KR20120061831A - 광화이버 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20120061831A
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히로츠구 요시다
료스케 나카오
히로카 이나베
다즈루 오카모토
유키 마사베
마사토 아오야마
야스히로 고이케
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각고호우징 게이오기주크
세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

투명성이 우수하고, 또한 가요성이 풍부한 트리클로로에틸메타크릴레이트를 코어부 모노머의 주성분으로 하는 고속 통신 가능한 광화이버를 제공하는 것을 목적으로 한다. 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서, 상기 코어부가 트리클로로에틸메타크릴레이트 (TCEMA) 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고, 상기 클래드부가 메틸메타크릴레이트 (MMA) 20 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버 및 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서, 상기 코어부가 TCEMA 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고, 상기 클래드부의 외주가 폴리카보네이트를 주성분으로 하는 플라스틱으로 피복되어 있는 광화이버.

Description

광화이버 및 그 제조 방법 {OPTICAL FIBER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 광화이버 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 높은 투명성을 갖는 트리클로로에틸메타크릴레이트 (TCEMA) 를 주성분으로 하는 모노머의 중합체를 코어부로 하는 광화이버 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 메타크릴계 수지를 코어부로 한 광화이버가 알려져 있다. 이와 같은 플라스틱제의 광화이버는 양호한 가요성을 갖고, 경량이며, 가공성이 좋고, 구경이 큰 화이버로서 제조하기 쉽고, 저비용으로 제조 가능하다는 여러 가지의 장점을 갖는다.
일반적으로, 근적외 ? 적외영역 (600 ? 1550 ㎚) 에서 광흡수를 일으키는 탄소-수소 결합이 적은 할로겐 함유 알킬(메트)아크릴레이트 수지는 이론적으로는 투명성이 우수할 것이다.
예를 들어, 파장 650 ㎚ 에 있어서의 폴리메타크릴산메틸의 탄소-수소 결합 에 의한 흡수 손실은 96 dB/km 이라고 추측되고 있는데 반하여, 폴리메틸 α-클로로아크릴레이트의 탄소-수소 결합의 흡수 손실은 62 dB/km 이라고 추측되고 있다. 그리고, 코어부 중합체를 구성하는 성분으로서, 메틸 α-클로로아크릴레이트를 주성분으로 하고, 할로겐 함유 알킬(메트)아크릴레이트를 하나의 성분으로서 함유하고, 코어부보다 굴절률이 낮은 중합체를 클래드부로 함으로써, 내열성 및 내습성 등이 양호한 플라스틱 광화이버를 얻는 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 소62-147404호).
또, 폴리트리클로로에틸메타크릴레이트의 탄소-수소 결합의 흡수 손실은 49 dB/km 이라고 추측되고 있다.
그러나, 실제로, 코어부 및 클래드부 전부, 폴리트리클로로에틸메타크릴레이트를 주성분으로 하여 광화이버를 구성하면, 가요성이 극단적으로 나빠져, 통신 용도에 사용할 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 투명성이 우수하고, 또한 가요성이 풍부한 트리클로로에틸메타크릴레이트를 코어부 모노머의 주성분으로 하는 고속 통신 가능한 광화이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 광화이버 및 그 제조 방법으로서, 이하의 발명을 포함한다.
(1) 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서,
상기 코어부가 트리클로로에틸메타크릴레이트 (TCEMA) 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고,
상기 클래드부가 메틸메타크릴레이트 (MMA) 20 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광화이버.
(2) 코어부가 TCEMA 와 MMA, 메틸아크릴레이트 (MA), N 시클로헥실말레이미드 (N-cHMI), 시클로헥실아크릴레이트 (cHA), 트리클로로에틸아크릴레이트 (TCEA), 이소보르닐아크릴레이트 (iBoA), 및 시클로헥실메타크릴레이트 (cHMA) 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 (1) 의 광화이버.
(3) 클래드부가 MMA 와 TCEMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 (1) 또는 (2) 의 광화이버.
(4) 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서,
상기 코어부가 TCEMA 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고,
상기 클래드부의 외주가 폴리카보네이트를 주성분으로 하는 플라스틱으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 광화이버.
(5) 코어부가 TCEMA 와 MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 (4) 의 광화이버.
(6) 클래드부가 TCEMA 50 중량％ 이상과, MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머 50 중량％ 이하를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 (4) 또는 (5) 의 광화이버.
(7) 코어부에 도펀트를 함유하고, 굴절률 분포를 갖는 (1) ? (6) 의 광화이버.
(8) 도펀트가 디페닐술파이드 (DPS), 트리페닐포스페이트 (TPP), 디페닐술폰 (DPSO), 트리스-2-에틸헥실포스페이트 (TOP) 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종인 (7) 의 광화이버.
(9) 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지고, 상기 코어부가 TCEMA 와 MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하고, 상기 TCEMA 를 주성분으로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버의 제조 방법으로서, 용융 압출 도펀트 확산법에 의해, 적어도 코어부에 굴절률 분포를 부여하는 것을 특징으로 하는 광화이버의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 투명성이 우수하고, 또한 가요성이 풍부하고, 고속 통신 가능한 광화이버를 얻을 수 있다.
본 발명의 광화이버는 코어부 및 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 구성된다. 단, 본 명세서에 있어서는, 클래드부의 외주를 피복하는 피복층을 포함하여 광화이버라고 하는 경우도 있다.
본 발명에서는, 코어부 및 클래드부란, 각각, 광화이버에 있어서의 광학적 의미에서의 코어 및 클래드에 얽매이지 않고, 코어를 구성하는 주성분이 되는 중합체에 의해 구성되는 층을 코어부라고 하고, 클래드를 구성하는 주성분이 되는 중합체에 의해 구성되는 층을 클래드부라고 한다.
광화이버는, 통상, 멀티 모드 광화이버와, 싱글 모드 광화이버로 분류되는데, 본 발명의 광화이버는, 특히, 멀티 모드 광화이버에 유리하다.
