TW202346069A - 塑膠光纖 - Google Patents

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TW202346069A
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fluorine
resin
core
optical fiber
atoms
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TW112112525A
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伊藤聡
清水享
高山一也
小池康博
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日商日東電工股份有限公司
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    • C08F24/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a heterocyclic ring containing oxygen
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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Abstract

本發明之塑膠光纖10具備芯體11及配置於芯體11之外周之包覆層12。塑膠光纖10之長度為30 m以下。芯體11之直徑為30 μm以上100 μm以下。於塑膠光纖10中，波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下，且波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。

Description

塑膠光纖
本發明係關於一種塑膠光纖。
塑膠光纖具備作為傳輸光之部分之中心部之芯體、及覆蓋該芯體之外周之包覆層。芯體由具有高折射率之樹脂材料形成。包覆層由具有較芯體之樹脂材料低之折射率之樹脂材料形成以將光保留於芯體內。
近年來，即便於家庭內等之短距離通信中，亦要求可進行大容量資料傳輸之纜線。因此，正在研究將能夠傳輸大容量通信信號之塑膠光纖用於短距離傳輸。
但是，於將塑膠光纖用於信號之短距離傳輸之情形時，產生了在長距離之情形時未考慮到之信號品質相關之新問題。因此，例如專利文獻1提出有一種長度為100 m以下且M 2值為1.7以上之光纖作為於短距離傳輸中降低雜訊而可實現高品質之信號傳輸之光纖。再者，M 2值係作為表示光束之品質之參數而先前一直使用之參數。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2019-49658號公報
[發明所欲解決之問題]
作為表示信號傳輸之品質(以下記載為「傳輸品質」)之指標，有BER(Bit error rate，位元錯誤率)。BER表示傳輸之0、1信號被錯誤地接收了多少個，係藉由錯誤位元數相對於傳輸位元數之比(錯誤位元數/傳輸位元數)而求出。具有低BER之光纖可具有優異之傳輸品質。
如上所述，專利文獻1所揭示之光纖藉由將M 2值設為1.7以上，而能夠降低雜訊。然而，即便是此種藉由具有M 2值而實現了低雜訊之光纖，亦存在無法實現低BER之情形。即，僅提高M 2值並不足以降低BER，先前之光纖於提昇傳輸品質之方面存在改進之餘地。
因此，本發明之目的在於提高一種於短距離之信號傳輸中提昇傳輸品質之塑膠光纖。 [解決問題之技術手段]
本發明提供一種塑膠光纖，其係具備芯體及配置於上述芯體之外周之包覆層者， 上述塑膠光纖之長度為30 m以下， 上述芯體之直徑為30 μm以上100 μm以下， 波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下， 波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。 [發明之效果]
根據本發明，能夠提供一種於短距離之信號傳輸中提昇傳輸品質之塑膠光纖。
本發明之第1形態係一種塑膠光纖，其係具備芯體及配置於上述芯體之外周之包覆層者， 上述塑膠光纖之長度為30 m以下， 上述芯體之直徑為30 μm以上100 μm以下， 波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下， 波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。
本發明之第2形態係如第1形態之塑膠光纖，其係折射率分佈型。
本發明之第3形態係如第1或第2形態之塑膠光纖，其中上述芯體包含第1樹脂，上述第1樹脂係選自由全氟化樹脂、部分氟化樹脂、部分氯化樹脂、及部分氘化樹脂所組成之群中之至少1種。
本發明之第4形態係如第3形態之塑膠光纖，其中上述第1樹脂係選自由全氟化樹脂及部分氟化樹脂所組成之群中之至少1種。
本發明之第5形態係如第4形態之塑膠光纖，其中上述第1樹脂包含含有下述式(1)所表示之結構單元(A)之含氟聚合物。 [化1] (式(1)中，R ff 1～R ff 4分別獨立地表示氟原子、碳數1～7之全氟烷基、或碳數1～7之全氟烷基醚基。R ff 1及R ff 2可連結而形成環)。
本發明之第6形態係如第5形態之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(2)所表示之結構單元(B)。 [化2] (式(2)中，R 1～R 3分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基。R 4表示碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基可具有環結構。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代)。
本發明之7形態係如第5或第6形態之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(3)所表示之結構單元(C)。 [化3] (式(3)中，R 5～R 8分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基可具有環結構。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代)。
本發明之第8形態係如第5至第7形態中之任一形態之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(4)所表示之結構單元(D)。 [化4] (式(4)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R 19R 20)O-，R 9～R 20分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷氧基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。s及t分別獨立地表示0～5且s＋t為1～6之整數(其中，於Z為-OC(R 19R 20)O-之情形時，s＋t亦可為0))。
