WO2004019088A1 - 多孔質プラスチック光伝送体およびその製造方法 - Google Patents

多孔質プラスチック光伝送体およびその製造方法 Download PDF

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WO2004019088A1
WO2004019088A1 PCT/JP2003/010589 JP0310589W WO2004019088A1 WO 2004019088 A1 WO2004019088 A1 WO 2004019088A1 JP 0310589 W JP0310589 W JP 0310589W WO 2004019088 A1 WO2004019088 A1 WO 2004019088A1
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optical transmission
preform
porous plastic
transmission body
plastic optical
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PCT/JP2003/010589
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Hidenobu Murofushi
Yuji Watanabe
Chikafumi Tanaka
Takaaki Ishigure
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Asahi Glass Company, Limited
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Definitions

  • the present invention relates to an optical transmission medium used as an optical fiber or the like, more specifically, a novel porous plastic light having excellent heat resistance, flame retardancy, chemical resistance and solvent resistance, low transmission loss and high transmission band.
  • the present invention relates to a transmission body and a method for manufacturing the same. Background art
  • optical fiber has excellent characteristics as a light propagation medium, but conventionally, an optical fiber made of an inorganic glass-based material having excellent light transmission properties over a wide wavelength range has been used.
  • optical fibers optical fiber wires
  • plastic materials that are flexible in mechanical properties and moldability is being enthusiastically applied to hard and brittle inorganic glass materials.
  • optical fibers have a graded-index structure in which a core material having a high refractive index is surrounded by a cladding material having a lower refractive index, and a core clad structure is formed using a combination of materials having different refractive indexes.
  • Optical fibers are common. Many plastic optical fibers having such a structure have been proposed and some of them have been put into practical use.Specifically, a polymer having good light transmittance, such as methyl methacrylate, polycarbonate, or polystyrene, is used as a core. It is known that the base material is a clad base material made of a fluoropolymer having a lower refractive index than the core base material and being substantially transparent. Also, a plastic optical fiber in which both the core and the clad are made of a fluorine-containing resin has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-244007).
  • a refractive index distribution type (GI type) optical fiber in which the refractive index is exponentially attenuated by distributing the material in the radial direction from the axis to the circumferential direction. It is also known (for example, “Chemistry and Industry”, Vol. 45, No. 7, 126, 1264 (1992)), Japanese Patent Laid-Open No. 5-173030, WO94 / 04949, WO94. / 1505).
  • An optical fiber (holey fiber) having a structure including holes is also known.
  • an optical fiber in which air is contained in a single material of silica glass is known as a total reflection type guided holey fiber in which light is guided by total reflection due to the presence of a low refractive index hole. I have.
  • a photonic crystal fiber in which a photonic crystal structure is formed by periodically arranging holes in which the holes extend in parallel in the major axis direction has been receiving attention.
  • One of the photonic crystal fibers has a core-cladding structure, and the presence of holes in the cladding lowers the effective refractive index of the cladding below that of the core and guides light by total internal reflection. Total reflection type holey fiber.
  • a core that forms a defect with respect to the periodic arrangement of vacancies constituting the photonic crystal structure and that guides the core is considered to exhibit particularly large wavelength dispersion. Attention has been paid to the principle of waveguiding, in which a photonic crystal fiber exhibits a photonic band gap (PBG) with respect to the frequency of the changing light.
  • PBG photonic band gap
  • the core may have a hollow structure as long as it breaks the periodicity of the holes, and this point is significantly different from the conventional high refractive index core structure.
  • Photonic crystal fibers can achieve broadband single-mode operation depending on the size, number, and arrangement of holes.
  • a quartz fiber As the holey fiber including the photonic crystal fiber as described above, a quartz fiber is known, and as a manufacturing method, a cylindrical body mainly composed of SiO 2 is prepared, and the axial center of the cylindrical body is prepared. A preform with a solid structure is manufactured by providing a number of small holes penetrating in the long axis direction around the part, and the preform is stretched (drawn) in the long axis direction to form pores, thereby forming an optical fiber. (1) There is.
  • inorganic glass-based materials are hard and brittle, so their workability is essentially poor.
  • Inorganic glass-based optical fibers are easily broken and expensive.
  • photonic crystal fibers having a structure in which a plurality of fine holes are periodically arranged in a small-diameter cylindrical body are difficult to directly manufacture, and are usually similar in cross section to the final product. It is manufactured by drawing a preform, but it is not easy to make a preform from an inorganic glass material.
  • a porous plastic optical fiber using PMMA has been proposed.
  • the optical fiber is manufactured by the above method (2).
  • the non-crystalline fluorine-containing optical fiber substantially does not contain a C_H bond.
  • a porous plastic optical fiber made of a polymer is not known.
  • overtone absorption does not occur due to C-H bond stretching vibration, so that an optical transmitter that can transmit light in the near infrared region compared to organic polymers such as PMMA can be obtained. It has a special effect.
  • the present invention provides an optical transmission body made of a non-crystalline fluorine-containing polymer substantially containing no C—H bond, wherein at least a hollow tubular part surrounding and surrounding the axial core of the optical transmission body is provided. It is a porous plastic optical transmission body characterized by having a plurality of holes.
  • the non-crystalline fluorine-containing polymer substantially containing no C-H bond (hereinafter may be simply abbreviated as a fluorine-containing polymer) preferably has a fluorine-containing ring structure, Further, a fluorinated polymer having the above fluorinated ring structure in the main chain is preferable. '
  • Preferred fluorinated ring structures include fluorinated alicyclic structures which may contain ring ether bonds.
  • a photovoltaic device in which a plurality of pores extend in parallel in the major axis direction of an optical transmission body made of a fluoropolymer, and are periodically arranged including a shaft core in a diameter cross section of the optical transmission body.
  • a porous plastic optical transmitter that forms a check crystal structure.
  • the shaft core portion is a solid structure or a hollow structure that breaks the periodicity of the holes, and the shaft core portion forms a defect of the photonic crystal structure.
  • High quality plastic optical transmitter is a solid structure or a hollow structure that breaks the periodicity of the holes, and the shaft core portion forms a defect of the photonic crystal structure.
  • the photonic crystal structure exhibits a photonic band gap (PBG) with respect to the frequency of light guided through the hollow or solid shaft core. It is a porous plastic optical transmission body based on the principle.
  • the porous plastic optical transmission body is manufactured, and includes at least a porous hollow molded body having a plurality of pores in a tube wall, and substantially does not include a C—H bond.
  • a preform comprising a non-crystalline fluoropolymer can also be provided.
  • it is a preform from which, after stretching, a stretched molded article (light transmitting body) having a homogenous cross section is obtained.
  • a method of removing other substances from a co-extruded product of a fluoropolymer and another substance A method of removing other substances from a co-extruded product of a fluoropolymer and another substance.
  • a molded article having a plurality of pores extending in the long axis direction can be obtained by using an appropriate molding die.
  • a porous plastic optical transmission body can be directly manufactured as the molded body.
  • a gas or volatile low-molecular foaming agent is allowed to act on the hollow tube molded from the fluoropolymer, or the hollow tube is foamed from the fluoropolymer pre-loaded with the foaming agent. Molding method is mentioned.
  • a molded article having a plurality of holes extending in the long axis direction can be obtained by using an appropriate molding die.
  • the solid rod made of the fluoropolymer is inserted into the hollow portion of the preform, or the solid rod is inserted into the porous hollow preform. After insertion, the film is stretched in the long axis direction to obtain a porous plastic optical transmission body having a solid structure.
  • the porous plastic optical transmission body of the present invention may further include one or more coating layers that do not include holes on the outer periphery of the hollow tube layer having the plurality of holes.
  • the porous plastic optical transmission body is specifically an optical fiber.
  • a bundle fiber in which two or more optical fibers are bundled, and a multi-core cable in which two or more optical fibers are accommodated in one cable are also provided.
  • examples of the porous plastic optical transmission body include an optical waveguide, a switch, a rod lens, and the like, and these can be obtained by applying the above preform.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment (entire random porous structure) of a porous plastic optical transmission body of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the embodiment of the porous plastic optical transmission body of the present invention (entire periodic arrangement pore structure).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an embodiment of the porous plastic optical transmission body of the present invention (a clad layer structure having a solid core-period periodic arrangement).
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the embodiment of the porous plastic optical transmission body of the present invention (a clad layer structure having a solid core and a periodic array of different materials).
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the embodiment of the porous plastic optical transmission body of the present invention (a clad layer structure having a solid core-hole honeycomb structure).
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the embodiment of the porous plastic optical transmission body of the present invention (cladding layer structure having a hollow core and a single hole periodic arrangement).
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an embodiment in which the porous plastic optical transmission body of the present invention is a multi-core cable.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the fiber produced in Example 1 of the present invention.
  • 1 a light transmitting body
  • 2 a hollow tubular layer made of a fluoropolymer
  • 3 a hole
  • 4 a solid shaft core made of a fluoropolymer different from the hollow tubular layer
  • the optical transmitter is specifically an optical fiber, an optical waveguide, a switch, a lens, or the like.
  • the porous plastic optical transmission body of the present invention is a novel optical transmission body in which a porous structure is molded using a specific molding material described later, and at least a hollow tubular portion surrounding and surrounding an axis of the optical transmission body. It has a porous structure having a plurality of holes.
  • the light guiding principle is a total reflection type, a graded index type, or a PBG based on the guiding principle, and is not particularly limited.
  • the number, shape, and arrangement of the holes, the core structure of the optical transmitter, the size of the axial core, the size of the optical transmitter, such as the diameter of the optical fiber, are not particularly limited. Desired design can be made appropriately according to the purpose.
  • the shaft core has a solid structure, it may be formed of the same fluorinated polymer as the porous hollow tube layer, or may be formed of another fluorinated polymer. .
  • the cross-sectional shape of the hole is appropriately selected, such as a circle or a polygon.
  • the hollow structure of the hollow tubular portion is determined by the arrangement of the plurality of holes, and a solid core-clad structure in which the hollow portion is mounted is formed.
  • the hollow portion may have the same porous structure as the hollow tubular portion, or the hollow portion may remain as it is. Specific examples thereof include those described above in connection with the embodiment examples 1) to 5), and the following description will be given with reference to radial cross-sectional views for describing some embodiments.
  • FIG. 1 shows a total reflection type holey fiber in which holes 3 are randomly present in the entirety of an optical transmission body 1 made of a fluoropolymer 2.
  • FIG. 2 shows a total reflection type holey fiber having a structure in which a plurality of holes 3 are periodically arranged throughout the optical transmission body 1.
  • the porous plastic optical transmission body having a solid structure in which the holes of the shaft core are mounted with the above-mentioned fluoropolymer in the embodiment of the above 1) or 2).
  • FIGS. 3 and 4 show a total reflection type holey fiber having a cladding layer structure of a solid core-periodic periodic arrangement, and FIG. 3 shows a plurality of holes 3 periodically arranged around a shaft core.
  • FIG. 4 shows an embodiment in which the hollow core is made of a hollow tubular layer and the same fluoropolymer 2 as the hollow tubular layer, and the shaft core is made solid.
  • the shaft core portion is a solid structure or a hollow structure that breaks the periodicity of the holes, and the shaft core portion forms a defect of the photonic crystal structure.
  • High quality plastic optical transmitter is a solid structure or a hollow structure that breaks the periodicity of the holes, and the shaft core portion forms a defect of the photonic crystal structure.
  • the photonic crystal structure is based on the principle that a photonic band gap (PBG) that exhibits a photonic band gap (PBG) with respect to the frequency of light guided through the hollow or solid shaft core is guided. Is a porous plastic optical transmission body.
  • FIGS. 5 and 6 show examples of embodiments in which PBG is the guiding principle.
  • FIG. 5 shows an embodiment having a photonic crystal structure in which a plurality of holes 3 are periodically arranged in a honeycomb structure, and having a hollow structure (hollow shaft core portion 5) in a shaft core portion that breaks the period of the holes.
  • FIG. 6 shows that the holes 3 have a hexagonal lattice structure, a photonic crystal structure, and a hexagonal hole having a larger diameter than the holes 3 in the shaft core.
  • the fluorinated polymer constituting the optical transmitter of the present invention is not particularly limited as long as it is a non-crystalline fluorinated polymer having substantially no C-H bond, but includes a fluorinated ring structure. Is preferred.
