JP2000089049A

JP2000089049A - 光通信用高分子材料およびその製造方法

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Publication number: JP2000089049A
Application number: JP25856698A
Authority: JP
Inventors: Shinko Kamikawa; 真弘上川; Takeshi Koyano; 武小谷野; Hiroo Miyamoto; 裕生宮本; Kiminori Maeno; 仁典前野
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＭＭＡよりも耐熱性および低吸水性に優れ
た高分子材料。【解決手段】下記（１）、（２）および（３）で表さ
れる繰り返し単位のうちの一種または二種以上の繰り返
し単位を含んでいる。【化１６】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光通信用高分子
材料、特に、耐熱性に優れ、かつ吸収性の低い光通信用
高分子材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】通信分野においては、大容量でかつ高速
の通信を実現するため、伝送路の光化や光回路用部品の
開発が大きな課題となっている。

【０００３】従来、例えば、光回路用部品を構成する材
料には、ガラスや無機結晶材料が用いられていた。しか
しながら、これらの材料は高価で、しかも加工が困難で
あった。

【０００４】そのため、近年、ガラスや無機結晶材料よ
りも、価格が安く加工の容易な例えばＰＭＭＡ（ポリメ
チルメタクリレート）などの高分子材料（ポリマーとも
称する。）が用いられてきている。このような材料を用
いれば、これまでよりも面積が広くて可撓性に優れたフ
ィルム状の光導波路を形成することができる。また、機
能性化合物や官能基をこの高分子材料中に導入すること
によって機能性導波路を形成することができる。

【０００５】このような光導波路等の光回路用部品を構
成する材料は、光信号として用いられる光源波長域にお
ける透明性を有している必要がある。また、この材料
は、光伝送路を構成する材料となるため、屈折率を制御
することのできる材料でなければならない。

【０００６】屈折率を制御でき、かつ高透明性を示す高
分子材料として、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレー
ト）、またはポリイミド、またはポリカーボネート、ま
たはエポキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの中で
特にＰＭＭＡは、透明性および加工性に優れた材料で、
しかも複屈折が生じにくい材料である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＭＭ
Ａのガラス転移点は１００℃前後と低い。このため、こ
のような高分子材料を用いて光回路用部品を構成する場
合、製造工程中に行われるはんだ処理等での熱によっ
て、この材料は簡単に軟化してしまうおそれがある。

【０００８】また、ＰＭＭＡの吸水率はおよそ２％とい
う高い値を示している。光回路用部品を構成する材料が
水分を吸収してしまうと、材料の屈折率が変化してしま
う。これにより、光通信において伝送ミスが起きる原因
となるおそれがある。

【０００９】このため、ＰＭＭＡよりも耐熱性および低
吸水性に優れた高分子材料の出現が望まれていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にか
かる発明者等は鋭意研究および実験の結果、以下に示す
新規な光通信用高分子材料を見いだした。その光通信用
高分子材料は、下記（１）、（２）および（３）で表さ
れる繰り返し単位のうちの一種または二種以上の繰り返
し単位を含んでいる。

【００１１】

【化５】

【００１２】（１）、（２）および（３）式中のＲ１、
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８のそれぞれは、置換
若しくは非置換のアルキレン基、または置換若しくは非
置換のフェニレン基である。そして、互いに同じでも、
一部異なっても、全部異なっても良い。また、Ｒ３、Ｒ
６およびＲ９は、置換若しくは非置換のアルキル基、ま
たは置換若しくは非置換のフェニル基である。これら
は、互いに同じでも、一部異なっても、全部異なっても
良い。

【００１３】なお、ここでいう置換アルキル基、置換ア
ルキレン基、置換フェニル基、置換フェニレン基とは、
アルキル基、ハロゲン、水酸基およびニトロ基等から選
ばれる任意の基を含む基である。例えば、置換アルキル
基としては、−ＣＦ₃ 、−Ｃ₂ Ｆ₅ 、−ＣＣｌ₃ 、−Ｃ
Ｈ₂ ＯＨ、および−ＣＨ₂ ＮＯ₂ などが挙げられる。ま
た、置換アルキレン基としては、−ＣＦ₂ −、−Ｃ₂ Ｆ
₂ −、−ＣＨＯＨ−、および−ＣＨＮＯ₂ −等が挙げら
れる。また、置換フェニル基としては、ペンタフルオロ
フェニル、クロロフェニル、水酸化フェニルおよびニト
ロ化フェニル等が挙げられる。また、置換フェニレン基
としては、テトラフルオロフェニレン、クロロフェニレ
ン、水酸化フェニレン、およびニトロ化フェニレン等が
挙げられる。

