JP3169194B2 - プラスチック光伝送性繊維 - Google Patents
プラスチック光伝送性繊維Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はプラスチック光伝送繊維
に関し、詳しくは、安価で、しかも高温部所に設置する
ことができる耐熱性に優れたプラスチック光伝送繊維に
関するものである。
に関し、詳しくは、安価で、しかも高温部所に設置する
ことができる耐熱性に優れたプラスチック光伝送繊維に
関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】光伝
送用光ファイバーに関しては、従来、無機ガラス系光学
繊維が広く用いられて来た。しかるに、近年、無機ガラ
ス系光学繊維に比較して曲げ応力に強く、取扱が容易で
あるプラスチック光伝送繊維の開発が進み、実用化され
るようになって来た。このプラスチック光伝送繊維は、
光透過性に優れた重合体からなる芯と、屈折率が、この
芯よりも小さく、かつ透明性に優れた重合体からなる鞘
とで構成するのが一般的である。例えば、特開昭61−
210303号公報には、芯材層にポリカーボネートを
用い、鞘材層にポリメチルメタクリレートを用いたプラ
スチック光伝送繊維が開示されている。しかし、ポリメ
チルメタクリレートのTgは、約100℃であるので、
この光伝送繊維は、100℃以上の使用環境では光伝送
性が急激に低下するという問題がある。上記問題を解決
するために、例えば、特開昭60−32004号公報に
は、鞘材層の上に耐熱性の優れた保護層で被覆する光伝
送繊維が開示されている。しかるに、この光伝送繊維
は、層構成が複雑化するために製造工程も複雑となる問
題点を有する。また、特開昭63−221301号公報
には、ポリカーボネートの原料であるビスフェノールA
のメチル基の水素をすべてフッ素に置換したビスフェノ
ールAFを原料とするポリカーボネートを芯材層とする
光伝送繊維が開示されている。しかし、原料のビスフェ
ノールAFは、非常に高価なもので、実用的でない問題
点を有する。
送用光ファイバーに関しては、従来、無機ガラス系光学
繊維が広く用いられて来た。しかるに、近年、無機ガラ
ス系光学繊維に比較して曲げ応力に強く、取扱が容易で
あるプラスチック光伝送繊維の開発が進み、実用化され
るようになって来た。このプラスチック光伝送繊維は、
光透過性に優れた重合体からなる芯と、屈折率が、この
芯よりも小さく、かつ透明性に優れた重合体からなる鞘
とで構成するのが一般的である。例えば、特開昭61−
210303号公報には、芯材層にポリカーボネートを
用い、鞘材層にポリメチルメタクリレートを用いたプラ
スチック光伝送繊維が開示されている。しかし、ポリメ
チルメタクリレートのTgは、約100℃であるので、
この光伝送繊維は、100℃以上の使用環境では光伝送
性が急激に低下するという問題がある。上記問題を解決
するために、例えば、特開昭60−32004号公報に
は、鞘材層の上に耐熱性の優れた保護層で被覆する光伝
送繊維が開示されている。しかるに、この光伝送繊維
は、層構成が複雑化するために製造工程も複雑となる問
題点を有する。また、特開昭63−221301号公報
には、ポリカーボネートの原料であるビスフェノールA
のメチル基の水素をすべてフッ素に置換したビスフェノ
ールAFを原料とするポリカーボネートを芯材層とする
光伝送繊維が開示されている。しかし、原料のビスフェ
ノールAFは、非常に高価なもので、実用的でない問題
点を有する。
【0003】
【問題を解決するための手段】そこで、本発明者は、上
記の状況に鑑み、従来法の欠点を解消し、耐熱性に優れ
たプラスチック光伝送繊維を開発すべく鋭意研究を重ね
た。その結果、プラスチック光伝送繊維の鞘材層を形成
するのに、特定のポリカーボネート重合体と特定のポリ
オルガノシロキサン重合体とからなるポリカーボネート
−ポリオルガノシロキサン共重合体を用いることによっ
て、その目的を達成することができることを見出した。
本発明はかかる知見に基いて完成したものである。
記の状況に鑑み、従来法の欠点を解消し、耐熱性に優れ
たプラスチック光伝送繊維を開発すべく鋭意研究を重ね
た。その結果、プラスチック光伝送繊維の鞘材層を形成
するのに、特定のポリカーボネート重合体と特定のポリ
オルガノシロキサン重合体とからなるポリカーボネート
−ポリオルガノシロキサン共重合体を用いることによっ
て、その目的を達成することができることを見出した。
本発明はかかる知見に基いて完成したものである。
【0004】すなわち、本発明は、芯材層と鞘材層とか
ら構成されるプラスチック光伝送繊維において、鞘材層
が、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合
体からなり、かつ芯材層の屈折率が、鞘材層の屈折率よ
りも0.01以上大きいことを特徴とするプラスチック光
伝送性繊維を提供するものである。先ず、本発明のプラ
スチック光伝送性繊維において、鞘材層を構成するポリ
カーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(以
下、PC−PDMS共重合体と略す。)は、主鎖が、一
般式(I)
ら構成されるプラスチック光伝送繊維において、鞘材層
が、ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合
体からなり、かつ芯材層の屈折率が、鞘材層の屈折率よ
りも0.01以上大きいことを特徴とするプラスチック光
伝送性繊維を提供するものである。先ず、本発明のプラ
スチック光伝送性繊維において、鞘材層を構成するポリ
カーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体(以
下、PC−PDMS共重合体と略す。)は、主鎖が、一
般式(I)
【0005】
【化3】
【0006】〔式中、R1 およびR2 はそれぞれハロゲ
ン原子,炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6〜1
5のアリール基を示す。mおよびnはそれぞれ0〜4の
整数であり、それぞれ同じであっても異なる数値であっ
てもよい。Aは、炭素数1〜6のアルキリデン基または
アルキレン基,−O−,−S−,−SO2 −あるいは単
