JPH01145606A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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
の向上が強く望まれている。

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℃１３０
℃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塑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、信頼
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、クラツド材についての耐熱性も問題となっ
てくる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、耐熱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
を注入後、加熱硬化させ得られる合成樹脂光ファイバに
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
用いることにより耐熱性を大幅に向上させたものである
。

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
％以上低屈折率で架橋構造している。

ものならばよく、光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。

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、電子線等の放射線照射による方法
、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
、望ましくはクラツド材内に第２成分等の悉加成分の含
有のないものが良い。従ってチューブの架橋には、放射
線によるものが望ましく、チューブとしては放射線に対
して架橋型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−エチレン共重合体
の放射線架橋したものなど考えられる。

次に、コア材となる重合体を得るためのモノマとしては
、加熱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
−１・、ペンヅヒドリルメタクリレート、Ｏ−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−ニトロベ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〜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−７エニルスルフオンエチ
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Ｉ’、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−メチルー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、能基をもつモノマは、第
１表に示したような１、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−）ジメタ
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、本発明で用いる組成物中に含まれる重合開始剤は
、加熱によりラジカルが発生するものであり、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドを始めと
するジアシルパーオキサイド類、ケトンパーオキサイド
類、パーオキシケタール類、ハイドロパーオキサイド類
、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシエステル類
及びα。

α゛−アゾビスイソブチロニトリルα、α″−アゾビス
イソバレロニトリル等のアゾビス類など通常のラジカル
重合開始剤を用いることができ、モノマの種類及び重合
温度等によって任意に選択できる。

［実施例］ 以下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（ＫＦ１００Ｏ呉羽化学）を押出
機により内径１．０１１１％外径１．８■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。

このチューブにメタクリル酸メチル８０ｇ１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
１０ｇ１ラウロイルパーオキサイド０．５ｇ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、８０℃の温浴中で封止した先端からチューブ
を順次温浴中に１０　ｃｍ／　ｍｉｎの速度で移動させ
、加熱重合を行い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
１ｃＩ＋１部分に５　Ｋｇ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℃／ｍｉｎ、
測定光源は６６０ｍａ＋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と同様にポリフッ化ビニリデンを内径１．０■
、外径１．８ｍｍに成形し、電子線照射架橋させること
なく、実施例１と同組成のモノマを用いて、実施例１と
同様の方法で合成樹脂光ファイバを得た。このファイバ
を実施例１と同様な耐熱性の評価を行った所、１５０℃
付近でやや光量が低下しはじめ、２００℃で光量が３０
％以下になっていた。なおｆｌｌｌｌ定後、ファイバを
調べた所、加重負荷部のクラッドチューブの変形が確認
された。

実施例２ クラツド材チューブとして、エチレン−テトラフルオロ
エチレン共重合体（ダイキンＥｐ４６０）を用いて実施
例１と同様にチューブを成形し、実施例１と同じ方法で
電子線照射架橋を行い、三次元架橋構造を有するチュー
ブを得た。これを実施例１と同じ組成、同じ方法でファ
イバを作成し評価した。耐熱性は実施例１と同様の測定
で、２００℃で９０％以上の光透過量の保持を示し良好
であった。

［発明の効果１ 本発明の三次元架橋構造を有するクラツド材チューブを
用いることにより、合成樹脂光ファイバに必要な耐熱性
向上が図れることがわかった。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）三次元に網目状架橋を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加熱硬化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
   ノマ組成物を加圧した状態でチューブ先端から順次、モ
   ノマ重合開始温度以上に加熱する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）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。
3. （３）前記チューブが電子戦、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。
4. （４）前記重合性モノマ組成物がアクリルエステル系又
   は、メタクリルエステル系又はスチレン系、アリル系も
   しくは、これら２つ以上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。