JP3871261B2 - Optical fiber and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック光ファイバーに関するものであり、とくに耐熱性、耐寒性、耐食性、耐摩擦性等の特性が大きく、伝送損失が小さな光ファイバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーには、石英ガラス等からなるガラス系光ファイバーとともにプラスチックからなる光ファイバーが用いられている。
プラスチック光ファイバーは、石英ガラス系のものに比べて伝送損失が大きく、長距離の信号の伝送には適さないが、可撓性に富んでおり、径の大きいものを使用することができるために取り扱いや末端部の処理が容易であるという特徴を有している。
このような特徴を生かして、近距離の信号の伝送、建造物内部、あるいは自動車等の機器内での信号の伝送、照明、光学的な表示装置等の用途において用いられている。
【０００３】
プラスチック光ファイバーとしては、メチルメタクリル酸の重合体等の透明性が大きな樹脂製のコアの周囲にクラッド層を被覆したものが提供されたが、これらのアクリル樹脂系の光ファイバーは、化学構造中にＣ−Ｈ結合を有しているので、Ｃ−Ｈ結合の赤外振動吸収の高調波吸収による伝送損失の増加を招くとともに、耐熱性、耐湿性、耐薬品性が充分なものではなく、高温下での使用、あるいは光ファイバーの被覆に使用される塩化ビニル樹脂の可塑剤の作用によってアクリル樹脂が劣化する等の問題点があった。更に耐湿性が十分でない場合には、赤外振動吸収による伝送損失の増加を避けることができなかった。
そこで、アクリル樹脂等に代えて非晶質フッ素樹脂製の光ファイバーが提案された。非晶質フッ素樹脂は、透明性が良好なものの結晶性合成樹脂に比べて耐熱性等の点で充分ではないという問題点があった。
【０００４】
一方、部分的に結晶化したフッ素樹脂を延伸することによって、光ファイバーの伝送損失を低下させることが、特表平８−５０７８７６号公報において提案されているが、伝送損失は３０ｄＢ／ｍ以上あり、減衰量が大きく実用的なものではなく、具体例として挙げられているフッ素樹脂であるフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレンを含有する共重合体、すなわちＴＨＶと称される熱可塑性フッ素樹脂は融点が低く、耐熱性が充分なものではなく、また共重合体の成分としてフッ化ビニリデンを含有しているためにアクリル樹脂系の光ファイバーと同様に、Ｃ−Ｈ結合を化学構造中に有している。このためＣ−Ｈ結合の赤外振動吸収の高調波吸収による伝送損失の増加の影響を避けることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、耐湿性、耐熱性をはじめとする特性が良好で、Ｃ−Ｈ結合の赤外振動吸収に起因する伝送損失がないプラスチック光ファイバーを提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、プラスチック光ファイバーにおいて、芯材は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂からなる溶融物を冷却して得られた成形品をガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を印加して延伸されたものであり、クラッドは、芯材よりも屈折率が小さなパーフルオロフッ素樹脂層で構成されたプラスチック光ファイバーによって解決することができる。
【０００７】
また、プラスチック光ファイバーの製造方法において、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物を冷却して得られた成形品をガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を印加して延伸して芯材を作製し、該成形品の成形時もしくは延伸の前後において芯材上に芯材よりも屈折率が小さなパーフルオロフッ素樹脂からなるクラッド層を形成するプラスチック光ファイバーの製造方法である。
結晶性パーフルオロ樹脂の溶融物を成形後に急冷する前記の光ファイバーの製造方法である。
結晶性パーフルオロ樹脂の溶融物と結晶性パーフルオロ樹脂よりも屈折率が小さな材料とを２層同時に押し出して、結晶性パーフルオロ樹脂上にパーフルオロフッ素樹脂よりも屈折率が小さなクラッド層を形成する前記の光ファイバーの製造方法である。
結晶性パーフルオロフッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体から選ばれるフッ素樹脂である前記のプラスチック光ファイバーの製造方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、従来、光ファイバーのクラッドあるいは保護被覆材料等として用いられることはあっても、光ファイバーの導光用材料、すなわちコアとして用いられることはなかった、半透明なテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等の結晶性パーフルオロ樹脂の溶融物から作製した成形体を延伸して軸方向に配向性を付与することによって光透過性を高めるができ、導光用材料として利用可能であって、結晶性パーフルオロ樹脂が備えた大きな耐熱性、耐寒性、耐湿性、耐薬品性、耐溶剤性、低摩擦性、耐燃性、耐候性、非吸水性、非吸湿性、耐発煙性等を備えた光ファイバーを提供することが可能であることを見いだしたものである。
【０００９】
以下に本発明のプラスチック光ファイバーの製造方法について説明する。
本発明のプラスチック光ファイバーの製造工程は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物の押出等によるモノフィラメントの成形工程、延伸用材料の延伸工程等から形成されている。
【００１０】