또한, 멀티 모드 광화이버는 스텝 인덱스 (SI) 형과 굴절률 분포를 갖는 그레이디드 인덱스 (GI) 형으로 분류되는데, 본 발명의 광화이버는 GI 형인 것이 바람직하다. 여기서, 굴절률 분포란, 화이버의 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 포물선에 가까운 곡선으로 또는 일정폭으로 단계적으로 변화하는 것을 의미한다. 그 중에서도, 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 저하되고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 굴절률 분포를 갖게 함으로써, 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
또, 화이버의 중심으로부터 반경 방향을 향해, 일단 굴절률이 곡선적 또는 단계적으로 저하된 후, 곡선적 또는 단계적으로 증가되어도 된다. 이 경우, 코어부와 클래드부의 최외층에서는, 코어부가, 굴절률이 보다 높은 것이 바람직한데, 클래드부의 최외층이 코어부보다 굴절률이 높아져도 된다.
본 발명의 광화이버의 한 형태로서, 특정 성분으로 구성된 코어부 및 특정 성분으로 구성된 클래드부를 갖는 광화이버 A 를 들 수 있다.
이와 같은 광화이버에 있어서는, 코어부를 형성하는 중합체는 주성분으로서 트리클로로에틸메타크릴레이트 (이하, 「TCEMA」라고 표기하는 경우가 있다) 를 함유하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 특히, TCEMA 와, 임의 성분으로서 메틸메타크릴레이트 (이하, 「MMA」라고 표기하는 경우가 있다), 메틸아크릴레이트 (이하, 「MA」라고 표기하는 경우가 있다), N 시클로헥실말레이미드 (이하, 「N-cHMI」라고 표기하는 경우가 있다), 시클로헥실아크릴레이트 (이하, 「cHA」라고 표기하는 경우가 있다), 트리클로로에틸아크릴레이트 (이하, 「TCEA」라고 표기하는 경우가 있다), 이소보르닐아크릴레이트 (이하, 「iBoA」라고 표기하는 경우가 있다) 및 시클로헥실메타크릴레이트 (이하, 「cHMA」라고 표기하는 경우가 있다) 에서 선택되는 적어도 1 종의 모노머를 함유하여 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 「주성분」이란, 중합체를 얻는 경우에 사용하는 전체 모노머 중에서 가장 다중량의 성분을 의미한다 (이하, 동일 의미).
코어부는, 중합체를 구성하는 전체 모노머에 있어서 TCEMA 가 70 중량％ 이상 사용된 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 「주된 구성 성분」이란, 코어부를 구성하는 전체 성분에 있어서 가장 다중량인 성분을 가리키고, 주된 구성 성분 외에, 다른 중합체, 후술하는 도펀트, 첨가제 등을 함유하고 있어도 되는 것을 의미한다 (이하, 동일 의미).
TCEMA 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머 유래의 중합체는 TCEMA 만 사용된 중합체이어도 되고, 전체 모노머에 있어서 TCEMA 가 95 중량％ 이하로 사용된 중합체이어도 된다. 특히, 코어부에 있어서의 TCEMA 는 전체 모노머에 있어서 80 ? 95 중량％, 80 ? 100 중량％, 나아가서는 100 중량％ 로 함유되는 것이 바람직하다.
TCEMA 를 70 중량％ 이상의 비율로 사용한 중합체를, 주된 구성 성분으로 하여 코어부를 형성하는 경우에는, 투명성이 우수하고, 통신 거리를 늘릴 수 있기 때문이다.
임의 성분인 MMA 를 사용하는 경우에는, MMA 는 30 중량％ 이하 (바람직하게는 20 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 경우에는, 코어부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
임의 성분인 MA, cHA, TCEA, iBoA 또는 cHMA 를 사용하는 경우에는, MA, cHA, TCEA, iBoA 또는 cHMA 는, 각각, 10 중량％ 이하 (바람직하게는 8 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다.
MA 를, 이 범위로 하는 경우에는, 코어부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
cHA, TCEA 및 cHMA 를, 각각, 이 범위로 하는 경우에는, 투명성, 가요성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
iBoA 를, 이 범위로 하는 경우에는, 코어부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
임의 성분인 N-cHMI 를 사용하는 경우에는, N-cHMI 를 20 중량％ 이하 (바람직하게는 15 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 경우에는, 코어부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
임의 성분인 MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 2 종을 함유하는 모노머를 사용하는 경우에는, 이들 총량이 전체 모노머에 있어서 30 중량％ 이하로 사용하는 것이 바람직하고, 20 중량％ 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
코어부는, 중합체 성분으로는, 실질적으로 TCEMA 가 70 중량％ 이상 사용된 중합체만으로 형성되는 것이 바람직하다.
클래드부를 형성하는 중합체는 MMA 를 함유하여 형성되어 있는 것이 바람직하다. 특히, MMA 와, 임의 성분으로서 TCEMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 1 종의 모노머를 함유하여 형성되어 있는 것이 바람직하고, MMA 와 이들 임의 성분을 유래로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 주된 구성 성분이란, 클래드부를 구성하는 전체 성분에 있어서 가장 다중량의 성분을 나타내고, 주된 구성 성분 외에, 다른 중합체, 후술하는 도펀트, 첨가제 등을 함유하고 있어도 되는 것을 의미한다 (이하, 동일 의미).
클래드부는, MMA 를, 전체 모노머에 있어서 20 중량％ 이상 사용한 중합체에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 클래드부는 MMA 만 사용된 중합체에 의해 형성되어 있어도 되고, 전체 모노머에 있어서 MMA 가 95 중량％ 이하로 사용된 중합체에 의해 형성되어 있어도 된다. 특히, 클래드부에 있어서의 MMA 는 전체 모노머에 있어서 30 ? 95 중량％, 30 ? 100 중량％ 로 함유되는 것이 바람직하다.
MMA 를 20 중량％ 이상의 비율로 사용한 중합체를, 주된 구성 성분으로 하여 클래드부를 형성하는 경우에는, 가요성이 우수하고, 코어부보다 굴절률을 적당히 저감시킬 수 있고, 굽힘 손실을 억제하고, 또한 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
임의 성분인 TCEMA 를 사용하는 경우에는, TCEMA 는 80 중량％ 이하 (바람직하게는 70 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 경우에는, 클래드부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있음과 동시에, 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 고속 통신성, 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
임의 성분인 MA, cHA, TCEA, iBoA 또는 cHMA 를 사용하는 경우에는, MA, cHA, TCEA, iBoA 또는 cHMA 는, 각각, 10 중량％ 이하 (바람직하게는 8 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다.
