JPH09189813A - 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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JPH09189813A
JPH09189813A JP8001158A JP115896A JPH09189813A JP H09189813 A JPH09189813 A JP H09189813A JP 8001158 A JP8001158 A JP 8001158A JP 115896 A JP115896 A JP 115896A JP H09189813 A JPH09189813 A JP H09189813A
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JP
Japan
Prior art keywords
resin
optical fiber
core
plastic optical
acrylate
Prior art date
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Pending
Application number
JP8001158A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nonaka
毅 野中
Chikasuke Okumi
慎祐 奥見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モノマーとしてメチルメタクリレート及びフ
ッ素アルキルメタアクリレートを用いて、これらを適当
な比率で重合してコアの樹脂とすると、得られた樹脂
は、両モノマーの反応性が異なるためブロック化が起き
やすく、樹脂内でブロック部分で光散乱が起きて、その
結果光の伝送損失を下げることが難しい。本発明は、コ
アにブロック部分のない樹脂を用いて、所望の屈折率を
有しかつ伝送損失に優れたプラスチック光ファイバを提
供する。 【解決手段】本発明のプラスチック光ファイバは、コア
が同心円状複数層から構成されていて、各層に使用され
る樹脂はフッ素原子を有する側鎖の長さの異なるウレタ
ンジ(メタ)アクリレートを重合して得られもので、各
層の屈折率を中心から外方に向かって低下している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送性に優れた
プラスチック光ファイバに関する。
【0002】
【従来の技術】コアもクラッドもプラスチックからなる
光ファイバは、光信号の送受を行う例えば電子装置間に
おいて、その伝送損失が問題にされない近距離の光伝送
路として、ガラス光ファイバに比べて低価格なことから
多用されている。かかるプラスチック光ファイバは、特
に、LAN、ISDN等の次世代通信網構想において重
要となっている。プラスチック光ファイバとしては、図
1(A)に示した屈折率分布を有するステップインデック
ス(SI)型ファイバが実用化されているが、このファ
イバは伝送量が少なく通信用としては適さない。高速伝
送用としては、屈折率分布を放物線状にするのが最も望
ましいが、図1(B)に示した階段状の屈折率分布とする
ことによりSI型に比べて容易に伝送量を増加させるこ
とができる。図1において、1はコア、2はクラッドに
おける屈折率を示す。
【0003】従来において、特開平2−16505号公
報に見られるように屈折率分布を設けるために、モノマ
ーとしてメチルメタクリレート及びフッ素アルキルメタ
アクリレートを用いて、これらを適当な比率で重合して
コアの樹脂とする方法がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法で得られた
樹脂は、両モノマーの反応性が異なるためブロック化が
起きやすく、樹脂内のブロック部分で光散乱が起きて、
その結果光の伝送損失を下げることが難しいという問題
がある。本発明は、かかる問題点を解決して、所望の屈
折率を有しかつ伝送損失に優れたプラスチック光ファイ
バを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のプラスチック光ファイバは、コアが同心
円状複数層から構成されていて、該複数層の各層が屈折
率が中心から外方に向かって低下するように、各層に使
用される樹脂がフッ素原子を有する側鎖の長さの異なる
ウレタンジ(メタ)アクリレートを樹脂の重合単位とし
て含有してなるものであり、炭素−水素間結合の割合を
少なくしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチック光ファイバ
は、コアを構成する樹脂に重合単位として含有する側鎖
にフッ素原子を有するウレタンジ(メタ)アクリレート
として、一般式
【化1】 (式中、Xは水素またはメチル基、Rはアルキル基また
