DE19881950B4

DE19881950B4 - Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die optische Signalübertragung

Info

Publication number: DE19881950B4
Application number: DE19881950T
Authority: DE
Inventors: Teshima Yokohama Shinichi
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: WO1998035247A1; JP4102448B2; US6188824B1; DE19881950T1

Abstract

Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die Signalübertragung, umfassend:
7 oder mehr Kerne (1) mit einem Durchmesser von 20 bis 250μm aus einem transparenten Kernharz des Polymethylmethacrylat-Typs;
erste Mantelschichten aus einem transparenten ersten Mantelharz (2) des Fluoroalkylmethacrylat-Typs oder einem Gemisch eines Harzes des Vinylidenfluorid-Typs und eines Harzes des Methacrylat-Typs mit einem niedrigeren Brechungsindex als das Kernharz, wobei jede der ersten Mantelschichten einen der Kerne (1) umgibt; sowie
ein zweites Mantelharz (3), das vom Vinylidenfluorid-Typ ist, das die Kerne (1) mit den ersten Mantelschichten umgibt und einen niedrigeren Brechungsindex als das erste Mantelharz (2) hat;
wobei die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser einen Durchmesser von 0,5 bis 1,5mm aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die als Medium für die optische Signalübertragung verwendet wird. Eine erfindungsgemäße Lichtleitfaser ist um Geräte wie PCs, audio-visuelle Geräte, Schalttafeln, Telefone, Büroautomatisierungsgeräte und Fabrikautomatisierungsgeräte herum angeordnet.

Wie in der Internationalen Patentveröffentlichung WO 95/32442 A1 offenbart ist, werden als Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfasern für die Kommunikation herkömmlicherweise verwendet: eine blanke Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die mehrere Kerne aus einem transparenten Kernharz mit einem hohen Brechungsindex und einen Mantel, der so angeordnet ist, daß er die Kerne umgibt und zusammenbündelt, umfaßt; eine blanke Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die hergestellt wird, indem man jede Kernfaser mit einem Mantelharz beschichtet, so daß eine Mantelschicht entsteht, und die ummantelten Kernfasern mit einem dritten Harz umgibt, um sie zusammenzubündeln; sowie ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel, das durch Beschichten der blanken Mehrkern-Lichtleitfasern mit einem Umhüllungsharz gebildet wird.

Einkernige Kunststoff-Lichtleitfasern, die durch Beschichtung eines Kerns mit einem Umhüllungsharz in zwei Schichten gebildet werden, sind in den Japanischen Offenlegungsschriften Nr. 62-204209, 4-51206 und 5-249325 offenbart. Die dort offenbarten Fasern sind jedoch einkernige Kunststoff-Lichtleitfasern, keine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfasern. Daher haben sie einen großen Kerndurchmesser und eine unzureichende Lichtretention beim Biegen. Wenn bei herkömmlichen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfasern die numerische Apertur der Fasern (im folgenden als FNA bezeichnet) gesenkt wird, um die Bandbreite der Signalübertragung zu erweitern, und wenn die numerische Apertur der Quelle des einfallenden Lichts (im folgenden als LNA bezeichnet) größer ist als die FNA, können die Fasern kein Licht jenseits der FNA aufnehmen. Dementsprechend haben die herkömmlichen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfasern den Nachteil, daß die Lichtausbeute gering ist. Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfasern ist der durch das Biegen der Fasern bedingte Lichtverlust. Gewöhnlich kann eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser den durch das Biegen bedingten Lichtverlust reduzieren, da der Durchmesser der jeweiligen Kerne der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser sehr klein gemacht werden kann. Wenn die FNA klein wird, wird der Lichtverlust beim Biegen dennoch ungünstigerweise zu groß, um ihn zu ignorieren. Selbst wenn die FNA relativ groß ist, ist eine Kunststoff-Lichtleitfaser mit kleinerem Lichtverlust beim Biegen vorzuziehen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Kunststoff-Lichtleitfaser mit einer wünschenswerten Übertragungsbandbreite bereitzustellen, die von einer Lichtquelle eine größere Lichtmenge aufnimmt und beim Biegen der Faser einen geringeren Lichtverlust verursacht.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Mehrkehrn-Kunststoff-Lichtleitfaser mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, bei der die Kerne einzeln mit den ersten Mantelschichten beschichtet sind (im Querschnitt: "Inseln") und das zweite Mantelharz alle Kerne miteinander verbindet ("Meer").

Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, bei der jeder der mit den ersten Mantelschichten beschichteten Kerne weiterhin einzeln mit einer Schicht des zweiten Mantelharzes beschichtet ist ("Inseln") und ein viertes Harz die einzelnen Stränge umgibt und miteinander verbindet ("Meer").

Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die den folgenden Beziehungen genügt: FNA ≤ 0 45; und nMantel1 – nMantel2 ≥ 0,02, wobei FNA die numerische Apertur der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser darstellt und durch die Gleichung FNA = (n_Kern ² – n_Mantel1 ²)^0,5 definiert ist, wobei n_Kern n_Mantel1 und n_Mantel2 den bei 20°C für die D-Linie des Natriums gemessenen Brechungsindex des Kernharzes, des ersten Mantelharzes und des zweiten Mantelharzes bedeuten.

