KR910005548B1

KR910005548B1 - 플라스틱 광섬유용 초재 및 이를 사용하는 플라스틱 광섬유

Info

Publication number: KR910005548B1
Application number: KR1019880011679A
Authority: KR
Inventors: 신이찌 데시마; 시게끼 가쓰따; 가즈히고 마에다; 다꾸 야무우찌; 도시오 고이시
Original assignee: 아사히가세이고오교 가부시끼가이샤; 에리 마사요시; 셍또라루가라스 가부시끼가이샤; 와다 가꾸헤이
Priority date: 1987-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1991-07-31
Also published as: DE3882853T2; JP2602242B2; DE3882853D1; CA1290887C; JPS6468701A; EP0307164B1; EP0307164A2; US4842369A; KR890005543A; EP0307164A3

Abstract

내용 없음.

Description

플라스틱 광섬유용 초재 및 이를 사용하는 플라스틱 광섬유

본 발명은 신규한 플라스틱 광섬유용 초재(cladding material for plastic fiber) 및 이를 사용하는 플라스틱 광섬유에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 굴절율이 낮고, 투명성, 기계적 특성, 심재(core material)와의 상용성, 심재와의 집착성등이 뛰어난 플라스틱 광섬유용 초재(

) : 및 저손실 및 고개구수를 지니고, 내열성, 기계적 특성, 가공성, 유연성 등이 뛰어난 상기의 초재를 사용하는 플라스틱 광섬유에 관한 것이다.

최근, 정보 전달로로서의 광섬유를 사용하는 광통신 기술이 급속도로 진보하여, 이미 실용화 단계에 들어서 있다.

광섬유들은 두가지 종류, 즉 석영계 광섬유 및 플라스틱 광섬유로 나누어진다. 석영계 광섬유에 비하여, 플라스틱 광섬유는 유연성이 풍부하고, 대구경 미 고개구수를 지니며, 표면처리와 섬유간의 접속이 용이하다. 따라서, 플라스틱 광섬유는 기계내 배선, 단거리 통신, 센서 및 라이트 가이드(light guide)의 분야에 응용되기 시작하였다.

지금까지, 플라스틱 광섬유용의 투명성과 가공성이 뛰어난 수지로서, 예를 들어 폴리스티렌 수지, 폴리카르보네이트수지 및 폴리메틸 메타크릴레이트 수지가 알려져 있다.

폴리스티렌 수지들은 굴절율이 약 1.59이고, 투명성이 양호하므로, 초재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하는 이의 플라스틱 광섬유들이 실용화되어 왔다. 그러나, 폴리스티렌 수지들은 유연성과 내후성이 빈약하다는 단점이 있으므로, 플라스틱 광섬유의 재료로서 항상 최적한 것은 아니다.

폴리카르보네이트 수지들은 뛰어난 투명성과 약 150℃의 고유리 전이온도를 지니므로, 약 120℃의 내열성을 지닌 광섬유의 심재로서 이를 사용하는 것이 고려되어진다.

한편, 폴리메틸 메타크릴레이트 수지들은 투명성이 뛰어나지만, 약 1.49의 비교적 낮은 굴절율을 지닌다. 따라서, 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 심재로 사용하는 경우, 약 1.40의 매우 낮은 굴절율을 지닌 수지를 초재로서 선택하여야 한다.

저굴절율의 수지로는, 함불소 메타크릴레이트 수지가 알려져 있다(일본국 특공 소 43-8978호). 그러나, 이들 수지들은 비정질이고, 양호한 투명성과 약 1.41의 저굴절율을 지닌다는 장점이 있지만, 다음과 같은 결점을 지닌다. 함불소 메타크릴레이트 수지들은 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 대한 접착성이 불충분하므로, 쉽게 휘어지며, 초재로서 이 수지를 사용한 플라스틱 광섬유의 심-초계면을 침해하여, 광손실을 크게한다. 이들은 경화되고 취화되므로, 초재로서 이 수지를 사용한 플라스틱 광섬유는 기계적 강도와 유연성이 저하된다. 나섬유(bare fiber) 상호간의 불충분한 슬립으로 인하여, 라이트 가이드를 제작하기 위한 집속 및 공정시의 작업성이 저하된다.