は環状アルキル基、lは0または正の整数、mは正の整
数、nは正の整数)であるのが好ましい。
【0007】上記一般式におけるアルキル基が、−(C
24−または−(CH26−のものが伝送損失の点で
特に好適であり、例えば、以下の化合物を挙げることが
できる。
【0008】
【化2】
【0009】また、上記一般式における環状アルキル基
が下記に示す構造であるものが伝送損失の点で特に好適
である。
【0010】
【化3】
【0011】例えば、以下の化合物を挙げることができ
る。
【0012】
【化4】
【0013】コアを構成する樹脂に重合単位として含有
するウレタンジ(メタ)アクリレートの量は、樹脂組成
物100重量部に対して通常5〜99.99重量部を占
める。紡糸に適する粘度の点から10〜90重量部が好
ましく、15〜80重量部がより好ましい。各層の樹脂
の屈折率を異なるものとするためには、ウレタンジ(メ
タ)アクリレートの樹脂に対する含有量を増すことによ
って樹脂の屈折率を低下させることができる。含有量と
屈折率の関係は、ウレタンジ(メタ)アクリレートの種
類によって異なるが、例えば、m=1、n=11の化合
物を用いた場合は、含有量10%のときの屈折率は、含
有しない樹脂組成物よりも1%程度低下させることがで
きる。
【0014】本発明において、コアにはさらに反応性希
釈剤を重合単位として含有させてもよい。反応性希釈剤
は特に限定されないが、伝送損失の観点からフルオロア
ルキル基を含有するものが望ましい。フルオロアルキル
基を有するアクリレートとして、例えば、以下の化合物
を挙げることができる。
【0015】
【化5】
【0016】反応性希釈剤の量は、その種類によって異
なるが、樹脂組成物100重量部に対して通常0.1〜
90重量部である。0.1重量部未満は、粘度低下の効
果がなく好ましくなく、0.1重量部以上にすると樹脂
の粘度を低下させることができる。90重量部以上とす
ると粘度が低くなり過ぎて、取扱が困難となる。また、
0.1〜60重量部含有させると、粘度の点で好まし
く、1〜40重量部含有するとより好ましい。
【0017】重合開始剤としては、熱重合開始剤が硬化
の点で好ましく、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイ
ド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオ
キサイド、クメンヒドロパーオキサイド、アゾビスイソ
ブチロニトリル等が挙げられる。
【0018】本発明のプラスチック光ファイバは、例え
ば、以下の方法で製造することができる。 ファイバ状
に紡糸する前のロッド状の母材は、以下のようにして作
成される。図2に従って説明すると、先ず最初に、回転
する円筒体3(例えば、ガラス容器等、材質は限定され
ない)の中にモノマー(又はオリゴマー)を含むクラッ
ド溶液4を封入し、円筒体3を回転しながら重合させる
ことによりクラッドポリマー5とし円筒体3の内壁にク
ラッド層を形成する(図2(A))。次に、形成されたク
ラッド層を取り出しその中にコアを形成する樹脂のモノ
マーを含むコアを構成する溶液6を注入する。その後回
転させながら重合させ、クラッド層よりも屈折率の高い
樹脂層を形成する(図2(B))。フッ素含有率の順次少
ないモノマーを用いてこの作業を繰り返して行うことに
より中心から外側に向かって漸次屈折率の低下してなる
母材7を作成する(図2(C))。クラッド層は上記のよ
うに回転させながら重合することによって作製してもよ
いし、クラッド樹脂のロッドの中心に穴を開けて、その
中にコアを形成する樹脂のモノマーを注入してもよい。
母材7をファイバにするには、例えば、図3に示す装置
を用いて、上記のようにして得られた母材を加熱炉に入
れて軟化させ、母材の一端を引っ張ることによって所定
の径のファイバに紡糸する。図3において、8は加熱
炉、9はプラスチック光ファイバ、10は外径モニター
装置、11は巻き取りである。
【0019】
【実施例】
実施例1 クラッド層の樹脂の合成に使用するオリゴマーとして一
般式(1)においてm=1、n=11のもの、反性応希
釈剤としてトリフルオロエチルアクリレートおよび重合
開始剤としてベンゾイルパーオキサイドからなる混合組
成物を回転ガラス円筒体の内壁にて70℃の温度で重合
し、長さ1000mm、外径50mm、内径40mmの
クラッド樹脂円筒体を作成した。次いで、このクラッド
樹脂円筒体の中に、一般式(1)においてm=1、n=
10のオリゴマー、反応性応希釈剤としてトリフルオロ
エチルアクリレートおよび重合開始剤としてベンゾイル
パーオキサイドからなる混合組成物を注入し、クラッド
樹脂円筒体を回転しながら70℃の温度でその内壁に重
合させ、厚み5mmの第1の樹脂層を形成した。さら
に、第1の樹脂層の内側に一般式(1)においてm=
1、n=9のオリゴマー、反応性応希釈剤としてトリフ
