本發(fā)明涉及光纖、光纜以及通信設(shè)備。
背景技術(shù):
光纖被用于光傳輸、照明、裝飾、顯示等廣泛的用途中。玻璃系的光纖可在較寬波長范圍內(nèi)具有優(yōu)異的光傳導(dǎo)性,但同時(shí)存在加工性、機(jī)械特性差等問題。另一方面,塑料光纖,例如可列舉出具有如下結(jié)構(gòu)的光纖:在由聚甲基丙烯酸甲酯等高透明性的樹脂制成的芯上,用折射比芯低、高透明性的樹脂包覆芯的外周而成。塑料光纖與玻璃系光纖相比,具有加工性、柔軟性優(yōu)異等特征。
另一方面,塑料光纖作為汽車內(nèi)的光信號(hào)傳輸體等,多在高溫下使用,被要求具有更高的耐熱性。專利文獻(xiàn)1中提出了一種塑料光纖,其使用含有來源于甲基丙烯酸-2-(全氟辛基)乙酯的重復(fù)單元的樹脂,作為配置在芯的外周的包層的材料。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2003-139973號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
然而,專利文獻(xiàn)1中提出的塑料光纖雖然改善了耐熱性,但仍有必要進(jìn)行進(jìn)一步的改善。另外,在甲基丙烯酸-2-(全氟辛基)乙酯的原料制造過程中,有時(shí)會(huì)在副反應(yīng)中生成作為第一種特定化學(xué)物質(zhì)的全氟辛基磺酸、作為第二種監(jiān)視物質(zhì)的全氟辛酸等受管制物質(zhì)。
本發(fā)明的目的在于提供耐熱性優(yōu)異、安全性高的光纖。
用于解決問題的方案
本發(fā)明為以下的[1]~[17]。
[1]一種光纖,其為具有芯和位于芯外周的至少1層包層的光纖,其中,包層含有聚合物,所述聚合物包含來源于下述式(1)或下述式(2)所示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(A)。
[化1]
(式(1)中,m表示1或2,n表示5~7的整數(shù),R表示氫原子或甲基。)
[化2]
(式(2)中,m表示1或2,n表示5~8的整數(shù),R表示氫原子或甲基。)。
[2]根據(jù)[1]所述的光纖,其中,式(1)或式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯為式(1)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯。
[3]根據(jù)[1]所述的光纖,其中,式(1)或式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯為甲基丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯。
[4]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的光纖,其中,構(gòu)成包層的聚合物進(jìn)一步含有來源于下述式(3)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(B)。
[化3]
(式(3)中,p表示1或2,q表示1~4的整數(shù),R表示氫原子或甲基,X表示氫原子或氟原子。)。
[5]根據(jù)[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的光纖,其中,構(gòu)成包層的聚合物進(jìn)一步含有來源于不含氟原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的重復(fù)單元(C)。
[6]根據(jù)[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的光纖,其中,構(gòu)成包層的聚合物進(jìn)一步含有來源于親水性的單體的重復(fù)單元(D)。
[7]根據(jù)[4]所述的光纖,其中,在100質(zhì)量%構(gòu)成包層的聚合物中,構(gòu)成包層的聚合物含有:15~60質(zhì)量%的來源于式(1)或式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(A)、20~70質(zhì)量%的來源于式(3)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(B)、10~30質(zhì)量%的來源于不含氟原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的重復(fù)單元(C)、0.1~10質(zhì)量%的來源于親水性的單體的重復(fù)單元(D)。
[8]根據(jù)[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的光纖,其中,在100質(zhì)量%構(gòu)成包層的聚合物中,構(gòu)成包層的聚合物含有:10~50質(zhì)量%的來源于式(1)或式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(A)、40~80質(zhì)量%的來源于不含氟原子的(甲基)丙烯酸烷基酯的重復(fù)單元(C)、0.1~10質(zhì)量%的來源于親水性的單體的重復(fù)單元(D)。
