JP4102448B2

JP4102448B2 - 光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ

Info

Publication number: JP4102448B2
Application number: JP53413398A
Authority: JP
Inventors: 真一豊島
Original assignee: Asahi Kasei EMD Corp
Current assignee: Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date: 1997-02-07
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: DE19881950T1; US6188824B1; WO1998035247A1; DE19881950B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバに関する。より具体的には、パソコンや、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、ＯＡ機器ＦＡ機器などの機器に近接した部分に設置される光通信伝送媒体として、使用されるプラスチック光ファイバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の通信用多芯プラスチック光ファイバは国際公開番号ＷＯ９５／３２４４２号にあるように屈折率の高い透明な芯樹脂からなる、複数本の芯繊維と、その周りを鞘樹脂でとり囲み一まとめにした多芯プラスチック光ファイバ裸線か、または芯繊維の各々を鞘樹脂で取り囲み鞘層となし、それらを第３の樹脂で取り囲んで一まとめにした多芯プラスチック光ファイバ裸線かまたはそれらをシース用の樹脂で被覆した多芯プラスチック光ファイバケーブルを光信号伝送用に使用していた。
【０００３】
単芯プラスチック光ファイバにおいて芯の回りに鞘を２層に被覆することについては特開昭６２−２０４２０９，特開平４−５１２０６，特開平５−２４９３２５に記載されている。しかし、これらは、多芯プラスチック光ファイバではなく、単芯の光ファイバであるため、芯の直径が大きく、曲げによる光保持率は不十分なものであった。即ち従来の多芯プラスチック光ファイバにおいては信号伝送帯域を広くしようとして光ファイバの開口数（以下ファイバＮＡと記す）を低くした場合、入射光源の開口数（以下ＬＮＡと記す）がファイバＮＡより大きい場合には、その光ファイバは、そのファイバＮＡを越えて入射する部分の光を受光出来ないので、受光量が小さいという問題があった。もう一つの問題は、プラスチック光ファイバを曲げた時に生じる光ロスの問題である。多芯プラスチック光ファイバは個々の芯の直径を非常に小さくできるので、曲げによる光ロスが小さくできるというのが特長であるが、それにもかかわらずファイバＮＡが小さくなると、曲げによる光ロスは大きくなり無視出来なくなるという問題があった。ファイバＮＡが比較的大きい場合でも、曲げに対する光ロスがより小さいプラスチック光ファイバはより好ましいものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、所望の伝送帯域を有するプラスチック光ファイバにおいて、光源からの受光量がより大きく、かつ、プラスチック光ファイバを曲げても光ロスのより少ないプラスチック光ファイバの提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の通りのものである。
１．円形配置された透明な芯樹脂からなる７本以上の芯繊維と、その各々の芯繊維の周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有する透明な第１鞘樹脂でとり囲み、各々の芯繊維と第１鞘層の外側を、第１鞘樹脂より屈折率の低い第２鞘樹脂で取り囲み、それらが一まとめの繊維状になるように複合紡糸法によって製造された断面円形の信号伝送用多芯プラスチック光ファイバであって、芯樹脂がポリメチルメタクリレート系の樹脂からなり、第１鞘樹脂がフルオロアルキルメタクリレート系樹脂、及びビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂の混合物からなる群から選択される樹脂からなり、第２鞘樹脂がビニリデンフロライド系樹脂からなり、該ビニリデンフロライド系樹脂がビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、及びビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペン共重合体からなる群より選択されるいずれかの樹脂であることを特徴とする信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ。
【０００６】