또한, 60∼80몰%의 비닐리덴 플루오라이드 단위를 함유하는 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 초재로서 사용한 플라스틱 광섬유가 개시되었다(일본국 특개 소 50-20737호). 이 공중합체는 약 1.41의 저굴절율을 지니고, 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 대한 접착성 및 기계적 특성이 뛰어다니는 장점을 지닌다. 그러나, 비닐리덴 플루오라이드와 테트라플루오로에틸렌 모두가 결정성 중합체를 형성하므로, 공중합에 의한 결정성의 조절이 제한받아, 공중합체중에 결정성이 잔존하게 된다. 따라서, 심-초계면상에서 빛이 완전 반사될때, 일부의 빛이 산란되어, 비교적 높은 전송손실을 지닌 플라시틱 광섬유만을 수득할 수 있게 된다. 더우기, 이러한 공중합체는 80℃이상의 환경하에서는 결정이 성장하여 투명성이 저하됨으로 인하여 전송손실이 대폭적으로 증가하는 결점을 지닌다.

또한, 45몰% 미만의 테트라플루오로에틸렌 단위 및 1∼30몰%의 헥사플루오로프로필렌 단위를 함유하는 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체를 사용한 광섬유가 개시되었다(일본국 특개 소 54-80758호). 헥사플루오로프로필렌 단위들은 주로 결정성을 조절하는 작용을 하며, 이 공중합체는 폴리메틸메타크릴레이트 수지에 대한 접착성이 뛰어나며, 비교적 높은 투명성을 지닌다. 초재로서 이 공중합체를 사용하고 심재로서 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 사용한 플라스틱 광섬유는 최상의 낮은 전송 손실을 지닌다. 그러나, (이 플라스틱 광섬유가 폴리에틸렌으로 피복되어 코드를 형성하고) 코드가 온도 85℃ 및 습도 95%의 항온항습기 중에 놓여질때는 전송 손실값이 연속적으로 증가한다.

또한, 심재로서 석영유리 또는 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고 초재로서 비닐리덴 플루오라이트-헥사플루오로아세톤 공중합체를 사용한 광섬유가 개시되었다(일본국 특개 소 61-22305호, 미합중국 특허 제 4687295호, 일본국 특개 소 61-190304호 및 소 62-96908호). 그러나, 이러한 공중합체는 폴리메틸 메타크릴레이트 수지에 대하여 높은 상용성을 지니지만, 두드러진 결정성이 잔존하여 투명성이 저하됨으로 인하여 막대한 전송 손실이 일어난다는 결점이 있다. 또한, 결정성을 조절하기 위한 제3공단량체로서 헥사플루오로프로필렌 또는 트리플루오로에틸렌을 함유하는 공중합체들이 개시되었다(일본국 특개 소 63-21606호, 소 63-66509호 및 소 63-143509호). 그러나, 3원 공중합체의 성분, 조성 또는 용융지수가 본 발명의 성분, 조성범위 또는 용융지수와 상이하거나 이를 벗어나는 경우, 3원 공중합체의 사용은 고온에서 손실이 연속적으로 증가할 정도로 낮은 내열성을 지닌 플라스틱 광섬유만을 수득할 수 있을 뿐이다.

따라서, 통상의 플라스틱 광섬유용 초재 및 이를 사용한 플라스틱 광섬유들은 장단점 모두를 지녔으며, 예를 들어 전송 손실, 유연성, 기계적 특성 및 내열성의 모든 면에서 뛰어난 플라스틱 광섬유는 아직 실현되지 못했다.

본 발명은 심재에 대한 높은 상용성, 심재에 대한 뛰어난 접착성, 저굴절율, 뛰어난 투명성 및 기계적 특성을 지닌 플라스틱 광섬유용 초재 : 뛰어난 특성, 예를 들어 저손실, 고개구수, 뛰어난 기계적 특성 및 가공성을 지니며, 섬유가 꼬인 상태에 있는 경우에도 손실이 적은, 상기 초재의 사용에 의하여 제조된 플라스틱 광섬유를 제공하려는 것이며 : 섬유가 85℃의 고온 및 95%의 고습하에서 장시간 방치되는 경우에도 650nm 광파장에서 200dB/km이하의 안정한 전송 손실을 제공하려는 것이다.

