JPH0518401B2 - - Google Patents
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- JPH0518401B2 JPH0518401B2 JP60050390A JP5039085A JPH0518401B2 JP H0518401 B2 JPH0518401 B2 JP H0518401B2 JP 60050390 A JP60050390 A JP 60050390A JP 5039085 A JP5039085 A JP 5039085A JP H0518401 B2 JPH0518401 B2 JP H0518401B2
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- core
- polycarbonate
- plastic optical
- material layer
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光フアイバ素線、光フアイバ心線、
光フアイバコード、あるいは光フアイバケーブル
などとして利用することのできるプラスチツク光
フアイバに関する。
〔従来の技術〕
従来、光伝送用光フアイバとしては、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
成樹脂を基体とするプラスチツク光フアイバが開
発されている。合成樹脂製の光フアイバは屈折率
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
プラスチツク光フアイバ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℃以上になると急激に光伝送性が
低下し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フアイバの用途を限られ
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、光伝送特性が悪
く、耐熱性の点で十分満足のゆく特性が得られて
おらず、また、高温における光伝送損失も著しく
劣つたものであつた。
このため、例えば特開昭58−18608号等におい
ては、鞘材の周囲に更に保護層を設けた3層以上
の構造として機械的性質や耐熱性を改良すること
が提案されたが、この様な構造にしても、フアイ
バ製造時の成形歪や熱収縮による歪がもとで、高
温時の光伝送損失の劣化が起り、自動車や船舶の
エンジンルーム内といつた高温部所に設置する光
通信手段や光センサー手段としての利用が極めて
難しいものであつた。
〔発明の解決すべき問題点〕
本発明の目的は、従来のプラスチツク光フアイ
バに付随する問題点を解決し、耐熱性に優れ、光
伝送特性に優れており、高温条件下の使用におい
ても良好な光伝送特性を発揮することのできるプ
ラスチツク光フアイバ及びその製造法を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するものとして見出された本発
明のプラスチツク光フアイバは、芯材層及び鞘材
層を基本構成単位とするプラスチツク光フアイバ
であつて、前記芯材層が極限粘度(塩化メチレン
中、20℃)が0.25dl/g以上で且つ0.40dl/g未
満、ガラス転移温度が140〜150℃の透明なポリカ
ーボネートから成ることを特徴とするものであ
る。
〔実施例〕
第1図乃至第4図は、本発明のプラスチツク光
フアイバの構成例を説明するための横断面図であ
る。
第1図の例は、本発明で使用する芯材層(コ
ア)1及び鞘材層(クラツド)2の基本構成単位
のみにより構成される光フアイバ素線である。
以下、第1図と同一の要素を同一の符号で表わ
すと、第2図の例は、コア1、クラツド2及び有
機重合体で構成される保護層3の3層構造を有す
る光フアイバ心線である。
第3図の例は、コア1、クラツド2、有機重合
体で構成される保護層3、並びに有機重合体のジ
ヤケツト材で構成される被覆層4の4層構造を有
する光フアイバケーブルである。
第4図の例は、コア1、クラツド2及び有機重
合体で構成される保護層3の3層構造の光フアイ
バ心線5の複数本を、有機重合体のジヤケツト材
の被覆層4で被覆した多心光フアイバコードであ
る。
本発明のプラスチツク光フアイバの構成は、第
1図乃至第4図の例に限定されず、少なくとも基
本構成単位が、本発明で使用するコア及びクラツ
ドで構成されていればよい。また、例えば光フア
イバ中に、鋼製やFRP製のテンシヨンメンバや
金属被膜を組込むといつた、フアイバ構成を採用
することもできるし、被覆を更に所望の層数重量
させて5層以上の構成としてもよい。
コア1を構成する好適なポリカーボネートとし
ては、一般式
[Industrial Application Field] The present invention relates to optical fibers, optical fiber cores,
The present invention relates to a plastic optical fiber that can be used as an optical fiber cord or optical fiber cable. [Prior Art] Inorganic glass optical fibers, which have excellent optical transmission properties over a wide range of wavelengths, have been known as optical fibers for optical transmission, but they have poor workability and are susceptible to bending stress. Plastic optical fibers based on synthetic resin have been developed because they are relatively expensive. Synthetic resin optical fibers have a core-sheath structure, with a core made of a polymer with a high refractive index and good light transmittance, and a sheath made of a transparent polymer with a lower refractive index. obtained by doing. The polymer useful as a core component with high light transparency is preferably an amorphous material, and polymethyl methacrylate or polystyrene is generally used. Among these, polymethyl methacrylate has excellent transparency, mechanical properties, weather resistance, etc., and is used industrially as a core material for high-performance plastic