JP3130169B2 - 透明混合樹脂組成物 - Google Patents

透明混合樹脂組成物

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JP3130169B2 JP7850893A JP7850893A JP3130169B2 JP 3130169 B2 JP3130169 B2 JP 3130169B2 JP 7850893 A JP7850893 A JP 7850893A JP 7850893 A JP7850893 A JP 7850893A JP 3130169 B2 JP3130169 B2 JP 3130169B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は任意の屈折率を有する透
明な樹脂組成物得るために屈折率の異なる二種の重合
体を相溶性よく混合したことを特徴とする光学用樹脂に
適した透明樹脂組成物に関するものである。
【0002】光学デバイスや半導体レーザーなどの急激
な進歩によって、光通信システムが実用化され、この光
通信システムの根本となるのは光ファイバであるといわ
れている。光ファイバとしては石英系光ファイバ、多成
分ガラス系光ファイバ、プラスチック系光ファイバ等が
開発され、これらの光ファイバの特徴を生かし、種々の
光学ケーブルが企業化されている。光ファイバは高屈折
率のコア(芯)と低屈折率のクラッド(鞘)により構成
されたステップインデックス型と、光ファイバ断面系内
にその中心から周辺部に向かって連続的な屈折率分布を
有したグレーテッドインデックス型とに分けられる。
【0003】また、光ファイバを中心とする情報伝達手
段とあわせて、光学部品、例えば、屈折率分布型レンズ
や光デバイス等の研究も活発化しており、オプトエレク
トロニクス分野において将来重要な役割を担うものと予
想される。以上のように光学材料の分野において、所望
の屈折率に調整できる素材が期待されている。
【0004】
【従来の技術および解決すべき課題】さきに述べたよう
に光ファイバのうち、石英系光ファイバや多成分ガラス
系光ファイバは長距離伝送用として利用されることが多
く、良好な光伝送特性を有しているという特徴がある
が、脆いという難点がある。一方、プラスチック系光フ
ァイバは、光伝送特性はガラス系光ファイバに対して劣
るものの、大口径光ファイバとすることが可能であり、
加工性に優れているために短距離伝送用として企業化さ
れている。また最近になって、石英やガラスのコアにプ
ラスチックのクラッドを備えたプラスチッククラッド光
ファイバが中距離伝送用光ファイバとしての特性を有し
ていると期待されている。
【0005】上記プラスチック光ファイバの芯材として
はポリメチルメタクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ−4-メチルペンテン
-1、重水素化ポリメチルメタクリレートおよび重水素化
ポリスチレン等で代表される透明で高屈折率の有機高分
子材料にて構成されている。またクラッド材料として
は、低い屈折率を有するシリコン系やフッ素系樹脂が多
く使われており、とくにフッ素系樹脂に関しては、低屈
折率にあわせて耐候性が良好であるという面からも注目
されており、例えば、特開昭49−107790号公
報、特開昭49−108321号公報、特開昭49−1
15556号公報、特開昭51−52849号公報、特
開昭53−60242号公報等にその発明が示されてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、クラッド材料
として用いるフッ素系樹脂は(メタ)アクリル酸エステ
ル系樹脂やフッ化ビニリデン系共重合体等の単一高分子
材料であることが多く、要求性能の多様化に対応できな
くなっている。このため、これらの樹脂を二種以上ブレ
ンドしてその性能改善を図っているが、異樹脂を二種以
上ブレンドした樹脂組成物は、その透明性が低下してし
まうため、光ファイバのクラッド材や光学デバイスに応
用した例はほとんど知られていない。この理由として、
屈折率の異なる二種のプラスチック材料をブレンドした
場合、樹脂相互の相溶性が悪く、ほとんどの場合、樹脂
組成物が不透明となるか半透明になってしまうためであ
る。
【0007】最近、二種以上の異樹脂をブレンドした相
溶性の優れた樹脂混合系の例が、特開昭59−4134
8号公報、特開昭59−6245号公報、特開昭62−
57449号公報等に開示され、これらの樹脂組成物は
光学分野において広範な用途に適するとの記述がなされ
ているが、その適用範囲は狭く、屈折率を所望のものと
した樹脂組成物はその透明性や機械的強度を十分高めた
ものを自由に得ることはほとんど不可能である。ブレン
ド系の樹脂組成物で上記特性を備えた物として知られて
いるものはフッ化ビニリデン系樹脂とビニルエステル系
共重合体とのブレンド物のみであり、その製造法として
各々のポリマを溶融状態で混練する方法と、各々のポ
リマを共通溶媒に溶解して樹脂混合物とした後に溶媒を
除去して製造する方法ある。
【0008】フッ化ビニリデン系樹脂とビニルエステル
系共重合体とのブレンド系樹脂組成物は屈折率の調整で
きる範囲が狭いという難点があり、さらに広い範囲で屈
折率を調整し得るとともに透明性に優れたブレンド系樹
脂組成物の開発をすすめ、本発明者等は種々の屈折率の
異なるポリマのブレンド体ならびにブレンド体の製造方
法について検討し、特願昭63−118134号、特願
昭62−262725号、特願昭62−294220
号、特願昭63−118133号、特願平1−2817
25号などの特許出願を行ってきた。これらのブレンド
系樹脂組成物においてもその耐熱性は、先のフッ化ビニ
リデン系樹脂とビニルエステル系共重合体とのブレンド
系樹脂組成物と比較して大差ないものであり、さらに耐