MA, cHA, TCEA, cHMA 를, 이 범위로 하는 경우에는, 클래드부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 고속 통신성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
iBoA 를, 이 범위로 하는 경우에는, 클래드부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있음과 동시에, 클래드부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 고속 통신성, 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
임의 성분인 N-cHMI 를 사용하는 경우에는, N-cHMI 를, 20 중량％ 이하 (바람직하게는 15 중량％ 이하) 로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 경우에는, 클래드부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있음과 동시에, 클래드부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 고속 통신성, 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
임의 성분인 TCEMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 2 종을 함유하는 모노머를 사용하는 경우에는, 이들 총량이 전체 모노머에 있어서 80 중량％ 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
클래드부는, 중합체 성분으로는, MMA 와, 임의 성분으로서 TCEMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 1 종의 모노머에 의해 형성된 중합체만으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 코어부 및 클래드부를 구성하는 구성 성분은 동일 조성, 요컨대, 구성 모노머종 및 그 비율이 동일해도 되는데, 상이한 조성인 것이 바람직하다.
본 발명의 광화이버의 다른 형태로서, 특정 성분으로 구성된 코어부 및 클래드부의 외주를 피복하는 플라스틱의 피복재 (이하, 「오버 클래드재」라고 표기하는 경우가 있다) 를 갖는 광화이버 B 를 들 수 있다.
이와 같은 광화이버에 있어서는, 코어부를 형성하는 중합체는 주성분으로서 TCEMA 를 함유하여 형성되는 것이 바람직하고, 특히, TCEMA 와 임의 성분으로서 MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 1 종의 모노머를 함유하여 형성되어 있는 것이 바람직하다.
클래드부의 외주를 피복하는 플라스틱의 피복재는 폴리카보네이트를 주성분으로 하는 플라스틱으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
코어부는, 상기 서술한, 특정 성분으로 구성된 코어부 및 특정 성분으로 구성된 클래드부를 갖는 광화이버 A 에 있어서의 코어부와 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
클래드부는 TCEMA 50 ? 100 중량％ 를 사용한 중합체에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 클래드부에 있어서의 TCEMA 는 전체 모노머에 있어서 50 ? 90 중량％, 60 ? 100 중량％, 60 ? 90 중량％ 로 함유되는 것이 바람직하다. 임의 성분을 사용하는 경우에는, MMA 0 ? 50 중량％, 바람직하게는 0 ? 40 중량％, MA 0 ? 10 중량％, 바람직하게는 0 ? 8 중량％, N-cHMI 0 ? 20 중량％, 바람직하게는 0 ? 15 중량％, cHA 0 ? 10 중량％, 바람직하게는 0 ? 8 중량％, TCEA 0 ? 10 중량％, 바람직하게는 0 ? 8 중량％, iBoA 0 ? 10 중량％, 바람직하게는 0 ? 8 중량％, cHMA 0 ? 10 중량％, 바람직하게는 0 ? 8 중량％ 의 적어도 1 종의 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 임의 성분인 MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 에서 선택되는 적어도 2 종을 함유하는 모노머를 사용하는 경우에는, 이들 총량이 전체 모노머에 있어서 50 중량％ 이하로 사용되는 것이 바람직하다.
이 범위로 함으로써, 투명성을 유지하면서 고속 통신성, 내열성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다.
또한, 클래드부는 상기 서술한, 특정 성분으로 구성된 코어부 및 특정 성분으로 구성된 클래드부를 갖는 광화이버 A 에 있어서의 클래드부와 동일한 조성을 갖고 있어도 된다.
또, 이 광화이버에 있어서도, 코어부 및 클래드부를 구성하는 구성 성분은, 동일 조성, 요컨대, 구성 모노머종 및 그 비율이 동일해도 되는데, 상이한 조성인 것이 바람직하다.
클래드부의 외주를 피복하는 플라스틱의 피복재는 기계 강도 특성이 우수하고, 또한 클래드부와 충분한 밀착성이 얻어지는 것이면, 어떠한 것으로 형성해도 되는데, 특히, 클래드부의 외주를 폴리카보네이트로 피복함으로써, 투명성, 내열성을 유지하면서 가요성이 우수한 광화이버로서 사용할 수 있다. 이 피복재는 폴리카보네이트를 주성분으로 하는 플라스틱으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 내약품성, 유동성이 우수한 점에서, 폴리에스테르와 복합된 변성 폴리카보네이트가 바람직하다. 피복재에 의한 피복층의 두께는 특별히 한정되지 않는데, 50 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하가 바람직하다. 이 범위로 함으로써, 가요성이 우수하고, 또한 유연성 등의 광화이버에 필요한 물성을 만족할 수 있다.
본 발명의 광화이버에 있어서, 코어부는 도펀트를 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다. 도펀트를 함유시킴으로써, 광화이버에 있어서의 코어부의 굴절률을 변화시켜, 굴절률 분포를 갖게 할 수 있다. 그 중에서도, 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 저하되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 굴절률 분포를 갖게 함으로써, 통신 속도를 향상시킬 수 있다. 특히, 굴절률 분포를 갖게 하기 위해서, 코어부에 있어서 도펀트의 농도 분포를 조정하는 것이 유효하다. 또한, 클래드부에는, 도펀트가 함유되어 있어도 된다.
도펀트는 코어부 및/또는 클래드부의 주된 구성 성분인 중합체와 상용성이 있고, 이들 중합체의 굴절률보다 높은 또는 낮은 굴절률을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 상용성이 양호한 화합물을 사용함으로써, 코어부의 탁함을 발생시키지 않고, 산란 손실을 최대한 억제하고, 통신할 수 있는 거리를 증대시킬 수 있다.
높은 굴절률을 갖는 화합물을 도펀트로 하는 경우에는, 중심으로부터 반경 방향을 향해 도펀트 농도가 저하되도록 농도 분포를 조정함으로써, 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 저하되는 굴절률 분포를 갖게 할 수 있다.
