KR100396364B1 - 플라스틱광섬유및광섬유케이블 - Google Patents

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Abstract

코어 재료는 폴리메틸 메타크릴레이트이고 클래딩의 재료는 하기 화학식 (1)의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 단위 20 내지 45 wt% :
[화학식 1]
Figure pct00006
메틸 메타크릴레이트 단위 54 내지 79 wt% 및 메타크릴산 단위 0.05 내지 2 wt%를 함유하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 코어, 클래딩 및 보호층을 포함하는 3 층 플라스틱 광섬유; 및 상기 광섬유를 재킷층으로 피복하여 생산되는 4 층 플라스틱 광섬유 케이블.

Description

플라스틱 광섬유 및 광섬유 케이블{PLASTIC OPTICAL FIBERS AND OPTICAL FIBER CABLES}
광전송은 거대 용량을 지니고 전자기 잡음의 영향을 받지 않는 특성 때문에 통신 수단으로서 널리 응용된다. 광전송 매체로서 현재 실제 사용하고 있는 광 섬유는 석영 광섬유 및 플라스틱 광섬유(이하, "POF")로 분류될 수 있다.
POF 는 하기 이점이 있다: (1) 이들은 거대 직경에도 불구하고 유연하고 쉽게 조작가능하다. (2) 다른 POF 및 발광장치에 결합하는 경우, 이들은 값비싼 장치없이 쉽게 연결될 수 있어 위치 결정에서 매우 큰 폭을 지닌다. (3) 연결 목적을 위해 광 시스템이 필요없다.
이들 이점 때문에, 단거리 통신 수단(예컨대, 데이터 링크), 센서 등에 대한 POF 의 응용은 넓어지고 있다. 더욱이, 바닥 내외에 위치한 FA 및 OA 장치중 LAN 과 같은 가입자 네트워크(FTTH) 및 스테이션 네트워크내 단말 배선으로 이루어진, 다수 접점을 지닌 저비용 단거리 정보 전송 라인에 이들을 응용할 것을 미래에 예상된다. 추가로, POF 는 심지어 진동성 환경에서도 고장, 파손 또는 열화가 거의없는 탁월한 유연성을 지니고 또한 이런 관점에서 석영 광섬유보다 우수하다.
따라서, 예를 들어 자동차, 전기차 및 비행기와 같은 수송수단에서의 네트워크를 포함하는 신호 통신 라인에 POF 를 응용하기 위한 시도를 했다.
그 동안, 이들 통신 응용에서 전송 속도의 개선을 위한 수요가 매년 증가하고 있다. 단위 시간에 POF 를 통해 전송될 수 있는 데이터의 양을 나타내는 인덱스로서 대역폭을 사용하는 경우, 지금까지 POF 의 대역폭은 실제 사용에서 통상 5∼6 MHz· km (-3 dB) 이하였다. 이 대역폭에서, 만일 최적 LED 모듈을 사용하더라도, 섬유 길이 100 m 에서 실제 통신율은 100 Mbps(초당 비트) 이하이다. 그래서, 이 대역폭은 중속 및 고속 LAN과 같은 응용에는 너무 협소하다.
코어 재료로서 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA) 및 클래딩 재료로서 불소함유 중합체를 이용한 각종 SI 형 POF 가 제안되어왔다.
일본 특허 공개 No. 36111/1984 는 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트, 메타크릴산 및 메틸 메타크릴레이트로 구성된 공중합체를 함유하는 클래딩 재료를 기재한다. 그러나, 이 클래딩 재료는 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 65 % 이상을 함유하고, 메틸 메타크릴레이트의 함량은 29 % 이하이다. 결국, 클래딩 재료의 굴절률은 1.420 이하이고 생성 광섬유의 개구수는 0.45 이상이다. 이 참조는 광대역폭 특성을 지닌 POF 에 관한 제안을 포함하지 않는다.
더욱이, 일본 특허 공개 No. 66706/1986 은 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트, 단쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트로 구성된 공중합체를 함유하는 클래딩 재료를 기재한다. 그러나, 이 클래딩 재료에서 메틸 메타크릴레이트의 함량은 50 % 이하이고, 이 참조도 광대역폭 특성을 지닌 POF 에 관한 제안을 포함하지 않는다.