뛰어난 특성을 지닌 플라스틱 광섬유를 개발하기 위하여, 본 발명자들은 연구 결과, 특정 조성과 용융지수를 지닌 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 3원 랜덤공중합체가 뛰어난 기계적 특성, 메틸메타크릴레이트 수지에 대한 높은 상용성, 메틸메타크릴레이트 수지에 대한 뛰어난 접착성, 매우 낮은 결정성 및 높은 투명성을 지닌 수지이며, 80∼90℃의 대기하에서도 결정화의 진전에 따라 투명성이 거의 감소하지 않음을 밝혀내었다. 따라서, 본 발명자들은 이 3원 공중합체를 함유하는 초재, 및 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 심재로 사용하고 3원 공중합체를 초재로 사용하여 수득한 플라스틱 광섬유가 본 발명의 목적을 성취할 수 있음을 발견하였다. 상기의 발견을 기초로 하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 헥사플루오로아세톤 단위의 함량이 3.5∼6.5몰%이고, 트리플루오로에틸렌 단위에 대한 비닐리덴 플루오라이드의 몰비가 3∼6:1이며, 용융지수가 10∼60g/10분인 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체를 함유하는 플라스틱 광섬유용 초재 : 및 심재로서 메틸메타크릴레이트 단독중합체 또는 50중량% 이상의 메틸메타크릴레이트 단위를 함유하는 공중합체, 및 초재로서 상술한 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체를 사용함을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유를 제공하려고 한다.

본 발명의 플라스틱 광섬유용 초재로는, 비닐리덴 플루오라이드, 트리플루오로에틸렌 및 헥사플루오로아세톤의 3원 공중합체가 사용된다. 이러한 3원 공중합체에서는 트리플루오로에틸렌 단위들이 주로 결정성을 억제하는 작용을 한다. 트리플루오로에틸렌 단위에 대한 비닐리덴 플루오라이드 단위의 몰비는 3∼6:1의 범위내이어야 한다. 상술한 몰비가 3 미만이 될 정도로 트리플루오로에틸렌 단위의 함량이 큰 경우, 생성되는 수지가 실질적으로 작은 결정성과 뛰어난 투명성을 지니게 되지만, 너무 유연해지며 열연화온도가 저하된다. 따라서, 이러한 공중합체는 플라스틱 광섬유용 초재로서 유용하지 않다. 더우기, 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌의 결정, 즉 β-형 지그재그 결정들이 공중합체중에서 성장하므로, 전송손실이 증가하고 내열성이 현저하게 저하된다. 한편, 상술한 몰비가 6이상이면, 생성되는 공중합체가 결정성을 지니게 된다.

헥사플루오로아세톤 단위는 중합체의 주쇄에 에테르 결합을 도입시킴으로써, 공중합체의 유연성 및 심재와의 상용성을 향상시키고, 결정성을 억제하는 작용을 한다. 헥사플루오로아세톤 단위의 함량은 3.5∼6.5몰%, 바람직하게는 5.0∼6.5몰%의 범위내로 할 필요가 있다. 함량이 6.5몰%를 초과하면, 생성 공중합체가 양호한 투명성과 상용성을 지니지만, 연화되고 엘라스토머성을 지니게 되므로, 섬유직경의 변동이 커서 용융방사가 곤란해진다. 더우기, 열연화온도가 크게 저하되므로 내열성이 저하된다. 예를 들면, 약 80℃의 온도에서 공중합체 조각들이 서로 용융 접착하기 시작한다. 한편, 함량이 3.5몰% 미만이면, 생성 공중합체가 결정성을 지니게 되어, 전송 손실이 커지고 내열성이 불충분해진다.

본 발명의 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로에틸렌 공중합체, 즉 초재는 결정성의 두드러진 억제로 인하여 비정질 중합체에 근접하는 투명성을 지니는데, 심재인 메틸메타크릴레이트 수지에 대한 상용성과 접착성이 뛰어나며, 고불소함량을 지닌 단량체들의 공중합으로 인하여 약 1.395∼1.399의 낮은 굴절율을 지닌다. 더우기, 상기의 공중합체는 200℃∼270℃의 방사온도에서 열분해 및 변색과 같은 질저하를 겪지 않으며, 이와 같이 뛰어난 열안정성으로 인하여, 복합방사에 의한 플라스틱 광섬유의 제조를 용이하게 한다. 또한, 상기의 공중합체는 산 및 알칼리와 같은 화학물에 대하여 뛰어난 내성을 지닌다. 나아가, 뛰어난 내후성의 함불소 수지 특성을 지닌다. 예를 들면, 이외 외양은 내후시험기를 사용하는 촉진 내후시험에서 2000시간이상 동안 변하지 않는다.