２．個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層とを島とし、第２鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する１．に記載の多芯プラスチック光ファイバ。
３．個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層とさらにそれを取り囲む、第２鞘樹脂層とを島とし、さらに第４の樹脂が島を取り囲みつつ互いに融着して海を形成する１．に記載の多芯プラスチック光ファイバ。
４．ナトリウムのＤ線で２０℃で測定した芯樹脂及び第１鞘樹脂、第２鞘樹脂の屈折率をそれぞれｎ_CORE，ｎ_CLAD1，ｎ_CLAD2としたとき、次式の関係を満たす１．〜３．のいずれか１つに記載の多芯プラスチック光ファイバ。ファイバＮＡ≦０．４５であり、
かつ、ｎ_CLAD1−ｎ_CLAD2≧０．０２
但し、ファイバＮＡは、多芯プラスチック光ファイバの開口数を意味し、ファイバＮＡ＝（ｎ_CORE ²−ｎ_CLAD1 ²）^0.5で定義される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明の多芯プラスチック光ファイバが、従来の多芯プラスチック光ファイバに比べて異なるところは屈折率が段階的に異なる二つの鞘を用いた多芯プラスチック光ファイバの構造となっている事である。ここで、第１の鞘は芯を直接取り囲む鞘であり、その要件としては、光ファイバの帯域に応じた屈折率を有している事が必要である。即ち、帯域はファイバＮＡに依存し、ファイバＮＡは芯の屈折率の２乗と鞘の屈折率の２乗の差の平方根で規定され、ファイバＮＡが小さい程広い帯域が得られる。しかし、ここに更にもう一層の第２の鞘を配置することの効果は、非常に複雑であるが、概ね次のように考えられる。即ち、芯とその周りの第１層鞘とさらにその周りの第２層鞘の配置において、芯の屈折率＞第１鞘の屈折率＞第２鞘の屈折率となるような鞘樹脂を選択すれば、プラスチック光ファイバに入射した光が、ファイバの中を進行するにつれ、最初は、あたかも、芯と第２鞘からなる光ファイバであるかのごとく、ファイバ軸に対し比較的大きな角度で進行する光も伝播させていくが、光が進行するにつれ（ファイバの距離が長くなるにつれ）、ついには芯と第１鞘からなる光ファイバであるかのようにファイバ軸に対してより小さな角度で伝播する光と化していくものと考えられる。即ち、比較的大きな角度で芯に入射した光は、第１鞘層を貫通して行き、第２鞘層の境界面で全反射しながら光ファイバ内を進行して行く。しかし、第１鞘層は芯樹脂ほどの光透過性はないので、このような繰り返しのうち、そのような光は吸収消失するか、或は何らかの反射角度の変化により、第１鞘層で全反射して行く有益な光に変換されるものと考えられる。広角度で入射した光も、５ｍ程度のファイバを通過するうちには芯と第１鞘からなる規定のＮＡにおさまる光に変換していく多芯プラスチック光ファイバになるものと考えられる。その意味では、１つの鞘だけの光ファイバが一定ファイバＮＡのファイバと見做されるのに対し、第１鞘と第２鞘からなるファイバは、長手方向にファイバＮＡが小さくなるような光ファイバということができる。
【０００８】
本発明の光ファイバの構造は、７本以上の芯繊維とその各々の芯繊維の周りを第１鞘樹脂で取り囲み、さらにその周りを第２鞘樹脂でとりかこみそれらが一まとめの繊維状になった構造であるが、即ち、第１図に示すような個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層を島とし、第２鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する構造の多芯プラスチック光ファイバである。さらに特殊な場合として、光ファイバの耐熱性をあげたり、耐薬品性をあげたり、個々の芯の光遮蔽性を付与するなどなどの目的で、第４の樹脂を用いた構造にすることも可能である。即ち第２図に示すように、個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層とさらにそれを取り囲む第２鞘樹脂層を島とし、さらに第４の樹脂が島を取り囲みつつ互いに融着して海を形成した多芯プラスチック光ファイバである。
【０００９】
本発明の多芯プラスチック光ファイバにおいて、芯の数や芯の直径、多芯プラスチック光ファイバ裸線の直径などについて、好ましい適用範囲について述べれば、芯の数としては最低７個が円形配置が可能となり好ましく、最大数については、特に制限はないがファイバの製造の容易さから１００００ケ程度である。より好ましくは１９ヶ〜１０００ケである。芯の直径は５μｍ〜５００μｍ程度までである。より好ましくは２０μｍ〜２５０μｍであり、さらに好ましくは５０μｍ〜２００μｍである。芯の直径は小さければそれだけ曲げによる光量ロスは小さくなるのだが、光ファイバとしての伝送損失が大きくなるから本発明の２層鞘構造にして比較的曲げによる光ロスを低減させ、その分を芯の直径を大きくするように仕向け、プラスチック光ファイバの伝送損失値を下げるのが好適である。