Der Unterschied zwischen der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung und einer herkömmlichen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser besteht nämlich darin, daß bei der Mehrkern-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung zwei Arten von Mantelharzen verwendet werden, deren Brechungsindizes sich stufenweise ändern. Der erste Mantel umgibt direkt die Kerne, und er muß einen Brechungsindex haben, der der Bandbreite der Lichtleitfaser entspricht. Mit anderen Worten, die Bandbreite hängt von der FNA ab, die durch die Quadratwurzel der Differenz zwischen dem Quadrat des Brechungsindex des Kerns und dem Quadrat des Brechungsindex des Mantels definiert ist. Daher gilt: Je kleiner die FNA, desto größer ist die Bandbreite. Obwohl die Wirkung der Beschichtung der Kerne mit dem ersten Mantelharz, das vom zweiten Mantelharz umgeben ist, recht kompliziert ist, kann sie wie folgt erklärt werden. Wenn für eine Kunststoff-Lichtleitfaser, die einen Kern, einen ersten Mantel und einen zweiten Mantel umfaßt, die verwendeten Mantelharze so gewählt werden, daß sie der folgenden Beziehung genügen:
Brechungsindex der Kerne > Brechungsindex eines ersten Mantelharzes > Brechungsindex eines zweiten Mantelharzes;
dann breitet sich auf eine solche Lichtleitfaser einfallendes Licht in der Faser zunächst in einem relativ großen Winkel zur Faserachse aus, als ob es sich in einer Lichtleitfaser ausbreitet, die einen Kern und einen zweiten Mantel umfaßt. Wenn das Licht weiter durch die Faser gelangt (die Faser länger wird), wechselt es zu einem Licht in einem kleineren Winkel zur Faserachse, als ob die Lichtleitfaser einen Kern und einen ersten Mantel umfaßt. Licht, das unter einem relativ großen Winkel auf die Kerne auftrifft, dringt nämlich durch die erste Mantelschicht und breitet sich in der Lichtleitfaser durch Totalreflexion an der Grenze zwischen der ersten und der zweiten Mantelschicht aus. Da die Lichtdurchlässigkeit der ersten Mantelschicht jedoch nicht so groß ist wie die des Kernharzes, wird das Licht, das sich durch die erste Mantelschicht bewegt, absorbiert und verschwindet, oder es wird wegen einer Änderung der Reflexionswinkel in ein nützliches Licht verwandelt, das an der ersten Mantelschicht totalreflektiert wird, während die Totalreflexion des Lichts an der Grenze zwischen dem ersten und dem zweiten Mantel wiederholt wird. Die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung wandelt vermutlich das unter großem Winkel einfallende Licht in Licht innerhalb der vorbestimmten FNA um, als ob sie einen Kern und einen ersten Mantel umfaßt, während das Licht sich durch eine 5 m lange Faser bewegt. In diesem Sinne wird eine Lichtleitfaser mit einem einzigen Mantel als Lichtleitfaser mit konstantem FNA angesehen; dagegen kann eine Faser mit einem ersten und einem zweiten Mantel eine Lichtleitfaser sein, deren FNA in Längsrichtung der Faser kleiner wird.

Die Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung wird strukturiert, indem man 7 oder mehr Kerne jeweils mit einem ersten Mantelharz beschichtet und weiterhin jeden der ummantelten Kerne mit einem zweiten Mantelharz umgibt, so daß sie zu einer Faser gebündelt werden. Die in 1 gezeigte Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die einzelne Stränge ("Inseln") umfaßt, die durch Beschichten jedes Kerns mit einer Schicht des ersten Mantelharzes gebildet werden, sowie eine Matrix ("Meer") aus einer Schicht des zweiten Mantelharzes, das die einzelnen Stränge umgibt und zusammenbündelt. Weiterhin kann für eine besondere Gelegenheit noch ein viertes Harz verwendet werden, zum Beispiel um die thermische oder chemische Beständigkeit der Faser zu verbessern und um jeden Kern optisch abzuschirmen. Die in 2 gezeigte Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, die einzelne Stränge umfaßt, die durch Beschichten jedes Kerns mit einer Schicht des ersten Mantelharzes und weiter durch Beschichten mit einer Schicht des zweiten Mantelharzes gebildet werden, sowie eine Matrix aus einem vierten Harz, das die einzelnen Stränge umgibt und zusammenbündelt.

Im folgenden werden erfindungsgemäß verwendete Bereiche für die Zahl der Kerne, deren Durchmesser und den Durchmesser einer blanken Faser der erfindungsgemäßen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser beschrieben. Die Anzahl der Kerne beträgt wenigstens 7, da die Kerne dann in einem Kreis angeordnet werden können. Die maximale Zahl der Kerne unterliegt keiner besonderen Einschränkung, beträgt jedoch im Hinblick auf die Leichtigkeit der Faserherstellung etwa 10000. Eine besonders bevorzugte Zahl für die Kerne ist 19 bis 1000. Der Kerndurchmesser beträgt 20 bis 250 μm, besonders bevorzugt 50 bis 200 μm. Wenn der Faserdurchmesser kleiner wird, nimmt der Lichtverlust der Lichtleitfaser ab, aber der Übertragungsverlust nimmt zu. Dementsprechend ist es vorzuziehen, die Kerne einer Faser mit zwei Mantelschichten zu beschichten, so daß der Lichtverlust durch Biegen relativ klein wird und der Kerndurchmesser groß wird, um den Übertragungsverlust der Kunststoff-Lichtleitfaser zu reduzieren.

