TW202239862A

TW202239862A - 塑膠光纖及其製造方法

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Publication number: TW202239862A
Application number: TW111104296A
Authority: TW
Inventors: 北野千絵; 加藤智也
Original assignee: 日商日東電工股份有限公司
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2022-02-07
Publication date: 2022-10-16
Also published as: JP2022117348A

Abstract

本發明之塑膠光纖10包含纖芯11、及配置於纖芯11之外周之包層12。包層12包含含氟樹脂，該含氟樹脂含有含氟聚合物及含氟塑化劑，上述含氟聚合物含有下述式(1)所表示之結構單元(A)且具有非晶結構。上述含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。

(式(1)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R ¹¹R ¹²)O-，R ¹～R ¹²分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷氧基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；s及t分別獨立地為0～5，且s＋t表示1～6之整數(其中，於Z為-OC(R ¹¹R ¹²)O-之情形時，s＋t亦可為0)；u及v分別獨立地為0或1)。

Description

塑膠光纖及其製造方法

本發明係關於一種塑膠光纖及其製造方法。

塑膠光纖具備傳輸光之部分即中心部之纖芯、及覆蓋該纖芯之外周之包層。纖芯係由具有高折射率之樹脂材料所形成。包層係由具有較纖芯之樹脂材料低之折射率之樹脂材料所形成，以使光留在纖芯內。

先前，為了實現例如透明性等特性之提高及傳輸損耗之降低等，業界對塑膠光纖之各種構成進行了研究。例如，專利文獻1中揭示了一種塑膠光纖，其具備藉由將包含晶質全氟樹脂之熔融物於成形後進行延伸而製作之纖芯、及由折射率較纖芯小之全氟樹脂層所形成之包層。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2003-322729號公報

[發明所欲解決之問題]

用以實現具有傳輸損耗較低之優異性能之塑膠光纖之一種方法係使光確實留在纖芯內。因此，重要的是包層材料之選擇。包層材料不僅需要滿足透明性等塑膠光纖所需之特性，而且需要具有較纖芯材料低之折射率。又，於如雙包層結構般包層包含複數層之情形時，更外側層之包層所使用之材料需要折射率進一步低於纖芯材料。如上所述，包層材料之限制較多。

又，塑膠光纖係使用例如熔融紡絲技術而紡成。具體而言，將纖芯材料於熔融之狀態下擠出成形為纖維狀，並將已熔融之包層材料擠出成形以被覆該纖維狀之成形體之表面，藉此紡成塑膠光纖。為了藉由此種熔融紡絲法紡成塑膠光纖，纖芯材料及包層材料於熔融紡絲時之溫度條件下纖芯必須熔融狀態下之黏度(熔融黏度)在能熔融擠出成纖維狀的範圍內。如上所述，包層材料就製法方面而言亦有限制。即便發現了具有高透明性、折射率較纖芯材料足夠低、及高耐熱性等對於包層材料而言優異之性能之材料，當該材料之熔融黏度在能熔融擠出之黏度之範圍外時，亦無法用作包層材料。

因此，本發明之目的在於提供一種塑膠光纖，其具有包層，該包層包含可實現包層所需之特性且能夠進行熔融紡絲之材料。進而，本發明之目的亦在於提供一種塑膠光纖之製造方法，其可使用可實現包層所需特性之材料並藉由熔融紡絲來製作包層。 [解決問題之技術手段]

本發明之第1態樣之塑膠光纖包含纖芯、及配置於上述纖芯之外周之包層，上述包層含有含氟樹脂，該含氟樹脂含有含氟聚合物、及含氟塑化劑，上述含氟聚合物含有下述式(1)所表示之結構單元(A)且具有非晶結構，上述含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。 [化1]

本發明之第2態樣之塑膠光纖之製造方法為上述第1態樣之塑膠光纖之製造方法，上述製造方法包括：使包含纖芯材料之第1預成形體熔融並擠出成形為纖維狀，從而製作包含上述纖芯材料之纖維狀成形體；及使包含包層材料之第2預成形體熔融，並以被覆上述成形體之表面之方式擠出成形；且上述包層材料為上述含氟樹脂。 [發明之效果]

