JPH0488304A - プラスチック光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラスチック光ファイバに係り、更に詳しくは
、光フアイバコード、光フアイバケーブルなどに用いる
ことのできるプラスチック光ファイバに関する。

［従来の技術］ 従来、光ファイバとしては、広い波長領域に亘って優れ
た光伝送性を備えた無機ガラス系光学繊維が知られてい
るが、加工性が悪く、曲げ応力が弱いという難点があり
、より加工性のよい光ファイバを得るため、プラスチッ
クを基材とする光ファイバが開発され、実用化されてい
る。

このプラスチック光ファイバは、屈折率が大きく、かつ
光の透過性が良好なポリメタクリル酸メチル（以下ＰＭ
ＭＡという）、ポリカーボネート（以下ｐｃという）等
の重合体を基材とする芯材層（コア）と、これよりも屈
折率が小さくかつ透明な含フツ素ポリマー等の重合体を
基材とする鞘材層（クラッド）とを基本構成単位として
いる。これらのコア・クラッド型の光ファイバ（光フア
イバ素線）の製品形態としては、この光フアイバ素線や
光フアイバ素線を機能性保護層で被覆した光フアイバ芯
線等のバルクファイバ、光フアイバ素線を被覆材（ジャ
ケット材）で被覆した光フアイバコード、及びバルクフ
ァイバやバルクファイバの集合体である集合ファイバと
テンションメンバー等とを組合せた光フアイバケーブル
などが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、これらのオールプラスチック光ファイバは芯材
を構成する重合体分子内にＣ−Ｈ結合を多数有し、その
Ｃ−Ｈ結合の伸縮、振動による吸収が低波長領域に存在
し、その５〜８倍音が近赤外、可視領域、波長でいえば
４００ｒｖ＋以上で存在し、その波長領域での伝送損失
が大きなものであった。例えばＰＭＭＡを芯材とする光
ファイバにおいてはその吸収による伝送損失は６５０　
ｎｓにおいて約１００　ｄＢ／Ｋｍ、７８０ｎ−におい
て約４００ｄＢ／Ｋｗａとなる。またＰＭＭＡ中のＨ原
子を重水素に置き換えたｄ、　−ＰＭＭＡを芯材とする
光ファイバの光伝送損失は７８０ｒｖにおいて５０ｄＢ
／Ｋｍとされているが、吸水により伝送損失が大きく変
動し、実用に耐えられないものであった。また、近赤外
領域においては高出力、高速のＬＥＤが存在することよ
り近赤外領域の光を効率よく伝送しうる実用的に使用可
能なオールプラスチック光ファイバの開発が大いに望ま
れていた。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等は上記課題を解決するための方法を見
出すべく検討した結果本発明を完成したものであり、そ
の要旨とするところは３ｏ乃至５０重量％のフッ化ビニ
リデンと２５乃至５５重量％のテトラフルオロエチレン
及び１５乃至２５重量％のヘキサフルオロプロピレン、
トリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエ
ーテル、ヘキサフルオロアセトンより選ばれた少なくと
も１種以上の単量体との共重合体を芯とし、パーフルオ
ロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）と少な
くとも１個の他のエチレン系不飽和単量体との共重合体
で芯材形成用重合体の屈折率よりも低い屈折率を有する
重合体を鞘とするオールプラスチック光ファイバにある
。

従来開発されてきたオールプラスチック光ファイバの芯
材を構成する重合体はその分子内に多くのＣ−Ｈ結合を
有するがゆえ、その伝送損失は大きなものとなっている
。これに対し本発明で用いる芯材形成用重合体はフッ化
ビニリデン、テトラフルオロエチレンを必須成分とし、
ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロアセトン、
トリクロロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエー
テルより選ばれた少なくとも１種以上の単量体との共重
合体にて構成され、共重合体中に含まれるＣ−Ｈ結合数
を極力減少させ、その振動、伸縮に基因する光の吸収損
失を大幅に低減し得たものと成し得ている。また該モノ
マー分子中に含まれる弗素含量を多くすることにより、
得られた重合体の吸水率を大幅に低下せしめることがで
きるため該重合体を芯とする光ファイバの吸水による光
吸収をも低減することができた。芯形成用重合体分子中
の弗素含量が多くなるとその重合体の屈折率が小さくな
り、鞘材の選定が困難となるのであるが、本発明者等は
屈折率の低い透明軸材を得るため鋭意検討した結果、パ
ーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール
）と少なくとも１個の他のエチレン系不飽和単量体との
共重合体が高い透明性と上記芯形成用重合体の屈折率に
対し十分低い屈折率を有し、鞘材として十分使用可能な
ことを見出した。