結合を示す。〕で表される繰返し単位A及び一般式(II)
ン原子,炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6〜1
5のアリール基を示す。mおよびnはそれぞれ0〜4の
整数であり、それぞれ同じであっても異なる数値であっ
てもよい。Aは、炭素数1〜6のアルキリデン基または
アルキレン基,−O−,−S−,−SO2 −あるいは単
結合を示す。〕で表される繰返し単位A及び一般式(II)
【0007】
【化4】
【0008】で表される構造単位(B)を有するポリカ
ーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体からなる
PC−PDMS共重合体である。ここで、一般式(I)
で表される繰返し単位(A)中のR1 およびR2 は、そ
れぞれ水素原子、臭素原子,塩素原子,弗素原子等のハ
ロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6
〜15のアリール基を示す。また、mおよびnはそれぞ
れ0〜4の整数であり、それぞれ同じであっても異なる
数値であってもよい。そして、Aは、炭素数1〜6のア
ルキリデン基またはアルキレン基,−O−,−S−,−
SO2 −あるいは単結合を示す。一方、一般式(II)で表
される構造単位(B)中のR3 〜R6 はそれぞれ水素原
子,炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基を示
す。このR3 〜R6 は、それぞれ同じであっても異なる
ものであってもよい。また、R7 及びR8 は、それぞれ
脂肪族または芳香族を含む有機残基を示し、Bは−O
−,−NH−または単結合を示し、kは1〜100、好
ましくは1〜50の整数である。ここで、kが100を
超えると、共重合体の透明性が低下し好ましくない。そ
して、このPC−PDMS共重合体は、分子の末端位、
特に、両末端位には、通常用いられている末端封止剤に
基づく末端基が結合している。
ーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体からなる
PC−PDMS共重合体である。ここで、一般式(I)
で表される繰返し単位(A)中のR1 およびR2 は、そ
れぞれ水素原子、臭素原子,塩素原子,弗素原子等のハ
ロゲン原子、炭素数1〜8のアルキル基または炭素数6
〜15のアリール基を示す。また、mおよびnはそれぞ
れ0〜4の整数であり、それぞれ同じであっても異なる
数値であってもよい。そして、Aは、炭素数1〜6のア
ルキリデン基またはアルキレン基,−O−,−S−,−
SO2 −あるいは単結合を示す。一方、一般式(II)で表
される構造単位(B)中のR3 〜R6 はそれぞれ水素原
子,炭素数1〜6のアルキル基またはフェニル基を示
す。このR3 〜R6 は、それぞれ同じであっても異なる
ものであってもよい。また、R7 及びR8 は、それぞれ
脂肪族または芳香族を含む有機残基を示し、Bは−O
−,−NH−または単結合を示し、kは1〜100、好
ましくは1〜50の整数である。ここで、kが100を
超えると、共重合体の透明性が低下し好ましくない。そ
して、このPC−PDMS共重合体は、分子の末端位、
特に、両末端位には、通常用いられている末端封止剤に
基づく末端基が結合している。
【0009】このPC−PDMS共重合体は、前記繰返
し単位(A)及び構造単位(B)を有し、かつ末端位置
(好ましくは両末端位置)に末端基が結合した構成であ
り、これら繰返し単位(A)及び構造単位(B)のラン
ダム共重合体,ブロック共重合体,交互共重合体など様
々なものがある。このPC−PDMS共重合体におい
て、一般式(I)で表される繰返し単位(A)と構造単
位(B)の割合は、必要とする屈折率により異なり、一
義的に定めることはできない。通常は、繰返し単位
(A)の割合は、繰返し単位(A)及び構造単位(B)
の合計量に対して、4〜50重量%、好ましくは5〜4
5重量%の範囲で選定される。繰返し単位(A)の割合
が、4重量%未満では、芯材層を構成するポリカーボネ
ートの屈折率との差が0.01以上とならず、光伝送損失
が大きくなる。また、50重量%を超えると、鞘材層の
耐熱性が低下し好ましくない。そして、その粘度平均分
子量は10,000〜50,000、好ましくは15,000
〜40,000である。粘度平均分子量が10,000未満
では、耐衝撃性などの機械的強度が低下する。また、5
0,000を超えると、流動性が低下し、成形性が悪くな
り好ましくない。
し単位(A)及び構造単位(B)を有し、かつ末端位置
(好ましくは両末端位置)に末端基が結合した構成であ
り、これら繰返し単位(A)及び構造単位(B)のラン
ダム共重合体,ブロック共重合体,交互共重合体など様
々なものがある。このPC−PDMS共重合体におい
て、一般式(I)で表される繰返し単位(A)と構造単
位(B)の割合は、必要とする屈折率により異なり、一
義的に定めることはできない。通常は、繰返し単位
(A)の割合は、繰返し単位(A)及び構造単位(B)
の合計量に対して、4〜50重量%、好ましくは5〜4
5重量%の範囲で選定される。繰返し単位(A)の割合
が、4重量%未満では、芯材層を構成するポリカーボネ
ートの屈折率との差が0.01以上とならず、光伝送損失
が大きくなる。また、50重量%を超えると、鞘材層の
耐熱性が低下し好ましくない。そして、その粘度平均分
子量は10,000〜50,000、好ましくは15,000
〜40,000である。粘度平均分子量が10,000未満
では、耐衝撃性などの機械的強度が低下する。また、5
0,000を超えると、流動性が低下し、成形性が悪くな
り好ましくない。
【0010】このようなポリカーボネート−ポリオルガ
ノシロキサン共重合体は、例えば、予め製造されたポリ
カーボネート部を構成するポリカーボネートオリゴマー
(PCオリゴマー)と、ポリオルガノシロキサン部を構
成する、末端に反応性基を有するポリオルガノシロキサ
ン(例えば、ポリジメチルシロキサン,ポリジエチルシ
ロキサン等のポリジアルキルシロキサンあるいはポリメ
チルフェニルシロキサン等)とを、塩化メチレン,クロ
ロベンゼン等の溶媒に溶解させ、ビスフェノールの水酸
化ナトリウム水溶液を加え、触媒としてトリエチルアミ
ンやトリメチルベンジルアンモニウムクロライド等を用