根據本發明，可提供具備包含可實現包層所需特性且能夠進行熔融紡絲之材料之包層的塑膠光纖及其製造方法。

對本發明之塑膠光纖(以下記為「POF」)之實施方式進行說明。本實施方式之POF包含纖芯、及配置於上述纖芯之外周之包層。本實施方式之POF例如為梯度折射率(GI)型POF。

圖1表示本實施方式之POF之剖面構造之一例。

圖1所示之POF10包含纖芯11、及配置於纖芯11之外周之包層12。

於本實施方式之POF10中，包層12含有含氟樹脂。該含氟樹脂含有含氟聚合物、及含氟塑化劑，該含氟聚合物含有下述式(1)所表示之結構單元(A)且具有非晶結構。該含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。以下，將包層12所含之含氟樹脂記為第1含氟樹脂，將第1含氟樹脂所含之含氟聚合物記為第1含氟聚合物。 [化1]

(式(1)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R ¹¹R ¹²)O-，R ¹～R ¹²分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基；「全氟」意指鍵結於碳原子之所有氫原子被取代為氟原子；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷氧基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；s及t分別獨立地為0～5，且s＋t表示1～6之整數(其中，於Z為-OC(R ¹¹R ¹²)O-之情形時，s＋t亦可為0)；u及v分別獨立地為0或1)。

含有上述式(1)所表示之結構單元(A)之第1含氟聚合物具有非晶結構，因此可實現高透明性，進而亦可實現低折射率。第1含氟樹脂藉由於第1含氟聚合物中混合含氟塑化劑，不僅基本維持了此種第1含氟聚合物之優異特性，而且於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。因此，第1含氟樹脂為能實現包層所需特性且能夠進行熔融紡絲之材料。第1含氟樹脂例如作為GI型POF之包層材料較為優異。藉此，本實施方式之POF10具備具有優異特性之包層12且能藉由熔融紡絲來製造。為了藉由熔融紡絲形成均勻粗細之POF10，第1含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之黏度較佳為5000 Pa・s以下，更佳為2000 Pa・s以下。關於第1含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之黏度，其下限值並無特別限定，只要能夠進行熔融紡絲即可，例如為50 Pa・s以上。此處，第1含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之黏度係藉由旋轉式黏度測定方法所測得之值，且係使用旋轉式流變儀進行測定。

以下，對本實施方式之POF10之各構成更詳細地進行說明。

(纖芯11) 纖芯11係傳輸光之區域。纖芯11具有較包層12高之折射率。藉由該構成，入射至纖芯11內之光被包層12封閉在纖芯11內部並於POF10內傳播。

纖芯11之材料只要為具有高透明性之樹脂即可，並無特別限定。樹脂例如可例舉：含氟樹脂、甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸系樹脂、苯乙烯系樹脂、及碳酸酯系樹脂等。其中，就可於寬波長區域實現較低之傳輸損耗之方面而言，適宜使用含氟樹脂。

纖芯11之材料較佳為含有含氟聚合物之含氟樹脂。以下，將纖芯11所含之含氟樹脂記為第2含氟樹脂，將第2含氟樹脂所含之含氟聚合物記為第2含氟聚合物。

就抑制由C-H鍵之伸縮能所致之光吸收之觀點而言，第2含氟樹脂所含之含氟聚合物較佳為實質上不含氫原子，尤佳為鍵結於碳原子之所有氫原子均被取代為氟原子。即，第2含氟樹脂所含之第2含氟聚合物較佳為實質上不含氫原子且被全氟化。於本說明書中，含氟聚合物實質上不含氫原子係指含氟聚合物中之氫原子之含有率為1莫耳%以下。

第2含氟聚合物較佳為具有含氟脂肪族環結構。含氟脂肪族環結構可包含於含氟聚合物之主鏈中，亦可包含於第2含氟聚合物之側鏈中。第2含氟聚合物例如具有下述結構式(7)所表示之結構單元(G)。 [化7]

