專利名稱：塑料光纖纜及信號(hào)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有有著層疊結(jié)構(gòu)的被覆層的塑料光纖纜，特別是涉及在高溫環(huán)境下 的長(zhǎng)期耐熱性優(yōu)異、柔軟性高的塑料光纖纜，以及組合使用該光纖纜與發(fā)光中心處于500nm 以上600nm以下的范圍的可見(jiàn)光發(fā)光二極管的信號(hào)傳輸方法。
背景技術(shù)：
以往，作為光纖，可在寬波長(zhǎng)區(qū)域進(jìn)行優(yōu)異的光傳輸?shù)氖⑾倒饫w以中繼線體系 為中心而被實(shí)用化，但是該石英系光纖昂貴且加工性低。因此，具有更便宜且輕量、大口徑、 端面加工和處理容易等長(zhǎng)處的塑料光纖(以下，簡(jiǎn)稱為P0F。)正在照明用途、傳感器用途、 或者FA、OA、LAN等室內(nèi)配線用途領(lǐng)域被實(shí)用化。其中，具有以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為芯材、以低折射率的含氟烯烴系共聚物 為包層材料的芯-包層結(jié)構(gòu)的步長(zhǎng)指數(shù)型(Si型)的POF的外周形成有被覆層的POF纜， 從可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信、并且輕型化、通信系統(tǒng)的低成本化、電磁噪音對(duì)策等性能優(yōu)異的觀 點(diǎn)考慮，正在作為汽車內(nèi)LAN通信用配線而被實(shí)用化。在如上所述的POF纜在汽車內(nèi)使用的情況下，由于環(huán)境溫度達(dá)到100 105°C附 近，因此要求耐熱性優(yōu)異。特別是，在敷設(shè)于發(fā)動(dòng)機(jī)附近等那樣的高溫環(huán)境下時(shí)，由于存在 油、電解液、汽油等可燃性物質(zhì)，因此要求耐熱性的同時(shí)還要求耐化學(xué)品性優(yōu)異。因此，提出 過(guò)較多的使用耐熱性、耐化學(xué)品性等優(yōu)異的尼龍11、尼龍12、尼龍6/12、尼龍6、尼龍66、尼 龍6/66等聚酰胺系樹(shù)脂(尼龍系樹(shù)脂)作為POF纜的被覆材料的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1(日本特開(kāi)平10-31擬81號(hào)公報(bào))、專利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)平 11-242142號(hào)公報(bào))中提出了在POF的外周形成有由黑色聚酰胺樹(shù)脂形成的一次被覆層和 由著色聚酰胺樹(shù)脂形成的二次被覆層的POF纜，作為聚酰胺樹(shù)脂，列舉出了尼龍6、尼龍11、 尼龍12。在專利文獻(xiàn)3(國(guó)際公開(kāi)01/485 號(hào)小冊(cè)子)、專利文獻(xiàn)4(日本特開(kāi)2003-315638 號(hào)公報(bào))中公開(kāi)了在POF裸線的外周順次形成了由包含聚酰胺系聚合物的材料形成的密合 層、一次被覆層、二次被覆層的POF纜，作為聚酰胺系聚合物，列舉出了尼龍6、尼龍66、尼龍 11、尼龍12。在專利文獻(xiàn)5 (日本特開(kāi)2003-255202號(hào)公報(bào))，提出了在POF裸線的外周形成有 由包含稀有金屬基體的無(wú)機(jī)顏料的聚酰胺系樹(shù)脂形成的被覆層的POF纜，作為聚酰胺系樹(shù) 脂，列舉出了聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6/12、聚酰胺66、聚酰胺66/6。在專利文獻(xiàn)6 (日 本特開(kāi)2004-2^925號(hào)公報(bào))提出了在POF裸線的外周形成有由包含群青無(wú)機(jī)顏料的聚酰 胺系樹(shù)脂形成的被覆層的POF纜，作為聚酰胺系樹(shù)脂，列舉出了尼龍11、尼龍12、尼龍6、尼 龍66。在專利文獻(xiàn)7 (日本特開(kāi)2000-231045號(hào)公報(bào))中記載了，在POF裸線的外周設(shè)置 有由熔點(diǎn)為200°C以下的尼龍系樹(shù)脂形成的一次被覆層且在該一次被覆層的外周設(shè)置有由 氧指數(shù)25以上的尼龍12、氯乙烯樹(shù)脂等形成的二次被覆層的POF纜。