【００１４】また、（１）〜（３）式中のｘ１〜ｘ１２
のそれぞれは、水素、または重水素、またはハロゲン原
子であり、互いが同じでも、一部異なっても、全部異な
ってもよい。

【００１５】また、上記（３）中のＡは、上記（１）お
よび（２）で示される繰り返し単位のうちのいずれか一
方、若しくは両方で構成されている。この（３）式で示
される繰り返し単位中には、環状の構造が形成されてい
る。

【００１６】この発明の光通信用高分子材料として、例
えば、上記（１）、（２）および（３）で示される繰り
返し単位がランダムに共重合している材料を用いても良
い。

【００１７】この発明によれば、後述する実験結果から
明らかなように、従来用いられていた高分子材料であ
る、例えばＰＭＭＡに比べて、耐熱性に優れ、かつ吸水
率の低い高分子材料を得ることができる。このため、こ
のような高分子材料を用いて光回路用部品を製造すれ
ば、製造工程中に行われる熱処理に対する耐久性を向上
させることができる。また、この材料はＰＭＭＡよりも
吸水率が低いため、光回路用部品を構成している高分子
材料が水分を吸収して屈折率が変化してしまうおそれを
低減することができる。

【００１８】また、（１）、（２）および（３）式中の
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８をエチレン基
とし、Ｒ３、Ｒ６およびＲ９をフェニル基とし、かつｘ
１〜ｘ１２のそれぞれを水素とするのがよい。この材料
は、ＰＭＭＡよりも耐熱性が高く、かつ吸水性の低い高
分子材料となる。ここで、エチレン基とは、炭素数２の
アルキレン基のことを称している。

【００１９】また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およ
びＲ８を重水素化エチレン基とし、Ｒ３、Ｒ６およびＲ
９を重水素化フェニル基とし、かつｘ１〜ｘ１２のそれ
ぞれを重水素とするのがよい。この高分子材料は、近赤
外域での、炭素と水素との間の結合に起因する吸収がな
いため、光通信で用いられている近赤外域の透明性をよ
り高くすることができる。このため、この高分子材料は
光通信用材料としてより好適な材料である。

【００２０】また、上述したような高分子材料は、下記
（４）で表される単量体を重合して製造されたものであ
る。

【００２１】

【化６】

【００２２】上記（４）のＲ１０およびＲ１１は、置換
若しくは非置換のアルキレン基、または置換若しくは非
置換のフェニレン基であり、互いが同じでも、一部異な
っても、全部異なっても良い。また、Ｒ１２は、置換若
しくは非置換のアルキル基、または置換若しくは非置換
のフェニル基であるのがよい。そして、ｘ１３〜ｘ１６
は水素、または重水素、またはハロゲン原子であり、互
いが同じでも、一部異なっても、全部異なっても良い。

【００２３】この単量体の重合は、ビニル重合である。
このため、例えば熱、光および放射線等のエネルギーを
単量体に与えることによって重合が起こる。従って塊状
重合、溶液重合、懸濁重合、または乳化重合等の任意好
適な重合方法を用いることができる。そして、これらの
重合方法を用いて、単量体は光重合、ラジカル重合また
はイオン重合等により重合する。

【００２４】上記（４）で示される単量体を重合するこ
とによって得られる高分子材料は、ＰＭＭＡよりもガラ
ス転移点が高く、また、吸水率が低い。このため、耐熱
性を向上させることができ、水分を吸収することによる
屈折率の変化を防ぐことができる。

【００２５】また、上記（４）のＲ１０およびＲ１１が
エチレン基であり、Ｒ１２がフェニル基であり、ｘ１３
〜ｘ１６のそれぞれが水素であるのがよい。このような
構造であれば、入手しやすい材料でかつ容易な工程で上
記単量体を形成することができる。