[9]根據(jù)[6]所述的光纖,其中,在100質(zhì)量%構(gòu)成包層的聚合物中,構(gòu)成包層的聚合物含有來源于1.5質(zhì)量%以上的親水性的單體的重復(fù)單元(D)。
[10]根據(jù)[1]~[9]中任一項(xiàng)所述的光纖,其中,構(gòu)成包層的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(℃)和構(gòu)成包層的聚合物的折射率n滿足下述式(4)。
Tg≧375×n-455 (4)。
[11]根據(jù)[1]~[10]中任一項(xiàng)所述的光纖,其僅具有1層包層。
[12]根據(jù)[1]~[10]中任一項(xiàng)所述的光纖,其具有2層以上的包層。
[13]根據(jù)[1]~[12]中任一項(xiàng)所述的光纖,其具有單個(gè)芯。
[14]根據(jù)[1]~[12]中任一項(xiàng)所述的光纖,其具有多個(gè)芯。
[15]一種光纜,其具有[1]~[14]中任一項(xiàng)所述的光纖和位于光纖外周的包覆層。
[16]根據(jù)[15]所述的光纜,其中,包覆層含有50質(zhì)量%以上的聚烯烴樹脂或氯化聚烯烴樹脂。
[17]一種通信設(shè)備,其含有[1]~[14]中任一項(xiàng)所述的光纖。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,可以提供耐熱性優(yōu)異、安全性高的光纖。
附圖說明
圖1是表示作為本發(fā)明的光纖一例的階躍型光纖的例子的示意截面圖。
圖2是表示作為本發(fā)明的光纖一例的多芯光纖的例子的示意截面圖。
符號(hào)說明
10 光纖
11 芯
12 包層
12A 包層(第1層)
12B 包層(第2層)
12C 包層(海部)
具體實(shí)施方式
[光纖]
本發(fā)明的光纖具有芯和位于芯外周的至少1層包層。作為光纖的種類,例如可列舉出階躍型光纖、多模階躍型光纖、漸變型光纖、多芯光纖等。在這些光纖的種類之中,從耐熱性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選階躍型光纖、多芯光纖,從能夠?qū)崿F(xiàn)更長距離的通信的方面來看,更優(yōu)選階躍型光纖。
階躍型光纖在芯和包層的界面使光發(fā)生全反射,在芯內(nèi)使光傳播。作為階躍型光纖,例如可列舉出,圖1(a)所示的具有芯11和位于芯11的外周的1層包層12的階躍型光纖,圖1(b)所示的具有芯11和位于芯11的外周的2層包層12a、包層12b的階躍型光纖等。包層可以為1層,也可以為2層以上。
多芯光纖在芯和包層的界面使光全反射,在多個(gè)芯內(nèi)使光傳播。作為多芯光纖,例如,圖2(a)所示的用1層包層(海部)12c將多個(gè)芯11包裹在一起而成的多芯光纖,圖2(b)所示的多個(gè)芯11的分別在外周具有包層11、進(jìn)一步用1層包層(海部)12c包裹在一起而成的多芯光纖等。芯可以為單個(gè)也可以為多個(gè)。
(芯)
構(gòu)成芯的材料(以下,稱為“芯材”。)只要是透明性高的材料,則沒有特別限定,可以根據(jù)使用目的等進(jìn)行適當(dāng)選擇。作為透明性高的材料,例如可列舉出玻璃;丙烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、碳酸酯樹脂等樹脂。這些透明性高的材料可以單獨(dú)使用1種,也可以混合2種以上使用。在這些透明性高的材料中,從柔軟性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選樹脂,從能夠?qū)崿F(xiàn)更長距離的通信的方面來看,更優(yōu)選丙烯酸樹脂。
作為丙烯酸樹脂,例如可列舉出甲基丙烯酸甲酯均聚物(PMMA)、含有50質(zhì)量%以上的來源于甲基丙烯酸甲酯的重復(fù)單元的共聚物等。這些丙烯酸樹脂可以單獨(dú)使用1種,也可以混合2種以上使用。在這些丙烯酸樹脂中,從光學(xué)性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、透明性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯均聚物、含有50質(zhì)量%以上的來源于甲基丙烯酸甲酯的重復(fù)單元的共聚物,更優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯均聚物、含有60質(zhì)量%以上的來源于甲基丙烯酸甲酯的重復(fù)單元的共聚物,進(jìn)一步優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯均聚物、含有70質(zhì)量%以上的來源于甲基丙烯酸甲酯的重復(fù)單元的共聚物,特別優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯均聚物。需要說明的是,本說明書中,(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
作為芯材的制造方法,例如可列舉出本體聚合法、懸浮聚合法、乳化聚合法、溶液聚合法等。在這些芯材的制造方法中,從能夠抑制雜質(zhì)的混入的方面來看,優(yōu)選本體聚合法、溶液聚合法。