然而，如果在POF纜的被覆層的材料中使用聚酰胺系樹(shù)脂(尼龍系樹(shù)脂)，則會(huì)產(chǎn) 生如下的問(wèn)題。一般而言，尼龍12等聚酰胺系樹(shù)脂在工業(yè)上通過(guò)胺與羧酸的縮聚反應(yīng)而獲得。但 是，由于聚酰胺系樹(shù)脂的聚合為化學(xué)平衡反應(yīng)，因此無(wú)法避免在生成聚合物中殘留源自聚 酰胺系樹(shù)脂的原料的單體、低聚物。根據(jù)本發(fā)明人的研究，發(fā)現(xiàn)了如下現(xiàn)象如上述專利文獻(xiàn)中所記載的那樣，以接觸 POF裸線的方式設(shè)置了由聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6-12樹(shù)脂形成的一次被覆層或者設(shè) 置了由這些聚酰胺系樹(shù)脂形成的二次被覆層的POF纜，在長(zhǎng)期間放置于100°C以上的高溫 環(huán)境下時(shí)，POF的傳輸損失顯著增大。本發(fā)明人對(duì)其原因的進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在高溫(或者高溫高濕)環(huán)境下 POF纜的傳輸損失增加的主要原因在于被覆材料中所包含的低分子量化合物轉(zhuǎn)移至POF 裸線中而導(dǎo)致瑞利散射(Rayleigh scattering)增大，以及POF纜放置環(huán)境中的氧通過(guò)被 覆材料而浸透、擴(kuò)散至POF裸線內(nèi)而引起氧化劣化，電子遷移吸收增大。另外報(bào)告了，在將熔點(diǎn)較高的尼龍66等尼龍系樹(shù)脂被覆于POF的外周時(shí)，對(duì)POF 施加過(guò)剩的應(yīng)力、顯著地?fù)p害POF的光學(xué)性能的例子。例如，在專利文獻(xiàn)7(日本特開(kāi) 2000-231045號(hào)公報(bào))中，作為相對(duì)于所提出的發(fā)明的比較例(比較例2、比較例8)而公開(kāi) 了在POF的外周直接形成了由尼龍66樹(shù)脂形成的一次被覆材料的POF纜。記載了如下要 點(diǎn)在該P(yáng)OF纜中，由于在高的被覆溫度將高熔點(diǎn)的聚酰胺66樹(shù)脂直接被覆于POF裸線的 外周，因此發(fā)生POF的外形的變化和傳輸損失的增大，高熔點(diǎn)的尼龍系樹(shù)脂不適合用作POF 的被覆材料。進(jìn)一步，在將尼龍66等樹(shù)脂的彎曲模量高的尼龍系樹(shù)脂被覆于POF的外周的情況 下，在敷設(shè)POF纜時(shí)或安裝插頭(” V )(金屬箍)時(shí)，存在有加工、處理性差，對(duì)POF纜 的破壞增大，或生產(chǎn)率降低的風(fēng)險(xiǎn)。為了解決上述在高溫環(huán)境下的傳輸損失增大的問(wèn)題，在例如專利文獻(xiàn)8(國(guó)際公 開(kāi)08/38791號(hào)小冊(cè)子)中提出了在POF裸線的外周依次設(shè)置有保護(hù)被覆層、光阻擋被覆 層、功能被覆層的POF纜。作為用于該功能被覆層的材料，記載了包含某特定的阻燃劑和彩 色的無(wú)機(jī)顏料、熔點(diǎn)處于特定的范圍、含有尼龍6及尼龍66中的至少一方作為主成分的尼 龍系樹(shù)脂組合物，或熔點(diǎn)和氧透過(guò)率處于特定的范圍的含有尼龍66作為主成分的尼龍系 樹(shù)脂組合物。而且記載了對(duì)于具備有這樣的功能被覆層的POF纜而言，特別是500 600nm 的短波長(zhǎng)區(qū)域的耐熱性優(yōu)異。另外提出了將該P(yáng)OF纜和在波長(zhǎng)500 600nm的范圍具有發(fā) 光中心的可見(jiàn)光發(fā)光二極管進(jìn)行組合的信號(hào)傳輸方法。但是，在將尼龍66等彎曲模量高的尼龍系樹(shù)脂被覆于POF裸線的外周時(shí)，在敷設(shè) POF纜時(shí)或安裝插頭(特別是金屬箍)時(shí)，存在有加工性、處理性差，對(duì)POF纜的破壞增大， 或生產(chǎn)率降低的風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平10_31擬81號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)平11142142號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 國(guó)際公開(kāi)01/485 號(hào)小冊(cè)子
專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2003-315638號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2003-255202號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本特開(kāi)2004-2^925號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7 日本特開(kāi)2000-231045號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)8 國(guó)際公開(kāi)08/38791號(hào)小冊(cè)子