optical fibers. However, the glass transition temperature (Tg) of polymethyl methacrylate is 100℃ for plastic optical fibers with a core of polymethyl methacrylate, and when the environmental conditions of use exceed 100℃, the optical transmission properties decrease rapidly. This limitation in heat resistance limits the applications of plastic optical fibers. Furthermore, various types of optically transmitting fibers with polycarbonate cores have been proposed, but they have poor optical transmission characteristics, are not fully satisfactory in terms of heat resistance, and do not suffer from optical transmission loss at high temperatures. It was extremely inferior. For this reason, for example, in JP-A-58-18608, it was proposed to improve the mechanical properties and heat resistance by providing a three or more layer structure with an additional protective layer around the sheath material. However, even if the fiber is manufactured using a high-temperature structure, optical transmission loss deteriorates at high temperatures due to molding distortion during fiber manufacturing and distortion due to heat shrinkage. It was extremely difficult to use it as a means of communication or a means of optical sensor. [Problems to be Solved by the Invention] The purpose of the present invention is to solve the problems associated with conventional plastic optical fibers, to provide excellent heat resistance and optical transmission characteristics, and to provide good performance even when used under high temperature conditions. An object of the present invention is to provide a plastic optical fiber that can exhibit excellent optical transmission characteristics and a method for manufacturing the same. [Means for Solving the Problems] The plastic optical fiber of the present invention, which has been found to achieve the above object, is a plastic optical fiber whose basic constituent units are a core material layer and a sheath material layer, and which has the above-mentioned features. The core material layer is made of transparent polycarbonate having an intrinsic viscosity (in methylene chloride, 20°C) of 0.25 dl/g or more and less than 0.40 dl/g, and a glass transition temperature of 140 to 150°C. . [Embodiment] FIGS. 1 to 4 are cross-sectional views for explaining an example of the structure of the plastic optical fiber of the present invention. The example shown in FIG. 1 is an optical fiber wire composed only of the basic structural units of a core material layer (core) 1 and a sheath material layer (cladding) 2 used in the present invention. Hereinafter, the same elements as in FIG. 1 will be represented by the same reference numerals. The example in FIG. It is. The example shown in FIG. 3 is an optical fiber cable having a four-layer structure including a core 1, a cladding 2, a protective layer 3 made of an organic polymer, and a covering layer 4 made of a jacket material made of an organic polymer. In the example shown in FIG. 4, a plurality of optical fiber cores 5 having a three-layer structure consisting of a core 1, a cladding 2, and a protective layer 3 made of an organic polymer are coated with a coating layer 4 of a jacket material made of an organic polymer. It is a multi-core optical fiber cord. The structure of the plastic