낮은 굴절률을 갖는 화합물을 도펀트로 하는 경우에는, 중심으로부터 반경 방향을 향해 도펀트 농도가 상승하도록 농도 분포를 조정함으로써, 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 저하되는 굴절률 분포를 갖게 할 수 있다.
또, 도펀트를 배합할 때, 2 종류 이상의 굴절률이 상이한 화합물을 배합해도 된다. 이 2 종류 이상의 화합물 중에, 코어부 및/또는 클래드부의 주된 구성 성분인 중합체의 굴절률과 비교하여, 고굴절률의 화합물 및 저굴절률의 화합물이 함유되는 것이 바람직하다. 이와 같은 고굴절률의 화합물 및 저굴절률의 화합물을 병용함으로써, 고굴절률의 화합물만 또는 저굴절률의 화합물만을 배합했을 경우와 비교하여, 이것과 동일한 굴절률 차를 얻기 위해서 배합시키는 도펀트의 첨가량을 상대적으로 적게 할 수 있다. 이 때문에, 유리 전이점이 상대적으로 높아지고, 이로 인하여 얻어지는 광화이버의 내열성을 향상시킬 수 있다.
도펀트의 후보로는, 저분자 화합물 또는 이들 화합물 중에 존재하는 수소 원자를 중수소 원자로 치환한 화합물 등을 들 수 있다. 높은 굴절률을 갖는 저분자 화합물로는, 디페닐술폰 (DPSO) 및 디페닐술폰 유도체 (예를 들어, 4,4'-디클로로디페닐술폰, 3,3',4,4'-테트라클로로디페닐술폰 등의 염화디페닐술폰), 디페닐술파이드 (DPS), 디페닐술폭사이드, 디벤조티오펜, 디티안 유도체 등의 황 화합물；트리페닐포스페이트 (TPP), 인산트리크레딜 등의 인산 화합물；벤조산벤질；프탈산벤질 n-부틸；프탈산디페닐；비페닐；디페닐메탄 등을 들 수 있다. 낮은 굴절률을 갖는 저분자 화합물로는, 트리스-2-에틸헥실포스페이트 (TOP) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
특히, DPSO, DPS, TPP, TOP 가 바람직하다. DPSO 및 DPS 의 굴절률은 1.63, TPP 의 굴절률은 1.563 으로 높고, TOP 의 굴절률은 1.442 로 낮고, 또한, TCEMA 를 주성분으로 하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하는 코어부와의 상용성이 우수하므로, 투명성, 내열성을 유지하면서 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
또, DPS, TPP, TOP 가 바람직하다. DPS 는 광화이버 제조시의 열부하에 의한 TCEMA 를 주성분으로 하는 모노머의 중합체의 열분해를 억제하는 효과가 있고, TPP, TOP 는 열부하에 의해 탈리된 염산을 포착할 수 있다.
후술하는 용융 압출 도펀트 확산법으로 제조하는 경우, 압출에 사용하는 코어 부재에 고굴절률 도펀트를 함유시키는 및/또는 압출에 사용하는 클래드 부재에 저굴절률 도펀트를 함유시킴으로써, 중심으로부터 반경 방향을 향해 굴절률이 저하되는 굴절률 분포를 갖게 할 수 있다.
코어 부재에 함유시키는 도펀트량은 코어부를 구성하는 중합체의 조성, 의도하는 굴절률, 사용하는 클래드부를 구성하는 중합체의 굴절률, 사용하는 도펀트의 종류 등에 의해 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어, 코어부를 구성하는 중합체 100 중량부에 대해 0.1 ? 25 중량부 정도, 또한 1 ? 20 중량부 정도, 2 ? 15 중량부 정도 등을 들 수 있다. 또, 클래드 부재에 함유시키는 도펀트량은 클래드부를 구성하는 중합체의 조성, 의도하는 굴절률, 사용하는 코어부를 구성하는 중합체의 굴절률, 사용하는 도펀트의 종류 등에 따라 적절히 조정할 수 있고, 예를 들어, 클래드부를 구성하는 중합체 100 중량부에 대해 0 ? 25 중량부 정도, 또한 0 ? 20 중량부 정도, 0 ? 15 중량부 정도 등을 들 수 있다. 특히, TOP를 사용하는 경우에는, 0 ? 25 중량부 정도, 바람직하게는 0 ? 20 중량부 정도, 보다 바람직하게는 0 ? 15 중량부 정도 등을 들 수 있다. 도펀트량을 이 범위로 함으로써, 코어부의 굴절률 분포를 바람직하게 조정할 수 있고, 광화이버의 Tg 의 저하를 방지할 수 있음과 함께, 광화이버의 투명성, 내열성, 가요성을 유지하면서 굽힘 손실을 억제하고, 또한 통신 속도를 향상시킬 수 있다. 또한 후술하는 용융 압출 도펀트 확산법으로 광화이버를 제조하는 경우, 코어 부재 및/또는 클래드 부재의 압출시의 유동성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 광화이버의 코어부 및 클래드부를 구성하는 중합체는 당해 분야에서 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다. 예를 들어, 중합체를 구성하는 모노머의 혼합물을, 용액 중합, 괴상 중합, 유화 중합 또는 현탁 중합 등을 실시하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 이물질, 불순물의 혼입을 방지한다는 관점에서, 괴상 중합법이 바람직하다.
이 때의 중합 온도는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 80 ? 150 ℃ 정도가 바람직하다. 반응 시간은 모노머의 양, 종류, 후술하는 중합 개시제, 연쇄 이동제 등의 양, 반응 온도 등에 따라 적절히 조정할 수 있고, 20 ? 60 시간 정도가 바람직하다.
이들 중합체는, 후술하는 코어부 및/또는 클래드부를 성형할 때, 동시에 또는 연속하여 제조해도 된다.
코어부 및/또는 클래드부를 구성하는 중합체는 상기 서술한 TCEMA, MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 이외에, 다른 모노머 성분을 사용하지 않는 것이 바람직한데, 얻어지는 광화이버의 특성을 저해하지 않는 범위에서, 추가로 중합성 모노머 등을 함유하고 있어도 된다.
