JPS61240206A - プラスチツク光フアイバ - Google Patents

プラスチツク光フアイバ

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JPS61240206A
JPS61240206A JP60080244A JP8024485A JPS61240206A JP S61240206 A JPS61240206 A JP S61240206A JP 60080244 A JP60080244 A JP 60080244A JP 8024485 A JP8024485 A JP 8024485A JP S61240206 A JPS61240206 A JP S61240206A
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polycarbonate
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optical fiber
polymer
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Takashi Yamamoto
隆 山本
Katsuhiko Shimada
島田 勝彦
Ryuji Murata
龍二 村田
Yasuteru Tawara
康照 田原
Hiroshi Terada
寺田 拡
Kenichi Sakunaga
作永 憲一
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

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、光フアイバ心線、光、ファイバコート0、あ
るいは光フアイバケーブルなどとして利用することので
きるプラスチック光ファイバに関する。
〔従来の技術〕
従来、光伝送用光7アイパとしては、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りで
なく高価であることから合成樹脂を基体とするプラスチ
ック光ファイバが開発されている。合成樹脂製の光ファ
イバは屈折率が大きく、かつ光の透過性が良好な重合体
を芯とし、これよりも屈折率が小さくかつ透明な重合体
を鞘として芯−鞘構造を有する繊維を製造すること忙よ
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、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
ファイバの芯材として工業的に用いられている。
しかし、ポリメタクリル酸メチルを芯としたプラスチッ
ク光伝送性繊維はポリメタクリル酸メチルのガラス転移
温度(Tg)  が100℃であシ、使用環境条件が1
00℃以上になると全く使用できないものであシ、この
耐熱性の制限がプラスチック光ファイバの用途を限られ
たものにしている。
このため、例えば特開昭58−18608号等において
は、鞘材の周囲K、例えばポリカーボネート、ポリアミ
ド、ポリアセタール等の耐熱性を有し且つ高強度である
エンジニアリングプラスチックを用いて3層以上の構造
として、光ファイバの機械的性質や耐熱性を改良するこ
とが提案されているが、この様な材料を用いても、材料
の使用特性の選択や材料組合せの最適化が十分ではなく
、耐熱性が所望の程度に向上せず、高温時の光伝送損失
の劣化が起シ、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
ての利用を著しく立遅らせていた。
〔発明の解決すべき問題点〕
本発明は、前述した従来のプラスチ、り光ファイバに付
随する耐熱性及び光伝送損失の問題点を解決し、耐熱性
に優れしかも低光伝送損失のプラスチック光ファイバを
提供するものである。
、   〔問題点を解決するための手段〕即ち、上記問
題点を解決する手段として見出された本発明のプラスチ
ック光ファイバは、極限粘度(塩化メチレン中、20℃
)が0.3〜0.6 aA/yのポリカーボネートから
成る芯材層、含フ、素Iリマーから成る鞘材層、及び熱
変形温度が125℃以上のポリカーボネートからなる保
護層を基本構成単位とすることを特徴とするものである
〔実施例〕
第1図乃至第3図は、本発明のプラスチ、り光  ゛フ
ァイバの構成例を説明するための横断面図である。
第1図の例は、芯材層(コア)1、鞘材層(クラ、ド)
2及び保護層3の3層構造を有する光フアイバ心線であ
る。
以下、第1図と同一の要素を同一の符号で表わすと、 第2図の例は、コア1、クラッド2、有機重合体で構成
される保護層3、並びに有機重合体のシャケ、ト材で構
成される被覆層4の4層構造を有する光ファイバケーツ
ルである。
第3図の例は、コア1、クラ、ド2及び有機重合体で構
成される保護層3の3層構造の光フアイバ心線5の複数
本を、有機重合体のシャケ、ト材の被覆層4で被覆した
多心光フアイバコードである。