【００２６】また、好ましくは、上記（４）の、Ｒ１０
およびＲ１１が重水素化エチレン基であり、Ｒ１２が重
水素化フェニル基であり、かつｘ１３〜ｘ１６のそれぞ
れが重水素であるのがよい。この単量体を重合させて製
造される光通信用高分子材料は、優れた耐熱性を有し、
かつ吸水性が低い。そして、この高分子材料は重水素化
ポリマーであるために、近赤外域におけるＣ−Ｈ結合に
起因する吸収がなくなる。よって、光通信で用いられる
波長帯である近赤外域の光に対する透明性を向上させる
ことができる。

【００２７】また、光通信用高分子材料を製造するにあ
たり、上記（４）で示される単量体を形成する工程と、
単量体を重合させる工程とを含んでいる。

【００２８】例えば、メタクリル酸ハロゲン化物と下記
（５）で示されるジオールとを反応させることにより、
上記単量体を形成するのがよい。

【００２９】

【化７】

【００３０】メタクリル酸ハロゲン化物のハロゲン原子
が結合している炭素原子とジオールの一方のヒドロキシ
ル基とが反応する。これによりハロゲン化水素が脱離
し、同時にエステル結合が形成される。また、同様にジ
オールのもう一方のヒドロキシル基と他のメタクリル酸
ハロゲン化物とが反応する。よって、２分子のメタクリ
ル酸ハロゲン化物と１分子のジオールとから、上記
（４）で示される単量体であって、ｘ１３〜ｘ１６が水
素である単量体１分子が形成される。

【００３１】この単量体に対して、例えば紫外線を照射
してラジカル重合させることによって、高分子材料が得
られる。

【００３２】この発明の光通信用高分子材料は、上記単
量体を重合させることによって、得られるが、重合方法
や重合条件を変えることによって、分子量が５，０００
〜１，０００，０００のものが得られる。この高分子材
料を、光通信用部品を構成する材料として用いるために
は、分子量の範囲を１０，０００以上、かつ８００，０
００以下とするのが好ましい。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の高分子材料の実
施の形態について、説明する。なお、以下の説明で用い
る使用材料、使用装置、また使用材料の使用量、高分子
材料の形成工程中の温度、圧力等の数値的条件は、この
発明の範囲内の好適な一例に過ぎない。従って、この高
分子材料がこれらの条件を備えて形成されると限定され
るものではない。

【００３４】＜第１の実施の形態＞第１の実施の形態と
して、この発明の、下記（１）、（２）および（３）で
表される繰り返し単位のうちの一種もしくは二種以上の
繰り返し単位を含む光通信用高分子材料を、例えば以下
のようにして形成する。

【００３５】

【化８】

【００３６】まず、下記（４）で示される単量体を形成
する。

【００３７】

【化９】

【００３８】なお、ｘ１３、ｘ１４、ｘ１５およびｘ１
６は水素、または重水素、またはハロゲン原子のうちか
ら選ばれる一種とする。これらは、互いが同じでも、一
部異なっても、全部異なっても良い。

【００３９】この単量体の形成材料として、ハロゲン化
アシルと下記（５）で示されるジオールとを用意する。
式（５）中のＲ１０およびＲ１１は、置換若しくは非置
換のアルキレン基、または置換若しくは非置換のフェニ
レン基であり、互いが同じでも、一部異なっても、全部
異なっても良い。そして、Ｒ１２を置換若しくは非置換
のアルキル基、または置換若しくは非置換のフェニル基
とする。また、ハロゲン化アシルについては、（４）で
示される単量体中のｘ１３〜ｘ１６に導入される原子に
よって、下記（６−ａ）で示されるハロゲン化アシルお
よび（６−ｂ）で示されるハロゲン化アシルから選ばれ
る１種または２種以上のハロゲン化アシルを用意する。
例えば、（４）で示される単量体中のｘ１３〜ｘ１６が
全部異なる場合、ｘ１３とｘ１５とが異なる場合、およ
びｘ１４とｘ１６とが異なる場合には、下記（６−ａ）
および（６−ｂ）で示される２種以上のハロゲン化アシ
ルを用意する。また、（４）で示される単量体中のｘ１
３とｘ１５とが同じで、かつｘ１４とｘ１６とが同じで
ある単量体を形成する場合、およびｘ１３〜ｘ１６が全
部同じである単量体を形成する場合には、（６−ａ）で
示されるハロゲン化アシルと（６−ｂ）で示されるハロ
ゲン化アシルとは同種のハロゲン化アシルとなる。この
ため、（６−ａ）または（６−ｂ）で示される１種のハ
ロゲン化アシルを用意すればよい。