本發明之第9形態係如第3至第8形態中之任一形態之塑膠光纖，其中上述芯體進而包含折射率調整劑。
本發明之第10形態係如第1至第9形態中之任一形態之塑膠光纖，其進而包含配置於上述包覆層之外周之補強層。
以下，對本發明之塑膠光纖(以下，記載為「POF」)之實施方式進行說明。本實施方式之POF具備芯體及配置於芯體之外周之包覆層。本實施方式之POF例如為折射率分佈(GI)型之POF。
圖1係表示本實施方式之POF之剖面結構之一例。
圖1所示之POF10具備芯體11及配置於芯體11之外周之包覆層12。
本實施方式之POF10之長度為30 m以下。再者，此處之「POF10之長度」係指POF10之軸向上之長度。即，本實施方式之POF10係用於短距離之信號傳輸者，例如可用於家庭內等。又，於本實施方式之POF10中，芯體11之直徑為30 μm以上100 μm以下。於具有此種長度及芯徑之本實施方式之POF10中，波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下，且波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。
其中，於本說明書中，芯體11之直徑(以下，記載為「芯徑」)係藉由依據IEC60793-1-20及IEC60793-2-40 subcategory A4h之方法中之使用波長850 nm之光的NFP(Near Field Pattern，近場像)法測得的5%光強度下之直徑。又，POF10之波長850 nm下之傳輸損耗係藉由依據IEC60793-1-40之方法中之回截法測得之值。又，POF10之傳導頻帶係藉由依據IEC60793-1-41之方法中之脈衝法測得之值。
本實施方式之POF10儘管具有如上所述之相對容易產生雜訊之較短之長度範圍及較小之芯徑範圍，但由於傳導損耗及傳輸頻帶滿足上述範圍，故而可實現低BER。如上所述，BER係錯誤位元數相對於傳輸位元數之比(錯誤位元數/傳輸位元數)，係表示傳輸品質之指標。BER低意味著傳輸品質良好。因此，本實施方式之POF10能夠於短距離之信號傳輸中實現提昇之傳輸品質。其中，BER較佳為1×10 -7以下，更佳為1×10 -8以下。
如上所述，本實施方式之POF10之長度為30 m以下。本實施方式之POF10之長度例如可為20 m以下，亦可為15 m以下，還可為10 m以下。本實施方式之POF10即便為如上所述之更短距離者，亦能夠實現優異之傳輸品質。本實施方式之POF10之長度只要超過0 m即可，例如可為0.1 m以上。
如上所述，於本實施方式之POF10中，芯徑為30 μm以上100 μm以下。芯徑可為80 μm以下，亦可為60 μm以下，還可為55 μm以下。芯徑可為40 μm以上，亦可為45 μm以上。
如上所述，於本實施方式之POF10中，波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下，且波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。傳輸損耗及傳輸頻帶分別係影響BER之因素。又，傳輸損耗亦與雜訊相關。因此，藉由將傳輸損耗控制於上述範圍內，而間接地將雜訊控制於適當範圍內。本實施方式之POF10可藉由以傳輸損耗及傳輸頻帶處於上述範圍內之組合之方式加以控制，從而降低BER。傳輸損耗及傳輸頻帶之範圍之較佳組合例如可考慮用於芯體11之材料(例如樹脂之種類等)等而適當決定。
波長850 nm下之傳輸損耗較佳為70 dB/km以上400 dB/km以下，更佳為70 dB/km以上350 dB/km以下，進而較佳為80 dB/km以上300 dB/km以下。
波長850 nm下之傳輸頻帶較佳為50 MHz･km以上580 MHz･km以下，更佳為60 MHz･km以上560 MHz･km以下，進而較佳為70 MHz･km以上540 MHz･km以下。
本實施方式之POF10之傳輸損耗例如可藉由POF10之製造條件、具體而言例如藉由用以自POF10之材料(例如芯體11之材料、包覆層12之材料)中除去微小污物等異物之過濾條件，而控制於上述範圍內。關於過濾條件，例如可考慮用作材料之樹脂之種類及折射率調整等添加劑來確定適當之條件，以使波長850 nm下之傳輸損耗在70 dB/km以上500 dB/km以下之範圍內。
又，例如較佳為於高溫下對POF10之材料(例如芯體11之材料、包覆層12之材料)進行加熱處理，以使本實施方式之POF10之傳輸損耗處於上述範圍內。藉由此種加熱處理，可除去如樹脂合成時之副產物之類之有機物系雜質。此種有機物系雜質會導致散射。因此，藉由進行此種高溫下之加熱處理，可獲得有機物系之散射體減少之低傳輸損耗之POF10。此種加熱處理之溫度根據芯體11之材料所用之樹脂及包覆層12之材料所用之樹脂等之種類而不同。例如，於將所使用之樹脂之玻璃轉移溫度表示為Tg之情形時，加熱處理之溫度較佳為Tg＋70℃以上，更佳為Tg＋90℃以上，進而較佳為Tg＋110℃以上。作為一例，於使用下述之實施例中所用之全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之聚合物之情形時，加熱處理之溫度較佳為220℃以上，更佳為240℃以上，進而較佳為250℃以上。
本實施方式之POF10之傳輸頻帶例如可藉由控制芯體11之折射率分佈而控制於上述範圍內。具體而言，關於用於使芯體11之材料中所包含之折射率調整劑擴散之條件，例如，可考慮用作材料之樹脂之種類及折射率調整來確定適當之條件，以使傳輸頻帶處於30 MHz･km以上600 MHz･km以下之範圍內。關於用於使折射率調整劑擴散之條件，例如可例舉：作為POF10之前驅物之纖維構造體通過擴散管之時間、擴散管之長度、擴散管之設定溫度、及紡絲速度。
本實施方式之POF10具有供光入射之第1端及供光出射之第2端，自第2端側出射之光之M 2值較佳為1.7以上。如本申請人之先前申請案之日本專利特開2019-49658號公報(專利文獻1)中所述，藉由將先前用作表示雷射光束之品質之參數的M 2值用作短距離通信之光纖之設計值，即將M 2值控制為1.7以上，使得自作為出射端之第2端向作為入射端之第1端返回之返回光於空間上大幅擴散，返回至VCSEL等光源中之光量減少，因此能夠降低返回光雜訊。因此，藉由具有1.7以上之M 2值，本實施方式之POF10能夠進一步提昇傳輸品質。再者，M 2值之上限並無特別限定，例如可為6以下，亦可為5以下。M 2值例如可藉由芯體11之材料之種類及POF10之製造條件而控制為所需之值。
以下，進一步詳細地說明本實施方式之POF10之各構成。
(芯體11) 芯體11係傳輸光之區域。芯體11具有較包覆層12高之折射率。藉由該構成，入射至芯體11內之光被包覆層12封閉於芯體11內部，於POF10內傳播。
芯體11包含第1樹脂。芯體11可包含第1樹脂作為主成分。此處，所謂芯體11包含第1樹脂作為主成分，係指芯體11中以質量比計含量最多之成分為第1樹脂。芯體11可包含75質量%以上之第1樹脂，亦可包含80質量%以上之第1樹脂，還可包含85質量%以上之第1樹脂。
芯體11除了包含第1樹脂以外，還可進而包含添加物。添加物例如為折射率調整劑。即，芯體11可由包含第1樹脂及折射率調整劑等添加劑之樹脂組合物形成。例如可使用POF10之芯體11之材料中所用之公知之折射率調整劑作為折射率調整劑。芯體11之材料可包含除折射率調整劑以外之其他添加物。