  • Specific examples of the fluorinated ring structure include a fluorinated alicyclic structure which may contain a ring member ether bond (hereinafter, may be simply referred to as a fluorinated alicyclic structure), a fluorinated imide ring structure, and a fluorinated ring structure. Examples thereof include a triazine ring structure and a fluorinated aromatic ring structure.
  • a fluorinated alicyclic structure or a fluorinated polyimide ring structure which may contain a ring member ether bond is preferable, and the former is more preferable.
  • a fluoropolymer having the above-mentioned fluorinated ring structure in the main chain is preferable, and furthermore, the main chain constituent unit containing the ring structure can form a substantially linear structure and can be melt-molded.
  • a fluorinated polymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain is preferable.
  • a fluorine-containing polymer having a fluorine-containing alicyclic structure in the main chain which is a particularly preferred fluorine-containing polymer, will be specifically described below.
  • a fluoropolymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain is a fluorinated polymer having a main chain composed of a chain of carbon atoms and having a fluorinated alicyclic structure in its main chain. Having a fluorinated alicyclic structure in the main chain means that at least one of the carbon atoms forming the alicyclic ring is a carbon atom in the carbon chain forming the main chain, and at least one of the carbon atoms forming the alicyclic ring is present. It has a structure in which a fluorine atom or a fluorine-containing group is partially bonded.
  • Examples of the main chain constituent unit having a fluorinated alicyclic structure which is a preferred embodiment of the fluorinated polymer according to the present invention, include the following structures.
  • 1 is 0 to 5
  • m is 0 to 4
  • n is 0 to 1
  • 1 + m + n is 1 to 6
  • p and q are s ⁇ independently of 0 to 5
  • o + p + q is 1-6
  • each RR 2 and R 3 are independently, F, a C 1, CF 3, C 2 F 5, C 3 F 7 or OC F 3
  • X 1 and X 2 F is independently a C 1 or CF 3.
  • the polymer having a fluorinated alicyclic structure specifically,
  • a monomer having a fluorinated alicyclic structure (a monomer having a polymerizable double bond between a carbon atom forming a ring and a carbon atom not forming a ring, or between two carbon atoms forming a ring) A monomer having a polymerizable double bond),
  • a polymer having a fluorine-containing alicyclic structure in the main chain obtained by cyclopolymerization of a fluorine-containing monomer having two or more polymerizable double bonds is preferred.
  • the monomer having a fluorinated alicyclic structure is preferably a monomer having one polymerizable double bond, and the fluorinated monomer capable of undergoing cyclopolymerization has two polymerizable double bonds. Further, a monomer having no fluorinated alicyclic structure is preferable.
  • a copolymerizable monomer other than a fluorinated monomer that can be cyclopolymerized with a monomer having a fluorinated alicyclic structure is referred to as “another radically polymerizable monomer”.
  • the carbon atoms constituting the main chain of the fluoropolymer are composed of two carbon atoms of the polymerizable double bond of the monomer. Therefore, in a monomer having a fluorine-containing alicyclic structure having one polymerizable double bond, one or both of the two carbon atoms constituting the polymerizable double bond constitute an alicyclic ring.
  • Atom A fluorine-containing monomer having no alicyclic ring and having two polymerizable double bonds is composed of one carbon atom of one polymerizable double bond and one carbon atom of the other polymerizable double bond. The carbon atoms combine to form a ring.
  • An alicyclic ring is formed by the two bonded carbon atoms and the atoms between them (excluding atoms in the side chain), and an etheric oxygen atom is formed between the two polymerizable double bonds.
  • a fluorinated aliphatic ether ring structure is formed.
  • the polymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain obtained by polymerizing a monomer having a fluorinated alicyclic structure is perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxol).
  • PDD perfluoro (2-methyl-1,3-dioxole), perfluoro (2-ethyl-2-propyl-1,1,3-dioxole), perfluo mouth (2,2-dimethyl-4methyl-1,3 dioxole)
  • Perfluorodixols having a fluorine-substituted alkyl group such as fluorine, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, and hepfluorofluoro group at ring carbons of dioxols; perfluoro (4-methyl-2-methylene-1 , 3-dioxolane (abbreviated as MMD), perfluoro (2-methyl-1,4-dioxin) and other monomers having a fluorine-containing alicyclic structure.
  • MMD perfluoro (4-methyl-2-methylene-1 , 3-dioxolane
  • MMD perfluoro (2-methyl-1,4-dioxin
  • a polymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain obtained by copolymerizing this monomer with another radical polymerizable monomer containing no C—H bond may also be used.
  • the content ratio of the polymerized unit of the other radical polymerizable monomer is increased, the light transmittance of the fluoropolymer may be reduced, so that the fluoropolymer may be a monomer having a fluoroalicyclic structure.
  • Examples of such commercially available amorphous fluorine-containing polymers having substantially no C-H bond include the above-mentioned perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxole polymer (trade name: Teflon) AF: manufactured by DuPont) and perfluoro-4-methyl-1,3-dioxole polymer (trade name: HYFLON AD: manufactured by Audimont). Further, a polymer having a fluorine-containing alicyclic structure in the main chain obtained by cyclopolymerization of a fluorine-containing monomer having two or more polymerizable double bonds is disclosed in JP-A-63-238111. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-238115.
  • PBVE perfluoro (3-oxa-1,5-hexadiene) and perfluoro (3-oxa-1,6-hexadiene)
  • the main chain is obtained by copolymerizing such a monomer with other radically polymerizable monomers that do not contain a C-H bond, such as tetrafluoroethylene, black trifluoroethylene, and perfluoro (methyl vinyl ether).
  • a polymer having a fluorinated alicyclic structure is obtained.
  • a polymerization unit having a 5-membered ring ether structure represented by the above formula (I) in the main chain is formed by the bond at the 2,6-position carbon.
  • fluorine-containing monomer having two or more polymerizable double bonds other than the above, for example, a monomer having a substituent on a saturated carbon of PBVE is also preferable.
  • PBVE-4 M perfluoro (4-chloro-3-oxa-1,6-butadiene)
  • PBVE-4C1 perfluoro (4-methoxy) 3-oxa-1,6-butadiene
  • PBVE-5 MO perfluoro (5-methyl) 3-oxa-1,6-butadiene
  • the ratio of the polymerized unit of the other radical polymerizable monomer increases, the light transmittance of the fluoropolymer may decrease.
  • the fluoropolymer two or more polymerizable double bonds are used.
  • Preferred is a homopolymer of a fluorine-containing monomer having the same or a copolymer having a ratio of polymerized units of the monomer of 40 mol% or more.
  • a commercial product of this type of amorphous fluoropolymer having substantially no C-H bond is Cytop (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
  • monomers having a fluorine-containing alicyclic structure such as perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxol), perfluoro (3-oxa1-1,5-hexagen), perfluoro (3— Oxa-1,6-butadiene) (PBVE) and other fluorine-containing monomers having two or more polymerizable double bonds are also copolymerized to form a fluorine-containing alicyclic structure in the main chain. Is obtained. Also in this case, the light transmittance may be reduced depending on the combination. Therefore, the proportion of the polymerized unit of the fluorine-containing monomer having two or more polymerizable double bonds is preferably 30 mol% or more. Coalescence is preferred.
  • the polymer having a fluorinated alicyclic structure a polymer having a ring structure in the main chain is suitable. Those containing at least mol% are preferred in terms of transparency, mechanical properties and the like. Further, the polymer having a fluorinated alicyclic structure is preferably a perfluoropolymer. That is, the polymer is preferably a polymer in which all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms are substituted with fluorine atoms.
  • fluorine atoms of the perfluoropolymer may be replaced by atoms other than hydrogen atoms such as chlorine atoms and deuterium atoms. Since the presence of a chlorine atom has the effect of increasing the refractive index of the polymer, the polymer having a chlorine atom can be used particularly as a fluorine-containing polymer.
  • the above-mentioned fluorinated polymer has a sufficient molecular weight so that the light transmitting body exhibits heat resistance and is hardly softened even when exposed to a high temperature, so that the light transmission performance is not reduced.
  • the molecular weight of the fluoropolymer for exhibiting such properties is limited to the molecular weight that can be melt-molded.
  • Intrinsic viscosity [77] measured in (PBTHF) Preferably 0.1 to: Ld about 1 / g, more preferably about 0.2 to 0.5 dl / g.
  • the number average molecular weight corresponding to said intrinsic viscosity is usually 1 X 10 4 ⁇ 5X 10 about 6, preferably 5 X 10 4 ⁇ 1 X 10 about 6.
  • the melt viscosity of the fluoropolymer melted at 200 to 300 ° C is l x fluoropolymer having a 10 2 ⁇ l X 10 5 P a ' fluorine-containing alicyclic structure is preferably the above is about s is a fluorine-containing I Mi de ring structure to be described later, a fluorinated triazine ring structure or a fluorine-containing Compared to a fluorine-containing polymer having an aromatic ring structure, it is particularly preferable because the polymer molecules are less likely to be oriented even when subjected to fiber drawing by hot drawing or melt spinning, so that light scattering is less likely to occur.
  • a fluorinated polymer having a fluorinated aliphatic ether ring structure is preferred.
  • the fluorinated polymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain is a preferred fluorinated polymer of the present invention, but as described above, the fluorinated polymer of the present invention is not limited thereto. .
  • a non-crystalline fluorine-containing polymer having a fluorine-containing ring structure such as a fluorine-containing imide ring structure, a fluorine-containing triazine ring structure, or a fluorine-containing aromatic ring structure in a main chain can be used.
  • the melt viscosity or molecular weight of these polymers is preferably in the same range as that of the above-mentioned fluorine-containing polymer having a fluorinated alicyclic structure in the main chain.
  • fluorine-containing polymer having a fluorine-containing imide ring structure in the main chain which is a preferable fluorine-containing polymer of the present invention, include those having a repeating unit represented by the following general formula. 0 0
  • R l is selected from the following,
  • R 'is selected from
  • R f is selected from a fluorine atom, a perfluoroalkyl group, a perfluoroaryl group, a perfluoroalkoxy group, and a perfluorophenoxy group, each of which may be the same or different.
  • Y are selected from:
  • R is selected from a perfluoroalkylene group and a perfluoroarylene group, which may be the same or different.
  • r is 1-10.
  • Y and two R f may form a ring across the carbon, in which case the ring may be a saturated or unsaturated ring.
  • a fluorinated polymer having a fluorinated aromatic ring structure an aromatic ring is provided on a side chain or a main chain of polystyrene, polycarbonate, polyester, or the like.
  • Fluorine-substituted polymer These may be perfluoro-substituted perfluorinated, or those obtained by substituting the remaining fluorine-substituted with chlorine or the like. Further, it may have a trifluoromethane substituent or the like.
  • a fluorine atom in the fluoropolymer may be partially substituted with a chlorine atom in order to increase the refractive index.
  • a substance for further increasing the refractive index may be contained in the fluorine-containing polymer of the present invention, but it is important that the entire molding material of the present invention does not substantially contain C—H bonds.
  • the fluoropolymer constituting the light transmitting body has been described.
  • the polymer which has been polymerized in advance may be used as a molding material, and a polymerizable monomer capable of forming the fluoropolymer is used. May be used at the time of molding to polymerize.
  • the production method is not particularly limited as long as the specific structure is molded from the fluoropolymer and the porous plastic light transmitting body of the present invention can be obtained, but a preform in which a pore structure is previously formed is provided.
  • stretching is preferably performed in the major axis direction (hereinafter, stretching means stretching in the major axis direction, which is the same as drawing).
  • stretching means stretching in the major axis direction, which is the same as drawing.
  • stretching means stretching in the major axis direction, which is the same as drawing.
  • a preform can be easily formed by using the above-mentioned fluoropolymer.
  • the present invention is for producing the above-mentioned porous plastic optical transmission body, and includes at least a porous hollow molded body having a plurality of pores in a pipe wall, and substantially contains a C-H bond. It is also possible to provide a preform comprising a non-crystalline fluoropolymer. Preferably, it is a preform from which a stretched molded article (optical transmission body) having a homogenous diameter cross section is obtained after stretching.