(包層)
在芯的外周至少形成有1層包層。構(gòu)成包層的材料(以下,稱為“包層材料”。)含有包含來源于下述式(1)或下述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(A)(以下,稱為“單體單元(A)”。)的聚合物(以下,稱為“聚合物”。)。包層材料可以由前述聚合物構(gòu)成。
[化4]
(式(1)中,m表示1或2,n表示5~7的整數(shù),R表示氫原子或甲基。)
[化5]
(式中,m表示1或2,n表示5~8的整數(shù),R表示氫原子或甲基。)
用于構(gòu)成單體單元(A)的單體為上述式(1)或上述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯。作為上述式(1)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯,例如可列舉出(甲基)丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟戊基)乙酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟庚基)乙酯等。作為上述式(2)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯,例如可列舉出(甲基)丙烯酸-1H,1H,9H-十六氟壬酯、(甲基)丙烯酸-1H,1H,7H-十二氟庚酯等。這些用于構(gòu)成單體單元(A)的單體可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。這些用于構(gòu)成單體單元(A)的單體中,從單體較容易制造的方面來看,優(yōu)選上述式(1)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯,從成本低、光纖的耐熱性、機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,更優(yōu)選(甲基)丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯,進(jìn)一步優(yōu)選甲基丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯。
從光纖的耐熱性、機(jī)械特性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選聚合物除了單體單元(A)以外,進(jìn)一步含有來源于下述式(3)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的重復(fù)單元(B)(以下,稱為“單體單元(B)”。)。
[化6]
(式(3)中,p表示1或2,q表示1~4的整數(shù),R表示氫原子或甲基,X表示氫原子或氟原子。)
用于構(gòu)成單體單元(B)的單體為上述式(3)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯。作為上述式(3)所表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的具體例子,可列舉出(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯、(甲基)丙烯酸-1H,1H,5H-八氟庚酯、(甲基)丙烯酸-2-(全氟丁基)乙酯等。這些用于構(gòu)成單體單元(B)的單體,可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。這些用于構(gòu)成單體單元(B)的單體中,從單體較容易制造的方面來看,優(yōu)選(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯,從成本低、光纖的耐熱性、機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,更優(yōu)選(甲基)丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、(甲基)丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯,進(jìn)一步優(yōu)選甲基丙烯酸-2,2,2-三氟乙酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3,3-五氟丙酯。
從聚合反應(yīng)性、制造成本、光纖的耐熱性、機(jī)械特性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選聚合物除了單體單元(A)以外,還進(jìn)一步含有來源于不含氟原子的烷基(甲基)丙烯酸酯來源的重復(fù)單元(C)(以下,稱為“單體單元(C)”。)。