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一種塑料光纖纜、以及使用其的信號(hào)傳輸方法，該塑料光 纖纜在高溫環(huán)境下的傳輸損失的增加量小，長(zhǎng)期耐熱性優(yōu)異，且柔軟性高、容易進(jìn)行處理。解決課題的方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種塑料光纖纜，其為具有塑料光纖裸線和在 其外周設(shè)置的被覆層的塑料光纖纜，所述塑料光纖裸線具有芯和在該芯的外周形成的由1 層或2層以上構(gòu)成的包層，前述芯由聚甲基丙烯酸甲酯、或以甲基丙烯酸甲酯單元為主成分的共聚物形成，前述包層至少在最外層具有由含氟烯烴系樹(shù)脂形成的層，所述含氟烯烴系樹(shù)脂包 含四氟乙烯單元且利用差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定的晶體熔解熱為40mJ/mg以下，前述被覆層從內(nèi)側(cè)順次包含光阻擋被覆層、第1功能被覆層(C)、第2功能被覆層 (D),前述光阻擋被覆層由樹(shù)脂組合物形成，所述樹(shù)脂組合物含有尼龍11和尼龍12中 的至少一種尼龍系樹(shù)脂作為主成分，源自前述尼龍系樹(shù)脂的單體及低聚物的合計(jì)含量為 1.5質(zhì)量％以下，前述第1功能被覆層(C)及前述第2功能被覆層(D)中的一方由第1樹(shù)脂組合物 (I)形成，另一方由第2樹(shù)脂組合物(II)形成，前述第1樹(shù)脂組合物(I)為，以聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂或乙烯-乙烯醇共 聚物為主成分的樹(shù)脂組合物，前述第2樹(shù)脂組合物(II)為沒(méi)有著色的或由無(wú)機(jī)顏料著色的尼龍系樹(shù)脂組合物， 所述尼龍系樹(shù)脂組合物由差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定的晶體熔點(diǎn)處于240°C以上^(TC以 下的范圍，且通過(guò)IS014663-2:1999(附錄C)規(guī)定的方法測(cè)定的溫度T(K)下的氧透過(guò)率 P(cm3 · cm/(cm2 · sec · Pa))滿足下述通式(1)P < 8 X 1(Γ2 X exp (-5600/T)(1)，在前述第1功能被覆層(C)由前述樹(shù)脂組合物⑴形成、前述第2功能被覆層⑶ 由前述樹(shù)脂組合物(II)形成的情況下，前述第1功能被覆層(C)的厚度C(ym)和前述第 2功能被覆層⑶的厚度d(ym)滿足下述通式(2)0. 39 彡 c/ (c+d)彡 0. 9(2)，在前述第1功能被覆層(C)由前述樹(shù)脂組合物(II)形成、前述第2功能被覆層 (D)由前述樹(shù)脂組合物(I)形成的情況下，前述第1功能被覆層(C)的厚度c(ym)和前述 第2功能被覆層⑶的厚度d(ym)滿足下述通式(3)0. 15 彡 c/(c+d)彡 0. 7(3)。
就上述塑料光纖纜而言，可在前述塑料光纖裸線與前述光阻擋被覆層之間具有保 護(hù)被覆層；就該保護(hù)被覆層而言，優(yōu)選由選自(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂、苯乙烯系樹(shù)脂、偏 氟乙烯均聚物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂、以及包含乙烯單元和乙烯醇單元的共聚物 中的至少一種樹(shù)脂形成。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的其它實(shí)施方式，提供一種信號(hào)傳輸方法，其將上述塑料光纖 纜與在波長(zhǎng)500nm以上600nm以下的范圍具有發(fā)光中心的可見(jiàn)光發(fā)光二極管進(jìn)行組合而傳
輸信號(hào)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可提供一種塑料光纖纜、以及使用其的信號(hào)傳輸方法，所述塑料光纖 纜在高溫環(huán)境下的傳輸損失的增加量小、長(zhǎng)期耐熱性優(yōu)異、且柔軟性高、容易進(jìn)行處理。


圖IA 本發(fā)明的塑料光纖纜的一個(gè)實(shí)例的剖視圖。圖IB 本發(fā)明的塑料光纖纜的其它實(shí)例的剖視圖。圖2 塑料光纖纜的制造中使用的被覆裝置的一個(gè)實(shí)例的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，對(duì)本發(fā)明的塑料光纖(POF)纜的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。首先，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的各實(shí)施方式的POF纜的各要素進(jìn)行說(shuō)明。