本発明のプラスチ、り光ファイバの構成は、第1図乃至
第4図の例に限定されず、少なくとも基本構成単位が、
本発明で使用するコア及びり2゜ドで構成されていれば
よい。また、例えば光7アイパ中に、鋼製やFRP製の
テンシ冒ンメンパや金属被膜を組込むといった、7アイ
ノ々構成を採用することもできるし、被覆を更に所望の
層数重層させた構成としてもよい。
コア1を構成する好適なポリカーボネートとしては、一
般式子〇−R1−0−C−)n  で表わされるもの、
ことでR1が で表わされる脂環族ポリカーゴネート で表わされる芳香族ポリカーボネート等が挙げられる。
また、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−キシソレングリコール、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。
コア1を構成するポリカー−ネートの極限粘度(塩化メ
チレン中、20℃)は、0.3〜0.6 dJ沖の範囲
にある必要がある。極限粘度が0.3 dJ/P未満で
あると、紡糸機内でポリカーがネートが結晶化し、得ら
れた光ファイバの損失が不良になるので好ましくない。
極限粘度が0.6 aJ/1p を超えると、糸径斑の
コントロールが非常に難かしくなるので好ましくない。
前記範囲の極限粘度に相応するコアポリカーがネートの
メルトフローレート〔■t〕、(日本工業規格JIS 
K 7210−1976、A法(手動切取シ法)、試験
温度230℃、試験荷重5kg、ダイの長さs、ooo
±0.0251111% 内径2.095±0.005
m。
試料光てん量5F、試料採取時間約30秒)及び分子量
〔麗〕1の望ましい値は、以下の範囲にある。
35!710分≦(MFR)、5309710分1.3
X10’≦〔監〕、≦2.8X10’この様な極限粘度
CMPR)1、及び(MGV)1に調整するには、例え
ば従来公知の方法によシ、コアを構成するポリカーゲネ
ートの重合による調製の際に、重合度を調節するといっ
た方法がとられる。
本発明において、コア1を構成するポリカーがネートの
極限粘度(塩化メチレン中、20℃)のよシ好ましくは
、0.35〜0.45 di/fである。
クラッド12の基材としては、コア11の基材の屈折率
よ、90.01以上小さい屈折率を有する実質的に透明
な重合体が使用されるが、本発明においては屈折率1.
48以下の含フッ素ポリマーを選択使用する。
この様な含フッ素ポリマーとしては、例えば、特公昭4
3−8978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
7.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。また、ポリカー−ネート
やポリスチレンをコアとして用いた場合には、例えばポ
リメチルメタクリレートがクラッドとして使用できる。
また、クラッドの他の具体例としては、例えば特公昭4
3−8978号あるいは特公昭53−42260号に記
載されている様なフッ化ビニIJデン系重合体を挙げる
ことができ、その他フ、化ビニリデン−へキサフルオロ
プロピレン系共重合体、前記ポリメチルメタクリレート
以外のメタクリル酸エステル系重合体、メチルペンテン
系重合体もクラ。
ドとして使用することができる。
更にα−フルオロアクリル酸とフッ素化アルキルアルコ
ールあるいはアルキルアルコールとからなるエステル類
を重合あるいは共重合させたものも使用できる。
この様なα−フルオロアクリル酸エステル類の単独重合
体乃至は共重合体としては、下記一般式〔1〕の繰返し
単位の少なくとも1つを成分とする重合体が挙げられる
一般式(1) (式中Rは炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5の
7.素化アルキル基、又は炭素数3〜6のシクロアルキ
ル基を表わす。)前記一般式〔1〕の繰返し単位におい
て、Rで表わされる炭素数1〜5のアルキル基としては
、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、1so
−プロピル基、n−ブチル基、1−ブチル基、5ec−
ブチル基、ter’t−ブチル基等がある。Rで表わさ
れる炭素数1〜5のフッ素化アルキル基としては、例え
ば−CH2F、−CH20F6、−CH2CF2CF3
、−C(CF3)、、−CH2CH2CF2CF2CF
3、−CH2CH2CF2CF2CF2H1−CH2C
F2CF2CF2CF、  等がある。Rで表わされる
炭素数3〜6のシクロアルキル基としては、例えばシ/
 o 7’ o ヒル基、シクロブチル基、シクロペン
チル基、シクロヘキシル基等がある。これらのアルキル
基、フッ素化アルキル基及びシクロアルキル基を構成す
る水素原子の1つ又は2つ以上が、例えばハロゲン原子
、1価の有機基等で置換されていてもよい。
一般式[1)の繰返し単位において、Rのよシ好ましく
は、炭素数1〜3のアルキル基又は炭素数1〜3の7.
