JPH0568682B2 - - Google Patents

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JPH0568682B2
JPH0568682B2 JP58141456A JP14145683A JPH0568682B2 JP H0568682 B2 JPH0568682 B2 JP H0568682B2 JP 58141456 A JP58141456 A JP 58141456A JP 14145683 A JP14145683 A JP 14145683A JP H0568682 B2 JPH0568682 B2 JP H0568682B2
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JP
Japan
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core
sheath
present
polymer
protective layer
Prior art date
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JP58141456A
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JPS6032004A (ja
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Takashi Yamamoto
Ryuji Murata
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP58141456A priority Critical patent/JPS6032004A/ja
Publication of JPS6032004A publication Critical patent/JPS6032004A/ja
Publication of JPH0568682B2 publication Critical patent/JPH0568682B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱性に優れたプラスチツク光伝送性
繊維に関する。 従来、光伝送性繊維としては、広い波長にわた
つてすぐれた光伝送性を有する無機ガラス系光学
繊維が知られているが、加工性が悪く、曲げ応力
に弱いばかりでなく高価であることから合成樹脂
を其体とする光伝送性繊維が開発されている。合
成樹脂製の光伝送製繊維は屈折率が大きく、かつ
光の透過性が良好な重合体を芯とし、これよりも
屈折率が小さくかつ透明な重合体を鞘として芯−
鞘構造を有する繊維を製造することによつて得ら
れる。光透過性の高い芯成分として有用な重合体
としては無定形の材料が好ましく、ポリメタクリ
ル酸メチル、あるいはポリスチレンが一般に使用
されている。 このうちポリメタクリル酸メチルは透明性をは
じめとして力学的性質、耐候性等に優れ、高性能
プラスチツク光学繊維の芯材として工業的に用い
られている。 しかし、ポリメタクリル酸メチルを芯としたプ
ラスチツク光伝送性繊維はポリメタクリル酸メチ
ルのガラス転移温度(Tg)が100℃であり、使用
環境条件が100℃以上になると全く使用できない
ものであり、この耐熱性の制限がプラスチツク光
伝送性繊維の用途を限られたものにしている。 さらに、ポリカーボネートを芯とした光伝送性
繊維も種々提案されているが、ポリカーボネート
の光伝送損失が大きいこと、また耐熱性にすぐれ
た鞘材が開発されていないため実用化には至つて
いない。 本発明者らはかかる従来のプラスチツク光伝送
性繊維の弱点を克服した耐熱耐久性に優れたプラ
スチツク光伝送性繊維の開発を目的として鋭意検
討の結果、本発明に到達した。 すなわち、本発明はポリカーボネートで形成さ
れた芯1、芯の屈折率より0.01以上小さい屈折率
を有する実質的に透明なポリマーから形成された
鞘2および熱変形温度が110℃以上のポリカーボ
ネートで形成された保護層3にて構成する光伝送
性繊維を芯の紡糸ドラフト1.1〜100なる範囲にて
複合紡糸法にて製造することを特徴とするプラス
チツク光伝送性繊維である。 本発明の光伝送性繊維は第1図および第2図に
示すような構造をとつており、入射角θ3で入射し
た光4は芯1と鞘2との界面で全反射しながら伝
送され、また入射角θ4で入射した光5も芯1と鞘
2との界面で全反射しながら伝送されるためノイ
ズの発生のない光伝送性繊維となる。 さらに保護層3が透明なポリマーである場合に
は保護層3の屈折率は鞘2の屈折率より大きいの
が好ましい。これは保護層3の外側から入射した
光6は保護層3の屈折率が鞘2の屈折率より大き
いため、保護層3と鞘2の界面で全反射され、繊
維の芯に入ることなくノイズとして検出されるこ
とはない。それ故、光伝送性に優れたプラスチツ
ク光伝送繊維とからなるである。 本発明の光伝送性繊維の芯1および保護層3を
形成するポリマーとしては、透明性に優れ、かつ
耐熱性にも優れたポリカーボネートが用いられ
る。芯として用いられる好適なポリカーボネート
としては一般式
【式】で表わされる もの、ここでRが
【式】
【式】 で表される脂肪族ポリカーボネート、