第一の製造方法は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物を押出等によってモノフィラメントを成形した後に速やかに冷却し、最終的な製品の径と延伸倍率から決定される延伸用材料を作製した後に、延伸用材料にガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を印加して所望の芯材を作製し、芯材を加熱して熱固定した後に芯材の表面にフッ素樹脂組成物のクラッド層および保護層を形成してパーフルオロ樹脂からなるプラスチック光ファイバーを得る方法である。
【００１１】
第二の製造方法は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物を押出等によって成形し速やかに冷却し、最終的な製品の径と延伸倍率から決定される延伸用材料を作製した後に、表面にフッ素樹脂組成物のクラッド層を形成し、ガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を加えて所望の延伸率で延伸を行い、さらに熱処理を行って延伸状態を固定した後に表面に保護層を形成してプラスチック光ファイバーを得る方法である。この方法では、クラッド層も延伸によって膜厚が薄くなるので、クラッド層の形成工程においては、延伸率を考慮してクラッド層の膜厚が設定される。
【００１２】
第三の製造方法は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物を押出等によって成形する際にクラッド材料も同時に積層して成形する方法である。同時に成形した後に速やかに冷却し、最終的な製品の径と延伸倍率から決定される延伸用材料を作製した後に、ガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を加えて所望の延伸率で延伸を行い、さらに表面に保護層を形成してプラスチック光ファイバーを得る方法である。この方法では、クラッド層も延伸によって膜厚が薄くなるので、クラッド層の形成工程においては、延伸率を考慮してクラッド層の膜厚が設定される。
【００１３】
また、本発明の光ファイバーの延伸は、送り速度と引張り速度との比を調整し、一度で所定の線径まで延伸しても、数回に分けて延伸を行っても良い。
プラスチック光ファイバーの製造工程は、一般に雰囲気中の汚染物質の濃度が少ない環境において製造することが要求されている。特に芯材の形成工程、クラッド層の形成工程において、雰囲気の塵埃の数が多い場合には、芯材中、芯材の表面、クラッド層等に塵埃が混入する結果、光学的特性が大きく低下する。したがって、プラスチック光ファイバーの製造工程のうち、少なくとも芯材の形成工程、およびクラッド層の形成工程は、高度に塵埃の存在量が管理された環境で製造する必要があるので、クラッド層の形成までの工程が短い、第二の製造方法、あるいは第三の製造方法が好ましい。
【００１４】
また、本発明の光ファイバーに使用することができる結晶性パーフルオロ樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）を挙げることができ、この中でも加熱溶融した後に押出成形等の方法によってモノフィラメントを作製することが可能な熱可塑性パーフルオロ樹脂であることが好ましく、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が好ましい。
【００１５】
これらの樹脂は、一般的な熱可塑性樹脂と同様の溶融成形法によって成形することができ、樹脂を溶融させてダイから押し出して、気体、液体等によって冷却してモノフィラメントを製造することができる。また、モノフィラメントの外径は、その後の延伸率を考慮して決定される。
溶融物の成形においては冷却時に徐冷すると結晶が成長して透明性が低下するので、冷却は速やかに行うことが好ましく、溶融押出後、直ちに水、その他の冷却媒体中に浸漬することが好ましい。
【００１６】
作製されたモノフィラメントは、それぞれの樹脂のガラス転移温度以上であって融点以下に加熱した状態で張力を与えて延伸する。延伸によって長さ方向の分子の配向度が大きくなり、光透過性が上昇するので、延伸倍率は大きくすることが好ましく、モノフィラメントが切断しない範囲で可能な限り大きくすることが好ましい。
【００１７】
また、結晶性パーフルオロ樹脂は、その重合方法によっても光透過性等の特性が変化するので、光透過性等の特性が大きなフッ素樹脂を使用することが好ましい。また、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体としては、具体的には半導体製造工程等の各種の機器用に用いられている不純物の含有量が少なく透明性に優れたものが好ましく、具体的にはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体としては、透明性が良好なＡＰ−２３１ＳＨ（ダイキン製）、４５１ＨＰ−Ｊ（三井デュポンフロロケミカル製）、Ｐ−８０２ＵＰ（旭硝子製）等を挙げることができる。また、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体としては、ＮＰ−４０（ダイキン製）を挙げることができる。
【００１８】
本発明の結晶性パーフルオロ樹脂の芯材の表面には、フッ素樹脂からなるクラッド層が形成される。クラッド層としては１μｍないし３０μｍの厚さとすることが好ましく、具体的には、パーフルオロ（２，２―ジメチル―１，３―ジオキゾール）−テトラフルオロエチレン（デュポン社製 テフロンＡＦ）、あるいはこれに他のフッ素化合物、例えば、パーフルオロポリエーテル（デュポン クライトックスＧＰＬ１０７）等を混合したものを用いることができる。
また、加熱下で延伸したモノフィラメントは、その後の加熱によって著しく収縮するので、張力を加えて一定の温度下で保持することによって、熱収縮による寸法の変化が生じないようにする熱固定処理を行うことが好ましい。
すなわち、本発明の結晶性パーフルオロ樹脂の場合には、結晶が析出しない温度である結晶化温度以下で所定の時間保持することによって熱固定処理を行うことができる。
以上の説明では、円柱状の部材について説明したが、板状の部材であっても良い。
【００１９】
【実施例】
以下に、実施例を示し本発明を説明する。
実施例１