【００４０】

【化１０】

【００４１】このハロゲン化アシルとジオールとを溶媒
中で、かつトリエチルアミン（ＴＥＡ）の存在下で攪拌
して、反応させる。この反応機構を図１に模式的に示
す。ハロゲン化アシル中のハロゲン原子（Ｘ）が結合し
ている炭素（Ｃ）と、ジオール中のヒドロキシル基（−
ＯＨ）とが反応する。これにより、ハロゲン化水素（Ｈ
Ｘ）が発生する。溶媒中のトリエチルアミン（Ｃ₂ Ｈ
₅ ）₃ Ｎは、このハロゲン化水素（ＨＸ）と反応して溶
媒に不溶な塩〔（Ｃ₂ Ｈ₅ ）₃ Ｎ⁺ ＨＸ^-]をつくる。よ
って、発生したハロゲン化水素（ＨＸ）は塩となって析
出し、溶媒中からなくなるために、ハロゲン化アシルと
ジオールとの反応は促進される。この反応によって、上
記（４）に示される単量体が形成される（図１）。

【００４２】反応の終了した溶液を濾過して、このろ液
から上記（４）で示す単量体を抽出する。

【００４３】次に、抽出された単量体を重合させて高分
子材料を得る。

【００４４】単量体中に重合開始剤を加えた後、不活性
雰囲気若しくは真空中で単量体に対して光を照射する。
重合開始剤としては、例えばベンゾインエチルエーテ
ル、過酸化ベンゾイル、またはジベンゾイルスルフィド
を用いる。また、不活性雰囲気は、窒素ガス雰囲気また
は希ガス雰囲気とする。また、単量体に照射する光は、
重合開始剤から活性種を生じさせる程度のエネルギーを
与えることのできる光を用いる。例えば紫外線を用いる
のがよい。

【００４５】重合開始剤を含む単量体に紫外線を照射す
ることによって、重合開始剤が活性化してラジカルとな
る。このラジカルに単量体が結合して、連鎖反応によっ
て高重合体へ成長していく。このような重合方法で重合
すると、分子量が１０，０００〜１００，０００の高分
子材料が得られる。紫外線照射を不活性雰囲気若しくは
真空中で行うのは、成長中の高分子ラジカルと、大気中
の酸素や水分とが反応することによって重合が阻害され
るのを防ぐためである。

【００４６】このようにして、上記（１）、（２）およ
び（３）で表される繰り返し単位のうちの一種または二
種以上の繰り返し単位を含む高分子材料が得られる。

【００４７】

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。なお、以下の説明で用いる使用材料、使用
装置、また使用材料の使用量や工程中で述べる温度、圧
力、膜厚、各部の寸法などの数値的条件は、この発明の
範囲内の一例に過ぎない。従ってこの発明はこれら条件
に何ら限定されるものではない。

【００４８】ここでは、上記（１）、（２）および
（３）で示される繰り返し単位のうちのいずれか一種若
しくは二種以上の繰り返し単位を含むこの発明の高分子
材料として、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８
がエチレン基であり、Ｒ３、Ｒ６およびＲ９がフェニル
基であり、ｘ１〜ｘ１２のそれぞれが水素である、下記
（７）、（８）および（９）で示される繰り返し単位の
うち一種若しくは二種以上の単位を含む高分子材料を例
に挙げて説明する。なお、（９）中のＡは、下記（７）
および下記（８）で示される繰り返し単位のうちいずれ
か一方、若しくは両方で構成されている。

