JPH01133005A - 合成樹脂光ファイバの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光伝送体、特に合成樹脂性光ファイバに関す
るものである。

［従来の技術］ 近年、石英系光ファイバのめざましい発展に伴ない、光
ファイバを用いた光伝送システムが実用化されてきてい
る。合成樹脂光ファイバは現在の光通信の主流を占めて
いる石英系光ファイバに比べ損失は大きいが、可撓性、
柔軟性に富み、大口径化が可能であり取扱い性が良好で
あるため、自動車、オフィスオートメーション、ファク
トリオートメーション等の短距離通信への応用が期待さ
れている。

現在の合成樹脂光ファイバは、光学的な性質のすぐれて
いるポリメタクリル酸メチルやポリスチレン樹脂を用い
ている。しかしながら、これらのものはいずれも熱変形
温度が低く、自動車を中心とする各分野よりその耐熱性
の向上が望まれている。

そこで、最近耐熱性合成樹脂ファイバの検討が行なわれ
る様になった。

通常、合成樹脂光ファイバは、コア材重合体を加熱溶融
紡糸することにより製造されている。この紡糸工程の際
延伸による分子配向という操作が行なわれている。

ファイバの加熱による伝送損失の低下は、この配向によ
るものが大きいと言われている。この配向のもどりを始
める温度はポリマのガラス転移温度に起因していると考
えられている。このことから合成樹脂光ファイバの耐熱
性を向上させる方法としてコア材であるポリメチルメタ
クリレート等のガラス転移温度を向上させる方法として
特公昭４３−１６１６号、特公昭４９−８７１８号、特
開昭４８−４５４９号が提案されている。しかし、これ
らの方法は透明性、成形加工性、共重合性等に問題があ
り、実現化に至っていない。近年、コア材のガラス転移
温度向上ということでポリカーボネートの採用が提案さ
れ注目を集めている。しかしながら、このポリカーボネ
ート製の合成樹脂光ファイバもガラス転移温度付近での
延伸のもどりのため、実際の使用温度は１２０℃〜１３
０°Ｃ付近が限度であるといわれている。

それらの状況下で、合成樹脂光ファイバの耐熱性を向上
させる方法として、特開昭５７−４５５０２号公報に上
げられる様な、クラツド材チューブをあらかじめ作成し
その中に液状モノマを注入し、モノマ加圧供給状態で硬
化させることにより、延伸配向のなく、コア、クラッド
界面の剥離のない合成樹脂光ファイバの製造方法が提案
されている。

前記、特開昭５７−４５５０２号公報による方法の場合
、加工の際の歪がなく、従来のものにくらべ耐熱性が向
上したものが得られている。しかしながら、加熱重合反
応を用いて製造を行っているため反応時間が長く、低コ
ストが要求されている合成樹脂光ファイバにおいて、そ
の生産性の面での配慮がされていなかった。

［発明の目的Ｊ 本発明の目的は、耐熱性に優れかつ生産性に優れた合成
樹脂光ファイバを提供することにある。

［発明の要点］ 本発明の要旨は、クラツド材チューブ内に重合性モノマ
組成物を注入後、モノマ供給下で重合反応させ得られる
合成樹脂光ファイバの製造方法において、重合性モノマ
組成物に紫外線重合性モノマ組成物を用い、紫外線照射
によってモノマ組成物を重合させることによって、量産
性を向上させたものである。

ここで、クランドチューブとしては、コア材より少なく
とも１％以上低屈折率であるものならばよく、光の伝盤
のためには望ましくは３％以上低い屈折率を有するチュ
ーブが良い。また、これらのチューブを通してチューブ
内のモノマ組成物に紫外線を照射するので、チューブの
内厚は、モノマ供給下の耐圧性、機械的強度の許す限り
において薄いものが望ましく、また紫外線に対して透明
なものが望ましい。具体的な材料としては、ポリフッ化
ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体、若しくは、クロロトリフルオロ
エチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロエチレン共ｆｆｉ合体、テトラフルオ
ロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）等が考えられ
る。

次に、コア材となる重合体を得るためのモノマとしては
、紫外線重合開始剤により重合を行うもので、しかも光
ファイバとしての透明性が良好であるものならばよく、
次のような、アクリル系、メタクリル系、スチレン系及
びアリル系モノマ等の透明な重合体であり、特に限定さ
れない。