用于構(gòu)成單體單元(C)的單體為不含氟原子的(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可列舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十三烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂基酯、(甲基)丙烯酸異冰片基酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯等。這些用于構(gòu)成單體單元(C)的單體,可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。在這些用于構(gòu)成單體單元(C)的單體中,從單體的制造較容易、成本低、聚合反應(yīng)性優(yōu)異、光纖的耐熱性、機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選(甲基)丙烯酸甲酯,更優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯。
從芯和包層的粘連性、光纖的耐熱性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選聚合物除了單體單元(A)以外,還含有來源于親水性的單體的重復(fù)單元(D)(以下,稱為“單體單元(D)”。)。這里,親水性單體的“親水性”表示與水的親和性大。親水性單體優(yōu)選具有羧基、羥基或環(huán)氧基。需要說明的是,單體單元(C)為親水性單體的單元(D)以外的單體。
用于構(gòu)成單體單元(D)的單體為親水性單體,例如可列舉出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸-2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-3-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸-4-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯等。這些用于構(gòu)成單體單元(D)的單體可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。這些用于構(gòu)成單體單元(D)的單體中,從芯和包層的緊貼性優(yōu)異、光纖的耐熱性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選(甲基)丙烯酸,更優(yōu)選甲基丙烯酸。
聚合物除了單體單元(A)以外,根據(jù)需要,還可以含有來源于單體單元(A)~(D)以外的其他單體的重復(fù)單元(E)(以下,稱為“單體單元(E)”。)。
用于構(gòu)成單體單元(E)的單體只要能夠與用于構(gòu)成單體單元(A)的單體,及根據(jù)需要,與用于構(gòu)成單體單元(B)的單體、用于構(gòu)成單體單元(C)的單體、用于構(gòu)成單體單元(D)的單體共聚合即可。其中,作為用于構(gòu)成單體單元(E)的單體,不包括(甲基)丙烯酸-2-(全氟辛基)乙酯。
作為用于構(gòu)成單體單元(E)的單體,可列舉出乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯等烯烴類;偏二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、六氟乙烯、氯代三氟乙烯等氟代烯烴類;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等芳香族乙烯基類等。這些用于構(gòu)成單體單元(E)的單體,可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。
聚合物中所含的各單元的組成只要根據(jù)芯材的種類、所期望的光纖的特性進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定即可。
聚合物含有單體單元(A)、單體單元(B)、單體單元(C)以及單體單元(D)時(shí),從芯和包層的緊貼性優(yōu)異、光纖的耐熱性、機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選在100質(zhì)量%聚合物中,聚合物含有15~60質(zhì)量%的單體單元(A)、20~70質(zhì)量%的單體單元(B)、10~30質(zhì)量%的單體單元(C)、0.1~10質(zhì)量%的單體單元(D),更優(yōu)選含有25~50質(zhì)量%的單體單元(A)、30~55質(zhì)量%的單體單元(B)、15~25質(zhì)量%的單體單元(C)、0.1~5質(zhì)量%的單體單元(D)。
聚合物含有單體單元(A)、單體單元(C)以及單體單元(D)時(shí),從光纖的耐熱性、傳輸頻帶優(yōu)異的方面來看,在聚合物100質(zhì)量%中,聚合物優(yōu)選含有10~50質(zhì)量%的單體單元(A)、40~80質(zhì)量%的單體單元(C)、0.1~10質(zhì)量%的單體單元(D),更優(yōu)選含有15~40質(zhì)量%的單體單元(A)、60~80質(zhì)量%的單體單元(C)、0.1~5質(zhì)量%的單體單元(D)。
聚合物含有單體單元(D)時(shí),從芯和包層的緊貼性、光纖的耐熱性優(yōu)異的方面來看,在聚合物100質(zhì)量%中,聚合物優(yōu)選含有1.5質(zhì)量%以上的單體單元(D),更優(yōu)選含有1.6質(zhì)量%。另外,此時(shí),聚合物優(yōu)選含有5質(zhì)量%以下的單體單元(D)。