素化アルキル基である。
また、鞘材層重合体の構成は、前記一般式〔1〕の繰返
し単位の1種又は2種以上のみによシ構成されてもよい
し、あるいは前記一般式〔1〕の繰返し単位の1種又は
2種以上に加えて、他の繰返し単位や官能基が導入され
ていてもよく、この場合、前記一般式〔1〕の繰返し単
位の1種又は2種以上を10モルチ以上含有しているこ
とが望ましい。
更に、前記一般式〔1〕の繰返し単位のRの異なる2種
以上を用いる場合、これら繰返し単位は任意の割合で用
いることができる。例えばRが炭素、   数1〜3の
アルキル基である繰返し単位とRが炭素数1〜3のフッ
素化アルキル基である繰返し単位とを任意の配合比率で
組合せていることができる。
保護層3を構成する好適なポリカーがネートとしては、
前記コア1の説明において示した様な、一般式8モ0−
R1→−C+・ ++   (R,は前述の様な意味を 有する。)で示されるポリカーゴネートを挙げることが
できる。これらのポリカーがネートに必要とされる性質
として、本発明においては、熱変形温度(米国材料試験
標準規格ASTMD −648に準拠し、荷重18.6
 kg/at?における測定値)が125℃以上である
ことが必要であシ、よシ好ましくは130℃以上である
。熱変形温度が125℃未満であると、いわゆる自動車
用電線ケーブルの耐熱規格である125℃の使用環境下
で、内層の薄いクラッド層を保護する効果が薄れるので
好ましくない。、 更に、保護層3中には、ファイバの安定性を高めるため
に1例えば紫外線による劣化を防ぐために紫外線吸収剤
、耐熱性及び機械的強度を向上させるためカー?ンブラ
ック、ガラヌ繊維等の充填剤、難燃性を高めるために抗
酸化剤、難燃剤等を含有させておくことができる。
本発明のプラスチック光ファイバにおいて、被覆層4を
構成する有機重合体は、本発明によシ改善することを目
的としている特性のほか、グラスチック光ファイバの緒
特性を改善することを企図して、所望によシ任意に選択
することができる。
例えば、光ファイバの耐熱性、耐、熱収縮性、機械的特
性を改善する目的で被覆層4を、熱変形温度100℃以
上の有機重合体で構成することができる。熱変形温度1
00℃以上の有機重合体としては、例えば、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリ4−メチルペンテン−1、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリアセタール、ポリスルホン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリオキシ
メチレン、ポリブチン、ポリテトラメチレンテレフタレ
ート、ABS、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーゴ
ネート等のいわゆるエンジニアリングプラスチックが使
用可能である。
また、例えば光ファイバの耐熱性、熱収縮特性、光伝送
特性等を改善する目的で、水架橋ポリオレフィンを選択
使用することができる。
本発明のプラスチ、り光7アイ・々を賦形する方法とし
ては、紡糸のみによる方法及び紡糸と被覆加工との組合
せによる方法が代表的である。例え   コば第1図の
ファイバを賦形する場合、コア1、クラ、ド2及び保護
層3の夫々の基材を溶融状態で特殊ノズルによって配合
して吐出する所謂複合紡糸方式によるものが最適である
。また、第2図のファイバを賦形する場合、コア1、ク
ラッド2及び保護層3を複合紡糸方式で賦形し、この上
に、押出、コーティング等によシジャケ、ト材4を被覆
する方法をとることができる。