【００４９】

【化１１】

【００５０】上記（７）、（８）または（９）で示され
る高分子材料は、下記（１０）で示される単量体を重合
することにより得られる。

【００５１】

【化１２】

【００５２】よって、この例の高分子材料の製造は、ま
ず、上記（１０）で示される単量体を形成する。

【００５３】単量体の材料として、ここでは上記（６−
ａ）式で示されるハロゲン化アシルであるメタクリル酸
クロライド１１．５ｇ（０．１１０ｍｏｌ）と、上記
（５）式で示されるジオールであるＮ−フェニルジエタ
ノールアミン１０．０ｇ（０．０５５ｍｏｌ）を用意す
る。また、トリエチルアミン（ＴＥＡ）１１．１ｇ
（０．１１０ｍｏｌ）と、溶媒としてのテトラヒドロフ
ラン（ＴＨＦ）２００ｍｌを用意する。

【００５４】ＴＨＦ中にＮ−フェニルジエタノールアミ
ンとＴＥＡとを加え、溶解する。この溶液を攪拌しなが
ら、溶液中にメタクリル酸クロライドを滴下する。その
後、この溶液を４０℃の温度で２時間攪拌することによ
って、Ｎ−フェニルジエタノールアミンとメタクリル酸
クロライドとを反応させる（図２）。図２に示すよう
に、メタクリル酸クロライド中の塩素と結合している炭
素と、Ｎ−フェニルジエタノールアミン中のヒドロキシ
ル基とが反応する。これにより、単量体が形成される。
そして、この反応により塩酸（ＨＣｌ）が発生する。

【００５５】反応溶液中には、ＴＥＡが存在している。
このＴＥＡは発生したＨＣｌと反応して塩酸塩を生成す
る。そして、この塩酸塩はＴＨＦには不溶であるため
に、反応溶液は白濁する（図２）。

【００５６】次に、反応終了後の溶液を濾過することに
よって、塩酸塩を除去する。そして、ろ液中に水とエー
テルとを加え、分液ろうとを用いて分液を行う。このと
き、生成された単量体は有機相（エーテル相）中に溶出
されている。続いて、この有機相を濃縮した後、乾燥さ
せることによって、上記（１０）で示される単量体と思
われる化合物が得られる。なお、この化合物は１３．７
ｇで（目的の単量体であるとすれば０．０４３ｍｏｌ）
得られ、その収率は７８％となる。

【００５７】このようにして合成された化合物をＮＭＲ
装置を用いて同定する。次のような結果が得られる。な
お、この説明を下記の（１１）式を参照して行う。

【００５８】ＮＭＲ装置としてＪＥＯＬ社製のα−４０
０（型番）を用いる。また、¹ Ｈ−ＮＭＲ測定用のサン
プルとして上記合成した化合物３ｍｇを重クロロホルム
０．６ｍｌに溶解したものを用いる。

【００５９】ＮＭＲ測定により得られたチャート中に、
化学シフト値δ＝１．９３の位置を中心としてピーク面
積比が６のシングレットのピークが生じ、化学シフト値
δ＝３．６９の位置を中心としてピーク面積比が４のト
リプレットのピークが生じ、化学シフト値δ＝４．３２
の位置を中心としてピーク面積比が４のトリプレットの
ピークが生じ、化学シフト値δ＝５．５７の位置を中心
としてピーク面積比が２のシングレットのピークが生
じ、化学シフト値δ＝６．０９の位置を中心としてピー
ク面積比が２のシングレットのピークを生じ、化学シフ
ト値δ＝６．７９の位置を中心としてピーク面積比が２
のダブレットのピークが生じ、化学シフト値δ＝７．２
４の位置を中心としてピーク面積比が３のダブレットの
ピークが生じていた。