聚合物含有單體單元(E)時(shí),從不損害光纖原本的性能的方面來看,在聚合物100質(zhì)量%中,聚合物優(yōu)選含有10質(zhì)量%以下的單體單元(E),更優(yōu)選含有5質(zhì)量%以下。需要說明的是,聚合物也可以不含有單體單元(E)。
聚合物的重均分子量優(yōu)選30000~600000,更優(yōu)選50000~400000。需要說明的是,重均分子量是利用高效液相色譜測(cè)定而得的值。
聚合物除了單體單元(A)以外還含有單體來源的重復(fù)單元時(shí),包層材料既可以含有含來源于各單體的重復(fù)單元的共聚物、也可以含有含來源于各單體的重復(fù)單元的聚合物的混合物,從制造較容易的方面來看,優(yōu)選含有共聚物。
從光纖的耐熱性、機(jī)械特性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(℃)和聚合物的折射率n滿足下述式(4)。需要說明的是,聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg(℃)和聚合物的折射率n是利用后述方法測(cè)定而得的值。
Tg≧375×n-455 (4)
具有多層包層的光纖的情況下,含有含單體單元(A)的聚合物的包層材料,從透明性、柔軟性、耐熱性優(yōu)異,光纖的耐熱性、機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選用于直接包覆芯的包層。例如,如圖1(b)所示的階躍型光纖的情況下,優(yōu)選將含有含單體單元(a)的聚合物的包層材料用于直接包覆芯11的包層12a。另外,例如,圖2(b)所示的多芯光纖的情況下,優(yōu)選將含有含單體單元(A)的聚合物的包層材料用于直接包覆芯11的包層12。
具有2層包層的光纖,第1層(內(nèi)側(cè)的層,圖1(b)的情況下為包層12a)由含有含單體單元(A)的聚合物的包層材料構(gòu)成時(shí),構(gòu)成第2層(外側(cè)的層,圖1(b)的情況下為包層12b)的包層材料,只要比第1層的包層材料折射率低,則沒有特別限定。然而,從成本低、透明性、柔軟性、耐沖擊性、耐化學(xué)試劑性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選偏二氟乙烯(VDF)均聚物、VDF-三氟乙烯共聚物、VDF-四氟乙烯(TFE)共聚物、VDF-六氟乙烯(HFP)共聚物、VDF-TFE-HFP共聚物、VDF-TFE-HFP-(全氟代)烷基乙烯基醚共聚物、VDF-六氟丙酮共聚物、VDF-TFE-六氟丙酮共聚物、乙烯-VDF-TFE-HFP共聚物、乙烯-TFE-HFP共聚物,更優(yōu)選VDF-TFE共聚物、VDF-HEP共聚物、VDF-TFE-HFP共聚物、乙烯-VDF-TFE-HFP共聚物、乙烯-TFE-HFP共聚物。
(光纖的制造方法)
作為光纖的制造方法,例如可列舉出熔融紡絲法等。在這些光纖的制造方法中,從能夠以簡(jiǎn)便的工序進(jìn)行制造的方面來看,優(yōu)選熔融紡絲法。利用熔融紡絲法的制造階躍型光纖的方法,例如可列舉出,分別將芯材以及包層材料熔融、進(jìn)行復(fù)合紡絲的方法。
在溫差較大的環(huán)境下使用光纖時(shí),為了抑制竄動(dòng)(pistoning),優(yōu)選對(duì)光纖進(jìn)行退火處理。退火處理的處理?xiàng)l件只要根據(jù)光纖的材料適當(dāng)設(shè)定即可。退火處理可以連續(xù)地進(jìn)行,也可以分批進(jìn)行。
(直徑)
從光纖的處理性優(yōu)異,與光元件的結(jié)合效率、對(duì)光軸偏移的容許度的觀點(diǎn)來看,光纖的直徑優(yōu)選0.1~5mm、更優(yōu)選0.2~4.5mm,進(jìn)一步優(yōu)選0.3~4mm。
從與光元件的結(jié)合效率、光軸偏移的容許度的觀點(diǎn)來看,階躍型光纖中芯的直徑相對(duì)于階躍型光纖的直徑優(yōu)選為85%以上,更優(yōu)選為90%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為95%以上。芯的直徑相對(duì)于階躍型光纖的直徑優(yōu)選設(shè)為99.99%以下。
從與光元件的結(jié)合效率、對(duì)光軸偏移的容許度的觀點(diǎn)來看,階躍型光纖中包層的厚度相對(duì)于階躍型光纖的直徑優(yōu)選為15%以下,更優(yōu)選為10%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為5%以下。包層的厚度相對(duì)于階躍型光纖的直徑優(yōu)選設(shè)為0.01%以上。
階躍型光纖的包層為2層時(shí),第1層和第2層可以自由地設(shè)定厚度的范圍。階躍型光纖的包層為2層時(shí),從光纖的柔軟性、耐沖擊性、耐化學(xué)試劑性優(yōu)異,與光元件的結(jié)合效率、對(duì)光軸偏移的容許度的觀點(diǎn)來看,第1層與第2層的厚度比(第1層:第2層)優(yōu)選為1:0.1~1:5,更優(yōu)選為1:0.5~1:4,進(jìn)一步優(yōu)選為1:1~1:3。