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】 で表わされる芳香族ポリカーボネート等が挙げら
れる。 また、これらと4,4′−ジオキシジフエニルエ
ーテル、エチレングリコール、p−キシリレング
リコール、1,6−ヘキサンジオール等のジオキ
シ化合物との共重合体も使用することができる
が、耐熱性の観点から熱変形温度が120℃以上の
ものが好ましい。 ここで熱変形温度とはASTMD−648、荷重4.6
Kg/cm2における測定値をいう。 本発明の光伝送性繊維の鞘2としては、芯の屈
折率より0.01以上小さい屈折率を有する実質的に
透明なポリマーが用いられる。 芯1の屈折率をn1、鞘2の屈折率をn2とする
と、n1−n2が0.01未満となるポリマーの組合せで
芯鞘構造の光伝送性繊維を製造すると、芯に入射
せしめた光の芯−鞘界面での光の全反射率が低下
し、光伝送損失の小さい光伝送性繊維とすること
ができない。n1−n2の値は大きいほど好ましい
が、通常0.01〜0.15の範囲がよい。 本発明の鞘層の厚さは特に限定されないが、従
来の光伝送性繊維では取扱い性、耐久性の観点か
ら余り薄くすることはできなかつたが、本発明で
は1〜30μm、さらには1〜10μmと薄くしても
光伝送性、耐久性、取扱い性等において何ら不都
合にはならない。 さらに、熱変形温度が110℃以上の保護層3で
被覆することにより鞘ポリマーの適用範囲は非常
に広くなる。 すなわち、鞘ポリマーの耐熱性は芯1あるいは
保護層3ほど高いものを使用する必要はなく、熱
変形温度が110℃以下でも、100℃以下でも、さら
には50℃以下であつても、本発明の構成に従えば
充分な耐熱耐久性を確保することが可能である。 鞘として使用されるポリマーの具体例としては
次の如きものが挙げられる。 ポリメタルメタクリレート(n=1.49)、スチ
レン/メチルメタクリレートコポリマー(n=
1.50〜1.58)、4−メチルペンテン1(n=1.46)、
エチレン−酢ビコポリマー(n=1.46〜1.50)、
ポリカーボネート(n=1.50〜1.57)、含弗素ポ
リメチルメタクリレート(n=1.38〜1.45)、弗
化ビニリデン系ポリマー(n=1.38〜1.42)、弗
化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレンコポリ
マー(n=1.38〜1.42)、メチルメタクリレー
ト/スチレン、ビニルトルエン又はα−メチルス
チレン/無水マレイン酸三元コポリマー又は四元
コポリマー(n=1.50〜1.58)など。これらポリ
マーは芯−鞘−保護層間の層間剥離強度を向上さ
せるため、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸などの不飽和カルボン酸類、グリシジルアクリ
レートorメタクリレート、β−メチルグリシジル
アクリレート又はメタクリレートなどの不飽和グ
リシジルモノマー、アクリルアミド、メタクリル
アミド及びその誘導体、ヒドロキシアルキルアク
リレート又はメタクリレートなどの親水性モノマ
ーを共重合してもよい。 本発明の光伝送性繊維の保護層3は熱変形温度
が110℃以上のポリマーであることが必要である。
熱変形温度が110℃未満では本発明の目的とする
耐熱耐久性の向上効果が少ないものとなる。すな
わち、自動車のエンジンルーム等の厳しい条件下
では光伝送性繊維の表面融着、あるいは芯鞘界面
の乱れが発生し、光伝送損失の増加が著しいもの
となる。 本発明の光伝動性繊維の保護層3用ポリマーと
しては、芯1形成用ポリカーボネートを用い、第
4図に示したような紡糸ノズルを用いれば、芯と
同一の組成のポリカーボネートも保護層として容
易に使用することができる。 本発明の光伝送性繊維の保護層の厚さは、1〜
30μmの非常に薄い保護層であつても本発明の目
的とする耐熱性の向上効果は充分に発揮されるも
のであるが、目的によつては30μmを越え厚く被
覆してもよい。 本発明の光伝送性繊維を製造するには溶融紡糸
にて賦形するのが好適であるが、ポリカーボネー
トを芯とした場合には実用可能なレベルまで伝送
損失を低下させるため、および高温での耐熱耐久
性を維持させるために、芯のポリカーボネートの
分子配向をできるだけ小さくなる様に賦形するこ
とが必要であり、芯成分ポリマーの紡糸ドラフト
は1.1〜100の範囲でなければならない。紡糸ドラ
フトが100を越えると分子配向が極めて大きくな
り、伝送損失が低下するばかりでなく、高温で耐
久テストを行なうと分子配向の緩和により伝送損
失の変化が起りやすくなる。また、紡糸ドラフト
が1.1未満では芯鞘界面の乱れが発生し伝送損失
が極めて不良となる。 この様な理由から通常プラスチツク光伝送繊維
の製造において行なわれている延伸処理も本発明
では行なわない方が好ましく、逆に芯ポリマーの
ガラス転移点以上の温度でアニール処理を行なう
のが好ましい。また、本発明の光伝送性繊維を製
造するにあたり、第3図、第4図に示された如く
のノズルを用いて複合紡糸にて行なうと芯/鞘/
保持層の同時賦形が可能となり工業的に非常に有
利となる。 第3図はそれぞれ異なる組成からなる本発明の
光伝送性繊維製造用の複合紡糸ノズルの一例の断
面図であり、鞘材供給口A、芯材供給口B、保護
層ポリマー供給口Cよりそれぞれのポリマーが供
給され、吐出口Dより取出される。 第4図は複合紡糸ノズルの他の例の断面図で、
鞘材供給口A、芯材供給口Bよりポリマーが供給
