WO1998035247A1

WO1998035247A1 - Fibre optique en plastique a coeurs multiples pour la transmission des signaux optiques

Info

Publication number: WO1998035247A1
Application number: PCT/JP1998/000475
Authority: WO
Inventors: Shinichi Teshima
Original assignee: Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 1998-08-13
Also published as: DE19881950B4; DE19881950T1; US6188824B1; JP4102448B2

Description

明細書

光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ技術分野

本発明は、光ファイバに関する。より具体的には、パソコンや、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、 O A機器 F Α機器などの機器に近接した部分に設置される光通信伝送媒体として、使用されるプラスチック光ファイバに関する。技術背景

従来の通信用多芯プラスチック光フアイバは国際公開番号 WO 9 5 / 3 2 4 4 2号にあるように屈折率の高い透明な芯樹脂からなる、複数本の芯繊維と、その周りを鞘樹脂でとり囲み一まとめにした多芯プラスチック光ファイバ裸線か、または芯繊維の各々を鞘樹脂で取り囲み鞘層となし、それらを第 3の樹脂で取り囲んで一まとめにした多芯プラスチック光ファイバ裸線かまたはそれらをシース用の樹脂で被覆した多芯プラスチック光ファイバケーブルを光信号伝送用に使用していた。

単芯プラスチック光ファイバにおいて芯の回りに鞘を 2層に被覆することについては特開昭 6 2— 2' 0 4 2 0 9 , 特開平 4― 5 1 2 0 6 , 特開平 5— 2 4 9 3 2 5に記載されている。しかし、これらは、多芯プラスチック光ファイバではなく、単芯の光ファィバであるため、芯の直径が大きく、曲げによる光保持率は不十分なものであった。即ち従来の多芯プラスチック光フアイバにおいては信号伝送帯域を広くしょうとして光ファイバの開口数（以下ファイバ N Aと記す）を低くした場合、入射光源の開口数（以下 L NAと記す）がファイバ N Aより大きい場合には、その光フアイバは、そのファイバ N Aを越えて入射する部分の光を受光出来ないので、受光量が小さいという問題があった。もう一つの問題は、プラスチック光ファイバを曲げた時に生じる光ロスの問題である。多芯プラスチック光ファイバは個々の芯の直径を非常に小さくできるので、曲げによる光ロスが小さくできるというのが特長であるが、それにもかかわらずフアイバ N Aが小さくなると、曲げによる光ロスは大きくなり無視出来なくなるという問題があつた。ファイバ N Aが比較的大きい場合でも、曲げに対する光口スがより小さいプラスチック光ファイバはより好ましいものである ο

本発明は、所望の伝送帯域を有するプラスチック光ファイバにおいて、光源からの受光量がより大きく、かつ、プラスチック光フアイバを曲げても光ロスのより少ないプラスチック光ファイバ、の提供を目的とするものである。発明の開示

本発明は透明な芯樹脂からなる、 7本以上の芯繊維と、その各々の芯繊維の周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有する透明な第 1鞘樹脂でとり囲み、各々の芯繊維と第 1鞘層との外側を、第 1鞘樹脂より屈折率の低い第 2鞘樹脂で取り囲みそれらが一まとめの繊維状になるように複合紡糸法によって製造された信号伝送用多芯プラスチック光フアイバであり、個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層を島とし、第 2鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する多芯プラスチック光ファイバや或は個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層と、さらにそれを取り囲む第 2鞘樹脂層とを島とし、さらに第 4の樹脂が島を取り囲みつつ互いに融着して海を形成する多芯プラスチック光ファイバであり、またナトリウムの D線で 2 0°Cで測定した芯樹脂及び第 1鞘樹脂、第 2鞘樹脂の屈折を n _C O R E， ⁿ C L A D l， ⁿ C L A D 2としたとき、ファイバ N Aが次式の関係にある多芯プラスチック光ファイバである。

NA≤ 0. 4であり、かつ、 n _{C LAD 1}— n_{C LAD 2} ≥ 0. 0 2 但し、ファイバ NA= ( n_{C O} R E ² - n _{C LAD 1} ² ) °· ⁵