optical fiber of the present invention is not limited to the examples shown in FIGS. 1 to 4, but it is sufficient that at least the basic structural unit is composed of the core and cladding used in the present invention. Furthermore, it is also possible to adopt a fiber structure, for example, by incorporating a tension member made of steel or FRP or a metal coating into the optical fiber, or by adding a desired number and weight of the coating to five or more layers. It may also be a configuration. A suitable polycarbonate for forming the core 1 has the general formula
【式】で表わされる もの、ここでR1が[Formula], where R 1 is
【式】【formula】
【式】で表される脂環族ポリカー ボネート、Alicyclic polycarbon represented by [Formula] Bonato,
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】【formula】
【式】で表される芳香族ポ
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、耐熱性の観点からガラス転移温度が140〜150
℃のものが好ましい。
尚、本発明で用いているポリカーボネートのガ
ラス転移温度は、例えば示差熱天秤を用いて測定
することができる。
本発明の特徴は、かかるポリカーボネートとし
て、極限粘度(塩化メチレン中、20℃)が0.25
dl/g以上で且つ0.40dl/g未満の透明なポリカ
ーボネートを選択使用することにある。極限粘度
0.55dl/g未満のポリカーボネートを使用する
と、前述の従来の欠点が顕現し、機械的性質、及
び高温時の光伝送特性の点で満足のゆく特性が得
られない。
ポリカーボネートとしては、従来公知の重合法
により製造されたものを用いることができ、通常
は塊状重合法により調製されたものであることが
好ましい。また、常法により重合温度等の重合条
件のコントロール、重合開始剤、連鎖移動剤等の
選択使用を行ない、重合度を制御することによ
り、所望の極限粘度値を得ることができる。
従来のポリカーボネートを芯材とする光フアイ
バの製造法においては、極限粘度が0.40dl/g未
満のポリカーボネートはポリカーボネートを芯材
とする光フアイバの紡糸温度230〜250℃で紡糸す
るとその溶融粘度が低くなりすぎ糸班の発生率が
高く、1500dB/Km以下なる良好な光伝送性を備
えた光フアイバとすることができなかつたのであ
るが、本発明においては、ポリカーボネートの結
晶化温度より20〜50℃、好ましくは25〜40℃高い
紡糸温度条件を用いることによつて極めて糸班発
生率が少なく、光伝送特性が1500dB/Km以下の
透光性に優れた光フアイバとすることができたの
である。
ここでポリカーボネートの結晶化温度とは結晶
化度が最大となる温度であり、通常180〜185℃の
範囲にある。
クラツド2としては、コア成分の光屈折率より
0.01以上小さい屈折率を有する透性良好な重合体
が使用されるが、通常はコア成分との屈折率の差
が0.01〜0.15の範囲にあるものから選択するのが
よい。クラツドを構成する重合体の種類に特に制
限はなく、従来公知のものでよい。具体例として
は次の如きものが挙げられる。
ポリメチルメタクリレート(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)、ポリ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。
これらポリマーは基本構成単位における層間剥
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又はメタクリレート、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。
これらのポリマーのうち、汎用性の高いものと
しては、ポリメチルメタクリレート等のメタクリ
ル系重合体、及び、例えば、特公昭43−8978号、
特公昭56−8321号、特公昭56−8322号、特公昭56
−8323号及び特開昭53−60243号等に開示されて
いる様なメタクリル酸とフツ素化アルコール類と
からなるエステル類を重合させたものなどが使用
可能である。このエステル類の具体例としては、
例えばメタクリル酸2,2,2−トリフルオロエ
チル、メタクリル酸2,2,3,3−テトラフル
オロプロピル、メタクリル酸2,2,3,3,3
−ペンタフルオロプロピル等を挙げることができ
る。また、これらの含フツ素メタクリル酸エステ
ルの1種又は2種以上を用いて、例えば特開昭59
−7311号、特開昭59−116702号明細書等に記載さ
れている如き、含フツ素メタクリル酸エステル、
このエステルと共重合可能なビニル単量体及び親
水性単独重合物と形成しうるビニル単量体からな
る共重合体を用いてもよい。
本発明のプラスチツク光フアイバの前記第1図
乃至第4図の構成例において、保護層3及び被覆
層4等を構成する有機重合体は、本発明により改
善することを目的としている特性のほか、プラス
チツク光フアイバの諸特性を改善することを企図
して、所望により任意に選択することができる。
例えば、光フアイバの耐熱性、耐熱収縮性、機
械的特性を改善する目的で、保護層3を、熱変形
温度100℃以上の有機重合体で構成することがで
きる。熱変形温度100℃以上の有機重合体として
は、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリ4
−メチルペンテン−1、ポリフツ化ビニリデン、
ポリアセタール、ポリスルホン、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリプロピレン、ポリオキシメチ
レン、ポリブテン、ポリテトラメチレンテレフタ
レート、ABS、ポリフエニレンオキサイド、ポ
リカーボネート等のいわゆるエンジニアリングプ
ラスチツクが使用可能である。
また、被覆層4を構成するジヤケツト材として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フイン系樹脂等をはじめとする前記保護層3で使
用することのできる有機重合体などから適宜選択
して使用することができる。また、例えば、光フ
アイバの耐熱性、耐熱収縮性、光伝送特性等を改
善する目的で、水架橋ポリオレフインを選択使用
することができる。
また、保護層3乃至被覆層4に使用される重合
体に、カーボンブラツク、タルク、ガラス繊維、
芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維等の無機物ある
いは有機物のフイラーを充填することも可能であ
る。