【００１０】
次に多芯プラスチック光ファイバ裸線断面積に対する芯の全断面積と第１鞘層の全断面積と第２鞘層或は第４樹脂層の全断面積の比率についてのべれば、芯の比率は６０％〜９０％程度、より好ましくは７０％〜８５％である。６０％未満では光量が少なくなる。９０％以上では、芯が円形から変形してくるので伝送損失が大きくなる。第１鞘層の断面積は３％〜３０％、より好ましくは５％〜１５％である。この理由は、第１鞘層は反射層としての役割の他に、光透過層としての役割があり、この層があまり厚すぎると、光吸収ロスが大きくなる。そのような観点から、第１鞘層は芯の回りをほぼリング状に配置されその厚さが０．８μｍ〜３μｍ程度に、薄く被覆できるのが好ましい。第２鞘層の全断面積の比率は、３％〜３０％である。より好ましくは７％〜２０％である。その厚さは１μｍ〜２０μｍ程度が確保されているのが好ましい。さらに、第４樹脂層を配置した構造の場合には第４樹脂層の全断面積の比率は３％〜３０％である。より好ましくは７％〜２０％である。その厚さは１μｍ〜２０μｍ程度が確保されているのが好ましい。
【００１１】
本発明の多芯プラスチック光ファイバにおける、芯繊維と第１鞘と第２鞘と場合によっては第４樹脂層から構成される裸線の直径としては０．１ｍｍ〜３ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ以下では細過ぎて扱いずらく、３ｍｍを越えると剛直になり扱いずらくなる。より好ましくは、０．５〜１．５ｍｍである。
次に本発明の多芯プラスチック光ファイバに使用する芯，第１鞘，第２鞘樹脂について説明する。
【００１２】
本発明に使用する多芯プラスチック光ファイバは芯樹脂としては、各種の透明樹脂が使用できる。特に好ましい樹脂としてはポリメチルメタクリレート系の公知の樹脂が使用できる。例えばメチルメタクリレート単独重合体や、メチルメタクリレートを５０重量％以上含んだ共重合体で、共重合可能な成分として、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルなどのアクリル酸エステル類、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸シクロヘキシルなどのメタクリル酸エステル類、イソプロピルマレイミドのようなマレイミド類、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンなどがあり、これらの中から一種以上適宜選択して共重合させることができる。その他好ましい樹脂として、スチレン系樹脂が使用できる。例えばスチレン単独重合体やスチレン−メチルメタクリレート共重合体などである。その他好ましい樹脂として、ポリカーボネート系樹脂が使用できる。ポリカーボネート系樹脂は耐熱性が高いこと、及び吸湿性が低いという特徴を有する。そのほかプラスチック光ファイバの芯樹脂として提案されている、旭硝子社製ＣＹＴＯＰ^▲Ｒ▼樹脂やデユポン社製ＴＥＦＬＯＮＡＦ^▲Ｒ▼樹脂、ＪＳＲ社製アートン^▲Ｒ▼樹脂なども芯樹脂としても使用可能である。
【００１３】
次に芯と第１鞘樹脂の関係について述べる。まず屈折率であるが、ここで屈折率は、ナトリウムのＤ線で２０℃で測定した芯樹脂及び第１鞘樹脂、第２鞘樹脂の屈折率をそれぞれ、ｎ_CORE，ｎ_CLAD1，ｎ_CLAD2としたとき、多芯プラスチック光ファイバの開口数ファイバＮＡを次式で規定した場合、
ファイバＮＡ＝（ｎ_CORE ²−ｎ_CLAD1 ²）^0.5
本発明においてはファイバＮＡの値としては０．１〜０．６程度を対象としているが、本発明の効果はファイバＮＡが低ければ低いほど、そして第１鞘と第２鞘の屈折率の差が大きいほど大きい。それらが特に顕著になるのはファイバＮＡが０．４５以下であり、かつｎ_CLAD1−ｎ_CLAD2≧０．０２の多芯プラスチック光ファイバである。従来の単一鞘の光ファイバにおいては、ファイバＮＡが０．４５のように低い場合、高速伝送が可能になるかわりに、光源からの受光量が小さくなり、かつ、光ファイバを曲げた時の光量ロスが大きくなるが、本発明の２層鞘構造にすれば、驚くほど著しい効果を上げることができる。
さて第１鞘樹脂として具体的に例をあげれば、芯樹脂がＭＭＡ系樹脂の場合であれば、フルオロアルキルメタクリレートを含む樹脂やビニリデンフロライド系樹脂やビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂を混合したアロイなどである。特に通信用途ではフルオロアルキルメタクリレート樹脂が結晶性がなく、高温でのロスの変化もなく好ましい。フルオロアルキルメタクリレートとしては次式の化合物である。
【化１】

【００１４】