即ち、本発明の多芯プラスチック光ファイバが、従来の多芯プラスチック光フアイバに比べて異なるところは屈折率が段階的に異なる二つの鞘を用いた多芯プラスチック光ファイバの構造となつている事である。ここで、第 1の鞘は芯を直接取り囲む鞘であり、その要件としては、光ファイバの帯域に応じた屈折率を有している事が必要である。即ち、帯域はファイバ Ν Αに依存し、フアイバ N Aは芯の屈折率の 2乗と鞘の屈折率の 2乗の差の平方根で規定され、ファイバ N Aが小さい程広い帯域が得られる。しかし、ここに更にもう一層の第 2の鞘を配置することの効果は、非常に複雑であるが、概ね次のように考えられる。即ち、芯とその周りの第 1層鞘とさらにその周りの第 2層鞘の配置において、芯の屈折率 >第 1鞘の屈折率 >第 2鞘の屈折率となるような鞘樹脂を選択すれば、プラスチック光ファイバに入射した光が、フアイバの中を進行するにつれ、最初は、あたかも、芯と第 2鞘からなる光ファイバであるかのごとく、ファイバ軸に対し比較的大きな角度で進行する光も伝播させていく力^ 光が進行するにつれ（フアイバの距離が長くなるにつれ）、ついには芯と第 1鞘からなる光ファイバであるかのようにファイバ軸に対してより小さな角度で伝播する光と化していくものと考えられる。即ち、比較的大きな角度で芯に入射した光は、第 1鞘層を貫通して行き、第 2鞘層の境界面で全反射しながら光ファイバ内を進行して行く。しかし、第 1鞘層は芯樹脂ほどの光透過性はないので、このような繰り返しのうち、そのような光は吸収消失するか、或は何らかの反射角度の変化により、第 1鞘層で全反射して行く有益な光に変換されるものと考えられる。広角度で入射した光も、 5 m程度のフアイバを通過するうちには芯と第 1鞘からなる規定の N Aにおさまる光に変換していく多芯プラスチック光ファイバになるものと考えられる。その意味では、 1つの鞘だけの光ファイバが一定フアイバ N Aのファイバと見做されるのに対し、第 1鞘と第 2鞘からなるファイバは、長手方向にファイバ N Aが小さくなるような光ファイノくということができる。

本発明の光フアイバの構造は、 7本以上の芯繊維とその各々の芯繊維の周りを第 1鞘樹脂で取り囲み、さらにその周りを第 2鞘樹脂でとりかこみそれらが一まとめの繊維状になった構造である力即ち、第 1図に示すような個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層を島とし、第 2鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する構造の多芯プラスチック光ファイバである。さらに特殊な場合として、光ファイバの耐熱性をあげたり、耐薬品性をあげたり、個々の芯の光遮蔽性を付与するなどなどの目的で、第 4の樹脂を用いた構造にすることも可能である。即ち第 2図に示すように、個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層とさらにそれを取り囲む第 2 鞘樹脂層を島とし、さらに第 4の樹脂が島を取り囲みつつ互いに融着して海を形成した多芯プラスチック光ファイバである。

本発明の多芯プラスチック光フアイバにおいて、芯の数や芯の直径、多芯プラスチック光ファイバ裸線の直径などについて、好ましい適用範囲について述べれば、芯の数としては最低 7個が円形配置が可能となり好ましく、最大数については、特に制限はないがフアイバの製造の容易さから 1 0 0 0 0ケ程度である。より好ましくは 1 9 ケ〜 1 0 0 0ケである。芯の直径は 5〃 m ~ 5 0 0 m程度までである。より好ましくは 2 0〃 m~ 2 5 0 〃 mであり、さらに好ましくは 5 0 〃 IT！〜 2 0 0〃 mである。芯の直径は小さければそれだけ曲げによる光量ロスは小さくなるのだが、光ファイバとしての伝送損失が大きくなるから本発明の 2層鞘構造にして比較的曲げによる光ロスを低減させ、その分を芯の直径を大きくするように仕向け、プラスチック光ファイバの伝送損失値を下げるのが好適である。

次に多芯プラスチック光ファイバ裸線断面積に対する芯の全断面積と第 1鞘層の全断面積と第 2鞘層或は第 4樹脂層の全断面積の比率についてのベれば、芯の比率は 6 0 %〜 9 0 %程度、より好ましくは 7 0 %〜 8 5 %である。 6 0 %未満では光量が少なくなる。 9 0 %以上では、芯が円形から変形してくるので伝送損失が大きくなる。第 1鞘層の断面積は 3 %〜 3 0 %、より好ましくは 5 %〜 1 5 %である。この理由は、第 1鞘層は反射層としての役割の他に、光透過層としての役割があり、この層があまり厚すぎると、光吸収ロスが大きくなる。そのような観点から、第 1鞘層は芯の回りをほぼリング状に配置されその厚さが 0. 8 〃 m〜 3 m程度に、薄く被覆できるのが好ましい。第 2鞘層の全断面積の比率は、 3 %〜 3 0 %である。より好ましくは 7 %〜 2 0 % である。その厚さは l 〃 m〜 2 0〃 m程度が確保されているのが好ましい。さらに、第 4樹脂層を配置した構造の場合には第 4樹脂層の全断面積の比率は 3 %〜 3 0 %である。より好ましくは 7 %~ 2 0 %である。その厚さは l 〃 m〜 2 0〃 m程度が確保されているのが好ましい。