式(7)中，R _ff ¹～R _ff ⁴分別獨立地表示氟原子、碳數1～7之全氟烷基、或碳數1～7之全氟烷基醚基。R _ff ¹及R _ff ²亦可連結而形成環。「全氟」意指鍵結於碳原子之所有氫原子被取代為氟原子。於式(7)中，全氟烷基之碳數較佳為1～5，更佳為1～3，進而較佳為1。全氟烷基可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。全氟烷基可例舉三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基等。

於式(7)中，全氟烷基醚基之碳數較佳為1～5，更佳為1～3。全氟烷基醚基可為直鏈狀，亦可為支鏈狀。全氟烷基醚基可例舉全氟甲氧基甲基等。

於R _ff ¹及R _ff ²連結而形成環之情形時，該環可為5員環，亦可為6員環。該環可例舉：全氟四氫呋喃環、全氟環戊烷環、全氟環己烷環等。

關於結構單元(G)之具體例，例如可例舉下述式(G1)～(G8)所表示之結構單元。 [化8]

結構單元(G)較佳為上述式(G1)～(G8)所表示之結構單元中結構單元(G2)、即下述式(8)所表示之結構單元。 [化9]

第2含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(G)。於含氟聚合物中，結構單元(G)之含量相對於所有結構單元之合計較佳為20莫耳%以上，更佳為40莫耳%以上。藉由包含20莫耳%以上之結構單元(G)，第2含氟聚合物有具有更高耐熱性之趨勢。於包含40莫耳%以上之結構單元(G)之情形時，第2含氟聚合物有除具有高耐熱性以外，還具有更高之透明性及高機械強度之趨勢。於第2含氟聚合物中，結構單元(G)之含量相對於所有結構單元之合計較佳為95莫耳%以下，更佳為70莫耳%以下。

結構單元(G)例如來自於下述式(9)所表示之化合物。於式(9)中，R _ff ¹～R _ff ⁴與式(7)相同。再者，式(9)所表示之化合物可藉由以例如日本專利特表2007-504125號公報所揭示之製造方法為代表的已公知之製造方法而獲得。 [化10]

上述式(9)所表示之化合物之具體例例如可例舉下述式(K1)～(K8)所表示之化合物。 [化11]

含氟聚合物除結構單元(G)以外，亦可進而包含其他結構單元。其他結構單元可例舉以下結構單元(H)～(J)。

結構單元(H)由下述式(10)所表示。 [化12]

式(10)中，R ²¹～R ²³分別獨立地表示氟原子或碳數1～7之全氟烷基。R ²⁴表示碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基亦可具有環結構。氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。

含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(H)。於含氟聚合物中，結構單元(H)之含量相對於所有結構單元之合計較佳為5～10莫耳%。結構單元(H)之含量可為9莫耳%以下，亦可為8莫耳%以下。

結構單元(H)例如來自於下述式(11)所表示之化合物。於式(11)中，R ²¹～R ²³與式(10)相同。式(11)所表示之化合物為全氟乙烯醚等含氟乙烯醚。 [化13]

結構單元(I)由下述式(12)所表示。 [化14]

式(12)中，R ²⁵～R ²⁸分別獨立地表示氟原子或碳數1～7之全氟烷基。全氟烷基亦可具有環結構。氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。

含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(I)。於含氟聚合物中，結構單元(I)之含量相對於所有結構單元之合計較佳為5～10莫耳%。結構單元(I)之含量可為9莫耳%以下，亦可為8莫耳%以下。

結構單元(I)例如來自於下述式(13)所表示之化合物。於式(13)中，R ²⁵～R ²⁸與式(12)相同。式(13)所表示之化合物為四氟乙烯及氯三氟乙烯等含氟烯烴。 [化15]

結構單元(J)由下述式(14)所表示。 [化16]

式(14)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R ³⁹R ⁴⁰)O-，R ²⁹～R ⁴⁰分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基。氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷氧基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。s及t分別獨立地為0～5，且s＋t表示1～6之整數(其中，於Z為-OC(R ³⁹R ⁴⁰)O-之情形時，s＋t亦可為0)。

