パーフルオロブテニルビニルエーテル（以下ＰＢＶＥと
いう）重合体（ガラス転移温度１０８℃屈折率１．３４
２）を２１０℃に設定された複合紡糸機の芯材供給部に
供給し、一方、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１゜
３−ジオキゾール）／テトラフルオロエチレン＝　５０
１５０モル％の共重合体（屈折率１゜３０８）を溶融押
出機により溶融し、上記紡糸機の鞘材供給部に供給した
。
紡糸機内の複合紡糸ノズルにて芯−鞘構造とし、外径１
ｍｍφの光ファイバを得た。得られた光ファイバの伝送
損失は６５０ｎｍにて９６ｄＢ／Ｋｍ、７７０ｎｍにて
３６８ｄＢ／Ｋｍ、９５０ｎｍにて８２６　ｄ　Ｂ　／
　Ｋ　ｍと非常に少ないものであった。また、５０℃９
５％ＲＨの温熱の条件下で２４時間放置した後の光ファ
イバの伝送損失は７７０ｎｍにおいて３８６ｄＢ／Ｋｍ
と伝送損失増加の少ないものであった。
実施例２ 芯形成用重合体としてＰＢＶＥ９５重量％とテトラフル
オロエチレン５重量％よりなる屈折率１．３４７の共重
合体を用いる他は実施例１と全く同様の手法にて光ファ
イバを得た。得られた光ファイバの伝送損失を表−１に
示す。
実施例３ 芯形成用重合体としてＰＢＶＥ５０重量％とパーフルオ
ロアリルビニルエーテル５０重量％との共重合体（ガラ
ス転移温度９１℃、屈折率１．３４３）を用いて実施例
１と全く同様にして光ファイバを得、その特性評価を行
った結果を表−１に示した。
実施例４ 芯形成用重合体としてＰＢＶＥ８０重量部とクロロトリ
フルオロエチル１２２０重量部との共重合体（屈折率１
．３７１）を用いる他は実施例１と全く同様にして光フ
ァイバを得、その特性評価を行った結果を表−１に示し
た。
比較例１ 芯形成用重合体としてＰＭＭＡを、鞘材形成用重合体と
してパーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキ
ゾール）／テトラフルオロエチレン＝　５０１５０モル
％の共重合体を用い実施例１と同様にして光ファイバを
得たが、該光ファイバの近赤外領域での伝送損失は表−
１に示す如く大きく、かつ温熱雰囲気下に放置するとそ
の伝送損失は大きく増加するものであった。結果を表−
１に示す。
比較例２ 芯材形成用重合体として重水素化ＰＭＭＡ（ｄ＠−ＰＭ
ＭＡを使用）を鞘材形成用重合体としてパーフルオロ（
２，２−ジメチル−１，３−ジオキゾール）／テトラフ
ルオロエチレン＝　５０１５０モル％なる共重合体を用
いて紡糸し光ファトバを得たが、初期伝送損失は表−１
に示す如く少ないものの温熱処理による伝送損失の増加
が大きなものであった。
結果を表−１に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔II〕 （ただし式中ｎは１又は２を示す） で表される環構造の繰り返し単位群〔 I 〕又は〔II〕
    から本質的に成る環構造含有フッ素重合体あるいは繰り
    返し単位群〔 I 〕又は〔II〕の少なくとも１つと一般
    式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔III〕 （ただし式中Ｘは−Ｆ、−Ｃｌ、−Ｏ−ＣＦ＿２ＣＦ＿
    ２ＣＦ＿３、−Ｏ−ＣＦ＿２ＣＦ（ＣＦ＿３）ＯＣＦ＿
    ２ＣＦ＿２−ＳＯ＿２Ｆ、−Ｏ−ＣＦ＿２ＣＦ＿２ＣＦ
    ＿２ＣＯＯＣＨ＿３から選ばれる基を示す）で表される
    繰り返し単位群〔III〕とから本質的に成り少なくとも
    ８０重量％の繰り返し単位群〔 I 〕又は〔II〕を含む
    重合体を芯とし、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１
    ，３−ジオキゾール）と少なくとも１個と他のエチレン
    系不飽和単量体との共重合体で芯形成用重合体の屈折率
    よりも低い屈折率を有する重合体を鞘とするオールプラ
    スチック光ファイバ。
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