[P0F纜的基本結(jié)構(gòu)]如圖IA所示，就本發(fā)明的實(shí)施方式的POF纜而言，具有POF裸線101和設(shè)置于其外 周的被覆層；所述POF裸線101具有由芯和在其外周形成的至少一層的包層構(gòu)成的芯-包 層結(jié)構(gòu)，所述被覆層從內(nèi)層側(cè)順次地包含光阻擋被覆層103、功能被覆層(C) 104、功能被覆 層(D)105?？稍赑OF裸線101與光阻擋被覆層103之間設(shè)置保護(hù)被覆層。S卩，如圖IB所示， 就本發(fā)明的其它實(shí)施方式的POF纜而言，具有POF裸線101和設(shè)置于其外周的被覆層；所述 POF裸線101具有由芯和在其外周形成的至少一層的包層構(gòu)成的芯-包層結(jié)構(gòu)，所述被覆層 從內(nèi)層側(cè)順次地包含保護(hù)被覆層102、光阻擋被覆層103、功能被覆層(C) 104、功能被覆層 (D)105。[P0F 裸線]就本發(fā)明的POF纜而言，構(gòu)成POF裸線的芯的材料(芯材)沒(méi)有特別限定，但是考 慮到滿足在105°C附近的長(zhǎng)期耐熱性的觀點(diǎn)，優(yōu)選為聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或以甲基丙 烯酸甲酯(MMA)單元為主成分的共聚物(以下，將它們稱呼為PMMA系樹(shù)脂。)。作為該共聚 物，優(yōu)選包含甲基丙烯酸甲酯(MMA)單元和1種以上的乙烯基系單體單元的共聚物。PMMA 系樹(shù)脂之中，特別優(yōu)選透明性和機(jī)械強(qiáng)度的平衡優(yōu)異的PMMA。在芯材為以MMA為主成分的 共聚物的情況下，從充分確保透明性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選MMA單元的含量為50質(zhì)量％以上，更 優(yōu)選為60質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為70質(zhì)量％以上。作為對(duì)應(yīng)于MMA的共聚成分，可適宜 選擇甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯等的、在迄今為止作為POF用芯材的原料而提出的材料中使 用的成分。
在芯的外周形成的包層，可由1層形成，也由2層以上的多層形成。就該包層而 言，從用于發(fā)揮作為芯或者內(nèi)層包層的保護(hù)材料的作用的機(jī)械特性、耐熱性、耐化學(xué)品性、 耐沖擊性、還有從為可充分降低彎曲時(shí)的光損失的程度的低折射率這樣的光學(xué)特性的觀點(diǎn) 考慮，至少在最外層具有由含氟烯烴系樹(shù)脂形成的層。作為該含氟烯烴系樹(shù)脂，使用至少具 有四氟乙烯(TFE)單元的、晶體熔解熱為40mJ/mg以下的含氟烯烴系聚合物。作為包含TFE單元的含氟烯烴系聚合物，可列舉出TFE單元與、偏氟乙烯(VdF)單 元、六氟丙烯(HFP)單元、全氟(氟)烷基乙烯基醚(FVE)單元中的至少1種共聚而獲得的 共聚物，VdF單元、TFE單元與六氟丙酮單元的共聚物，TFE單元、HFP單元與乙烯單元的共 聚物等，但是不限定于這些。作為對(duì)應(yīng)于TFE的共聚成分，從成本、透明性、耐熱性的觀點(diǎn)考 慮，特別優(yōu)選VdF單元、HFP單元或者FVE單元。另外，在包含TFE單元的含氟烯烴系聚合物中包含VdF單元與HFP單元中的至少 1種的樹(shù)脂，從POF的熔融紡絲時(shí)的穩(wěn)定性優(yōu)異的觀點(diǎn)考慮，是優(yōu)選的。作為上述包含TFE單元的含氟烯烴系聚合物的具體實(shí)例，可列舉出由VdF單元 60 90質(zhì)量％與TFE單元10 40質(zhì)量％形成的2元共聚物，由VdF單元10 60質(zhì)量％、 TFE單元20 70質(zhì)量％與HFP單元5 ；35質(zhì)量％形成的3元共聚物，由VdF單元5 25 質(zhì)量％、TFE單元50 80質(zhì)量％與FVE單元5 25質(zhì)量％形成的3元共聚物，由乙烯單 元5 60質(zhì)量％、TFE單元25 70質(zhì)量％與HFP單元5 45質(zhì)量％形成的3元共聚物， 由VdF單元10 30質(zhì)量％、TFE單元40 80質(zhì)量％、HFP單元5 40質(zhì)量％與FVE單 元0. 1 15質(zhì)量％形成的4元共聚物，由TFE單元40 90質(zhì)量％與FVE單元10 60質(zhì) 量％形成的2元共聚物，由TFE單元30 75質(zhì)量％與HFP單元25 70質(zhì)量％形成的2 元共聚物等。從可低成本地獲得原料的觀點(diǎn)考慮，F(xiàn)VE單元優(yōu)選為，選自CF2 = CF0CF3、CF2 = CFOCF2CF3、CF2 = CF0CF2CF2CF3、CF2 = CFOCH2CF3、CF2 = CFOCH2CF2CF3、CF2 = CF0CH2CF2CF2CF3、 CF2 = CFOCH3> CF2 = CFOCH2CH3 以及 CF2 = CF0CH2CH2CH3 中的至少 1 種化合物的單元。