これらで示されるフルオロアルキルメタクリレートモノマの１種類以上と、他の共重合可能なフルオロアルキルアクリレートやアルキルメタクリレートやアルキルアクリレートなどとの共重合体である。さらに具体的に例をあげれば、フルオロアルキルメタクリレートとしては、トリフロオロエチルメタクリレート、テトラフルオロプロピルメタクリレート、ペンタフルオロプロピルメタクリレート、ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、オクタフルオロプロペンチルメタクリレートなどがあり、フッ化アクリレートモノマーとしては，トリフルオロエチルアクリレート、テトラフルオロプロピルアクリレート、オクタフルオロペンチルアクリレートなどがある。そしてこれらのフッ素系モノマーの他に、高屈折率成分として、メチルメタクリレートやエチルメタクリレートなどのメタクリレートモノマーやメチルアクリレートやエチルアクリレート、ブチルアクリレートなどのアクリレートモノマー、メタクリル酸やアクリル酸などとのいろいろな組合せによる共重合体が挙げられる。ビニリデンフロライド系樹脂として例を挙げれば、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトンの共重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、トリフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共重合体。さらに、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペンの共重合体、或いはこれらの２元成分にさらに、トリフロロエチレンやテトラフロロエチレンを加えた３元以上の共重合体、さらにビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンの２元共重合体、特に、ビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％からなる共重合体が好ましい。その他、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンの２元共重合体などがある。そしてさらにこれらのビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂を混合したアロイを使用すると良い。メタクリレート系の樹脂としては、メチルメタクリレートやエチルメタクリレートの単独重合体や、或いは、これらを主体とする共重合体であり、これらにメチルメタクリレートやブチルアクリレートなどのアルキルアクリレートやアルキルメタクリレートなどを共重合しても良い。また、ファイバＮＡが０．２５よりも低い場合の鞘樹脂としては、メチルメタクリレートとブチルアクリレートの共重合体のようにフッ素成分を含まぬ樹脂組成物も可能である。さて第１鞘樹脂は、ファイバＮＡを調整するために屈折率が調整選択されるが、さらに第１鞘は、光の反射層というだけではなく、光透過層としての機能もある程度は必要であり、透明性がより高い方が好ましく、その理由からフルオロアルキルメタクリレート系の鞘やビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂の混合体で透明度の高いものがより好ましい。第２の鞘樹脂は、第１鞘樹脂より屈折率が低い鞘である必要がある。この屈折率は低ければ低いほど、本発明には適している。鞘樹脂としては、第１樹脂と同様なフルオロアルキルメタクリレート系樹脂やビニリデンフロライド系樹脂やデュポン社のテフロンＡＦ^▲Ｒ▼や旭硝子社製のサイトップ^▲Ｒ▼などの低屈折率樹脂などが好ましく、より好ましくはビニリデンフロライド系樹脂である。その理由は、ビニリデンフロライド系樹脂は、可撓性があり、機械的に強度があり、さらに第１鞘がフルオロアルキルメタクリレート系樹脂やビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂の混合物の場合などの場合には、それらとよく接着して機械的にも強固な多芯プラスチック光ファイバが得られるからである。それらのビニリデンフロライド系樹脂は、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン共重合体やビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペン共重合体などをあげることができる。
【００１５】
さらに第２図に示す構造を採用する場合の第４の樹脂については、ビニリデンフロライド系樹脂、ナイロン１２樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＰＭＭＡ樹脂などである。ビニリデンフロライド系樹脂の場合は第２鞘樹脂よりも屈折率の低い樹脂にして、３層鞘構造の多芯プラスチック光ファイバとすることも本発明に含まれる。