本発明の光ファイバの芯材は弗化ビニリデン（ＶｄＦ）
、テトラフルオルエチレン（ＴＦＥ）及ヒヘキサフルオ
ルブロビレン（ＨＦＰ）　、　　Ｉ−リフルオロエチレ
ン（ＴｒＦＥ）　、パーフルオロアルキルビニルエーテ
ル、ヘキサフルオロアセトンより選ばれた少なくとも１
種以上からなる単位を含有する重合体からなる０重合体
に於けるこれら単位の含有率は、重合体の全量に対し夫
々 ＶｄＦ　３０乃至５０、好ましくは３５乃至４５重量％
、ＴＦＥ　２５乃至５５、好ましくは３５乃至４５重量
％及びトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル、ヘキサフルオロアセトンの少なくとも１
種１５乃至２５、好ましくは１７乃至２２重量％ である。

これら材料は、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの範囲に於い
て殊に透明であることを特徴としている。この観察と一
致してＤＳＣ−法により、ＶｄＦ及びＴＦＥＯ共重合体
が光を著しく散乱させる結果にしばしば導く残留結晶度
を検出することができないが、ＰＶｄＦ−又はＰＴＦＥ
−結晶体の溶融を示す特有な測定シグナルにより認めら
れる。

本発明の光フアイバ鞘材形成用重合体はパーフルオロ（
２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）と少なくと
も１個の他のエチレン系不飽和単量体との共重合体であ
る。

本発明に用いられるパーフルオロ（２，２−ジメチル−
１，３−ジオキソール）は例えば米国特許３８６５８４
５号明細書に記載の方法によって合成することができる
。また、その共重合体は例えば米国特許３９７８０３０
号明細書に記載の方法によって製造することができる。

パーフルオロ（２，２−ジメチルオキソール）と共重合
可能なエチレン系不飽和単量体としては、例えばエチレ
ン、プロピレン、イソブチレン、ブテン−１、メチルビ
ニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニル
エーテル、ブチルビニルエーテル、ＣＨＦ＝ＣＦ２　、
　ＣＨＦ＝ＣＦ２、ＣＨ＊＝Ｃｈ、ＣＨＦ＝ＣＦ２　Ｃ
ＨＦ＝ＣＦ２．　ＣＨＦ＝ＣＦ２、ＣＣｊ、　＝　ｃｐ
、、ＣＣＺＦ＝Ｃ（ＪＦ、　ＣＦＩＦ＝Ｃ（Ｊｚ、ＣＢ
！＝ＣＣＺＦ。

ＣＣＩ、　＝　Ｃ（ＪＦ等、フルオロプロピレン系化合
物例えばＣＦｓＣＦ＝ＣＦｔ、ＣＦＩＣＦ＝ＣＨＦ、さ
らに官能基を有する単量体、例えばパーフルオロ（アル
キルビニルエーテル）、メチル−３−（１−（ジフルオ
ロ〔（トリフルオロエチニル）オキシコメチル）−１，
２，２，２−テトラフルオロエトキシ〕−２，２，３，
３−テトラフルオロプロパノエート、２−（１−（ジフ
ルオロ〔（トリフルオロエチニル）オキシコメチル）−
１，２，２，２−テトラフルオロエトキシ）−１，１，
２，２−テトラフルオロエタンスルホニルフルオライド
等を用いることもできる。

パーフルオロ−（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソ
ール）と前記の単量体との共重合体は、鞘材として必要
な透明性及び１．３５〜１．２９なる極めて低い屈折率
を有する非品性の弗素系重合体であるのでフッ化ビニリ
デン、テトラフルオロエチレンを必須としその上ヘキサ
フルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、パーフル
オロアルキルビニルエーテル、ヘキサフルオロアセトン
より選ばれた少なくとも１種以上からなる重合体を芯と
する光フアイバ用鞘材として十分に用いることができる
のである。

鞘材形成用重合体中のパーフルオロ（２，２−ジメチル
−１，３−ジオキソール）単位の共重合割合は得られる
重合体の屈折率を１．３５〜１．２９なる割合とするた
め、２０モル％以上１００モル％の範囲、好しくは２５
〜９９．７モル％の範囲とするのがよい。

