JPS6122313A - プラスチツク系光伝送性繊維 - Google Patents

プラスチツク系光伝送性繊維

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JPS6122313A
JPS6122313A JP59142121A JP14212184A JPS6122313A JP S6122313 A JPS6122313 A JP S6122313A JP 59142121 A JP59142121 A JP 59142121A JP 14212184 A JP14212184 A JP 14212184A JP S6122313 A JPS6122313 A JP S6122313A
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JP
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material layer
layer
polymer
core material
sheath
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JP59142121A
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English (en)
Inventor
Takashi Yamamoto
隆 山本
Ryuji Murata
龍二 村田
Yasuteru Tawara
康照 田原
Hiroshi Terada
寺田 拡
Kenichi Sakunaga
作永 憲一
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.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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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】 〔発明の分野〕 本発明はプラスチック系光伝送性繊維に関する。
〔従来技術〕
従来、光伝送性繊維としては、広い波長にわたってすぐ
れた光伝送性を有する無機ガラス系光学繊維が知られて
いるが、加工性が悪く、曲げ応力に弱いばかシでなく高
価であることから、グラスチックを基材とする光伝送性
繊維が開発されている。グラスチック系光伝送性繊維は
屈折率が大きく、かつ光の透過性が良好な重合体を芯材
とし、これよりも屈折率が小さくかつ透明な重合体を鞘
材として芯−鞘構造を有する繊維を製造することによっ
て得られる。光透過性の高い芯成分として有用な重合体
としては、無定形の材料が好ましく、ポリメタクリル酸
メチル、ポリカーがネート、あるいはポリスチレンが一
般に使用されている。このうちポリメタクリル酸メチル
は透明性をはじめとして力学的性質、耐候性等に優れ、
高性能プラスチック光伝送性繊維の芯材として工業的規
模で用いられている。しかし、ポリメタクリル酸メチル
はガラス転移温度(Tg)が100℃であυ、耐熱性の
面で用途が限られるものとなっていた。
さらに、ポリカーrネートを芯材としたプラスチック光
伝送性繊維も種々提案されているが、ポリカーボネート
の光伝送損失が大きいこと、また耐熱性に優れた鞘材が
開発されていないため実用化には至っていない。
このため、例えば特開昭58−18608号等において
は、鞘材の周囲に更に保護層等を設けた3層以上の構造
として機械的強度及び耐熱性を高めることが提案されて
いる。
しかるに、この様な構造上の改良にも拘らず、従来のプ
ラスチック系伝送性繊維に共通の欠点として、熱収縮の
量が大きいことが挙げられ、この点についての改良が十
分になされてい彦いのが現状である。このため、例えば
自動車や船舶のエンジンルーム内といった高温部所に設
置する光通信手段や光センサ一手段として使用すると、
熱収縮による光伝送特性の低下が著しく、利用の面で制
約を受けるという欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、かかる従来の欠点を克服し、優れた耐
熱性並びに機械的特性を有すると共に、高温においても
良好な光伝送特性を発揮することのできるプラスチック
系光伝送性繊維を提供することにある。
上記目的は、メタクリル酸メチル単位を少なくとも70
重量係含有する透明なメタクリル系重合体からなる芯材
層、前記芯材層の屈折率よ、り0.01饅以上低い屈折
率を有する実質的に透明な含フツ素重合体からなる鞘材
層、及び極限粘度数〔y〕(塩化メチレン中、20℃)