進(jìn)一步，在本發(fā)明中，作為至少形成包層最外層的含氟烯烴系聚合物，需要使用由 差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定的晶體熔解熱的值為40mJ/mg以下的樹(shù)脂，優(yōu)選為20mJ/mg以 下的樹(shù)脂，更優(yōu)選為15mJ/mg以下的樹(shù)脂。如果晶體熔解熱過(guò)高，特別是如果超過(guò)40mJ/mg， 則樹(shù)脂的結(jié)晶性高，在高溫環(huán)境下引起樹(shù)脂的透明性的降低，從而成為在POF纜的初期及 高溫環(huán)境下的傳輸損失增大的原因。作為至少構(gòu)成包層最外層的含氟烯烴系聚合物，可使 用晶體熔解熱在上述范圍內(nèi)、例如lmj/mg以上的樹(shù)脂。在包層由多層形成的情況下，作為形成其內(nèi)層側(cè)的內(nèi)層包層的樹(shù)脂，可適宜選擇 氟代甲基丙烯酸酯系聚合物、偏氟乙烯系聚合物等作為POF用包層材料而提出的材料。特 別優(yōu)選氟代甲基丙烯酸酯系聚合物，這是由于其折射率容易調(diào)整，為既具有良好的透明性 和耐熱性、且彎曲性和加工性優(yōu)異的聚合物。作為上述氟代甲基丙烯酸酯系聚合物，例如，作為既具有良好的透明性和耐熱性， 且彎曲性和加工性優(yōu)異的聚合物，可使用如下共聚物，該共聚物由下述通式(7)表示的(甲 基)丙烯酸氟代烷基酯的單元(A) 15 90質(zhì)量％與、可與單元(A)的單體共聚的單體的單 元(B) 10 85質(zhì)量％形成，并且折射率處于1. 39 1. 475的范圍；CH2 = CX-COO(CH2)m-Rlf(7)
式中，X表示氫原子、氟原子、或甲基，Rlf表示碳原子數(shù)1 12的(氟)烷基，m表 示1或2的整數(shù)。作為(甲基)丙烯酸氟代烷基酯的單元(A)，可列舉出(甲基)丙烯酸-2，2，2-三 氟乙酯(3FM)、(甲基)丙烯酸_2，2，3，3-四氟丙酯(4FM)、(甲基)丙烯酸_2，2，3，3，3-五氟 丙酯(5FM)、(甲基)丙烯酸_2，2，3，4，4，4-六氟丁酯(6FM)、(甲基)丙烯酸_1H，1H，5H-八 氟戊酯(8FM)、(甲基)丙烯酸-2-(全氟丁基)乙酯(9FM)、(甲基)丙烯酸_2_(全氟己 基)乙酯(13FM)、(甲基)丙烯酸-1H，1H，9H-十六氟壬酯(16FM)、(甲基)丙烯酸_2_ (全 氟辛基)乙酯(17FM)、(甲基)丙烯酸-1H，1H，11H-(二十氟十一烷酯)(20FM)、(甲基)丙 烯酸-2-(全氟癸基)乙酯OlFM)等單元，但是沒(méi)有特別限定。另一方面，作為可與單元㈧的單體共聚的單體的單元(B)，可列舉出(甲基)丙 烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯等(甲基)丙烯酸烷酯，或甲基丙烯酸 等化合物的單元，但是沒(méi)有特別限定。從它們之中，以滿足作為包層材料的透明性、耐熱性的方式，適宜地選擇1種以上 的化合物即可。其中，(甲基)丙烯酸甲酯由于可通過(guò)與(甲基)丙烯酸氟代烷基酯共聚， 從而平衡性良好地提高包層材料的透明性、耐熱性、以及機(jī)械強(qiáng)度，因此是優(yōu)選的。另外，通 過(guò)在氟代甲基丙烯酸酯系聚合物中以0. 5 5質(zhì)量％的范圍含有甲基丙烯酸的單元，可提 高對(duì)于POF的芯材及包層最外層的樹(shù)脂這雙方的密合性。在對(duì)POF要求低彎曲損失時(shí)，優(yōu)選如下共聚物，其包含有(甲基)丙烯酸-2-(全 氟辛基)乙酯(17FM)的單元10 40質(zhì)量％，含有(甲基)丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯(3FM)、 (甲基)丙烯酸_2，2，3，3-四氟丙酯GFM)、(甲基)丙烯酸-2，2，3，3，3-五氟丙酯(5FM) 中的至少1種的單元40 90質(zhì)量％，甲基丙烯酸甲酯的單元0 20質(zhì)量％ ；并且折射率 處于1. 39 1. 43的范圍。在對(duì)POF要求高的傳輸頻帶的情況下，優(yōu)選如下共聚物，其包含有含有(甲基) 丙烯酸-2，2，2-三氟乙酯(3FM)、(甲基)丙烯酸-2，2，3，3-四氟丙酯0FM)、(甲基)丙烯 酸-2，2，3，3，3-五氟丙酯(5FM)中的至少1種的單元15 30質(zhì)量％與甲基丙烯酸甲酯單 元70 95質(zhì)量％ ；并且折射率處于1. 45 1. 475的范圍。此外，如前所述，雖然包層可由2層以上的多層形成，但是考慮到降低制造成本的 觀點(diǎn)，優(yōu)選制成在最外層包層與芯之間僅具有第1包層作為內(nèi)層包層、具有第1包層及在 其外周作為最外層包層的第2包層的2層結(jié)構(gòu)。[保護(hù)被覆層]接著，對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的POF纜的保護(hù)被覆層進(jìn)行說(shuō)明。