  • the method for producing the porous plastic optical transmission body as the method for producing the porous plastic optical transmission body, the specific examples described above can be specifically mentioned.
  • a method for producing a molded article (preform) to be subjected to stretching will be specifically described mainly.
  • a molded article having a plurality of holes extending in the longitudinal direction can be obtained by using an appropriate molding die. Furthermore, not only the preform but also a porous plastic optical transmission body can be directly produced as the molded article.
  • a molded article having a plurality of holes extending in the long axis direction can be obtained by using an appropriate molding die.
  • the solid rod made of the fluoropolymer is inserted into the hollow portion of the preform, or the hollow rod is inserted into the porous hollow preform. After the actual rod is inserted, it is extended in the longitudinal direction to obtain a solid-structured porous plastic optical transmission body.
  • A) Direct hole formation method The fluoropolymer is extruded while being in contact with air or another gas to form a porous material, thereby producing a preform or a porous plastic optical fiber.
  • the nozzles are arranged so that the hollow head forms a large number of hollow tubes, and the resin spreads to locations other than the nozzles.
  • the normal pressure that can maintain the airspace even after extrusion from the nozzles.
  • the gas in this case may be any gas such as air, nitrogen, argon and helium, but air and nitrogen are preferred from the viewpoint of safety and availability. If the pressure is not reduced, the pressure can be freely changed at a pressure equal to or higher than the normal pressure according to the discharge pressure of the resin.
  • Co-extrusion of the fluoropolymer and at least one other substance is performed to form a preform or an optical fiber, followed by a step of removing at least one other substance.
  • the at least one other substance examples include a paste in which an easily soluble solid such as resin such as PMMA, rubber, and carbonate is dispersed, or a liquid such as a high-boiling solvent. Among them, liquid is preferable from the surface to be removed after extrusion. From the viewpoint of controlling the pressure of extrusion, a resin is preferred.
  • the result of the co-extrusion may be in the form of a preform or in a thin state such as a direct fiber, but from the viewpoint of the efficiency of removal, a preform is prepared once and then removed at that stage. However, a method of spin-drawing the preform is efficient.
  • the substance is dissolved or decomposed to form a hollow portion. be able to.
  • the method of removal is to remove the at least one other substance by dissolving or decomposing it by treating it with at least one substance selected from the group consisting of an organic solvent, water, an acid, and an alkaline solution.
  • an organic solvent such as acetone.
  • the preform may be immersed in the solvent, or at the same time, applying ultrasonic waves to increase the dissolution rate. After removal, preform Is dried in a vacuum and drawn normally to obtain an optical fiber.
  • This method takes full advantage of the high chemical resistance of fluororesins, that is, the characteristics of fluororesins that they do not change with strong acids, strong alkalis, and many organic solvents.
  • a foamed hollow tube and a solid rod containing neither the above gas nor volatile components at the center were both drawn simultaneously, or both were united in the manner of a rod-in tube to produce an integrated preform. It is stretched later.
  • the outer periphery of the foamed hollow tube may be further covered with one or more layers of a hollow tube containing no gas, and may be covered and stretched.
  • Examples of the method for producing the hollow tube include a method in which a molten resin is poured into a double concentric cylinder and cooled and solidified, a method in which a monomer or a polymerization initiator is charged into the cylinder and polymerized and solidified, Various methods are possible, such as a method of forming a hollow tube by centrifugal force by horizontally rotating and molding as shown in 3463, and there is no particular limitation.
  • a method of forming a hollow tube by centrifugal force by horizontally rotating and molding as shown in 3463 and there is no particular limitation.
  • the hollow tube By exposing the hollow tube thus produced to the air atmosphere, the air is absorbed by the resin and foams when heated again to the melting temperature. The size and amount of foam generated by this foaming can be adjusted by temperature and time.
  • the hollow tube may be formed in a state where the resin that has absorbed air or the like is melted and foamed.
  • porous hollow tube produced in this way By combining the porous hollow tube produced in this way with a non-foamed solid rod having an outer diameter smaller than its inner diameter, a preform is made and then stretched or drawn simultaneously.
  • the center has a solid core, and a porous resin is placed on the outside to form a photonic crystal fiber that acts as a cladding.
  • the diameter ratio between the core and clad is determined by the combination of the initial hollow tube and solid rod.
  • a preform is manufactured by combining a non-foamed hollow tube with the outside of the foamed hollow tube, or the preform is drawn at the same time as drawing to make the second clad.
  • Providing a doped layer is more preferable in terms of fiber strength.
  • a cylindrical container and a plurality of elongated members are maintained in a predetermined space arrangement in the container,
  • the material of the cylindrical component used above is not particularly limited.
  • a resin material such as a metal tube, a glass tube, and a PFA tube may be used.
  • the preform can be removed from the tube by extruding it, and if it is made of resin, it can be peeled off with a knife. Also, the diameter can be arbitrarily selected according to the preform to be manufactured.
  • the elongated member is a rod or a rod-like member including a tube, and is typically a glass rod, a steel rod, or a resin rod that holds the fixed member (for example, has appropriately arranged holes and concave portions).
  • the bottom end cap and top end cap keep the desired spatial arrangement.
  • the elongated member may be a physically, chemically or thermally movable elongated member, such as a polymer rod or fiber.
  • the elongated members do not necessarily have to have a circular cross section, and they do not all need to be the same size or the same shape.
  • the elongated members are removed after the resin is solidified, but the method is not limited. It may be physically extracted, or may be dissolved or decomposed chemically.
  • glass can be dissolved with hydrofluoric acid, and metal can be easily dissolved with acids such as hydrochloric acid and nitric acid.
  • an organic solvent such as acetone.
  • hollow tubes are easier to remove in terms of contact area.
  • a hole is mechanically formed in the columnar resin so that the regularity is lost only at the center, and the inner surface of the hole is etched and smoothed with a solvent capable of dissolving the resin.
  • the preform can be immersed in a solvent such as C 8 F 18 for a short time, taking advantage of the fact that amorphous fluororesin can be dissolved in a perfluoro solvent.
  • the surface is etched, and a smooth inner surface can be obtained.
  • a method for bundling a plurality of cavities made of a fluorinated polymer and fusing and integrating them in the form as it is, using a fluorinated polymer according to the present invention for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-970 It can be manufactured in accordance with the method described in JP-A-34.
  • the production method described in the publication can be included as that described in this specification.
  • the manufacturing method of the present invention described above is not limited to the above description.On the other hand, for example, when manufacturing a porous plastic optical fiber using an acrylic resin such as PMMA or a hydrocarbon polymer such as polycarbonate.
  • the present invention can be widely applied by replacing these polymers with resins other than the fluororesin according to the present invention, and can be similarly applied to elastomers such as rubber.
  • the manufacturing method of the present invention has several advantages over the conventional method of manufacturing a microstructured optical fiber.
  • the method of the present invention can mass produce relatively large preforms.
  • high-purity preforms can be obtained while using cheaper materials than conventional optical fiber processes.
  • the degree of freedom in the arrangement shape of the hollow portion is high.
  • the porous plastic optical transmission body of the present invention may further include one or more coating layers that do not include holes on the outer periphery of the hollow tube layer having the plurality of holes.
  • the porous plastic optical transmission body is specifically an optical fiber.
  • a bundle fiber in which two or more optical fibers are bundled, and a multi-core cable in which two or more optical fibers are accommodated in one cable are also provided.
  • FIG. 7 shows an embodiment of such a multi-core cable.
  • the coating layer shown in FIG. This is an example in which two fibers not including 6 are accommodated in the cable 7, and the same reference numerals as those in FIG. 6 indicate the same or corresponding parts, and a description thereof will be omitted.
  • the hollow tube layer material 2 when the fluoropolymer according to the present invention, for example, the hollow tube layer material 2 is used as the material of the cable 7, the multi-core cable can be easily manufactured.
  • the porous plastic optical transmission body examples include an optical waveguide, a switch, a rod lens, and the like, and these can be obtained by applying the above preform.
  • a perfluoro (3-oxa-1,6-butadiene) polymer (250 ° C) was wiped through an extruder equipped with a crosshead having 19 nozzles at 250 ° C while wiping 0.2 MPa air from the nozzles.
  • (PBVE polymer) was extruded to produce a fiber having a diameter of ⁇ 500 / m.
  • Figure 8 shows a cross section of the fiber. The diameter of each hole was about 10 m.
  • the transmission loss of the obtained fiber was measured, it was 50 dB / km at 85 Onm, and the transmission band at 20 Om was 10 GHz.
  • the PBVE polymer was co-extruded into an extruder fitted with a porous die at 230 ° C to form a sea structure and PMMA to form an island structure.
  • a preform having a diameter of 10 mm and a length of 20 Omm was obtained.
  • the preform was immersed in a glass test tube filled with acetone, and the entire glass tube was placed in an ultrasonic cleaner and dissolved for 20 hours. After dissolving PMMA, it was washed again with acetone for 10 minutes, and vacuum dried at 60 ° C for 40 hours.
  • PMMA melts the island structure into holes, and a preform in which 30 holes with a diameter of about 1 mm extending in the long axis direction are randomly formed is stretched at 240 ° C using a drawing furnace. As a result, a fiber having a diameter of 300 was obtained.
  • the cross-sectional view of the obtained fiber was similar to the preform before drawing.
  • the transmission loss of this fiber It was 50 dB / km at 850 nm and the transmission band at 200 m was 10 GHz.
  • a paste made by dispersing PBVE polymer in an ocean structure and sodium carbonate powder dispersed in oil into an extruder equipped with a porous die at 230 ° C to form an island structure is co-extruded.
  • a preform with a length of 250 mm was obtained.
  • the preform was immersed in a glass test tube filled with ultrapure water, and the whole glass tube was subjected to an ultrasonic cleaner for 5 hours to dissolve the paste. Then, it was washed again with ultrapure water for 10 minutes and vacuum dried at 60 ° C for 40 hours.
  • a preform in which a plurality of holes extending in the longitudinal direction was formed by dissolving the paste was drawn at 240 ° C using a drawing furnace to obtain a fiber having a diameter of 500.
  • the cross section of the obtained fiber was similar to the preform.
  • a resin (PBVE polymer) is packed into a PFA tube with an inner diameter of 2 Omm, PFA stoppers are attached to the top and bottom, and it is held by a vacuumed metal tube. By rotating at pm, a hollow tube having an outer diameter of 2 Omm and an inner diameter of 5 mm was obtained.
  • a non-foamed hollow tube (coated preform 3) having an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 22 mm was formed by the same rotational molding as described above.
  • the above resin was melted and flowed down into a PFA tube having an inner diameter of 5 mm to obtain a solid rod (core preform 1).
  • the three preforms produced above are arranged concentrically in the order of a solid rod 1, a foamed hollow tube 2, and a non-foamed hollow tube 3, and stretched at 240 ° C in a drawing furnace. diameter 500 / xm fiber was obtained.
  • the cross-sectional view of the obtained fiber is similar to that of the preform, and has a hollow tube layer having a solid core in the center and a large number of holes extending in the longitudinal direction around the core.
  • a porous fiber consisting of a coating layer without pores surrounding the layer was obtained.
  • a PFA stopper with a hole so that multiple rods with a diameter of 1 mm can be fixed at predetermined intervals, and 30 aluminum tubes with an outer diameter of 1 mm there.
  • the molten fluororesin (PBVE-14M polymer) was allowed to flow down into the gap in an oven at 250 ° C.
  • the oven was kept at 250 ° C for 24 hours under vacuum, so that the gap between the resin and the aluminum tube was eliminated, and the oven was cooled to room temperature.
  • the aluminum tube was removed by pulling to obtain a preform with 30 holes of 20 cm length and lmm diameter. This preform was drawn at 240 ° C. using a drawing furnace to obtain a fiber having a diameter of 500 m.
  • the cross section of the obtained fiber was similar to the preform.
  • the transmission loss of this fiber was measured, it was 50 dBZkm at 850 nm, and the transmission band at 20 Om was 10 GHz.
  • a preform was produced in the same manner as in Example 5, except that a glass tube having an outer diameter of 1 mm was used instead of the aluminum tube. Since the glass tube could not be pulled out, it was able to dissolve the glass tube neatly when immersed in 25% hydrofluoric acid for 40 hours. After washing well with water and drying under vacuum at 60 ° C. for 3 days, drawing was performed at 250 ° C. in the same manner as in Example 1 to obtain a 250 m fiber. The transmission loss of this fiber was 45 dB / km at 850 nm, and the transmission band was 12 GHz at 30 Om.