結構單元(J)較佳為由下述式(15)所表示。再者，下述式(15)所表示之結構單元係上述式(14)中Z為氧原子、s為0且t為2之情形。 [化17]

式(15)中，R ³⁴¹、R ³⁴²、R ³⁵¹、及R ³⁵²分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基。氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。全氟烷氧基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子。

含氟聚合物可包含1種或2種以上之結構單元(J)。於含氟聚合物中，結構單元(J)之含量相對於所有結構單元之合計較佳為30～67莫耳%。結構單元(J)之含量例如為35莫耳%以上，可為60莫耳%以下，亦可為55莫耳%以下。

結構單元(J)例如來自於下述式(16)所表示之化合物。於式(16)中，Z、R ²⁹～R ³⁸、s及t與式(14)相同。式(16)所表示之化合物為具有2個以上之聚合性雙鍵且能進行環化聚合之含氟化合物。 [化18]

結構單元(J)較佳為來自於下述式(17)所表示之化合物。於式(17)中，R ³⁴¹、R ³⁴²、R ³⁵¹、及R ³⁵²與式(15)相同。 [化19]

式(16)或式(17)所表示之化合物之具體例可例舉下述化合物。 CF ₂=CFOCF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCF(CF ₃)CF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CF(CF ₃)CF=CF ₂CF ₂=CFOCF(CF ₃)CF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCFClCF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCCl ₂CF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂OCF=CF ₂CF ₂=CFOC(CF ₃) ₂OCF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CF(OCF ₃)CF=CF ₂CF ₂=CFCF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFCF ₂CF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFCF ₂OCF ₂CF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CFClCF=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CF ₂CCl=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂CF ₂CF=CFCl CF ₂=CFOCF ₂CF(CF ₃)CCl=CF ₂CF ₂=CFOCF ₂OCF=CF ₂CF ₂=CFOCCl ₂OCF=CF ₂CF ₂=CClOCF ₂OCCl=CF ₂

第2含氟聚合物亦可進而包含除結構單元(G)～(J)以外之其他結構單元，但較佳為實質上不含除結構單元(G)～(J)以外之其他結構單元。再者，所謂含氟聚合物實質上不含除結構單元(G)～(J)以外之其他結構單元，意指相對於含氟聚合物中所有結構單元之合計，結構單元(G)～(J)合計為95莫耳%以上，較佳為98莫耳%以上。

含氟聚合物之聚合方法並無特別限定，例如可利用自由基聚合等通常之聚合方法。用以使含氟聚合物進行聚合之聚合起始劑亦可為全氟化之化合物。

含氟聚合物之Tg並無特別限定，例如為100℃～140℃，可為105℃以上，亦可為120℃以上。

纖芯11之材料亦可包含第2含氟聚合物作為主要成分，較佳為實質上僅包含第1含氟聚合物。

纖芯11之材料除包含第2含氟聚合物以外，還可進而包含添加物。添加物例如為折射率調整劑。折射率調整劑例如可使用POF10之纖芯11之材料所使用之公知之折射率調整劑。纖芯11之材料亦可包含除折射率調整劑以外之其他添加物。

於本實施方式之POF10例如為折射率分佈型之情形時，纖芯11具有折射率相對於徑向變化之折射率分佈。此種折射率分佈例如可藉由向第2含氟樹脂添加折射率調整劑並使折射率調整劑於第2含氟樹脂中擴散(例如熱擴散)而形成。

纖芯11之折射率只要較包層12之折射率高即可，因此並無特別限定。為了於POF10中實現較高之數值孔徑，較佳為就所使用之光之波長，纖芯11之折射率與包覆12之折射率之差較大。例如，對於所使用之光之波長(例如波長848 nm)，纖芯11之折射率可設為1.340以上，亦可設為1.360以上。纖芯之折射率之上限並無特別限定，例如為1.4000以下。

(包層12) 如上所述，於本實施方式之POF10中，包層11包含第1含氟樹脂，其含有含上述式(1)所表示之結構單元(A)之第1含氟聚合物、及含氟塑化劑。如上所述，第1含氟聚合物可實現高透明性，進而亦可實現低折射率。第1含氟樹脂含有具有此種優異特性之第1含氟聚合物及含氟塑化劑，於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。因此，第1含氟樹脂可實現包層所需之特性，且可進行熔融紡絲。