본 발명의 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체, 즉 초재의 제조방법으로는, 통상의 라디칼 중합법을 이용할 수 있다. 이 경우, 오일-용해성 유리-라디칼 개시제를 사용하여, 0℃∼130℃의 온도범위 및 통상의 유기용매 중에서 반응을 실시할 수 있다. 유기용매로는 예를 들어 n-헥산, n-헵탄 등과 같은 불포화 탄화수소 : 디클로로테트라플루오로에탄, 트리클로로트리플루오로에탄 등과 같은 불소화 용매 : 에스테르 용매 : 및 케톤 용매가 있다.

플라스틱 광섬유가 뛰어난 성능특성을 지니기 위해서는, 심-초계면이 평활하여야 하며, 부정합하지 않아야 한다. 이러한 요구를 충족하려면, 초재의 용융지수(ASTM-1238, 시험온도 230℃, 하중 3.8kg, 다이의 내경 2.0955mm)가 10∼60g/10분일 필요가 있다. 용융 지수가 너무 작은 경우, 초재와 다이벽면간의 마찰저항이 상승함으로 인하여, 섬유직경의 변화가 매우 커져서 섬유로의 형성이 불가능해진다. 따라서, 초재의 용융지수는 10g/10분 이상이어야 한다. 용융지수가 매우 큰 경우, 섬유로의 형성이 가능하다. 그리고, 이 경우의 플라스틱 광섬유는 최상의 저전송 손실을 지닌다. 그러나, 이러한 플라스틱 광섬유가 폴리에틸렌으로 피복되어 코오드가 형성되고, 이 코오드가 온도 85℃ 및 습도 95%일 필요가 있는 항온항습실중에 놓여지는 경우, 놀라웁게도 이 코오드의 전송손실 값이 급증한다. 따라서, 초재의 용융지수는 60g/10분 이하, 보다 바람직하게는 40g/10분 미만이어야 한다.

본 발명의 플라스틱 광섬유에서 심재로 사용되는 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로서, 메틸메타크릴레이트 단독중합체 또는 50중량% 이상의 메틸메타크릴레이트, 단위를 함유하는 공중합체를 사용할 수 있다. 상기 공중합체중의 공단량체로는 예를 들어 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 등과 같은 알킬 아크릴레이트 : 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 보르닐 메타크릴레이트 등과 같은 알킬메타크릴레이트 : o-메틸페닐말레이미드, 시클로헥실말레이미드, 페닐말레이미드 등과 같은 말레이미드 : 메타크릴산, 아크릴산, 말레산 무수물 및 스티렌이 있다.

본 발명의 플라스틱 광섬유를 방사하는 방법으로서, 예를 들어, 통상법에 의하여 정제한 메틸메타크릴레이트와 같은 하나이상의 단량체들을 용액중합 또는 괴상중합시키고, 생성 중합체를 압출기중에 주입하여 심재 및 초재를 용융상태로 하고, 특정의 노즐을 사용하여 심-초 구조를 형성함을 특징으로 하는 복합 용융 방사법을 이용하는 것이 유일하다. 이와 같이 방사된 플라스틱 광섬유는 통상 유연성, 탄성, 인장강도 등의 기계적 강도를 부여하기 위하여 방사후 즉시 1.2∼3.0배 연신 처리한다.

이와 같이 하여, 심-초층으로 이루어진 나선의(bare)플라스틱 광섬유가 수득된다. 나섬유는 그대로 사용하기도 하나, 플라스틱 광섬유가 거친 환경하에서 사용되거나, 중요한 용도로 사용되는 경우에는, 플라스틱 광섬유는 나섬유의 외측에 재킷을 피복한 코오드로서 사용된다. 재킷에 사용되는 재료는 폴리에틸렌, PVC, 폴리프로필렌, EVA, 나일론, 불소화 폴리올레핀 등의 수지이다.

하기의 실시예를 사용하여 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아니다.

하기의 방식에 따라서 각 물질을 측정하였다.

① 굴절율

압베 굴절계 1형(Abbe refractometer Model 1 : ATAGO Co., Ltd.제조)을 사용하여, 23℃의 항온실내에서 측정을 실시하였다.