い、界面反応することにより製造することができる。ま
た、特公昭44−30105号公報や特公昭45−20
510号公報に記載された方法によって製造されたポリ
カーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を用い
ることもできる。ここで、一般式(I)で表わされる繰
返し単位を有するPCオリゴマーは、一般式(III)
ノシロキサン共重合体は、例えば、予め製造されたポリ
カーボネート部を構成するポリカーボネートオリゴマー
(PCオリゴマー)と、ポリオルガノシロキサン部を構
成する、末端に反応性基を有するポリオルガノシロキサ
ン(例えば、ポリジメチルシロキサン,ポリジエチルシ
ロキサン等のポリジアルキルシロキサンあるいはポリメ
チルフェニルシロキサン等)とを、塩化メチレン,クロ
ロベンゼン等の溶媒に溶解させ、ビスフェノールの水酸
化ナトリウム水溶液を加え、触媒としてトリエチルアミ
ンやトリメチルベンジルアンモニウムクロライド等を用
い、界面反応することにより製造することができる。ま
た、特公昭44−30105号公報や特公昭45−20
510号公報に記載された方法によって製造されたポリ
カーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体を用い
ることもできる。ここで、一般式(I)で表わされる繰
返し単位を有するPCオリゴマーは、一般式(III)
【0011】
【化5】
【0012】〔式中、R1 ,R2 ,m,n及びBは、前
記と同じであり、またHalはハロゲン原子(例えば、塩
素,臭素,フッ素,沃素)を示し、t=2〜10であ
る。〕で表される。このPCオリゴマーは、溶剤法、す
なわち塩化メチレンなどの溶剤中で公知の酸受容体、分
子量調節剤の存在下、一般式(IV)
記と同じであり、またHalはハロゲン原子(例えば、塩
素,臭素,フッ素,沃素)を示し、t=2〜10であ
る。〕で表される。このPCオリゴマーは、溶剤法、す
なわち塩化メチレンなどの溶剤中で公知の酸受容体、分
子量調節剤の存在下、一般式(IV)
【0013】
【化6】
【0014】〔式中、R1 ,R2 ,m,n及びAは、前
記と同じである。〕で表わされる二価フェノールとホス
ゲンまたは炭酸エステル化合物などのカーボネート前駆
体とを反応させることによって容易に製造することがで
きる。すなわち、例えば、塩化メチレンなどの溶剤中
で、公知の酸受容体や分子量調節剤の存在下、二価フェ
ノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応
により、あるいは二価フェノールとジフェニルカーボネ
ートのようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応
などによって製造される。ここで、上記一般式(IV)で表
わされる二価フェノールとしては様々なものがあるが、
特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
〔ビスフェノールA〕が好ましい。また、ビスフェノー
ルAの一部又は全部を他の二価フェノールで置換したも
のであってもよい。ビスフェノールA以外の二価フェノ
ールとしては、ビスフェノールA以外のビス(4−ヒド
ロキシフェニル)アルカンとして1,1−(4−ヒドロ
キシフェニル)メタン;1,1−(4−ヒドロキシフェ
ニル)エタン;ハイドロキノン;4,4’−ジヒドロキ
シジフェニル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロ
アルカン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィ
ド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド;ビス(4−
ヒドロキシフェニル)エーテル;ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)ケトンのような化合物又はビス(3,5−ジ
ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;ビス
(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンのようなハロゲン化ビスフェノール類等を挙げること
ができる。そして、これらの二価フェノールはそれぞれ
単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよ
い。また、ホスゲン以外のカーボネート前駆体として
は、ブロモホスゲン,ジフェニルカーボネート,ジ−p
−トリルカーボネート,フェニル−p−トリルカーボネ
ート,ジ−p−クロロフェニルカーボネート,ジナフチ
ルカーボネート,ジメチルカーボネート,ジエチルカー
ボネート等を挙げることができる。
記と同じである。〕で表わされる二価フェノールとホス
ゲンまたは炭酸エステル化合物などのカーボネート前駆
体とを反応させることによって容易に製造することがで
きる。すなわち、例えば、塩化メチレンなどの溶剤中
で、公知の酸受容体や分子量調節剤の存在下、二価フェ
ノールとホスゲンのようなカーボネート前駆体との反応
により、あるいは二価フェノールとジフェニルカーボネ
ートのようなカーボネート前駆体とのエステル交換反応
などによって製造される。ここで、上記一般式(IV)で表
わされる二価フェノールとしては様々なものがあるが、
特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
〔ビスフェノールA〕が好ましい。また、ビスフェノー
ルAの一部又は全部を他の二価フェノールで置換したも
のであってもよい。ビスフェノールA以外の二価フェノ
ールとしては、ビスフェノールA以外のビス(4−ヒド
ロキシフェニル)アルカンとして1,1−(4−ヒドロ
キシフェニル)メタン;1,1−(4−ヒドロキシフェ
ニル)エタン;ハイドロキノン;4,4’−ジヒドロキ
シジフェニル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロ
アルカン;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルフィ
ド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホン;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホキシド;ビス(4−
ヒドロキシフェニル)エーテル;ビス(4−ヒドロキシ
フェニル)ケトンのような化合物又はビス(3,5−ジ
ブロモ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン;ビス
(3,5−ジクロロ−4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ンのようなハロゲン化ビスフェノール類等を挙げること
ができる。そして、これらの二価フェノールはそれぞれ
単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよ
い。また、ホスゲン以外のカーボネート前駆体として
は、ブロモホスゲン,ジフェニルカーボネート,ジ−p
−トリルカーボネート,フェニル−p−トリルカーボネ
ート,ジ−p−クロロフェニルカーボネート,ジナフチ
ルカーボネート,ジメチルカーボネート,ジエチルカー
ボネート等を挙げることができる。
【0015】本発明において、PC−PDMS共重合体
の製造に供されるPCオリゴマーは、これらの二価フェ
ノール1種を用いたホモポリマーであってもよく、また
2種以上を用いたコポリマーであってもよい。さらに、
多官能性芳香族化合物を上記二価フェノールと併用して
得られる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネートであっ
てもよい。かくして得られるPC−PDMS共重合体の
屈折率(nD ) は、共重合体中の一般式(II)で表される
構造単位(B)のポリオルガノシロキサンの含有量を適
宜選択することにより変化させることができる。例え
ば、ポリオルガノシロキサンとしてポリジメチルシロキ
サンを用いた場合、nD はポリカーボネート単品の1.5
85から1.50程度まで変えることができる。そして、
光伝送繊維の製造にこのPC−PDMS共重合体を用い
る際、その目的を阻害しない範囲において、市販のポリ
カーボネート樹脂を配合して用いてもよい。また、必要
に応じて、添加剤として酸化防止剤,難燃剤,難燃助剤
などを配合することができる。
の製造に供されるPCオリゴマーは、これらの二価フェ
ノール1種を用いたホモポリマーであってもよく、また
2種以上を用いたコポリマーであってもよい。さらに、
多官能性芳香族化合物を上記二価フェノールと併用して
得られる熱可塑性ランダム分岐ポリカーボネートであっ
てもよい。かくして得られるPC−PDMS共重合体の
屈折率(nD ) は、共重合体中の一般式(II)で表される
構造単位(B)のポリオルガノシロキサンの含有量を適
宜選択することにより変化させることができる。例え
ば、ポリオルガノシロキサンとしてポリジメチルシロキ
サンを用いた場合、nD はポリカーボネート単品の1.5
85から1.50程度まで変えることができる。そして、
光伝送繊維の製造にこのPC−PDMS共重合体を用い
る際、その目的を阻害しない範囲において、市販のポリ
カーボネート樹脂を配合して用いてもよい。また、必要
に応じて、添加剤として酸化防止剤,難燃剤,難燃助剤
などを配合することができる。
【0016】次に、本発明のプラスチック光伝送性繊維
を構成する芯材層には、透明性に優れ、芯材層の屈折率
が、鞘材層に用いられるPC−PDMS共重合体の屈折
率よりも0.01以上大きい各種の合成樹脂を用いること
ができる。該合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネ
ート,ポリアリレート,ポリエステルポリカーボネー
ト,ポリスチレン,スチレン−無水マレイン酸共重合体
などが挙げられる。これら中で、好ましく用いられる、
例えば、ポリカーボネート(PC)は、一般式(IV)
を構成する芯材層には、透明性に優れ、芯材層の屈折率
が、鞘材層に用いられるPC−PDMS共重合体の屈折
率よりも0.01以上大きい各種の合成樹脂を用いること
ができる。該合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネ
ート,ポリアリレート,ポリエステルポリカーボネー
ト,ポリスチレン,スチレン−無水マレイン酸共重合体
などが挙げられる。これら中で、好ましく用いられる、
例えば、ポリカーボネート(PC)は、一般式(IV)
【0017】
【化7】
【0018】〔式中、R1 ,R2 ,m,n及びAは、前
記と同じである。)で表わされる二価フェノールとホス
ゲンまたは炭酸エステル化合物とを反応させることによ
り容易に製造することができる。すなわち、例えば、塩
化メチレンなどの溶媒中において、公知の酸受容体や分
子量調節剤の存在下、二価フェノールとホスゲンのよう
なカーボネート前駆体との反応により、あるいは二価フ
ェノールとジフェニルカーボネートのようなカーボネー
ト前駆体とのエステル交換反応などによって製造され
る。ここで、二価フェノールとしては、様々なものがあ
るが、特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパン〔ビスフェノールA〕が好ましい。ビスフェノー
ルA以外の二価フェノールとしては、ビスフェノールA
以外のビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン,ハイ
ドロキノン;4,4’−ジヒドロキシジフェニル;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)シクロアルカン;ビス(4
−ヒドロキシフェニル)スルフィド;ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)スルホン;ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホキシド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)エ
ーテル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトンのよう
な化合物又はビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン;ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンのようなハロゲン化ビスフ
ェノール類等を挙げることができる。そして、これらの
二価フェノールはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種
以上を混合して用いてもよい。また、炭酸エステル化合
物としては、ジフェニルカーボネート等のジアリールカ
ーボネートやジメチルカーボネート,ジエチルカーボネ
ート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。
記と同じである。)で表わされる二価フェノールとホス
ゲンまたは炭酸エステル化合物とを反応させることによ
り容易に製造することができる。すなわち、例えば、塩
化メチレンなどの溶媒中において、公知の酸受容体や分
子量調節剤の存在下、二価フェノールとホスゲンのよう
なカーボネート前駆体との反応により、あるいは二価フ
ェノールとジフェニルカーボネートのようなカーボネー
ト前駆体とのエステル交換反応などによって製造され
る。ここで、二価フェノールとしては、様々なものがあ
るが、特に2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プ
ロパン〔ビスフェノールA〕が好ましい。ビスフェノー
ルA以外の二価フェノールとしては、ビスフェノールA
以外のビス(4−ヒドロキシフェニル)アルカン,ハイ
ドロキノン;4,4’−ジヒドロキシジフェニル;ビス
(4−ヒドロキシフェニル)シクロアルカン;ビス(4
−ヒドロキシフェニル)スルフィド;ビス(4−ヒドロ
キシフェニル)スルホン;ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)スルホキシド;ビス(4−ヒドロキシフェニル)エ
ーテル;ビス(4−ヒドロキシフェニル)ケトンのよう
な化合物又はビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシ
フェニル)プロパン;ビス(3,5−ジクロロ−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロパンのようなハロゲン化ビスフ
ェノール類等を挙げることができる。そして、これらの
二価フェノールはそれぞれ単独で用いてもよいし、2種
以上を混合して用いてもよい。また、炭酸エステル化合
物としては、ジフェニルカーボネート等のジアリールカ
ーボネートやジメチルカーボネート,ジエチルカーボネ
ート等のジアルキルカーボネートが挙げられる。
【0019】本発明のプラスチック光伝送繊維は、前記
のようにして得られたPC−PDMS共重合体の鞘材層
とポリカーボネートの芯材層とからなる。これらのPC
−PDMS共重合体及びポリカーボネートを用いてプラ
スチック光伝送繊維を製造するには、種々の手法を採る
ことができる。例えば、初めに、PC−PDMS共重合
体及びポリカーボネートをそれぞれ溶融状態とする。次
いで、特殊ノズルを用いて配合しつつ吐出する複合紡糸
方法によって製造することができる。また、紡糸工程と
被覆工程とを組合わせて製造することもできる。生産性
の点からは、製造工程を簡略化できる利点を有する複合
紡糸方法によるのが好ましい。本発明のプラスチック光
伝送繊維において、芯材層の直径及び鞘材層の厚さは、
その用途に応じて適宜に決定される。通常、鞘材層の厚
さは、2〜100μm、好ましくは5〜50μmの範囲
で選択される。このようにして製造されたプラスチック
光伝送繊維には、さらに耐熱性や機械的強度などを付与
するために、目的を阻害しない範囲で、必要に応じて耐
熱性の被覆材を用いて、その周囲を被覆することができ
る。ここで、耐熱性の被覆材としては、例えば、高密度
ポリエチレン,架橋ポリエチレン,ポリアセタール,ポ
リビニリデンフルオリド,ポリカーボネート,6−ナイ
ロン,6,6−ナイロン等が挙げられる。本発明のプラ
スチック光伝送繊維は、芯材層の屈折率が、鞘材層の屈
折率よりも0.01以上大きくなるように、鞘材層の構成
にPC−PDMS共重合体を選択することによって、高
温部所に用いても光伝送損失が極めて少なく、耐熱性に
優れたものである。
のようにして得られたPC−PDMS共重合体の鞘材層
とポリカーボネートの芯材層とからなる。これらのPC
−PDMS共重合体及びポリカーボネートを用いてプラ
スチック光伝送繊維を製造するには、種々の手法を採る
ことができる。例えば、初めに、PC−PDMS共重合
体及びポリカーボネートをそれぞれ溶融状態とする。次
いで、特殊ノズルを用いて配合しつつ吐出する複合紡糸
方法によって製造することができる。また、紡糸工程と
被覆工程とを組合わせて製造することもできる。生産性
の点からは、製造工程を簡略化できる利点を有する複合
紡糸方法によるのが好ましい。本発明のプラスチック光
伝送繊維において、芯材層の直径及び鞘材層の厚さは、
その用途に応じて適宜に決定される。通常、鞘材層の厚
さは、2〜100μm、好ましくは5〜50μmの範囲
で選択される。このようにして製造されたプラスチック
光伝送繊維には、さらに耐熱性や機械的強度などを付与
するために、目的を阻害しない範囲で、必要に応じて耐
熱性の被覆材を用いて、その周囲を被覆することができ
る。ここで、耐熱性の被覆材としては、例えば、高密度
ポリエチレン,架橋ポリエチレン,ポリアセタール,ポ
リビニリデンフルオリド,ポリカーボネート,6−ナイ
ロン,6,6−ナイロン等が挙げられる。本発明のプラ
スチック光伝送繊維は、芯材層の屈折率が、鞘材層の屈
折率よりも0.01以上大きくなるように、鞘材層の構成
にPC−PDMS共重合体を選択することによって、高
温部所に用いても光伝送損失が極めて少なく、耐熱性に
優れたものである。
【0020】
400リットルの5重量%水酸化ナトリウム水溶液に6
0kgのビスフェノールAを溶解し、ビスフェノールA
の水酸化ナトリウム水溶液を調製した。次いで、室温に
保持したこのビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶
液を138リットル/時間の流量で、また、塩化メチレ
ンを69リットル/時間の流量で、内径10mm,管長