【００６０】これらピークは、下記の（１１）式に示す
単量体中の各プロトン（ａ）〜（ｇ）に、以下のように
対応している。

【００６１】すなわち、化学シフト値δ＝１．９３の位
置を中心として生じるピークは、下記（１１）式中の
（ａ）で示した６つのプロトンに起因するピークであ
る。また、化学シフト値δ＝３．６９の位置を中心とし
て生じるピークは、下記（１１）式中の（ｂ）で示した
４つのプロトンに起因するピークである。また、化学シ
フト値δ＝４．３２の位置を中心として生じるピーク
は、下記（１１）式中の（ｃ）で示した４つのプロトン
に起因するピークである。また、化学シフト値δ＝５．
５７の位置を中心として生じるピークは、下記（１１）
式中の（ｄ）で示す２つのプロトンに起因するピークで
ある。また、化学シフト値δ＝６．０９の位置を中心と
して生じるピークは、下記（１１）式中の（ｅ）で示す
２つのプロトンに起因するピークである。また、化学シ
フト値δ＝６．７９の位置を中心として生じるピーク
は、下記（１１）式中の（ｆ）で示す２つのプロトンに
起因するピークである。また、化学シフト値δ＝７．２
４の位置を中心として生じるピークは、下記（１１）式
中の（ｇ）で示す３つのプロトンに起因するピークであ
る。

【００６２】

【化１３】

【００６３】このＮＭＲデータから、上記合成した化合
物が上記（１０）で示される単量体であることが同定で
きる。

【００６４】次に、この単量体を重合させて、高分子材
料を製造する。この例では、光を用いたラジカル重合に
よって単量体を重合させる。

【００６５】ここでは、単量体２ｇ（６．３ｍｍｏｌ）
と、重合開始剤であるベンゾインエチルエーテル０．０
２ｇとを、蒸留精製したベンゼン１０ｇに溶解させる。
この溶液を塗布液として用いて、シリコン基板上にスピ
ンコート法により成膜する。このスピンコートは、３０
００回転／分の回転速度で、かつ１分の回転時間で行っ
た。これにより、シリコン基板上に約５μｍの厚さの単
量体の膜が形成される。

【００６６】次に、窒素雰囲気下で、１ＫＷ（キロワッ
ト）の超高圧水銀灯を用いて、上述した単量体の膜の表
面から２５ｃｍ離れた位置から、この膜に対して紫外線
を２０分間照射することにより、ラジカル重合させて、
高分子材料を形成する。

【００６７】これにより、分子量１０，０００〜１０
０，０００の高分子材料が得られる。

【００６８】この高分子材料に対して、上記単量体に対
して行ったと同様の¹ Ｈ−ＮＭＲ測定を行う。高分子材
料３ｍｇを重クロロホルム０．６ｍｌに溶解したものを
測定溶液とする。ＮＭＲ測定の結果、単量体の測定結果
で得られていた化学シフト値δ＝５．５７の位置のピー
クおよびδ＝６．０９の位置のピークが消失している以
外は、単量体の測定結果とほとんど同じ化学シフト値の
位置にピークが生じていた。

【００６９】このＮＭＲ測定の結果から、得られた高分
子材料が、上記（７）、（８）および（９）で示される
繰り返し単位のうち一種若しくは二種以上の繰り返し単
位を含む高分子材料であることが分かる。

【００７０】次に、得られた高分子材料の熱に対する特
性を調べるために、熱分析装置を用いて熱分析測定を行
う。なお、熱分析装置として、理学電気株式会社製のＲ
ｉｇａｋｕＴＨＥＲＭＯＦＬＥＸＴＡＳ３００（商
品名）を用いる。

【００７１】ここでは、ＴＧ（熱重量）−ＤＴＡ（示差
熱分析）を行う。

【００７２】この結果、約２００℃で吸熱のピークが見
られる。

【００７３】吸熱のピークは相転移を表している。よっ
て、この高分子材料の相転移温度は、ＰＭＭＡのガラス
転移温度より高い温度であり、約２００℃まで熱による
相転移が見られないことから、耐熱性が向上していると
言える。

【００７４】また、この高分子材料の吸水特性を調べる
ために、恒温恒湿装置を用いて吸水率測定を行う。な
お、恒温恒湿装置として、デックス２７００（カトー社
製）を用いる。装置内の湿度を９０％にし、かつ温度を
９０℃にして、この環境下に高分子材料を１００時間放
置する。放置後の吸水率を測定したところ、０．９％で
あった。

【００７５】従来、光通信用高分子材料として用いられ
ていたＰＭＭＡの、上記と同様にして測定した吸水率の
値が２．０％であるため、この実施例では、ＰＭＭＡと
比べて大幅に吸水率の低い高分子材料を得ることができ
た。