② 용융지수

용융 지수계(melt indexer : Toyo Seiki Co., Ltd.제조)를 사용하여 ASTM-1238, 시험온도 230℃, 하중 3.8kg, 다이 내경 2.0955mm의 조건하에서 측정을 실시하였다

③ 전송손실

섬유 손실 분광기 FP-889(fiber loss spectrometer FP-889 : OPELES Co., : Ltd.제조)를 사용하여 52m-2m의 컷백(cutback)법에 의하여 측정을 실시하였다. 입사각은 0.15 라디안으로 하였다.

[실시예 1]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트(99.5중량%의 메틸메타크릴레이트 및 0.5중량%의 메틸아크릴레이트 함유 : 중량 평균 분자량 98,000) 수지 및 초재로서 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체(단량체 단위간의 몰비 80:14:6)를 사용하여, 본 발명의 플라스틱 광섬유를 제작하였다. 초재는 굴절율이 1.395 및 MI값이 32.1이었다. 얻어진 플라스틱 광섬유 나선의 구조는 심직경 0.98mm, 초외경 1.0mm이었다.

생성섬유의 전송 손실은 파장 570nm에서 87dB/km이고, 파장 650nm에서 134dB/km이었다. 섬유를 80℃의 항온조에 주입하고 전송 손실의 변화를 측정하여, 1,000 시간후의 전송 손실이 파장 570nm에서 88dB/km, 파장 650nm에서 134dB/km로 안정함을 밝혀내었다.

상기의 플라스틱 광섬유 나선을 폴리에틸렌(니뽕 유니까사제 NVC-9109)로 피복시켜 외경 2.2mm의 코오드를 형성하였을때, 코오드의 전송손실은 파장 570nm에서 92dB/km이고, 파장 650nm에서 132dB/km이었다. 코오드를 온도 85℃, 습도 95%의 항온항습조에 주입하고, 전송 손실의 변화를 측정하여, 파장 650nm에서 전송 손실이 24시간내에 32dB/km 증가하여 164dB/km가 된후, 1,000시간 경과후에도 파장 570nm에서 90dB/km, 파장 650nm에서 164dB/km로 변화하지 않을 정도로 안정함을 밝혀내었다. 2,000시간 경과후에는 두 파장에서의 전송 손실값이 약간 증가하여, 파장 570nm에서 113dB/km, 파장 650/km에서 171dB/km에 이르렀다.

[실시예 2∼8]

초재 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체의 조성 및 용융지수를 표 1에 도시한 바와 같이 변경한 것외에는 실시예 1과 동일한 조건하에서, 플라스틱 광섬유 및 코오드를 제작, 평가하였다. 개별섬유 및 코오드의 전송손실 측정 결과를 표 1에 도시한다.

[실시예 9]

실시예 1에서 제작한 플라스틱 광섬유 나선을 길이 2m로 잘라, LED 광원(Anritsu Handy Visible Light Source MG 927A)과 광파워메타(Anritsu Handy Power Meter ML 96B)를 사용하여, 섬유를 굽힌 상태에서의 광보유율을 측정하였다.

직경 10mm의 봉에 360℃, 1∼4회 권착시의 광량은 각각 권착하지 않을때의 75%, 56%, 42%, 33% 이었다.

동일한 실험을 불화 메타크릴레이트계 공중합체의 초재를 사용한 플라스틱 광섬유 나선에서 행한 경우, 각각 50%, 26%, 17%, 14% 이었다.

[비교예 1]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고, 초재로서 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체(68:23:9)를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제조하였다. 초재는 21.1g/10분의 MI값 및 1.389의 굴절율을 지녔다.

제작섬유의 전송 손실은 파장 570nm에서 134dB/km, 650nm에서 195dB/km이었다. 섬유를 실시예 1의 80℃의 항온조에 주입하였을때, 570nm 및 650nm에서의 전송손실 값은 각기 1,000 시간후에 415dB/km 및 447dB/km로 증가하였다. 더우기, 전송 손실은 불안정하였으며 증가기조가 계속되었다.

섬유를 항온조에서 꺼내었을때, 섬유 조각들이 그 자리에서 서로 용융 접착하였다.

실시예 1과 동일한 방식으로 코오드를 제작하였을때, 코오드의 전송 손실은 570nm에서 113dB/km, 650nm에서 182dB/km이었다. 코오드를 온도 85℃ 및 습도 95%의 항온항습조에 주입하였을때, 1,000 시간후의 전송 손실은 570nm에서 393dB/km, 650nm에서 418dB/km이었으며, 더우기 안정하지도 않았다.

