JPH0915431A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 屈折率分布型プラスチック光ファイバを連続
的且つ高生産速度で製造可能な製法を提供する。 【構成】 重合体Ａとこの重合体Ａとの混合物が重合体
Ａより高い屈折率を示す分子量１００〜１０００の非重
合性化合物Ｂとからなり両成分の存在比が異なる３種以
上の紡糸原液を、紡糸原液中の非重合性化合物Ｂの存在
量が中心軸から外周部に向かって減少するように同心円
状に積層した状態で多層紡糸口金から吐出させて多層フ
ァイバに賦形し、紡糸中及びまたは紡糸後にこの多層フ
ァイバの隣接層間で非重合性化合物Ｂを拡散させること
によって中心軸から外周部に向かって屈折率が連続的に
減少してなる屈折率分布型プラスチック光ファイバを製
造する方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光情報通信媒体として利
用可能な屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中心から外周に向かって屈折率が連続的
に変化している屈折率分布型光ファイバは、屈折率が階
段状の分布をした光ファイバより情報伝送能力がはるか
に優れているために、高速情報伝達網への適用が可能と
考えられ大きな期待を寄せられている。従来このような
屈折率分布型光ファイバとしてはガラス製のものが開発
されており商品化されてきたが、家庭内屋内配線するに
は曲げ特性が悪く敷設の際の取り扱いが困難であるとい
う問題点を有していた。

【０００３】一方、プラスチック製の屈折率分布型光フ
ァイバ−（「GI型POF」と称す）については、プリフォ
−ムロッドによるバッチ方式の製法が特開平４ー９７３
０２号公報、特開平４ー９７３０３号公報、特開平５ー
２４１０３６号公報等において開示されている。また、
２重同心円状の紡出口金の外内層から重合体単量体混合
物と非重合性高屈折率化合物を含有する単量体混合物を
同時に吐出させてファイバ−を連続的に製造する方法が
特開平６−１８６４４１号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平４
ー９７３０２号公報等のバッチ方式によって得られる光
伝送体は製法がバッチ方式であるために製造工程が長す
ぎて生産性が著しく低い点が問題である。また、特開平
６−１８６４４１号公報の製法では原料中に単量体成分
を含み重合工程が必要であるために、重合工程が生産速
度の律速になる点が問題である。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、GI型POFを連続的且つ高生産速度で
製造可能な製法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、重合体
Ａとこの重合体Ａとの混合物が重合体Ａより高い屈折率
を示す分子量１００〜１０００の非重合性化合物Ｂとか
らなり両成分の存在比が異なる３種以上の紡糸原液を、
紡糸原液中の非重合性化合物Ｂの存在量が中心軸から外
周部に向かって減少するように同心円状に積層した状態
で多層紡糸口金から吐出させて多層ファイバに賦形し、
紡糸中及びまたは紡糸後にこの多層ファイバの隣接層間
で非重合性化合物Ｂを拡散させることによって中心軸か
ら外周部に向かって屈折率が連続的に減少してなる屈折
率分布型プラスチック光ファイバを製造する方法にあ
る。

【０００７】本発明の製法で得られるGI型POFはファイ
バの中心から外周方向に屈折率が連続的に減少している
ものである。本発明の製法において多層構造を形成させ
るための紡糸原液の数は３種以上であるが、５種以上に
することによってファイバの広範囲に亘って屈折率分布
が下記の数式（１）で示される理想状態に近いものを製
造することができる。

【０００８】

【数１】

【０００９】本発明で用いられる重合体Ａの例としては
ポリメチルメタクリレート，ポリスチレン，ポリエステ
ル等の単一重合体あるいはこれらの他のモノマーとの共
重合体、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレ
ンースチレン共重合体、テトラフルオロエチレンーフッ
化ビニリデン共重合体，テトラフルオロエチレンーフッ
化ビニリデンーヘキサフルオロプロペン共重合体、ポリ
フッ化アルキル（メタ）アクリレート等が挙げられる。

【００１０】本発明における分子量１００〜１０００の
非重合性化合物Ｂとしては上記の重合体に対し相溶性を
有するものが使用される。分子量が１０００を超えると
紡糸原液中での均一分散が難しくなり半径方向の屈折率
分布をなだらかにすることが難しくなる。

【００１１】このような非重合性化合物としてはフタル
酸ベンジルｎ−ブチル，フタル酸ジｎ−ブチル，フタル
酸ジオクチル等のフタル酸エステル、１ーメトキシフェ
ニルー１ーフェニルエタン、安息香酸ベンジル、ブロモ
ベンゼン、Ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼ
ン、１，２−ジブロモエタン、３ーフェニルー１ープロ
パノール等が挙げられる。これらの化合物は単独で用い
ることも可能であるが、複数組み合わせて用いることも
できる。また、分子量１００未満の化合物と組み合わせ
て用いることもできる。

【００１２】紡糸原液中における重合体と非重合性化合
物の存在比（混合比）は特に限定されないが、重合体を
６０〜９９重量％とし非重合性化合物を１〜４０重量％
とすることが好ましい。重合体の存在比が少なすぎると
紡糸時の安定性が悪く糸切れが起こりやすくなる。また
非重合性化合物の存在比が少なすぎると屈折率分布の連
続性を形成することが困難になる。

【００１３】本発明において紡糸原液はバッチ法または
連続法で調製することができる。連続法としては、たと
えば各層の組成に対応した仕込み組成にて重合体Ａ用の
単量体と非重合性化合物Ｂとを混合した後に単量体を連
続的に重合する方法、また単量体の連続重合ラインの重
合体取り出し口を複数の流路に分割し、各流路の重合体
中に非重合性化合物Ｂを所定の組成で供給して混練する
方法等を採用することができる。その際の重合方法とし
ては連続塊状重合、連続溶液重合等を採用することがで
きる。また、バッチ法としては加熱混練法等を採用する
ことができる。