  • Example 5 Using the same apparatus as in Example 5, instead of letting the molten resin flow down with 25 O, perfluoro (3-oxa-1,6-butadiene) (BVE monomer) and diisopropylperoxydioxydene as a polymerization initiator were used. Carbonate (I PP) with chain transfer agent Then, methanol was added, and polymerization was carried out at 50 ° C for 24 hours, at 70 ° C for 10 hours, and at 110 ° C for 10 hours. After cooling the solid formed by polymerization to room temperature, the aluminum tube could be removed by immersing it in 20% hydrochloric acid for 2 hours.
  • BVE monomer perfluoro (3-oxa-1,6-butadiene)
  • diisopropylperoxydioxydene as a polymerization initiator were used.
  • Carbonate (I PP) with chain transfer agent Then, methanol was added, and polymerization was carried out at 50 ° C for 24 hours, at
  • the substrate was immersed in a perfluoro solvent (trade name: FC-77 solvent: manufactured by 3M) for 5 minutes, and the irregularities on the inner surface disappeared. After vacuum drying, the preform was drawn to obtain an optical fiber having a diameter of 300 m.
  • FC-77 solvent manufactured by 3M
  • the transmission loss of this fiber was 45 dB / km at 850 nm, and the transmission band was 12 GHz at 300 m.
  • the PBVE-4M polymer was melted and poured into eight tubes of 33 mm in diameter and 30 ⁇ 111 in length, and then cooled to obtain a cylindrical rod having a diameter of 33 mm and a length of 20 cm. Using a long drill with a diameter of 1 mm, this rod was cut off the center and passed through 50 holes. Since the inner surface was roughened with a drill, when the rod was immersed in the above perfluoro solvent for 1 minute and then pulled up, the inner surface of the hole was etched smoothly.
  • the preform was dried at 60 ° C. for 40 hours under vacuum and stretched to obtain an optical fiber having a diameter of 300 m.
  • the transmission loss of this fiber was 45 dB / km at 850 nm, and the transmission band was 12 GHz at 30011. Industrial applicability
  • the present invention in producing a porous optical transmission body, by using a non-crystalline fluoropolymer having substantially no C one H bond as a base polymer, hard and brittle, such as S io 2
  • the optical fiber has more flexibility in mechanical properties and moldability than the material, and near-infrared light that cannot be transmitted through hydrocarbon-based resins such as PMMA due to the overtone absorption of C-H bond stretching vibration Enable transmission.
  • a fluorine-containing polymer particularly a polymer having a fluorine-substituted alicyclic structure which may contain a ring member ether bond
  • the material dispersion is smaller than that of glass and acrylic, and plastic light transmission in a higher band is achieved. You can get the body.
  • the plastic light transmitting body of the present invention comprising the above-mentioned fluoropolymer does not break or puncture, is safe and easy to handle, and has transparency, heat resistance, and moisture resistance. It also has excellent weather resistance, chemical resistance, nonflammability and flexibility, and is suitable for applications requiring chemical resistance such as factory wiring and sewer wiring.

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Abstract

製造が容易であるとともに耐熱性、難燃性、耐薬品性および耐溶剤性に優れ、低伝送損失かつ高伝送帯域を有する、新規な多孔質プラスチック光伝送体、およびその製造方法の提供。実質的にC−H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる光伝送体であって、少なくとも該光伝送体の軸芯部を包囲構成する中空管状部に、複数の空孔を有する多孔質プラスチック光伝送体。たとえば光ファイバなど。

Description

明細書 多孔質 光伝送体およびその製造方法 技術分野
本発明は、 光ファイバなどとして使用される光伝送体、 詳しくは耐熱性、 難燃 性、 耐薬品性および耐溶剤性に優れ、 低伝送損失かつ高伝送帯域を有する、 新規 な多孔質プラスチック光伝送体、 およびその製造方法に関する。 背景技術
光ファイバは、 光伝播媒体として優れた特性を有するが、 従来、 特に広い波長 にわたつて優れた光伝送性を有する無機ガラス系材料からなる光フアイバが使用 されている。 また硬くて脆い無機ガラス系材質に対し、 機械特性および成形性に 柔軟性のあるプラスチック材料からなる光ファイバ (光ファイバ素線) の実用化 も熱心に進められている。
従来、 光ファイバは、 高屈折率コア (芯) 材料を、 これより低屈折率のクラッ ド (鞘) 材料で包囲し、 屈折率の異なる材料の組み合わせでコアークラッド構造 を形成した屈折率段階型光ファイバが一般的である。 このような構造のプラス'チ ック光ファイバは、 多く提案され、 一部実用化されているが、 具体的には、 ポリ メチルメタクリレート、 ポリカーボネート、 ポリスチレンなどの光透過性の良好 なポリマーをコア基材とし、 該コア基材より屈折率が小さく、 かつ実質的に透明 な含フッ素ポリマーなどをクラッド基材としたものが知られている。 またコアお よびクラッドのいずれの材料も含フッ素樹脂としたプラスチック光ファイバも提 案されている (特開平 2 - 2 4 4 0 0 7 ) 。
また上記屈折率段階型のコア一クラッド構造とともに、 軸心から円周方向に向 かう半径方向で材料分布させることにより屈折率を指数的に減衰させた屈折率分 布型 (G I型) 光ファイバも知られている (たとえば 「化学と工業」 第 4 5巻第 7号 126卜1264 (1992) 、 特開平 5— 1 7 3 0 2 6、 WO 9 4 / 0 4 9 4 9 , W O 9 4 / 1 5 0 0 5など) 。
さらに空孔を含む構造の光ファイバ (ホーリーファイバ) が知られている。 た とえばシリカガラス単一材料中に空気を含ませた光ファイバは、 低屈折率の空孔 部の存在により全反射によって光が導波する全反射型導波型ホーリーファイバと して知られている。
近年、 上記空孔が長軸方向に並列延在する空孔が周期的に配列することにより フォトニック結晶構造を構成したフォトニッククリスタルファイバが注目を集め つつある。 フォトニック結晶ファイバの 1つは、 コア一クラッド構造を有し、 ク ラッドに空孔を存在させることでクラッドの実効屈折率をコア部屈折率よりも低 下させ、 全反射により光を導波する全反射型ホーリーファイバである。
またフォトニッククリスタルファイバのうちでも、 特に大きな波長分散を発現 するものとして、 上記フォトニック結晶構造を構成する空孔の周期的配列に対し コア部が欠陥を構成し、 かつ該コア部を導波する光の周波数に対しフォトニック 結晶ファイバがフォトニックバンドギャップ (P B G) を発現する導波原理が注 目されている。
この P B Gを導波原理とするフアイバでは、 P B Gに属する周波数と伝播定数 を有する光は、 クラッド内で指数的に減衰して大きな振幅を持てないが、 周期性 欠陥であるコアでは大きな振幅を持てるため光はコァに局在する。 この P B Gフ アイバでは、 空孔の周期性を破るものであれば、 コアは中空構造でもよく、 この 点で従来の高屈折率コァ構造と大きく異なる。
フォトニッククリスタルファイバは、 孔の大きさ、 数、 配置によって、 広帯域 シングルモード動作を達成することが可能である。
上記のようなフォトニッククリスタルファイバを含むホーリーファイバとして は、 石英ファイバが知られており、 その製造方法としては、 S i 02 を主体とし てなる円柱体を準備し、 その円柱体の軸芯部周辺に長軸方向に貫通する細穴を多 数設けることにより中実構造のプリフォームを作製し、 そのプリフォームを長軸 方向に延伸 (線引き) して細孔化し、 光ファイバとする方法 (1 ) がある。 また多数の S i 02製キヤビラリを最密充填状態に束ね、 隣接するキヤビラリ の外側面同士を融着一体化させることによりプリフォームを作製し、 そのプリフ オームを線引きするフォトニッククリスタルファイバの製造方法 (2 ) も提案さ れている (特開 2 0 0 2— 9 7 0 3 4 ) 。
しかしながら無機ガラス系材質は硬くて脆いため本質的に加工性が悪く、 また 無機ガラス系光ファイバは折れやすく、 高価である。 特に上記のように細径の円 筒体中に複数の微細な空孔を周期配列させた構造を有するフォトニッククリス夕 ルファイバは、 直接製造することが困難であり、 通常最終製品と断面相同なプリ フォームを線引きして製造するが、 無機ガラス材料からはプリフォームの作製も 容易ではない。
たとえば上記方法 (1 ) では、 S i 02 を主体とする円柱体に多数の細穴を開 けると、 隣接する細穴同士の仕切は極めて薄く、 加工中に割れたりすることもあ り、 プリフォームの作製が極めて困難である。 また上記方法 (2 ) では、 融着ー 体化に使用する細いキヤビラリは扱いにくく、 またクリーン度を維持しにくいた め最終製品の伝送損失を増加させやすいだけでなく、 最密充填状態に束ねられた 多数の S i 02キヤビラリを、 その形態を保持したまま融着一体化させることは 極めて困難である。 発明の開示