최근에, Plastic Optical Fibers & Applications, pages 148 - 151 및 147에 관한 Conference Proceedings of 3rd International Conference에서 섬유 개구수의 감소에 의해 SI 형 POF에 광대역폭 특성을 부여할 수 있음이 제안되었다.
추가로, 우선권 주장을 위해 본 출원의 기초가 되는 일본 특허 출원 No. 116174/1995 의 출원 후 일반에 공개된, 일본 특허 공개 No. 239420/1995 는 코어 재료로서 PMMA 및 클래딩 재료로서 특정 플루오로알킬 메타크릴레이트와 MMA 로 구성된 공중합체를 사용하는 POF 를 기재한다. 이 참조는 코어 재료 및 클래딩 재료의 굴절률을 상호 밀접하게 만들어 광대역폭을 달성할 수 있다는 것 및 클래딩 재료로서 특정 플루오로메타크릴레이트 공중합체를 사용하여 POF 의 열저항을 개선할 수 있다는 것을 나타낸다. 그러나, 이 POF 는 클래딩 재료에 단쇄 플루오로 메타크릴레이트를 함유하고 그러므로 만족스럽지 못한 기계적 성질을 지닌다.
다른 한 편으로, 코어, 클래딩 및 보호층으로 이루어진 3 층 구조의 POF 가 통상적으로 제안되었다. 일본 특허 공개 No. 204209/1987 은 불소함유 수지로 구성되는 클래딩 재료의 2층을 본래 PMMA 로 구성되는 코어 재료상에 배치하는 POF를 기재한다. 이 발명에서는, 두 개의 클래딩 층을 이용하여 POF 의 열저항을 개선 및 더욱이 일차 클래딩 층의 두께를 3∼4 μm 만큼 작게 감소시켜 POF 의 굴곡 저항을 개선하려고 한다. 그러나, 이 POF 는 클래딩 재료에서 단쇄 플루오로메타크릴레이트(예컨대 펜타플루오로프로필 메타크릴레이트 또는 테트라플루오로프로필 메타크릴레이트)를 또한 함유하고 그러므로 만족스럽지 못한 기계적 성질을 지닌다. 더욱이, 이 참조는 광대역폭 특성을 지닌 SI 형 POF 에 관한 디자인 개념을 나타내지 않았다.
일본 특허 공개 No. 249325/1993 은 본래 PMMA로 구성되는 코어 재료 및 특정 플루오로수지로 구성되는 클래딩 재료를 포함하는 POF 를 기재한다. 이 참조는 재킷 재료에 함유된 가소제가 코어 및 클래딩에 확산되는 것을 방지 및 또한 POF 의 전송 손실의 감소 및 기계적 성질의 열화 방지를 위해 두 개의 클래딩층을 사용할 수 있다는 아이디어를 제안한다. 그러나, 이 클래딩 재료의 굴절률은 1.409 이하이고, 그러므로 생성 광섬유의 개구수는 0.48 이상이다. 따라서, 이 참조는 또한 광대역폭 특성을 지닌 POF에 관한 제안을 포함하지 않는다.
상기와 같이, 감소된 개구수를 지닌 POF는 광대역폭 특성을 지닌 SI 형 POF를 수득하기 위한 수단으로서 작용한다. 그러나, POF 개구수의 감소는 하기 문제를 일으킨다. (1) 섬유의 측면에서 외부로 방출되는 빛의 양은 섬유가 휘는 경우 증가하여 광전송 손실의 증가를 일으키고; (2) POF 와 광원간의 결합 손실이 증가한다. 따라서, POF 의 실제 기계적 강도를 확보하는 것이 또한 중요하다.
본 발명은 광대역폭(廣帶域幅) 스텝 인덱스형 플라스틱 광섬유(이하, "SI 형 POF") 및 광정보 통신 매체로서 사용될 수 있는 광섬유 케이블에 관한 것이다.
도 1 은 20 mm R/180° 조건하에서 휘는 것에 대한 전송 손실을 측정하기 위해 POF 케이블을 휘는 방식을 나타내는 도식이다. 도 1 에서, 참조 수표현 1, 2 및 3은 POF 케이블, LED 및 광검출기를 각각 나타낸다.
도 2 는 POF 케이블을 15 mm R/± 90° 조건하에서 반복적으로 굴곡시키는 방식을 나타내는 도식이다.
도 3 은 FFP 측정 시스템을 나타내는 도식이다. 참조 수표현 5, 6 및 7은 푸리에 변환 광학 시스템, LD 및 CCD 소자를 각각 나타낸다.