10mの管型反応器にオリフィス板を通して導入し、こ
れにホスゲンを並流して10.7kg/時間の流量で吹き
込み、3時間連続的に反応させた。ここで用いた管型反
応器は二重管となっており、ジャケット部分には冷却水
を通して反応液の排出温度を25℃に保った。また、排
出液のpHは10〜11を示すように調整した。このよ
うにして得られた反応液を静置することにより、水相を
分離、除去し、塩化メチレン相(220リットル)を採
取して、これにさらに塩化メチレン170リットルを加
え、十分に攪拌したものをポリカーボネートオリゴマー
(濃度317g/リットル)とした。ここで得られたポ
リカーボネートオリゴマーの重合度は2〜4であり、ク
ロロホーメイト基の濃度は0.7Nであった。
0kgのビスフェノールAを溶解し、ビスフェノールA
の水酸化ナトリウム水溶液を調製した。次いで、室温に
保持したこのビスフェノールAの水酸化ナトリウム水溶
液を138リットル/時間の流量で、また、塩化メチレ
ンを69リットル/時間の流量で、内径10mm,管長
10mの管型反応器にオリフィス板を通して導入し、こ
れにホスゲンを並流して10.7kg/時間の流量で吹き
込み、3時間連続的に反応させた。ここで用いた管型反
応器は二重管となっており、ジャケット部分には冷却水
を通して反応液の排出温度を25℃に保った。また、排
出液のpHは10〜11を示すように調整した。このよ
うにして得られた反応液を静置することにより、水相を
分離、除去し、塩化メチレン相(220リットル)を採
取して、これにさらに塩化メチレン170リットルを加
え、十分に攪拌したものをポリカーボネートオリゴマー
(濃度317g/リットル)とした。ここで得られたポ
リカーボネートオリゴマーの重合度は2〜4であり、ク
ロロホーメイト基の濃度は0.7Nであった。
【0021】製造例2 〔反応性PDMSの合成〕 1,483gのオクタメチルシクロテトラシロキサン、9
6gの1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン及び35gの
86%硫酸を混ぜ、室温で17時間攪拌した。その後オ
イル相を分離し、25gの炭酸水素ナトリウムを加え1
時間攪拌した。濾過した後、150℃,3torrで真空蒸
留し、低沸点物を除きオイルを得た。60gの2−アリ
ルフェノールと0.0014gの塩化白金−アルコラート
錯体としてのプラチナとの混合物に、上記で得られたオ
イル294gを90℃の温度で添加した。この混合物を
90〜115℃の温度に保ちながら3時間攪拌した。生
成物を塩化メチレンで抽出し、80%の水性メタノール
で3回洗浄し、過剰の2−アリルフェノールを除いた。
その生成物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、真空中で1
15℃の温度まで溶剤を留去した。得られた末端フェノ
ールPDMSは、NMRの測定により、ジメチルシラノ
オキシ単位の繰り返しは30であった。なお、得られた
反応性PDMSの化学式は、次の通りであった。
6gの1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン及び35gの
86%硫酸を混ぜ、室温で17時間攪拌した。その後オ
イル相を分離し、25gの炭酸水素ナトリウムを加え1
時間攪拌した。濾過した後、150℃,3torrで真空蒸
留し、低沸点物を除きオイルを得た。60gの2−アリ
ルフェノールと0.0014gの塩化白金−アルコラート
錯体としてのプラチナとの混合物に、上記で得られたオ
イル294gを90℃の温度で添加した。この混合物を
90〜115℃の温度に保ちながら3時間攪拌した。生
成物を塩化メチレンで抽出し、80%の水性メタノール
で3回洗浄し、過剰の2−アリルフェノールを除いた。
その生成物を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、真空中で1
15℃の温度まで溶剤を留去した。得られた末端フェノ
ールPDMSは、NMRの測定により、ジメチルシラノ
オキシ単位の繰り返しは30であった。なお、得られた
反応性PDMSの化学式は、次の通りであった。
【0022】
【化8】
【0023】製造例3−1 〔PC−PDMS共重合体Aの製造〕 反応性PDMS488gを塩化メチレン2リットルに溶
解し、PC−オリゴマー10リットルと混合した。そこ
へ、水酸化ナトリウム26gを水1リットルに溶解させ
たものとトリエチルアミン5.7ccを加え500rpm
で室温にて1時間攪拌した。その後、5.2重量%の水酸
化ナトリウム水溶液5リットルにビスフェノールA68
0gを溶解させたもの、塩化メチレン8リットル及びp
−tert−ブチルフェノール60gを加え、500rpm
で室温にて2時間攪拌し、反応させた。反応終了後、上
記反応系に塩化メチレン5リットルを加え、さらに水5
リットルで水洗、0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液
5リットルでアルカリ洗浄、0.1規定の塩酸5リットル
で酸洗浄及び水5リットルで水洗を順次行い、最後に塩
化メチレンを除去し、チップ状のPC−PDMS共重合
体Aを得た。
解し、PC−オリゴマー10リットルと混合した。そこ
へ、水酸化ナトリウム26gを水1リットルに溶解させ
たものとトリエチルアミン5.7ccを加え500rpm
で室温にて1時間攪拌した。その後、5.2重量%の水酸
化ナトリウム水溶液5リットルにビスフェノールA68
0gを溶解させたもの、塩化メチレン8リットル及びp
−tert−ブチルフェノール60gを加え、500rpm
で室温にて2時間攪拌し、反応させた。反応終了後、上
記反応系に塩化メチレン5リットルを加え、さらに水5
リットルで水洗、0.01規定の水酸化ナトリウム水溶液
5リットルでアルカリ洗浄、0.1規定の塩酸5リットル
で酸洗浄及び水5リットルで水洗を順次行い、最後に塩
化メチレンを除去し、チップ状のPC−PDMS共重合
体Aを得た。
【0024】製造例3−2 〔PC−PDMS共重合体Bの製造〕 製造例3−1において、反応性PDMS975g,水酸
化ナトリウム53g及びビスフェノールA600gに変
えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状のP