Die Verhältnisse der Gesamtquerschnittsfläche der Kerne, der Gesamtquerschnittsfläche der ersten Mantelschichten und der Gesamtquerschnittsfläche der zweiten Mantelschichten oder des vierten Harzes zur Querschnittsfläche der blanken Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser sind wie folgt. Der Anteil der Gesamtquerschnittsfläche der Kerne beträgt vorzugsweise etwa 60 bis 90%, besonders bevorzugt 70 bis 85%. Ein Kernanteil von weniger als 60% reduziert die Lichtmenge. Ein Kernanteil von mehr als 90% erhöht den Übertragungsverlust, da die kreisförmige Anordnung der Kerne verformt wird. Der Anteil der Gesamtquerschnittsfläche der ersten Mantelschicht beträgt vorzugswei se 3 bis 30%, besonders bevorzugt 5 bis 15%, da die erste Mantelschicht nicht nur als Reflexionsschicht, sondern auch als Lichtübertragungsschicht dient, so daß eine zu große Dicke der ersten Mantelschicht den Verlust durch Lichtabsorption erhöht. Unter diesem Aspekt ist die erste Mantelschicht vorzugsweise dünn um einen Kern herum angeordnet, fast in einer Ringform mit einer Dicke von etwa 0,8 bis 3 μm. Der Anteil der Gesamtquerschnittsfläche der zweiten Mantelschicht beträgt vorzugsweise 3 bis 30%, besonders bevorzugt 7 bis 20%. Die Dicke der zweiten Mantelschicht beträgt vorzugsweise 1 bis 20 μm. Im Falle der Struktur mit der vierten Harzschicht beträgt der Anteil der Gesamtquerschnittsfläche der vierten Harzschicht vorzugsweise 3 bis 30%, besonders bevorzugt 7 bis 20%. Die Dicke der vierten Harzschicht beträgt vorzugsweise 1 bis 20 μm.

Die blanke Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, die Kerne, erste Mantelschichten und zweite Mantelschichten sowie gegebenenfalls eine vierte Harzschicht umfaßt, hat einen Durchmesser von 0,5 bis 1,5 mm. Wenn der Durchmesser kleiner als 0,1 mm ist, ist die blanke Faser zu dünn, so daß ihre Handhabung schwierig wird. Wenn sie dagegen mehr als 3 mm beträgt, ist die blanke Faser zu steif, so daß ihre Handhabung wiederum schwierig wird.

Als nächstes werden das Kernharz sowie das erste und das zweite Mantelharz beschrieben, die für die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung verwendet werden sollen.

Die wohlbekannten Harze des Polymethylmethacrylat-Typs (PMMA) werden als Kernharz verwendet. Solche Polymethylmethacrylat-Harze umfassen ein Methylmethacrylat-Homopolymer und ein Copolymer, das 50 Gew.-% oder mehr Methylmethacrylat enthält. Zu den copolymerisierbaren Komponenten gehören Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat, Methacrylsäureester, wie Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat und Cyclohexylmethacrylat, Maleinimide, wie Isopropylmaleinimid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Styrol und dergleichen. Von diesen Komponenten werden für die Copolymerisation eine oder mehrere geeignete Komponenten ausgewählt.

Die Beziehung zwischen dem Kern- und dem ersten Mantelharz wird unten beschrieben. Zuerst wird der Brechungsindex beschrieben. Wenn die Brechungsindices des Kernharzes, des ersten Mantelharzes und des zweiten Mantelharzes, die als n_Kern, n_Mantel1 bzw. n_Mantel2 definiert sind, bei 20 °C für die D-Linie des Natriums gemessen werden, wird die numerische Apertur der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser, FNA, durch die folgende. Gleichung dargestellt: FNA = (nKern 2 – nMantel1 2)0,5

In der vorliegenden Erfindung beträgt die FNA, die man erreichen möchte, etwa 0,1 bis 0,6. Je kleiner die FNA ist und je größer die Differenz zwischen den Brechungsindices des ersten und des zweiten Mantelharzes ist, desto mehr wird die Wirkung der vorliegenden Erfindung verbessert. Eine solche Tendenz ist besonders ausgeprägt bei einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einer FNA von 0, 45 oder weniger und n_Mantel1 – n_Mantel2 ≥ 0,02. Im Falle einer herkömmlichen Lichtleitfaser mit einem einzigen Mantel reduziert eine niedrige FNA, wie 0,45, die von der Lichtquelle aufgenommene Lichtmenge und erhöht den Lichtverlust beim Biegen, obwohl eine Übertragung mit hoher Geschwindigkeit erreicht wird. Die Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung mit der zweifach ummantelten Struktur kann jedoch überraschend ausgeprägte Wirkungen aufweisen.

