JPS61267006A - プラスチツクオプチカルフアイバ−の製造方法 - Google Patents

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］ 本発明はコア、鞘材層および保護材層からなる３層構造
を有するプラスチックオプチカルファイバーの製造方法
に関する。さらに詳しくは、芯材、鞘材および保護材を
別々の３台の押出機を用いてそれぞれ加熱溶融し、３１
ｍ構造を形成せしめる複合溶融ノズルに供給して紡糸す
ることを特徴とする３層構造を有するプラスチックオプ
チカルファイバーの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来からオプチカルファイバーとして、広い波長にわた
って優れた光伝送性を有する無機ガラス系のオプチカル
ファイバーがしられている。

しかし、無機ガラス系のオプチカルファイバーは、加工
性が不充分で可撓性に乏しい上に高価であるため、これ
にかわってプラスチックス主体のオプチカルファイバー
も開発され、実用化されている。

プラスチックス主体のオプチカルファイバーは屈折率が
大きく、無機ガラスオプチカルファイバー、とくに石英
ガラスオプチカルファイバーと比較して高開口数のもの
が容易にえられるので光源との接続損失が少なく、大口
径にしても可撓性にとみ、しかも工業的に大量生産が可
能で、その上本質的に軽量であるため最終コストも安価
であるなどの特徴を有し、主として短距離光伝送システ
ムに使用されている。

プラスチックオプチカルファイバーの芯材としては、一
般に透明性の優れた非晶質のポリメタクリル酸メチル、
ポリスチレン、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂が
主として使用されている。とくにポリメタクリル酸メチ
ルは透明性のほかに、機械的特性、耐熱性、耐候性など
も良好なため、最も多く使用されている。

プラスチックオプチカルファイバーの鞘材には、芯材と
なる樹脂よりも屈折率の小さい樹脂が用いられる。ポリ
メタクリル酸メチルが芯材として用いられるばあいには
、該ポリメタクリル酸メチルよりも屈折率の小さい熱可
塑性フッ素樹脂が鞘材に用いられるのが一般的である。

プラスチックオプチカルファイバーの鞘材に用いられる
フッ素樹脂は一般に高価なため、通常１０〜２０μｍ程
度の非常に薄い層としてコアの周囲に鞘材層として形成
される。したがって、そのままの構造では、シース加工
時や使用時の熱履歴、摩擦、屈曲などや温度変化、ある
いは接着時のような溶剤を使用する環境においても、コ
アから鞘材層の剥離がおこったり、鞘材層に傷がついた
り、鞘材層形成時のＷＩＷｌや使用溶剤への溶解などに
よる欠陥や損傷を生じやす（、そのため本来の光伝送性
能が著しく低下したり、全く失なわれやすいという問題
を有している。

［発明が解決しようとする問題点］ 前記のごとき非常に薄い鞘材を有し、２層構造を有する
プラスチックオプチカルファイバーの問題である機械的
特性や耐溶剤性などが不足するという問題を解決するこ
とを目的として、鞘材層の周囲にさらに保護材層を設け
たプラスチックオプチカルファイバーをうろことも試み
られているが、製造工程が複雑で良品がえられにくいと
いう問題がある。

本発明は前記のごとき問題点を解決するためになされた
ものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、コア、鞘材層および保護材層からなる３層構
造を有し、コアを形成する芯材、鞘材および保護材を別
々の３台の押出機を用いてそれぞれ加熱溶融し、３１１
ｍ構造を形成せしめる複合溶融ノズルに供給して紡糸す
ることを特徴とするプラスチックオプチカルファイバー
の製造方法に関する。