도 4 는 실시예 7 에서 FFP 측정 결과를 나타내는 도표이다. 세로좌표는 섬유로부터 방출된 빛의, 1.0 에서 취한 최대값에 대한 상대량을 나타내고, 가로좌표는 섬유의 광노출 끝에서 방출된 빛의 출구각을 나타낸다.
본 발명의 목적은 실제 광전송 손실 성질, 광대역폭 특성 및 높은 기계적 강도의 조합을 지닌 SI 형 POF 케이블 및 SI 형 POF를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 코어 재료는 폴리메틸 메타크릴레이트이며 클래딩 재료는 하기 화학식 (1) 에 의해 나타낸 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 단위 20 내지45 중량%, 메틸 메타크릴레이트 단위 54 내지 79 중량% 및 메타크릴산 단위 0.05 내지 2 중량% 로 이루어진 공중합체인, 코어, 클래딩 및 보호층을 포함하는 3 층 구조를 지닌 플라스틱 광섬유를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pct00001
본 발명에 따라, 전술한 광섬유를 재킷층으로 피복하여 광섬유 케이블로 생산하는 코어, 클래딩, 보호층 및 재킷층을 포함하는 4 층 구조를 지닌 플라스틱 광 섬유 케이블을 또한 제공한다.
본 발명에서, 폴리메틸 메타크릴레이트는 광학적 성질, 기계적 강도, 신뢰성 등의 견해에서 POF 의 코어 재료로서 사용된다. 또한, 소량의 부틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트 및/또는 말레이미드 화합물(이는 메틸 메타크릴레이트와 공중합가능함)을 함유하는 공중합체를 사용할 수 있다.
본 발명의 POF 를 위해 사용되는 클래딩 재료의 예는 불소함유 메타크릴레이트 (공)중합체, 불소함유 메타크릴레이트-메타크릴릭 에스테르 (공)중합체, α -플루오로메타크릴레이트 (공)중합체 및 이의 혼합물을 포함한다.
POF 에 개구수 0.24 내지 0.40 를 부여하기 위해, 클래딩 재료는 굴절률 1.435 내지 1.47 이어야 한다. 만일 섬유 개구수가 너무 작으면, 광전송 손실의 증가는 섬유가 휘는 경우 발생할 것이고, 결합 손실의 증가가 또한 일어날 것이다. 따라서, 개구수는 0.24 이상 및 바람직하게는 0.27 이상이어야 한다. 섬유 길이 100 m 에서 대역폭 80 MHz 을 확보하기 위해, 개구수는 0.40 이하이어야 한다. 대역폭 90 MHz 이상을 확보하기 위해, 0.34 이하의 개구수가 바람직하다. 결국, 클래딩 재료는 굴절률 1.45 내지 1.465가 바람직하다.
따라서, 굴절률 1.435 내지 1.47 범위인 단량체의 조합으로 이루어진 조성물을 지닌 클래딩 재료를 선택한다. 이의 한 예는 하기 화학식 (1) 의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트 및 메타크릴산으로 구성된 공중합체이다. 이 공중합체는 기계적 성질, 투명도 및 내열분해성과 같은 성질이 균형잡힌 조합물을 지닌다.
[화학식 1]
Figure pct00002
만일 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트의 함량이 20 중량% 미만이면, 클래딩 재료는 굴절률 1.467 초과이고 그러므로 부당하게 적은 개구수를 얻는다. 만일 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트의 함량이 45 중량% 초과이면, 클래딩 재료는 결정성을 나타낼 것이고 그러므로 클래딩 재료의 광산란으로 인한 광전송 손실의 증가를 일으킨다.
클래딩 재료에서 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 단위 함량은 23 내지 35 중량% 범위가 특히 바람직하다. 클래딩 재료에서 메틸 메타크릴레이트 단위의 함량은 원하는 범위에서 굴절률을 얻도록 결정된다. 메틸 메타크릴레이트 단위의 함량은 바람직하게는 54 내지 79 중량% 범위이고 더욱 바람직하게는 63 내지 75 중량% 범위이다.
메타크릴산은 클래딩 재료의 내열분해성을 개선, 더욱이, 코어 재료에 대한 접착을 개선하기 위해 필요하다. 메타크릴산의 함량은 바람직하게는 0.05 중량% 이상이다. 가공성에 대한 고려에서, 2 중량% 이하가 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 메타크릴산의 함량은 0.5 내지 2 중량%범위이다.