於本實施方式之POF10為例如GI型之情形時，芯體11具有折射率沿徑向變化之折射率分佈。此種折射率分佈例如可藉由向第1樹脂中添加折射率調整劑，並使折射率調整劑於第1樹脂中擴散(例如熱擴散)而形成。
芯體11中所包含之第1樹脂並無特別限定，只要為具有高透明性之樹脂即可。作為第1樹脂，例如可例舉：含氟樹脂、甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、及碳酸酯系樹脂等。
芯體11中所包含之第1樹脂可為選自由全氟化樹脂、部分氟化樹脂、部分氯化樹脂、及部分氘化樹脂所組成之群中之至少1種。此處，部分氟化樹脂、部分氯化樹脂、及部分氘化樹脂係指作為POF之芯體材料而在該技術領域公知之樹脂中C-H鍵之一部分氫原子分別被氟取代、氯取代、及氘取代之樹脂。此處，全氟化樹脂係指作為POF之芯體材料而在技術領域公知之樹脂中C-H鍵之全部氫原子被氟取代之樹脂。關於作為芯體材料而在該技術領域公知之樹脂之例，可例舉如上所述之甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、及碳酸酯系樹脂等。亦可使用如具有二氧戊環結構之聚合物般之具有脂肪族環結構之聚合物。
第1樹脂較理想為選自由全氟化樹脂及部分氟化樹脂所組成之群中之至少1種。即，第1樹脂較理想為含氟樹脂。
芯體11之第1樹脂較佳為包含含氟聚合物之含氟樹脂。以下，將芯體11中所包含之含氟樹脂記載為第1含氟樹脂，將第1含氟樹脂中所包含之含氟聚合物記載為第1含氟聚合物。
就抑制由C-H鍵之伸縮能引起之光吸收之觀點而言，第1含氟樹脂中所包含之第1含氟聚合物較佳為實質上不含氫原子，尤佳為與碳原子鍵結之全部氫原子被氟原子取代。即，第1含氟聚合物較佳為實質上不含氫原子，且全氟化。於本說明書中，含氟聚合物實質上不含氫原子係指含氟聚合物中之氫原子之含有率為1莫耳%以下。
第1含氟聚合物較佳為具有含氟脂肪族環結構。含氟脂肪族環結構可包含於含氟聚合物之主鏈，亦可包含於第1含氟聚合物之側鏈。第1含氟聚合物例如具有下述結構式(1)所表示之結構單元(A)。 [化1]
式(1)中，R ff 1～R ff 4分別獨立地表示氟原子、碳數1～7之全氟烷基、或碳數1～7之全氟烷基醚基。R ff 1及R ff 2可連結而形成環。「全氟」係指與碳原子鍵結之全部氫原子被氟原子取代。於式(1)中，全氟烷基之碳數較佳為1～5，更佳為1～3，進而較佳為1。全氟烷基可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。作為全氟烷基，可例舉三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等。
於式(1)中，全氟烷基醚基之碳數較佳為1～5，更佳為1～3。全氟烷基醚基可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。作為全氟烷基醚基，可例舉全氟甲氧基甲基等。
於R ff 1及R ff 2連結而形成環之情形時，該環可為五員環，亦可為六員環。作為該環，可例舉全氟四氫呋喃環、全氟環戊烷環、全氟環己烷環等。
作為結構單元(A)之具體例，例如可例舉下述式(A1)～(A8)所表示之結構單元。 [化5]
結構單元(A)較佳為上述式(A1)～(A8)所表示之結構單元中之結構單元(A2)、即下述式(5)所表示之結構單元。 [化6]
第1含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(A)。於第1含氟聚合物中，相對於全部結構單元之合計，結構單元(A)之含量較佳為20莫耳%以上，更佳為40莫耳%以上。藉由包含20莫耳%以上之結構單元(A)，第1含氟聚合物傾向於具有更高之耐熱性。於包含40莫耳%以上之結構單元(A)之情形時，第1含氟聚合物傾向於除了具有高耐熱性以外，還具有更高之透明性及更高之機械強度。於第1含氟聚合物中，相對於全部結構單元之合計，結構單元(A)之含量較佳為95莫耳%以下，更佳為70莫耳%以下。
結構單元(A)例如來自於下述式(6)所表示之化合物。於式(6)中，R ff 1～R ff 4與式(1)相同。再者，式(6)所表示之化合物例如可藉由以日本專利特表2007-504125號公報中揭示之製造方法為代表之已公知之製造方法而獲得。 [化7]
作為上述式(6)所表示之化合物之具體例，例如可例舉下述式(M1)～(M8)所表示之化合物。 [化8]
含氟聚合物除包含結構單元(A)以外，還可進而包含其他結構單元。作為其他結構單元，可例舉以下之結構單元(B)～(D)。
結構單元(B)由下述式(2)表示。 [化2]
式(2)中，R 1～R 3分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基。R 4表示碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基可具有環結構。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。
含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(B)。於含氟聚合物中，相對於全部結構單元之合計，結構單元(B)之含量較佳為5～10莫耳%。結構單元(B)之含量可為9莫耳%以下，亦可為8莫耳%以下。
結構單元(B)例如來自於下述式(7)所表示之化合物。於式(7)中，R 1～R 4與式(2)相同。式(7)所表示之化合物為全氟乙烯基醚等含氟乙烯基醚。 [化9]
結構單元(C)由下述式(3)表示。 [化3]
式(3)中，R 5～R 8分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基可具有環結構。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。
含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(C)。於含氟聚合物中，相對於全部結構單元之合計，結構單元(C)之含量較佳為5～10莫耳%。結構單元(C)之含量可為9莫耳%以下，亦可為8莫耳%以下。
結構單元(C)例如來自於下述式(8)所表示之化合物。於式(8)中，R 5～R 8與式(3)相同。式(8)所表示之化合物為四氟乙烯及三氟氯乙烯等含氟烯烴。 [化10]
結構單元(D)由下述式(4)表示。 [化4]
式(4)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R 19R 20)O-，R 9～R 20分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷氧基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。s及t分別獨立地表示0～5且s＋t為1～6之整數(其中，於Z為-OC(R 19R 20)O-之情形時，s＋t亦可為0)。
結構單元(D)較佳為由下述式(9)表示。再者，下述式(9)所表示之結構單元係於上述式(4)中，Z為氧原子，s為0，且t為2之情形。 [化11]
式(9)中，R 141、R 142、R 151、及R 152分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基。氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。全氟烷氧基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代。