され、芯材用ポリマーは芯材用と保護層用に分配
されて複合紡糸され、吐出口Dより取出される。 本発明の光伝送性繊維は耐熱耐久性が向上して
いるため光フアイバーケーブル加工工程におい
て、従来の光伝送性繊維では鞘材が溶融して芯鞘
界面が乱れてしまつた高い成型温度が必要とした
耐熱ジヤケツトポリマーでも容易に何ら光伝送性
繊維に損傷を与えることなく、ケーブル加工に使
用できる等の耐熱性向上のメリツトは大きく、本
発明の意義は極めて大きい。 本発明の光伝送性繊維は自動車等の移動体内の
特にエンジンルーム等の環境条件の厳しい部体内
の光コントロールに非常に適している。 以下、実施例により本発明を詳細に説明する。 実施例 1 ビスフエノールAにホスゲンを反応させて屈折
率(nD)が1.58、熱変形温度133℃のポリカーボ
ネートを得て、これを芯材用ポリマーとした。 一方、メタクリル酸クロライドと2,2,2−
トリフルオロエタノールとから製造したメタクリ
ル酸2,2,2−トリフルオロエチルをアゾビス
イソブチロニトリルを触媒として少量のn−オク
チルメルカプタンの存在下で重合し、屈折率
1.413の重合体を得て、鞘材用ポリマーとして230
℃に設定されたスクリユー溶融押出機でギヤポン
プを経て230℃の芯鞘複合紡糸頭に供給した。 同時に供給された芯と鞘および保護層形成用の
溶融ポリマーは第4に示した紡糸口金(ノズル口
径1.5mmφ)を用い、230℃で吐出され、冷却固化
の後、3m/分の速度で引き取つた。 この時、紡糸ドラフトは2.25で、得られた光伝
送性繊維の芯径は970μm、鞘層厚さは5μm、保
護層厚さは10μmで外径が1000μmの同心円状の
光伝送性繊維であつた。 この光伝送繊維の伝送損失は690mmの波長の長
さの光で1500dB/Kmであり、10mの長さで充分
に伝送される光が検知できるものであつた。 比較例 1 実施例1においてノズル口金を通常の芯鞘二層
型の口金を使用する以外は実施例1と全く同様に
して芯−鞘二層型光伝送性繊維を得た。芯材部径
986μm、鞘材厚さ7μmであり、光伝送損失は
1750dB/Kmであつた。 実施例 2 実施例1および比較例1で得られた2種の光伝
送繊維を第1表に示す様な様々な条件による耐熱
耐久性評価を行なつた。 伝送損失は690nmの波長の光で測定した。
【表】 第1表に示した如く本発明の光伝送性繊維は、
140℃まで加熱しても、また130℃で100時間加熱
しても伝送損失の増加は全く認められなかつたの
に対し、比較例1の光伝送性繊維は同じ芯材であ
るにもかかわらず110℃を越えると急激に伝送損
失が増加した。 実施例2〜6、比較例2〜3 実施例1において、紡糸ノズル孔径、あるいは
紡糸速度を種々変える以外は実施例1と全く同様
にして光伝送性繊維を得た。 得られた光伝送性繊維の性能及び耐熱耐久性の
テスト結果を合せて第3表に示す。
【表】 本発明の範囲内の紡糸ドラフトで紡糸された実
施例2〜6は熱処理後も大きな伝送損失の増加は
認められないが、紡糸ドラフトが100を越えてい
る比較例2は熱処理前も損失が若干大きいが、熱
処理するとさらに伝送損失の劣化が進んでいる。 比較例3は紡糸ドラフトが小さすぎる例で芯鞘
界面の平滑賦形がなされていない。 実施例 7 実施例1および比較例1で得られた光伝送性繊
維を用いてカーボンブラツク入りのポリエステル
エラストマーをダイ温度190℃、引取速度40m/
minでケーブル被覆加工を実施した。 得られた光ケーブルの伝送損失は実施例1の光
伝送性繊維を用いたものは全く変化しなかつたの
に比べて比較例1の光伝送性繊維は1750dB/Km
から、ケーブル加工後は7900dB/Kmと大幅に伝
送損失が増大していた。断面を顕微鏡で観察する
と芯鞘界面に凹凸が認められた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光伝送性繊維の断面図であ
り、第2図は本発明の光伝送性繊維の光伝送性を
示す模式図であり、第3図及び第4図は本発明の
光伝送性繊維を製造するに際して用いる紡糸ノズ
ルの一例の断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ポリカーボネートで形成された芯1、芯の屈
    折率より0.01以上小さい屈折率を有する実質的に
    透明なポリマーから形成された鞘2およびポリカ
    ーボネートから形成された保護層3にて構成され
    る光伝送性繊維を、芯成分の紡糸ドラフトを1.1
    〜100の範囲とし、複合紡糸法にて製造すること
    を特徴とするプラスチツク光伝送性繊維の製造
    法。
JP58141456A 1983-08-02 1983-08-02 プラスチック光伝送性繊維の製造法 Granted JPS6032004A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58141456A JPS6032004A (ja) 1983-08-02 1983-08-02 プラスチック光伝送性繊維の製造法

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JPS6032004A JPS6032004A (ja) 1985-02-19
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