本発明では、 特に複数の空孔を有する構造を製造する際に、 S i 02 などの硬 く脆い材質に対して機械特性および成形性に柔軟性がある特定のプラスチック材 料を用いて上記課題を解決している。 すなわち実質的に C一 H結合を含まない非 結晶性の含フッ素重合体を用いれば、 所望する最終製品が複数の空孔を有する微 細構造の光伝送体であっても、 そのプリフォームを容易に製造することができ、 さらにプリフォームの線引き加工も容易である。
なお P MMAを用いた多孔質プラスチック光ファイバは提案されており、 たと えば上記方法 (2 ) により作製することが知られているが、 実質的に C _H結合 を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる多孔質プラスチック光ファイバは 知られていない。 しかも含フッ素重合体を用いれば、 C一 H結合伸縮振動による 倍音吸収がおきないため、 P MM Aなどの有機ポリマーに比べ近赤外領域の光伝 送も可能な光伝送体が得られるという格別な効果を奏する。
したがって本発明は、 実質的に C—H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合 体からなる光伝送体であって、 少なくとも該光伝送体の軸芯部を包囲構成する中 空管状部に、 複数の空孔を有することを特徴とする多孔質プラスチック光伝送体 である。 本発明において、 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体 ( 以下、 単に含フッ素重合体と略称することもある) は、 含フッ素環構造を含むも のが好ましく、 さらには上記含フッ素環構造を主鎖に有する含フッ素重合体が好 ましい。 '
好ましい含フッ素環構造として、 環員エーテル結合を含んでいてもよい含フッ 素脂環構造が挙げられる。
上記本発明の具体的な構造例として、 以下の態様が挙げられる。
1 ) 複数の空孔が軸芯部を含む光伝送体全体にランダムに存在する多孔質プラス チック光伝送体。
2 ) 複数の空孔が、 含フッ素重合体からなる光伝送体の長軸方向に並列して延在 し、 かつ光伝送体の直径断面において、 軸芯部を含み周期的に配列したフォト二 ック結晶構造を形成する多孔質プラスチック光伝送体。
3 ) 上記 1 ) または 2 ) の態様において、 軸芯部の空孔が存在しない中実構造を 有する多孔質プラスチック光伝送体。
4 ) 上記 2 ) の態様において、 軸芯部が、 上記空孔の配列周期性をやぶる中実構 造または中空構造であって、 該軸芯部が上記フォトニック結晶構造の欠陥を構成 する多孔質プラスチック光伝送体。
5 ) 上記 4 ) あ態様は、 フォトニック結晶構造が、 上記中空または中実の軸芯部 を導波する光の周波数に対してフォトニックバンドギャップ (P B G) を発現す る、 P B Gを導波原理とした多孔質プラスチック光伝送体である。
本発明では、 上記多孔質プラスチック光伝送体を製造するためのものであって 、 複数の空孔を管肉内に有する多孔質中空成形体を少なくとも含む、 実質的に C —H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなるプリフォームも提供する ことができる。 好ましくは延伸後、 相同な径断面を有する延伸成形体 (光伝送体 ) が得られるプリフォームである。
上記多孔質プラスチック光伝送体の製造方法を、 具体的にいくつか以下に列挙 する。 たとえば延伸に供する成形体 (プリフォーム) を製造する方法としては、
A) 含フッ素重合体を、 気体との接触下に押出成形する方法
B ) 含フッ素重合体と、 他の物質との共押出成形品から、 他の物質を除去する方 法が挙げられる。 これら方法 A) , Β ) では、 適切な成形型を用いることにより、 長軸方向に延 在した複数の空孔を有する成形体を得ることができる。 さらに該成形体として、 プリフォームだけでなく、 多孔質プラスチック光伝送体を直接製造することもで さる。
多孔中空プリフォームの製造方法としては、 さらに
C) 含フッ素重合体から成形された中空管に、 気体あるいは揮発性低分子からな る発泡剤を作用させるか、 あるいは予め該発泡剤を含ませた含フッ素重合体から 中空管を発泡成形する方法が挙げられる。
上記 Α) ないし C) の方法では、 適切な成形型を用いることにより、 長軸方向 に延在した複数の空孔を有する成形体を得ることができる。
また長軸方向に延在した複数の空孔を有するプリフォームを製造する方法とし ては、
D) 筒状容器の複数本の細長部材が並列配置された内部空間に、 含フッ素重合体 を溶融して流入して固化させるか、 あるいは少なくとも該含フッ素重合体を得る ためのモノマーを含む液体を流入して重合固化させ、 得られた筒状ロッドから上 記細長部材を除去する方法
Ε ) 含フッ素重合体からなる筒状中実ロッドに、 機械的に穴を開ける方法
F ) 含フッ素重合体からなる複数本のキヤピリを束ね、 そのままの形態で融着ー 体化する方法が挙げられる。
上記 D) ないし F) において、 適切な成形型を用いることにより、 軸芯中空お よび /または中実の成形体を得ることができる。
上記プリフォームを長軸方向に延伸する多孔質プラスチック光伝送体の製造方 法も提供することができる。
また上記プリフォームが中空管構造である場合には、 該プリフォームの中空部 に、 前記含フッ素重合体からなる中実ロッドを嵌入しながら、 あるいは前記多孔 中空プリフォームに前記中実ロッドを嵌入した後、 長軸方向に延伸することによ り中実構造の多孔質プラスチック光伝送体を得ることができる。
本発明の多孔質プラスチック光伝送体は、 前記複数の空孔を有する中空管層の 外周に、 さらに孔を含まない被覆層を 1または複数層有していてもよい。
本発明では、 上記多孔質プラスチック光伝送体は具体的に光ファイバである。 該光ファイバを 2本以上束ねたバンドルファイバ、 さらに光ファイバを 2本以 上、 1本のケーブル内に収容した多芯ケーブルも提供される。
また本発明では、 多孔質プラスチック光伝送体として、 光導波路、 スィッチ、 ロッドレンズなどを挙げることができ、 これらは上記プリフォームを適用して得 ることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の態様例 (全体ランダム多孔構造 ) を説明するための概略径断面である。
図 2は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の態様例 (全体周期配列空孔構造 ) を説明するための概略径断面である。
図 3は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の実施態様例 (中実コア一空孔周 期配列のクラッド層構造) を説明するための概略径断面である。
図 4は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の実施態様例 (別材料中実コア一 空孔周期配列のクラッド層構造) を説明するための概略径断面である。
図 5は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の実施態様例 (中実コア一空孔ハ 二カム周期配列のクラッド層構造) を説明するための概略径断面である。
図 6は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体の実施態様例 (中空コア一空孔周 期配列のクラッド層構造) を説明するための概略径断面である。
図 7は、 本発明の多孔質プラスチック光伝送体が多芯ケーブルである態様例の概 略径断面である。
図 8は、 本発明の実施例 1で作成されたファイバの断面図である。
(符号の説明)
1 : 光伝送体、 2 含フッ素重合体からなる中空管状層、 3 : 空孔、 4 中空管状層と異なる含フッ素重合体か らなる中実軸芯部、
5 : 中空軸芯部、 6
7 : ケーブル。 発明を実施するための最良の形態 以下本発明を具体的に説明する。
本発明において、 光伝送体は、 具体的に光ファイバ、 光導波路、 スィッチ、 口 ッドレンズなどである。
本発明の多孔質プラスチック光伝送体は、 多孔構造を後述する特定成形材料を 用いて成形した新規な光伝送体であって、 少なくとも該光伝送体の軸芯部を包囲 構成する中空管状部に、 複数の空孔を有する多孔構造を有することを特徴として いる。
本発明の光伝送体は、 上記多孔構造を有していれば、 光の導波原理は、 全反射 型、 屈折率段階型、 P B Gを導波原理とするものなどであり、 特に制限されない また空孔の数、 形、 配置、 光伝送体の軸芯部構造、 軸芯部の大きさ、 光伝送体 の大きさ、 たとえば光ファイバ素線の径なども特に限定されず、 光伝送体の目的 に応じて適宜所望設計することができる。 また軸芯部が中実構造を有する場合に は、 多孔中空管層と同一の含フッ素重合体で形成されていてもよく、 これとは別 の含フッ素重合体で形成されていてもよい。 また軸芯部が中空構造である場合に は、 その空孔断面形状は、 円、 多角形など適宜選択される。
たとえば本発明の光伝送体の軸芯部構造は、 上記複数の空孔の配置により、 中 空管状部の中空部構造が決定され、 該中空部を実装した中実コア一クラッド構造 を形成していてもよく、 該中空部に中空管状部と同様の多孔構造を形成していて もよく、 または、 中空部のままであってもよい。 その具体例としては、 上記に態 様例 1 ) ないし 5 ) として説明したものが挙げられるが、 以下に、 いくつかの実 施態様を説明するための径断面図を付して説明する。
1 ) 複数の空孔が軸芯部を含む光伝送体全体にランダムに存在する多孔質プラス チック光伝送体。 図 1は、 含フッ素重合体 2からなる光伝送体 1全体に空孔 3が ランダムに存在する、 全反射型ホーリーファイバである。
2 ) 複数の空孔が、 含フッ素重合体からなる光伝送体の長軸に並列延在し、 かつ 光伝送体の直径断面において、 軸芯部を含み周期的に配列したフォトニック結晶 構造を形成する多孔質プラスチック光伝送体。
図 2は、 複数の空孔 3が光伝送体 1全体に周期配列した構造の全反射型ホーリ 一ファイバである。 3 ) 上記 1 ) または 2 ) の態様において、 軸芯部の空孔が上記含フッ素重合体で 実装された中実構造を有する多孔質プラスチック光伝送体。
図 3および図 4は、 中実コア一空孔周期配列のクラッド層構造を有する全反射 型ホーリーファイバであり、 図 3は、 軸芯部を包囲して周期的に配列した複数の 空孔 3を有する中空管状層と、 中空管状層と同じ含フッ素重合体 2で軸芯部を中 実にした態様例であり、 図 4は、 軸芯部を中空管状層と異なる含フッ素重合体 4 で中実にした態様例である。
4 ) 上記 2 ) の態様において、 軸芯部が、 上記空孔の配列周期性をやぶる中実構 造または中空構造であって、 該軸芯部が上記フォトニック結晶構造の欠陥を構成 する多孔質プラスチック光伝送体。
5 ) 上記 4 ) の態様は、 フォトニック結晶構造は、 上記中空または中実の軸芯部 を導波する光の周波数に対してフォトニックバンドギャップ (P B G) を発現す る P B Gを導波原理とする多孔質プラスチック光伝送体である。
P B Gを導波原理とする態様例を図 5および図 6に示す。 図 5は、 複数の空孔 3がハニカム構造に周期配列したフォトニック結晶構造を有し、 軸芯部に上記空 孔の周期をやぶる中空構造 (中空軸芯部 5 ) を有する態様である。 図 6は、 空孔 3が六角格子構造でフォ卜ニック結晶構造を有し、 軸芯部に空孔 3よりも大径の 六角形状の空孔を有する。
本発明の光伝送体を構成する含フッ素重合体は、 実質的に C一 H結合を有さな い非結晶性の含フッ素重合体であれば特に限定されないが、 含フッ素環構造を含 むものが好ましい。 含フッ素環構造としては具体的に、 環員エーテル結合を含ん でいてもよい含フッ素脂環構造 (以下単に含フッ素脂環構造と略称することもあ る) 、 含フッ素イミド環構造、 含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族 環構造などが挙げられる。
上記含フッ素環構造のうちでも、 環員エーテル結合を含んでいてもよい含フッ 素脂環構造または含フッ素ポリイミド環構造が好ましく、 前者がより好ましい。 また特に、 上記含フッ素環構造を主鎖に有する含フッ素重合体が好ましく、 さ らには該環構造を含む主鎖構成単位が、 実質的に線状構造を形成して溶融成形可 能なものが好ましい。 とりわけ主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体 が好ましい。 以下に、 まず、 特に好ましい含フッ素重合体である含フッ素脂環構造を主鎖に 有する含フッ素重合体について具体的に説明する。
主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、 主鎖が炭素原子の連鎖か らなり、 力 ^つその主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体である。 主鎖に含フッ素脂環構造を有するとは、 脂環を構成する炭素原子の 1以上が主 鎖を構成する炭素連鎖中の炭素原子であり、 かつ脂環を構成する炭素原子の少な くとも一部にフッ素原子またはフッ素含有基が結合している構造を有することを 意味する。