熱性の向上した屈折率調整可能な透明性の良好なブレン
ド系樹脂組成物の開発が望まれていた。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は上記
目標を達成しうるブレンド系樹脂組成物を得ることを目
的として検討した結果、本発明を完成したものであり、
その要旨とするところは、メチルメタクリレートを主要
成分とする重合体(A)と該重合体(A)よりも高屈折
率の重合体を与えるイソボルニルメタクリレートを成分
として含んでいる単量体(B)に重合体を混合したもの
重合されてなる透明混合樹脂組成物にある。
【0010】本発明を実施するに際して用いる重合体
(A) よりも高屈折率の重合体を与えるような単量体(B)
中にはイソボルニルメタクリレートが10〜68重量%の範
囲で用いるのがよい。
【0011】また単量体(B)としてイソボルニルメタ
クリレートと同時に併用して用いられる他の単量体とし
ては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)ア
クリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−
プロピル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フ
ェニル(メタ)アクリレート、その他の脂環式(メタ)
アクリレート等が挙げられる。また他の単量体として
は、フッ素化アルキル(メタ)アクリレートも単量体
(B)を構成する単量体として用いうるが、この単量体
混合物から生成する重合体が重合体(A)より高い屈折
率の共重合体を形成するような単量体組成物とする必要
がある。
【0012】また単量体(B) 中に含まれるイソボルニル
メタクリレートの量は68重量%以下で用いることが好ま
しく、また、さらに好ましくは65重量%以下で用いるこ
とが好ましい。これはこのイソボルニルメタクリレート
を多量に含む単量体(B) を用いて得た樹脂組成物はその
相溶性を損ない不透明化する場合もあるからである。
【0013】また、本発明において用いられるメチルメ
タクリレートを主成分とする重合体(A) としては、メチ
ルメタクリレートのホモポリマを用いてもよいし、メチ
ルメタクリレートと他の共重合可能な単量体との共重合
体を用いてもよい。この種の他の単量体としては、メチ
ルアクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプ
ロピル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アク
リレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ベンジ
ル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレー
ト、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-フェ
ノキシエチル(メタ)アクリレート、2-(n-ブトキシエ
チル)(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アク
リレート、2-メチルグリシジル(メタ)アクリレート、
2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,
3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,
2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレー
ト、1-トリフルオロメチル−2,2,2-トリフルオロエチル
(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオ
ロペンチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4-ヘキサ
フルオロ(メタ)アクリレート、その他の脂環式(メ
タ)アクリレート等のごとき(メタ)アクリレート類が
挙げられる。
【0014】これらの単量体の中でポリメチルメタクリ
レートより低い屈折率の重合体を形成する他の単量体を
メチルメタクリレートと共重合すると、メチルメタクリ
レートホモポリマより屈折率の小さなものとなり、この
重合体(A)は単量体(B)から得られる重合体との屈
折率の差が大きくなり、本発明の樹脂組成物にて調整し
うる屈折率の範囲は大きくなるが、両重合体間の相溶性
は悪くなる傾向にあり、その透明性を損なわないように
留意することが必要である。
【0015】また、メチルメタクリレートより高い屈折
率を有する重合体を形成する単量体とメチルメタクリレ
ートとの共重合体(A) の屈折率はメチルメタクリレート
ホモポリマより大きなものとなり、単量体(B) から形成
される重合体との屈折率差が小さくなるが、両重合体間
の相溶性はよくなるという傾向がある。このことから重
合体(A) を作るに際してメチルメタクリレートを併用し
て用いる単量体のうちメチルメタクリレートより高い屈
折率の単量体は、本発明の目的を損なわない範囲で重合
体(A) 中に共重合することが望ましい。
【0016】本発明で用いられる重合体(A) と単量体
(B) との混合割合は、単量体(B) の含有量が25〜75重量
%であることが好ましい。この範囲以外の組成物より形
成される重合体は相溶性が悪く白化しやすい傾向にあ
る。
【0017】本発明の樹脂組成物を重合するのに用いる
重合開始剤としては、光重合触媒が好ましく用いられ
る。たとえば、ベンゾイン、ベンゾインイソブチルエー
テル、ベンジル、ベンゾフェノン、p-メトキシベンゾフ
ェノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等