含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(D)。於含氟聚合物中，相對於全部結構單元之合計，結構單元(D)之含量較佳為30～67莫耳%。結構單元(D)之含量例如為35莫耳%以上，可為60莫耳%以下，亦可為55莫耳%以下。
結構單元(D)例如來自於下述式(10)所表示之化合物。於式(10)中，Z、R 9～R 18、s及t與式(4)相同。式(10)所表示之化合物係具有2個以上聚合性雙鍵，且可進行環化聚合之含氟化合物。 [化12]
結構單元(D)較佳為來自於下述式(11)所表示之化合物。於式(11)中，R 141、R 142、R 151、及R 152與式(9)相同。 [化13]
作為式(10)或式(11)所表示之化合物之具體例，可例舉下述化合物。 CF 2=CFOCF 2CF=CF 2CF 2=CFOCF(CF 3)CF=CF 2CF 2=CFOCF 2CF 2CF=CF 2CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)CF=CF 2CF 2=CFOCF(CF 3)CF 2CF=CF 2CF 2=CFOCFClCF 2CF=CF 2CF 2=CFOCCl 2CF 2CF=CF 2CF 2=CFOCF 2OCF=CF 2CF 2=CFOC(CF 3) 2OCF=CF 2CF 2=CFOCF 2CF(OCF 3)CF=CF 2CF 2=CFCF 2CF=CF 2CF 2=CFCF 2CF 2CF=CF 2CF 2=CFCF 2OCF 2CF=CF 2CF 2=CFOCF 2CFClCF=CF 2CF 2=CFOCF 2CF 2CCl=CF 2CF 2=CFOCF 2CF 2CF=CFCl CF 2=CFOCF 2CF(CF 3)CCl=CF 2CF 2=CFOCF 2OCF=CF 2CF 2=CFOCCl 2OCF=CF 2CF 2=CClOCF 2OCCl=CF 2
第1含氟聚合物可進而包含除結構單元(A)～(D)以外之其他結構單元，但較佳為實質上不含除結構單元(A)～(D)以外之其他結構單元。再者，所謂含氟聚合物實質上不含除結構單元(A)～(D)以外之其他結構單元，係指相對於含氟聚合物中之全部結構單元之合計，結構單元(A)～(D)之合計為95莫耳%以上，較佳為98莫耳%以上。
第1含氟聚合物之聚合方法並無特別限定，例如可利用自由聚合等一般之聚合方法。用於使含氟聚合物聚合之聚合起始劑可為經全氟化之化合物。
第1含氟聚合物構成用作第1樹脂之第1含氟樹脂。第1樹脂之第1玻璃轉移溫度Tg 1並無特別限定，例如為100℃～140℃，可為105℃以上，亦可為120℃以上。於本說明書中，玻璃轉移溫度係指依據JIS K7121：1987之規定而求出之中間點玻璃轉移溫度(T mg)。
芯體11之折射率只要高於包覆層12之折射率即可，因此並無特別限定。於POF10中，為實現較高之數值孔徑，較佳為於所使用之光之波長下，芯體11之折射率與包覆層12之折射率之差更大。例如，於所使用之光之波長(例如波長850 nm)下，芯體11之折射率可設為1.320以上，亦可設為1.330以上。芯體11之折射率之上限無特別限定，例如為1.4000以下。
(包覆層12) 於本實施方式之POF10中，包覆層12例如包含第2樹脂。包覆層12可包含第2樹脂作為主成分。此處，所謂包覆層1包含第2樹脂作為主成分，係指包覆層12中以質量比計含量最多之成分為第2樹脂。包覆層12可包含80質量%以上之第2樹脂，亦可包含90質量%以上之第2樹脂，還可包含95質量%以上之第2樹脂。包覆層12可僅由第2樹脂構成。包覆層12除了包含第2樹脂以外，還可進而包含添加物。
包覆層12中所包含之第2樹脂並無特別限定，只要為具有高透明性之樹脂即可。第2樹脂之例與作為可用作第1樹脂之樹脂所例示者相同。與第1樹脂同樣，適宜使用含氟樹脂作為第2樹脂。
包覆層12之第2樹脂較佳為包含含氟聚合物之含氟樹脂。以下，將包覆層12中所包含之含氟樹脂記載為第2含氟樹脂，將第2含氟樹脂中所包含之含氟聚合物記載為第2含氟聚合物。
可用作第2含氟樹脂之含氟樹脂之例與作為可用作第1含氟樹脂之含氟樹脂所例示者相同。即，可用作第2含氟聚合物之含氟聚合物之例與作為可用作第1含氟聚合物之含氟聚合物所例示者相同。
第2含氟聚合物構成用作第2樹脂之第2含氟樹脂。如上所述，第2樹脂之第2玻璃轉移溫度Tg 2並無特別限定，例如為100℃～150℃，可為105℃以上，亦可為125℃以上。
第2樹脂可為與第1樹脂不同之樹脂，但較佳為與第1樹脂具有親和性。例如，第2樹脂可包含與第1樹脂中所包含之聚合單元相同之聚合單元，亦可與第1樹脂相同。藉此，於芯體11與包覆層12之界面處不易發生剝離，例如能夠將傳輸損耗抑制得較低。
包覆層12之折射率根據芯體11之折射率進行設計即可，因此並無特別限定。包覆層12於所使用之光之波長(例如，波長850 nm)下，例如可具有1.340以下之折射率，亦可具有1.330以下之折射率，還可具有1.320以下之折射率。
圖2係表示本實施方式之POF之第1變化例。圖2所示之POF20具有相對於POF10進而設置有配置於包覆層12之外周之補強層21之構成。補強層21係為了提昇POF10之機械強度而設置。補強層21例如可採用公知之POF中用作補強層之材料及構成。作為補強層21之材料，例如可例舉：聚碳酸酯等各種工程塑膠、聚酯、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚四氟乙烯(PTFE)、改性PTFE、及四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物(PFA)、或該等之共聚物或混合體等。
本實施方式之POF之包覆層例如可由複數個層構成。例如，本實施方式之POF可為如圖3所示之第2變化例之POF30，其具備芯體11、配置於芯體之外周之包覆層32、及配置於包覆層之外周之被覆層21。於POF30中，包覆層32具有包含第1包覆層321及第2包覆層322之2層結構、即雙包覆層結構，上述第1包覆層321與芯體11相接地配置，上述第2包覆層322配置於較第1包覆層321更靠近外周側。於POF30中，被覆層21與第2包覆層322相接。再者，於圖3中，示出了包覆層32為2層結構之例，但包覆層32所包含之層數並不限定於此，亦可包含3層以上。
(POF之製造方法) 本實施方式之POF例如可使用熔融紡絲法進行製造。即，本實施方式之POF之製造方法之一例包括如下步驟： 將芯體材料熔融並擠出成形為纖維狀，而製作包含上述芯體材料之纖維狀成形體；以及 將包覆層材料熔融，並以被覆上述成形體之表面之方式擠出成形，而製作上述芯體材料及上述包覆層材料呈同心圓狀積層而成之積層體。上述芯體材料例如包含第1樹脂。上述包覆層材料例如包含第2樹脂。
於製造圖2所示之POF20之情形時，上述製造方法可進一步包括如下步驟：一面將上述積層體加熱至規定之溫度一面進行拉伸，對該積層體進行紡絲。
於製造圖3所示之POF30之情形時，例如準備第1包覆層321形成用之材料(第1包覆層材料)及第2包覆層322形成用之材料(第2包覆層材料)作為包覆層材料。於上述製造方法中，於製作芯體材料及包覆層材料呈同心圓狀積層而成之積層體時，可將第1包覆層材料熔融，並以被覆包含芯體材料之纖維狀之成形體之表面之方式進行擠出成形，進而以被覆其表面之方式對熔融後之第2包覆層材料進行擠出成形，從而製作芯體材料、第1包覆層材料、及第2包覆層材料呈同心圓狀積層而成之積層體。