第1含氟聚合物亦可進而具有下述式(2)所表示之結構單元(B)。 [化2]

(式(2)中，R ¹³～R ¹⁶分別獨立地表示氟原子或碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基亦可具有環結構；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子)。

於第1含氟聚合物為上述共聚物之情形時，結構單元(A)與結構單元(B)之比率任意，並無特別限定。

藉由使第1含氟聚合物為含有上述式(1)所表示之結構單元(A)及上述式(2)所表示之結構單元(B)之共聚物，可實現進一步低折射率。因此，藉由使用此種共聚物，可進而降低包層12之折射率，結果可進一步增大纖芯11之折射率與包層12之折射率之差。其結果為，使得利用包層12所得之將光封閉在纖芯11內之效果提高，而容易實現POF10之低傳輸損耗。

第1含氟聚合物較佳為例如選自由以下所示之含氟聚合物A及含氟聚合物B所組成之群中之至少一種。

含氟聚合物A含有下述式(3)所表示之結構單元(C)及下述式(4)所表示之結構單元(D)。再者，於下述式(3)中，R ³、R ⁴、R ¹¹、及R ¹²與上述式(1)相同。

[化3]

[化4]

(式(4)中，R ¹⁷～R ²⁰分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基亦可具有環結構；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子)。

含氟聚合物B含有下述式(5)所表示之結構單元(E)。再者，於下述式(5)中，R ¹～R ⁴、R ⁷～R ¹⁰、R ¹¹、及R ¹²與上述式(1)相同。 [化5]

上述含氟聚合物A及含氟聚合物B具有非常高之透明性，進而可具有與用於纖芯11之材料之第2含氟樹脂通常之折射率相比極低之折射率。因此，含有選自由含氟聚合物A及含氟聚合物B所組成之群中之至少一種作為第1含氟聚合物的第1含氟樹脂可維持包層12之高透明性，並且進一步降低折射率。其結果為，可使纖芯11之折射率與包層12之折射率之差進一步增大，因此利用包層12所得之將光封閉於纖芯11內之效果進一步提高，而容易實現POF10之低傳輸損耗。

第1含氟聚合物較佳為含有下述式(6)所表示之結構單元(F)。 [化6]

(式(6)中，m及n為任意之整數)

於第1含氟聚合物為含有結構單元(F)之聚合物之情形時，第1含氟聚合物具有非常高之透明性，進而可具有與用於纖芯11之材料之第2含氟樹脂通常之折射率相比極低之折射率。因此，於第1含氟聚合物為含有結構單元(F)之聚合物之情形時，第1含氟樹脂可維持包層12之高透明性，並且進一步降低折射率。其結果為，可進一步增大纖芯11之折射率與包層12之折射率之差，因此包層12所發揮之將光封閉於纖芯11內之效果進一步提高，容易實現POF10之低傳輸損耗。

含氟塑化劑較佳為含氟聚醚，更佳為全氟聚醚。

全氟聚醚之具體例可例舉下述式(19)或(20)所表示之有機化合物。於下述式(19)及(20)中，p1、q1、p2、及q2分別為任意之整數。 CF ₃-[(O(CF ₃)CFCF ₂) _p1-(OCF ₂) _q1]OCF ₃(19) CF ₃-[(OCF ₂CF ₂) _p2-(OCF ₂) _q2]OCF ₃(20)

第1含氟樹脂具有高透明性。

第1含氟樹脂之折射率只要根據纖芯11之材料之折射率設計即可，因此並無特別限定。於本實施方式中之纖芯11之折射率例如對於所使用之光之波長(例如波長848 nm)為1.346以上之情形時，第1含氟樹脂於波長848 nm下較佳為具有1.345以下之折射率，更佳為具有1.325以下之折射率。於第1含氟樹脂具有1.325以下之折射率之情形時，可實現與纖芯11之折射率差較大之包層12，因此利用包層12所得之將光封閉於纖芯11內之效果提高，容易實現POF10之低傳輸損耗。