本発明の多芯プラスチック光ファイバは芯樹脂と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂を同時に溶融成形できる複合紡糸法によって製造されるものである。というのは、多芯プラスチック光ファイバを通信に用いる場合、多芯プラスチック光ファイバにおいて、各々芯の相対的な位置がファイバ断面においてどこでも一様に保たれていること、各々の芯が高密度に隙間なく配置されることと、さらに各々芯の伝送損失値が出来るだけ低く抑えられることが重要だからである。芯の相対的な位置が保たれることの重要性について言えば、発光素子の中心が多芯プラスチック光ファイバの中央部の芯グループに対応し、それが反対側の端面において、受光素子の中央部に対応していくことは光の結合効率をあげる上で非常に効果的であるからである。この理由から、本発明の多芯プラスチック光ファイバは、単芯のプラスチック光ファイバを後で束にしたものとは、全く異なるものである。
【００１６】
この複合紡糸法に用いる複合紡糸ダイの構造例を第３図と第４図に示す。第３図は第１図の構造の多芯プラスチック光ファイバを製造するのに用いられる複合紡糸ダイであり、溶融した芯樹脂と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂が同時に導入されて、多芯構造体が形成される。第４図は、第２図の構造の多芯プラスチック光ファイバを製造するのに用いられる複合紡糸ダイであり、溶融した芯樹脂と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂と第４の樹脂がが同時に導入されて、多芯構造体のストランドが形成される。これらの多芯構造体のストランドは、１．２〜３倍程度に延伸し、熱処理して所望の直径の多芯プラスチック光ファイバ裸線が得られる。
このようにして本発明の多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造するが、この裸線の上にポリエチレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ビニリデンフロライド系樹脂、シリコン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、架橋ポリ塩化ビニル樹脂などで被覆してケーブルとして使用するのが通常的である。
【００１７】
本発明のプラスチック光ファイバは多数の芯が完全に一体化していて、個々の芯の相対的位置は厳密に保たれるため、通信において光源や受光素子との結合効率がたかく、特に小口径の他の光ファイバとの結合も有利に行える特長もある。
ファイバの端末におけるコネクターとの固定も、一芯の大口径のプラスチック光ファイバの取扱いと同様に、被覆材のかしめや、接着剤などで容易に固定できる。
さて、このような多芯プラスチック光ファイバの利用方法としては光通信の信号伝送媒体として使用することができる。そのような機器としてはパソコンや、オーディオビジュアル機器、交換機、電話、ＯＡ機器、ＦＡ機器などであり、光データリンクに接続される。机の上に設置された、パソコンＬＡＮを例にとれば、その、ＬＡＮカードに接続されたインターフェースケーブルは、非常に屈曲が激しいが、このような用途に最適である。その他、ポータブルのオーデイオビジュアル機器、ＦＡ機器などにも適用できるところが多い。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明を説明するするが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
芯樹脂として屈折率ｎ_core１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂でメルトフローインデックスが２３０℃ 荷重３．８Ｋｇオリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍの条件で、１．５ｇ／１０分であるものを用いた。第１鞘として１７ＦＭＡ１４％、４ＦＭ６％、３ＦＭＡ６％、ＭＭＡ７４％をキャスト重合して、２３０℃ ３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが３１ｇ／１０分屈折率が１．４７を用いた。第２鞘としてビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフローインデックスが３０ｇ／１０分、屈折率は１．４０２の樹脂を用いた。複合紡糸ダイとしては、９１芯を有し、各々芯を第１鞘と第２鞘が二層に被覆する構造の第３図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂の容積の比率が８０対１０対１０になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、２倍に延伸して、直径１．２２ｍｍの２鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。この多芯光ファイバのファイバＮＡは、０．２６である。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、２．２ｍｍの２重鞘構造多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、ＬＮＡ０．１５で測定し１８２ｄＢ／ｋｍであった。
