JPH01133006A - 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４９−８７１１３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位温度付近で
の延伸のもどりのため、実際の使用温度は１２０℃１３
０℃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、このものは
クラツド材チューブとして熱可預性チューブを使用して
いるので加熱状況下にクラッドチューブの変形等の問題
を生じ自動車エンジンルーム内等のより耐熱性、信頓性
の要求される環境化での使用の場合さらに耐熱性の向上
が望まれる。

また、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、低コスト化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］ 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、クラツド材チ
ューブに三次元架橋したチューブを用い、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、耐熱
性と量産性を両立させたものである。

なお、本発明において耐熱性を向上させるために用いた
クラッドチューブとしては、コア材より少なくとも１％
以上、光伝盤のためには望ましくは３％以上屈折率が低
いチューブが良い。

これらの合成樹脂チューブに、三次元網目状架橋構造を
付与する方法としては、電子線等の放射線％、射による
方法、ビニルシラン系化合物をチューブ内に含有せしめ
て、水架橋による方法等が考えられる。光ファイバのク
ラツド材としては透明性、屈折率の均一性が要求される
ので望ましくはクランド村山に第２の成分等の添加成分
の含有のないものが良い。したがって、チューブの架橋
には、放射線等によるものが望ましい、また、このチュ
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
外線に対で透明なものが望ましい。チューブとしては放
射放に対して架橋型であり、しかも低屈折率である、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
ルオロエチレン共重合体の放射線架橋したものなどが考
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、しかも先フ
ァイバとして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、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、ペンヅヒドリルメタクリレート、０−クロロペン
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、
２−二トロー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−フェニルエチルメタクリレート、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
ベンヅ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レート、
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ベンゾエートメタクリレート、
エチルグリコレートメタクリレート、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、シ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、リードメタクリレート、２−クロ
ロシ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、トリエトキシシリコルメタク
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シレー
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、トリメチル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、インジ
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つモノマは、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−トリメタアク
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）インシアヌル酸メタア
クリル酸エステル、トリス（２−ヒドロキシエチル）イ
ソ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、フラッンユランプ等がある。

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 ポリフッ化ビニリデン（呉羽化学社、ＫＦ１０００）を
押出機により内径１．０ｍｍ５外径１．８ｍ＋ｎのチュ
ーブに成形し、そのチューブに電子線を照射し、三次元
網目状架橋構造を有するクラツド材チューブを得た。こ
のチューブにメチルメタクリレート８０ｇ１エチレング
リコールジメタクリレート１０ｇ１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１．５ｇ
の組成のモノマ組成物を注入し、その先端を折り曲げ封
止した。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、高圧水
銀打製の紫外線硬化炉の内を２／ｌｌ１ｉｎの速度で移
動させ、モノマを重合させた。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。

このファイバの耐熱性の評価法として、２ｍの長さのフ
ァイバの１．６ｍを電気恒温槽に入れ、さらにそのうち
１ｃｌｉ部分に５Ｋｇの重りを負荷し、昇温加熱時のフ
ァイバの光伝送性能から評価した。

ただし、測定は、初期（室温）での光透過量と各温度の
透過量の比で求めた。ここで昇温速度は１℃／　ｍｊｎ
　５７ＩｐＩ定光源は６６０ｍｒＡのＬＥＤ光源を用い
た。

その結果、２００℃で光量が９０％以上で耐熱性にすぐ
れていることがわかった。

比較例１ 実施例１と同様にフッ化ビニリデンのチューブを押出成
形し、これに実施例１と同組成のモノマ組成物を注入し
、実施例１と同条件で紫外線硬化させ、合成樹脂光ファ
イバを得た。このファイバを実施例１と同様の方法で耐
熱性の測定を行った。

その結果、１５０℃付近で光量が低下しはじめ、２００
℃で光量が１０％以下と大きく低下した。

実施例２ 実施例１と同様に、フッ化ビニリデンのチューブを押出
成形し、そのチューブに実施例１と同様に電子線を照射
し、三次元網目状架橋構造を有するクラツド材チューブ
を得た。このチューブにメチルメタクリレ−）８０ｇ、
エチレングリコールジメタクリレート１０ｇ１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１．０ｇ、ラウロイルパーオキサイド０．５
ｇの組成のモノマ組成物を注入し、チューブ先端を折り
曲げて封止し、このチューブのもう一端から順次、モノ
マを加圧供給下、チューブ先端から順次、紫外線硬化炉
内を４ｍ／ｌｌ１ｉｎ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。その結果
２００°Ｃて９０％以上の光透過量を示し、耐熱性にす
ぐれていることがわかった。

［発明の効果コ 本発明の三次元架橋構造を有するクラツド材チューブ及
びコア材料の紫外線重合を用いることにより、合成樹脂
光ファイバに必要な耐熱性と反応時間短縮に伴なう生産
性向上が同時に図れることがわかった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）三次元網目状架橋した合成樹脂性チューブに重合
   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、アクリルモノマ系若しくは、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）上記、合成樹脂光ファイバにおいて、鞘である三
   次元網目状架橋構造をしたチューブの材料が、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）前記チューブが電子線、Ｘ線等の放射線により架
   橋され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）前記合成樹脂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。
6. （６）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。