(折射率)
對(duì)于芯材與包層材料的折射率,只要包層材料的折射率比芯材的折射率低,則沒有特別限定,但從可擴(kuò)大對(duì)應(yīng)于光能夠傳播的最大角度的數(shù)值孔徑的方面來看,優(yōu)選芯材的折射率為1.45~1.55、包層材料的折射率為1.35~1.51,更優(yōu)選芯材的折射率為1.46~1.53、包層材料的折射率為1.37~1.49,進(jìn)一步優(yōu)選芯材的折射率為1.47~1.51、包層材料的折射率為1.39~1.47。需要說明的是,折射率是在25℃下使用鈉D線測(cè)定而得的值。
(用途)
本發(fā)明的光纖由于耐熱性優(yōu)異、安全性高,可適用于例如通信設(shè)備、照明、裝飾、顯示等,特別優(yōu)選適用于通信設(shè)備。
[光纜]
本發(fā)明的光纜具有本發(fā)明的光纖和位于光纖的外周包覆層。
作為構(gòu)成包覆層的材料,例如可列舉出聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂等聚烯烴樹脂;氯乙烯樹脂、氯化聚烯烴樹脂等氯樹脂;氟樹脂;聚氨酯樹脂;苯乙烯樹脂;聚酰胺樹脂等。這些構(gòu)成包覆層的材料可以單獨(dú)使用1種,也可以同時(shí)使用2種以上。在這些構(gòu)成包覆層的材料中,從光纜的機(jī)械特性優(yōu)異的方面來看,優(yōu)選聚烯烴樹脂、氯樹脂、聚酰胺樹脂,更優(yōu)選聚烯烴樹脂、氯乙烯樹脂、氯化聚烯烴樹脂、聚酰胺樹脂。
包覆層可以為1層,也可以為2層以上。
[通信設(shè)備]
本發(fā)明的通信設(shè)備包含本發(fā)明的光纖。作為通信設(shè)備,例如可列舉出FA設(shè)備;OA設(shè)備;手機(jī)設(shè)備;音頻設(shè)備;LAN;工業(yè)用設(shè)備人;火車內(nèi)、飛機(jī)內(nèi)、汽車內(nèi)等的光信號(hào)傳輸體;傳感器等。
實(shí)施例
以下,利用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明,但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。
(折射率的測(cè)定)
使用阿貝氏折射計(jì)(型號(hào)名稱“NAR-3T”,(株)愛宕制),在25℃下利用鈉D線測(cè)定制造例中得到的包層材料的折射率。
(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)定)
使用差示掃描量熱計(jì)(型號(hào)名稱“DSC-200”,精工儀器(株)制)測(cè)定制造例中得到的包層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。具體而言,將10mg包層材料加入測(cè)定用皿中,以升溫溫度50℃/分鐘升溫至200℃,保持5分鐘使其熔融。之后,將測(cè)定用皿置于干冰上使包層材料驟冷硬化,以升溫溫度10℃/分鐘從25℃升溫至200℃為止,由肩值求出玻璃化轉(zhuǎn)移溫度。需要說明的是,以上述玻璃化轉(zhuǎn)移溫度作為光纖的耐熱性的指標(biāo)。
(傳導(dǎo)損失的測(cè)定)
使用波長650nm、入射光的NA(數(shù)值孔徑)0.1的光,利用25m-1m的切斷法測(cè)定實(shí)施例以及比較例中得到的光纖以及光纜的傳導(dǎo)損失(dB/km)。
基于25m-1m的切斷法的測(cè)定依據(jù)IEC 60793-1-40:2001進(jìn)行。具體而言,將25m的光纖或光纜設(shè)置在測(cè)定裝置中,測(cè)定輸出功率P2。之后,將光纖或光纜切斷為切斷長度(距離入射端1m),測(cè)定輸出功率P1。使用以下的數(shù)學(xué)式(1)計(jì)算光的傳導(dǎo)損失。
(反復(fù)彎曲的測(cè)定)
反復(fù)彎曲的測(cè)定依據(jù)IEC 60794-1:1993進(jìn)行。具體而言,將長度4m的光纜安置于反復(fù)彎曲裝置(帶恒溫槽的光纖彎曲試驗(yàn)機(jī),(株)安田精機(jī)制作所制)中,對(duì)一端施加荷重500gf(4.9N),用直徑15mm的2根圓管夾持該光纜的中央。使該光纜的另一端向一側(cè)圓管側(cè)移動(dòng),卷繞在圓管外周使光纜彎曲90度以后,使其向另一圓管側(cè)移動(dòng),卷繞在圓管外周使光纜彎曲90度,總計(jì)使其彎曲180度,反復(fù)進(jìn)行此操作。在相對(duì)于初期值、增加了1dB傳導(dǎo)損失的時(shí)間點(diǎn)結(jié)束試驗(yàn),確認(rèn)結(jié)束時(shí)間點(diǎn)的反復(fù)彎曲次數(shù)。
[制造例1]