本発明の多芯プラスチック光ファイバにおける、芯繊維と第 1 鞘と第 2鞘と場合によっては第 4樹脂層から構成される裸線の直径としては 0. 1 mm〜 3 mmが好ましい。 0. 1 mm以下では細過ぎて扱いずらく、 3 mmを越えると剛直になり扱いずらくなる。より好ましくは、 0. 5〜 1. 5mmである。

次に本発明の多芯プラスチック光ファイバに使用する芯，第 1 鞘，第 2鞘樹脂について説明する。

本発明に使用する多芯プラスチック光ファイバは芯樹脂としては、各種の透明樹脂が使用できる。特に好ましい樹脂としてはポリメチルメタクリレート系の公知の樹脂が使用できる。例えばメチルメタクリレート単独重合体や、メチルメタクリレートを 5 0 重量％以上含んだ共重合体で、共重合可能な成分として、ァクリル酸メチル、アクリル酸ェチル、アクリル酸ブチルなどのァクリル酸エステル類、メタクリル酸ェチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シク口へキシルなどのメタクリル酸エステル類、ィソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、ァクリル酸、メ夕クリル酸、スチレンなどがあり、これらの中から一種以上適宜選択して共重合させることができる。その他好ましい樹脂として、スチレン系樹脂が使用できる。例えばスチレン単独重合体ゃスチレン—メチルメタクリレート共重合体などである。その他好ましい樹脂として、ポリカーボネート系樹脂が使用できる。ポリカーボネ一ト系樹脂は耐熱性が高いこと、及び吸湿性が低いという特徴を有する。そのほかプラスチック光ファイバの芯樹脂として提案されている、旭硝子社製 C YT 0 P®樹脂やデュポン社製 T E F L〇N AF®樹脂、 J S R社製ァートン@樹脂なども芯樹脂としても使用可能である。

次に芯と第 1鞘樹脂の関係について述べる。まず屈折率であるカ^ ここで屈折率は、ナトリウムの D線で 2 0°Cで測定した芯樹脂及び第 1鞘樹脂、第 2鞘樹脂の屈折率をそれぞれ、 n _{C0 R E}, n C L A Dい n _{C LA D 2}としたとき、多芯プラスチック光ファイバの開口数ファイバ N Aを次式で規定した場合、

ファイバ NA= ( n_C0RE ² ― n _{C LAD 1} ²) °· ⁵

本発明においてはフアイバ Ν Αの値としては 0. 1〜 0. 6程度を対象としているが、本発明の効果はファイバ N Aが低ければ低いほど、そして第 1鞘と第 2鞘の屈折率の差が大きいほど大きい。それらが特に顕著になるのはファイバ NAが 0. 4 5以下であり、かつ n CLADl - n CLAD2 ≥ 0. 0 2の多芯プラスチック光フアイバである。従来の単一鞘の光ファイバにおいては、ファイバ NAが 0. 4 5のように低い場合、高速伝送が可能になるかわりに、光源からの受光量が小さくなり、かつ、光ファイバを曲げた時の光量ロスが大きくなるが、本発明の 2層鞘構造にすれば、驚くほど著しい効果を上げることができる。

さて第 1鞘樹脂として具体的に例をあげれば、芯樹脂が MMA 系樹脂の場合であれば、フルォロアルキルメタクリレートを含む樹脂やビニリデンフロラィド系樹脂やビニリデンフロラィド系樹脂とメタクリレ— ト系樹脂を混合したァロイなどである。特に通信用途ではフルォロアルキルメタクリレート樹脂が結晶性がなく、高温でのロスの変化もなく好ましい。フルォロアルキルメタクリレートとしては次式の化合物である。