が0.45〜0.70 dt/9のポリカーrネートか
らなる保護層を基本構成単位とするプラスチック系光伝
送性繊維によって達成される。
〔実施態様〕
本発明のプラスチック系光伝送性繊維の構造は、例とし
て横断面図を第1図に示したが、内部より芯材層1.鞘
材層2及び保護層3を基本構成単位とし、使用目的に応
じて保護層3の周囲に、更に第4層、第5層・・・・・
の被覆層を設けてもよく、また重合体繊維、金属線等の
テンションメンバー6、あるいはフィルム、紙状物等を
保護層より外部に介在させてもよい。
第1図aは3層構造の光ファイバー、bは4層構造の光
ファイバー、Cは5層構造の光ファイバ+、tlは3層
構造の光ファイバーの外周にテンションメンバー6を介
して第4層の被覆層が設けられてなる光フアイバーケー
ブル、eは3層構造の光ファイバーを複数本束ねて被覆
してなる光フアイバーケーブルである。
芯材層1として使用されるメタクリル系重合体は単量体
重量%に換算して少なくとも70%がメタクリル酸メチ
ルからなる重合体である。30重量%を超えない範囲で
メタクリル酸メチルと共重合可能な他の単量体を共重合
することができるが、このメタクリル酸メチルと共重合
可能な単量体として好適なものとしては、例えばアクリ
ル酸メチル、アクリル酸エチル等のアクリル酸エステル
、メタクリル酸エチル、メタクリル酸シクロへ中シル、
メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸エステル、スチ
レンなどのビニル系単量体を挙げることができる。これ
らの共重合単量体はメタクリル系重合体の加工性、耐熱
性を良くするものであるが、大量の添加は光伝送性能を
低下させる傾向にあるので、前述の様に30重量%を超
えない範囲、更に好ましくは10重量多以下の範囲で共
重合させるのが望ましい。また、これらメタクリル系共
重合体の水素原子の全部あるいは一部が重水素原子で置
換された重水素化重合体が使用可能でおる。
鞘材層2としては、芯成分の屈折率より0.01以上小
さい屈折率を有する実質的に透明な含フツ素重合体が使
用されるが、通常は芯成分との屈折率の差が0.01〜
0.15の範囲にある含フツ素重合体から選択するのが
よい。鞘材層を構成する含フツ素重合体の種類に特に制
限はなく、従来公知のものでよいが、例えば特公昭43
−8978号、特公昭56−8321号、特公昭56−
8322号、特公昭56−8323号及び特開昭53−
60243号等に開示されている様なメタクリル酸とフ
ッ素化アルコール類とからなるエステル類を重合させた
ものなどが使用可能である。このエステル類の具体例と
しては、例えばメタクリル酸2,2.2− )リフルオ
ロエチル、メタクリル酸2.2.3.3−テトラフルオ
ログロビル、メタクリル酸2,2,3.3.3−ペンタ
フルオロプロピル等を挙げることができる。また、これ
らの含フツ素メタクリル酸エステルの1種又は2種以上
を用いて、例えば特開昭59−7311号、特願昭57
−230436号明細書等に記載されている如き、含フ
ツ素メタクリル酸エステル、このエステルを共重合可能
なビニル単量体及び親水性単独重合物を形成しうるビニ
ル単量体からなる共重合体を用いてもよい。また、例え
ば特公昭43−8978号あるいは特公昭53−422
60号に記載されている様なフッ化ビニリデン系重合体
、あるいはフッ化ビニリデン−へキサフルオロプロピレ
ン系共重合体等を使用することもできる。保護層3とし
て使用される好適なポリカーボネートとしては一般式%
式% で表わされる脂環族ポリカーがネート、で表わされる芳
香族ポリカーがネート等が挙げられる。
マタ、これらと4.4′−ジオキシジフェニルエーテル
、エチレングリコール、P−キシリレングリコール、1
.6−ヘキサンジオール等のジオキシ化合物との共重合
体も使用することができるが、耐熱性の観点から熱変形
温度が120℃以上のものが好ましい。
ここで熱変形温度とはASTMD −648、荷重4.
6 #/−における測定値をいう。
本発明の特徴点の1つは、かかるポリカーボネートとし
て、極限粘度数〔y〕(塩化メチレン中、20℃)が0
.45〜0.70 at/9のポリカーボネートを選択
使用することにある。〔y〕が0.45 dl/g未満
であると、前述の従来の欠点が顕現し、機械的強度、熱
収縮率及び耐熱性の点で満足のゆく特性が得られない。
また〔y〕が0.75 dt/9を超えると賦形性が悪
くなり、実用的ではなくなる。かかる高〔y〕値のポリ
カーがネートとしては、従来公知の重合法により製造さ
れたものを用いることができ、通常は塊状重合法により
調製されたものであることが好ましい。また、常法によ
り重合温度等の重合条件のコントロール、重合開始剤、
鎖移動剤等の選択使用を行ない、重合度を制御すること