圖4係表示可用於製造圖2所示之POF20之製造裝置之一例的概略剖視圖。
圖4所示之裝置100具備芯體形成用之第1擠出裝置101a、包覆層形成用之第2擠出裝置101b及補強層形成用之第3擠出裝置101c。裝置100進而具備第1室110及第2室120。第1室110及第2室120依序排列於鉛直方向下方。
第1擠出裝置101a具有收容芯體材料1a之第1收容部102a、及將收容於第1收容部102a之芯體材料1a自第1收容部102a擠出之第1擠出部103a。可於第1擠出裝置101a進而設置加熱器等加熱部(未圖示)，以能夠使芯體材料1a於第1收容部102a中熔融，並進而能夠使熔融後之芯體材料1a保持熔融狀態直至成形。於該情形時，例如，棒狀之芯體材料(預型體)1a通過第1收容部102a之上方之開口部而插入至第1收容部102a內，並於第1收容部102a內經加熱而熔融。
於第1擠出裝置101a中，芯體材料1a例如藉由氣體擠出而經由第1擠出部103a自第1收容部102a以形成芯體2之方式向外擠出。經由第1擠出部103a以形成芯體2之方式擠出的芯體材料1a其後向鉛直方向下方移動，被依序供給至第1室110及第2室120各者。
第2擠出裝置101b具有收容包覆層材料1b之第2收容部102b、及將收容於第2收容部102b之包覆層材料1b自第2收容部102b擠出之第2擠出部103b。第2擠出裝置101b將熔融後之包覆層材料1b以被覆由自第1擠出裝置102a擠出之芯體材料1a所形成之芯體2之外周的方式擠出。具體而言，自第2擠出裝置101b擠出之包覆層材料1b被供給至第1室110。於第1室110內，利用包覆層材料1b被覆由芯體材料1a所形成之芯體2，藉此可形成覆蓋芯體2之外周之包覆層3。由芯體2、及被覆芯體2之外周之包覆層3所形成之積層體自第1室110移動至第2室120。
第3擠出裝置101c例如具備收容補強層材料1c之第3收容部102c、配置於第3收容部102c內之螺桿104、及連接至第3收容部102c之料斗105。於第3擠出裝置101c中，例如顆粒狀之補強層材料1c通過料斗105被供給至第3收容部102c。供給至第3收容部102c之補強層材料1c例如藉由在加熱之同時利用螺桿104進行混練而軟化從而能夠流動。軟化後之補強層材料1c被螺桿104自第3收容部102c擠出。
自第3擠出裝置101c擠出之補強層材料1c被供給至第2室120。於第2室120內，利用補強層材料1c被覆由芯體2及包覆層3所形成之積層體之表面，藉此可形成覆蓋包覆層3之外周之補強用4。
芯體2、包覆層3、及補強層4呈同心圓狀積層而成之積層體自第2室120向配置於第2室120之鉛直方向下方之擴散管130移動。可於擴散管130配置例如用於加熱該積層體之加熱器(未圖示)。擴散管130能夠使通過擴散管130內部之積層體5中所包含之折射率調整劑等摻雜劑於積層體5中擴散。於擴散管130中，例如適當地調整積層體5通過其內部之時間、擴散管130之長度、紡絲速度、及溫度等，以使最終獲得之POF20之傳輸頻帶處於30 MHz･km以上600 MHz･km以下之範圍內。
擴散管130與噴嘴140之內部流路連結。即，擴散管130之下方之開口部與噴嘴140之流入口連結，通過擴散管130之積層體5經由噴嘴140之流入口而流入至內部流路。積層體5通過內部流路而縮小直徑，自噴嘴140之噴出口呈纖維狀噴出。
第2室120與擴散管130之位置關係亦可互換。即，亦可為於第1室110之下配置擴散管130，並於其下方配置第2室120，於第2室之更下方設置噴嘴140的裝置構成。
自噴嘴140之噴出口呈纖維狀噴出之積層體5例如流入至冷卻管150之內部空間151內，於通過內部空間151內之同時被冷卻，自開口部向冷卻管150之外釋出。自冷卻管150釋出之積層體5例如通過夾輥160所具有之2個輥161及162之間，進而經由導輥163～165，被捲取至捲取輥166成為POF20。可於捲取輥166之附近、例如導輥165與捲取輥166之間進而具備測定POF20之外徑之位移計170。
在此，以例示形式詳細說明了具有適於製造POF20之構成之製造裝置100，但於製造POF10之情形時亦可利用製造裝置100。
於製造POF10之情形時，不使用製造裝置100中用於形成補強用之第3擠出裝置101c即可。
又，於製造POF30之情形時，只要對製造裝置100在第2擠出裝置101b與第3擠出裝置101c之間進而追加擠出裝置即可。追加之擠出裝置例如可具有與第2擠出裝置101b相同之構成。於該情形時，只要將第2擠出裝置101b用於形成第1包覆層321，將新追加之擠出裝置用於形成第2包覆層322即可。進而，於該情形時，於第1室110與第2室120之間設置用於形成第2包覆層322之第3室。即，於第1室110內，利用包覆層材料1b(第1包覆層材料)被覆由芯體材料1a所形成之芯體2，藉此形成覆蓋芯體2之外周之包覆層3(相當於第1包覆層)。由芯體2及被覆芯體2之外周之包覆層3(相當於第1包覆層)所形成之積層體自第1室110向第3室移動，於第3室內，利用自第2包覆層322形成用擠出裝置擠出之第2包覆層材料被覆積層體之外周。由芯體2、被覆芯體2之外周之包覆層3(相當於第1包覆層)、及進而被覆其外周之第2包覆層所形成之積層體自第3室向第2室120移動，於第2室120內形成被覆層。 [實施例]
以下，藉由實施例及比較例更詳細地對本發明進行說明，但本發明並不限定於此。
(實施例1) [第1含氟樹脂及第2含氟樹脂之製作] 準備全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環(上述式(M2)之化合物，「PFMMD」)之聚合物作為第1含氟樹脂及第2含氟樹脂。全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環係藉由如下方式合成：首先合成2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環，將其氟化，對所獲得之羧酸鹽進行脫羧分離。於全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之聚合中，使用全氟過氧化苯甲醯作為聚合起始劑。
以下，對於2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環之合成、2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環之氟化、全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之合成、及全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之聚合進行詳細說明。
＜2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環之合成＞ 準備具備水冷式冷凝器之3 L三口燒瓶、溫度計、磁力攪拌器、及等壓滴液漏斗，將2-氯-1-丙醇與1-氯-2-丙醇之混合物139.4 g(合計1.4莫耳)投入至燒瓶中。將燒瓶冷卻至0℃，向其中緩慢加入三氟丙酮酸甲酯，進而攪拌2小時。歷時1小時向其中加入100 mL二甲基亞碸(DMSO)及194 g碳酸鉀後，進而繼續攪拌8小時，獲得反應混合物。將該生成之反應混合物與1 L之水混合，分離出水相，進而用二氯甲烷進行提取後，將該二氯甲烷溶液與有機反應混合物相加以混合，並用硫酸鎂乾燥該溶液。除去溶劑後，獲得245.5 g粗製物。將該粗製物於減壓下(12 Torr)進行分餾，獲得2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環之精製物230.9 g。精製物之沸點為77～78℃，產率為77%。再者，可藉由HNMR及 19FNMR確認所獲得之精製物為2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環。