예를 들어, (메트)아크릴산에스테르계 화합물로서 메타크릴산에틸, 메타크릴산 n-프로필, 메타크릴산 n-부틸, 아크릴산에틸, 아크릴산 n-프로필, 아크릴산 n-부틸, 메타크릴산펜타플루오로페닐, 메타크릴산트리플루오로에틸, 메타크릴산헥사플루오로이소프로필, 플루오로아크릴산헥사플루오로이소프로필 등；스티렌계 화합물로서 스티렌, α-메틸스티렌, 플루오로스티렌, 펜타플루오로스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌 등；비닐에스테르류로서 비닐아세테이트, 비닐벤조에이트, 비닐페닐아세테이트, 비닐클로로아세테이트 등；말레이미드류로서 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-n-부틸말레이미드, N-tert-부틸말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-페닐말레이미드 등；기타, 푸마르산디시클로헥실, 아크릴로니트릴, 9-비닐카르바졸, 메타크릴산 무수물 등 및 이들 모노머의 중수소 치환물 등이 예시된다.
중합체를 제조할 때, 중합 개시제 및/또는 연쇄 이동제 등의 첨가제를 사용하는 것이 바람직하다.
중합 개시제로는, 통상의 라디칼 개시제를 들 수 있다. 예를 들어, 과산화벤조일, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사네이트, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, n-부틸 4,4,비스(t-부틸퍼옥시)발라레이트 등의 퍼옥사이드계 화합물；2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸프로판), 2,2'-아조비스(2-메틸부탄), 2,2'-아조비스(2-메틸펜탄), 2,2'-아조비스(2,3-디메틸부탄), 2,2'-아조비스(2-메틸헥산), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸펜탄), 2,2'-아조비스(2,3,3-트리메틸부탄), 2,2'-아조비스(2,4,4-트리메틸펜탄), 3,3'-아조비스(3-메틸펜탄), 3,3'-아조비스(3-메틸헥산), 3,3'-아조비스(3,4-디메틸펜탄), 3,3'-아조비스(3-에틸펜탄), 디메틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 디에틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 디-t-부틸-2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등의 아조계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
중합 개시제는 전체 모노머에 대해 0.01 ? 2 중량％ 정도로 사용하는 것이 바람직하다.
연쇄 이동제로는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 알킬메르캅탄류 (n-부틸메르캅탄, n-펜틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-라우릴메르캅탄, t-도데실메르캅탄 등), 티오페놀류 (티오페놀, m-브로모티오페놀, p-브로모티오페놀, m-톨루엔티올, p-톨루엔티올 등) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, n-부틸메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-라우릴메르캅탄, t-도데실메르캅탄 등의 알킬메르캅탄이 바람직하게 사용된다. 또, C-H 결합의 수소 원자가 중수소 원자 또는 불소 원자로 치환된 연쇄 이동제를 사용해도 된다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.
연쇄 이동제는, 통상, 성형상 및 물성상, 적당한 분자량으로 조정하기 위해서 사용된다. 각 모노머에 대한 연쇄 이동제의 연쇄 이동 상수는, 예를 들어, 폴리머 핸드북 제3판 (J.BRANDRUP 및 E.H.IMMERGUT 편, JOHN WILEY&SON 발행) 「고분자 합성의 실험법」(오츠 타카유키, 키노시타 마사요시 공저, 화학동인, 쇼와 47년 간) 등을 참고로 하여, 실험에 의해 구할 수 있다. 따라서, 연쇄 이동 상수를 고려하여, 모노머의 종류 등에 따라, 적절히, 그 종류 및 첨가량을 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전체 모노머에 대해 0.01 ? 4 중량％ 정도를 들 수 있다.
코어부 및/또는 클래드부를 구성하는 중합체는 중량 평균 분자량이 5 ? 30 만 정도의 범위인 것이 바람직하고, 10 ? 25 만 정도인 것이 바람직하다. 적당한 가요성, 투명성 등을 확보하기 위해서이다. 또한, 코어부와 클래드부에 있어서는, 예를 들어, 점도 조정 등을 위해서, 분자량이 상이해도 된다. 중량 평균 분자량은, 예를 들어, GPC (겔 퍼미에이션 크로마토그래피) 에 의해 측정된 폴리스티렌 환산의 값을 가리킨다.
본 발명의 광화이버를 구성하는 중합체에는, 광화이버로서의 투명성, 내열성 등의 성능을 저해하지 않는 범위에서, 필요에 따라, 배합제, 예를 들어, 열안정화 보조제, 가공 보조제, 내열 향상제, 산화 방지제, 광안정제 등의 첨가제를 배합해도 된다. 이들은, 각각, 단독 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
내열 향상제로는, 예를 들어, α-메틸스티렌계, N-페닐말레이미드계 등을 들 수 있다.
산화 방지제로는, 예를 들어, 페놀계 항산화제 등을 들 수 있다.
광안정제로는, 예를 들어, 힌더드 아민계의 광안정제 등을 들 수 있다.
이들 배합물과 모노머 또는 중합체를 혼합하는 방법은, 예를 들어, 핫 블렌드법, 콜드 블렌드법, 용액 혼합법 등을 들 수 있다.
본 발명의 광화이버를 제조하는 방법으로는, 당해 분야에서 공지된 방법을 이용할 수 있다.
광화이버의 제조 방법의 일 양태로는, 예를 들어, 1 층 또는 2 층 이상의 코어부의 외주에 1 층 또는 2 층 이상의 클래드부를 형성하기 위해서, 계면 겔중합법, 회전 중합, 용융 압출 도펀트 확산법, 복합 용융 방사 및 로드 인튜브법 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 광화이버의 제조 방법에서는, 미리 프리폼을 형성하고, 연신, 선긋기 등을 실시해도 되는데, 상기 서술한 방법에 의해, 직접 화이버를 형성해도 된다.
구체적으로는, 2 대 이상의 용융 압출기와 2 층 이상의 다층 다이 및 다층용 방사 노즐을 사용하고, 코어부 및 클래드부를 형성 용융 압출법을 들 수 있다.