Da das Kernharz ein Harz des PMMA-Typs ist, werden als erstes Mantelharz Harze gewählt, die Fluoralkylmethacrylat enthalter oder Gemische, die durch Mischen eines Harzes des Vinylidenfluorid-Typs und eines Harzes des Methacrylat-Typs hergestellt werden. Insbesondere für die Übertragungsverwendung ist ein Fluoralkylmethacrylat-Harz zu bevorzugen, da es keine kristallinen Eigenschaften hat und bei hoher Temperatur seine Verlusteigenschaften nicht ändert. Als Beispiel für ein Fluoralkylmethacrylat sei die durch die folgende Formel dargestellte Komponente genannt:

dabei ist n = 1 oder 2; m ist eine ganze Zahl von 1 bis 11, und X = H oder F.

Als Beispiele genannt seien Copolymere, die wenigstens eines der durch die obige Formel dargestellten Fluoralkylmethacrylat-Monomere sowie andere copolymerisierbare Komponenten, wie Fluoralkylmethacrylate, Alkylmethacrylate und Alkylacrylate, umfassen. Zu den Fluoralkylmethacrylaten gehören insbesondere Trifluorethylmethacrylat, Tetrafluorpropylmethacrylat, Pentafluorpropylmethacrylat, Heptadecafluordecylmethacrylat und Octafluorpentylmethacrylat, und zu den fluorierten Acrylatmonomeren gehören Trifluorethylacrylat, Tetrafluorpropylacrylat und Octafluorpentylacrylat. Neben diesen Monomeren des Fluortyps seien als Komponenten mit hohem Brechungsindex Copolymere genannt, die verschiedene Kombinationen von Methacrylat-Monome ren, wie Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat, Acrylat-Monomeren, wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Butylacrylat, Methacrylsäuren und Acrylsäuren umfassen. Zu den Harzen des Vinylidenfluorid-Typs gehören ein Copolymer, das Vinylidenfluorid und Hexafluoraceton umfaßt, ein Copolymer, das Vinylidenfluorid, Hexafluoraceton und Trifluorethylen oder Tetrafluorethylen umfaßt, ein Copolymer, das Vinylidenfluorid und Hexafluorpropen umfaßt, ein Copolymer, das Vinylidenfluorid, Hexafluorpropen und Trifluorethylen oder Tetrafluorethylen umfaßt, sowie ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Tetrafluorethylen, besonders bevorzugt ein Copolymer, das 80 Mol-% Vinylidenfluorid und 20 Mol-% Tetrafluorethylen umfaßt. Außerdem sind zum Beispiel auch ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Trifluorethylen und dergleichen geeignet. Außerdem können vorzugsweise auch Legierungen verwendet werden, die durch Mischen von Harzen des Vinylidenfluorid-Typs und Harzen des Methacrylat-Typs hergestellt werden. Zu den Harzen des Methacrylat-Typs gehören ein Methylmethacrylat-Homopolymer, ein Ethylmethacrylat-Homopolymer sowie Copolymere, die die entsprechenden Monomere als Hauptkomponente enthalten. Methylmethacrylate, Alkylacrylate, wie Butylacrylat, Alkylmethacrylate und dergleichen, können mit den oben als Beispiele genannten Harzen des Methacrylat-Typs copolymerisiert werden. Weiterhin kann es sich bei dem Mantelharz im Falle einer FNA von 0,25 oder weniger um eine Harzzusammensetzung ohne Fluorkomponenten handeln, wie ein Copolymer von Methylmethacrylat und Butylacrylat. Zur Steuerung der FNA wird der Brechungsindex des ersten Mantelharzes ausgewählt. Der erste Mantel dient nicht nur als lichtreflektierende Schicht, sondern bis zu einem bestimmten Grad auch als Lichtübertragungsschicht. Daher hat der erste Mantel vorzugsweise eine höhere Transparenz. Aus diesem Grund werden ein Mantel des Fluoralkylmethacrylat-Typs und ein Gemisch aus einem Harz des Vinylidenfluorid-Typs und einem Harz des Methacrylat-Typs, die eine hohe Transparenz haben, besonders bevorzugt. Das zweite Mantelharz muß einen niedrigeren Brechungsindex haben als das erste Mantelharz. Je niedriger der Brechungsindex des zweiten Mantelharzes, desto besser ist ein solches Harz für die vorliegende Erfindung geeignet. Wie für das erste Mantelharz ist als Harz mit niedrigem Brechungsindex ein Harz des Vinylidenfluorid-Typs als zweites Mantelharz vorzusehen. Ein Harz des Vinylidenfluorid-Typs wird besonders bevorzugt, weil ein Harz des Vinylidenfluorid-Typs Flexibilität und mechanische Festigkeit besitzt. Da das erste Mantelharz weiterhin ein Harz des Fluoralkylmethacrylat-Typs oder ein Gemisch aus einem Harz des Vinylidenfluorid-Typs und einem Harz des Methacrylat-Typs ist, haftet das zweite Mantelharz des Vinylidenfluorid-Typs gut an der ersten Mantelschicht, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit hoher mechanischer Festigkeit entsteht. Das Harz des Vinylidenfluorid-Typs umfaßt ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Tetrafluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluorpropen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Hexafluoraceton, ein Copolymer von Vinylidenfluorid und Trifluorethylen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid, Trifluorethylen und Hexafluoraceton, ein Copolymer von Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluoraceton, ein Copolymer von Vinylidenfluorid, Trifluorethylen und Hexafluorpropen, ein Copolymer von Vinylidenfluorid, Tetrafluorethylen und Hexafluorpropen und dergleichen.