本発明のプラスチツク光フアイバを賦形する方
法としては、紡糸のみによる方法及び紡糸と被覆
加工との組合せによる方法が代表的である。例え
ば第1図のフアイバを賦形する場合、コア1及び
クラツド2、第2図のフアイバを賦形する場合、
コア1、クラツド2及び保護層3の夫々の基材を
溶融状態で特殊ノズルによつて配合して吐出する
所謂複合紡糸方式によるものが最適である。ま
た、第3図のフアイバを賦形する場合、コア1、
クラツド2及び保護層3を複合紡糸方式で賦形
し、この上に、押出、コーテイング等によりジヤ
ケツト材4を被覆する方法をとることができる。
複合紡糸方式は生産性が高く、装置の簡略化も
はかることができる省力、省エネルギープロセス
である。さらに、広範囲の太さの光伝送性繊維を
製造することができる、工程の管理が容易である
などの利点があり、工業的にきわめて有利な方式
であり、この方式により低コストの高性能繊維の
製造が可能である。
例えば第1図及び第2図のフアイバの賦形が複
合紡糸方式による場合、芯材層成分溶融押出機、
鞘材層成分溶融押出機、及び3層の場合には、保
護層成分溶融押出機からなる複合紡糸機によつて
製造される。芯成分は溶融押出機によつて溶融さ
れ、計量ポンプで一定量紡糸ヘツドに供給され、
鞘成分及び3層の場合保護層成分も同様にしてそ
れぞれ紡糸ヘツドに供給される。紡糸ヘツド内の
紡糸口金で2層あるいは3層構造に賦形され吐出
され、冷却固化の後、巻取られ、場合によつて延
伸あるいはアニール処理される。第5図は3層構
造に賦形する場合の紡糸口金であり、Aから芯材
層成分、Bから鞘材層成分、Cから保護層成分が
それぞれ供給され、Dから吐出される。また、例
えば芯材層成分と保護層成分とが同じ場合には、
これら成分を紡糸ヘツドまで同じ径路で供給し、
例えば第6図に示した紡糸口金を用い、分配使用
するといつたこともできる。第6図では、Eから
芯材層成分及び保護層成分が供給され口金内で分
配されてBからの鞘材層成分と共に3層構造に賦
形され、Dから吐出される。
本発明のプラスチツク光フアイバを製造する場
合には、かかる複合紡糸方式において、溶融押出
をポリカーボネートの結晶化開始温度よりも20〜
50℃高い温度、好ましくは200〜225℃、更に好ま
しくは210℃〜225℃の温度で行なうことにより、
高温下における光伝送特性をはじめとする本発明
の目的とする特性が更に改良される。200℃未満
では結晶化により光伝送損失が増大し225℃をこ
えると糸班増大により光伝送損失が増加する。か
かる高温の溶融押出を行なうことにより、光伝送
性繊維をケーブル化する際に、200℃近い熱履歴
を受けることが可能となるため、より高い耐熱性
を有する被覆材を選択使用することができ、被覆
材の選択幅が広くなるという、別異の効果も奏さ
れる。
本発明の光伝送性繊維における芯材層11,2
1、鞘材層12,22及び保護層13,23の厚
さ及び太さは光伝送繊維の使用目的に応じて適宜
設定される。例えば第2図あるいは第3図の紡糸
口金において各供給口におけるオリフイスの管径
及び管長を変えることにより厚さ及び太さがコン
トロールされる。
以下、実施例により、本発明を詳細に説明す
る。なお実施例中の部は重量部を示す。
光伝送性能の評価は特開昭58−7602号公報によ
り示された方法により測定することにより行なわ
れた。測定光波長は770nmである。
実施例1〜4、比較例1〜9
結晶化開始温度182℃で第1表に示した極限粘
度を有するR1がビスフエノールA骨格のポリカ
ーボネートを215℃に保たれたギアポンプ部を経
て215℃で溶融し芯鞘保護層三成分複合紡糸機の
芯部紡糸ヘツドに供給した。
一方、屈折率1.417なるフツ素化メタクリレー
ト系重合体を鞘成分形成用重合体として220℃で
溶融し複合紡糸機の鞘成分紡糸ヘツドに供給し、
極限粘度0.50のポリカーボネートにカーボンブラ
ツクを0.2重量%混合したポリマーを225℃で溶融
し、複合紡糸機の保護層形成用紡糸ヘツドに供給
した。
同時に供給した芯材層、鞘材層及び保護材層の
溶融ポリマーはノズル口径3mmφの紡糸口金を用
い、第1表に示した温度にて吐出し、冷却固化
後、3m/minの速度で引き取り、芯材部径900μ
m、鞘材部厚さ10μm、保護層厚さ40μmの外径
約1.0mmのプラスチツク光フアイバを得た。得ら
れた光フアイバの光伝送損失を常温に放置したも
の及び130℃で2000時間熱処理したものについて
770nmで測定した結果を第1表に示した。また、
得られた光フアイバの糸班を測定し、結果を併せ
て第1表に示した。Examples include aromatic polycarbonates represented by the formula: Copolymers of these and dioxy compounds such as 4,4'-dioxydiphenyl ether, ethylene glycol, P-xylylene glycol, and 1,6-hexanediol can also be used; From the point of view the glass transition temperature is 140-150
℃ is preferred. Note that the glass transition temperature of the polycarbonate used in the present invention can be measured using, for example, a differential thermal balance. The feature of the present invention is that the polycarbonate has an intrinsic viscosity (in methylene chloride at 20°C) of 0.25.
The purpose is to selectively use transparent polycarbonate with a dl/g or more and less than 0.40 dl/g. intrinsic viscosity
If less than 0.55 dl/g of polycarbonate is used, the above-mentioned conventional drawbacks become apparent and satisfactory properties are not obtained in terms of mechanical properties and light transmission properties at high temperatures. As the polycarbonate, those produced by conventionally known polymerization methods can be used, and those prepared by bulk polymerization methods are usually preferred. Further, a desired intrinsic viscosity value can be obtained by controlling polymerization conditions such as polymerization temperature, selectively using a polymerization