요컨대, 코어부 및 클래드부를 구성하는 중합체 등을, 각각 가열 용융시키고, 각각의 유로로부터 다층 다이 및 다층용 방사 노즐에 주입한다. 이 다이 및 노즐로 코어부를 압출 성형함과 동시에, 그 외주에 1 층 또는 2 층 이상의 동심원상의 클래드부를 압출하고, 용착 일체화시킴으로써 화이버 또는 프리폼을 형성할 수 있다.
또한, 광화이버에 있어서 GI 형의 굴절률 분포, 특히, 적어도 코어부에 굴절률 분포를 부여하려면, 예를 들어, WO 93/08488호에 기재된 바와 같이, 모노머 조성비를 일정하게 하고, 도펀트를 첨가하고, 중합체의 계면에서 모노머를 괴상 중합시키고, 그 반응에 따라 도펀트의 농도 분포를 부여하는 계면 겔중합, 또는, 그 계면 겔중합의 반응 기구를 회전 중합법으로 실시하는 회전 겔중합법 및 굴절률이 상이한 모노머 주입 조성 비율을 점진적으로 변화시켜, 요컨대, 전 (前) 층의 중합률을 제어 (중합률을 낮게) 하고, 보다 고굴절률이 되는 다음 층을 중합하고, 클래드부와의 계면으로부터 중심부까지, 굴절률 분포가 점진적으로 증가되도록, 회전 중합을 실시하는 방법, 로드상의 코어부와 중공상의 클래드부를 끼워 맞추고, 가열 처리를 실시함으로써, 코어부 외주면과 클래드부 내주면을 용착 일체화시킴과 동시에, 미리 코어부에 배합된 도펀트를 주변부 방향으로 및/또는 미리 클래드에 배합된 도펀트를 중심부를 향해 확산시키고, 도펀트의 농도 분포를 부여하는 로드 인튜브법 등의 방법이 예시된다.
또, 2 대 이상의 용융 압출기와 2 층 이상의 다층 다이 및 다층용 방사 노즐을 사용하고, 코어부 및 클래드부를 형성한 후, 계속하여 형성된 열처리 존에서, 미리 코어부에 배합된 도펀트를 주변부 방향으로 및/또는 미리 클래드에 배합된 도펀트를 중심부를 향해 확산시키고, 도펀트의 농도 분포를 부여하는 용융 압출 도펀트 확산법, 2 대 이상의 용융 압출기에 각각 도펀트량을 바꾼 중합체 등을 도입하고, 다층 구조로 코어부 및/또는 클래드부를 압출 성형하는 방법 등이 예시된다.
용융 압출 도펀트 확산법에 의해 GI 형 광화이버를 성형하는 경우, 특히, 코어부가 TCEMA 와 MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 성분으로 하고, TCEMA 를 주성분으로 하는 중합체를, 주된 구성 성분으로 하여 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 「TCEMA 를 주성분으로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 형성된다」란, 예를 들어, 상기 서술한 바와 같이, 코어부를 구성하는 전체 성분에 있어서, TCEMA 를 주성분으로 하는 중합체 (요컨대, TCEMA 가 전체 모노머 중에서 가장 다중량의 중합체) 를, 가장 다중량의 성분으로 하는 것을 의미한다.
MA 를 사용하는 경우에는, MA 를 0 ? 10 중량％ (바람직하게는 2 ? 8 중량％) 의 범위에서 사용함으로써, 압출시의 열에 의한 중합체의 열열화를 억제하고, 또한, 코어부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
N-cHMI 를 사용하는 경우에는, N-cHMI 를 0 ? 20 중량％ (바람직하게는 2 ? 15 중량％) 의 범위에서 사용함으로써, 압출시의 열에 의한 중합체의 열열화를 억제하고, 또한, 코어부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 내열성을 향상시킬 수 있다.
cHA, TCEA, cHMA 를 사용하는 경우에는, cHA, TCEA, cHMA 를, 각각, 0 ? 10 중량％ (바람직하게는 2 ? 8 중량％) 의 범위에서 사용함으로써, 압출시의 열에 의한 중합체의 열열화를 억제하고, 또한, 투명성, 가요성이 우수한 광화이버를 제조할 수 있다.
iBoA 를 사용하는 경우에는, iBoA 를 0 ? 10 중량％ (바람직하게는 2 ? 8 중량％) 의 범위에서 사용함으로써, 압출시의 열에 의한 중합체의 열열화를 억제하고, 또한, 코어부의 유리 전이 온도를 높일 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 내열성을 향상시킬 수 있다.
또, 임의 성분인 MMA 를 사용하는 경우에는, MMA 는 30 중량％ 이하, 바람직하게는 20 중량％ 이하로 사용하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 경우에는, 코어부의 굴절률을 적당히 조절할 수 있고, 투명성, 가요성을 유지하면서 통신 속도를 향상시킬 수 있다.
SI 형 및 멀티 스텝형의 굴절률 분포를 부여하는 경우에는, 도펀트를 함유하지 않는 코어부 및 클래드부를 구성하는 중합체 등을, 2 대 이상의 용융 압출기와 2 층 이상의 다층 다이 및 다층용 방사 노즐을 사용하여 용융 압출하는 것이 바람직하다.
상기 서술한 방법 등에 의해 광화이버의 프리폼을 형성한 경우, 이 프리폼을 용융 연신함으로써, 플라스틱 광화이버를 제작할 수 있다. 연신은, 예를 들어, 프리폼을, 가열로 등의 내부를 통과시킴으로써 가열하고, 용융시킨 후, 연신 방사하는 방법이 예시된다. 가열 온도는 프리폼의 재질 등에 따라 적절히 결정할 수 있고, 예를 들어 180 ? 250 ℃ 정도가 예시된다. 연신 조건 (연신 온도 등) 은, 얻어진 프리폼의 직경, 원하는 광화이버의 직경 및 사용한 재료 등을 고려하여 적절히 조정할 수 있다.