將(甲基)丙烯酸-2-(全氟己基)乙酯35質(zhì)量份、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯47質(zhì)量份、甲基丙烯酸甲酯17質(zhì)量份、甲基丙烯酸1質(zhì)量份、2,2’-偶氮二(異丁腈)0.05質(zhì)量份、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)0.05質(zhì)量份、正辛基硫醇0.037質(zhì)量份混合。在該混合溶液中進(jìn)行1小時(shí)氮?dú)夤呐?。接著,將該混合溶液注入密封的聚合容器中,將該聚合容器放?5℃的浴槽中5小時(shí)。之后將該聚合容器放入120℃的蒸汽干燥器中2小時(shí),得到聚合物組合物。使用排氣式單螺桿擠出機(jī),一邊除去所得到的聚合物組合物的殘存單體等,一邊進(jìn)行熔融捏合,得到由聚合物構(gòu)成的包層材料A。
[制造例2~7]
如表1所示變更作為包層材料的原料的單體的組成,除此以外,與制造例1同樣地進(jìn)行操作,得到包層材料B~G。
[制造例8~9]
使正辛基硫醇的量為0.285質(zhì)量份、將作為包層材料的原料的單體的組成如表1所示進(jìn)行變更,除此以外,與制造例1同樣地進(jìn)行操作,得到包層材料H~I(xiàn)。
[表1]
[實(shí)施例1]
使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA、折射率1.492)作為芯材,使用包層材料A(折射率1.417)作為包層材料,將其分別熔融、供給至225℃的紡絲頭。使用2層結(jié)構(gòu)的同心圓狀復(fù)合紡絲噴嘴對(duì)它們進(jìn)行紡絲,在140℃的熱風(fēng)加熱爐中沿纖維軸方向拉伸2倍,得到包層的厚度為10μm的、直徑1.0mm的光纖。將所得到的光纖的耐熱性(包層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)、傳導(dǎo)損失示于表2。
[實(shí)施例2~7,比較例1~2]
將包層材料的種類如表2所示進(jìn)行變更,除此以外,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行操作,得到光纖。將所得到的光纖的耐熱性(包層材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)、傳輸損失示于表2。
[表2]
[實(shí)施例8]
使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA、折射率1.492)作為芯材,使用包層材料E(折射率1.417)作為第1層的包層材料,使用偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物(來源于偏二氟乙烯的重復(fù)單元:來源于四氟乙烯的重復(fù)單元=80:20(摩爾比)、折射率1.405)作為第2層的包層材料,將其分別熔融、供給至225℃的紡絲頭。使用3層結(jié)構(gòu)的同心圓狀復(fù)合紡絲噴嘴對(duì)它們進(jìn)行紡絲,在140℃的熱風(fēng)加熱爐中沿纖維軸方向延伸2倍,得到第1層的包層的厚度為5μm、第2層的包層的厚度為10μm的、直徑1.0mm的光纖。將所得到的光纖的耐熱性(包層材料(第1層)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)、傳輸損失示于表3。
[實(shí)施例9、比較例3]
將包層材料(第1層)的種類如表3所示進(jìn)行變更,除此以外,與實(shí)施例8同樣進(jìn)行操作,得到光纖。將所得到的光纖的耐熱性(包層材料(第1層)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度)、傳輸損失示于表3。
[表3]
可確認(rèn)實(shí)施例中得到的光纖相比于比較例中得到的光纖而言,傳輸損失降低、耐熱性優(yōu)異。
[實(shí)施例10]
通過將聚乙烯樹脂(PE)供給樹脂包覆用直角機(jī)頭型包覆裝置中,對(duì)實(shí)施例8中得到的光纖的外周進(jìn)行包覆,形成厚度0.6mm的包覆層。由此,得到直徑2.2mm的光纜。將所得到的光纜的傳輸損失以及反復(fù)彎曲示于表4。
[實(shí)施例11~12,比較例4~6]
將光纖以及包覆層的種類如表4所示進(jìn)行變更,除此以外,與實(shí)施例10同樣地進(jìn)行操作,得到光纜。將所得到的光纜的傳輸損失以及反復(fù)彎曲示于表4。需要說明的是,表4中,CPE表示氯化聚乙烯樹脂,PA表示聚酰胺樹脂。
[表4]
該申請(qǐng)主張以2014年1月23日申請(qǐng)的日本申請(qǐng)?zhí)卦?014-010042為基礎(chǔ)的優(yōu)先權(quán),將其公開的全部內(nèi)容援引于此。
以上,參照實(shí)施方式以及實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)發(fā)明進(jìn)行說明,但本申請(qǐng)發(fā)明不限定于上述實(shí)施方式以及實(shí)施例。本申請(qǐng)發(fā)明的構(gòu)成或具體內(nèi)容,可以在本申請(qǐng)發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的各種變更。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的光纖,耐熱性優(yōu)異、安全性高,因此,可以用于例如通信設(shè)備、照明、裝飾、顯示等,特別優(yōu)選用于通信設(shè)備。