initiator, chain transfer agent, etc., and controlling the degree of polymerization in a conventional manner. In the conventional manufacturing method for optical fibers using polycarbonate as a core material, polycarbonate with an intrinsic viscosity of less than 0.40 dl/g has a low melt viscosity when spun at a spinning temperature of 230 to 250°C for optical fibers using polycarbonate as a core material. The incidence of excessive fiber spots was high, and it was not possible to create an optical fiber with good optical transmission properties of 1500 dB/Km or less. By using spinning temperature conditions that are higher by 25 to 40 degrees Celsius, we were able to create an optical fiber with extremely low occurrence of yarn spots and excellent light transmission properties with optical transmission characteristics of 1500 dB/Km or less. be. Here, the crystallization temperature of polycarbonate is the temperature at which the degree of crystallinity is maximum, and is usually in the range of 180 to 185°C. For Clad 2, from the optical refractive index of the core component,
A polymer with good transparency and a refractive index as low as 0.01 or more is used, but it is usually preferable to select one having a difference in refractive index from the core component in the range of 0.01 to 0.15. There is no particular restriction on the type of polymer constituting the cladding, and conventionally known polymers may be used. Specific examples include the following. Polymethyl methacrylate (n=1.49), styrene/methyl methacrylate copolymer (n=
1.50-1.58), poly4-methylpentene 1 (n=
1.46), ethylene-acetate copolymer (n=1.46~
1.50), polycarbonate (n=1.50~1.57), fluorine-containing polymethyl methacrylate (n=1.38~
1.45), vinylidene fluoride polymer (n=1.38~
1.42), vinylidene fluoride/hexafluoropropylene copolymer (n=1.38-1.42), methyl methacrylate/styrene, vinyltoluene or α-
Methylstyrene/maleic anhydride terpolymer or quaternary copolymer (n=1.50-1.58), etc. In order to improve the delamination strength of the basic structural units, these polymers include unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid, glycidyl acrylate or methacrylate, and β-
Unsaturated glycidyl monomers such as methylglycidyl acrylate or methacrylate, hydrophilic monomers such as acrylamide, methacrylamide and derivatives thereof, hydroxyalkyl acrylate or methacrylate may be copolymerized. Among these polymers, those with high versatility include methacrylic polymers such as polymethyl methacrylate, and, for example, Japanese Patent Publication No. 43-8978,
Special Publication No. 56-8321, Special Publication No. 56-8322, Special Publication No. 1983
It is possible to use polymerized esters of methacrylic acid and fluorinated alcohols as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-8323 and JP-A-53-60243. Specific examples of these esters include:
For example, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,3,3 methacrylate
-pentafluoropropyl and the like. Furthermore, using one or more of these fluorine-containing methacrylic esters, for example,
-7311, fluorine-containing methacrylic acid ester, as described in JP-A-59-116702, etc.