により、所望の〔菅〕値を得ることができる。
また、保護層に使用されるポリカーがネートに、カーが
ンゾラック、タルク、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊
維、炭素繊維等の無機物あるいは有機物のフィラーを充
填することも可能である。
本発明のプラス、チック系光伝送性繊維の製造方法とし
ては、芯材層1に対する鞘材層2及び保護層3の被覆方
法からみて、次の3つの方法を挙げることができる。1
つは、芯材層1、鞘材層2及び保護層3をそれぞれ構成
する成分を溶融状態のもとて特殊ノズルによって配合し
つつ吐出して賦形する、所謂複合紡糸方式といわれるも
のである。
(1す もう1つは、芯材層1及び鞘材層2のみを前述の複合紡
糸方式で賦形した後、これに適宜の溶剤に溶かした保護
層3の成分を被覆し、脱溶剤して光伝送性繊維とする複
合紡糸方式とコーティング方式とを折衷した方式、他の
1つは、まず芯材層1の成分を所定の繊維に賦形した後
、これに適宜の溶剤に溶かした鞘材層2の成分を被覆し
て脱溶剤し、次いでこれも適宜の溶剤に溶かした保護層
3の成分を被覆し脱溶剤するコーティング方式である。
これら3者を比較した場合、複合紡糸方式は生産性が高
く、装置の簡略化もはかることができる省力、省エネル
ギープロセスである。さらに、広範囲の太さの光伝送性
繊維を製造することができる、工程の管理が容易である
などの利点が611、工業的にきわめて有利な方式でオ
リ、この方式により低コストの高性能繊維の製造が可能
である。
複合紡糸方式による場合、芯材層成分溶融押出機、鞘材
層成分溶融押出機、及び保護層成分溶融押出機からなる
複合紡糸機によって製造される。
芯成分は溶融押出機によって溶融され、計量ポンプで一
定量紡糸ヘッドに供給され、鞘成分及び保護層成分も同
様にしてそれぞれ紡糸ヘッドに供給される。紡糸ヘッド
内の例えば第2図の様な構造の紡糸口金で3層構造に賦
形され吐出され、冷却同化の後、巻取られ、場合によっ
ては延伸あるいはアニール処理される。第2図で(A)
から芯材層成分、(B)から鞘材層成分、(C)から保
護層成分がそれぞれ供給され、(D)から吐出される。
また、例えば芯材層成分と保護層成分とが同じ場合には
、これら成分を紡糸ヘッドまで同じ径路で供給し、例え
ば第3図に示した紡糸口金を用い、分配使用するといっ
たこともできる。第3図では、(E)から芯材層成分及
び保護層成分が供給され口金内で分配されて(B)から
の鞘材層成分と共に3層構造に賦形され、(D)から吐
出される。
本発明のゾ2スナック系光伝送性繊維を製造する場合に
は、かかる複合紡糸方式において、溶融押出を高温で行
なうことにより、高温下における光伝送特性はじめとす
る本発明の目的とする特性が更に改良される。
即ち、メタクリル系重合体を芯材とする場合、従来22
0〜240℃で溶融押出を行なっていたのを240〜2
70℃まで高めることが好ましい。
又複合紡糸方式においては、紡糸温度で測定した保護層
重合体の溶融流動指数(ASTPM 01238に準拠
、荷重5.0に9)が、同一条件で測定した芯材層重合
体の溶融流動指数と同じであるか、もしくはより大きい
関係にあるのが好ましい。保護層重合体の溶融流動指数
が芯材層重合体の溶融流動指数より小さい場合には、ノ
ズル内でのポリマー流動が乱れ易く、均一な界面形成を
行うことが不可能になり、光伝送損失の増加を誘起する
原因となる。かかる高温の溶融押出を行なうことにより
、熱収縮特性等が改良されるばかりでなく、光伝送性繊
維をケーブル化する際に、200℃近い熱履歴を受ける
ことが可能となるため、より高い耐熱性を有する被覆材
を選択使用することができ、被覆材の選定幅が広くなる
という、別異の効果も奏される。
本発明の光伝送性繊維における芯材層1、鞘材層2及び
保護層3の厚さ及び太さは光伝送性繊維の使用目的に応
じて適宜設定される。例えば第2図あるいは第3図の紡
糸口金において各供給口におけるオリアイスの管径及び
管長を変えることにより厚さ及び太さがコントロールさ
れる。
以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。
なお実施例中の部は重量部を示す。
光伝送性能の評価は特開昭58−7602号公報第4図
に示す装置によって測定することにより行なわれた。
実施例1 スパイラルリカン型攪拌機をそなえた反応槽と2軸スク
リユ一ベント型押出機からなる揮発物分離装置を使用し
て連続塊状重合法によりメタクリル酸メチル100部、
t−ブチルメルカプタン0.40部、ジ−t−ブチルパ
ーオキサイド0.0017部からなる単量体混合物を重
合温度155℃、平均滞在時間4.0時間で反応させ、