【００７６】また、この高分子材料の屈折率を測定した
ところ、１．５０であり、ＰＭＭＡよりも若干高い値を
示した。また、偏光モードを示すＴＥ（Transverse Ele
ctric Wave）モードおよびＴＭ（Transverse Magnetic
Wave）モードにおける屈折率は等しかった。このため、
複屈折を生じることのない材料であることが分かった。
これにより、この高分子材料は、光通信用部品に用い
て好適な材料であると言える。

【００７７】また、上述した方法で単量体を形成した
後、この単量体を酸性雰囲気下で重水と反応させると、
単量体に含まれる水素が重水素となり、重水素化された
単量体が得られる。この重水素化された単量体を上記と
同様にラジカル重合させれば上記（１）、（２）および
（３）で示される繰り返し単位のうち一種若しくは二種
以上の繰り返し単位を含む高分子材料でＲ１、Ｒ２、Ｒ
４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８が重水素化エチレン基であ
り、Ｒ３、Ｒ６およびＲ９が重水素化フェニル基で、ｘ
１〜ｘ１２が重水素であるような高分子材料が得られ
る。

【００７８】このような重水素化された高分子材料は、
ＰＭＭＡよりも耐熱性に優れ、かつ吸水率が低い。さら
に、この高分子材料の分子内にはＣ−Ｈ結合がない。こ
のため、光通信で用いられる波長域（近赤外域）におけ
るＣ−Ｈ結合に起因する吸収がない。従って、近赤外域
での光の損失を低減することができるために透明性を向
上させることができる。

【００７９】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の高分子材料によれば、下記（１）、（２）およ
び（３）で表される繰り返し単位のうちの一種または二
種以上の繰り返し単位を含んでいる。

【００８０】

【化１４】

【００８１】式中のＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およ
びＲ８のそれぞれは、置換若しくは非置換のアルキレン
基、または置換若しくは非置換のフェニレン基である。
そして、これらの基が互いに同じでも、一部異なって
も、全部異なっても良い。また、Ｒ３、Ｒ６およびＲ９
は、置換若しくは非置換のアルキル基、または置換若し
くは非置換のフェニル基である。（１）〜（３）式中の
ｘ１〜ｘ１２のそれぞれは、水素、または重水素、また
はハロゲン原子であり、互いが同じでも、一部異なって
も、全部異なってもよい。また、上記（３）中のＡは、
上記（１）および（２）で示される繰り返し単位のうち
のいずれか一方、若しくは両方で構成されている。この
（３）式で示される繰り返し単位中には、環状の構造が
形成されている。

【００８２】この発明の高分子材料は、ＰＭＭＡに比べ
て、耐熱性に優れ、かつ吸水率の低い高分子材料であ
る。このため、このような高分子材料を用いて光回路用
部品を製造すれば、製造工程中に行われる熱処理に対す
る耐久性を向上させることができる。また、この材料は
ＰＭＭＡよりも吸水率が低いため、光回路用部品を構成
している高分子材料が水分を吸収して屈折率が変化して
しまうおそれを回避することができる。

【００８３】また、光通信用高分子材料を製造するにあ
たり、下記（４）で示される単量体を形成する工程と、
単量体を重合させる工程とを含んでいる。

【００８４】

【化１５】

【００８５】例えば、メタクリル酸ハロゲン化物と下記
（５）で示されるジオールとを反応させることにより、
単量体を形成するのがよい。

【００８６】

【化１６】

【００８７】メタクリル酸ハロゲン化物のハロゲン原子
が結合している炭素原子とジオールの一方のヒドロキシ
ル基とが反応する。これによりハロゲン化水素が脱離
し、同時にエステル結合が形成される。また、同様にジ
オールのもう一方のヒドロキシル基と他のメタクリル酸
ハロゲン化物とが反応する。よって、２分子のメタクリ
ル酸ハロゲン化物と１分子のジオールとから、上記
（４）のｘ１３〜ｘ１６が水素である単量体１分子が形
成される。

【００８８】この単量体に対して、例えば紫外線を照射
してラジカル重合させることによって、従来よりも耐熱
性に優れ、かつ吸水率の低い高分子材料が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態の説明に供する、ハロゲ
ン化アシルとジオールとの反応機構を模式的に示す図で
ある。

