JPH11153717A - 屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法 - Google Patents

屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法

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JPH11153717A
JPH11153717A JP9319920A JP31992097A JPH11153717A JP H11153717 A JPH11153717 A JP H11153717A JP 9319920 A JP9319920 A JP 9319920A JP 31992097 A JP31992097 A JP 31992097A JP H11153717 A JPH11153717 A JP H11153717A
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JP
Japan
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monomer
fiber
plastic
refractive index
polymer
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JP9319920A
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Tetsuya Nakamura
哲也 中村
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Publication date
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外径が一定である屈折率分布型プラスチック
光ファイバを製造できる方法を提供する。 【解決手段】 高屈折率の化合物を含むプラスチックフ
ァイバを、該プラスチックを形成するモノマーにより膨
潤させ、ファイバ内で該モノマーと該高屈折率の化合物
を相互に拡散させ、拡散したモノマーおよびファイバ周
囲のモノマーを重合させることからなる屈折率分布型プ
ラスチック光ファイバの製造方法において、該プラスチ
ックファイバを、モノマーにより膨潤する前に、該モノ
マーには溶解しないが膨潤される重合体により被覆し、
その後モノマーにより膨潤させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、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】屈折率分布型[GI(graded index)
型]プラスチック光ファイバ用プリフォームの製造方法
が、特開平7−5329号公報および特開平7−533
1号公報に記載されている。これらの方法では、屈折率
の分布を形成する為に、屈折率の異なる複数の溶液(塗
布液)を用い、溶液を吹き付けまたは塗布する。溶液
は、流れないために、ある程度の粘度を有する必要があ
るが、粘度の高い溶液を均一に塗布することは困難であ
る。一方、塗布できる粘度では、液ダレが起こる。
【0003】また、溶液の粘度が形成された層の厚みに
影響するので、粘度を精密に調節する必要があるが、溶
媒などの揮発性成分の蒸発などにより、粘度を絶えず一
定に調節することは困難である。塗布もしくは噴霧条件
を制御しても、長さ方向および/または半径方向におけ
る屈折率分布を均一にすることは非常に困難である。そ
の上、塗布した溶液層から溶媒などを完全に除去するの
も困難であり、プリフォーム中に残存する溶媒が、線引
き工程で気泡を形成する。また、溶媒の急激な蒸発によ
り、気泡が発生する可能性が高い。これら気泡は、光フ
ァイバの伝送損失を増す。残存する溶媒も伝送損失を上
昇させる。
【0004】特開平7−13029号公報には、異なる
配合比、従って異なる屈折率の原料蒸気を支持棒の下端
部に吹き付けて、屈折率分布型プラスチック光ファイバ
用プリフォームを成長させる方法が開示されている。し
かし、この方法では、各層の厚さを正確に制御し、かつ
屈折率の分布を所定通りに形成することは困難であると
考えられる。屈折率分布型プラスチック光ファイバを製
造する方法が、特開平7−27928号公報に記載され
ている。この方法は、透明な重合体の成型物の中へ、重
合体と相溶性を有しかつ屈折率の異なる透明な非重合性
化合物を拡散させることにより、重合体成型物中に屈折
率分布を形成する。しかし、拡散により屈折率分布を精
密に制御することはほとんど不可能である。部分的に屈
折率が低い部分があったり、屈折率の高い部分と低い部
分の境目が存在するようになり、連続的な屈折率分布が
得られなくなる。その上、拡散のためにはプラスチック
ファイバを高温に加熱しなければならないが、高温に加
熱すると、ファイバが延伸されたり、溶融したりして、
安定にファイバを製造することができない。また、テン
ションのかかった状態で実施すると、ソルベントクラッ
クにより、ファイバが切断されることがある。
【0005】WO93/08488は、重合体からなる
円筒状容器の内壁からモノマーの重合を進行させ、屈折
率分布を形成する方法を開示している。具体的には、円
筒状容器としてPMMA管を用い、PMMA管の中空部
にコアを作製する。このPMMA管は、MMAモノマー
溶液の入ったガラス管を回転させながら該モノマーを加
熱重合することで作製され、コアは、非重合性化合物を
含むMMAモノマー溶液をPMMA管に注入し、回転さ
せながら加熱重合することにより形成され、これにより
屈折率分布を有するプリフォームが作製できる。得られ
たプリフォームを加熱溶融により線引して、所定の径の
光ファイバを得る。円筒重合体管にコアの原料であるモ
ノマー溶液を注入すると、該原料モノマーは、重合体管
の内壁表面を一部溶かす。重合はゲル効果により、粘度