本発明に係る含フッ素重合体の好ましい態様である含フッ素脂環構造を有する 主鎖構成単位としては、 たとえば下記のような構造が挙げられる。
2003/010589
10
Figure imgf000011_0001
上記各式中、 1は 0〜5、 mは 0〜4、 nは 0〜1、 1 +m+nは 1〜6、 o 、 pおよび qは s ρれぞれ独立に 0〜5、 o + p + qは 1〜6であり、 R R2 および R3はそれぞれ独立に、 F、 C 1、 CF3、 C2 F5、 C3 F7 または OC F3であり、 X1 および X2 は独立に F、 C 1または CF3である。 含フッ素脂環構造を有する重合体としては、 具体的に、
①含フッ素脂環構造を有する単量体 (環を構成する炭素原子と環を構成しない炭 素原子間に重合性二重結合を有する単量体、 または環を構成する炭素原子 2個間 に重合性二重結合を有する単量体) を重合して得られる重合体、
② 2個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体を環化重合して得られる主 鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体が好適である。
上記含フッ素脂環構造を有する単量体は 1個の重合性二重結合を有する単量体 が好ましく、 上記環化重合しうる含フッ素単量体は 2個の重合性二重結合を有し かつ含フッ素脂環構造を有さない単量体が好ましい。
なお、 以下、 含フッ素脂環構造を有する単量体と環化重合しうる含フッ素単量 体以外の共重合性単量体を 「他のラジカル重合性単量体」 という。
含フッ素重合体の主鎖を構成する炭素原子は単量体の重合性二重結合の 2個の 炭素原子から構成される。 したがって、 重合性二重結合を 1個有する含フッ素脂 環構造を有する単量体では、 重合性二重結合を構成する 2個の炭素原子の一方ま たは両方の炭素原子が脂環を構成する原子となる。 脂環を有さない、 かつ 2個の 重合性二重結合を有する含フッ素単量体は、 一方の重合性二重結合の 1個の炭素 原子と他方の重合性二重結合の 1個の炭素原子が結合して環を形成する。 結合し た 2個の炭素原子とそれらの間にある原子 (ただし、 側鎖の原子を除く) によつ て脂環が形成され、 2個の重合性二重結合の間にエーテル性酸素原子が存在する 場合は含フッ素脂肪族エーテル環構造が形成される。
含フッ素脂環構造を有する単量体を重合して得られる主鎖に含フッ素脂環構造 を有する重合体は、 ペルフルォロ (2, 2—ジメチル— 1 , 3—ジォキソ一ル)
( P D Dと略称する) 、 ペルフルォロ (2—メチルー 1 , 3—ジォキソール) 、 ペルフルォロ (2—ェチル— 2プロピル一 1 , 3—ジォキソール) 、 ペルフルォ 口 (2 , 2—ジメチルー 4メチルー 1, 3ージォキソール) などのジォキソール 環員炭素にフッ素、 トリフルォロメチル基ペン夕フルォロェチル基、 ヘプ夕フル ォロプロピル基などのフッ素置換アルキル基を有するペルフルォロジォキソール 類、 ペルフルォロ (4ーメチルー 2—メチレン一 1, 3—ジォキソラン) (MM Dと略称する) 、 ペルフルォロ (2—メチル一 1, 4一ジォキシン) などの含フ ッ素脂環構造を有する単量体を重合することにより得られる。 またこの単量体と C一 H結合を含まない他のラジカル重合性単量体とを共重合 させることにより得られた主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体も用いられる 。 他のラジカル重合性単量体の重合単位の含有割合が多くなると含フッ素重合体 の光の透過性が低下する場合があるので、 含フッ素重合体としては、 含フッ素脂 環構造を有する単量体の単独重合体やその単量体の重合単位の含有割合が 70モ ル%以上の共重合体が好ましい。
C一 H結合を含まない他のラジカル重合性単量体としては、 テトラフルォロェ チレン、 クロ口トリフルォロエチレン、 ペルフルォロ (メチルビニルエーテル) などが挙げられる。
このようなタイプの市販の実質的に C一 H結合を有さない非晶質の含フッ素重 合体としては、 上記ペルフルォロ- 2, 2- ジメチル- 1,3- ジォキソール系重合体 ( 商品名テフロン AF:デュポン社製) 、 ペルフルォロ- 4- メチル -1,3- ジォキソ ール系重合体 (商品名 HYFLON AD:ァウジモント社製) などがある。 また、 2個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体を環化重合して得ら れる、 主鎖に含フッ素脂環構造を有する重合体は、 特開昭 63— 2381 11号 公報、 特開昭 63 - 238115号公報などにより知られている。 すなわち、 ぺ ルフルォロ ( 3—ォキサ一 1, 5—へキサジェン) 、 ペルフルォロ (3—ォキサ — 1, 6 _へブタジエン) (PBVEと略称) などの単量体を環化重合すること により、 またはこのような単量体とテトラフルォロエチレン、 クロ口トリフルォ 口エチレン、 ペルフルォロ (メチルビニルエーテル) などの C一 H結合を含まな い他のラジカル重合性単量体とを共重合させることにより主鎖に含フッ素脂環構 造を有する重合体が得られる。 上記 PBVEの環化重合では、 2, 6—位炭素の 結合により前記式 ( I ) で示される 5員環エーテル構造を主鎖に有する重合単位 が形成される。
また 2個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体としては、 上記以外に もたとえば PBVEの飽和炭素に置換基を有する単量体も好ましく、 具体的にべ ルフルォロ (4ーメチルー 3—ォキサ— 1, 6—へブタジエン) (PBVE— 4 Mと略称) 、 ペルフルォロ (4一クロロー 3—ォキサ一 1, 6—へブタジエン) (PBVE— 4 C 1と略称) 、 ペルフルォロ (5—メトキシ— 3—ォキサ一 1, 6—へブタジエン) (PBVE— 5 MOと略称) 、 ペルフルォロ (5—メチルー 3—ォキサ一 1, 6—へブタジエン) なども好ましい。 他のラジカル重合性単量 体の重合単位の割合が多くなると含フッ素重合体の光の透過性が低下する場合が あるので、 含フッ素重合体としては、 2個以上の重合性二重結合を有する含フッ 素単量体の単独重合体やその単量体の重合単位の割合が 4 0モル%以上の共重合 体が好ましい。
このようなタイプの実質的に C一 H結合を有さない非晶質の含フッ素重合体の 市販品としては 「サイトップ」 (旭硝子社製) がある。
また、 ペルフルォロ (2 , 2—ジメチル一 1, 3—ジォキソール) などの含フ ッ素脂環構造を有する単量体とペルフルォロ (3—ォキサ一 1, 5—へキサジェ ン) 、 ペルフルォロ (3—ォキサ一 1 , 6—へブタジエン) (P B V E) などの 2個以上の重合性二重結合を有する含フッ素単量体とを共重合させることによつ ても主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体が得られる。 この場合も組 み合わせによっては光の透過性が低下する場合があるので、 2個以上の重合性二 重結合を有する含フッ素単量体の重合単位の割合が 3 0モル%以上の共重合体が 好ましい。
含フッ素脂環構造を有する重合体は、 主鎖に環構造を有する重合体が好適であ るが、 全重合単位に対して環構造を有する重合単位を 2 0モル%以上、 好ましく は 4 0モル%以上含有するものが透明性、 機械的特性等の面から好ましい。 また、 含フッ素脂環構造を有する重合体はペルフルォロ重合体であることが好 ましい。 すなわち、 炭素原子に結合する水素原子のすべてがフッ素原子に置換さ れた重合体であることが好ましい。
しかし、 ペルフルォロ重合体の一部のフッ素原子は塩素原子、 重水素原子など の水素原子以外の原子に置換されていてもよい。 塩素原子の存在は重合体の屈折 率を高める効果を有することより、 塩素原子を有する重合体は特に含フッ素重合 体として使用できる。
上記含フッ素重合体は、 光伝送体が耐熱性を奏し、 高温にさらされても軟化し にくくしたがって光の伝送性能が低下することなどのない十分な分子量を有する ことが望ましい。 またこのような特性を発現するための含フッ素重合体の分子量 は、 溶融成形可能な分子量を上限とするが、 3 0 °Cのペルフルォロ (2—プチル
(P B T H F) 中で測定される固有粘度 [ 77 ] で、 通常好 ましくは 0. 1〜: L d 1/g程度、 より好ましくは 0. 2〜0. 5 d l/g程度 である。 また該固有粘度に相当する数平均分子量は、 通常 1 X 104 〜5X 106 程度、 好ましくは 5 X 104 〜1 X 106程度である。
また上記含フッ素重合体を溶融紡糸時、 あるいはプリフォームの延伸加工時の 成形性を確保するため、 含フッ素重合体の 200〜300°Cで溶融した含フッ素 重合体の溶融粘度は、 l X 102 ~l X 105 P a ' s程度であることが好ましい 上記した含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、 後述する含フッ素ィミ ド環構造、 含フッ素トリアジン環構造または含フッ素芳香族環構造を有する含フ ッ素重合体に比べ、 熱延伸または溶融紡糸によりファイバ化加工してもポリマー 分子が配向しにくく、 したがって光の散乱を起しにくいなどの理由から特に好ま しい。 とりわけ含フッ素脂肪族エーテル環構造を有する含フッ素重合体が好まし い。
上記の主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フッ素重合体は、 本発明の好ましい 含フッ素重合体であるが、 前述したように本発明の含フッ素重合体はこれに限定 されるものではない。
たとえば、 特開平 8— 5848号公報に記載されている、 実質的に C— H結合 を有さない、 主鎖に含フッ素脂環構造以外の含フッ素環構造を有する非結晶性の 含フッ素重合体を使用することができる。 具体的にはたとえば含フッ素イミド環 構造、 含フッ素トリアジン環構造、 含フッ素芳香族環構造などの含フッ素環構造 を主鎖に有する非結晶性の含フッ素重合体を使用することができる。 これら重合 体の溶融粘度あるいは分子量は、 前記した主鎖に含フッ素脂環構造を有する含フ ッ素重合体のものと同等範囲にあるものが好ましい。
本発明の好ましい含フッ素重合体である含フッ素イミド環構造を主鎖に有する 含フッ素重合体としては、 具体的には下記の一般式で示される繰り返し単位を有 するものが例示される。 0 0
i! H
Λノ、
\へ /
C C
0 0
(上記式中、 Rl は下記から選ばれ、
Figure imgf000016_0001
R:' は下記から選ばれる
Figure imgf000016_0002
ここで、 Rf はフッ素原子、 パ一フルォロアルキル基、 パ一フルォロアリール 基、 パ一フルォロアルコキシ基、 パーフルオロフエノキシ基から選ばれ、 これら は各々同一であっても異なっていてもよい, Yは下記から選ばれる。
一 0—, 一 CO—, -S02一, 一 S -, ~R ' I一, iOR ' , f r , iR ' , O r , -(OR ' , O , , SR - R ' f S r , ヽ S SR' , Of r , - OR' , S r
ここで、 R はパーフルォロアルキレン基、 パーフルォロアリーレン基から選 ばれ、 これらは各々同一であっても異なっていてもよい。 rは 1〜10である。 Yと 2つの Rf が炭素をはさんで環を形成してもよく、 その場合、 環は飽和環で も不飽和環でもよい。 )
さらに本発明では、 含フッ素芳香族環構造を有する含フッ素重合体として、 ポ リスチレン、 ポリカーボネート、 ポリエステルなどの側鎖または主鎖に芳香環を 有するポリマーのフッ素置換体が挙げられる。 これらは全フッ素置換されたペル フルォロ体でもよく、 フッ素置換残部を塩素などで置換したものでもよい。 さら にトリフロロメタン置換基などを有していてもよい。
また上記含フッ素重合体中のフッ素原子は、 屈折率を高めるために一部塩素原 子で置換されていてもよい。 さらに屈折率を高めるための物質を本発明の含フッ 素重合体中に含ませてもよいが、 本発明の成形材料全体で実質的に C一 H結合を 含まないことが肝要である。
上記には、 光伝送体に構成する含フッ素重合体について説明したが、 本発明で は、 予め重合した上記重合体を成形材料としてもよく、 上記含フッ素重合体を形 成しうる重合性モノマーを用いて成形時に重合させてもよい。
本発明では、 上記含フッ素重合体から上記特定構造を成形し、 本発明の多孔質 プラスチック光伝送体を得ることができれば、 製造方法は特に制限されないが、 予め空孔構造が形成されたプリフォームを長軸方向に延伸 (以下、 延伸は長軸方 向への延伸を意味し、 線引き加工と同意である。 ) すれば、 容易に製造すること ができ好ましい。 特に多数の穴が長軸方向に開いたプリフォームの延伸により、 穴を細径化して容易に多孔質光ファイバを得ることができる。 また上記含フッ素 重合体を用いればプリフォームも容易に形成することができる。