C H 3

I

CH 2 = C - C OO (CH 2 ) n (C F 2 ) m C F 2 X n = 1 , 2

m = 1〜 1 1までの整数 X = H , F

これらで示されるフルォロアルキルメタクリレートモノマの 1種類以上と、他の共重合可能なフルォロアルキルァクリレートゃァルキルメタクリレートゃアルキルァクリレートなどとの共重合体である。さらに具体的に例をあげれば、フルォロアルキルメタクリレートとしては、トリフロォ口ェチルメタクリレ一ト、テトラフルォロプロピルメタクリレート、ペン夕フルォロプロピルメ夕クリレート、ヘプタデカフルォロデシルメタクリレート、ォクタフルォロプロペンチルメタクリレートなどがあり、フッ化ァクリレ一トモノマーとしては，トリフルォロェチルァクリレ一ト、テトラフルォロプロピルァクリレート、ォクタフルォロペンチルァクリレートなどがある。そしてこれらのフッ素系モノマ —の他に、高屈折率成分として、メチルメタクリレートやェチルメタクリレ - トなどのメタクリレートモノマーゃメチルァクリレートゃェチルァクリレート、ブチルァクリレートなどのァクリレートモノマ —、メタクリル酸ゃァクリル酸などとのいろいろな組合せによる共重合体が挙げられる。ビニリデンフロラィド系樹脂として例を挙げれば、ビニリデンフロラィドとへキサフロロァセトンの共重合体、或いはこれらの 2元成分にさらに、トリフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた 3元以上の共重合体。さらに、ビ二リデンフロラィドとへキサフロロプロペンの共重合体、或いはこれらの 2元成分にさらに、トリフロロエチレンゃテトラフロロェチレンを加えた 3元以上の共重合体、さらにビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンの 2元共重合体、特に、ビニリデンフロラィド 8 0モル％とテトラフロロエチレン 2 0モル％からなる共重合体が好ましい。その他、ビニリデンフロラィドとトリフロロエチレンの 2元共重合体などがある。そしてさらにこれらのビニリデンフロラィド系樹脂とメタクリレート系樹脂を混合したァロイを使用すると良い。メタクリレート系の樹脂としては、メチルメタクリレートゃェチルメタクリレートの単独重合体や、或いは、これらを主体とする共重合体であり、これらにメチルメタクリレートゃブチルァクリレートなどのアルキルァクリレートゃアルキルメタクリレ— トなどを共重合しても良い。また、フアイバ N Aが 0 . 2 5よりも低い場合の鞘樹脂としては、メチルメタクリレートとブチルァクリレートの共重合体のようにフッ素成分を含まぬ樹脂組成物も可能である。さて第 1鞘樹脂は、ファイバ N Aを調整するために屈折率が調整選択されるが、さらに第 1鞘は、光の反射層というだけではなく、光透過層としての機能もある程度は必要であり、透明性がより高い方が好ましく、その理由からフルォロアルキルメタクリレート系の鞘ゃビニリデンフロラィド系樹脂とメタクリレート系樹脂の混合体で透明度の高いものがより好ましい。第 2の鞘樹脂は、第 1鞘樹脂より屈折率が低い鞘である必要がある。この屈折率は低ければ低いほど、本発明には適している。鞘樹脂としては、第 1樹脂と同様なフルォロアルキルメタクリレート系樹脂ゃビニリデンフロラィド系樹脂ゃデュボン社のテフロン A F ®や旭硝子社製のサイトップ ®などの低屈折率樹脂などが好ましく、より好ましぐはビニリデンフロラィド系樹脂である。その理由は、ビニリデンフロラィド系樹脂は、可撓性があり、機械的に強度があり、さらに第 1鞘がフルォロアルキルメタクリレート系樹脂やビニリデンフロラィド系樹脂とメ夕クリレ- ト系樹脂の混合物の場合などの場合には、それらとよく接着して機械的にも強固な多芯プラスチック光ファイバが得られるからである。それらのビニリデンフロライド系樹脂は、ビニリデンフロラィドとテトラフロロェチレン共重合体やビニリデンフロライドとへキサフロロプロペン共重合体、ビニリデンフロラィドとへキサフロロァセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロェチレン共重合体ビニリデンフロラィドとトリフロロェチレンとへキサフロロァセトン共ビニリデンフロラィドとテトラフロロエチレンとへキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフ口ライドとトリフロロエチレンとへキサフロロァセトン共重合体、ビニリデンフロラィドとテトラフ口ロェチレンとへキサフロロプ口ペン共重合体などをあげることができる。

さらに第 2図に示す構造を採用する場合の第 4の樹脂については、ビニリデンフロラィド系樹脂、ナイロン 1 2樹脂、ポリ力一ボネート樹脂、 P M M A樹脂などである。ビニリデンフロライド系樹脂の場合は第 2鞘樹脂よりも屈折率の低い樹脂にして、 3層鞘構造の多芯プラスチック光ファイバとすることも本発明に含まれる。