[비교예 2]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고 초재로서 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체(단량체 단위간의 몰비 67:30:3)를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제작하였다. 초재는 27.3g/10분의 용융지수 및 1.397의 굴절율을 지녔다.

제작섬유의 전송손실은 570nm에서 285dB/km, 650nm에서 290dB/km이었다.

[비교예 3]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고 초재로서 비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로아세톤 공중합체(단량체 단위간의 몰비 92:8)를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제작하였다. 초재는 16.8g/10분의 용융지수 및 1.391의 굴절율을 지녔다.

섬유는 희무스름하였고, 이의 전송손실은 570nm에서 2,700dB/km, 650nm에서 2,628dB/km이었다.

[비교예 4]

초재로서 실시예 1과 동일한 조성을 지니고 용융지수가 9.7g/10분인 수지를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제작하였지만, 섬유직경의 심한 변동으로 인하여 방사가 불가능하였다.

[비교예 5]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고, 초재로서 실시예 1과 동일한 조성 및 79.4g/10분의 용융지수를 지닌 수지를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제작하였다.

제작섬유의 전송 손실은 570nm에서 65dB/km, 650nm에서 127dB/km이었다. 섬유를 실시예 1에서와 같이, 80℃의 항온조에 주입하였을때, 두 파장에서의 전송 손실값은 급격히 상승하여, 500시간 후에는 각기 575dB/km 및 590B/km에 이르렀고, 이후에도 계속해서 증가하였다.

코오드를 실시예 1과 동일한 방식으로 제작하였을때, 코오드의 전송 손실은 570nm에서 69dB/km, 650nm에서 133dB/km이었다. 코오드를 온도 85℃ 및 습도 95%의 항온항습조에 주입하였을때, 두 파장에서의 전송 손실값은 급격히 상승하여, 500시간 후에는 각기 481dB/km 및 479dB/km에 이르렀고, 이후에도 계속해서 증가하였다.

[비교예 6]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고, 초재로서 비닐리덴플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체(단량체 단위간의 몰비 81:19)를 사용하여 플라스틱 광섬유를 제작하고, 폴리에틸렌으로 피복시켜 코오드를 수득하였다.

나섬유를 실시예 1에서와 같이, 온도 80℃의 항온조에 주입하고 전송손실 변화를 측정하였다. 섬유를 항온조에 주입하기 전의 전송 손실값은 570nm에서 89dB/km, 650nm에서 158dB/km이었고, 1000시간 경과후에는 각기 331dB/km 및 266dB/km로 증가하였다. 이후에도 이들은 계속해서 증가하였다.

또한, 실시예 1에서와 같이 코오드를 온도 85℃ 및 습도 95%의 항온항습조에 주입하고, 전송손실의 변화를 측정하였다. 코오드를 항온항습조에 주입하기 전의 전송 손실 값은 570nm에서 88dB/km, 650nm에서 158dB/km이었고, 400시간 경과후에는 각기 550dB/km 및 363dB/km로 증가했다. 이후에도 계속해서 증가하였다.

[비교예 7]

심재로서 폴리메틸메타크릴레이트 수지를 사용하고, 초재로서 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(단량체 단위간의 몰비 88:10:2)를 사용하여, 광섬유를 제작한 다음, 폴리에틸렌으로 피복시켜 코오드를 수득하였다.

실시예 1에서와 같이, 온도 80℃의 항온조에 나섬유를 주입하고, 전송손실 변화를 측정하였다. 섬유를 항온조에 주입하기 전의 손실값은 570nm에서 85dB/km, 650nm에서 137dB/km이었고, 1000시간 경과후에는 각기 86dB/km 및 139dB/km로 증가하였다.

또한, 실시예 1에서와 같이 온도 85℃ 및 습도 95%의 항온항습조에 주입하고, 전송손실의 변화를 측정하였다. 코오드를 항온항습조에 주입하기 전의 전송 손실 값은 570nm에서 83dB/km, 650nm에서 139dB/km이었고, 1000시간 경과후에는 각기 237dB/km 및 272dB/km로 증가하였다. 이후에도, 이들은 계속해서 증가하였다.

표 2에 비교예 1∼7의 결과를 도시한다.