［実施例］ 本発明に用いる芯材としては、たとえば従来から使用さ
れているポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ
カーボネートのほかに、ｐ−メチルスチレン、ｐ−ｔ−
ブチルスチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン誘
導体や、アダマンチルメタクリレート、イソボルニルメ
タクリレートなどのメタクリル酸エステルからの重合体
や共重合体を用いることができる。これらのうちではコ
スト、加工性などの工業的観点や、透明性、機械的特性
、耐熱性、耐候性などの物性の点から、メタクリル酸メ
チルの重合体や、メタクリル酸メチルを５０％（重量％
、以下同様）以上含み、他の成分として前記スチレン誘
導体や前記メタクリル酸エステルを用いた共重合体のよ
うな、実質的にメタクリル酸メチル系樹脂を用いるのが
最も好ましい。

本発明に用いる鞘材としては、芯材として用いる重合体
または共重合体よりも屈折率の小さい熱可塑性樹脂であ
れば使用しうる。このような熱可塑性樹脂のうちでは実
質的にフッ素樹脂からなる樹脂を使用するのが好ましい
。

なお前記実質的にフッ素樹脂からなる樹脂とは、単一の
有機含フッ素化合物の重合体のほか、少なくとも１成分
が有機含フッ素化合物である２成分以上の共重合体、ま
たはそれらの混合樹脂であってもよく、その具体例とし
ては、たとえばフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン共重合体、２，２．２１−リフルオロエチルメタク
リレート重合体などのフルオロアルキルメタクリレート
重合体、フルオロアルキルメタクリレート−メチルメタ
クリレート共重合体などがあげられる。

鞘材層は通常高価な鞘材を用いて形成されるので、層の
厚さとしてはできるかぎり薄いことがコスト的に有利な
ため、通常５〜３０μｍ１好ましくは１０〜２０μｍ程
度の膜厚に形成される。

本発明に用いる保護材は、上述のように非常に薄い鞘材
層の損傷や欠陥発生によるファイバーの光伝送性の滅失
を防止することを目的として用いるものであり、この目
的を達成するかぎり種々の樹脂、好ましくは実質的に熱
可塑性の樹脂が使用されうる。このような保護材の具体
例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化
ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリ
ル酸エステル、ポリメタクリル酸エステルなどがあげら
れるが、これらのうち芯材として用いたメタクリル酸エ
ステル系樹脂と同じものや、異なるメタクリル酸エステ
ル系樹脂などが好ましい。これらのほか、紡糸性がよく
、薄い鞘材層によく接着し、鞘材層を物理的に保護し、
かつコアと鞘材層との機械的特性、とくに可撓性および
耐熱性などを損なわず、オプチカルファイバーの優れた
光伝送性能を安定的に保持させる限り、他系統の熱可塑
樹脂であっても使用しうる。また上記の要求にかなう限
り、２種以上の熱可塑性樹脂の混合物であってもよく、
充填剤などの添加剤を含んでいてもよい。

保護材を用いて鞘材層上に形成される保護材層の厚さと
しては、１０〜１００μｍ程度、好ましくは１０〜３０
μｍ程度である。

本発明においては、３層構造を有するプラスチックオプ
チカルファイバーが、上記芯材、鞘材、保護材を別々の
３台の押出機を用いて、それぞれの樹脂に最適な条件で
加熱溶融し、３１Ｉ構造を形成せしめるために最適の流
動性を有する粘度としたのち、３層構造を形成せしめる
複合溶融ノズルへ定量ポンプで一定量供給して、３層構
造になるように吐出して紡糸し、冷却固化して形成され
る。

以上のようにしてプラスチックオプチカルファイバーを
製造すると、簡単な方法で、鞘材層が薄く、鞘材層の損
傷や欠陥の少ない３ＷＩ構造を有するプラスチックオプ
チカルファイバーがえられる。またえられたプラスチッ
クオプチカルファイバーは光を伝送するコアー鞘材層が
保護材層で被覆されているので、シース加工時や使用時
の熱履歴、摩擦、屈曲、あるいは接着時のように溶剤を
使用する環境などにおいても鞘材層の剥離や溶解などが
おこったり、鞘材層に傷などが生ずることがなく、良好
で安定した光伝送性能を保持させることができる。それ
ゆえプラスチックオプチカルファイバーの自動車、船舶
、飛行機、ロボットなどへの適用を可能とし、さらにピ
ル内通信などへの適用も可能とし、適用範囲を飛躍的に
拡大させることができる。