本発明の多芯プラスチック光ファイバは芯樹脂と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂を同時に溶融成形できる複合紡糸法によって製造されるものである。というのは、多芯プラスチック光ファイバを通信に用いる場合、多芯プラスチック光ファイバにおいて、各々芯の相対的な位置がファイバ断面においてどこでも一様に保たれていること、各々の芯が高密度に隙間なく配置されることと、さらに各々芯の伝送損失値が出来るだけ低く抑えられることが重要だからである。芯の相対的な位置が保たれることの重要性について言えば、発光素子の中心が多芯プラスチック光ファイバの中央部の芯グループに対応し、それが反対側の端面において、受光素子の中央部に対応していくことは光の結合効率をあげる上で非常に効果的であるからである。この理由から、本発明の多芯プラスチック光ファイバは、単芯のプラスチック光ファイバを後で束にしたものとは、全く異なるものである。

この複合紡糸法に用いる複合紡糸ダイの構造例を第 3図と第 4 図に示す。第 3図は第 1図の構造の多芯プラスチック光ファイバ' を製造するのに用いられる複合紡糸ダイであり、溶融した芯樹脂と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂が同時に導入されて、多芯構造体が形成される。第 4図は、第 2図の構造の多芯プラスチック光フアイバを製造するのに用いられる複合紡糸ダイであり、溶融した芯樹脂と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂と第 4の樹脂がが同時に導入されて、多芯構造体のストランドが形成される。これらの多芯構造体のストランドは、 1 . 2〜3倍程度に延伸し、熱処理して所望の直径の多芯プラスチック光ファイバ裸線が得られる。

このようにして本発明の多芯プラスチック光フアイバ裸線を製造するが、この裸線の上にポリエチレン、エチレン—ビニルアルコール共重合体、エチレン一酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビニリデンフロライド系樹脂、シリコン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂などで被覆してケーブルとして使用するのが通常的である。

本発明のプラスチック光ファイバは多数の芯が完全に一体化していて、個々の芯の相対的位置は厳密に保たれるため、通信において光源ゃ受光素子との結合効率がたかく、特に小口径の他の光フアイバとの結合も有利に行える特長もある。フアイバの端末におけるコネクターとの固定も、一芯の大口径のプラスチック光フアイバの取扱いと同様に、被覆材のかしめや、接着剤などで容易に固定できる。

さて、このような多芯プラスチック光ファイバの利用方法としては光通信の信号伝送媒体として使用することができる。そのような機器としてはパソコンや、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、 O A機器、 F A機器などであり、光データリンクに接続される。机の上に設置された、ノ、。ソコン L A Nを例にとれば、その、 L A N力一ドに接続されたィンターフェ一スケ一ブルは、非常に屈曲が激しいが、このような用途に最適である。その他、ポータブルのオーディオビジュアル機器、 F A機器などにも適用できるところが多い。図面の簡単な説明

第 1図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第 1鞘層を島とし第 2鞘層を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）の断面を示す模式図。

第 2図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第 1鞘層、及び第 2鞘層を島とし第 4樹脂を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）の断面を示す模式図。

第 3図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第 1鞘層を島とし第 2鞘層を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）を製造する複合紡糸ダイを示す模式図。

第 4図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第 1鞘層、及び第 2鞘層を島とし第 4樹脂を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）を製造する複合紡糸ダイを示す模式図。

図中符号は、以下のとおりである。

1…芯、 2…第 1鞘、 3…第 2鞘、 4…第 4樹脂（保持部）、 5…芯樹脂供給口、 6…第 1鞘樹脂供給口、 7…第 2鞘樹脂供給口、 8…芯ガイドパイプ、 9…鞘ガイドパイプ、 10…第 4樹脂供給口、 11…第 4樹脂ガイドパイプ発明を実施するための最良の形態