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）（ダイキン製 ＡＰ−２３１ＳＨ）を押出成形機からダイ温度３７５℃で、横方向に押し出し後、４０℃において水冷を行い直径１．０ｍｍのモノフィラメントを作製した。
次いで、空気中２９０℃において、延伸速度０．８ｍ／ｍｉｎで張力を加えて当初の長さの４倍に延伸し、直径０．５ｍｍの延伸素材を得た。
延伸素材の表面に、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）／テトラフルオロエチレン共重合体（デュポン社製 テフロンＡＦ）溶液を塗布し、厚さ１０μｍのクラッドを形成して光ファイバを作製した。
次いで、張力を加えた状態で空気中２３０℃で３０分間保持して熱固定を行った後に、表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体からなる保護被覆を形成して光ファイバーとした。
得られた光ファイバーについて、測定光の波長を、１．３μｍ、０．８５μｍ、および白色光に変えて伝送損失を測定した。その結果を表１に示す。
伝送損失は、カットバック法によって、安定化光源（アンリツ製 ＭＧ９００１Ａ）からの光をＧＩ型ガラス製光ファイバーを介して試料の光ファイバーに入射し、出射光を光パワーメータ（安藤電気製 ＡＱ−１１３５Ｅ）によって測定して、単位長さ当たりの伝送損失を求めた。
【００２０】
【表１】

【００２１】
実施例２
パーフルオロ樹脂としてテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）（ダイキン製 ＡＰ−２３１ＳＨ、４５１ＨＰ−Ｊ）を、押出成形機からダイ温度３７５℃で、横方向に押し出し後、４０℃において水冷を行い直径１．０ｍｍのモノフィラメントを作製した。
次いで、空気中２９０℃において、延伸速度０．８ｍ／ｍｉｎで張力を加えて表２に記載の延伸倍率で延伸し、直径０．５ｍｍの延伸素材を得た。
延伸素材の表面に、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）／テトラフルオロエチレン共重合体（デュポン社製 テフロンＡＦ）溶液を塗布し、厚さ１０μｍのクラッドを形成して光ファイバを作製した。
次いで、張力を加えた状態で空気中２３０℃で３０分間保持して熱固定を行った後に、表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体からなる保護被覆を形成して光ファイバーとした。
得られた光ファイバーについて、測定光の波長０．８５μｍにおいて実施例１と同様に伝送損失を測定し、その結果を表２に示す。
【００２２】
実施例３
パーフルオロ樹脂としてテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）（ダイキン製 ＮＰ−４０）を、押出成形機からダイ温度３５０℃で、横方向に押し出し後、４０℃において水冷を行い直径１．０ｍｍのモノフィラメントを作製した。
次いで、空気中２５０℃において、延伸速度０．８ｍ／ｍｉｎで張力を加えて表２に記載の延伸倍率で延伸し、直径０．５ｍｍの延伸素材を得た。
延伸素材の表面に、パーフルオロ（２，２−ジメチル−１，３−ジオキソール）／テトラフルオロエチレン共重合体（デュポン社製 テフロンＡＦ）溶液を塗布し、厚さ１０μｍのクラッドを形成して光ファイバを作製した。
次いで、張力を加えた状態で空気中２００℃で３０分間保持して熱固定を行った後に、表面にテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体からなる保護被覆を形成して光ファイバーとした。
得られた光ファイバーについて、測定光の波長０．８５μｍにおいて実施例１と同様に伝送損失を測定し、その結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】

【００２４】
【発明の効果】
本発明は、耐熱性、耐湿性、耐薬品性等の特性に優れたパーフルオロ樹脂からなる伝送損失が小さなプラスチック光ファイバーを提供することを可能としたものであり、従来、耐熱性、耐寒性、耐湿性、耐薬品性、耐屈曲性あるいは伝送損失等の問題でプラスチック光ファイバーの使用が困難な分野でのプラスチック光ファイバーの使用を可能とするとともに、長期にわたり安定した性能を発揮するプラスチック光ファイバーを提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a plastic optical fiber, and more particularly to an optical fiber having large characteristics such as heat resistance, cold resistance, corrosion resistance, and friction resistance and a small transmission loss.
[0002]
[Prior art]
As the optical fiber, an optical fiber made of plastic is used together with a glass-based optical fiber made of quartz glass or the like.
Plastic optical fiber has a larger transmission loss than quartz glass and is not suitable for long-distance signal transmission, but it is flexible and can handle large diameters. And the end portion is easy to process.
Taking advantage of such characteristics, it is used in applications such as transmission of signals at a short distance, transmission of signals inside a building or equipment such as an automobile, illumination, and an optical display device.