C−PDMS共重合体Bを得た。
化ナトリウム53g及びビスフェノールA600gに変
えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状のP
C−PDMS共重合体Bを得た。
【0025】製造例3−3 〔PC−PDMS共重合体Cの製造〕 製造例3−1において、反応性PDMS2,000g,水
酸化ナトリウム80g,5.2重量%の水酸化ナトリウム
水溶液3.7リットル及びビスフェノールA500gに変
えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状のP
C−PDMS共重合体Cを得た。
酸化ナトリウム80g,5.2重量%の水酸化ナトリウム
水溶液3.7リットル及びビスフェノールA500gに変
えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状のP
C−PDMS共重合体Cを得た。
【0026】製造例3−4 〔PC−PDMS共重合体Dの製造〕 製造例3−1において、反応性PDMS3,000g,水
酸化ナトリウム120g,5.2重量%の水酸化ナトリウ
ム水溶液3.0リットル及びビスフェノールA400gに
変えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状の
PC−PDMS共重合体Dを得た。製造例3−1〜4で
得られたPC−PDMS共重合体A〜Dについては、そ
の物性評価として、PDMS含有率,ガラス転移温度
(Tg)及び粘度平均分子量(Mv)を測定した。その
結果を第1表に示す。また、製造例3−1〜4で得られ
たPC−PDMS共重合体A〜Dについては、それぞれ
120℃で一昼夜乾燥後、280℃の押出機でペレット
化し、280℃でプレス成形した。得られたプレス成形
品については、屈折率を測定した。その結果を第1表に
示す。
酸化ナトリウム120g,5.2重量%の水酸化ナトリウ
ム水溶液3.0リットル及びビスフェノールA400gに
変えた以外は、製造例3−1と同様にして、チップ状の
PC−PDMS共重合体Dを得た。製造例3−1〜4で
得られたPC−PDMS共重合体A〜Dについては、そ
の物性評価として、PDMS含有率,ガラス転移温度
(Tg)及び粘度平均分子量(Mv)を測定した。その
結果を第1表に示す。また、製造例3−1〜4で得られ
たPC−PDMS共重合体A〜Dについては、それぞれ
120℃で一昼夜乾燥後、280℃の押出機でペレット
化し、280℃でプレス成形した。得られたプレス成形
品については、屈折率を測定した。その結果を第1表に
示す。
【0027】
【表1】
【0028】なお、各測定は、次に従った。 *1:PDMS1 HNMRで7.1〜7.3ppmに見られるビスフェノー
ルA残基の芳香族H、7.43ppmに見られるTBA残
基の芳香族H及び0.11ppmに見られるPTBPのメ
チルHの強度比から求めた。 *2:ガラス転移温度(Tg) DSC(Differential scanning calorimeter) で測定し
た。 *3:粘度平均分子量(Mv) ウベローデ型粘度管にて、20℃における塩化メチレン
溶液の粘度を測定し、これより極限粘度〔η〕を求めた
後、次式にて算出した。 〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83 *4:屈折率 プレス成形品をアッベの屈折計を用いて測定した。
ルA残基の芳香族H、7.43ppmに見られるTBA残
基の芳香族H及び0.11ppmに見られるPTBPのメ
チルHの強度比から求めた。 *2:ガラス転移温度(Tg) DSC(Differential scanning calorimeter) で測定し
た。 *3:粘度平均分子量(Mv) ウベローデ型粘度管にて、20℃における塩化メチレン
溶液の粘度を測定し、これより極限粘度〔η〕を求めた
後、次式にて算出した。 〔η〕=1.23×10-5×Mv0.83 *4:屈折率 プレス成形品をアッベの屈折計を用いて測定した。
【0029】実施例1 芯材用ポリマーとして、タフロンFN2500〔出光石
油化学(株)製,Tg:151℃,Mv:24,500〕
を、また鞘材用ポリマーとして、PC−PDMS共重合
体Aをそれぞれ用い、250℃に設定されたスクリュー
溶融押出機により同時に、ノズル口径3mmφの口金を
有する紡糸機の紡糸ヘッドに供給した。次いで、220
℃の温度下に吐出し、冷却して固定させた後、毎分3m
の速度で引取り、芯材部の直径950μm,鞘材部の厚
さ25μm,外径約1,000μmのプラスチック光伝送
繊維を得た。
油化学(株)製,Tg:151℃,Mv:24,500〕
を、また鞘材用ポリマーとして、PC−PDMS共重合
体Aをそれぞれ用い、250℃に設定されたスクリュー
溶融押出機により同時に、ノズル口径3mmφの口金を
有する紡糸機の紡糸ヘッドに供給した。次いで、220
℃の温度下に吐出し、冷却して固定させた後、毎分3m
の速度で引取り、芯材部の直径950μm,鞘材部の厚
さ25μm,外径約1,000μmのプラスチック光伝送
繊維を得た。
【0030】実施例2 実施例1において、PC−PDMS共重合体Aの代わり
に、PC−PDMS共重合体Bを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。 実施例3 実施例1において、PC−PDMS共重合体Aの代わり
に、PC−PDMS共重合体Cを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。 実施例4 実施例1において、PC−PDMS共重合体Aの代わり
に、PC−PDMS共重合体Dを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。製造例1〜4で得られたプラスチ
ック光伝送繊維を2分割し、一方を室温下に放置すると
ともに、残りの一方については、130℃,2,000時
間の熱処理を行った。それぞれについて、波長770n
mにおける光伝送損失を測定した。その結果を第2表に
示す。なお、光伝送損失(α)の測定は、次に従った。
光源として、770nmLEDを使用し、カットバック
法で測定した。すなわち、長さ21メートル(L1 )及
び11メートル(L2 )のプラスチック光伝送性繊維を
用い、この繊維内に光を強度I0 (dB)で入射させ、