또, 임의의 단계에서, 열처리를 실시해도 된다. 이 열처리에 의해, 도펀트를 광화이버 또는 프리폼의 주변부 또는 중심부를 향해 확산시킬 수 있다. 이때의 조건 (예를 들어, 온도, 시간, 압력, 분위기 조성 등) 은 임의로 조절하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광화이버는 그대로의 형태로 적용할 수 있다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 그 외주를 1 개 또는 복수의 수지층, 섬유층, 금속선 등의 피복재로 피복함으로써 및/또는 복수의 화이버를 묶음으로써, 광화이버 케이블 등의 각종 용도에 적용할 수 있다.
광화이버를 피복하는 수지로는, 특별히 한정되지 않지만, 광화이버 케이블 등에 필요한, 강도, 난연성, 유연성, 내약품성, 내열성 등을 만족하는 것을 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 염화비닐 수지, 염소화염화비닐 수지, 염소화폴리에틸렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 아크릴 수지, 불소 수지, 폴리카보네이트 수지, 나일론 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 염비-에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 아세트산비닐-염화비닐 공중합체 등을 주성분으로 하는 것 등을 들 수 있다. 또, 이들 수지에 상기 서술한 첨가제를 첨가한 조성물을 사용한 것이어도 된다.
섬유로는, 예를 들어, 아라미드 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유를 들 수 있다.
금속선으로는, 스테인리스선, 아연 합금선, 구리선 등을 들 수 있다.
광화이버의 외주에 수지를 피복하는 방법으로는, 특별히 한정되지 않고, 광화이버 성형 후에 표층에 피복 압출하는 방법 등을 들 수 있다.
또, 광화이버를 사용한 케이블은 단부에 접속용 광플러그를 사용하여 잭부에 확실하게 고정시키는 것이 바람직하다. 플러그 및 잭에 의해 구성되는 커넥터로는, PN 형, SMA 형, SMI 형, F05 형, MU 형, FC 형, SC 형 등의 시판되는 각종 커넥터를 이용하는 것이 가능하다. 또, 광화이버를 사용한 케이블의 단부에 접속용 플러그는 사용하지 않고, 미디어 컨버터 등의 접속 기기측에 OptoLock (상품명, Fireco㎜s 사 제조) 등의 플러그리스 커넥터를 장착하고, 잘라낸 케이블을 찔러넣어 접속하는 것도 가능하다.
이하, 본 발명의 광화이버의 실시양태를 상세하게 설명하는데, 본 발명은 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
화이버의 제조：로드 인튜브법을 이용하여, 광화이버를 제조하였다.
정제한 TCEMA 와 도펀트로서 디페닐술파이드 (이하, 「DPS」라고 표기하는 경우가 있다) 를 중량비로 TCEMA：DPS = 100：4 의 비율로 혼합하였다. 또한, 전체 중량 중의 농도가 각각 0.03 중량％ 및 0.2 중량％ 가 되도록, 중합 개시제로서 디t-부틸퍼옥사이드 및 연쇄 이동제로서 n-라우릴메르캅탄을 첨가하였다. 그 후, 세공경 0.2 ㎛ 의 멤브레인 필터에 의해 여과를 실시하였다.
이것을 유리제 중합 용기에 도입하고, 동결 탈기법에 의해 용존 공기를 제거하고, 진공 봉함을 실시하였다. 중합 용기의 온도를 120 ℃ 로 유지하면서 40 시간에 걸쳐 모노머를 중합하고, 외경 10 ㎜ 의 코어 부재 로드를 얻었다.
정제한 TCEMA 및 MMA 를 중량비로 TCEMA：MMA = 20：80 의 비율로 혼합하였다. 또한 전체 중량 중의 농도가 각각 0.5 중량％ 및 0.3 중량％ 가 되도록 중합 개시제로서 과산화벤조일 및 연쇄 이동제로서 n-부틸메르캅탄을 첨가하였다. 그 후, 세공경 0.2 ㎛ 의 멤브레인 필터에 의해 여과를 실시하였다.
이것을 유리제 중합 용기에 도입하고, 중합기를 원주 방향으로 고속 회전 ( 약 2500 rpm) 시키면서, 70 ℃ 에서 20 시간, 다시 90 ℃ 에서 20 시간 모노머를 중합시킴으로써 내경 10.5 ㎜, 외경 20 ㎜ 의 중공관을 얻었다.
얻어진 코어 부재 로드, 클래드 부재 중공관을 동일한 길이만큼 잘라내고, 증류수로 세정하고, 끼워 맞춰, 열수축 튜브를 피복하였다. 그 후, 진공하 180 ℃ 에서 5 시간 가열함으로써, GI 프리폼을 얻었다.
얻어진 프리폼을 250 ℃ 로 조정된 가열로 내에 연직 하향으로 삽입함으로써, 용융 연신하여 GI 형 플라스틱 광화이버를 얻었다.
화이버 외경은 약 600 ㎛ 이고, 인취 속도를 조정함으로써 제어를 실시하였다.
제작한 화이버에 대해, 이하의 측정 및 시험을 실시하였다.
손실 측정：컷백법을 사용하여 665 ㎚ 에서의 전송 손실을 측정하였다.
대역 측정：50 m 의 화이버에 대해, 코어 직경 50 ㎛ 의 석영 멀티 모드 화이버에 의한 한정 모드 여진으로 650 ㎚ 에서의 전송 대역을 측정하였다.
권선 시험：직경 10 ㎜ 의 로드에 광화이버를 5 회 권선한 후, 해제 후의 전송 손실 증가 (권선 전에 대한 해제 후의 손실 증가) 를 JIS 6823 에 준거하여 측정하였다 (표 1 중, 「파단」은 해제 후 전혀 측정광이 투과되지 않았던 것을 나타낸다).
유리 전이 온도 측정：코어 부재 로드로부터 시료를 샘플링하고, 질소 분위기하, 승온 속도 10 ℃／min 에서의 DSC 법에 의해 측정하였다.
이들 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
실시예 2 ? 26 및 비교예 1 ? 3
표 1-1 및 표 1-2 에 나타내는 바와 같이, 코어 부재 및 클래드 부재의 모노머 성분 및 도펀트의 화합물종 및 비율을 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 광화이버를 제작하고, 평가하였다.