以下、実施例にもとづき本発明の詳細な説明する。なお
光伝送性はハロゲンランプを光源に使用して、長さくＬ
）当りのプラスチックオプチカルファイバーの入射強度
（工。）および出射強度（１）から次式で計算される伝
送損失により評価した。

伝送損失＜（ＩＢ／に■）　−−１０１０１７（１／Ｉ
。）／Ｌ実施例１ メタクリル酸メチル１００部（重量部、以下同様）、ア
ゾビスターシャリ−ブタン０．００３部、ラウリルメル
カプタン０．４部からなる混合物を重合温度１５０℃、
平均滞留時ｆｌ１５時間で連続塊状重合したのち、重合
体含量的５０％の重合体溶液を多段ベント押出機へ導き
、ポリメタクリル酸メチル重合体をえた。この重合体を
芯材として連続的に複合溶融ノズルへ導いた。

一方、鞘材としてＩＮ、ＩＨ，２Ｈ，２Ｈ−へプタデカ
フルオロデシルメタクリレート８０％とメタクリル酸メ
チル２０％とからなる共重合体を用いた。

保護材として重量平均分子量５万の低溶融粘度のメタク
リル酸メチル重合体を用いた。

鞘材として用いる共重合体および保護材として用いる重
合体は事前に重合してベレット化されており、これらを
別々の一段ベルト押出機で加熱溶融し、複合溶融ノズル
へ導いた。

複合溶融ノズルで３層構造にしたのち吐出し、冷却固化
してコア径９００μ雇、鞘材層厚さ１０μｍ１保護層厚
さ４０μｍからなる直径１Ｍ１のファイバーをえた。

えられたファイバーの６５００１における伝送損失は１
９０ｄＢ／　ｌｖであった。

実施例２ 実施例１のようにしてえられたファイバーを１５０℃で
、従来の２層構造のファイバーでは伝送損失の低下が生
ずる延伸速度である１０〜２０ｍ１分の２〜３倍の延伸
速度で約１，７倍に延伸したが、えられた延伸糸には伝
送損失の低下は認められなかった。

実施例３ 実施例２でえられた延伸糸にポリエチレンシース加工を
行なった。シース条件はクロスへラドダイ温度１４０〜
１５０℃、シース速度４００ｉ／分で行なったが、伝送
損失の低下は認められなかった。

なお従来の２層構造のファイバーのばあいには、１００
℃以上、シース速度１００ｉ／分以上で伝送損失の低下
が生ずる。

実施例４ 振動の激しい移動体を想定したモデル装置で１年間の実
用テストを行なったが、伝送損失の低下は認められなか
った。

実施例５〜８ 芯材、鞘材は実施例１と同様のものを使用し、保護材を
第１表のように変更し、実施例１と同様にして３層構造
のファイバーをえた。

えられたファイバーの伝送損失を測定した結果を第１表
に示す。

第　　１　　表 ［発明の効果］ 本発明の方法によれば、鞘材層が外界の機械的、環境的
悪条件から保護されているプラスチックオプチカルファ
イバーで、鞘材層が薄く、鞘材層の損傷や欠陥の少ない
プラスチックオプチカルファイバーを簡単な方法でつく
ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　コア、鞘材層および保護材層からなる３層構造を有
   し、コアを形成する芯材、鞘材および保護材を別々の３
   台の押出機を用いてそれぞれ加熱溶融し、３層構造を形
   成せしめる複合溶融ノズルに供給して紡糸することを特
   徴とするプラスチックオプチカルファイバーの製造方法
   。 ２　芯材がメタクリル酸メチル系樹脂、鞘材がフッ素樹
   脂、保護材が熱可塑性樹脂からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のプラスチックオプチカルファ
   イバーの製造方法。 ３　保護材がメタクリル酸メチル系樹脂からなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のプラスチックオ
   プチカルファイバーの製造方法。