が高くなった内壁表面から円筒の中心に向かって進行す
るので、中心に向かうほど屈折率の大きい非重合性化合
物の濃度が高くなる。したがって、連続的な屈折率分布
が形成される。ここで、クラッドとなる円筒管を形成す
る重合体は、コアとなる重合体の一部または大部分と同
一のモノマーから重合した重合体で、コアの原料である
モノマー溶液に溶けることが条件である。
【0006】WO93/08488に開示の方法では、
コア部の中心部と周辺部との間の屈折率差(Δn)は、
コアポリマー中の非重合性化合物の濃度によって制限さ
れる。屈折率差を大きくするには、非重合性化合物の濃
度を上げればよい。しかしながら、液体である非重合性
化合物の濃度を高くすると、ポリマーのガラス転移点が
低下する。ガラス転移点が低下すると、すなわちポリマ
ーが可塑化されると、コア中の屈折率分布が、コアの中
心部で平坦化してしまい、屈折率分布がほとんどなくな
って、伝送帯域が低下する。
【0007】特開平9−218311号公報には、高屈
折率の化合物を含むプラスチックファイバ用ロッドを、
該プラスチックを形成するモノマーにより膨潤させ、ロ
ッド内で該モノマーと該高屈折率の化合物を相互に拡散
させ、拡散したモノマーおよびロッド周囲のモノマーを
重合させることからなる屈折率分布型プラスチック光フ
ァイバ用プリフォームの製造方法が開示され、特開平9
−230146号公報には、高屈折率の化合物を含むプ
ラスチックファイバを、該プラスチックを形成するモノ
マーにより膨潤させ、ファイバ内で該モノマーと該高屈
折率の化合物を相互に拡散させ、拡散したモノマーおよ
びファイバ周囲のモノマーを重合させることからなる屈
折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法が開示さ
れている。しかし、コアロッドをファイバに延伸した後
にモノマーに浸漬すると、プラスチックはモノマーに溶
解するため、外径が細くなる。また、ファイバ表面の凹
凸に応じて部分的に細くなり、外径が一定でなくなる。
特に、製造工程において何らかの原因でファイバ表面に
擦り傷が入ると、その部分から選択的に溶解が進むみ、
部分的に外径が著しく減少する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、外径が一定
である屈折率分布型プラスチック光ファイバを製造でき
る方法を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題は、高屈折率の化合物を含むプラスチックファイバ
を、該プラスチックを形成するモノマーにより膨潤さ
せ、ファイバ内で該モノマーと該高屈折率の化合物を相
互に拡散させ、拡散したモノマーおよびファイバ周囲の
モノマーを重合させることからなり、該プラスチックフ
ァイバを、モノマーにより膨潤する前に、該モノマーに
は溶解しないが膨潤される重合体により被覆する屈折率
分布型プラスチック光ファイバの製造方法により解決す
ることができる。
【0010】光ファイバを形成するプラスチック、従っ
て前駆体であるプリフォームを形成するプラスチック
は、無色で透明性の高い重合体であるのが好ましい。そ
のような重合体を与えるモノマーとして、以下のような
メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン
系化合物、フッ素化アクリル酸エステル、フッ素化メタ
クリル酸エステル等を例示することができる: (a)メタクリル酸エステル メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸イソプロピル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル
酸ベンジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸シク
ロヘキシル、メタクリル酸ジフェニルメチル等; (b)スチレン系化合物 スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、ブロ
モスチレン、ジクロロスチレン、ジブロモスチレン等; (c)フッ素化アクリル酸エステル 2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート等; (d)フッ素化メタクリル酸エチル 1,1,2−トリフルオロエチルメタクリレート等。 本発明においては、上記モノマーからいずれか1種また
は2種以上を適宜選択して使用し、屈折率を調製するこ
とができる。
【0011】このようなモノマーを、屈折率が得られる
重合体よりも高い化合物、好ましくは非重合性化合物の
存在下に、好ましくはラジカル重合し、成形してプラス
チックロッドを製造する。そのような化合物は、モノマ
ーおよび重合体との相溶性が高く、高い沸点、例えば2
00℃以上の沸点を有するのが好ましい。また、好まし
くは重合体よりも少なくとも0.02高い屈折率を有す
る。
【0012】そのような高屈折率の化合物としては、フ
タル酸ビス(2−メチルヘキシル)、フタル酸ジメチルな
どのフタル酸エステル、セバシン酸ジブチルなどのセバ
シン酸エステル、アジピン酸ジヘキシルなどのアジピン
酸エステル、安息香酸ベンジルなどの安息香酸エステ
ル、ジフェニルスルフィドなどの硫黄系化合物、および
ハロゲン化化合物などから、プラスチックの種類に応じ
て、1種または2種以上が選択される。
【0013】次いで、得られたプラスチックロッドを延
伸して、適当な外径のプラスチックファイバを製造しす
る。本発明では、このプラスチックファイバを、モノマ
ーにより膨潤するが溶解されない重合体、好ましくは架
橋共重合体により被覆する。このような重合体は、ロッ
ドを構成するプラスチックと膨潤に用いるモノマーの種
類に応じて、適宜選択すればよい。例えばプラスチック
ファイバがポリメチルメタクリレート製である場合、重