メチルメタアクリレート、エチルメタアクリレート、プ
ロピルメタアクリレート、ブチルメタアクリレート、イ
ンブチルメタアクリレート、２−エチルへキシルメタア
クリレート、ラウリルメタアクリレート、トリデシルメ
タアクリレート、ステアリルメタアクリレート、シクロ
へキシルメタアクリレート、ジメチルアミノエチルメタ
アクリレート、ジエチルアミノエチルメタアクリレート
、２−ヒドロキンエチルメタアクリレート、グリシンル
メタアクリレート、メタクリル酸、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、アリルメタクリレート、ベンジ
ルメタクリレート、α−０−クロロフェニルエチルメタ
クリレート、シクロへキシルシクロへキシルメタクリレ
ート、ベンヅヒドリルメタクリレート、０−クロロベン
ヅヒドリルメタクリレート、ｐ−シクロへキシルフェニ
ルメタクリレート、α−ｐ−ジフェニルエチルメタクリ
レート、メンチルメタクリレート、メタクリリックアン
ハイドライド、ｍ−ニトロペンヅイルメタクリレート、
２−ニトロ−２−メチル−プロピルメタクリレート、α
−フェニル−アリルメタクリレート、α−フェニル−ｎ
−アミルメタクリレート、α−フェニルエチルメタクリ
レート。β−フェニルエチレメタクリレート、テトラハ
イドロフルフリルメタクリレート、ビニルメタクリレー
ト、フェニルセロソルブメタクリレート、ｐ−メトキシ
ベン゛ノ″イルメタクリレート、エチレンクロロヒドリ
ンメタクリレート、ペンタクロロフェニルメタクリノー
ト、フェニルメタクリレート、オイゲノルメタクリレー
ト、ｍ−クレジルメタクリレート、ジアセチンメタクリ
レート、エチレングリコール・・、ンゾエートメタクリ
レート、エチルグリコレ−ごメタクリレート、ボルニル
メタクリレート、トリエチルカルビニルメタクリレート
、ブチルメルカプチルメタクリレート、０−クロロベン
ジルメタクリレート、Ｔｅｒ−ブチルメタクリレート、
α−メタリルメタクリレート、β−メタリルメタクリレ
ート、α−ナフチルメタクリレート、ンンナミルメタク
リレート、０−クレジルメタアクリレート、フルフリル
メタクリレート、β−アミノエチルメタクリレート、メ
チルα−ブロモアクリレート、リートメタクリレート、
２−クロワンクロへキシルメタクリレート、１−フェニ
ルシクロへキシルメタクリレート、トリエトキシンリコ
ルメタクリレート、ｐ−ブロモフェニルメタクリレート
、２−８−ジブロモプロピルメタクリレート、１−メチ
ルシクロへキシルメタクリレート、ｎ−へキシルメタク
リレート、β−ブロモエチルメタクリレート、メチルα
−クロロアクリレート、β−ナフチルメタクリレート、
Ｎ−ｎ−ブチルメタクリルアミド、メタクリルメチルサ
リンレート、エチレングリコールモノメタクリレート、
Ｎ−ベンジルメタクリルアミド、β−フェニルスルフォ
ンエチルメタクリレート、Ｎ−メチルメタクリルアミド
、Ｎ−アリルメタクリルアミド、メタクリルフェニルサ
リシレート、Ｎ−ｐ−メトキシエチルメタクリルアミド
、Ｎ−β−フェニルエチルメタクリルアミド、シクロヘ
キシルα−エトキシアクリレート、１，８．　　ジクロ
ロプロピル２−メタクリレート、２−メチルシクロへキ
シルメタクリレート、−３メチルシクロへキシルメタク
リレート、４−メチルシクロへキシルメタクリレート、
−リフチル３−，３．５−シクロへキシルメタクリレー
ト、フルオレニルメタクリレート、α−ナフチルカルビ
ニルメタクリレート、スチレン、０−クロロスチレン、
ビニルフォルメート、ビニルナフタレン、ビニルチオフ
ェン、０−メチル−ｐ−メトキシスチレン、０−メトキ
シスチレン、０−メチルスチレン、ビニルカルバゾール
、２−６−ジクロロスチレン、ビニルフェニルスルフィ
ド、メチルイソプロペニルケトン、Ｎ−ビニルフタルイ
ミド、イソジアリルフタレート、アリルアセテート、ｐ
−イソ・プロピルスチレン、アリルシンナメート、ｐ−
メトキシスチレン・、ビニルフラン、ビニルベンゾエー
ト、フェニルビニルケト　ン　。

さらに、耐熱性向上のため重合モノマ組成物中に、重合
性官能基を２ヶ以上もつ三次元網目状架橋をする多官能
性モノマを含有させることもできる。

分子内に２ヶ以上の重合性官能基をもっモノマは、第１
表に示したような、ジアクリレート、トリアクリレート
、ジメタクリレート、トリメタクリレート、テトラメタ
クリレート、トリアリルシアスレート、トリアリルイソ
シアスレート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタ
レート、ジアリルマレエート、ジアリルフマレートなど
の多価アリル化合物、又は、１，３．５−１リメタアク
リロイルへキサヒドロ−８−トリアジン、１，３゜５−
トリアクリロイルーヘキサヒサドロ−８−トリアジン、
トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌル酸メタア
クリル酸エステル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イ
ンシアスル酸アクリル酸エステルなどから選ばれた多価
アクリル化合物などの交叉結合剤として作用するもので
あれば、上記以外のものでもよい。