したがって本発明では、 上記多孔質プラスチック光伝送体を製造するためのも のであって、 複数の空孔を管肉内に有する多孔質中空成形体を少なくとも含む、 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなるプリフォーム も提供することができる。 好ましくは延伸後、 相同な径断面を有する延伸成形体 (光伝送体) が得られるプリフォームである。
本発明では、 上記多孔質プラスチック光伝送体の製造方法として、 具体的に上 述した具体例を挙げることができる。 たとえば延伸に供する成形体 (プリフォー ム) を製造する方法を主して具体的に説明すれば、
A) 含フッ素重合体を、 気体との接触下に押出成形する方法
B ) 含フッ素重合体と、 他の物質との共押出成形品から、 他の物質を除去する方 法が挙げられる。
多孔中空プリフォームの製造方法としては、 さらに
C) 含フッ素重合体から成形された中空管に、 気体あるいは揮発性低分子からな る発泡剤を作用させるか、 あるいは予め該発泡剤を含ませた含フッ素重合体から 中空管を発泡成形する方法が挙げられる。
また長軸方向に延在した複数の空孔を有するプリフォームを製造する方法とし ては、
D) 筒状容器の複数本の細長部材が並列配置された内部空間に、 含フッ素重合体 を溶融して流入して固化させるか、 あるいは少なくとも該含フッ素重合体を得る ためのモノマーを含む液体を流入して重合固化させ、 得られた筒状ロッドから上 記細長部材を除去する方法
E) 含フッ素重合体からなる筒状中実ロッドに、 機械的に孔を開ける方法
F) 含フッ素重合体からなる複数本のキヤピリを束ね、 そのままの形態で融着ー 体化する方法が挙げられる。
上記方法 A) 、 B ) では、 適切な成形型を用いることにより、 長軸方向に延在 した複数の空孔を有する成形体を得ることができる。 さらに該成形体として、 プ リフォームだけでなく、 多孔質プラスチック光伝送体を直接製造することもでき る。
上記方法 A) ないし C) では、 適切な成形型を用いることにより、 長軸方向に 延在した複数の空孔を有する成形体を得ることができる。
上記方法 D) ないし F) において、 適切な成形型を用いることにより、 軸芯中 空およびノまたは中実の成形体を得ることができる。
本発明では、 上記方法 E ) により、 筒状中実ロッドに孔開け加工を施す方法で も、 隣接する細孔間の仕切部分が加工中に割れるといった問題は生じない。 また上記プリフォームを長軸方向に延伸すれば多孔質プラスチック光伝送体を 製造することができる。
この際、 上記プリフォームが中空管構造である場合には、 該プリフォームの中 空部に、 前記含フッ素重合体からなる中実ロッドを嵌入しながら、 あるいは前記 多孔中空プリフォームに前記中実ロッドを嵌入した後、 長軸方向に延伸すること により中実構造の多孔質プラスチック光伝送体を得ることができる。
上記 A) ないし E ) の製造方法を、 場合によってはプリフォーム延伸工程まで 含め、 より具体的な例で以下に説明する。
A) 空孔直接形成方法 含フッ素重合体を空気あるいは他のガスと接触させながら押出成形して多孔質 を形成し、 プリフォームまたは多孔質プラスチック光ファイバを製造する。 上記では、 クロスへッド部の形状を中空管が多数生成するようにノズルを配置 させ、 ノズル以外の場所に樹脂が行き渡り、 一方、 ノズルからは押出し後にも中 空を保持できるだけの常圧以上の圧力を空気などのガスで発生させて押出しする 方法である。 この場合のガスは空気、 窒素、 アルゴン、 ヘリウムなどのどんなガ スでも構わないが、 安全面や入手面から、 空気や窒素が好ましい。 また、 圧力は 減圧でなければ、 常圧以上の圧力で樹脂の吐出圧力に応じて自由に変えることが できる。
B ) 島除去による空孔形成
含フッ素重合体と他の少なくとも 1種類の物質の共押出を行い、 プリフォーム あるいは光ファイバを成形し、 その後に他の少なくとも 1種類の物質を取り除く 工程を行う。
上記他の少なくとも 1種の物質としては、 P MMAなどの樹脂、 ゴム、 炭酸塩 などの易溶解性固体を分散させたペースト、 あるいは高沸点溶媒などの液体が挙 げられる。 これらのうち、 押出し後の除去面からは液体が好ましい。 また、 押出 しの圧力制御の観点からは樹脂が好ましい。
こうして共押出した結果は、 プリフォームの形状でもよいし、 直接ファイバの 如き細径状態にしても構わないが、 除去する効率の観点からは、 一旦プリフォー ムを作製し、 その段階で除去した後、 そのプリフォームを紡糸延伸する方法が効 率的である。
さらに該他の少なくとも 1種類の物質を、 有機溶媒、 水、 酸、 およびアルカリ 溶液からなる群から選ばれる少なくとも 1種の物質で処理することにより、 溶解 あるいは分解により除去し、 中空部を形成させることができる。
除去の仕方としては、 該他の少なくとも 1種類の物質を有機溶媒、 水、 酸、 お よびアルカリ溶液からなる群から選ばれる少なくとも 1種の物質で処理すること により、 溶解あるいは分解により除去することができる。 扱い安さの面からは、 たとえば P MMAを用いた場合には、 アセトンなどの有機溶媒によって、 容易に 溶解除去することが可能である。 溶媒中にプリフォームを浸漬させておいてもよ いし、 この際同時に超音波をかけると溶解速度が速まる。 除去後、 プリフォーム を真空乾燥させて通常に線引することにより光ファイバが得られる。
本方法は、 フッ素樹脂の高い耐薬品性、 すなわち、 強酸、 強アルカリ、 多くの 有機溶媒などで変化しないというフッ素樹脂の特徴を最大限に活かした方法であ る。
C) 発泡方法
予め該フッ素樹脂で中空管を作製した後に気体あるいは揮発性低分子を含浸さ せ、 ガラス転移温度以上で発泡させて多孔質中空管を作製し、 あるいはまた、 予 め気体あるいは揮発性低分子を含浸させた樹脂を中空管に成形する過程で発泡中 空管を作製した後、
発泡中空管と、 中心に上記ガスや揮発成分を含まない中実ロッドとを、 両者を同時に延伸するか、 あるいはまた、 両者をロッドインチューブの要領で 合体させて一体化プリフォームを作製した後に延伸する。
さらに該発泡中空管の外周にさらに 1層以上のガスを含まない中空管を被せる こともでき、 被せて延伸してもよい。
上記中空管の作製方法としては、 2重の同心円状の円筒に溶融樹脂を流し込み 、 冷却固化させる方法、 前期円筒にモノマーや重合開始剤を入れ、 重合固化させ る方法、 特開平 8— 3 3 4 6 3 3のように水平に回転成形して遠心力により中空 管を作製する方法など様々な方法が可能であり、 特に限定されない。 こうして作 製した中空管を空気雰囲気に曝すことで空気が樹脂に吸収され、 再度溶融温度に 加熱されたときに発泡を起こす。 この発泡で生じた泡の大きさと量は温度と時間 で調整可能である。 あるいはまた、 空気などを吸収した樹脂を溶融して発泡を起 こした状態で、 上記中空管を作成してもよい。
こうして作製した多孔質の中空管と、 その内径よりも小さい外径を有する発泡 していない中実ロッドを組み合わせてプリフォームを作製した後延伸するか、 あ るいは同時に線引することにより、 中心は中実のコアを有し、 その外側に多孔質 の榭脂が配置されることによりクラッドとして働く、 フォトニッククリスタルフ アイバが形成される。 コアとクラッドの直径比は、 始めの中空管と中実ロッドの 組み合わせで決まる。
この際、 発泡した中空管の外側にさらに発泡していない中空管を組み合わせて プリフォームを作製するか、 あるいは線引時に同時に延伸することで第 2クラッ ド層を設けることは、 ファイバ強度の面でより好ましい。
D) 型取り方法
①円筒状容器と、 該容器に複数の細長部材が所定の空間配置に維持し、
②その隙間に溶融樹脂を流下させた後冷却固化させるか、 あるいは、 少なくとも モノマーを含む液体を入れ重合固化させ、
③固化した樹脂から上記細長部材を分離して長軸方向に延びる多孔質を有するプ リフォームを形成し、
④そのプリフォームを延伸する。
上記細長部品としては、 ガラス、 金属、 プラスチックなどが用いられる。
上記で使用される円筒部品の材質は特に制限されない。 たとえば、 金属管ゃガ ラス管、 P F A管などの樹脂製でも構わない。 押出すことによりプリフォームが 管から取り出せるし、 樹脂製の場合には、 ナイフなどで剥離させることも可能で ある。 また直径も製造したいプリフォームに応じて任意のサイズを選ぶことがで きる。
細長部材はチューブを含むロッドあるいはロッド状のものであり、 代表的には ガラス製ロッド、 スチール製ロッドあるいは樹脂製ロッドでこれを保持固定物 ( たとえば、 適宜に配置されたホールおよび凹部を具備する底部エンドキャップと 上部ェンドキヤップ) により所望の空間的配置構成に維持する。
さらに細長部材は、 物理的、 化学的あるいは熱的に移動可能な細長部材で、 た とえばポリマー製ロッドあるいはファイバである。 細長部材は必ずしも円形断面 をしている必要はなく、 また全て同一サイズあるいは同一形状である必要はない 細長部材は、 樹脂固化後に取り除かれるが、 その方法は限定されない。 物理的 に引き抜いても良いし、 化学的に溶解、 分解しても良い。 たとえば、 ガラスの場 合には、 フッ化水素酸で溶解できるし、 金属の場合は塩酸、 硝酸などの酸によつ て容易に溶解できる。 また、 P MMAなどの樹脂を用いた場合には、 アセトンな どの有機溶剤によって容易に取り除かれる。 いずれの場合にも、 溶解に関してい えば、 中空管の方が接触面積の点で除去が容易である。 また、 引き抜き後の内壁 が滑らかでない場合には、 プリフォームを短時間 C 8 F 18などの溶媒に浸漬するこ とで、 表面がエッチングされ、 滑らかな内面を得ることができるため、 伝送損失 の低減に効果的である。
E) 円柱状の樹脂に中心部だけ規則性が崩れるように機械的に孔を開け、 孔の内 面をその樹脂を溶解できる溶媒でエッチングして平滑化する。
石英やガラスの場合には、 この方法は成形中、 成形後に欠け易いという欠点が あつたが、 樹脂の場合にはそのような問題は起こらない。
孔を開ける方法としては、 ドリル、 超高圧水、 レーザ一など様々な方法が可能 である。 但し、 こうして開けた孔の内面は光学的に平滑ではないため、 ァモルフ ァスフッ素樹脂はパーフルォロ溶媒に溶解できるという特徴を活かして、 プリフ オームを短時間 C8 F 18などの溶媒に浸漬することで、 表面がエッチングされ、 滑 らかな内面を得ることができる。
F ) 含フッ素重合体からなる複数本のキヤビラリを束ね、 そのままの形態で融着 一体化する方法は、 本発明に係る含フッ素重合体を用いて、 たとえば特開 2 0 0 2 - 9 7 0 3 4号公報に記載された方法に準拠して製造することができる。 なお 該公報に記載された製造方法を本明細書にも記載されたものとして含ませること ができる。
上記した本発明の製造方法は、 上記説明に限定されるものではなく、 また一方 、 たとえば P MMAなどのアクリル系樹脂、 ポリカーボネートなどの炭化水素系 ポリマーを用いて多孔質プラスチック光ファイバを製造する際に、 これらポリマ —を本発明に係る含フッ素樹脂以外の樹脂に代えることで広く適用でき、 さらに 同様にゴムなどのエラストマ一にも適用できる。
上記本発明の製造方法は、 従来の微細構造光ファイバの製造方法よりもいくつ かの利点を有する。 たとえば本発明の方法は、 比較的大きなプリフォームを大量 生産できる。 さらに従来の光ファイバのプロセスよりも安い原材料を使用しなが ら高純度のプリフォームが得られる。 また中空部の配置形状の自由度が高い。 本発明の多孔質プラスチック光伝送体は、 前記複数の空孔を有する中空管層の 外周に、 さらに孔を含まない被覆層を 1または複数有していてもよい。
本発明では、 上記多孔質プラスチック光伝送体は具体的に光ファイバである。 該光ファイバを 2本以上束ねたバンドルファイバ、 さらに光ファイバを 2本以 上、 1本のケーブル内に収容した多芯ケーブルも提供される。
このような多芯ケーブルの態様例を図 7に示す。 この態様例は、 図 6の被覆層 6を含まないファイバ 2本を、 ケーブル 7に収容した態様例であり、 図 6と同一 符号は同一または相当部分を示し、 ここでは説明を省略する。
本発明では、 ケーブル 7の材料として、 本発明に係る含フッ素重合体たとえば 中空管層材料 2を用いれば、 上記多芯ケーブルを容易に製造することができる。 また本発明では、 多孔質プラスチック光伝送体として、 光導波路やスィッチ、 ロッドレンズなどを挙げることができ、 これらは上記プリフォームを適用して得 ることができる。
(実施例)
次に本発明を実施例により具体的に説明するが、 本発明はこれら実施例に限定 されるものではない。
(実施例 1 )
19個のノズルを有するクロスヘッドを取り付けた押出し機に、 ノズルから 0 . 2 MP aの空気を拭き込みながら、 250 °Cにおいてペルフルォロ (3—ォキ サ— 1, 6—へブタジエン) 重合体 (PBVE重合体) を押出して、 直径は Φ 5 00 / mのファイバを作成した。 ファイバの断面を図 8に示す。 各孔の径は約 1 0 mであった。