以下に具体的実施例を示すが、本発明の実施の態様はこ
れKよシ限定されない。
実施例11 市販のポリカーゴネート(三菱瓦斯化学(株)製、商品
名ニーピロン)ヲベント部バレル温度270℃、押出部
バレル温度240℃に設定されたベント押出機によシ溶
融し、更に230℃のギヤポンプを経て、芯材層重合体
として220℃の芯−鞘一保膜層3成分複合紡糸ヘッド
に供給した。
一方、メタクリル酸2,2,3,3.3−ペンタフルオ
ロプ胃ピルを鞘成分重合体として芯−鞘一保護層3成分
複合紡糸へ、ドに供給した。
また市販の?リカーデネート(三菱瓦斯化東株)製、商
品名ニーピロン)を保護層成分重合体として、芯−鞘一
保護層3成分複合紡糸へ、ドに供給した。
同時に供給されたコア、クラ、ド及び保護層の溶融ポリ
マーは、紡糸口金を用い、230℃で吐出され、冷却固
化の後、巻取シ、芯材1径7QO/#?L。
鞘材部厚み4μm、保護層厚み146μ惰のプラスチ、
り光フアイバ素線を得た。
かくして得られた光フアイバ素線の耐熱性及び光伝送損
失を下記評価方法によシ評価し、結果を第1表に示した
、   〔ファイバ特性評価方法〕 (1)光伝送損失 特開昭58−7602号公報に示された方法によシ測定
した。測定光波長は770nm、ファイバ入射光の開口
数が0.6の光を用いた。単位はdB/km 。
(2)耐熱性 ファイバを125℃、3000時間加熱した後の光伝送
損失の増加量(dB/km)。770 nmの測定波長
実施例2〜3、比較例1〜2 使用するコア及び保護層成分を第1表に示したとおシに
変えた以外は、実施例1と同じプラスチ、り光ファイバ
を得た。これらのファイバの特性を実施例1と同じ方法
で評価し、結果を第1表に示した。
第1表 実施例4 実施例1によシ保護層まで賦形した光7アイパに、更に
、市販の水架橋ポリエチレン(商品名リンクロンMF−
70ON、  密度0.945 p/cyr? 、三菱
油化(株)製)を被覆し、径2.2 wmのプラスチ、
り光フアイバケーブルを得た。
かくして得られたケーブルは、更に耐熱性、熱収縮特性
、光伝送特性等に優れたものであった。
〔発明の効果〕
本発明のプラスチ、り光ファイバは、光伝送用のファイ
バとしてあらゆる用途に使用することがで1%に自動車
や船舶のエンジンルームといった過酷な条件においても
使用し得る様な優れた耐熱性を有し、しかもポリカー?
ネートの芯であシながら低光伝送損失である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明のプラスチック光ファイバの
構成例を説明するための横断面図であシ、更に詳しくは
、 第1図は、光フアイバ心線の構成例、 第2図は、光フアイバケーブルの構成例、第3図は、多
心光フアイバコードの構成例をそれぞれ説明するための
横断面図である。 1・・・芯材層(コア)、2・・・鞘材層(クラッド)
、3・・・保護層、4・・・被覆層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  極限粘度(塩化メチレン中、20℃)が0.3〜0.
    6dl/gのポリカーボネートから成る芯材層、含フッ
    素ポリマーから成る鞘材層、及び熱変形温度が125℃
    以上のポリカーボネートから成る保護層を基本構成単位
    とすることを特徴とするプラスチック光ファイバ。
JP60080244A 1985-04-17 1985-04-17 プラスチツク光フアイバ Granted JPS61240206A (ja)

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