以下、実施例に基づき本発明を説明するするが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例 1

芯樹脂として屈折率 n _c。 _{r e} 1. 4 9 2のポリメチルメタクリレート樹脂でメルトフローインデックスが 2 3 0 °C 荷重 3. 8 K g オリフィスの直径 2 mm、長さ 8 mmの条件で、 1. 5 g/ 1 0分であるものを用いた。第 1鞘として 1 7 FMA 1 4 %、 4 FM6 %、 3 FMA 6 %、 MM A 74 %をキャスト重合して、 2 3 0 °C 3. 8 K g荷重におけるメノレトフローインデックスが 3 1 g / 1 0分屈折率が 1. 4 7を用いた。第 2鞘としてビ二リデンフロラィド 8 0モル％とテトラフロロエチレン 2 0モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフローインデックスが 3 0 g/ 1 0分、屈折率は 1. 4 0 2の樹脂を用いた。複合紡糸ダイとしては、 9 1芯を有し、各々芯を第 1鞘と第 2鞘が二層に被覆する構造の第 3図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂の容積の比率が 8 0対 1 0対 1 0になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、 2倍に延伸して、直径 1. 2 2 mmの 2鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。この多芯光フアイバのファイバ NAは、 0. 2 6である。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、 2. 2 mmの 2重鞘構造多芯プラスチック光フアイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光フアイバの伝送損失は 6 5 0 n mの波長で、 L N A 0. 1 5で測定し 1 8 2 d BZ kmであった。この 2重鞘の多芯プラスチック光フアイバゲ一ブルに 6 5 0 η mの単色光をいろいろな L Ν Αで入射せしめ、 2 mのファイバを経て出射される光量を測定すると共に、下記比較例 1で得れた単一鞘多芯プラスチック光ファイバについても同様の方法で出射される光量を測定した。 2重鞘多芯プラスチック光ファイバの単一鞘多芯プラスチック光ファイバに対する出射光量倍率（単一鞘多芯プラスチック光ファイバに比した 2重鞘多芯プラスチック光フアイバの出射光のパワー倍数）を表 1に示す。

つぎにこの 2重鞘多芯プラスチック光フアイバゲ一ブルを 2 m の長さに切り取り、波長が 6 5 0 nmでLNAが0. 6以上の L E D光を入射せしめ、中央部分で、半径 1 0 mmの棒に 1回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表 2に示す。比較例 1

一方比較のために、同じ複合紡糸ダイに、第 2鞘樹脂の代わりに第 1鞘樹脂を供給し 9 1芯の 1鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と第 1鞘の容積比率は 8 0対 2 0とし、直径 1. 2 2 mmの単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造し、同様に黒色ポリエチレンで 2. 2 mmの外径を有する 1鞘多芯プラスチック光フアイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光フアイバの伝送損失は 6 5 0 n mの波長で、 L NA 0. 1 5で測定し 1 8 1 d BZkmであった。

つぎにこの単一鞘多芯プラスチック光フアイバゲ一ブルを 2 m の長さに切り取り、波長が 6 5 0 nmで L NAが 0. 6以上の L E D光を入射せしめ、中央部分で、半径 1 0 mmの棒に 1回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表 2に示す。実施例 2

芯樹脂を屈折率 n _c。 _{r e} 1. 4 9 2のポリメチルメタクリレ一ト樹脂でメルトフ口一インデックスが 2 3 0 °C 荷重 3. 8 K g オリフィスの直径 2 mm、長さ 8 mmの条件で、 1. 5 gZ 1 0分であるものを用いた。第 1鞘として 1 7 FMA 1 4 %、 4 FM 6 %、 3 FMA 6 MM A 7 4 %をキャスト重合して、 2 3 0 °C 3. 8 K g荷重におけるメノレトフ口一インデックスが 2 5 g// 1 0分屈折率が 1. 4 7を用いた。第 2鞘としてビニリデンフロラィド 8 0モル％とテトラフロロエチレン 2 0モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフローインデックスが 3 0 g/ 1 0分の樹脂を用いた。屈折率は 1. 4 0 2であった。複合紡糸ダイとしては、 3 7芯を有し、各々芯を第 1鞘と第 2鞘が二層に被覆する構造の第 3図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂の容積の比率が 8 0対 1 0対 1 0になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、 2倍に延伸して、直径 1. 0 0 mmの 2 重鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。この多芯光フアイバのファイバ NAは 0. 2 6である。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、 2. 2 mmの 2鞘構造多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光フアイバの伝送損失は 6 5 0 n mの波長で、 L NA 0. 1 5で測定し 1 4 0 d B / k mであつた。

この 2重鞘の多芯プラスチック光フアイバゲ一ブルに 6 5 0 η mの単色光をいろいろな L N Aで光を入射せしめ、 2 mのフアイバを経て出射される光量を測定すると共に、下記比較例 2で得られた 1鞘多芯プラスチック光ファイバについても同様の方法で出射される光量を測定した。 2鞘多芯プラスチック光ファイバの単一鞘多芯プラスチック光ファイバに対する出射光量倍率（単一鞘多芯プラスチック光ファイバに比した 2重鞘多芯プラスチック光ファイバの出射光のパワー倍数）を表 3に示す。

