JPH1010340A - プラスチッククラッド光ファイバ - Google Patents

プラスチッククラッド光ファイバ

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JPH1010340A
JPH1010340A JP8164240A JP16424096A JPH1010340A JP H1010340 A JPH1010340 A JP H1010340A JP 8164240 A JP8164240 A JP 8164240A JP 16424096 A JP16424096 A JP 16424096A JP H1010340 A JPH1010340 A JP H1010340A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
clad
plastic
numerical aperture
fluorine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8164240A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nonaka
毅 野中
Chikasuke Okumi
慎祐 奥見
Takayuki Mishima
隆之 三島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication of JPH1010340A publication Critical patent/JPH1010340A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 開口数の大きい光ファイバは、光ファイバの
伝送容量の向上の要求に対してはある程度その要求を満
たし得るが、逆に高次のクラッドモードが伝搬してしま
うために伝送後に帯域が低下するという問題があった。
一方、開口数を小さくすると、帯域は向上するものの伝
送損失が大きくなるため、開口数を小さくするにも限界
があった。 【解決手段】 クラッドに用いる樹脂はヤング率が10
Kg/mm2以上のフッ素含有紫外線硬化性組成物の硬
化物であって、かつ光ファイバの開口数が0.2〜0.
3であるプラスチッククラッドクラッド光ファイバであ
り、フッ素含有紫外線硬化性組成物はフッ素原子を含む
ウレタンジ(メタ)アクリレートまたはフルオロ(メ
タ)アクリレートプレポリマー、反応性希釈剤および光
重合開始剤を含む組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コネクタへの取付
けにおいて機械的強度に優れた硬化物をクラッドとし、
伝送後の帯域の低下が少なく、同時に伝送損失も小さい
プラスチッククラッド光ファイバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のプラスチッククラッド光ファイバ
は、コアが石英、シリカまたはガラス等からなり、クラ
ッド材としてシリコーン樹脂からなるもので、中距離伝
送用光ファイバやライトガイドとして使用されている。
これは、価格が比較的安定で、透光性に優れており、さ
らに開口数の制御が簡単なことに基づくものである。し
かし、シリコーン樹脂を用いたクラッド材では、柔軟で
あり硬さ等の機械的強度が不足しているため、近年要求
される圧着式コネクタ付けによる端末処理における取扱
い作業性や高温高湿に対する耐環境性に対応することが
できない。
【0003】このような要求に応えるために、最近、硬
度が高くまた耐環境性に優れているいフッ素系樹脂を用
いたクラッド材が提唱されている。このようなクラッド
を備えたプラスチッククラッド光ファイバとして、例え
ば、紫外線硬化型樹脂組成物を用いたものがある(例え
ば、特開昭62−250047号公報、特開平3−16
6206号公報、米国特許第4,707,076号)。
これらの樹脂組成物は紫外線硬化による架橋構造をとる
ため機械的強度に優れており、これらをクラッド材とし
て用いた光ファイバは圧着式コネクタを適用することが
できる。また、これらクラッド材を用いた光ファイバは
生産性が高いという長所を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
フッ素化アクリレートを活性エネルギー線硬化したクラ
ッドを用いた光ファイバは開口数が大きいので、最近の
光ファイバの伝送容量の向上の要求に対してはある程度
その要求を満たすが、逆に高次のクラッドモードが伝搬
してしまうために伝送後に帯域が低下するという問題が
あった。一方、開口数を小さくすると、帯域は向上する
ものの伝送損失が大きくなるため、開口数を小さくする
にも限界があった。また、同時に、ファイバにコネクタ
ーを取付ける際に締め付けても一定の接続強度を維持す
るために高いヤング率のクラッドでなければならない。