HNMR (ppm): 4.2-4.6, 3.8-3.6 (CHCH 2, multiplet(多重峰), 3H), 3.85-3.88 (COOCH 3, multiplet, 3H), 1.36-1.43 (CCH 3, multiplet, 3H) 19FNMR (ppm): -81.3 (CF 3, s, 3F)
＜2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環之氟化＞ 向10 L之攪拌反應槽內注入4 L之1,1,2-三氯-三氟乙烷。於攪拌反應槽中，使氮以1340 cc/min之流速流動，使氟以580 cc/min之流速流動，以形成氮/氟環境。5分鐘後，將先前準備之2-羧甲基-2-三氟甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環290 g溶解於750 mL之1,1,2-三氯-三氟乙烷溶液中，將該溶液以0.5 ml/分鐘之速度添加至反應槽中。反應槽冷卻為0℃。以24小時加入所有之二氧戊環後，停止氟氣流。進行氮氣沖洗後，加入氫氧化鉀水溶液直至變為弱鹼性。
於減壓下除去揮發物質後，對反應槽之周圍進行冷卻，其後於70℃、減壓下乾燥48小時，獲得固體反應產物。將固體反應產物溶解於500 mL之水中，加入過量之鹽酸，分離為有機相與水相。分離出有機相，於減壓下進行蒸餾，獲得全氟-2,4-二甲基-1,3-二氧戊環-2-羧酸。主蒸餾物之沸點為103℃-106℃/100 mmHg。氟化產率為85%。
＜全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之合成＞ 用氫氧化鉀水溶液中和上述蒸餾物，獲得全氟-2,4-二甲基-2-羧酸鉀-1,3-二氧戊環。將該鉀鹽於70℃下真空乾燥1天。於250℃～280℃且於氮或氬環境下使鹽分解。用冷卻至-78℃之冷阱進行冷凝，以82%之產率獲得全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環。產物之沸點為45℃/760 mmHg。使用 19FNMR及GC-MS鑑定產物。
19FNMR: -84 ppm (3F, CF 3), -129 ppm (2F, =CF 2) GC-MS: m/e244(Molecular ion(分子離子))225, 197, 169, 150, 131, 100, 75, 50。
＜全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環之聚合＞ 將利用上述方法獲得之全氟-4-甲基-2-亞甲基-1,3-二氧戊環100 g及全氟過氧化苯甲醯1 g封入至玻璃管中。針對該玻璃管，藉由冷凍脫氣法除去體系中之氧後再填充氬，並於50℃下加熱數小時。內容物成為固體，進而於70℃下加熱一夜後，獲得100 g透明棒狀物。
將所獲得之透明棒狀物溶於Fluorinert FC-75(Sumitomo 3M公司製造)中，並將所獲得之溶液注入至玻璃板中，而獲得聚合物之薄膜。所獲得之聚合物之玻璃轉移溫度為117℃，係完全非晶質。藉由將透明棒狀物溶於六氟苯中，並向其中加入氯仿使其沈澱，來對產物進行純化。純化後之聚合物之玻璃轉移溫度為約131℃。將該聚合物作為第1含氟樹脂及第2含氟樹脂。
[折射率調整劑] 使用三氟氯乙烯低聚物(分子量585)作為折射率調整劑。具體而言，對大金工業公司製造之「DAIFLOIL＃10」進行蒸餾，僅分取使用分子量585之成分。
[芯體材料] 將利用上述方法製作之第1含氟樹脂溶解於作為溶劑之Vertrel XF-UP(Chemours-Mitsui Fluoroproducts公司製造)中。利用孔徑100 nm之過濾器「LPJ-CTA-001-N3」(Roki Techno公司製造)對溶解液進行過濾，將其過濾液滴加至加熱為260℃之赫史特合金製之容器中，使溶劑蒸發，使其乾燥硬化。將乾燥硬化而獲得之過濾處理後之第1含氟樹脂及上述折射率調整劑於260℃下熔融混合，而製作樹脂組合物。所獲得之樹脂組合物中之折射率調整劑之濃度為12質量%。使用該樹脂組合物作為芯體材料。
[第1包覆層材料] 藉由與芯體材料之製作中之第1含氟樹脂之過濾相同之方法，對利用上述方法製作之第2含氟樹脂進行過濾，獲得過濾處理後之第2含氟樹脂。將該過濾處理後之第2含氟樹脂用作第1包覆層形成用之第1包覆層材料。
[第2包覆層材料] 將作為氟樹脂之「Teflon AF1600」(Chemours-Mitsui Fluoroproducts公司製造)及作為黏度調整劑之「Fomblin YR」(Solvay公司製造)溶解於作為溶劑之Vertrel XF-UP(Chemours-Mitsui Fluoroproducts公司製造)中。再者，「Teflon AF1600」與「Fomblin YR」之混合比率係以質量比計設為「Teflon AF1600」：「Fomblin YR」＝7：3。利用孔徑300 nm之過濾器「LPA-SLF-003-N2」(Roki Techno公司製造)對所獲得之溶解液進行過濾，將該過濾液滴加至加熱為260℃之赫史特合金製之容器中，使溶劑蒸發，使其乾燥硬化。將乾燥硬化而獲得之樹脂組合物用作第2包覆層材料。
[補強層材料] 使用Xylex(SABIC公司製造，玻璃轉移溫度：113℃)作為補強層材料。
[POF] 使用按照上述方法準備之芯體材料、第1包覆層材料、第2包覆層材料、及補強層，藉由熔融紡絲法，製作具有與圖3所示之POF30相同之構成之POF。於POF之製作中，使用對於圖4所示之製造裝置100，於第2擠出裝置101b與第3擠出裝置101c之間進而追加擠出裝置以用於形成第2包覆層者。所追加之擠出裝置具有與第2擠出裝置101b相同之構成。即，於本實施例中，將第2擠出裝置101b用於形成第1包覆層321，將追加之擠出裝置用於形成第2包覆層322。於第1室110與第2室120之間設置有用於形成第2包覆層322之第3室。
芯體材料之熔融溫度為250℃，第1包覆層材料之熔融溫度為255℃，第2包覆層材料之熔融溫度為260℃，補強層材料之熔融溫度為240℃。又，擴散管130之溫度設定為260℃。包含芯體、包覆層(第1包覆層及第2包覆層)、及補強層之積層體之拉伸溫度為240℃。
各材料之噴出體積比例係相對於芯體材料1，第1包覆層材料為1.5、第2包覆層材料為1.5、補強層材料為50，以該比率進行熔融擠出。又，將擴散時間、即積層體通過擴散管130內之時間設為960秒。
於所獲得之POF中，芯徑為49 μm，補強層之外徑(即，POF之外徑)為235 μm。再者，芯徑係藉由下述方法進行測定。
[芯徑之評估] 藉由依據IEC60793-1-20及IEC60793-2-40 sub-category A4h之方法中之使用波長850 nm之光之NFP法測定芯徑。準備長度為6 m之POF，自一端部入射850 nm之LED光。測定6 m遠處之出射光之光強度分佈，算出5%光強度下之直徑。