Im Falle der in 2 gezeigten Mehrkern-Lichtleitfaser umfaßt das vierte Harz ein Harz des Vinylidenfluorid-Typs, ein Nylon-12-Harz, ein Polycarbonatharz, ein PMMA-Harz und dergleichen. Wenn das Harz des Vinylidenfluorid-Typs eingesetzt wird, ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, ein Harz mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem des zweiten Mantelharzes zu verwenden und eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einem dreischichtigen Mantel zu bilden.

Die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung wird nach dem Verbundspinnverfahren hergestellt, bei dem ein Kernharz, ein erstes Mantelharz und ein zweites Mantelharz alle zugleich aus der Schmelze extrudiert werden. Wenn die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für Kommunikationszwecke verwendet wird, ist es nämlich sehr wichtig, daß die relative Position der jeweiligen Kerne bei jedem Querschnitt der Faser gleichmäßig gehalten wird, daß die Kerne in hoher Dichte, d.h. ohne Lücken, angeordnet sind und daß der Übertragungsverlust jedes Kerns so gering wie möglich ist. Die relative Position der jeweiligen Kerne ist deshalb wichtig, weil die Lichtausbeute an den Verbindungen sehr effektiv erhöht wird, wenn das Zentrum einer lichtemittierenden Komponente den Kernen im mittleren Teil einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser entspricht und wenn es weiterhin der Mitte des Photodetektors am anderen Ende der Faser entspricht. Daher ist die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung von einer Faser, die durch Bündeln einkerniger Kunststoff-Lichtleitfasern gebildet wird, völlig verschieden.

Beispiele für die Struktur einer Verbundspinndüse, die für das Verbundspinnverfahren verwendet werden soll, sind in 3 und 4 gezeigt. 3 zeigt eine Verbundspinndüse zur Herstellung einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit der in 1 gezeigten Struktur, wobei ein Kernharz, ein erstes Mantelharz und ein zweites Mantelharz, die alle geschmolzen sind, gleichzeitig in die Düse eingeführt werden, so daß eine Mehrkernstruktur entsteht. 4 zeigt eine Verbundspinndüse zur Herstellung einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit der in 2 gezeigten Struktur, wobei ein Kernharz, ein erstes Mantelharz, ein zweites Mantelharz und ein viertes Harz, die alle geschmolzen sind, gleichzeitig in die Düse eingeführt werden, so daß mehrkernig strukturierte Stränge entstehen. Diese mehrkernig strukturierten Stränge werden so gestreckt, daß sie etwa 1,2- bis 3mal so lang sind, und einer Wärmebehandlung unterzogen, so daß man eine blanke Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit dem gewünschten Durchmesser erhält.

Im allgemeinen wird die blanke Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, die so hergestellt wird, wie es oben beschrieben ist, in Form eines Kabels verwendet, indem man sie mit Polyethylen, einem Copolymer von Ethylen und Vinylalkohol, einem Copolymer von Ethylen und Vinylacetat, Polypropylen, Polyvinylchlorid, einem Polyurethanharz, einem Polyamidharz, einem Polyesterharz, einem Harz des Vinylidenfluorid-Typs, einem Silikonharz, einem Harz in Form eines vernetzten Polyolefins, einem Harz in Form von vernetztem Polyvinylchlorid und dergleichen überzieht.

Da die Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung mehrere Kerne umfaßt, die vollständig vereinigt sind, und die relative Position der jeweiligen Kerne streng aufrechterhalten wird, zeigt sie eine hohe Lichtausbeute bei der Verbindung mit Lichtquelle und Photodetektoren für Kommunikationszwecke und kann daher vorteilhafterweise mit anderen Lichtleitfasern mit einem kleineren Durchmesser verbunden werden. Das Ende der Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung läßt sich durch Abdichten mit einem Beschichtungsmaterial, Klebern und dergleichen leicht an Steckverbindungen befestigen und wie eine einkernige Kunststoff-Lichtleitfaser mit einem größeren Durchmesser handhaben.

Eine solche Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser kann als Signalübertragungsmedium für die optische Kommunikation verwendet werden. Zu den Geräten, für die die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, gehören PCs, audio-visuelle Geräte, Schalttafeln, Telefone, Büroautomatisierungsgeräte, Fabrikautomatisierungsgeräte und dergleichen, die mit optischen Datenleitungen miteinander verbunden sind. Im Falle eines lokalen Netzes eines PCs, der auf einem Schreibtisch steht, kann die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung mit Vorteil für das Schnittstellenkabel eingesetzt werden, da das mit der LAN-Karte verbundene Schnittstellenkabel eine hohe Flexibilität haben muß. Außerdem kann die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung auch für verschiedene andere Zwecke eingesetzt werden, wie tragbare audio-visuelle Geräte und Fabrikautomatisierungsgeräte.

1 ist ein schematischer Querschnitt durch die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, d.h. eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die optische Signalübertragung, die einzelne Stränge, die dadurch gebildet werden, daß man Kerne unabhängig mit einer ersten Mantelschicht beschichtet, und eine Matrix aus einer zweiten Mantelschicht umfaßt.