【００１９】
この２重鞘の多芯プラスチック光ファイバケーブルに６５０ｎｍの単色光をいろいろなＬＮＡで入射せしめ、２ｍのファイバを経て出射される光量を測定すると共に、下記比較例１で得れた単一鞘多芯プラスチック光ファイバについても同様の方法で出射される光量を測定した。２重鞘多芯プラスチック光ファイバの単一鞘多芯プラスチック光ファイバに対する出射光量倍率（単一鞘多芯プラスチック光ファイバに比した２重鞘多芯プラスチック光ファイバの出射光のパワー倍数）を表１に示す。
つぎにこの２重鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光を入射せしめ、中央部分で、半径１０ｍｍの棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表２に示す。
【００２０】
比較例１
一方比較のために、同じ複合紡糸ダイに、第２鞘樹脂の代わりに第１鞘樹脂を供給し９１芯の１鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と第１鞘の容積比率は８０対２０とし、直径１．２２ｍｍの単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造し、同様に黒色ポリエチレンで２．２ｍｍの外径を有する１鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、ＬＮＡ０．１５で測定し１８１ｄＢ／ｋｍであった。
つぎにこの単一鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光を入射せしめ、中央部分で、半径１０ｍｍの棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表２に示す。
【００２１】
実施例２
芯樹脂を屈折率ｎ_core１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂でメルトフローインデックスが２３Ｏ℃荷重３．８Ｋｇオリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍの条件で、１．５ｇ／１０分であるものを用いた。第１鞘として１７ＦＭＡ１４％、４ＦＭ６％、３ＦＭＡ６％、ＭＭＡ７４％をキャスト重合して、２３０℃ ３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが２５ｇ／１０分屈折率が１．４７を用いた。第２鞘としてビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフローインデックスが３０ｇ／１０分の樹脂を用いた。屈折率は１．４０２であった。複合紡糸ダイとしては、３７芯を有し、各々芯を第１鞘と第２鞘が二層に被覆する構造の第３図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂の容積の比率が８０対１０対１０になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、２倍に延伸して、直径１．０ｍｍの２重鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。この多芯光ファイバのファイバＮＡは０．２６である。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、２．２ｍｍの２鞘構造多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、ＬＮＡ０．１５で測定し１４０ｄＢ／ｋｍであった。
【００２２】
この２重鞘の多芯プラスチック光ファイバケーブルに６５０ｎｍの単色光をいろいろなＬＮＡで光を入射せしめ、２ｍのファイバを経て出射される光量を測定すると共に、下記比較例２で得られた１鞘多芯プラスチック光ファイバについても同様の方法で出射される光量を測定した。２鞘多芯プラスチック光ファイバの単一鞘多芯プラスチック光ファイバに対する出射光量倍率（単一鞘多芯プラスチック光ファイバに比した２重鞘多芯プラスチック光ファイバの出射光のパワー倍数）を表３に示す。
つぎにこの２鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を入射せしめ、ファイバの長さの中央部分で、半径１０ｍｍの棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した。結果を表４に示す。