つぎにこの 2鞘多芯プラスチック光フアイバケーブルを 2 mの長さに切り取り、波長が 6 5 0 nmでLNAが0. 6以上の L E D光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 20 5 ) を入射せしめ、フアイバの長さの中央部分で、半径 1 0 mmの棒に 1回転巻き付け、それによる光量変化を測定した。結果を表 4に示す。

さらにこの 2重鞘多芯プラスチック光フアイバの 2 mと 5 0 m のケーブルに対し、波長が 6 5 0 nmで LNAが 0. 6以上の L ED光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 2 0 5 ) を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表 5に示す。このように本発明の多芯プラスチック光ファイバ'は 2 mのファィバ長さでも、 5 0 mのフアイバ長さでも出射光量が多いことがわ力、る。比較例 2

一方比較のために、実施例 2と同じ複合紡糸ダイに、第 2鞘樹脂の代わりに第 1鞘樹脂を供給し 3 7芯の単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と鞘の容積比率は 8 0対 2 0とし、直径 1. 0 0 mmの単一鞘多芯プラスチック光フアイバを製造し、実施例 2と同様に黒色ポリエチレンで 2. 2 mmの外径を有する 1鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯ブラスチック光ファイバの伝送損失は 6 5 0 n mの波長で、 L N A 0. 1 5で測定し 1 4 0 d B/ kmであった。

つぎにこの単一鞘多芯プラスチック光フアイバケーブルを 2 m の長さに切り取り、波長が 6 5 0 n mでL NAが0. 6以上の L E D光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 2 0 5 ) を入射せしめ、中央部分で、半径 1 0 mmの棒に 1回転巻き付け、それによる光量変化を測定した。結果を表 4に示す。

さらに、この単一鞘多芯プラスチック光フアイバの 2 mと 5 0 mのケーブルに対し、波長が 6 5 0 nmでLNAが0. 6以上の L E D光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 2 0 5 ) を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表 5に示す。実施例 3

芯樹脂を屈折率 n _c。 _{r e} 1. 4 9 2のポリメチルメタクリレ ― ト樹脂でメノレトフ口一インデックスが 2 3 0 °C 荷重 3. 8 K g オリフィスの直径 2 mm、長さ 8 mmの条件で、 1. 5 gZ 1 0分であるものを用いた。第 1鞘として 1 7 FMA 4 5重量％、 4 FM2 0 %、 MMA 3 5 %をキャスト重合して、 2 3 0 °C 3. 8 K g荷重におけるメルトフ口一インデックスが 3 5 g/ 1 0分屈折率が 1. 4 2 8の樹脂を用いた。第 2鞘としてビニリデンフ口ライド 8 0モル％とテトラフロロエチレン 2 0モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフ口一インデックスが 3 0 g/ 1 0分の樹脂を用いた。屈折率は 1. 4 0 2であった。複合紡糸ダィとしては、 3 7芯を有し、各々芯を第 1鞘と第 2鞘が二層に被覆する構造の第 3図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第 1鞘樹脂と第 2鞘樹脂の容積の比率が 8 0対 1 0対 1 0になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、 2倍に延伸して、直径 1. 0 0 mmの 2鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、 2. 2 mmの 2重鞘構造多芯プラスチック光フアイバケーブルを得た。この組み合わせによるフアイバ N W j^g

Aは 0. 4 3である。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は 6 5 0 n mの波長で、入射 N A 0. 1 5で測定し 1 3 5 d B / k mでめった。

つぎにこの 2重鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを 2 m の長さに切り取り、 6 5 0 nmの L E D (HAKTRON I C S 社製 p h o t om 2 0 5 ) 、その LNAが 0. 6以上の光線を入射せしめ、光ファイバの長さの中央部分で、半径の異なる棒に 1 回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表 6に示す。

さらにこの 2重鞘多芯プラスチック光フアイバの 2 mと 5 0 m のケーブルに対し、波長が 6 5 0 n mで L N Aが 0. 6以上の L E D光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 2 0 5 ) を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表 7に示す。このように本発明の多芯プラスチック光ファイバは 2 mのファィバ長さでも、 5 0 mのフアイバ長さでも出射光量が多いことがわ力、る。比較例 3