2 ist ein schematischer Querschnitt durch die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, d.h. eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die optische Signalübertragung, die einzelne Stränge, die dadurch gebildet werden, daß man Kerne unabhängig mit einer ersten Mantelschicht und weiterhin unabhängig mit einer zweiten Mantelschicht beschichtet, und eine Matrix aus einem vierten Harz umfaßt.

3 ist eine schematische Ansicht einer Verbundspinndüse zur Herstellung der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, d.h. einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die optische Signalübertragung, die einzelne Stränge, die dadurch gebildet werden, daß man Kerne unabhängig mit einer ersten Mantelschicht beschichtet, und eine Matrix aus einer zweiten Mantelschicht umfaßt.

4 ist eine schematische Ansicht einer Verbundspinndüse zur Herstellung der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung, d.h. einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die optische Signalübertragung, die einzelne Stränge, die dadurch gebildet werden, daß man Kerne unabhängig mit einer ersten Mantelschicht und weiterhin unabhängig mit einer zweiten Mantelschicht beschichtet, und eine Matrix aus einem vierten Harz umfaßt.

Die in den Figuren verwendeten Zahlen haben die folgende Bedeutung:

1: Kern
2: erster Mantel
3: zweiter Mantel
4: viertes Harz (Trägerteil)
5: Anschluß für Einleitung von Kernharz
6: Anschluß für Einleitung von erstem Mantelharz
7: Anschluß für Einleitung von zweitem Mantelharz
8: Kernführungsrohr
9: Mantelführungsrohr
10: Anschluß für Einleitung des vierten Harzes
11: Führungsrohr für das vierte Harz