클래딩 재료의 두께에 특별한 제한은 없다. 그러나, 부당하게 얇은 클래딩 재료는 광전송 손실의 증가를 나타내기 때문에, 이의 두께는 바람직하게는 5 ㎛이상이다. 이후에 기재될 FFP 방법에 따른 시험은 만일 클래딩 재료가 두께 8 ㎛이상이면, POF 는 광전송 대역폭의 현격한 개선을 나타낼 것이라는 것을 기재한다.
본 발명의 POF 에서, 보호층은 클래딩의 외부에 배치한다. 이 보호층은 POF 의 클래딩에 의해 받은 빛의 유효 이용을 허용하고 광원과 POF 간의 결합 효율을 개선하는데 작용한다. 더욱이, 보호층은 또한 코어로부터 코어 뒤의 클래딩으로 광이 누출되는 부분에 직접 작용한다. 특히, POF 가 휜 경우, 휜 POF 의 코어에서 외부로 방출된 빛의 양은 POF 가 많은 개구수를 갖는 경우보다 POF 가 적은 개구수를 갖는 경우가 훨씬 크다. 따라서, 보호층은 적은 개구수를 지닌 POF가 증가된 광전송 손실로 손해보는 것을 방지하는데 효과적으로 작용한다.
보호층의 재료로서, 클래딩 재료보다 낮은 굴절률을 지닌 재료는 섬유를 통해 전파되는 빛이 이의 측면을 통해 탈출하는 것을 방지할 목적으로 바람직하게 사용된다. 이런 재료의 한 예는 비닐리덴 플루오라이드 70 내지 90 몰% 및 테트라플루오로에틸렌 30 내지 10 몰% 로 구성된 공중합체이다. 이 공중합체는 탁월한 기계적 성질 및 화학적 내성을 지니기 때문에 바람직한 재료이다.
더욱이, 이 공중합체는 이의 비닐리덴 플루오라이드 함량이 80 몰% 인 경우 최저 융점을 갖는다. 결국, 코어 재료로서 사용되는 PMMA 와 함께, 이 조성물의 공중합체는 다층 스피닝(spinning) 및 뒤이은 연신 기능을 쉽게 할 수 있다. 이 연신 기능은 POF 의 기계적 강도를 개선할 목적으로 실행한다.
보호층의 두께에 특정한 제한을 두는 것은 아니다. 그러나, 이것은 경제적 효율과 섬유 성능간의 균형에 의해 결정된다. 만족스럽게 양호한 기계적 성질 및 화학적 내성을 나타내기 위해, 보호층은 바람직하게 5 ㎛ 이상의 두께를 가져야 한다.
상기 클래딩 재료 및 이 보호층 재료의 조합된 사용은 POF 또는 POF 케이블의 전송 대역폭에서 현격한 개선을 일으키고, 더욱이, 휜 경우 전송 손실의 증가를 억제한다.
빛이 POF 를 통해 전파하는 경우, 이의 대역폭의 크기는 저 전파 속도의 고차(higher-order) 모드 광에 의해 영향을 받는다. POF 에 광대역폭을 부여하기 위해, 이 고차 모드 광의 양을 감소하는 것이 필요하다. 본 발명가들은 POF 의 개구수의 감소 및 적당한 섬유 구조의 선택에 의해 고차 모드 광의 양의 감소를 달성했다.
바람직한 POF 및 POF 케이블은 100 m 전파 후 섬유로부터 방출된 빛의 출구 FFP 를 전체 모드 개시(launch) 조건하에서 측정하는 경우, 출구각 범위 -20° 내지 +20°에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(Sp) 대 전체각 범위에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(S) 의 비율(R)은 98 % 이상이다.
용어 "FFP"는 POF의 광노출 끝면을 점으로 간주할 수 있는 충분한 거리 위 치로부터 관찰했을 때 출구각의 함수로서 POF 로부터 방출된 광량의 분포를 언급한다. 전파광 모드의 차수는 전파각에 비례하므로, FFP 는 POF를 통해 전파된 빛의 모드 분포를 나타낸다.