A copolymer consisting of a vinyl monomer that can be copolymerized with this ester and a vinyl monomer that can be formed with a hydrophilic homopolymer may be used. In the structural examples of the plastic optical fiber of the present invention shown in FIGS. 1 to 4, the organic polymers constituting the protective layer 3, the coating layer 4, etc. have the characteristics that are intended to be improved by the present invention. They can be selected as desired with the aim of improving the properties of the plastic optical fiber. For example, in order to improve the heat resistance, heat shrinkage resistance, and mechanical properties of the optical fiber, the protective layer 3 can be made of an organic polymer having a heat distortion temperature of 100° C. or higher. Examples of organic polymers with a heat distortion temperature of 100°C or higher include polyester, polyamide, and poly(4).
-Methylpentene-1, polyvinylidene fluoride,
So-called engineering plastics such as polyacetal, polysulfone, polyethylene terephthalate, polypropylene, polyoxymethylene, polybutene, polytetramethylene terephthalate, ABS, polyphenylene oxide, and polycarbonate can be used. The jacket material constituting the covering layer 4 can be appropriately selected from organic polymers that can be used in the protective layer 3, including polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene. . Further, for example, water-crosslinked polyolefin can be selectively used for the purpose of improving the heat resistance, heat shrinkage resistance, light transmission characteristics, etc. of the optical fiber. In addition, the polymers used for the protective layer 3 to the coating layer 4 include carbon black, talc, glass fiber,
It is also possible to fill with inorganic or organic fillers such as aromatic polyamide fibers and carbon fibers. Typical methods for shaping the plastic optical fiber of the present invention include a method using only spinning and a method using a combination of spinning and coating. For example, when shaping the fiber shown in Figure 1, the core 1 and cladding 2, and when shaping the fiber shown in Figure 2,
It is best to use a so-called composite spinning method in which the base materials of the core 1, cladding 2, and protective layer 3 are blended and discharged in a molten state through a special nozzle. In addition, when shaping the fiber shown in Fig. 3, core 1,
It is possible to form the cladding 2 and the protective layer 3 by a composite spinning method, and then cover the jacket material 4 thereon by extrusion, coating, or the like. The composite spinning method is a labor-saving and energy-saving process that has high productivity and can simplify equipment. Furthermore, it has advantages such as being able to produce optically transmitting fibers with a wide range of thicknesses and easy process control, making it an extremely advantageous method from an industrial perspective. It is possible to manufacture For example, when the fibers shown in FIGS. 1 and 2 are shaped by a composite spinning method, a core layer component melt extrusion machine,
It is produced by a composite spinning machine consisting of a sheath material layer component melt extruder and, in the case of three layers, a protective layer component melt extruder. The core component is melted by a melt extruder and fed in a fixed amount to the spinning head by a metering pump.