실시예 27
화이버의 제조：용융 압출 도펀트 확산법을 이용하여, 광화이버를 제조하였다.
정제한 TCEMA 및 MA 와 도펀트로서 DPS 를 중량비로 TCEMA：MA：DPS = 95：5：10 의 비율로 혼합하였다. 또한, 전체 중량 중의 농도가 각각 0.03 중량％ 및 0.2 중량％ 가 되도록, 중합 개시제로서 디t-부틸퍼옥사이드 및 연쇄 이동제로서 n-라우릴메르캅탄을 첨가하였다. 그 후, 세공경 0.2 ㎛ 의 멤브레인 필터에 의해 여과를 실시하였다. 이 혼합액을, 초음파를 가하면서 감압 탈기한 후, 중합 용기에 넣고, 중합 용기의 온도를 120 ℃ 로 유지하면서, 40 시간에 걸쳐 모노머를 중합하고, 코어 부재 로드 (외경 30 ㎜) 를 얻었다.
정제한 TCEMA 및 MA 를 중량비로 TCEMA：MA = 95：5 의 비율로 혼합하였다. 또한, 전체 중량 중의 농도가 각각 0.03 중량％ 및 0.2 중량％ 가 되도록, 중합 개시제로서 디t-부틸퍼옥사이드 및 연쇄 이동제로서 n-라우릴메르캅탄을 첨가하였다. 그 후, 세공경 0.2 ㎛ 의 멤브레인 필터에 의해 여과를 실시하였다. 이 혼합액을, 초음파를 가하면서 감압 탈기한 후, 중합 용기에 넣고, 중합 용기의 온도를 120 ℃ 로 유지하면서, 40 시간에 걸쳐 모노머를 중합하고, 클래드 부재 로드 (외경 30 ㎜) 를 얻었다.
얻어진, 코어 부재 로드와 클래드 부재 로드를, 각각의 압출 성형기와 그것들에 연결된 2 층 금형을 사용하고, 코어부, 클래드부의 적층 복층상을 형성하고, 추가로 가열 유로에 일정 시간 통과시킴으로써, 코어부에 함유되는 도펀트를 클래드부에 확산시켰다.
또한, 또 1 대의 압출 성형기에 의해 오버 클래드재인 XYLEX X7300CL［제품명, SABIC Innovative Plastics 사 제조, 폴리에스테르 변성 폴리카보네이트］(이하 PC 라고도 한다) 를 용융하고, 2 층 금형을 사용하고, 상기의 코어부, 클래드부 용융물이 통과하는 유로와 합류시킴으로써 최외주에 피복시켰다. 금형 출구에서 토출되는 용융 수지를 인취하고, 코어부 직경, 클래드부 직경 및 화이버 외경이, 각각, 200 ㎛, 280 ㎛ 및 750 ㎛ 인 GI 형 플라스틱 광화이버를 얻었다. 얻어진 광화이버 시료에 대해, 실시예 1 과 동일하게 평가하였다.
실시예 28 ? 42 및 비교예 4
표 1-1 및 표 1-2 에 나타내는 바와 같이, 코어 부재 및 클래드 부재의 모노머 성분 및 도펀트의 화합물종 및 비율을 바꾼 것 이외에는 실시예 27 과 동일하게 광화이버를 제작하고, 평가하였다.
이들의 결과를 표 1-2 에 나타낸다.
[표 1-1]
Figure pct00001
[표 1-2]
Figure pct00002
표 중, TFEMA 는 테트라플루오로에틸메타크릴레이트를 의미한다.
산업상 이용가능성
본 발명은 고속 통신을 의도하는 광화이버, 광화이버 케이블의 구성 요소로서 유용하고, 또한 형상을 변화시킴으로써, 광도파로 등의 광도성 소자류, 스틸 카메라용, 비디오 카메라용, 망원경용, 안경용, 플라스틱 콘택트렌즈용, 태양광 집광용 등의 렌즈류, 오목면경, 폴리곤 등의 거울류, 펜타프리즘류 등의 프리즘류 등의 광학 부재로서 응용하는 것이 가능하다.

Claims (9)

  1. 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서,
    상기 코어부가 트리클로로에틸메타크릴레이트 (TCEMA) 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고,
    상기 클래드부가 메틸메타크릴레이트 (MMA) 20 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광화이버.
  2. 제 1 항에 있어서,
    코어부가 TCEMA 와 MMA, 메틸아크릴레이트 (MA), N 시클로헥실말레이미드 (N-cHMI), 시클로헥실아크릴레이트 (cHA), 트리클로로에틸아크릴레이트 (TCEA), 이소보르닐아크릴레이트 (iBoA) 및 시클로헥실메타크릴레이트 (cHMA) 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    클래드부가 MMA 와 TCEMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버.
  4. 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지는 광화이버로서,
    상기 코어부가 TCEMA 70 중량％ 이상을 함유하는 모노머의 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지고,
    상기 클래드부의 외주가 폴리카보네이트를 주성분으로 하는 플라스틱으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 광화이버.
  5. 제 4 항에 있어서,
    코어부가 TCEMA 와 MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    클래드부가 TCEMA 50 중량％ 이상과, MMA, MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머 50 중량％ 이하를 구성 단위로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코어부에 도펀트를 함유하고, 굴절률 분포를 갖는 광화이버.
  8. 제 7 항에 있어서,
    도펀트가 디페닐술파이드 (DPS), 트리페닐포스페이트 (TPP), 디페닐술폰 (DPSO) 및 트리스-2-에틸헥실포스페이트 (TOP) 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종인 광화이버.
  9. 코어부 및 그 코어부의 외주에 배치된 클래드부로 이루어지고, 상기 코어부가 TCEMA 와 MA, N-cHMI, cHA, TCEA, iBoA 및 cHMA 로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종을 포함하는 모노머를 구성 단위로 하고, 상기 TCEMA 를 주성분으로 하는 중합체를 주된 구성 성분으로 하여 이루어지는 광화이버의 제조 방법으로서, 용융 압출 도펀트 확산법에 의해, 적어도 코어부에 굴절률 분포를 부여하는 것을 특징으로 하는 광화이버의 제조 방법.
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