在本發(fā)明的POF纜中，從阻擋形成后述的光阻擋被覆層的尼龍系樹(shù)脂中包含的源 自原料的單體和/或低聚物轉(zhuǎn)移至POF裸線的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在POF裸線和光阻擋被覆層 之間設(shè)置保護(hù)被覆層。例如，在形成光阻擋被覆層的樹(shù)脂組合物中的尼龍系樹(shù)脂為尼龍12 的情況下，作為尼龍12的原料的月桂內(nèi)酰胺轉(zhuǎn)移至POF裸線?？赏ㄟ^(guò)在POF裸線和光阻擋 被覆層之間設(shè)置保護(hù)被覆層，從而降低月桂內(nèi)酰胺向POF裸線的轉(zhuǎn)移量。由此，特別是可防 止短波長(zhǎng)側(cè)的傳輸損失的惡化。形成保護(hù)被覆層的樹(shù)脂的熔體流動(dòng)指數(shù)(MI)(在溫度210°C、載荷^gf G9N)的條 件下從直徑2mm、長(zhǎng)度8mm的噴嘴在10分鐘內(nèi)吐出的聚合物的量(g))沒(méi)有特別限制，但是優(yōu)選處于5 200的范圍。如果MI過(guò)小，則有可能被覆層形成時(shí)的成型穩(wěn)定性降低，或在 十字頭(cross head)內(nèi)部施加于POF裸線的樹(shù)脂壓力變高，POF纜的光學(xué)特性降低。相反 如果MI過(guò)大，則存在保護(hù)被覆層的機(jī)械強(qiáng)度、厚度的均勻性降低的傾向。形成保護(hù)被覆層的樹(shù)脂為選自(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂、苯乙烯系樹(shù)脂、偏氟乙 烯均聚物、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂、以及包含乙烯單元和乙烯醇單元的共聚物中的 至少一種樹(shù)脂。作為(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂可使用公知的樹(shù)脂，例如可列舉出，(甲基)丙烯 酸甲酯的均聚物(PMMA)、(甲基)丙烯酸甲酯與其它單體的共聚物等。(甲基)丙烯酸甲 酯系樹(shù)脂中的(甲基)丙烯酸甲酯單元的含量?jī)?yōu)選為10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為50質(zhì)量％ 以上，進(jìn)一步優(yōu)選為60質(zhì)量％以上。作為(甲基)丙烯酸甲酯單元的共聚成分，可列舉出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲 基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、 其它的(甲基)丙烯酸烷基酯、以及由下述通式(8)表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯；[化學(xué)式1]CH2 = CX-COO(CH2)m(CF2)nY(8)式中，X表示氫原子或甲基，Y表示氫原子或氟原子，m表示1或2，η表示1 12 的整數(shù)。此外，在上述通式(8)中，如果含氟烷基的結(jié)構(gòu)的體積大，則共聚時(shí)的聚合性、共 聚物的耐熱性降低，因此優(yōu)選含氟烷基的碳原子數(shù)為1 12。作為由上述通式⑶表示的(甲基)丙烯酸氟代烷基酯，可列舉出(甲基)丙烯 酸-2，2，2-三氟乙酯(3FM)、(甲基)丙烯酸_2，2，3，3-四氟丙酯(4FM)、(甲基)丙烯酸_2， 2,3,3,3-五氟丙酯(5FM)、(甲基)丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯(6FM)、(甲基)丙烯 酸-1Η，1Η，5Η-八氟戊酯(8FM)、(甲基)丙烯酸_2_(全氟丁基)乙酯(9FM)、(甲基)丙 烯酸-2-(全氟己基)乙酯(13FM)、(甲基)丙烯酸-1H，1H，9H-十六氟壬酯(16FM)、(甲 基)丙烯酸-2-(全氟辛基)乙酯(17FM)、(甲基)丙烯酸_1H，1H，IlH-(二十氟十一烷酯) O0FM)、(甲基)丙烯酸-2-(全氟癸基)乙酯Q1FM)等具有直鏈狀氟代烷基的(甲基)丙 烯酸氟代酯；另外可列舉出(甲基)丙烯酸六氟新戊酯、(甲基)丙烯酸六氟異丁酯等具有 支鏈狀氟代烷基的(甲基)丙烯酸氟代酯等。就(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂而言，從作為保護(hù)被覆層的機(jī)械強(qiáng)度、以及從防止上 述尼龍系樹(shù)脂中包含的單體及低聚物向POF裸線中的溶解、擴(kuò)散的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選包含(甲 基)丙烯酸甲酯單元70 95質(zhì)量％與(甲基)丙烯酸烷基酯單元((甲基)丙烯酸正丁 酯、(甲基)丙烯酸乙酯等)5 30質(zhì)量％的共聚物。