[0003]
As plastic optical fibers, there were provided those in which a clad layer was coated around a highly transparent resin core such as a polymer of methyl methacrylic acid. These acrylic resin-based optical fibers have a C structure in the chemical structure. -H bond causes an increase in transmission loss due to harmonic absorption of infrared vibration absorption of C-H bond, and heat resistance, moisture resistance, and chemical resistance are not sufficient. There is a problem that the acrylic resin deteriorates due to the use of the plasticizer or the action of the plasticizer of the vinyl chloride resin used for coating the optical fiber. Further, when the moisture resistance is not sufficient, an increase in transmission loss due to infrared vibration absorption cannot be avoided.
Therefore, an optical fiber made of amorphous fluororesin has been proposed instead of acrylic resin or the like. The amorphous fluororesin has a problem that it is not sufficient in terms of heat resistance and the like as compared with a crystalline synthetic resin although it has good transparency.
[0004]
On the other hand, reducing the transmission loss of the optical fiber by stretching a partially crystallized fluororesin has been proposed in JP-T-8-507876, but the transmission loss is 30 dB / m or more, A copolymer containing vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, which is a fluororesin that is not practical and has a large amount of attenuation, that is, a thermoplastic fluororesin called THV Has a low melting point, does not have sufficient heat resistance, and contains vinylidene fluoride as a component of the copolymer, so that it has a C—H bond in the chemical structure as in the case of an acrylic resin optical fiber. is doing. For this reason, the influence of the increase in the transmission loss due to the harmonic absorption of the infrared vibration absorption of the C—H bond cannot be avoided.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a plastic optical fiber which has good characteristics such as moisture resistance and heat resistance and has no transmission loss due to infrared vibration absorption of C—H bond.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The subject of the present invention is a plastic optical fiber, in which the core is formed by cooling a melt made of crystalline perfluorofluororesin by applying a tension at a temperature above the glass transition point and below the melting point. The clad can be solved by a plastic optical fiber composed of a perfluorofluororesin layer having a refractive index smaller than that of the core material.