従来において、伝送容量と帯域の低下がなく、しかもヤ
ング率の高いクラッドを備えた光ファイバは存在してい
なかった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の要求を
全て同時に満たすものであって、クラッドに用いる樹脂
は、ヤング率が10Kg/mm2以上のフッ素含有紫外
線硬化性組成物の硬化物であって、かつ光ファイバの開
口数が0.2〜0.3であるプラスチッククラッドクラ
ッド光ファイバを提供することにある。
【0006】本発明のプラスチッククラッド光ファイバ
は、クラッドのヤング率が10kg/mm2以上である
ので、コネクターの取付けの際にかしめても問題がな
い。すなわち、光ファイバの先端部分をコネクタに挿入
して、通常の条件でコネクタをかにめた場合に、かしめ
によりクラッド層が大きく変形することがなく、それ
故、光ファイバがコネクタから容易にはずれるというこ
とが起こらない。
【0007】また、開口数が0.2〜0.3の範囲にあ
るから、従来のフッ素化アクリレートを用いた硬化物を
クラッドとする光ファイバよりも開口数が小さいのでコ
ア中を伝搬する高次のモードはクラッド中に散逸するこ
ととなり、その結果、伝送帯域を向上させることができ
る。開口数が0.2以上であるから、高次モードがクラ
ッド中に散逸し過ぎることはなく、従って伝送損失が大
きくなることはない。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチック光ファイバ
において、0.2〜0.3の範囲の開口数を実現する一
つの手段として、クラッドの波長589mmにおける屈
折率が1.427以上1.445以下としてもよい。開
口数はクラッドの屈折率によって一義的に決定されるも
のではないが、屈折率が上記の範囲にある場合は、開口
数を容易に制御することができので、本発明における開
口数の範囲を実現することができる。
【0009】本発明において、さらに、クラッドに含ま
れるフッ素含有率が30重量%以上40重量%以下のと
き、上記屈折率を実現することができるので好ましい。
本発明におけるクラッドは、さらに硬化性オリゴマー、
反応性希釈剤、重合開始剤からなる上記紫外線硬化組成
物が紫外線照射によって硬化された硬化物からなる。
【0010】本発明におけるクラッド用の紫外線硬化組
成物に含まれるオリゴマーとして、下記のフッ素原子を
含むウレタンジ(メタ)アクリレートまたはフルオロ
(メタ)アクリレートプレポリマーを使用することがで
きる。
【0011】
【化1】 [式中、Xは水素またはメチル基、Rは−(CH2
4−、−(CH24−、
【0012】
【化2】 等で表されるアルキル基、アリール基または環状アルキ
ル基、lは0または1、mは1または2、nは6〜12
の整数]或は、
【0013】
【化3】 [式中、Xは水素またはメチル基、Rはアルキル基、ア
リール基または環状アルキル基、jは0または1、kは
0または10の整数、lは2〜10の整数、mは1また
は2、nは6〜12の整数]
【0014】で表されるウレタンジ(メタ)アクリレー
トまたはフルオロ(メタ)アクリレートプレポリマーで
ある。具体的には、
【0015】
【化4】
【0016】
【化5】
【0017】オリゴマーの量は、紫外線硬化性組成物1
00重量部に対して通常5〜99.99重量部である
が、コーティング時の粘度調整の点で好ましくは10〜
90重量部、より好ましくは15〜80重量部の範囲で
適宜決めることができる。
【0018】反応性希釈剤として以下の化合物を挙げる
ことができる。 CH2=CXCOO(CH2O)l(CH2)mCnF2n+1 (5) [式中、Xは水素またはメチル基、lは0または1、m
は1または2、nは6〜12の整数]または CH2=CXCOO(CH2O)k(CH2)lCmHnF2n+1 (6) [式中、Xは水素またはメチル基、kは0または1、l
は0または2、mは6〜12の整数、nは1〜12の整
数]
【0019】 CH2=CHCOOCH2(CF25CF3 (7) CH2=C(CH3)COOCH2(CF25CF3 (8) CH2=CHCOO(CH22(CF25CF3 (9) CH2=C(CH3)COOCH2(CH22(CF25CF3 (10) CH2=CHCOO(CH22(CF26CF3 (11) CH2=C(CH3)COOCH2(CH22(CF26CF3 (12) CH2=CHCOO(CH22(CF27CF3 (13) CH2=C(CH3)COOCH2(CH22(CF27CF3 (14) CH2=CHCOOCH2−O−CH2(CF25CF3 (15) CH2=C(CH3)COOCH2−O−CH2(CF25CF3 (16) CH2=CHCOOCH2(CF25CF2H (17) CH2=C(CH3)COOCH2CH2(CF25CF2H (18) CH2=CHCOOCH2−O−CH2(CF25CF2H (19) CH2=C(CH3)COOCH2−O−CH2(CF25CF2H (20) が挙げられる。