これらの芯材形成用重合体、鞘材形成用重合体の組合せ
により作られたオールプラスチック光ファイバは芯材分
子当りのＣ−Ｈ結合の割合が少なくまた吸水率がＰＭＭ
Ａ系光ファイバの憲へ。以下と非常に少ないため水の吸
収により伝送損失の増大がなく、可視域（４００〜８０
０ｎａ）のみならず近赤外領域（８００〜１３００ｎｓ
＋）での伝送損失が少ないという特異な特性を備えた光
ファイバとなる。

また芯材形成用重合体の屈折率が１．３４〜１．３８程
度に対し鞘材形成用重合体の屈折率は１．２９〜１．３
５と充分低く、大きな開口数を備えたオールプラスチッ
ク光ファイバとすることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）　４０重量％、テトラフル
オロエチレン（ＴＰＢ）　４０重量％、ヘキサフルオロ
プロピレン（ＲＦＰ）　２０重量％の共重合体（屈折率
１，３６６　、重量平均分子量１７７０００）を２１０
°Ｃに設定された紡糸機芯材供給部に供給し、一方、パ
ーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール
）／テトラフルオロエチレン＝５０１５（１ｗｏ１％の
共重合体を溶融押出機により溶融し、上記紡糸器の鞘材
供給部に供給した。

紡糸機内の複合紡糸ノズルにて芯−鞘構造とし、外径１
１φの光ファイバを得た。得られた光ファイバの伝送損
失は６５０ｒｖにて９５ｄＢ／Ｋｍ。

７７０ｎｍにて３７８ｄＢ／　Ｋｍ、　９５０ｎ−にて
８２０ｄＢ／）［ｍと非常に少ないものであった。また
、５０℃９５％ＲＥＩの温熱の条件下で２４時間放置し
た後の光ファイバの伝送損失は？？０ｎｍにおいて３９
６ｄＢ／に−と伝送損失増加の少ないものであった。

実施例２ ＶｄＦ　４５重量％、ＴＦＥ　３５重量％、ＲＦＰ　２
０重量％からなる共重合体を用い実施例１と同様に光フ
ァイバを得た。得られた光ファイバの伝送損失を表−１
に示す。

実施例３ ＶｄＦ　３５重量％、ＴＦＥ　４５重量％、ＨＦＰ　２
０重量％からなる共重合体を用い実施例１と同様に光フ
ァイバを得た。得られた光ファイバの伝送損失を表−１
に示す。

比較例１ 芯形成用重合体としてＰＭＭＡを鞘材形成用重合体とし
てパーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソ
ール）／テトラフルオロエチレン−５０１５０モル％を
用い実施例１と同様にして光ファイバを得たが、該光フ
ァイバの近赤外領域での伝送損失は表−１に示す如く太
き（、かつ温熱雰囲気下に放置するとその伝送損失は大
きく増加するものであった。結果を表−１に示す。

比較例２ 芯材形成用重合体として重水素化ＰＭＭＡ　（ｄａ−Ｐ
ＨＭＡを使用）を鞘材形成用重合体としてパーフルオロ
（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）／テトラ
フルオロエチレン−５０１５０モル％を用いて紡糸し光
ファイバを得たが、初期伝送損失は表−１に示す如く少
ないものの温熱処理による伝送損失の増加が大きなもの
であった。結果を表−１に示す。

実施例４ ＶｄＦ　４０重量％、ＴＦＥ　４０重量％、ＴｒＦＥ２
０重量％からなる重合体を用い実施例１と同様に光ファ
イバを得た。得られた光ファイバの伝送損失を表−１に
示す。

実施例５ ＶｄＦ　４０重量％、ＴＦＥ　４０重量％、パーフルオ
ロエチルビニルエーテル２０重量％からなる重合体を用
い実施例１と同様に光ファイバを得た。得られた光ファ
イバの伝送損失を表−１に示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３０〜５０重量％のフッ化ビニリデンと２５〜５５重量
   ％のテトラフルオロエチレン及び１５〜２５重量％のヘ
   キサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、パー
   フルオロアルキルビニルエーテル、ヘキサフルオロアセ
   トンより選ばれた少なくとも１種以上の単量体との重合
   体を芯とし、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３
   −ジオキソール）と少なくとも１個の他のエチレン系不
   飽和単量体との共重合体で芯材形成用重合体の屈折率よ
   りも低い屈折率を有する重合体を鞘とするオールプラス
   チック光ファイバ。