[0007]
Also, in the method of manufacturing a plastic optical fiber, a molded product obtained by cooling the melt of crystalline perfluoro fluororesin is stretched by applying a tension at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point to produce a core material. And a plastic optical fiber manufacturing method in which a clad layer made of a perfluoro fluororesin having a refractive index smaller than that of the core material is formed on the core material during molding of the molded product or before and after stretching.
The method for producing an optical fiber according to the present invention, wherein the melt of the crystalline perfluoro resin is rapidly cooled after molding.
Two layers of a crystalline perfluoro resin melt and a material having a refractive index lower than that of the crystalline perfluoro resin are simultaneously extruded to form a cladding layer having a refractive index lower than that of the perfluoro fluorine resin on the crystalline perfluoro resin. This is a method for manufacturing the optical fiber.
In the method for producing a plastic optical fiber, the crystalline perfluorofluororesin is a fluororesin selected from a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer and a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is a semi-transparent tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxy that has not been used as a light guiding material of an optical fiber, that is, a core, although it is conventionally used as a cladding or protective coating material of an optical fiber. Light transmittance is improved by stretching a molded body prepared from a melt of a crystalline perfluoro resin such as an ethylene copolymer or a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer to impart orientation in the axial direction. It can be used as a light guide material, and has the large heat resistance, cold resistance, moisture resistance, chemical resistance, solvent resistance, low friction, flame resistance, weather resistance, The present inventors have found that it is possible to provide an optical fiber having water absorption, non-hygroscopicity, smoke resistance and the like.
[0009]
The method for producing the plastic optical fiber of the present invention will be described below.
The manufacturing process of the plastic optical fiber of the present invention is formed from a monofilament molding process by extruding a melt of crystalline perfluoro fluororesin, a stretching process of a stretching material, and the like.
[0010]
In the first production method, after a monofilament is formed by extrusion or the like from a melt of a crystalline perfluorofluororesin, it is quickly cooled, and a drawing material determined from the final product diameter and draw ratio is prepared. A tension material is applied to the stretching material at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point to prepare a desired core material, and the core material is heated and heat-fixed, and then a clad layer of a fluororesin composition is formed on the surface of the core material And a method of obtaining a plastic optical fiber made of a perfluoro resin by forming a protective layer.
[0011]
In the second production method, a melt of crystalline perfluorofluororesin is molded by extrusion or the like and cooled quickly, and after producing a stretching material determined from the final product diameter and stretch ratio, Form a clad layer of fluororesin composition, apply tension at a temperature above the glass transition point and below the melting point, stretch at the desired stretch rate, and further heat treat to fix the stretched state and then apply a protective layer on the surface It is a method of forming and obtaining a plastic optical fiber. In this method, since the thickness of the cladding layer is also reduced by stretching, the thickness of the cladding layer is set in consideration of the stretching rate in the cladding layer forming step.
[0012]
The third production method is a method in which a clad material is simultaneously laminated and molded when a melt of a crystalline perfluorofluororesin is molded by extrusion or the like. After forming at the same time, it is cooled quickly, and after producing a drawing material determined from the final product diameter and draw ratio, it is stretched at a desired draw ratio by applying tension at a temperature above the glass transition point and below the melting point. And forming a protective layer on the surface to obtain a plastic optical fiber. In this method, since the thickness of the cladding layer is also reduced by stretching, the thickness of the cladding layer is set in consideration of the stretching rate in the cladding layer forming step.
[0013]
Further, the optical fiber of the present invention may be stretched by adjusting the ratio between the feeding speed and the pulling speed, and may be stretched to a predetermined wire diameter at once, or may be stretched in several times.