The sheath component and, in the case of three layers, the protective layer component are each fed to the spinning head in the same way. The material is formed into a two- or three-layer structure using a spinneret in a spinning head and discharged, and after being cooled and solidified, it is wound up and optionally subjected to stretching or annealing treatment. FIG. 5 shows a spinneret for forming a three-layer structure, in which the core material layer component is supplied from A, the sheath material layer component is supplied from B, and the protective layer component is supplied from C, and is discharged from D. In addition, for example, if the core material layer components and the protective layer components are the same,
These components are fed through the same route to the spinning head,
For example, the spinneret shown in FIG. 6 can be used for distribution. In FIG. 6, the core material layer component and the protective layer component are supplied from E, distributed within the nozzle, shaped into a three-layer structure together with the sheath material layer component from B, and discharged from D. When producing the plastic optical fiber of the present invention, in such a composite spinning method, melt extrusion is carried out at a temperature of 20 to 20°C above the crystallization initiation temperature of polycarbonate.
By carrying out at a temperature 50°C higher, preferably 200 to 225°C, more preferably 210°C to 225°C,
The properties targeted by the present invention, including optical transmission properties at high temperatures, are further improved. At temperatures below 200°C, optical transmission loss increases due to crystallization, and at temperatures above 225°C, optical transmission loss increases due to an increase in thread patterns. By performing such high-temperature melt extrusion, it is possible to undergo a thermal history of nearly 200°C when making optical fibers into cables, making it possible to select and use coating materials with higher heat resistance. Another effect is that the selection range of covering materials is widened. Core layers 11 and 2 in the optically transmitting fiber of the present invention
1. The thickness and thickness of the sheath material layers 12, 22 and the protective layers 13, 23 are appropriately set according to the intended use of the optical transmission fiber. For example, in the spinneret shown in FIG. 2 or 3, the thickness and diameter can be controlled by changing the diameter and length of the orifice at each feed port. Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples. Note that parts in the examples indicate parts by weight. The optical transmission performance was evaluated by measuring according to the method disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 7602/1983. The measurement light wavelength is 770nm. Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 9 Polycarbonate having a crystallization start temperature of 182°C and an intrinsic viscosity shown in Table 1, with R1 having a bisphenol A skeleton, was heated to 215°C through a gear pump section maintained at 215°C. The core-sheath protective layer was melted and supplied to the core spinning head of a three-component composite spinning machine. On the other hand, a fluorinated methacrylate polymer with a refractive index of 1.417 was melted at 220°C as a polymer for forming a sheath component and supplied to the sheath component spinning head of a composite spinning machine.
A polymer prepared by mixing 0.2% by weight of carbon black with polycarbonate having an intrinsic viscosity of 0.50 was melted at 225°C and supplied to a spinning head for forming a protective layer of a composite spinning machine. The molten polymers of the core material layer, sheath material layer, and protective material layer that were supplied at the same time were discharged at the temperature shown in Table 1 using a spinneret with a nozzle diameter of 3 mm, and after cooling and solidifying, they were withdrawn at a speed of 3 m/min. , core diameter 900μ
A plastic optical fiber with an outer diameter of about 1.0 mm and a sheath thickness of 10 μm and a protective layer thickness of 40 μm was obtained. Optical transmission loss of the obtained optical fibers left at room temperature and heat treated at 130℃ for 2000 hours
The results measured at 770 nm are shown in Table 1. Also,
The thread pattern of the obtained optical fiber was measured, and the results are also shown in Table 1.