一方比較のために、実施例 3と同じ複合紡糸ダイに、第 2鞘樹脂の代わりに第 1鞘樹脂を供給し 3 7芯の単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と第 1鞘の容積比率は 8 0対 2 0とし、直径 1. 0 0 mmの単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造し、実施例 3と同様に黒色ポリエチレンで 2. 2 mmの外径を有する単一鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は 6 5 0 nmの波長で、 L N A 0. 1 5で測定し 1 3 5 d B / k mであつた。

つぎに、この単一鞘多芯プラスチック光フアイバケーブルを 2 mの長さに切り取り、 6 5 0 nmの L E D (HAKTRON I C S社製 p h o t om 2 0 5 ) 、その LNAが 0. 6以上の光線を入射せしめ、光ファイバの中央部分で、半径の異なる棒に 1回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表 6に示す。

さらにこの 1鞘多芯プラスチック光フアイバの 2 mと 5 0 mのケーブルに対し、波長が 6 5 0 nmで入射NAが0. 6以上の L E D光（HAKTRON I C S社製 p h o t o m 2 0 5 ) を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表 7に示す。

表 1 本発明の 2重鞘多芯プラスチック光ファイバと比較例 1の単一鞘多芯プラスチック光ファイバの出射光量比率（ファイバ長 2 m 6 5 0 n m単色光）

表 2

曲げによる光ロス

2鞘多芯プラス光 1 鞘多芯プラス光ファイバ（実施例ファイバ（比較例 1 ) 1 )

曲げによるロス 0 . 0 5 d B 0 . 4 d B

(曲げ半径 10mm) 表 3

本発明の 2重鞘多芯プラスチック光ファイバと単一鞘多芯ブラスチック光ファイバの出射光量比率（ファイバ長 2m 6 5 0 η m単色光）

表 4 曲げによる光ロス

曲げによる光ロス

2鞘多芯プラスチック 1鞘多芯プラスチッ曲げ半径光ファイバ（実施例 2 ) ク光ファイバ、（比較例 2 )

1 0 mm 0. 1 dB 1. 0 dB

5 mm 0. 2 dB 2. 2 dB

3 mm 0. 3 dB 5. 0 dB 表 5 本発明の 2重鞘多芯プラスチック光ファイバ単一鞘多芯プラスチック光ファイバの出射光量（光源 6 5 0 n mL E D)

表 6 曲げによる光ロス

曲げによる光ロス

2重鞘多芯プラスチック単一鞘多芯プラスチック曲げ半径光ファイバ（実施例 3 ) 光フアイバ（比較例 3 )

1 0 mm 0. 1 dB 0. 3 dB

0 mm 0. 2 dB 1. 1 dB

3 mm 0. 4 dB 1. 8 dB

表 7 本発明の 2重鞘多芯プラスチック光ファイバと単一鞘多芯ブラスチック光ファイバの出射光量（光源 6 5 0 n mL E D) 光ファイバ二重鞘多芯プラスチッ単一鞘多芯プラスチッ長さクファイバ（実施例 3 ) クファイノく（比較例 3 )

2 m - 1 6. 0 dBm - 1 7. 2 dBm

5 0 m — 2 8. 6 dBm - 2 9. 2 dBm

Claims

請求の範囲

1 透明な芯樹脂からなる 7本以上の芯繊維と、その各々の芯繊維の周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有する透明な第

1鞘樹脂でとり囲み、各々の芯繊維と第 1鞘層の外側を、第 1鞘樹脂より屈折率の低い第 2鞘樹脂で取り囲み、それらが一まとめの繊維状になるように複合紡糸法によって製造された信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ。

2 個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層とを島とし、第 2鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する特許請求項第 1項の多芯プラスチック光ファイバ。

3 個々の芯とそれを取り囲む第 1鞘樹脂層とさらにそれを取り囲む、第 2鞘樹脂層とを島とし、さらに第 4の樹脂が島を取り囲みっつ互いに融着して海を形成する特許請求項第 1項の多芯ブラスチック光ファイバ。

4 ナトリゥムの D線で 2 0°Cで測定した芯樹脂及び第 1鞘樹脂、第 2鞘樹脂の屈折率をそれぞれ Π _CORE, n CLAD1, n CLAD2 としたとき、次式の関係を満たす請求項 1〜 3記載の多芯プラスチック光ファイバ。

ファイバ NA≤ 0. 4 5であり、

カヽつ、 Π CLAD1 - Π CLAD2 ≥ 0. 0 2

但し、ファイバ N Aは、多芯プラスチック光ファイバの開口数を意味し、ファイバ NA= ( n coRE² - n cLADi² ) °· ⁵ で定義される。