본 발명의 POF 는 예를 들어, (1) MMA 의 중합 단계, 중합 시스템에서 휘발 성분의 제거 단계 및 PMMA 의 스피닝 단계를 연속적으로 실행하고 코어 재료로서 사용되는 PMMA 는 다른 스크류형 압출기계 등(복합 스피닝)으로부터 개별적으로 공급되는 보호 재료 및 클래딩 재료와 함께 공압출되는, 연속 벌크 중합-직접 스피닝 공정; 또는 (2) 스크류형 압출기계 등으로부터 개별적으로 공급된 PMMA(코어 재료), 클래딩 재료 및 보호 재료가 공압출되는 공정에 의해 생산될 수 있다. 이들 공정중, 공정(1)이 완전한 정도로 POF 의 전송 손실을 감소하기 위해 바람직하게는 사용된다.
POF 케이블의 재킷층의 재료는 기계적 성질, 열 저항 및 화염 난연성을 고려하여 선택한다. 이 목적을 위해, 폴리에틸렌, 폴리비닐 클로라이드, 염소화 폴리에틸렌 및 폴리올레핀 엘라스토머를 사용할 수 있다.
본 발명의 POF 케이블은 20 mm R/180° 조건하에서 휠때 1 dB 이하의 전송 손실 증분, 및 15 mm R/±90° 조건하에서 반복되는 굴곡시 10,000 이상의 파단 굴곡 수를 나타낸다.
여기에서 사용되는 것처럼, "20 mm R/180° 조건하에서 휠때 전송 손실 증분" 표현은 케이블의 중간 부분이 도 1 에 나타낸 것과 같이 곡율반지름 20 mm 로 휜 상태에서 측정되는 전송 손실을 보통 상태에서 측정된 전송 손실과 비교하여 측정된 전송 손실 증분을 언급한다. "15 mm R/± 90° 조건하에서 반복되는 굴곡시 파단 굴곡수" 표현은 케이블이 곡율반지름 15 mm 이고 도 2 에 나타낸 것과 같이 90° 로 좌측 및 우측(즉, 180° 전체)으로 반복적으로 굴곡되는 관형 또는 원통형 동체간에 끼워졌을 때, 전송 손실이 갑자기 증가하고, 그러므로, 케이블이 사실상 파단된 것으로 판단되는 굴곡수를 언급한다. 각각의 실시예에서, 파단 굴곡수는 도 2 에 나타낸 것과 같이 케이블에 하중 500 g을 가함으로서 측정된다.
본 발명은 하기 실시예를 참조로 더욱 구체적으로 기재된다. POF 및 POF케이블의 다른 특성값은 아래 주어진 1) 내지 6) 과정에 따라 측정된다.
1) 개구수(NA): 이것은 JIS C6862 의 반사법에 따라 측정된다.
2) 전체 모드 개시 조건하의 전송 대역폭: 102 m 마이너스 2 m 컷백(cut-back) 기술을 이용하여, 개시 NA 0.65 및 섬유 길이 100 m 에서 -3 dB 대역폭이 임펄스 응답법에 따라 측정된다. 이 목적을 위해, 광학 샘플링 오실로스코프(하마마쓰 포토닉스사(Hamamatsu Photonics Co., Ltd.)에 의해 제조)는 측정 기구로서 사용하고, 방출 파장 650 nm 의 Semiconductor Laser TOLD 9410(도시바사(Toshiba Corp.)에 의해 제조) 은 광원으로서 사용한다.
3) 전송 손실: 광원으로부터의 빛은 분광계로 파장 650 nm 로 단색화되고, 개시 NA는 렌즈를 이용하여 0.1 로 조정된다. 그 후, 전송 손실은 25 m 마이너스 5 m 컷백 기술을 이용하여 측정된다.
4) 굴절률: 20℃ 온도에서 nD 값은 아베(Abbe) 굴절계로 측정된다.
5) 출구 FFP(원시야 패턴(far field pattern)). 개시 NA 0.65 로 조정된 광원(방출 파장 650 nm 의 Semiconductor Laser TOLD 9410; 도시바사에 의해 제조)을 이용하여, 100 m 전파 후 섬유로부터 방출된 광의 FFP는 도 3 에 나타낸 푸리에 변환 광학 시스템으로 측정된다.