【図２】この発明の実施例の説明に供する、Ｎ−フェニ
ルジエタノールアミンとメタクリル酸クロライドとの反
応機構を模式的に示す図である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０２Ｂ 1/04 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｍ (72)発明者宮本裕生東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内 (72)発明者前野仁典東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H047 PA02 PA15 PA28 RA00 TA35 TA36 4J100 AL66P AL71P BA03P BA28P BA31P BA41P BB01P BB07P BB12P BC43P CA01 JA32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記（１）で表される繰り返し単位、下
記（２）で表される繰り返し単位および下記（３）で表
される繰り返し単位のうちの一種若しくは二種以上の繰
り返し単位を含む光通信用高分子材料（ただし、下記
（１）〜（３）のＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７および
Ｒ８のそれぞれは、置換若しくは非置換のアルキレン
基、または置換若しくは非置換のフェニレン基であり、
互いが同じでも、一部異なっても、全部異なっても良
く、Ｒ３、Ｒ６およびＲ９のそれぞれは、置換若しくは
非置換のアルキル基、または置換若しくは非置換のフェ
ニル基であり、互いが同じでも、一部異なっても、全部
異なっても良く、ｘ１〜ｘ１２それぞれは、水素、また
は重水素、またはハロゲン原子であり、互いが同じで
も、一部異なっても、全部異なっても良く、下記（３）
中、Ａは、下記（１）および下記（２）で示される繰り
返し単位のうちいずれか一方、若しくは両方で構成され
ている。）。【化１】
【請求項２】請求項１に記載の光通信用高分子材料に
おいて、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８がエチレ
ン基であり、前記Ｒ３、Ｒ６およびＲ９がフェニル基で
あり、かつ前記ｘ１〜ｘ１２のそれぞれが水素である光
通信用高分子材料。
【請求項３】請求項１に記載の光通信用高分子材料に
おいて、前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７およびＲ８が重水素
化エチレン基であり、前記Ｒ３、Ｒ６およびＲ９が重水
素化フェニル基であり、かつ前記ｘ１〜ｘ１２のそれぞ
れが重水素である光通信用高分子材料。
【請求項４】下記（４）で表される単量体を重合して
製造される光通信用高分子材料（ただし、下記（４）の
Ｒ１０およびＲ１１は、置換若しくは非置換のアルキレ
ン基、または置換若しくは非置換のフェニレン基であ
り、互いが同じでも、一部異なっても、全部異なっても
良く、Ｒ１２は、置換若しくは非置換のアルキル基、ま
たは置換若しくは非置換のフェニル基であり、ｘ１３〜
ｘ１６のそれぞれは、水素、または重水素、またはハロ
ゲン原子であり、互いが同じでも、一部異なっても、全
部異なっても良い。）。【化２】
【請求項５】請求項４に記載の光通信用高分子材料に
おいて、前記Ｒ１０およびＲ１１がエチレン基であり、前記Ｒ１
２がフェニル基であり、かつ前記ｘ１３〜ｘ１６のそれ
ぞれが水素であることを特徴とする光通信用高分子材
料。
【請求項６】請求項４に記載の光通信用高分子材料に
おいて、前記Ｒ１０およびＲ１１が重水素化エチレン基であり、
前記Ｒ１２が重水素化フェニル基であり、かつ前記ｘ１
３〜ｘ１６のそれぞれが重水素であることを特徴とする
光通信用高分子材料。
【請求項７】光通信用高分子材料を製造するに当た
り、下記（４）で示される単量体を形成する工程と、前記単量体を重合させる工程とを含むことを特徴とする
光通信用高分子材料の製造方法。【化３】
【請求項８】請求項７に記載の光通信用高分子材料の
製造方法において、メタクリル酸ハロゲン化物と下記（５）で示されるジオ
ールとを反応させることにより、前記単量体を形成する
ことを特徴とする光通信用高分子材料の製造方法（ただ
し、下記（５）のＲ１０およびＲ１１は、置換若しくは
非置換のアルキレン基、または置換若しくは非置換のフ
ェニレン基であり、互いが同じでも、一部異なっても、
全部異なっても良く、Ｒ１２は置換若しくは非置換のア
ルキル基、または置換若しくは非置換のフェニル基であ
る。）。【化４】