圖2表示本實施方式之POF之變化例。圖2所示之變化例之POF20具有於圖1所示之POF10中將包層12變更為具有複數層之包層22而成之構成。再者，於POF20中，包層22具有包含第1包覆層221與第2包覆層222之雙層結構、即雙包層結構，上述第1包覆層221係與纖芯11相接地配置，上述第2包覆層222相較第1包覆層221配置於更外周側。於該構成之情形時，例如第2包覆層222較佳為包含第1含氟樹脂。第2包覆層222需要具有較第1包覆層221低之折射率。如上所述，第1含氟樹脂可實現對纖芯11之材料而言非常低之折射率。因此，第1含氟樹脂亦可用於POF20之第2包覆層222。再者，於圖2中，雖示出了包層22為雙層結構之例，但包層22所含之層數並不限定於此，亦可包含3層以上。於包層包含複數層之情形時，即便於例如入射至纖芯之光未由纖芯與包層之界面全反射而向包層側漏出之情形時，亦能利用位於更靠外周側之包覆層使光全反射，因此可減少光損耗。

第1含氟塑化劑相對於第1含氟聚合物及第1含氟塑化劑之合計的含有比率可根據目標折射率及熔融黏度等適當決定。例如，為了維持第1含氟聚合物所具有之透明性及折射率同時使第1含氟樹脂之熔融黏度降低至能夠進行熔融紡絲之範圍，第1含氟塑化劑相對於第1含氟聚合物及第1含氟塑化劑之合計的含有比率較佳為設為3質量%以上60質量%以下，更佳為設為5質量%以上50質量%以下。又，第1含氟塑化劑相對於第1含氟聚合物及第1含氟塑化劑之合計的含有比率進而較佳為10質量%以上，尤佳為20質量%以上。又，第1含氟塑化劑相對於第1含氟聚合物及第1含氟塑化劑之合計的含有比率進而較佳為40質量%以下，尤佳為30質量%以下。

圖3表示本實施方式之POF之又一變化例。圖3所示之POF30具有對POF20進而設置配置於包層22之外周之被覆層31而成之構成。被覆層31係為了提高POF30之機械強度而設置。被覆層31係為了提高POF之機械強度而設置。被覆層31可應用例如公知之在POF中用作被覆層之材料(例如聚碳酸酯等)、各種工程塑膠、環烯烴聚合物、PTFE(Polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)、改性PTFE、PFA(Perfluoroalkoxy alkane，全氟烷氧基烷烴)及構成。再者，被覆層31亦可設置於圖1所示之POF10之包層12之外周。

(POF之製造方法) 本實施方式之POF可使用熔融紡絲法進行製造。即，本實施方式之POF之製造方法包括：使包含纖芯材料之第1預成形體熔融並擠出成形為纖維狀，從而製作包含上述纖芯材料之纖維狀成形體；及使包含包層材料之第2預成形體熔融，並以被覆上述成形體之表面之方式進行擠出成形。上述包層材料為上述第1含氟樹脂。

如上所述，本實施方式之第1含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度。於本實施方式中，纖芯材料及包層材料之熔融紡絲係於例如200～320℃之溫度範圍下實施。本實施方式之第1含氟樹脂具有上述熔融黏度，因此能於上述溫度範圍內進行熔融紡絲。 [實施例]

(實施例1) [第1含氟樹脂之製作] 第1含氟聚合物係使用鐵氟龍(註冊商標)AF1600(Chemours-Mitsui Fluoroproducts股份有限公司製造)。鐵氟龍(註冊商標)AF1600係含有上述式(6)所表示之結構單元(F)之含氟聚合物。含氟塑化劑係使用Fomblin(YR等級、SOLVAY公司製造)。所使用之Fomblin具有上述式(19)所表示之結構。將鐵氟龍(註冊商標)AF1600與Fomblin以Fomblin達到5質量%之比率加以混合。針對所獲得之混合物，利用下文所說明之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、就波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。