さらにこの２重鞘多芯プラスチック光ファイバの２ｍと５０ｍのケーブルに対し、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表５に示す。
このように本発明の多芯プラスチック光ファイバは２ｍのファイバ長さでも、５０ｍのファイバ長さでも出射光量が多いことがわかる。
【００２３】
比較例２
一方比較のために、実施例２と同じ複合紡糸ダイに、第２鞘樹脂の代わりに第１鞘樹脂を供給し３７芯の単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と鞘の容積比率は８０対２０とし、直径１．００ｍｍの単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造し、実施例２と同様に黒色ポリエチレンで２．２ｍｍの外径を有する１鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、ＬＮＡ０．１５で測定し１４０ｄＢ／ｋｍであった。
つぎにこの単一鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を入射せしめ、中央部分で、半径１０ｍｍの棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した。結果を表４に示す。
さらに、この単一鞘多芯プラスチック光ファイバの２ｍと５０ｍのケーブルに対し、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表５に示す。
【００２４】
実施例３
芯樹脂を屈折率ｎ_core１．４９２のポリメチルメタクリレート樹脂でメルトフローインデックスが２３０℃ 荷重３．８Ｋｇオリフィスの直径２ｍｍ、長さ８ｍｍの条件で、１．５ｇ／１０分であるものを用いた。第１鞘として１７ＦＭＡ４５重量％、４ＦＭ２０％、ＭＭＡ３５％をキャスト重合して、２３０℃ ３．８Ｋｇ荷重におけるメルトフローインデックスが３５ｇ／１０分屈折率が１．４２８の樹脂を用いた。第２鞘としてビニリデンフロライド８０モル％とテトラフロロエチレン２０モル％の共重合体で、同条件で測定したメルトフローインデックスが３０ｇ／１０分の樹脂を用いた。屈折率は１．４０２であった。複合紡糸ダイとしては、３７芯を有し、各々芯を第１鞘と第２鞘が二層に被覆する構造の第３図に示すようなダイスを用いた。この複合紡糸ダイに、芯樹脂の容積と第１鞘樹脂と第２鞘樹脂の容積の比率が８０対１０対１０になるように供給し、ダイから排出されるストランドを収束し、２倍に延伸して、直径１．００ｍｍの２鞘多芯プラスチック光ファイバ裸線を製造した。さらにこの裸線に黒色ポリエチレンで被覆し、２．２ｍｍの２重鞘構造多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この組み合わせによるファイバＮＡは０．４３である。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、入射ＮＡ０．１５で測定し１３５ｄＢ／ｋｍであった。
【００２５】
つぎにこの２重鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、６５０ｎｍのＬＥＤ（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）、そのＬＮＡが０．６以上の光線を入射せしめ、光ファイバの長さの中央部分で、半径の異なる棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表６に示す。
さらにこの２重鞘多芯プラスチック光ファイバの２ｍと５０ｍのケーブルに対し、波長が６５０ｎｍでＬＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表７に示す。
このように本発明の多芯プラスチック光ファイバは２ｍのファイバ長さでも、５０ｍのファイバ長さでも出射光量が多いことがわかる。
比較例３
【００２６】
一方比較のために、実施例３と同じ複合紡糸ダイに、第２鞘樹脂の代わりに第１鞘樹脂を供給し３７芯の単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造した。芯と第１鞘の容積比率は８０対２０とし、直径１．００ｍｍの単一鞘多芯プラスチック光ファイバを製造し、実施例３と同様に黒色ポリエチレンで２．２ｍｍの外径を有する単一鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを得た。この多芯プラスチック光ファイバの伝送損失は６５０ｎｍの波長で、ＬＮＡ０．１５で測定し１３５ｄＢ／ｋｍであった。