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen beschrieben, die ihren Umfang jedoch nicht einschränken.
Beispiel 1
Als Kernharz wird ein Polymethacrylatharz mit einem Brechungsindex n_Kern von 1,492 und einem Schmelzflußindex von 1,5 g/10 min unter den Bedingungen 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg, einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm eingesetzt. Als erster Mantel wurde eine Zusammensetzung mit einem Schmelzflußindex von 31 g/10 min bei 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg und einem Brechungsindex von 1,47 eingesetzt, die durch Gießpolymerisation von 14 Gew.-% 17 FMA, 6 Gew.-% 4 FM, 6 Gew.-% 3 FMA und 74 Gew.-% MMA hergestellt wurde. Als zweiter Mantel wurde ein Copolymer eingesetzt, das 80 Mol-% Vinylidenfluorid und 20 Mol-% Tetrafluorethylen enthielt und dessen unter denselben Bedingungen wie beim ersten Mantel gemessener Schmelzflußindex 30 g/10 min betrug und dessen Brechungsindex 1,402 betrug. Als Verbundspinndüse wurde eine Düse eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist; sie hat 91 Löcher und ist so strukturiert, daß jeder Kern mit einem ersten und einem zweiten Mantel bedeckt ist. In der Verbundspinndüse wurden das Kernharz, das erste Mantelharz und das zweite Mantelharz so zugeführt, daß ihr Volumenverhältnis 80/10/10 betrug. Aus der Düse extrudierte Stränge wurden gebündelt und auf das Zweifache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,22 mm entstand. Die FNA der resultierenden Faser betrug 0,26. Weiterhin wurde die resultierende blanke Faser mit schwarzem Polyethylen bedeckt, so daß ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 2,2 mm entstand. Der Übertragungsverlust dieses Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabels betrug 182 dB/km, wenn er unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15 gemessen wurde.
Ein monochromatisches Licht mit 650 nm Wellenlänge wurde bei verschiedenen LNAs in die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung eingeleitet, um die Menge des durch eine 2 m lange Faser durchgelassenen Lichts zu messen. Bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, die in dem unten beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wird, wurde die Menge des durchgelassenen Lichts in derselben Weise wie bei der Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung gemessen. Die Verstärkung der Menge des durchgelassenen Lichts bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung gegenüber der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, d.h. die Leistungsvervielfachung des durch die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung durchgelassenen Lichts im Vergleich zu einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, ist in Tabelle 1 gezeigt.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten.
In das zugeschnittene Kabel wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem Radius von 10 mm gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Zum Vergleich wurde derselben Verbundspinndüse wie in Beispiel 1 das erste Mantelharz anstelle des zweiten Mantelharzes zugeführt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und 91 Kernen entstand. Das Volumenverhältnis der Kerne zum ersten Mantel wurde auf 80/20 eingestellt, und eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,22 mm wurde hergestellt. Wie in Beispiel 1, wurde die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit schwarzem Polyethylen überzogen, so daß man ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung und einem Außendurchmesser von 2,2 mm erhielt. Der Übertragungsverlust der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser betrug 181 dB/km unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten. In das zugeschnittene Kabel wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem Radius von 10 mm gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt.
Beispiel 2
Als Kernharz wird ein Polymethacrylatharz mit einem Brechungsindex n_Kern von 1,492 und einem Schmelzflußindex von 1,5 g/10 min unter den Bedingungen 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg, einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm eingesetzt. Als erster Mantel wurde eine Zusammensetzung mit einem Schmelzflußindex von 25 g/10 min bei 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg und einem Brechungsindex von 1,47 eingesetzt, die durch Gießpolymerisation von 14 Gew.-% 17 FMA, 6 Gew.-% 4 FM, 6 Gew.-% 3 FMA und 74 Gew.-% MMA hergestellt wurde. Als zweiter Mantel wurde ein Copolymer eingesetzt, das 80 Mol-% Vinylidenfluorid und 20 Mol-% Tetrafluorethylen enthielt und dessen unter denselben Bedingungen wie beim ersten Mantel gemessener Schmelzflußindex 30 g/10 min betrug und dessen Brechungsindex 1,402 betrug. Als Verbundspinndüse wurde eine Düse eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist; sie hat 37 Löcher und ist so strukturiert, daß jeder Kern mit einem ersten und einem zweiten Mantel bedeckt ist. In der Verbundspinndüse wurden das Kernharz, das erste Mantelharz und das zweite Mantelharz so zugeführt, daß ihr Volumenverhältnis 80/10/10 betrug. Aus der Düse extrudierte Stränge wurden gebündelt und auf das Zweifache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,00 mm entstand. Die FNA der resultierenden Faser betrug 0,26. Weiterhin wurde die resultierende blanke Faser mit schwarzem Polyethylen bedeckt, so daß ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 2,2 mm entstand. Der Übertragungsverlust dieses Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabels betrug 140 dB/km, wenn er unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15 gemessen wurde.
Ein monochromatisches Licht mit 650 nm Wellenlänge wurde bei verschiedenen LNAs in die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung eingeleitet, um die Menge des durch eine 2 m lange Faser durchgelassenen Lichts zu messen. Bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, die in dem unten beschriebenen Vergleichsbeispiel 2 hergestellt wird, wurde die Menge des durchgelassenen Lichts in derselben Weise wie bei der Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung gemessen. Die Verstärkung der Menge des durchgelassenen Lichts bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung gegenüber der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, d.h. die Leistungsvervielfachung des durch die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung durchgelassenen Lichts im Vergleich zu einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung, ist in Tabelle 3 gezeigt.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten. In das zugeschnittene Kabel wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem Radius von 10 mm gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 gezeigt.
Weiterhin wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr als Lichtquelle mit den 2 m bzw. 50 m langen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabeln mit zweifacher Kernummantelung verbunden, um die Menge des durchgelassenen Lichts zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Wie man aus Tabelle 5 ersieht, läßt die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung sowohl bei einer Länge von 2 m als auch bei einer Länge von 50 m eine große Menge Licht durch.
Vergleichsbeispiel 2
Zum Vergleich wurde derselben Verbundspinndüse wie in Beispiel 1 das erste Mantelharz anstelle des zweiten Mantelharzes zugeführt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und 37 Kernen entstand. Das Volumenverhältnis der Kerne zum ersten Mantel wurde auf 80/20 eingestellt, und eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,22 mm wurde hergestellt. Wie in Beispiel 2, wurde die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit schwarzem Polyethylen überzogen, so daß man ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung und einem Außendurchmesser von 2,2 mm erhielt. Der Übertragungsverlust der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser betrug 140 dB/km unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten. In das zugeschnittene Kabel wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem Radius von 10 mm gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 4 gezeigt.
Weiterhin wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr als Lichtquelle mit den 2 m bzw. 50 m langen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabeln mit zweifacher Kernummantelung verbunden, um die Menge des durchgelassenen Lichts zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Beispiel 3
Als Kernharz wird ein Polymethacrylatharz mit einem Brechungsindex n_Kern von 1,492 und einem Schmelzflußindex von 1,5 g/10 min unter den Bedingungen 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg, einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm eingesetzt. Als erster Mantel wurde eine Zusammensetzung mit einem Schmelzflußindex von 35 g/10 min bei 230°C und unter einer Belastung von 3,8 kg und einem Brechungsindex von 1,428 eingesetzt, die durch Gießpolymerisation von 45 Gew.-% 17 FMA, 20 Gew.-% 4 FM und 35 Gew.-% MMA hergestellt wurde. Als zweiter Mantel wurde ein Copolymer eingesetzt, das 80 Mol-% Vinylidenfluorid und 20 Mol-% Tetrafluorethylen enthielt und dessen unter denselben Bedingungen wie beim ersten Mantel gemessener Schmelzflußindex 30 g/10 min betrug und dessen Brechungsindex 1,402 betrug. Als Verbundspinndüse wurde eine Düse eingesetzt, wie sie in 3 gezeigt ist; sie hat 37 Löcher und ist so strukturiert, daß jeder Kern mit einem ersten und einem zweiten Mantel bedeckt ist. In der Verbundspinndüse wurden das Kernharz, das erste Mantelharz und das zweite Mantelharz so zugeführt, daß ihr Verhältnis 80/10/10 betrug. Aus der Düse extrudierte Stränge wurden gebündelt und auf das Zweifache ihrer ursprünglichen Länge gestreckt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,00 mm entstand. Weiterhin wurde die resultierende blanke Faser mit schwarzem Polyethylen bedeckt, so daß ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 2,2 mm entstand. Die FNA des resultierenden Kabels betrug 0,43. Der Übertragungsverlust dieses Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabels betrug 135 dB/km, wenn er unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15 gemessen wurde.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit zweifacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten.
In das zugeschnittene Kabel wurde LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem Radius von 10 mm gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 6 gezeigt.
Weiterhin wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr als Lichtquelle mit den 2 m bzw. 50 m langen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabeln mit zweifacher Kernummantelung verbunden, um die Menge des durchgelassenen Lichts zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Wie man aus Tabelle 7 ersieht, läßt die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser der vorliegenden Erfindung sowohl bei einer Länge von 2 m als auch bei einer Länge von 50 m eine große Menge Licht durch.
Vergleichsbeispiel 3
Zum Vergleich wurde derselben Verbundspinndüse wie in Beispiel 3 das erste Mantelharz anstelle des zweiten Mantelharzes zugeführt, so daß eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und 37 Kernen entstand. Das Volumenverhältnis der Kerne zum ersten Mantel wurde auf 80/20 eingestellt, und eine Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung und einem Durchmesser von 1,00 mm wurde hergestellt. Wie in Beispiel 3, wurde die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit schwarzem Polyethylen überzogen, so daß man ein Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung und einem Außendurchmesser von 2,2 mm erhielt. Der Übertragungsverlust der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser betrug 135 dB/km unter den Bedingungen einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,15.
Dann wurde das Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabel mit einfacher Kernummantelung auf eine Länge von 2 m geschnitten. In das zugeschnittene Kabel wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr eingeleitet. Der Mittelteil des Kabels wurde einmal um einen Stab mit einem anderen Radius als dem von Beispiel 3 gewickelt, um die dadurch bewirkte Änderung der Lichtmenge zu messen. Das Ergebnis ist in Tabelle 6 gezeigt.
Weiterhin wurde ein LED-Licht mit einer Wellenlänge von 650 nm und einer LNA von 0,6 oder mehr als Lichtquelle mit den 2 m bzw. 50 m langen Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaserkabeln mit zweifacher Kernummantelung verbunden, um die Menge des durchgelassenen Lichts zu messen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 1 Verhältnis der Menge des durchgelassenen Lichts bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung der vorliegenden Erfindung zu dem bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung von Vergleichsbeispiel 1 (Faserlänge: 2 m; monochromatisches Licht mit 650 nm)
Tabelle 2 Lichtverlust durch Biegen
Tabelle 3 Verhältnis der Menge des durchgelassenen Lichts bei der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung der vorliegenden Erfindung zu dem bei einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung (Faserlänge 2 m; monochromatisches Licht mit 650 nm)
Tabelle 4 Lichtverlust durch Biegen
Tabelle 5 Mengen des durchgelassenen Lichts bei einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung der vorliegenden Erfindung und einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung (Lichtquelle: 650 nm LED)
Tabelle 6 Lichtverlust durch Biegen
Tabelle 7 Mengen des durchgelassenen Lichts bei einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit zweifacher Kernummantelung der vorliegenden Erfindung und einer Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser mit einfacher Kernummantelung (Lichtquelle: 650 nm LED)