のカルボニル化合物、テトラメチルチウラムモノスルフ
ィド、テトラメチルチウラムジスルフィドなどのイオウ
化合物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4-
ジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物、ベンゾイルパ
ーオキシド、ジターシャリーブチルパーオキシドなどの
パーオキシド化合物等がその代表例として挙げられる。
また、光重合開始剤と同時に光増感剤を併用することも
できる。
【0018】本発明の屈折率の調整可能な透明樹脂混合
物を作成するには、メチルメタクリレートを主成分とす
る重合体(A) と該重合体(A) よりも高屈折率の重合体を
与えるイソボルニルメタクリレートを主要成分として含
んでいる単量体(B) とを相溶性良好な状態で混合し、さ
らに該組成物に光重合触媒を加えてよく混合し、紫外線
等の光を照射する重合硬化処理することにより所望の屈
折率を有する透明なブレンド樹脂組成物が得られる。か
くすることによってインターネットワークポリマが形成
されるため、透明性良好な樹脂組成物が形成されるもの
と考えられる。
【0019】本発明において用いるイソボルニルメタク
リレートのホモポリマのガラス転移温度(Tg)が 180℃
と、メチルメタクリレートのホモポリマ(Tg 110℃)よ
り高いために本発明により得られる樹脂混合物はガラス
転移温度の向上を図ることができるとともに、その吸湿
性も低いものとすることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は低屈折率の重合体(A)と高屈
折率の重合体を形成する単量体(B)との混合物の混合
比を、その相溶性損なわないような範囲で適宜混合し硬
化処理することにより得られる、所望の屈折率を有する
透明で耐熱性のある樹脂組成物に関するものであり、従
来の組成物よりも耐熱性の向上をはたしたものである。
また、この樹脂組成物は光ファイバ用鞘材あるいは芯材
として、さらにはグレーテッドインデックス型光ファイ
バ材料としても使用できる。
【0021】以下、実施例にて本発明をさらに詳細に説
明する。
【0022】
【実施例1】ポリメチルメタクリレート(nD=1.489、
[η]=0.425、25℃ MEK中で測定、以下同じ)40重量
部、イソボルニルメタクリレート32重量部、メチルメタ
クリレート28重量部、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェ
ニルケトン 0.5重量部からなる均一な混合物を作成し、
この混合物を2枚のポリエステルフィルムに挟み、25℃
で紫外線を照射することによって重合し、透明なフィル
ム状重合体を得た。このフィルム状重合体の屈折率は1.
494 であり、光線透過率は91%であった。またこのフィ
ルム状重合体のガラス転移温度(Tg)は 132℃であっ
た。
【0023】
【比較例1】イソボルニルメタクリレート53重量%、メ
チルメタクリレート47重量%とからなる重合体(nD=1.4
97、[η]=0.350)60重量部とポリメチルメタクリレー
ト(nD=1.489、[η]=0.425)40重量部をメチルエチル
ケトン 900重量部に溶解した。この溶液をポリエステル
フィルム上に流し、厚さ0.1mm とした後にメチルエチル
ケトンを揮発させることによってフィルム状重合体とし
た。このフィルム状重合体は白化していた。
【0024】
【実施例2〜5】メチルメタクリレート98重量%、メチ
ルアクリレート2重量%とからなる重合体(A) (nD=1.4
89、[η]=0.335)と、単量体(B) としてイソボルニル
メタクリレート59重量%とメチルメタクリレート41重量
%の混合物(B) とを[表1]に示すごとく混合し、この
混合物に1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
1.0重量%を加えたものを光重合し、得られた重合体の
特性を[表1]に示した。
【表1】
【0025】
【実施例6〜8】重合体(A)としてメチルメタクリレ
ート98重量%、メチルアクリレート2重量%とからな
る重合体(n=1.489、[η]=0.335)を
用い、単量体(B)としてメチルメタクリレートとイソ
ボルニルメタクリレートを[表2]に示す割合で混合し
た単量体混合物を用い、重合体(A)と単量体(B)と
の割合を50:50とし、その混合物に1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン1.0重量%を加えたも
のを光重合して得、その特性を評価した結果を[表2]
に示した。
【表2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 265/06 B29D 11/00 C08J 5/00 C08F 20/14 B29K 33:04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メチルメタクリレートを主成分とする重
    合体(A)とイソボルニルメタクリレートを主成分とす
    る単量体(B)とよりなる組成物が重合されてなる透明
    混合樹脂組成物
  2. 【請求項2】 イソボルニルメタクリレートが単量体
    (B)中に10〜68重量%の範囲で含有される単量体
    (B)を用いる請求項1記載の透明混合樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 重合体(A)75〜25重量%と単量体
    (B)25〜75重量%とよりなる組成物が重合されて
    なる請求項1記載の透明混合樹脂組成物。
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