【表】【table】
本発明のプラスチツク光フアイバ及びその製造
法によれば、従来のプラスチツク光フアイバに付
随する問題点を解決し、耐熱性に優れ、光伝送特
性に優れており、高温条件下の使用においても良
好な光伝送特性を発揮することができる。
According to the plastic optical fiber and its manufacturing method of the present invention, the problems associated with conventional plastic optical fibers are solved, and the plastic optical fiber has excellent heat resistance, excellent optical transmission characteristics, and is good even when used under high temperature conditions. It can exhibit optical transmission characteristics.
第1図は本発明による2層構造のプラスチツク
光フアイバの構成を示した横断面図である。第2
図は本発明による3層構造のプラスチツク光フア
イバの構成を示した横断面図である。第3図は本
発明による4層構造のプラスチツク光フアイバの
構成を示した横断面図である。第4図は本発明に
よる2心構造のプラスチツク光フアイバの構成を
示した横断面図である。第5図及び第6図は、本
発明のプラスチツク光フアイバの製造に用いる複
合紡糸ヘツドの紡糸口金を示した横断面図であ
る。
1……芯材層(コア)、2……鞘材層(クラツ
ド)、3……保護層、4……被覆層。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the construction of a two-layer plastic optical fiber according to the present invention. Second
The figure is a cross-sectional view showing the structure of a three-layer plastic optical fiber according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the construction of a four-layer plastic optical fiber according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the construction of a two-core plastic optical fiber according to the present invention. 5 and 6 are cross-sectional views of a spinneret of a composite spinning head used in producing the plastic optical fiber of the present invention. 1... Core material layer (core), 2... Sheath material layer (cladding), 3... Protective layer, 4... Covering layer.
Claims (1)
スチツク光フアイバであつて、前記芯材層が極限
粘度(塩化メチレン中、20℃)が0.25dl/g以上
で且つ0.40dl/g未満、ガラス転移温度が140〜
150℃の透明なポリカーボネートから成ることを
特徴とするプラスチツク光フアイバ。 2 極限粘度(塩化メチレン中、20℃)が0.25
dl/g以上で且つ0.40dl/g未満のポリカーボネ
ートを芯材、該ポリカーボネートの光屈折率より
も0.01以上小さい屈折率を有する透明性良好な有
機重合体を芯材として用い、前記ポリカーボネー
トの結晶化温度よりも20乃至は50℃高い温度で複
合紡糸することを特徴とするプラスチツク光フア
イバの製造法。[Scope of Claims] 1. A plastic optical fiber having a core material layer and a sheath material layer as basic structural units, wherein the core material layer has an intrinsic viscosity (in methylene chloride, 20° C.) of 0.25 dl/g or more, and Less than 0.40dl/g, glass transition temperature 140~
A plastic optical fiber characterized by being made of transparent polycarbonate at 150°C. 2 Intrinsic viscosity (in methylene chloride, 20℃) is 0.25
dl/g or more and less than 0.40 dl/g as a core material, and a highly transparent organic polymer having a refractive index that is 0.01 or more smaller than the optical refractive index of the polycarbonate as a core material, and crystallization of the polycarbonate. 1. A method for producing a plastic optical fiber characterized by performing composite spinning at a temperature 20 to 50°C higher than the above temperature.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050390A JPS61210303A (en) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Plastic optical fiber and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60050390A JPS61210303A (en) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Plastic optical fiber and its production |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210303A JPS61210303A (en) | 1986-09-18 |
| JPH0518401B2 true JPH0518401B2 (en) | 1993-03-11 |
Family
ID=12857541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60050390A Granted JPS61210303A (en) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | Plastic optical fiber and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210303A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63282705A (en) * | 1987-05-15 | 1988-11-18 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | Light transmittable plastic fiber |
| JP2841376B2 (en) * | 1988-08-25 | 1998-12-24 | 住友化学工業株式会社 | Phase difference plate |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5746204A (en) * | 1980-09-05 | 1982-03-16 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Optical fiber |
| JPS5818608A (en) * | 1981-07-28 | 1983-02-03 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | light transmitting fiber |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP60050390A patent/JPS61210303A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS61210303A (en) | 1986-09-18 |
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