溶融流動指数(FR。
240℃、荷重5.0kg)が7ポリメチルメタクリレ
ートを調製し、次いでベント押出様の温度をベント部2
60℃、押出部250℃、ベント部真空度4mHgとし
て揮発部を分離し、芯成分重合体として240℃に保た
れたギヤポンプ部を経て240℃の芯鞘保護層三成分複
合紡ヘッドに供給した。
一方メタクリル酸クロライドと2.2.3.3.3−ペ
ンタフルオロノロパノールとから製造したメタクリル酸
2,2.3.3.3− ペンタフルオロノロビル100
部とメタクリル酸1部をアゾビスイソブチロニトリルを
触媒として少量のれ一オクチルメルカプタンの存在下で
重合し、屈折率1.417の鞘成分重合体を得た。この
鞘成分重合体を220℃に設定されたスクリュー溶融押
出機でギヤポンプを経て250℃の複合紡糸ヘッドに供
給した。
又、一方保護層用重合体として下記構造式を有し、下記
表に示した〔智〕及びFR値のポリカーがネートに、カ
ーがンブラック3.Q%を溶融混練したポリマーを25
0℃に設定されたスクリュー溶融押出機でギヤポンプを
経て240℃の複合紡糸ヘッドに供給した。
構造式: 同時に供給された芯材層と鞘材層及び保護層の溶融ポリ
マーは紡糸口金(ノズル口径3mψ〕を用い、240℃
で吐出され、冷却固化の後、3m//!1mの速度で引
き取り、さらに連続して非接触式の熱風延伸炉にて1.
60°で1.8倍に延伸して巻取シ、芯材部径984μ
m鞘材部厚さ8μm1保護層厚さ250μmからなる外
径的1.5霧の三層構造の光伝送性繊維を得た。顕微鏡
による観察では芯材層・鞘材層・保護層は同心円に配置
した真円であシ、気泡や異物の存在は認められなかった
この光伝送性繊維の熱収縮率(130℃×24時間の熱
処理による収縮率)及び光伝送損失(常温及び130℃
)を測定した。結果を表に示した。
実施例2〜3.比較例1〜2 保護層に使用するポリカーがネートの〔ツ〕及びFRを
表に示す値とした以外は、実施例1と同様にして光伝送
性繊維を得た。熱収縮率及び光伝送損失を測定し、結果
を表に示した。
宍 真性)〔ダ〕:塩化メチレン中、20℃、単位dt/g
、FR:240℃、荷重5.0klil、単位1710
分。
【図面の簡単な説明】
第1図(、)〜(・)は本発明の光伝送性繊維の横断面
図、第2図、第3図は三層構造光伝送性繊維製造用の紡
糸口金の構造の一例を示す断面図である。 1・・・芯材層、      2・・・鞘材層、3・・
・被覆層、     B・・・鞘材層成分供給口、A、
E・・・基材層成分供給口、 C,E・・・保護層成分供給口、 D・・・吐出口。 第1図 (e) 第2図 第3図 D        D

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)芯材層、鞘材層及び保護層を基本構成単位とする
    プラスチック系光伝送性繊維であって、前記芯材層がメ
    タクリル酸メチル単位を少なくとも70重量%含有する
    透明なメタクリル系重合体からなり、前記鞘材層が前記
    芯材層の屈折率より0.01%以上低い屈折率を有する
    実質的に透明な含フツ素重合体からなり、かつ前記保護
    層が極限粘度数〔y〕(塩化メチレン中、20℃)が0
    .45〜0.70dl/gのポリカーボネートからなる
    ことを特徴とするプラスチック系光伝送性繊維。
  2. (2)紡糸温度で測定した保護層重合体の溶融流動指数
    が、同一条件で測定した芯材層重合体の溶融流動指数と
    同じであるかもしくはより大きい関係にある特許請求の
    範囲第(1)項記載のプラスチック系光伝送性繊維。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS636517U (ja) * 1986-06-26 1988-01-16
EP0824059A1 (de) * 1996-08-12 1998-02-18 Veritas Gummiwerke Ag Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Schlauches
US6842575B2 (en) 1999-11-29 2005-01-11 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Optical fiber cord and optical fiber cord with a plug
WO2011070922A1 (ja) * 2009-12-11 2011-06-16 積水化学工業株式会社 屈折率分布型プラスチック光ファイバー

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