得られたファイバの伝送損失を測定したところ、 85 Onmで 50 dB/km であり、 20 Omでの伝送帯域は 10 GHzであった。
(実施例 2)
多孔質のダイスを取り付けた押出し機に、 PBVE重合体を海構造になるよう に、 PMMAを島構造になるように 230°Cで共押出しした。 直径 10mm、 長 さ 20 Ommのプリフォームを得た。 このプリフォームをアセトンを満たしたガ ラス製の試験管に浸漬し、 ガラス管ごと超音波洗浄機にかけ、 20時間溶解を行 つた。 PMMAを溶解した後、 再度アセトンで 10分間洗浄し、 60°Cで 40時 間真空乾燥を行った。
PMMAの溶解により島構造が空孔化し、 長軸方向に延在する径が約 1 mmの 空孔が 30個ランダムに形成されたプリフォームを、 線引炉を用いて、 240°C で延伸し、 直径 300 のファイバを得た。 得られたファイバの断面図は延伸 前のプリフォームと相似形であった。 このフアイバの伝送損失を測定したところ 、 850 nmで 50 dB/kmであり、 200 mでの伝送帯域は 10 GH zであ つた。
(実施例 3)
多孔質のダイスを取り付けた押出し機に、 P B V E重合体を海構造になるよう に、 炭酸ナトリゥムの粉末をオイルに分散させたペーストを島構造になるように 230°Cで共押出して、 直径 10mm、 長さ 250 mmのプリフォームを得た。 このプリフォームを超純水を満たしたガラス製の試験管に浸潰し、 ガラス管ごと 5時間超音波洗浄機にかけ、 ペーストを溶解した。 その後、 再度超純水で 10分 間洗浄し、 60°Cで 40時間真空乾燥を行った。
ペーストの溶解により長軸方向に延在する複数の空孔が形成されたプリフォー ムを線引炉を用いて、 240°Cで延伸し、 直径 500 のファイバを得た。 得 られたファイバの断面図はプリフォームと相似形であった。
このファイバの伝送損失を測定したところ、 85 O nmで 5 O dBZkmであ り、 20 Omでの伝送帯域は 10 GHzであった。
(実施例 4)
<プリフォームの製造 >
内径 2 Ommの PF A管に樹脂 (PBVE重合体) を詰めて、 上下に PFA製 の栓を取りつけ、 真空にした金属管で保持した後、 オーブン中で水平にして 25 0°C、 2000 r pmで回転させることで、 外径 2 Omm、 内径 5mmの中空管 を得た。
得られた中空管を PF A管からはずし、 空気中に 40時間放置した後、 この中 空管を再び 200°Cで、 10分間保持することにより、 外観はほぼ変化がないが 、 内部に約 0. 5 mmサイズの泡が均一に入った発泡中空管 (多孔中空プリフォ ーム 2) を得た。
上記と同様の回転成形により、 外径 40mm、 内径 22mmの非発泡中空管 ( 被覆プリフォーム 3) を成形した。
上記樹脂を溶融して内径 5mmの PF Aチューブに流下し、 中実ロッド (コア プリフォーム 1) を得た。
上記で製造された 3つのプリフォームを、 中実ロッド 1、 発泡中空管 2、 非発 泡中空管 3の順に同心円状に配置させ、 線引炉で 240°Cにて延伸を行い、 直径 500 /xmのファイバを得た。
得られたファイバの断面図はプリフォームと相似形で、 中心部に中実のコアが 存在しその周りに長軸方向に延在する空孔を多数持つ中空管層と、 該中空管層を 包囲する孔のない被覆層とからなる多孔質ファイバが得られた。
このファイバの伝送損失を測定したところ、 85 Onmで 50 dBZkmであ り、 20 Omでの伝送帯域は 10 GHzであった。
(実施例 5)
内径 φ 33 mmの P F A管の下部に、 直径 1 mmの棒が所定間隔で複数本固定 できるような穴を空けた P F A製の栓を付け、 そこに外径 1 mmのアルミ管を 3 0本さして 250°Cのオーブン中でその隙間に、 溶融したフッ素樹脂 (PBVE 一 4M重合体) を流下させた。 そのまま真空下、 250°Cで 24時間おくと、 樹 脂とアルミ管の隙間がなくなつたので、 オーブンを室温まで冷却した。 アルミ管 を引っ張ることで取り除き、 長さ 20 cm、 直径 lmmの孔が 30個あいたプリ フォームを得た。 このプリフォームを、 線引炉を用いて、 240°Cで延伸し、 直 径 500 mのファイバを得た。
得られたファイバの断面図はプリフォームと相似形であった。 このファイバの 伝送損失を測定したところ、 850 nmで 50 dBZkmであり、 20 Omでの 伝送帯域は 10 GH zであった。
(実施例 6)
実施例 5において、 アルミ管の代えて外径 1 mmのガラス管を用いた以外は実 施例 5と同様のプリフォームを作製した。 ガラス管は引き抜くことができなかつ たので、 25%フッ化水素酸中に 40時間浸漬すると、 きれいにガラス管を溶解 することができた。 よく水洗した後、 60°C真空下で 3日間乾燥させた後、 実施 例 1と同様の方法で 250°Cで線引延伸を行い、 250 mのファイバを得た。 このファイバの伝送損失は 850 nmで 45 dB/kmであり、 伝送帯域は 30 Omで 12 GHzであった。
(実施例 7)
実施例 5と同様の装置を用い、 25 O で溶融樹脂を流下させる代わりに、 ぺ ルフルォロ (3—ォキサ一 1, 6—へブタジエン) (BVEモノマー) と重合開 始剤としてジイソプロピルペルォキシジカーボナート (I PP) 、 連鎖移動剤と してメタノールを加え、 50°Cで 24時間、 70°Cで 10時間、 1 10°Cで 10 時間重合を行った。 重合により形成された固体を、 室温まで冷却した後、 20% 塩酸中に 2 時間浸漬することでアルミ管を除去することができた。
内面に多少の凹凸が見られたので、 パーフルォロ溶媒 (商品名 FC—77溶媒 : 3M社製) 中に 5分間浸漬すると、 内面の凹凸がなくなった。 真空乾燥後、 プ リフォームを延伸線引して、 直径 300 mの光ファイバを得た。
このファイバの伝送損失は 850 nmで 45 dB/kmであり、 伝送帯域は 3 00mで 12 GHzであった。
(実施例 8)
PBVE— 4Mの重合体を直径 33mm、 長さ 30じ111の 八チューブに溶 融流下した後、 冷却して、 直径 33mm、 長さ 20 c mの円柱状ロッドを得た。 このロッドに Φ 1mmのロングドリルを用いて、 中心を外して 50個の孔を貫通 させた。 内面はドリルで荒れていたため、 上記パーフルォロ溶媒にロッドを 1分 間浸漬した後引き上げると、 孔の内面は平滑にエッチングされていた。
このプリフォームを真空下 60°Cで 40時間乾燥後、 延伸して、 直径 300 mの光ファイバを得た。
このファイバの伝送損失は 850 nmで 45 dB/kmであり、 伝送帯域は 3 0 0111で1 2 GHzであった。 産業上の利用可能性
本発明は、 多孔質光伝送体を製造する際に、 実質的に C一 H結合を有さない非 晶性含フッ素重合体を基材ポリマーとして使用することにより、 S i o2などの 硬く脆い材質に比べ光ファイバの機械特性および成形性に柔軟性を持たせ、 しか も P MMAなどの炭化水素系樹脂では C一 H結合伸縮振動の倍音吸収のために透 過できない近赤外領域の光伝送を可能にする。 特に含フッ素重合体、 特に環員ェ 一テル結合を含んでいてもよいフッ素置換脂環構造を有する重合体を用いると、 ガラスおよびアクリルよりも材料分散が小さく、 より高帯域のプラスチック光伝 送体を得ることができる。
また上記含フッ素重合体からなる本発明のプラスチック光伝送体は、 折れたり 刺さったりせず、 安全で取扱い容易であるだけでなく、 透明性、 耐熱性、 耐湿性 、 耐候性、 耐薬品性、 不燃性および柔軟性などにも優れ、 耐薬品性の要求される 工場配線、 および下水道内配線などの用途に好適である。

Claims

請求の範囲
I . 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる光伝送体 であって、 少なくとも該光伝送体の軸芯部を包囲構成する中空管状部に、 複数の 空孔を有することを特徴とする多孔質プラスチック光伝送体。
2 . 前記含フッ素重合体が含フッ素環構造を含む請求項 1に記載の多孔質プラス ナツク光 达体。
3 . 前記含フッ素環構造が環員エーテル結合を含んでいてもよい含フッ素脂環構 造である請求項 2に記載の多孔質プラスチック光伝送体。
4. 前記含フッ素重合体が主鎖に前記含フッ素環構造を有する請求項 1〜 3のい ずれかに記載の多孔質プラスチック光伝送体。
5 . 前記複数の空孔が、 前記軸芯部を含む光伝送体全体にランダムに存在する請 求項 1ないし 4のいずれかに記載の多孔質プラスチック光伝送体。
6 . 前記複数の空孔が、 前記含フッ素重合体からなる光伝送体の長軸方向に並列 して延在し、 かつ前記光伝送体の直径断面において、 軸芯部を含み周期的に配列 したフォトニック結晶構造を形成する請求項 1ないし 4のいずれかに記載の多孔 質プラスチック光伝送体。
7 . 前記軸芯部の空孔が存在しない中実構造を有する請求項 5または 6に記載の 多孔質プラスチック光伝送体。
8 . 前記軸芯部が、 前記空孔の配列周期性をやぶる中実構造または中空構造であ つて、 該軸芯部が前記フォ卜ニック結晶構造の欠陥を構成する請求項 6に記載の 多孔質プラスチック光伝送体。
9 . 前記フォトニック結晶構造が、 前記中空または中実の軸芯部を導波する光の 周波数に対してフォ卜ニックバンドギヤップを発現する請求項 8に記載の多孔質 プラスチック光伝送体。
1 0 . 請求項 1ないし 9のいずれかに記載の多孔質プラスチック光伝送体を製造 するためのものであって、 長軸方向に延在した複数の空孔を管肉内に有する多孔 中空管を少なくとも含む、 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重 合体からなるプリフォーム。
I I . 実質的に C—H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体を、 気体との接 触下に押出成形する請求項 1ないし 9のいずれかに記載の多孔質プラスチック光 伝送体またはそのプリフォームの製造方法。
1 2 . 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体と、 他の物質と の共押出成形品から、 他の物質を除去することにより、 長軸方向に延在した複数 の空孔を有する成形体を得る請求項 1ないし 9のいずれかに記載の多孔質プラス チック光伝送体またはそのプリフォームの製造方法。
1 3 . 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体から成形された 中空管に、 気体あるいは揮発性低分子からなる発泡剤を作用させるか、 あるいは 予め該発泡剤を含ませた含フッ素重合体から中空管を発泡成形する、 管肉内に複 数の空孔を有する多孔中空プリフォームを得る請求項 1ないし 9のいずれかに記 載の多孔質プラスチック光伝送体用プリフォームの製造方法。
1 4. 筒状容器の複数本の細長部材が並列記置された内部空間に、 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体を溶融して流入して固化させるか、 あるいは少なくとも該含フッ素重合体を得るためのモノマーを含む液体を流入し て重合固化させ、 得られた筒状ロッドから前記細長部材を除去する請求項 1 0に 記載のプリフォームの製造方法。
1 5 . 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる筒状中 実ロッドに、 機械的に穴を開ける請求項 1 0に記載のプリフォームの製造方法。
1 6 . 実質的に C一 H結合を含まない非結晶性の含フッ素重合体からなる複数本 のキヤピリを束ね、 そのままの形態で融着一体化する請求項 1 0に記載のプリフ オームの製造方法。
1 7 . 請求項 1 0ないし 1 6のいずれかに記載のプリフォームを長軸方向に延伸 する請求項 1ないし 9のいずれかに記載の多孔質プラスチック光伝送体の製造方 法。
1 8 . 請求項 1 0ないし 1 7のいずれかのプリフォームが中空管構造であり、 該 プリフォームの中空部に、 前記含フッ素重合体からなる中実ロッドを嵌入しなが ら、 あるいは前記多孔中空プリフォームに前記中実ロッドを嵌入した後、 長軸方 向に延伸する請求項 1ないし 4および 7ないし 9のいずれかに記載の中実構造の 多孔質プラスチック光伝送体の製造方法。
1 9 . 前記複数の空孔を有する中空管層の外周に、 さらに孔を含まない被覆層を 1または複数層有する請求項 1ないし 9のいずれかに記載の多孔質プラスチック 光 送体。
2 0 . 前記光伝送体が光ファイバである請求項 1ないし 9および 1 9のいずれか に記載の多孔質プラスチック光伝送体。
2 1 . 請求項 2 0に記載の光ファイバを 2本以上束ねたバンドルファイバ。
2 2 . 請求項 2 0または 2 1に記載の光ファイバを 2本以上、 1本のケーブル内 に収容した多芯ケーブル。
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