The manufacturing process of a plastic optical fiber is generally required to be manufactured in an environment where the concentration of contaminants in the atmosphere is low. In particular, when the number of dusts in the atmosphere is large in the core material forming process and the clad layer forming process, the optical characteristics are greatly deteriorated as a result of the dust entering the core material, the surface of the core material, the cladding layer, etc. To do. Therefore, at least the core material forming process and the cladding layer forming process among the plastic optical fiber manufacturing processes must be manufactured in an environment in which the amount of dust is highly controlled. The second production method or the third production method, which has a short process, is preferable.
[0014]
The crystalline perfluororesin that can be used in the optical fiber of the present invention includes polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. A polymer (FEP) can be mentioned, and among these, a thermoplastic perfluoro resin capable of producing a monofilament by a method such as extrusion molding after being heated and melted is preferable, and tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene is preferable. A copolymer (PFA) and a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) are preferred.
[0015]
These resins can be molded by the same melt molding method as a general thermoplastic resin, and the resin can be melted and extruded from a die, and cooled by gas, liquid, etc. to produce a monofilament. The outer diameter of the monofilament is determined in consideration of the subsequent stretching rate.
In the molding of the melt, when it is slowly cooled at the time of cooling, crystals grow and the transparency is lowered. Therefore, cooling is preferably performed quickly, and it is preferable to immediately immerse in water or other cooling medium after melt extrusion. .
[0016]
The produced monofilament is stretched by applying tension in a state where the monofilament is heated to a temperature not lower than the glass transition temperature and not higher than the melting point of each resin. Stretching increases the degree of molecular orientation in the length direction and increases light transmittance. Therefore, it is preferable to increase the stretching ratio, and it is preferable to increase it as much as possible within the range where the monofilament is not cut.
[0017]
In addition, since crystalline perfluororesin changes in characteristics such as light transmittance depending on its polymerization method, it is preferable to use a fluororesin having large characteristics such as light transmittance. Further, as tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, specifically, the content of impurities used for various devices such as a semiconductor manufacturing process, etc. Those having little transparency and preferable are preferable. Specifically, as the tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer, AP-231SH (manufactured by Daikin) and 451HP-J (manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical) having good transparency are preferable. ), P-802UP (manufactured by Asahi Glass) and the like. Moreover, as a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, NP-40 (made by Daikin) can be mentioned.
[0018]
A clad layer made of a fluororesin is formed on the surface of the core material of the crystalline perfluororesin of the present invention. The thickness of the clad layer is preferably 1 μm to 30 μm, specifically, perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxol) -tetrafluoroethylene (Teflon AF manufactured by DuPont), or A mixture of other fluorine compounds such as perfluoropolyether (DuPont Krytox GPL107) can be used.
In addition, since the monofilament stretched under heating is remarkably contracted by the subsequent heating, a heat setting process is performed to prevent a dimensional change due to heat contraction by applying tension and holding it at a constant temperature. It is preferable.
That is, in the case of the crystalline perfluoro resin of the present invention, the heat setting treatment can be performed by holding for a predetermined time at a temperature lower than the crystallization temperature at which crystals do not precipitate.
In the above description, the columnar member has been described, but a plate-like member may be used.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
Example 1
A tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA) (AP-231SH manufactured by Daikin) was extruded from an extruder at a die temperature of 375 ° C. in the transverse direction, and then cooled with water at 40 ° C. and monofilament having a diameter of 1.0 mm. Was made.
Next, at 290 ° C. in air, tension was applied at a stretching speed of 0.8 m / min to stretch the original length to 4 times to obtain a stretched material having a diameter of 0.5 mm.
A perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) / tetrafluoroethylene copolymer (Teflon AF manufactured by DuPont) solution is applied to the surface of the stretched material to form a 10 μm-thick cladding. A fiber was produced.
Subsequently, after heat fixing at 230 ° C. for 30 minutes in air with tension applied, a protective coating made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer was formed on the surface to obtain an optical fiber.
For the obtained optical fiber, the transmission loss was measured by changing the wavelength of the measurement light to 1.3 μm, 0.85 μm, and white light. The results are shown in Table 1.
Transmission loss is measured by the cut-back method, where light from a stabilized light source (MG9001A manufactured by Anritsu) is incident on the optical fiber of the sample via a GI glass optical fiber, and the output light is an optical power meter (AQ-1135E manufactured by Ando Electric). To determine the transmission loss per unit length.