Claims

Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser für die Signalübertragung, umfassend: 7 oder mehr Kerne (1) mit einem Durchmesser von 20 bis 250μm aus einem transparenten Kernharz des Polymethylmethacrylat-Typs; erste Mantelschichten aus einem transparenten ersten Mantelharz (2) des Fluoroalkylmethacrylat-Typs oder einem Gemisch eines Harzes des Vinylidenfluorid-Typs und eines Harzes des Methacrylat-Typs mit einem niedrigeren Brechungsindex als das Kernharz, wobei jede der ersten Mantelschichten einen der Kerne (1) umgibt; sowie ein zweites Mantelharz (3), das vom Vinylidenfluorid-Typ ist, das die Kerne (1) mit den ersten Mantelschichten umgibt und einen niedrigeren Brechungsindex als das erste Mantelharz (2) hat; wobei die Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser einen Durchmesser von 0,5 bis 1,5mm aufweist.
Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser gemäß Anspruch 1, wobei die Kerne (1) einzeln mit den ersten Mantelschichten beschichtet sind und das zweite Mantelharz (3) alle Kerne (1) miteinander verbindet,
Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser gemäß Anspruch 1, wobei jeder der mit den ersten Mantelschichten beschichteten Kerne (1) weiterhin einzeln mit einer Schicht des zweiten Mantelharzes (3) beschichtet ist und ein viertes Harz (4) die einzelnen Stränge umgibt und miteinander verbindet.
Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser gemäß Anspruch 1 bis 3, die den folgenden Beziehungen genügt: FNA ≤ 0,45; und nMantel1 – nMantel2 ≥ 0,02,wobei FNA die numerische Apertur der Mehrkern-Kunststoff-Lichtleitfaser darstellt und durch die Gleichung FNA = (n_Kern ² – n_Mantel1 ²)^0,5 definiert ist, wobei n_Kern, n_Mantel1 und n_Mantel2 den bei 20 °C für die D-Linie des Natriums gemessenen Brechungsindex des Kernharzes, des ersten Mantelharzes (2) bzw. des zweiten Mantelharzes (3) bedeuten.