[熔融黏度之測定] 對以上述方式製作之第1含氟樹脂於270℃之熔融黏度進行測定。使用旋轉型流變儀「HAAKE MARS III」(Thermo Fisher Scientific股份有限公司製造)作為測定裝置。裝置之測定條件如下。

裝置之測定條件： •幾何形狀：使用錐板直徑20 mmϕ (傾斜角：4°)之Ti製板。 •剪切速度：使剪切速度自0.01[1/s]連續變化至5[1/s]，讀取0.05[1/s]處之熔融黏度。預旋轉最大為2 min內0.01[1/s]，測定時間為10 min。 •板間距離：0.140 mm、容積：0.150 cm ³

測定前，使試樣於100℃下乾燥10 h以上。在乾燥結束後15分鐘以內，開始測定試樣之熔融黏度。為了試樣之穩定化，將試樣置於已加熱至270℃之載台上並等待10分鐘左右後開始測定。將結果示於表1。

[折射率之測定] 利用以下方法對第1含氟樹脂之折射率進行測定。於210℃對試樣進行加壓，而獲得厚度150 μm之片材。針對所獲得之片材，利用稜鏡耦合器測定對波長848 nm之光之折射率。將結果示於表1。

[透明性之評價] 針對折射率之測定所使用之片材，藉由目視確認有無白濁。

(實施例2) [第1含氟樹脂之製作] 以Fomblin達到10質量%之比率將Fomblin與鐵氟龍(註冊商標)AF1600加以混合，除此以外，藉由與實施例1相同之方法製作實施例2之第1含氟樹脂。針對實施例2之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

(實施例3) [第1含氟樹脂之製作] 以Fomblin達到20質量%之比率將Fomblin與鐵氟龍(註冊商標)AF1600加以混合，除此以外，藉由與實施例1相同之方法製作實施例3之第1含氟樹脂。針對實施例3之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

(實施例4) [第1含氟樹脂之製作] 以Fomblin達到30質量%之比率將Fomblin與鐵氟龍(註冊商標)AF1600加以混合，除此以外，藉由與實施例1相同之方法製作實施例4之第1含氟樹脂。針對實施例4之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

(實施例5) [第1含氟樹脂之製作] 以Fomblin達到50質量%之比率將Fomblin與鐵氟龍(註冊商標)AF1600加以混合，除此以外，藉由與實施例1相同之方法製作實施例5之第1含氟樹脂。針對實施例5之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

(實施例6) [第1含氟樹脂之製作] 除使用Fomblin(M60等級、SOLVAY公司製造)作為含氟塑化劑以外，以與實施例1相同之方法製作實施例6之第1含氟樹脂。所使用之Fomblin具有上述式(20)所表示之結構。對實施例6之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

(比較例1) [第1含氟樹脂之製作] 除不添加Fomblin以外，藉由與實施例1相同之方法製作比較例1之第1含氟樹脂。即，比較例1之第1含氟樹脂僅包含鐵氟龍(註冊商標)AF1600。針對比較例1之第1含氟樹脂，以與實施例1相同之方法對270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度、對波長848 nm之光之折射率、及透明性進行評價。將結果示於表1。

[表1]

第1含氟樹脂	實施例	比較例1
1	2	3	4	5	6
含氟塑化劑	Fomblin YR	Fomblin YR	Fomblin YR	Fomblin YR	Fomblin YR	Fomblin M60	-
含氟塑化劑含有比率 (質量%)	5	10	20	30	50	10	0
含氟塑化劑之平均分子量	6,400	6,400	6,400	6,400	6,400	18,700	-
270℃、0.05 s ^-1下之熔融黏度(Pa・s)	5049	2567	1205	516	70	4830	9367
折射率	1.315	1.317	1.321	1.324	1.332	1.315	1.308
透明性	透明	透明	透明	透明	透明	透明	透明