6) 결합 손실 증분: LED(TLRA 280; 도시바사에 의해 제조)는 광원으로 사용된다. 이 광원은 길이 1 m 의 POF 또는 POF 케이블의 한쪽 끝에 연결하고 이의 다른 한쪽 끝에서 방출된 광량(Io)을 측정한다. 참조 섬유(즉, 비교예 1 의 섬유)를POF(또는 POF 케이블)로 사용하는 경우 방출된 광량은 Io 에 의해 나타내고 측정되는 POF(또는 POF 케이블)을 POF(또는 POF 케이블)로 사용하는 경우 방출된 광량은 I에 의해 나타낸다. 그 다음, 결합 손실 증분(dB)은 하기 방정식에 따라 계산될 수 있다.
결합 손실 증분 = 10 x log10(Io/I)
(실시예 1)
폴리메틸 메타크릴레이트를 코어 재료로서 사용하고, 화학식 (1) 의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 25 중량%, 메틸 메타크릴레이트 74 중량%, 및 메타크릴 산 1 중량% 로 구성된 공중합체를 클래딩 재료로서 사용한다. 이 공중합체의 굴절률은 1.463 이다. 보호층을 위해 비닐리덴 플루오라이드 80 몰% 및 테트라플루오로에틸렌(VP-50; 다이낀사(Daikin Industries, Ltd.)에 의해 제조) 20 몰%로 구성된 공중합체를 사용하여, 3 층 복합 스피닝을 연속 벌크 중합-직접 스피닝 공정에 따라 실행한다. 그래서, 코어, 클래딩 및 보호층으로 이루어지고 섬유 직경 1,000 μm 및 클래딩 두께 5μm 인 3층 POF를 수득했다.
이 POF 의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 2)
실시예 1 에서 수득한 POF 를 폴리에틸렌으로 피복하여 외부 직경 2.2 mm 의 POF 케이블을 생산한다. 이 POF 케이블의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 3)
화학식 (1) 의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 30 중량%, 메틸 메타크릴레이트 69 중량%, 및 메타크릴산 1 중량% 로 구성된 공중합체를 클래딩 재료로서 사용하는 것을 제외하고, 섬유 직경 1,000 ㎛ 및 클래딩 두께 5㎛ 의 3 층 POF 를 실시예 1 과 동일한 방식으로 3 층 복합 스피닝을 실행하여 수득한다. 클래딩 재료의 굴절률은 1.455 이다. 이 POF 의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 4)
클래딩 두께가 10 ㎛ 인 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 POF를 수득한다. 이 POF 의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 5)
클래딩 두께가 10 ㎛ 인 것을 제외하고, 실시예 3 과 동일한 방식으로 POF를 수득한다. 이 POF 의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 6)
화학식 (1) 의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 25 중량%, 메틸 메타크릴레이트 73.1 중량%, 및 메타크릴산 1.9 중량% 로 구성된 공중합체를 클래딩 재료로서 사용을 위해 제조한다. 상기 공중합체를 클래딩 재료로서 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2 와 동일한 방식으로 POF 케이블을 수득한다. 이 POF 케이블의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
(실시예 7 내지 9)
실시예 3, 4 및 5 의 POF 를 폴리에틸렌으로 피복하여 외부 직경 2.2 mm 의 POF 케이블을 생산한다. 이들 POF 케이블의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
실시예 7, 8 및 9 에서, 실시예 3, 4 및 5 의 POF를 각각 사용한다.
(실시예 10)
실시예 7 의 POF 케이블의 출구 FFP 를 측정하고, 이렇게 수득된 결과를 도 4 에 나타낸다. 비율 R (= Sp/S) 은 98 % 이다.
(비교예 1)
실시예 1 에서, 화학식 (1) 의 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 50 중량%, 화학식 (2) 의 단쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 30 중량%, 메틸 메타크릴레이트 18 중량% 및 메타크릴산 2 중량% 로 구성된 공중합체를 클래딩 재료로서 사용한다. 이것을 제외하고, 실시예 2 와 동일한 방식으로 POF 케이블을 수득한다. 클래딩 재료의 굴절률은 1.405 이다.
[화학식 2]
Figure pct00003
이 POF 케이블의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다. 이 POF 케이블의 출구 FFP는 도 4에 나타낸다. 비율 R (= Sp/S) 은 94 % 이다.