【００１４】本発明において多層ファイバの隣接層間で
非重合性化合物Ｂの拡散は紡糸中及びまたは紡糸後に、
即ち、紡糸機のノズル内、紡糸機からのファイバの紡出
直後、あるいは紡糸後の延伸処理時等に行われる。紡糸
機のノズル内で拡散させる場合は拡散させるのに十分な
長さの流路を紡糸機中に確保する必要があり、また、紡
糸機からのファイバの紡出後に拡散させる場合は紡糸機
のノズル口に保温等を設置してファイバの温度制御を行
うことが好ましい。紡糸時の紡糸原液の粘度は非重合性
化合物Ｂの拡散効率を考慮して設定することが好まし
い。また紡糸温度は非重合性化合物Ｂの沸点以下とする
ことが好ましい。紡糸機のノズル内において第１層と第
２層の積層開始から最外層が積層されて紡出するまでの
ノズルの長さは（ノズル内の拡散部長さ）は１ｃｍ以上
であることが好ましく、その長さの上限値は吐出圧力の
増加との兼ね合いで最適な値に設定することが好まし
い。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。 実施例１ メタクリル酸メチル単量体と安息香酸ベンジルを所定割
合で混合した後単量体を連続塊状重合して、ポリメタク
リル酸メチル／安息香酸ベンジルの混合組成比（重量
％）がそれぞれ６０／４０（第１層＝最内層）、７０／
３０（第２層）、８０／２０（第３層）、９０／１０
（第４層）、及び１００／０（第５層＝最外層）である
５種類の紡糸原液を調製した。これらの各紡糸原液の取
り出し口をそれぞれ押し出し機に直結して５層構造の紡
糸機に供給して紡糸した。紡糸機中において第１層と第
２層の積層開始から第５層が積層されて紡出するまでの
ノズルの長さは５ｃｍとした。紡糸機のノズル温度は２
００℃に設定した。また紡糸機のノズル口には長さ１０
０ｃｍの保温等を設置し、雰囲気温度を１００℃に設定
した。紡糸機のノズル内と紡出口直下の位置で拡散処理
をしつつニップロ−ラ−で２ｍ／分の速度で巻き取って
ファイバ状に賦形した。またこのファイバ状物を１３５
℃雰囲気中（長さ２ｍ）を通過させて４ｍ／分の速度で
ニップローラーにより巻き取ることにより延伸処理と拡
散処理を同時に実施した。

【００１６】得られた光ファイバの直径は１ｍｍであ
り、インターファコ干渉顕微鏡により断面の屈折率分布
を測定したところ屈折率は中心部が１．５２２０、外周
部が１．４９０５であり、中心から外周部にかけて連続
的に変化していることが確認された。また、この光ファ
イバの伝送損失は５７０ｎｍにおいて１００ｄＢ／ｋ
ｍ、６５０ｎｍにおいて１４５ｄＢ／ｋｍであり、伝送
距離１００ｍでの信号伝送を確認したところ信号が検出
された。この１００ｍ長のファイバでインパルス応答法
により−３ｄＢ帯域を測定したところ２．５ＧＨｚであ
った（測定装置；浜松ホトニクス社製光サンプリングオ
シロスコープ、光源；東芝製半導体レーザーＴＯＬＤ９
４１０、発光波長６５０ｎｍ、励振ＮＡ；０．８５、全
モード励振）。

【００１７】実施例２ 紡糸機に供給する紡糸原液の混合組成比は実施例１と同
様にし、２軸混練装置を用いてバッチ法によって加熱下
ポリメタクリル酸メチル／安息香酸ベンジルの混合物を
調製した。加熱混練された紡糸原液を実施例１と同様の
５層構造の複合紡糸機に供給しながら紡糸機のノズル内
と紡出口直下の位置で拡散処理しつつファイバ状に賦形
し、更に１２０℃雰囲気中での延伸処理兼拡散処理操作
を実施した。

【００１８】得られた直径１ｍｍの光ファイバの屈折率
は中心部が１．５２１２、外周部が１．４９０２であ
り、中心から外周部にかけて屈折率が連続的に変化して
いることが確認された。また、この光ファイバの伝送損
失は５７０ｎｍにおいて１１０ｄＢ／ｋｍ、６５０ｎｍ
において１５３ｄＢ／ｋｍであり、伝送距離１００ｍで
の信号伝送を確認したところ信号が検出された。この１
００ｍ長のファイバでインパルス応答法により−３ｄＢ
帯域を測定したところ１．５ＧＨｚであった。

【００１９】

【発明の効果】本発明の製法によればGI型POFを連続的
且つ高生産速度で製造することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合体Ａとこの重合体Ａとの混合物が重
   合体Ａより高い屈折率を示す分子量１００〜１０００の
   非重合性化合物Ｂとからなり両成分の存在比が異なる３
   種以上の紡糸原液を、紡糸原液中の非重合性化合物Ｂの
   存在量が中心軸から外周部に向かって減少するように同
   心円状に積層した状態で多層紡糸口金から吐出させて多
   層ファイバに賦形し、紡糸中及びまたは紡糸後にこの多
   層ファイバの隣接層間で非重合性化合物Ｂを拡散させる
   ことによって中心軸から外周部に向かって屈折率が連続
   的に減少してなる屈折率分布型プラスチック光ファイバ
   を製造する方法。
2. 【請求項２】 ６０〜９９重量％の重合体Ａと１〜４０
   重量％の非重合性化合物Ｂとからなり両成分の存在比が
   異なる３種以上の紡糸原液を用いることを特徴とする請
   求項１に記載の製法。