[0020]
[Table 1]

[0021]
Example 2
A tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA) (manufactured by Daikin, AP-231SH, 451HP-J) as a perfluoro resin was extruded from an extruder at a die temperature of 375 ° C. in the transverse direction, and then at 40 ° C. Water cooling was performed to produce a monofilament having a diameter of 1.0 mm.
Next, at 290 ° C. in air, tension was applied at a stretching speed of 0.8 m / min, and stretching was performed at the stretching ratios shown in Table 2 to obtain a stretched material having a diameter of 0.5 mm.
A perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) / tetrafluoroethylene copolymer (Teflon AF manufactured by DuPont) solution is applied to the surface of the stretched material to form a 10 μm-thick cladding. A fiber was produced.
Subsequently, after heat fixing at 230 ° C. for 30 minutes in air with tension applied, a protective coating made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer was formed on the surface to obtain an optical fiber.
For the obtained optical fiber, the transmission loss was measured in the same manner as in Example 1 at a wavelength of measuring light of 0.85 μm, and the results are shown in Table 2.
[0022]
Example 3
Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP) (NP-40 manufactured by Daikin) as a perfluoro resin is extruded from an extruder at a die temperature of 350 ° C. in the transverse direction, and then cooled with water at 40 ° C. to obtain a diameter of 1 A 0.0 mm monofilament was produced.
Next, at 250 ° C. in air, tension was applied at a stretching speed of 0.8 m / min, and stretching was performed at a stretching ratio shown in Table 2 to obtain a stretched material having a diameter of 0.5 mm.
A perfluoro (2,2-dimethyl-1,3-dioxole) / tetrafluoroethylene copolymer (Teflon AF manufactured by DuPont) solution is applied to the surface of the stretched material to form a 10 μm-thick cladding. A fiber was produced.
Next, after heat fixing at 200 ° C. for 30 minutes in the air with tension applied, a protective coating made of a tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer was formed on the surface to obtain an optical fiber.
For the obtained optical fiber, the transmission loss was measured in the same manner as in Example 1 at a wavelength of measuring light of 0.85 μm, and the results are shown in Table 2.
[0023]
[Table 2]

[0024]
【The invention's effect】
The present invention makes it possible to provide a plastic optical fiber having a small transmission loss made of a perfluororesin having excellent characteristics such as heat resistance, moisture resistance, and chemical resistance. Conventionally, heat resistance, cold resistance, Providing plastic optical fiber that can be used in fields where it is difficult to use plastic optical fiber due to problems such as moisture resistance, chemical resistance, bending resistance, or transmission loss, and that exhibits stable performance over a long period of time be able to.

Claims (2)

プラスチック光ファイバーにおいて、芯材は、結晶性パーフルオロフッ素樹脂からなる溶融物を冷却して得られた成形品をガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を印加して延伸されたものであり、クラッドは、芯材よりも屈折率が小さなパーフルオロフッ素樹脂層で構成されたことを特徴とするプラスチック光ファイバー。  In the plastic optical fiber, the core material is a stretched product obtained by cooling a melt made of crystalline perfluorofluororesin and applying a tension at a temperature not lower than the glass transition point and not higher than the melting point, A plastic optical fiber characterized in that the clad is composed of a perfluoro fluororesin layer having a refractive index smaller than that of the core material. プラスチック光ファイバーの製造方法において、結晶性パーフルオロフッ素樹脂の溶融物を冷却して得られた成形品をガラス転移点以上、融点以下の温度において張力を印加して延伸して芯材を作製し、該成形品の成形時もしくは延伸の前後において芯材上に芯材よりも屈折率が小さなパーフルオロフッ素樹脂からなるクラッド層を形成することを特徴とするプラスチック光ファイバーの製造方法。  In the method for producing a plastic optical fiber, a core product is produced by applying a tension at a temperature above the glass transition point and below the melting point of the molded product obtained by cooling the melt of the crystalline perfluoro fluororesin, A method for producing a plastic optical fiber, comprising forming a clad layer made of a perfluorofluororesin having a refractive index smaller than that of a core material on the core material during molding of the molded product or before and after stretching.