[數值孔徑(N.A.)之評估] 藉由依據IEC60793-1-43及IEC60793-2-40 sub-category A4h之方法中之使用波長850 nm之光之FFP(Far Field Pattern，遠場像)法測定N.A.。準備6 m長度之POF，自一端部入射850 nm之LED光。測定相對於6 m遠處之出射光之角度位置之光強度分佈，算出N.A.。
[傳播損耗之評估] 藉由依據IEC60793-1-40之方法中之回截法測定傳輸損耗。準備40 m長度之POF，自一端部入射850 nm之LED光。出射光之光強度係用功率計進行測定。將POF依次切斷，測定各米數時之光強度，並根據光強度之變化，求出傳播損耗。
[頻帶之評估] 藉由依據IEC60793-1-41之方法中之脈衝法進行測定。準備20 m長度之POF，自一端部入射光脈衝，測定20 m遠處之出射光之光脈衝。其後，將POF切斷為2 m之長度，同樣地入射光脈衝，測定出射脈衝。對2個出射脈衝進行IEC60793-1-41中規定之傅立葉變換，求出傳輸函數，利用光功率求出-3dB之頻率。
[M 2值之評估] M 2值係使用與日本專利特開2019-49658號公報中記載之方法相同之方法進行評估。即，使用與日本專利特開2019-49658號公報之圖3所示之NFP及FFP之測定系統相同之測定系統，以與日本專利特開2019-49658號公報之段落[0088]中記載之方法相同之方法，特定出使用二次矩定義的光束半徑W(Dσ4)及光束之擴散角θ(半角)。使用特定出之結果，利用以下之數式(1)求出M 2值。 數式(1)：M 2＝πWθ/λ
[BER之評估] BER值係使用與日本專利特開2019-49658號公報中記載之方法相同之方法進行評估。即，使用與日本專利特開2019-49658號公報之圖4所示之BER之測定系統相同之測定系統，以與日本專利特開2019-49658號公報之段落[0089]中記載之方法相同之方法求出BER值。
(實施例2) 除了以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作POF。 ・於POF之製作中，將各材料之噴出量設為相對於芯體材料1，第1包覆層材料為1.5、第2包覆層材料為1.5、補強層材料為90之體積比率，以該體積比率進行熔融擠出。 ・調整擴散管之長度及紡絲速度，將積層體通過擴散管130內之時間設為1000秒。
於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯徑為79 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為490 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
(實施例3) 製作具有與圖2所示之POF20相同之構成之POF。即，於實施例3中，製作包覆層為1層之POF。準備實施例1之第1包覆層材料作為包覆層材料，不使用第2包覆層材料。實施例3與實施例1之不同點如下。除以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作實施例3之POF。於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯徑為44 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為235 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
與實施例1之不同點： ・於芯體材料之製作中，藉由如下方式進行第1含氟樹脂之過濾：將第1含氟樹脂之溶解液用孔徑100 nm之過濾器「LPJ-CTA-001-N3」(Roki Techno公司製造)過濾2次，其後，用孔徑40 nm之過濾器「DFA1ANDESW44」(PALL公司製造)進行過濾。 ・利用孔徑40 nm之過濾器「DFA1ANDESW44」(PALL公司製造)對折射率調整劑進行過濾。 ・於POF之製作中，未使用第2包覆層材料，未形成第2包覆層。 ・將各材料之噴出之體積比例設為相對於芯體材料1，第1包覆層材料為1.5、補強層材料為53。
(實施例4) 除了以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作POF。 ・於芯體材料之製作中，利用孔徑40 nm之過濾器「DFA1ANDESW44」(PALL公司製造)對添加之折射率調整劑進行過濾。 ・調整擴散管長度及紡絲速度，將積層體通過擴散管130內之時間設為480秒。
於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯徑為50 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為235 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
(實施例5) 除了以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作POF。 ・於芯體材料之製作中，將合成之第1含氟樹脂在不溶解於溶劑及過濾之情況下，直接於260℃下加熱，並與折射率調整劑熔融混合而製作樹脂組合物。 ・於第1包覆層材料之製作中，將合成之第2含氟樹脂在不溶解於溶劑及過濾之情況下，直接用作第1包覆層材料。 ・將擴散管130之溫度設為265℃。
於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯徑為50 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為235 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
(實施例6) 除了以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作POF。 ・於芯體材料及第1包覆層材料之製作中，將第1含氟樹脂之溶解液及第2含氟樹脂之溶解液分別用孔徑100 nm之過濾器「LPJ-CTA-001-N3」(Roki Techno公司製造)過濾2次，其後，用孔徑40 nm之過濾器「DFA1ANDESW44」(PALL公司製造)進行過濾。 ・利用孔徑40 nm之過濾器「DFA1ANDESW44」(PALL公司製造)對折射率調整劑進行過濾。 ・將擴散管130之溫度設為265℃。 ・調整擴散管之長度及紡絲速度，並將積層體通過擴散管130內之時間設為1440秒。
於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯體之外徑為48 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為235 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
(比較例1) 使用AGC股份有限公司製造之「FONTEX50」作為比較例1之POF。以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
(比較例2) 除了以下之方面以外，以與實施例1相同之方法製作POF。 ・於POF之製作中，將擴散管之溫度設為250℃。 ・調整擴散管之長度及紡絲速度，將積層體通過擴散管130內之時間設為480秒。