주 : 전송손실(A) : 생성섬유(플라스틱 광섬유 나선)

전송손실(B) : 건조가열, 80℃, 1000시간(플라스틱 광섬유 나선)

전송손실(C) : 습윤가열, 85℃, 95% 상대습도, 1000시간(폴리에틸렌으로 피복된 플라스틱 광섬유 코오드)

전송손실(D) : 습윤가열, 85℃, 95% 상대습도, 2000시간(폴리에틸렌으로 피복된 플라스틱 광섬유 코오드)

VDF : 비닐리덴 플루오라이드

TrFE : 트리플루오로에틸렌

HFA : 헥사플루오로아세톤

[표 2]

주 : 전송손실(A),(B) 및 (C) : 표 1에서 정의한 바와 같음

VDF, TrFE 및 HFA : 표 1에 정의한 바와 같음

＊1 : 500시간 경과후

＊2 : 400시간 경과후

상술한 바와 같이, 본 발명의 플라스틱 광섬유는 초재로서 저굴절율을 지니고, 투명성, 기계적 특성, 심재에 대한 상용성 및 접착성 등이 뛰어난 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 3원 공중합체를 사용함으로써 수득되며, 섬유는 저손실 및 고개구수를 지니고, 기계적 특성, 가공성, 유연성등이 뛰어나다. 또한, 상기의 초재는 10g/10분∼60g/10분의 범위의 용융지수를 지니고, 고온에서도 엘라스토머성을 지니지 않으며, 초재의 열수축, 열분해, 또는 균열로 인하여 심재로 부터 초재가 벗겨지는 일이 없도록 중합시킴에 의하여 제조할 수 있다.

또한, 초재는 심-초계면이 휨 또는 연신됨에 의하여 약간 침해받을 정도로 적당히 유연하다. 따라서, 좁은 공간, 예를 들어, 기기내의 센서 또는 배선에 이를 사용하는 경우에도 휨 손실은 미약하므로, 초재를 충분히 실질적으로 사용할 수 있다. 초재로서 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌 공중합체를 사용한 플라스틱 광섬유의 경우에는 80℃의 환경하에서 초재가 결정화의 진행으로 인하여 희무스름해지며, 전송손실이 1,000시간 이내에 200dB/km이상 증가한다. 초재로서 비닐리덴 플루오라이드-테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체를 사용한 플라스틱 광섬유 코오드의 경우에는 전송 손실이 85℃의 고온 및 95%의 습도에서 1000시간 이내에 200dB/km이상 증가한다. 반면, 본 발명의 초재는 결정화를 거의 겪지 않는다. 본 발명의 플라스틱 광섬유는 85℃의 고온 및 95%의 습도에서 장시간동안 방치되어도, 이의 전송 손실은 650nm에서 200dB/km 미만으로 안정한데, 이는 섬유의 내열성이 뛰어남을 입증한다.

Claims

헥사플루오로아세톤 단위의 함량이 3.5∼6.5몰%이고, 트리플루오로에틸렌 단위에 대한 비닐리덴 플루오라이드의 단위의 몰비가 3∼6:1이며, 용융지수가 10∼60g/10분인 비닐리덴플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체를 함유하는 플라스틱 광섬유용 초재.
심재로서 메틸메타크릴레이트 단독 중합체 또는 50중량% 이상의 메틸메타크릴레이트 단위를 포함하는 공중합체 및 : 초재로서 헥사플루오로아세톤 단위의 함량이 3.5∼6.5몰%이며, 트리플루오로에틸렌 단위에 대한 비닐리덴 플루오라이드 단위의 몰비가 3∼6:1이고, 용융지수가 10∼60g/10분인 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체를 함유하는 플라스틱 광섬유.
심재로서 메틸메타크릴레이트 단독 중합체 또는 50중량% 이상의 메틸메타크릴레이트 단위를 포함하는 공중합체 및 : 초재로서 헥사플루오로아세톤 단위의 함량이 3.5∼6.5몰%이며, 트리플루오로에틸렌 단위에 대한 비닐리덴플루오라이드 단위의 몰비가 3∼6:1이고, 용융지수가 10∼60g/10분인 비닐리덴 플루오라이드-트리플루오로에틸렌-헥사플루오로아세톤 공중합체를 함유하는 플라스틱 광섬유의 나섬유의 외측에 수지를 피복한 플라스틱 광섬유 코오드.
제3항에 있어서, 85℃, 95% 상대습도의 환경하에서 1000시간 방치한때의 전송손실이 650nm에서 200dB/km이하인 플라스틱 광섬유 코오드.