【0020】反応性希釈剤は、また、高温でのヤング率
の低下を防止するために、架橋剤として働く、フッ素原
子を含むジ(メタ)アクリレートを含んでもよい。この
ようなジアクリレートとして、例えば、下記の一般式
(21)で表される化合物がある。 CH2=CXCOOROCOCX=CH2 (21) [式中、Xは水素またはメチル基、Rは-(CH2)m-
(CF2)n-(CH2)m-、ここでmは1または2、nは
6〜12の整数、または
【0021】
【化6】 ここでmは1または2、nは6〜10の整数]
【0022】具体的に例えば、下記の化合物を用いるこ
とができる。 CH2=CHCOOCH2(CF24CH2OCOCH=CH2 (22) CH2=C(CH3)COOCH2(CF24CH2OCO(CH3)C=CH2 (23) CH2=C(CH3)COOCH2(CF25CH2OCO(CH3)C=CH2 (24) CH2=C(CH3)COOCH2(CF26CH2OCO(CH3)C=CH2 (25) CH2=C(CH3)COOCH2(CF27CH2OCO(CH3)C=CH2 (26) CH2=C(CH3)COOCH2(CF28CH2OCO(CH3)C=CH2 (27)
【0023】
【化7】
【0024】
【化8】 が挙げられる。
【0025】反応性希釈剤の量は、紫外線硬化性組成物
100重量部に対して通常0.1〜90重量部である
が、コーティング時の粘度調整の点で好ましくは0.1
〜60重量部、より好ましくは1〜40重量部の範囲で
適宜決定される。
【0026】本発明に係る紫外線硬化性組成物の硬化方
法は、光ファイバの生産性の点から紫外線により硬化す
るもので、当該組成物には光重合開始剤を含む。光重合
開始剤として、例えば、ベンジルジメチルケタール、1
−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,4,
6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキ
サイド、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテルな
どを挙げることができる。光重合開始剤の量はその種類
に応じ適宜決定されるが、通常は樹脂組成物100重量
部に対して0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜
5重量部、より好ましくは0.1〜3重量部である。
【0027】本願発明において用いられる紫外線硬化性
組成物には、コアガラスとの密着性向上のためにカップ
リング剤を含有してもよい。カップリング剤の例とし
て、ジメチルエトキシビニルシラン、トリエトシビニル
シラン、ジメチルメトキシビニルシラン、トリメトキシ
ビニルシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン、3−(N−アリル−N−メタクロイル)アミ
ノプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができ
る。カップリング剤の量は、カップリング剤の種類、電
離放射線の種類、求められる密着性の程度等によって適
宜決定されるが、樹脂組成物100重量部に対して、通
常0.01〜10重量部である。である。
【0028】
【実施例】下記実施例および比較例におけるプラスチッ
ククラッド光ファイバについて、クラッド層のヤング率
および開口数は以下の方法で測定した。クラッド層のヤ
ング率は、クラッド層を石英ファイバコアから剥離し、
この25μm厚のシート(幅623μm)を引張法でヤ
ング率を測定した。開口数は、FFP法(ファーフィー
ルド・パターン法:ファイバからの出射光の角度依存性
を調べて、開口数を求める)によって測定した。
【0029】実施例1 オリゴマーとして式(3)の化合物を、反応性希釈剤と
して式(22)の化合物を、重合開始剤として1−ヒド
ロキシクロヘキシルフェニルケトンをそれぞれ使用して
なる表1に示す組成物Aを外径200μmのガラスファ
イバコア上に塗布し、紫外線硬化させて、外径250μ
mのプラスチッククラッド光ファイバを得た。光ファイ
バの特性は表1に示す通りであった。得られた光ファイ
バの伝送損失および帯域の波長810nmにおける値も
表1に併記した。また、この光ファイバをコネクタ(型
式:F05)に挿入し通常の条件でかしめて取付けた
が、シリコーン樹脂クラッド光ファイバにおいて見られ
たようにクラッド層が大きく変形することがなく、手で
は容易にはずれることがないことから、十分に実用に供
しえるものであった。
【0030】実施例2 オリゴマーとして式(3)の化合物を、反応性希釈剤と
して式(23)の化合物を、重合開始剤として1−ヒド
ロキシクロヘキシルフェニルケトンをそれぞれ使用して