(비교예 2)
보호층을 생략하는 것을 제외하고, 실시예 1 과 동일한 방식으로 3 층 POF 케이블을 수득한다. 이 POF 케이블의 평가 결과는 표 1 에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00004
본 발명의 플라스틱 광섬유 및 광섬유 케이블은 광정보 통신 매체로서 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 코어 재료는 폴리메틸 메타크릴레이트이고 클래딩 재료는 하기 화학식 (1)에 의해 나타내는 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 단위 20 내지 45 중량%, 메틸 메타크릴레이트 단위 54 내지 79 중량% 및 메타크릴산 단위 0.05 내지 2 중량% 로 이루어진 공중합체인, 코어, 클래딩 및 보호층을 포함하는 3 층 구조를 지닌 플라스틱 광섬유:
    [화학식 1]
    Figure pct00005
  2. 제 1 항에 있어서, 클래딩 재료는 장쇄 플루오로알킬 메타크릴레이트 단위 23 내지 35 중량%, 메틸 메타크릴레이트 단위 63 내지 75 중량% 및 메타크릴산 단위 0.5 내지 2 중량%로 이루어진 공중합체인 광섬유.
  3. 제 1 항에 있어서, 보호층의 재료는 비닐리덴 플루오라이드 단위 70 내지 90 몰% 및 테트라플루오로에틸렌 단위 30 내지 10 몰% 로 이루어진 공중합체인 광섬유.
  4. 제 1 항에 있어서, 코어 직경 0.5 내지 1.5 mm 및 개구수 0.24 내지 0.40 이고 섬유 길이 100 m 및 전체 모드 개시 조건하에서 측정한 경우 전송 대역폭 80 내지 340 MHz 및 전송 손실 200 dB/km 이하를 나타내는 광섬유.
  5. 제 4 항에 있어서, 개구수 0.27 내지 0.34 를 지니고 전송 대역폭 90 내지 250 MHz를 나타내는 광섬유.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 100 m 전파 후 방출된 빛의 출구 FFP(far field pattern: 원시야 패턴) 를 전체 모드 개시 조건하에서 측정하는 경우, 출구각 범위 -20° 내지 +20° 에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(Sp) 대 전체각 범위에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(S) 의 비율(R)이 98 % 이상인 광섬유.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 따른 광섬유를 재킷층으로 피복하여 제조되는 코어, 클래딩, 보호층 및 재킷층을 포함하는 4 층 구조를 지닌 플라스틱 광섬유 케이블.
  8. 제 7 항에 있어서, 코어 직경 0.5 내지 1.5 mm 및 개구수 0.24 내지 0.40 을 지니고, 섬유길이 100 m 및 전체 모드 개시 조건하에서 측정하는 경우 전송 대역폭 80 내지 340 MHz이고, 전송 손실 200 dB/km 이하이며, 20 mm R/180° 조건하에서 휠때 전송 손실 증분 1 dB 이하, 및 15 mm R/± 90° 조건하에서 반복되는 굴곡시파단 굴곡수가 10,00 이상을 나타내는 광섬유 케이블.
  9. 제 7 항에 있어서, 100 m 전파 후 방출된 빛의 출구 FFP(원시야 패턴) 를 전체 모드 개시 조건하 측정하는 경우, 출구각 범위 -20° 내지 +20° 에 대해 FFP를 적분하여 수득된 값(Sp) 대 전체각 범위에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(S)의 비율(R)이 98 % 이상인 광섬유 케이블.
  10. 코어 직경 0.5 내지 1.5 mm 및 개구수 0.24 내지 0.40을 지니고, 섬유 길이 100 m 및 전체 모드 개시 조건하에서 측정하는 경우 전송 대역폭 80 내지 340 MHz이고, 전송 손실 200 dB/Km 이하이며, 20 mm R/180° 조건하에서 휠때 전송 손실 증분이 1 dB 이하, 및 15 mm R/± 90° 조건하에서 반복되는 굴곡시의 파단 굴곡수가 10,000 이상을 나타내는, 코어, 클래딩, 보호층 및 재킷층을 포함하는 4층 구조를 지닌 광섬유 케이블.
  11. 100 m 전파 후 방출된 빛의 출구 FFP(원시야 패턴)를 전체 모드 개시 조건 하에서 측정하는 경우, 출구각 범위 -20° 내지 +20° 에 대해 FFP를 적분하여 수득된 값(Sp) 대 전체각 범위에 대해 FFP 를 적분하여 수득된 값(S) 의 비율(R)이 98% 이상인, 코어, 클래딩, 보호층 및 재킷층을 포함하는 4층 구조를 지닌 광섬유 케이블.
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