實施例1～6之第1含氟樹脂含有含式(1)所表示之結構單元(A)之含氟聚合物、及含氟塑化劑，進而滿足270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度為6000 Pa・s以下。進而，實施例1～6之第1含氟樹脂亦具有低折射率及高透明性。因此，實施例1～6之第1含氟樹脂適合用作藉由熔融紡絲所製造之POF之包層之材料。與此相對，比較例1之未添加含氟塑化劑之第1含氟樹脂雖具有低折射率，進而透明性亦優異，但270℃及剪切速度0.05 s ^-1下之熔融黏度較高，無法用於藉由熔融紡絲所製造之POF之包層之材料。 [產業上之可利用性]

本發明之POF可實現低傳輸損耗，適用於高速通信之用途。

10:POF 11:纖芯 12:包層 20:POF 22:包層 30:POF 31:被覆層 221:第1包覆層 222:第2包覆層

圖1係表示本發明之塑膠光纖之剖面構造之一例的模式圖。圖2係表示本發明之塑膠光纖之剖面構造之另一例的模式圖。圖3係表示本發明之塑膠光纖之剖面構造之又一例的模式圖。

10:POF

11:纖芯

12:包層

Claims

一種塑膠光纖，其包含纖芯、及配置於上述纖芯之外周之包層，上述包層含有含氟樹脂，該含氟樹脂含有含氟聚合物、及含氟塑化劑，該含氟聚合物含有下述式(1)所表示之結構單元(A)且具有非晶結構，上述含氟樹脂於270℃及剪切速度0.05 s ^-1下具有6000 Pa・s以下之黏度， [化1]
(式(1)中，Z表示氧原子、單鍵、或-OC(R ¹¹R ¹²)O-，R ¹～R ¹²分別獨立地表示氟原子、碳數1～5之全氟烷基、或碳數1～5之全氟烷氧基；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷氧基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；s及t分別獨立地為0～5，且s＋t表示1～6之整數(其中，於Z為-OC(R ¹¹R ¹²)O-之情形時，s＋t亦可為0)；u及v分別獨立地為0或1)。
如請求項1之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物進而含有下述式(2)所表示之結構單元(B)， [化2]
(式(2)中，R ¹³～R ¹⁶分別獨立地表示氟原子、或碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基亦可具有環結構；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子)。
如請求項1或2之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物為選自由含氟聚合物A及含氟聚合物B所組成之群中之至少一種，上述含氟聚合物A含有下述式(3)所表示之結構單元(C)及下述式(4)所表示之結構單元(D)，上述含氟聚合物B含有下述式(5)所表示之結構單元(E)， [化3]
[化4]
(式(4)中，R ¹⁷～R ²⁰分別獨立地表示氟原子或碳數1～7之全氟烷基；全氟烷基亦可具有環結構；氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子；全氟烷基中之氟原子之一部分可被取代為氟原子以外之鹵素原子) [化5]
。
如請求項1至3中任一項之塑膠光纖，其中上述含氟聚合物含有下述式(6)所表示之結構單元(F)， [化6]
(式(6)中，m及n為任意之整數)。
如請求項1至4中任一項之塑膠光纖，其中上述含氟塑化劑為含氟聚醚。
如請求項5之塑膠光纖，其中上述含氟聚醚為全氟聚醚。
如請求項1至6中任一項之塑膠光纖，其中上述含氟樹脂於波長848 nm下具有1.345以下之折射率。
如請求項7之塑膠光纖，其中上述含氟樹脂於波長848 nm下具有1.325以下之折射率。
如請求項1至8中任一項之塑膠光纖，其中上述含氟塑化劑相對於上述含氟聚合物及上述含氟塑化劑之合計的含有比率為3質量%以上60質量%以下。
如請求項1至9中任一項之塑膠光纖，其中上述包層包含第1包覆層及第2包覆層，上述第1包覆層係與上述纖芯相接地配置，上述第2包覆層相較上述第1包覆層配置於更外周側，且包含上述含氟樹脂。
一種塑膠光纖之製造方法，其係如請求項1至10中任一項之塑膠光纖之製造方法，上述製造方法包括：使包含纖芯材料之第1預成形體熔融並擠出成形為纖維狀，從而製作包含上述纖芯材料之纖維狀成形體；及使包含包層材料之第2預成形體熔融，並以被覆上述成形體之表面之方式擠出成形；上述包層材料為上述含氟樹脂。