ルオロエチルアクリレートおよび重合開始剤としてベン
ゾイルパーオキサイドからなる混合組成物を注入し回転
させながら重合し、第1の樹脂層の内壁に厚み5mmの
第2の樹脂層を形成した。以下、同様にして一般式
(1)においてm=1を一定としnを変化させたオリゴ
マーを用いて各樹脂層の内壁にnの小さい樹脂層を順次
形成させ、クラッド樹脂円筒体を除き層数4の樹脂層を
有するプラスチック光ファイバ母材を作製した。作製し
た母材の屈折率分布を測定したところ、図1(B)に示し
た階段状の分布を形成していた。作製した母材を200
℃で延伸、線引きして、外径650μmのファイバとし
た。得られたファイバの伝送損失測定したところ、波長
650nmで100dB/kmであった。
【0020】実施例2 実施例1と同様のクラッド樹脂円筒体を作製し、次い
で、このクラッド樹脂円筒体の中に、一般式(1)にお
いてm=2、n=10のオリゴマー、反応性応希釈剤と
してトリフルオロエチルアクリレートおよび重合開始剤
としてベンゾイルパーオキサイドからなる混合組成物を
注入し、クラッド樹脂円筒体を回転しながら70℃の温
度でその内壁に重合させ、厚み5mmの第1の樹脂層を
形成した。さらに、第1の樹脂層の内側に一般式(1)
においてm=2、n=9のオリゴマー、反応性応希釈剤
としてトリフルオロエチルアクリレートおよび重合開始
剤としてベンゾイルパーオキサイドからなる混合組成物
を注入し回転させながら重合し、第1の樹脂層の内壁に
厚み5mmの第2の樹脂層を形成した。以下、同様にし
て一般式(1)においてm=2を一定としnを変化させ
たオリゴマーを用いて各樹脂層の内壁にnの小さい樹脂
層を順次形成させ、クラッド樹脂円筒体を除き層数4の
樹脂層を有するプラスチック光ファイバ母材を作製し
た。作製した母材の屈折率分布を測定したところ、実施
例1と同様、図1(B)に示した階段状の分布を形成して
いた。作製した母材を200℃で延伸、線引きして、外
径650μmのファイバとした。得られたファイバの伝
送損失測定したところ、波長650nmで90dB/k
mであった。
【0021】実施例3 実施例1と同様のクラッド樹脂円筒体を作製し、次い
で、このクラッド樹脂円筒体の中に、一般式(1)にお
いてm=3、n=10のオリゴマー、反応性応希釈剤と
してトリフルオロプロピルアクリレートおよび重合開始
剤としてベンゾイルパーオキサイドからなる混合組成物
を注入し、クラッド樹脂円筒体を回転しながら70℃の
温度でその内壁に重合させ、厚み5mmの第1の樹脂層
を形成した。さらに、第1の樹脂層の内側に一般式
(1)においてm=3、n=9のオリゴマー、反応性応
希釈剤としてトリフルオロエチルアクリレートおよび重
合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドからなる混合
組成物を注入し回転させながら重合し、第1の樹脂層の
内壁に厚み5mmの第2の樹脂層を形成した。以下、同
様にして一般式(1)においてm=3を一定としnを変
化させたオリゴマーを用いて各樹脂層の内壁にnの小さ
い樹脂層を順次形成させ、クラッド樹脂円筒体を除き層
数4の樹脂層を有するプラスチック光ファイバ母材を作
製した。作製した母材の屈折率分布を測定したところ、
実施例1と同様、図1(B)に示した階段状の分布を形成
していた。作製した母材を200℃で延伸、線引きし
て、外径650μmのファイバとした。得られたファイ
バの伝送損失測定したところ、波長650nmで100
dB/kmであった。また、このファイバの伝送帯域を
パルス法で調査したところ、波長650nmで100M
Hz・kmで、これはSI型のファイバに比べて約10
倍広い値であった。
【0022】比較例1 クラッド層としてトリフルオロエチルアクリレートのポ
リマーからなる外径50mm、内径40mmのクラッド
樹脂円筒体を用意し、その円筒体の中にメチルメタクリ
レートにトリフルオロエチルアクリレートを溶解させた
溶液(メチルメタクリレートの濃度10%)を注入し、
回転させながら70℃で重合させ、厚さ5mmの第1の
樹脂層を円筒体内壁に形成させた。次いで、メチルメタ
クリレートの濃度の濃い溶液(濃度20%)の注入、重
合の操作を繰り返すことにより、層数4のコア層を形成
させプラスチック光ファイバ母材を作製した。この母材
の屈折率分布を調査したところ、実施例1と同様、図1
(B)に示した階段状の分布を形成しているが、作製した
母材を200℃で延伸、線引きして得られた外径650
μmのファイバの伝送損失測定したところ、波長650
nmで160dB/kmであった。
【0023】比較例2 クラッド層としてトリフルオロブチルアクリレートのポ
リマーからなる外径50mm、内径40mmのクラッド
樹脂円筒体を用意し、その円筒体の中にメチルメタクリ
レートにトリフルオロブチルアクリレートを溶解させた
溶液(トリフルオロブチルアクリレートの濃度10%)