合体としてはメタクリル酸メチルと多官能性モノマー
(例えば、エチレングリコールジメタクリレートなど)
との共重合体を用いればよい。多官能性モノマーは、メ
タクリル酸メチルに対して適宜の量、例えば5〜7重量
%添加し、モノマー混合物をラジカル重合すると、架橋
された共重合体が得られる。
【0014】あるいは、アルリル酸またはメタクリル酸
系の多官能性モノマー(例えば、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート、ヘキサジオールジアクリレート、ト
リプロピレングリコールジアクリレート、エチレングリ
コールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタ
クリレート、トリエチレングリコールジメタクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,
6−ヘキサジオールジメタクリレート、2−ヒドロキシ
−1,3−ジメタクリロキシプロパン、トリメチロール
プロパントリメタクリレート)に、紫外線などの放射線
を照射することにより、架橋重合体を得ることができ
る。さらに、市販の紫外線硬化型樹脂を用いてもよい。
【0015】ファイバ表面にモノマーを塗布する方法と
して、塗布用ダイスにファイバを通し、紫外線照射また
は加熱によりモノマーを重合し、架橋する方法が好まし
く例示できる。この方法では、モノマー混合物を予備重
合し、液の粘土をある程度上昇させてから塗布すると、
紫外線照射または加熱による重合、架橋を促進すること
ができる。紫外線照射または加熱による重合方法および
条件は、従来の技術と同様でよい。ファイバ周囲の重合
体被覆の厚さは、モノマーによるファイバの膨潤を妨げ
ない程度に調整する。通常、重合体被覆の厚さは、10
〜300μm、好ましくは50〜200μmである。
【0016】次いで、重合体より被覆したプラスチック
ファイバをモノマーに浸漬し、モノマーをファイバ内に
拡散させ、拡散したモノマーおよびファイバ周囲にある
モノマーを重合させて、プラスチック光ファイバを完成
する。重合は、モノマーの種類に応じて、加熱、放射線
照射(例えば、紫外線照射)などにより進行させること
ができる。加熱による場合、重合体を溶融するような高
温にする必要はなく、モノマーが揮発しない程度の比較
的低温で重合させることができる。
【0017】本発明によれば、モノマーにより膨潤する
前にプラスチックファイバを重合体により被覆するの
で、モノマーにより膨潤させる段階でファイバはモノマ
ーに溶解することがない。従って、ファイバ径が減少す
ることはなく、またファイバ径の不規則な変動も生じな
い。また、重合体として種々の屈折率をもつものを用い
れば、様々な屈折率分布を有するプラスチック光ファイ
バを得ることができる。例えば、コアとなるファイバよ
りも屈折率の低い重合体を被覆すれば、NAの大きい光
ファイバが得られる。
【0018】
【実施例】実施例1 (1)精製したメタクリル酸メチル(MMA)と安息香
酸ベンジル(BEN)(屈折率1.568)を重量比
5:1で混合し、重合開始剤としてアゾイソブチロニト
リル(AIBN)0.1重量%および連鎖移動剤として
n−ブチルメルカプタン0.12重量%を加え、密閉し
た重合管中、無酸素下、110℃で、20時間重合し
た。得られた重合体を、直径600μmのファイバい賦
型した。 (2)エチレングリコールジメタクリレート(EDM
A)1重量%および開始剤としてAIBN 重量%を
含むMMAを50℃で30分間加熱し、粘度が上昇した
ところで、ダイスを通して、(1)で得たプラスチック
ファイバに塗布した。その後、紫外線を照射して、塗布
したMMAを重合、固化した。架橋PMMA層を被覆し
たプラスチックファイバの外径は811μmであった。 (3)次いで、BEN0.1重合%およびN−ブチルメ
ルカプタン0.1重合%を含むMMAに、(2)で得た
被覆プラスチックファイバを浸漬した。90分間浸漬し
た後、ファイバをモノマー液から取り出し、50℃から
120℃まで加熱してMMAモノマーを重合した。ファ
イバの加熱は、円筒状の加熱器を用い、ファイバをその
中に通して行った。得られたファイバの外径は815μ
mであった。得られた光ファイバの伝送損失は、192
dB/kmであった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高屈折率の化合物を含むプラスチックフ
    ァイバを、該プラスチックを形成するモノマーにより膨
    潤させ、ファイバ内で該モノマーと該高屈折率の化合物
    を相互に拡散させ、拡散したモノマーおよびファイバ周
    囲のモノマーを重合させることからなる屈折率分布型プ
    ラスチック光ファイバの製造方法において、該プラスチ
    ックファイバを、モノマーにより膨潤する前に、該モノ
    マーには溶解しないが膨潤される重合体により被覆する
    ことを特徴とする製造方法。
JP9319920A 1997-11-20 1997-11-20 屈折率分布型プラスチック光ファイバの製造方法 Pending JPH11153717A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006233198A (ja) * 2005-01-31 2006-09-07 Toray Ind Inc 相互侵入高分子網目構造体および研磨パッドならびに相互侵入高分子網目構造体および研磨パッドの製造方法
US8314192B2 (en) 2006-07-28 2012-11-20 Toray Industries, Inc. Interpenetrating polymer network structure and polishing pad, and process for producing the same

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