なる表1に示す組成物Bを、実施例1と同様のガラスフ
ァイバコア上に塗布し、紫外線硬化させて、外径250
μmのプラスチッククラッド光ファイバを得た。光ファ
イバの特性は表1に示す通りであった。また、この光フ
ァイバのコネクタ取付けの際のかしめに対しても、実施
例1と同様に十分に実用に供しえるものであった。
【0031】実施例3 オリゴマーとして式(4)の化合物を、反応性希釈剤と
して式(24)の化合物を、重合開始剤として1−ヒド
ロキシクロヘキシルフェニルケトンをそれぞれ使用して
なる表1に示す組成物Cを、実施例1と同様のガラスフ
ァイバコア上に塗布し、紫外線硬化させて、外径250
μmのプラスチッククラッド光ファイバを得た。光ファ
イバの特性は表2に示す通りであった。また、この光フ
ァイバのコネクタ取付けの際のかしめに対しても、実施
例1と同様に十分に実用に供しえるものであった。
【0032】比較例1 オリゴマーとして式(3)の化合物を、反応性希釈剤と
して式(7)の化合物を、重合開始剤としてベンジルメ
チルケタールをそれぞれ使用してなる表1に示す組成物
Dを、実施例1と同様のガラスファイバコア上に塗布
し、紫外線硬化させて、外径250μmのプラスチック
クラッド光ファイバを得た。光ファイバの特性は表1に
示す通りであった。また、この光ファイバのコネクタ取
付けの際、実施例と同様の条件でかしめたが、クラッド
層がしつめ圧縮により大きく変形し、光ファイバはコネ
クタから容易にはずれた。
【0033】比較例2 表1に示す組成物Eを用いた以外は、実施例1と同様の
プラスチッククラッド光ファイバを得た。そのファイバ
特性は表2に示す。この光ファイバのコネクタ取付け
は、比較例1に比べて、しつめ圧縮によるクラッド層の
変形は少なかったが、実施例2に比べて大きく、光ファ
イバはコネクタから容易にはずれた。
【0034】比較例3 表1に示す組成物Fを用いた以外は、実施例1と同様の
プラスチッククラッド光ファイバを得た。そのファイバ
特性は表1に示す。この光ファイバのコネクタ取付け
は、比較例1に比べて、しつめ圧縮によるクラッド層の
変形は比較例1と同様大きく、光ファイバはコネクタか
ら容易にはずれた。
【0035】
【表1】
【0036】
【発明の効果】本発明のプラスチック光ファイバは、ク
ラッド層としてフッ素含有紫外線硬化性組成物の硬化物
を用いたものであり、しかも特定のヤング率を備えたも
のであって、特定範囲の開口数(NA)を有するもので
あるから、伝送後の帯域の低下が少なく、同時に伝送損
失も小さく、かつコネクタへの取付けにおいてかしめに
よるクラッド層の変形が小さく、取付け強度は十分大き
いものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石英または光学ガラスをコアとし、フッ
    素を含有する紫外線硬化性組成物の硬化物をクラッドと
    するプラスチッククラッド光ファイバにおいて、前記硬
    化物のヤング率が10kg/mm2以上であり、かつ開
    口数が0.2〜0.3であることを特徴とするプラスチ
    ッククラッドプラスチック光ファイバ。
  2. 【請求項2】 クラッドの屈折率が、波長589nmに
    おける屈折率が1.427以上1.445以下であるこ
    とを特徴とするプラスチッククラッドプラスチック光フ
    ァイバ。
  3. 【請求項3】 クラッドのフッ素含有率が30重量%以
    上40重量%以下であることを特徴とするプラスチック
    クラッドプラスチック光ファイバ。
  4. 【請求項4】 クラッドがフッ素原子を含有するウレタ
    ンジ(メタ)アクリレートまたはフルオロ(メタ)アク
    リレートオリゴマー、反応性希釈剤、カップリング剤お
    よび光重合開始剤を含有する紫外線硬化性組成物の硬化
    物であることを特徴とするプラスチッククラッドプラス
    チック光ファイバ。
JP8164240A 1996-06-25 1996-06-25 プラスチッククラッド光ファイバ Pending JPH1010340A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004104058A1 (ja) * 2003-05-23 2004-12-02 Daikin Industries, Ltd. 耐熱性含フッ素光学材料およびそれを用いた光伝送用媒体
WO2009084373A1 (ja) * 2007-12-28 2009-07-09 Sumitomo Chemical Company, Limited 含フッ素化合物、含フッ素重合体、並びに該重合体を含む組成物および膜
CN106443871A (zh) * 2016-09-27 2017-02-22 南京鸿照科技有限公司 改变塑料光纤数值孔径的方法

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