それぞれの距離で透過した光の強度I1 (dB)及びI
2 (dB)を測定し、次式より求めた。 α(dB/km)=〔(I2 −I1 )/(L1 −L2 )〕×1,000
に、PC−PDMS共重合体Bを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。 実施例3 実施例1において、PC−PDMS共重合体Aの代わり
に、PC−PDMS共重合体Cを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。 実施例4 実施例1において、PC−PDMS共重合体Aの代わり
に、PC−PDMS共重合体Dを用いた以外は、実施例
1と同様に実施した。製造例1〜4で得られたプラスチ
ック光伝送繊維を2分割し、一方を室温下に放置すると
ともに、残りの一方については、130℃,2,000時
間の熱処理を行った。それぞれについて、波長770n
mにおける光伝送損失を測定した。その結果を第2表に
示す。なお、光伝送損失(α)の測定は、次に従った。
光源として、770nmLEDを使用し、カットバック
法で測定した。すなわち、長さ21メートル(L1 )及
び11メートル(L2 )のプラスチック光伝送性繊維を
用い、この繊維内に光を強度I0 (dB)で入射させ、
それぞれの距離で透過した光の強度I1 (dB)及びI
2 (dB)を測定し、次式より求めた。 α(dB/km)=〔(I2 −I1 )/(L1 −L2 )〕×1,000
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】以上の如く、本発明のプラスチック光伝
送繊維は、130℃と高温熱処理後においても室温時に
比べて、光伝送損失が極めて少なく、耐熱性に優れたも
のである。したがって、本発明のプラスチック光伝送繊
維は、従来のプラスチック光伝送繊維では使用できなか
った高温部所に設置することができ、センサー,光通信
用などに有効に利用される。
送繊維は、130℃と高温熱処理後においても室温時に
比べて、光伝送損失が極めて少なく、耐熱性に優れたも
のである。したがって、本発明のプラスチック光伝送繊
維は、従来のプラスチック光伝送繊維では使用できなか
った高温部所に設置することができ、センサー,光通信
用などに有効に利用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 - 6/54
Claims (1)
- 【請求項1】 芯材層と鞘材層とから構成されるプラス
チック光伝送性繊維において、鞘材層が、一般式(I) 【化1】 〔式中、R1 およびR2 はそれぞれハロゲン原子,炭素
数1〜8のアルキル基または炭素数6〜15のアリール
基を示す。mおよびnはそれぞれ0〜4の整数であり、
それぞれ同じであっても異なる数値であってもよい。A
は、炭素数1〜6のアルキリデン基またはアルキレン
基,−O−,−S−,−SO2 −あるいは単結合を示
す。〕で表される繰返し単位(A)及び一般式(II) 【化2】 (式中、R3 〜R6 はそれぞれ水素原子,炭素数1〜6
のアルキル基またはフェニル基を示し、それぞれ同じで
あっても異なるものであってもよい。また、R7及びR
8 はそれぞれ脂肪族または芳香族を含む有機残基を示
し、Bは−O−,−NH−または単結合を示す。kは1
〜100の整数である。)で表される構造単位(B)を
有すると共に、構造単位(B)の割合が、繰返し単位
(A)及び構造単位(B)の合計量に対して11.0〜4
3.5重量%であり、かつ粘度平均分子量が10,000〜
50,000であるポリカーボネート−ポリオルガノシロ
キサン共重合体からなり、芯材層が、一般式(I)で表
される繰返し単位(A)を有するポリカーボネートから
なり、かつ芯材層の屈折率が、鞘材層の屈折率よりも0.
01以上大きいことを特徴とするプラスチック光伝送性
繊維。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33032392A JP3169194B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | プラスチック光伝送性繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33032392A JP3169194B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | プラスチック光伝送性繊維 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06174945A JPH06174945A (ja) | 1994-06-24 |
JP3169194B2 true JP3169194B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=18231346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33032392A Expired - Fee Related JP3169194B2 (ja) | 1992-12-10 | 1992-12-10 | プラスチック光伝送性繊維 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3169194B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6045825B2 (ja) * | 2012-07-05 | 2016-12-14 | 出光興産株式会社 | ポリカーボネート−ポリオルガノシロキサン共重合体及びその連続的な製造方法 |
JP7515599B2 (ja) * | 2020-08-18 | 2024-07-12 | 帝人株式会社 | ポリカーボネート-ポリシロキサン樹脂 |
-
1992
- 1992-12-10 JP JP33032392A patent/JP3169194B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06174945A (ja) | 1994-06-24 |
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