つぎに、この単一鞘多芯プラスチック光ファイバケーブルを２ｍの長さに切り取り、６５０ｎｍのＬＥＤ（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）、そのＬＮＡが０．６以上の光線を入射せしめ、光ファイバの中央部分で、半径の異なる棒に１回転巻き付け、それによる光量変化を測定した結果を表６に示す。
さらにこの１鞘多芯プラスチック光ファイバの２ｍと５０ｍのケーブルに対し、波長が６５０ｎｍで入射ＮＡが０．６以上のＬＥＤ光（ＨＡＫＴＲＯＮＩＣＳ社製ｐｈｏｔｏｍ２０５）を光源として接続し、出射光量を測定した。測定結果を表７に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【表２】

【００２９】
【表３】

【００３０】
【表４】

【００３１】
【表５】

【００３２】
【表６】

【００３３】
【表７】

【００３４】
【発明の効果】
本発明は、所望の伝送帯域を有するプラスチック光ファイバにおいて、光源からの受光量がより大きく、かつ、プラスチック光ファイバを曲げても光ロスのより少ない、且つ第１鞘樹脂と第２の鞘樹脂がよく接着して機械的にも強固な多芯プラスチック光ファイバが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第１鞘層を島とし第２鞘層を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）の断面を示す模式図。
【図２】第２図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第１鞘層、及び第２鞘層を島とし第４樹脂を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）の断面を示す模式図。
【図３】第３図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第１鞘層を島とし第２鞘層を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）を製造する複合紡糸ダイを示す模式図。
【図４】第４図は、本発明の多芯プラスチック光ファイバ（芯繊維と第１鞘層、及び第２鞘層を島とし第４樹脂を海とする光信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ）を製造する複合紡糸ダイを示す模式図。
【符号の説明】
図中符号は、以下のとおりである。
１・・・芯、
２・・・第１鞘、
３・・・第２鞘、
４・・・第４樹脂（保持部）、
５・・・芯樹脂供給口、
６・・・第１鞘樹脂供給口、
７・・・第２鞘樹脂供給口、
８・・・芯ガイドパイプ、
９・・・鞘ガイドパイプ、
10・・・第４樹脂供給口、
11・・・第４樹脂ガイドパイプ

Claims

円形配置された透明な芯樹脂からなる７本以上の芯繊維と、その各々の芯繊維の周りを上記樹脂の屈折率よりも低い屈折率を有する透明な第１鞘樹脂でとり囲み、各々の芯繊維と第１鞘層の外側を、第１鞘樹脂より屈折率の低い第２鞘樹脂で取り囲み、それらが一まとめの繊維状になるように複合紡糸法によって製造された断面円形の信号伝送用多芯プラスチック光ファイバであって、芯樹脂がポリメチルメタクリレート系の樹脂からなり、第１鞘樹脂がフルオロアルキルメタクリレート系樹脂、及びビニリデンフロライド系樹脂とメタクリレート系樹脂の混合物からなる群から選択される樹脂からなり、第２鞘樹脂がビニリデンフロライド系樹脂からなり、該ビニリデンフロライド系樹脂がビニリデンフロライドとテトラフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロプロペン共重合体、ビニリデンフロライドとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、ビニリデンフロライドとトリフロロエチレンとヘキサフロロアセトン共重合体、及びビニリデンフロライドとテトラフロロエチレンとヘキサフロロプロペン共重合体からなる群より選択されるいずれかの樹脂であることを特徴とする信号伝送用多芯プラスチック光ファイバ。
個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層とを島とし、第２鞘樹脂層は互いに融着して海を形成する請求項１に記載の多芯プラスチック光ファイバ。
個々の芯とそれを取り囲む第１鞘樹脂層とさらにそれを取り囲む、第２鞘樹脂層とを島とし、さらに第４の樹脂が島を取り囲みつつ互いに融着して海を形成する請求項１に記載の多芯プラスチック光ファイバ。
ナトリウムのＤ線で２０℃で測定した芯樹脂及び第１鞘樹脂、第２鞘樹脂の屈折率をそれぞれｎ_CORE，ｎ_CLAD1，ｎ_CLAD2としたとき、次式の関係を満たす請求項１〜３のいずれか１項に記載の多芯プラスチック光ファイバ。ファイバＮＡ≦０．４５であり、
かつ、ｎ_CLAD1−ｎ_CLAD2≧０．０２
但し、ファイバＮＡは、多芯プラスチック光ファイバの開口数を意味し、ファイバＮＡ＝（ｎ_CORE ²−ｎ_CLAD1 ²）^0.5で定義される。