在(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂包含上述(甲基)丙烯酸氟代烷基酯單元的情況 下，從作為保護(hù)被覆層的機(jī)械強(qiáng)度、以及從防止上述尼龍系樹(shù)脂中包含的單體及低聚物向 POF裸線中的溶解、擴(kuò)散的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選包含(甲基)丙烯酸甲酯單元10 95質(zhì)量％與 (甲基)丙烯酸氟代烷基酯單元5 90質(zhì)量％的共聚物；如果是(甲基)丙烯酸甲酯單元 50 90質(zhì)量％與(甲基)丙烯酸氟代烷基酯單元10 50質(zhì)量％，則更優(yōu)選；如果是(甲 基)丙烯酸甲酯單元60 90質(zhì)量％與(甲基)丙烯酸氟代烷基酯單元10 40質(zhì)量％， 則進(jìn)一步優(yōu)選。
作為上述以外的(甲基)丙烯酸甲酯單元的共聚成分，可列舉出(甲基)丙烯酸環(huán) 己酯、(甲基)丙烯酸甲基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲 基)丙烯酸金剛烷酯等(甲基)丙烯酸環(huán)烷基酯；(甲基)丙烯酸三環(huán)癸酯、(甲基)丙烯酸 (1-甲基三環(huán)庚酯)、(甲基)丙烯酸(I-甲基六環(huán)十二烷酯)、甲基丙烯酸三環(huán)[5. 2. 1. O2’ 6]_癸-8-基酯等其它的具有脂環(huán)式基的(甲基)丙烯酸脂環(huán)式酯；(甲基)丙烯酸苯酯、 (甲基)丙烯酸芐酯等(甲基)丙烯酸芳香族酯；除了苯乙烯之外，還有α-甲基苯乙烯、 α -乙基苯乙烯等α-取代苯乙烯，氟苯乙烯、甲基苯乙烯等取代苯乙烯等芳香族乙烯基化 合物等。另外，對(duì)于構(gòu)成保護(hù)被覆層的(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂而言，優(yōu)選其由差示掃 描型量熱分析計(jì)(DSC)測(cè)定的玻璃化溫度為70°C以上，更優(yōu)選為80°C以上，進(jìn)一步優(yōu)選為 900C以上。如果玻璃化溫度過(guò)低，則阻擋源自光阻擋被覆層的尼龍系樹(shù)脂的單體和/或低 聚物向POF裸線的轉(zhuǎn)移的效果不充分，難以提高POF纜的耐熱性。作為苯乙烯系樹(shù)脂可列舉出苯乙烯的均聚物、含有80質(zhì)量％以上苯乙烯單元的 共聚物等。作為苯乙烯的均聚物，優(yōu)選無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯。無(wú)規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯為在100°c附 近具有玻璃化溫度的非晶性高分子，由于不具有明確的晶體熔點(diǎn)，因此可在比較低的溫度 (220°C以下)，直接被覆于以PMMA為芯的POF裸線。另一方面，就全同立構(gòu)聚苯乙烯、間同 立構(gòu)聚苯乙烯而言，晶體熔點(diǎn)為240°C以上，在POF裸線的外周被覆保護(hù)被覆層時(shí)，需要高 的被覆溫度以上)。由于被覆溫度低的情況可抑制對(duì)POF裸線被覆時(shí)的影響，因此 優(yōu)選。此外，作為苯乙烯單元的共聚成分可使用作為上述的(甲基)丙烯酸甲酯單元的共 聚成分而列舉的各種單體成分。作為這樣的苯乙烯系樹(shù)脂，可從例如如下之中選擇PS日本公司(PS Japan Corporation)制的 HF10、NF20、HT52、HF77、679 (商品名)，日本聚苯乙烯公司(Japan Polystyrene Inc.)制的日本 P0LYSTY G120K、G440K、G430 (商品名)等。作為偏氟乙烯均聚物(以下，簡(jiǎn)稱為PVDF。)，沒(méi)有特別限制，可列舉出Arkema公 司制的KYNAR710、720(商品名)，AUSIMONT公司制的HYLAR-MP10, MP20(商品名)，吳羽化 學(xué)公司制的KF聚合物(商品名)等。此外，在使用偏氟乙烯系樹(shù)脂作為保護(hù)被覆層的情況下，必須為PVDF。作為市售 的偏氟乙烯系樹(shù)脂，雖然已知有VdF單元70 90質(zhì)量％與TFE單元或HFP單元10 30 質(zhì)量％的共聚物，VdF單元15 50質(zhì)量％、TFE單元30 70質(zhì)量％、HFP單元15 25質(zhì) 量％的共聚物，但是即使將這些材料用于保護(hù)被覆層，也無(wú)法獲得充分提高POF纜的耐熱 性的效果。聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂(以下，簡(jiǎn)稱為PBT樹(shù)脂)是指使通過(guò)1，4_ 丁烷 二醇(四亞甲基二醇)與對(duì)苯二甲酸的酯化反應(yīng)、或通過(guò)1，4_ 丁烷二醇與對(duì)苯二甲酸二甲 酯的酯交換反應(yīng)而獲得的雙羥基丁基對(duì)苯二甲酸酯(BHT)或其低聚物進(jìn)行縮聚而合成的、 含有由下述通式(4)表示的低聚對(duì)苯二甲酸-1，4-丁二醇酯的單元作為主要結(jié)構(gòu)單元的聚 合物[化學(xué)式2]