第　　１　　表 また、本発明における光（紫外線）重合開始剤としては
通常の光重合反応に用いているものであり、特に限定は
されない。

例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾイソエチル
エーテル等のベンゾインエーテル系、ペンジルメチルケ
ータール、ヒドロキシフェニルケトン、１，１−ジクロ
ロアセトフェノン等のアセトフェノン系、２−クロロチ
オキサトン等のチオキサトン系、ベンゾフェノンと第３
級アミン使用のベンゾフェノン系等が考えられる。

紫外線の光源としては、特に限定はしないが、通常の紫
外線用光源として用いる高圧及び低圧水銀灯、メタルハ
ライドランプ、フラッシュランプ等がある。

また、本性は紫外線によって重合を行うことを特徴とす
るものであるが、あらかじめモノマ組成物に加熱重合開
始剤を紫外線重合開始剤と共に添加しておき、紫外線重
合と熱重合の組合せによる方法も考えられる。紫外線に
より前重合を行い、加熱を行い後重合を行う方法、また
は逆に加熱により前重合を行い、紫外線により後重合を
行う方法と同時に行う方法が考えられる。なお、ここで
、加熱重合開始剤としては、通常のラジカル重合に用い
られるアゾビス系、過酸化物系の化合物等が考えられる
。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を示す。

実施例１ ４フツ化エチレン６フツ化プロピレン共重合体（ダイキ
ンＦＥＰ−ＮＰ−２０）を押出機により内径１．Ｏｎ＋
ｍ、外径１．８ｆｆ＋＋ｎのチューブに成形し、このチ
ューブに、メタクリル酸メチル８０ｇ、エチレングリコ
ールジメタクリレート１０ｇ、ブチルアクリレート１０
ｇ、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン（チ
バガイギ社イルガキュア１８４）１．５ｇの組成の重合
性モノマ組成物を注入し、その先端を折り曲げて封止す
る。このチューブのもう一端からポンプを用いてモノマ
を加圧、供給下、チューブを先端から順次ＩＫｗの高圧
水銀灯を用いた紫外線を硬化炉の中を２ｍ／ｌｌ１ｉｎ
の速度で移動させ、良好な光透過性を示す合成樹脂光フ
ァイバを得た。このファイバの耐熱性評価法として合成
樹脂光ファイバの光伝送特性の温度変化により評価した
。すなわち、室温での透過光量と各温度の透過光量の比
較により求めた。それぞれ温度を２０分間保持した後、
１０℃づつ昇温し、測定を行った。ここで測定には６６
０［ｌｌ［ＩｌのＬＥＤ光源を用いた。その結果、２０
０°Ｃにおいても光透過量は９０％以上であり良好な耐
熱性をもつことが確認された。

実施例２ 実施例１と同様のチューブに、メチルメタクリレート８
０ｇ、エチレングリコールジメタクリレート１０ｇ、ｎ
−ブチルアクリレート１０ｇ、１−ヒドロキシシクロへ
キシルフェニルケトン１゜０ｇ１ラウロイルパーオキサ
イド０．５ｇの組成のモノマ組成物を注入し、チューブ
の先端を折り曲げて封止し、このチューブのもう一端か
らポンプを用いてモノマを加圧供給下、チューブを先端
から順次、紫外線硬化炉内を４ｍ／ｍｉｎの速度で移動
させ、ただちに９０℃に加熱された温水槽を通過させた
。これにより良好な光透過性を示す合成樹脂光ファイバ
を得た。このファイバを実施例１と同様な方法で耐熱性
の測定を行った。

２００°Ｃで９０％以上の光透過量を示し、耐熱性にす
ぐれていることが確認された。

［考案の効果〕 本発明の合成樹脂光ファイバを製造する際に、コア材重
合に紫外線重合を用いることにより、反応時間が短縮さ
れ、生産性向上、低コスト化が図れることがわかった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂チューブに重合反応したとき得られ
   る重合体の屈折率が少なくとも１％以上高くなるところ
   の紫外線重合性の液状モノマ組成物を注入充填し、当該
   チューブ先端を封止し他端よりモノマ組成物を加圧状態
   でチューブ先端から順次紫外線照射を行うことにより芯
   材重合体を得ることを特徴とする合成樹脂光ファイバの
   製造方法。
2. （２）前記紫外線重合性モノマ組成物が紫外線重合開始
   剤を含有するアクリルモノマ系又はメタクリルモノマ系
   、スチレンモノマ系、アクリルモノマ系もしくはこれら
   の混合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の合成樹脂光ファイバの製造方法。
3. （３）前記熱可塑性チューブとして、ポリフッ化ビニル
   、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエ
   チレン共重合体、若しくはクロロトリフルオレエチレン
   −エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサ
   フルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
   パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体ポリ４−
   メチル１−ペンテンであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の合成樹脂光ファイバの製造方法。
4. （４）前記光ファイバにおいて、芯材料重合体が三次元
   に網目状架橋構造をしていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の合成樹脂光ファイバの製造方法。
5. （５）前記紫外線重合性モノマ組成物に、多官能性モノ
   マを含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の合成樹脂光ファイバの製造方法。