於所獲得之POF中，以與實施例1相同之方法測得之芯體之外徑為50 μm，補強層之外徑(即POF之外徑)為235 μm。又，對於所獲得之POF，以與實施例1相同之方法進行各特性之評估。
將各實施例及比較例之POF之評估結果示於表1中。
[表1]
   POF之構成 長度 [m] 芯徑 [μm] NA 傳輸損耗[dB/km] 傳輸頻帶 [MHz･km] M 2值 BER
實施例 1 4層 10 49 0.222 223 122 5.9 4.36×10 -9
2 4層 15 79 0.22 219 133 3.2 9.25×10 -8
3 3層 30 44 0.173 76 555 4.3 4.03×10 -10
4 4層 10 50 0.225 180 40 2.5 1.35×10 -8
5 4層 10 50 0.219 441 142 3.5 3.78×10 -8
6 4層 25 48 0.22 98 180 2.1 8.83×10 -8
比較 例 1 FONTEX50 15 55 0.23 45 207 1.6 3.11×10 -6
2 4層 15 50 0.225 222 26 6.9 1.12×10 -5
關於波長850 nm下之傳輸損耗處於70 dB/km以上500 dB/km以下之範圍內，且傳輸頻帶處於30 MHz･km以上600 MHz･km以下之範圍內的實施例1～6之POF，均能夠實現1×10 -7以下之低BER。關於傳輸損耗未達70 dB/km之比較例1之POF，BER為3.11×10 -6，與實施例1～6之POF相比較高。關於傳輸頻帶未達30 MHz･km之比較例2之POF，儘管具有1.7以上之M 2值，但BER為1.12×10 -5，與實施例1～6之POF相比較高。根據該等結果可確認，於長度為30 m以下，且芯徑為30 μm以上100 μm以下之POF中，藉由滿足70 dB/km以上500 dB/km以下之傳輸損耗及30 MHz･km以上600 MHz･km以下之傳輸頻帶，能夠實現於短距離之信號傳輸中提昇傳輸品質之POF。
再者，為了比較，對以與實施例2相同之方法製作之POF，以長度40 m進行BER之評估，結果BER較差，為2.20×10 -2。由此可知，本發明係用於有效地解決POF在長度30 m以下之短距離之信號傳輸中產生之問題之技術。 [產業上之可利用性]
本發明之POF適用於家庭內等之短距離之信號傳輸之用途。
1a:芯體材料 1b:包覆層材料 1c:補強層材料 2:芯體 3:包覆層 4:補強層 5:積層體 10:POF 11:芯體 12:包覆層 20:POF 21:補強層 30:POF 32:包覆層 100:製造裝置 101a:第1擠出裝置 101b:第2擠出裝置 101c:第3擠出裝置 102a:第1收容部 102b:第2收容部 102c:第3收容部 103a:第1擠出部 103b:第2擠出部 104:螺桿 105:料斗 110:第1室 120:第2室 130:擴散管 140:噴嘴 150:冷卻管 151:冷卻管之內部空間 160:夾輥 161,162:輥 163,164,165:導輥 166:捲取輥 170:位移計 321:第1包覆層 322:第2包覆層
圖1係表示本發明之實施方式之塑膠光纖之剖面結構之一例的模式圖。 圖2係表示本發明之實施方式之塑膠光纖之剖面結構之另一例(第1變化例)的模式圖。 圖3係表示本發明之實施方式之塑膠光纖之剖面結構之又一例(第2變化例)的模式圖。 圖4係表示可用於製造本發明之實施方式之塑膠光纖之製造裝置之一例的概略剖視圖。
10:POF
11:芯體
12:包覆層

Claims (10)

  1. 一種塑膠光纖，其係具備芯體及配置於上述芯體之外周之包覆層者， 上述塑膠光纖之長度為30 m以下， 上述芯體之直徑為30 μm以上100 μm以下， 波長850 nm下之傳輸損耗為70 dB/km以上500 dB/km以下， 波長850 nm下之傳輸頻帶為30 MHz･km以上600 MHz･km以下。
  2. 如請求項1之塑膠光纖，其中上述塑膠光纖為折射率分佈型。
  3. 如請求項1之塑膠光纖，其中上述芯體包含第1樹脂， 上述第1樹脂係選自由全氟化樹脂、部分氟化樹脂、部分氯化樹脂、及部分氘化樹脂所組成之群中之至少1種。
  4. 如請求項3之塑膠光纖，其中上述第1樹脂係選自由全氟化樹脂及部分氟化樹脂所組成之群中之至少1種。
  5. 如請求項4之塑膠光纖，其中上述第1樹脂包含含有下述式(1)所表示之結構單元(A)之含氟聚合物： [化1] (式(1)中，R ff 1～R ff 4分別獨立地表示氟原子、碳數1～7之全氟烷基、或碳數1～7之全氟烷基醚基；R ff 1及R ff 2可連結而形成環)。
  6. 如請求項5之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(2)所表示之結構單元(B)： [化2] (式(2)中，R 1～R 3分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基；R 4表示碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基可具有環結構；氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代；全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代)。
  7. 如請求項5之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(3)所表示之結構單元(C)： [化3] (式(3)中，R 5～R 8分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基可具有環結構；氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代；全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代)。
  8. 如請求項5之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(4)所表示之結構單元(D)： [化4] (式(4)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R 19R 20)O-；R 9～R 20分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基；氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代；全氟烷基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代；全氟烷氧基中之氟原子之一部分可由氟原子以外之鹵素原子取代；s及t分別獨立地表示0～5且s＋t為1～6之整數(其中，於Z為-OC(R 19R 20)O-之情形時，s＋t亦可為0))。
  9. 如請求項3之塑膠光纖，其中上述芯體進而包含折射率調整劑。
  10. 如請求項1之塑膠光纖，其進而包含配置於上述包覆層之外周之補強層。
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