を注入し、回転させながら70℃で重合させ、厚さ5m
mの第1の樹脂層を円筒体内壁に形成させた。次いで、
メチルメタクリレートの濃度のより高い溶液(濃度20
%、30%、40%、50%)を濃度の低いものから高
いものの順に注入、重合の操作を繰り返すことにより、
層数4のコア層を形成させプラスチック光ファイバ母材
を作製した。この母材の屈折率分布を調査したところ、
実施例1と同様、図1(B)に示した階段状の分布を形成
しているが、作製した母材を200℃で延伸、線引きし
て得られた外径650μmのファイバの伝送損失測定し
たところ、波長650nmで170dB/kmであっ
た。
【0024】比較例3 クラッド層としてトリフルオロブチルアクリレートのポ
リマーからなる外径50mm、内径40mmのクラッド
樹脂円筒体を用意し、その円筒体の中にメチルアクリレ
ートにトリフルオロブチルアクリレートを溶解させた溶
液(トリフルオロブチルアクリレートの濃度10%)を
注入し、回転させながら70℃で重合させ、厚さ5mm
の第1の樹脂層を円筒体内壁に形成させた。次いで、メ
チルアクリレートの濃度のより高い溶液(濃度20%、
30%、40%、50%)を低いものから高いものへ順
次注入、重合の操作を繰り返すことにより、層数4のコ
ア層を形成させプラスチック光ファイバ母材を作製し
た。この母材の屈折率分布を調査したところ、実施例1
と同様、図1(B)に示した階段状の分布を形成している
が、作製した母材を200℃で延伸、線引きして得られ
た外径650μmのファイバの伝送損失測定したとこ
ろ、波長650nmで170dB/kmであった。
【0025】
【発明の効果】本発明のプラスチック光ファイバは、以
上説明したように、コアとして炭素−水素間結合の少な
いモノマーであるウレタンジ(メタ)アクリレートを重
合させた樹脂が複数層から構成され、該複数層の各層の
屈折率が中心から外方に向かって低下した樹脂を用いて
いるから、従来のメチルメタクリレートとフッ素アルキ
ルメタアクリレートの共重合体を用いたファイバに比べ
て、伝送特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】A:ステップインデックス(SI)型ファイバ
の屈折率分布を示した図である。 B:コアの各層の屈折率が階段状に変化するファイバの
屈折率分布を示した図である。
【図2】A:円筒体にクラッド樹脂を注入する工程を示
す説明図である。 B:クラッド樹脂円筒体の中にコアとなる樹脂溶液を注
入する工程を示す説明図である。 C:本発明のプラスチック光ファイバを形成するための
中間体である母材の斜視図である。
【図3】母材を加熱延伸し、線引きしてプラスチック光
ファイバを作製するためのプラスチック光ファイバ線引
装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1 コア 2 クラッド 3 円筒体 4 クラッド樹脂溶液 5 クラッド樹脂 6 コア樹脂を形成するモノマー溶液 7 プラスチック光ファイバ母材 8 加熱炉 9 プラスチック光ファイバ 10 外径モニター装置 11 巻き取り

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コアと該コアの外周を覆うクラッドから
    なり、該コアが同心状の複数層から構成され、該複数層
    の各層が、屈折率が中心から外方に向かって低下するよ
    うに、フッ素原子を有する側鎖の長さの異なるウレタン
    ジ(メタ)アクリレートを重合単位として含有する樹脂
    からなることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
  2. 【請求項2】 ウレタンジ(メタ)アクリレートが、一
    般式 【化1】 (式中、Xは水素またはメチル基、Rはアルキル基また
    は環状アルキル基、lは0または正の整数、mは正の整
    数、nは正の整数)である請求項1記載のプラスチック
    光ファイバ。
  3. 【請求項3】 コアを構成する樹脂に更に該樹脂の重合
    単位として反応性希釈剤を含有する請求項1記載のプラ
    スチック光ファイバ。
JP8001158A 1996-01-09 1996-01-09 プラスチック光ファイバ Pending JPH09189813A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999005548A1 (fr) * 1997-07-25 1999-02-04 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Fibre optique de type a profil d'indice de refraction
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