權(quán)利要求
1.一種塑料光纖纜，具有塑料光纖裸線和在其外周設(shè)置的被覆層，所述塑料光纖裸線 具有芯和在該芯的外周形成的由1層或2層以上構(gòu)成的包層；所述芯由聚甲基丙烯酸甲酯、或以甲基丙烯酸甲酯單元為主成分的共聚物形成， 所述包層至少在最外層具有由含氟烯烴系樹(shù)脂形成的層，所述含氟烯烴系樹(shù)脂包含四 氟乙烯單元且利用差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定的晶體熔解熱為40mJ/mg以下，所述被覆層從內(nèi)側(cè)順次包含光阻擋被覆層、第1功能被覆層(C)、第2功能被覆層⑶， 所述光阻擋被覆層由樹(shù)脂組合物形成，所述樹(shù)脂組合物含有尼龍11和尼龍12中的至 少一種尼龍系樹(shù)脂作為主成分，源自所述尼龍系樹(shù)脂的單體及低聚物的合計(jì)含量為1. 5質(zhì) 量％以下，所述第1功能被覆層(C)及所述第2功能被覆層⑶中的一方由第1樹(shù)脂組合物⑴ 形成，另一方由第2樹(shù)脂組合物(II)形成，所述第1樹(shù)脂組合物(I)為以聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂或乙烯-乙烯醇共聚物為 主成分的樹(shù)脂組合物，所述第2樹(shù)脂組合物(II)為沒(méi)有著色的或由無(wú)機(jī)顏料著色的尼龍系樹(shù)脂組合物，所 述尼龍系樹(shù)脂組合物由差示掃描量熱法(DSC)測(cè)定的晶體熔點(diǎn)處于以上^(TC以 下的范圍，且通過(guò)IS014663-2:1999(附錄C)規(guī)定的方法測(cè)定的溫度T(K)下的氧透過(guò)率 P(cm3 · cm/(cm2 · sec · Pa))滿足下述通式(1)P < 8X KT2Xexp (-5600/T)(1)，在所述第1功能被覆層(C)由所述樹(shù)脂組合物(I)形成、所述第2功能被覆層(D)由 所述樹(shù)脂組合物(II)形成的情況下，所述第1功能被覆層(C)的厚度c(ym)和所述第2 功能被覆層⑶的厚度d(ym)滿足下述通式(2) 0. 39 ^ c/(c+d) ^ 0. 9(2),在所述第1功能被覆層(C)由所述樹(shù)脂組合物(II)形成、所述第2功能被覆層(D)由 所述樹(shù)脂組合物(I)形成的情況下，所述第1功能被覆層(C)的厚度c ( μ m)和所述第2功 能被覆層⑶的厚度d(ym)滿足下述通式(3) 0. 15 彡 c/(c+d)彡 0. 7(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料光纖纜，其特征在于，在所述塑料光纖裸線與所述光阻擋被覆層之間具有保護(hù)被覆層， 所述保護(hù)被覆層由選自(甲基)丙烯酸甲酯系樹(shù)脂、苯乙烯系樹(shù)脂、偏氟乙烯均聚物、 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂、以及包含乙烯單元和乙烯醇單元的共聚物中的至少一種樹(shù) 脂形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塑料光纖纜，其特征在于，所述第2樹(shù)脂組合物(II)含 有尼龍66作為主成分。
4.一種信號(hào)傳輸方法，將權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的塑料光纖纜與在波長(zhǎng) 500nm以上600nm以下的范圍具有發(fā)光中心的可見(jiàn)光發(fā)光二極管進(jìn)行組合而傳輸信號(hào)。
全文摘要
一種塑料光纖纜，具有塑料光纖裸線和設(shè)置于該光纖裸線的外周的被覆層；所述塑料光纖裸線具有由包含甲基丙烯酸甲酯單元的聚合物形成的芯、至少在最外層包含由特定的含氟烯烴系樹(shù)脂形成的層的包層；所述被覆層依序包含由特定的尼龍系樹(shù)脂組合物形成的光阻擋被覆層、功能被覆層(C)及功能被覆層(D)；功能被覆層(C)及功能被覆層(D)中的一方由以聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯系樹(shù)脂為主成分的樹(shù)脂組合物或以乙烯-乙烯醇共聚物為主成分的樹(shù)脂組合物(I)形成，另一方由特定的尼龍系樹(shù)脂組合物(II)形成；功能被覆層(C)的厚度與功能被覆層(D)的厚度之比設(shè)定為特定的范圍。
文檔編號(hào)G02B6/44GK102132185SQ200980132588
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者塚本好宏, 木村剛, 松尾光弘, 秋原理惠, 藤重泰志 申請(qǐng)人:三菱麗陽(yáng)株式會(huì)社