JPH01302302A - プラスチツク光フアイバ - 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、グラスチック光伝送体に係シ、特に、耐熱性
に優れ九プラスチック光ファイバに関する。

〔従来の技術〕

長距離光通信用媒体としては、低損失の無機ガラス系光
ファイバが知られておシ、実用化されている。これに対
し、プラスチック光ファイバは。

大口径で可とう性がろり、＠菫であることから短距離光
通信用に利用され始めている。しかし、従来のプラスチ
ック光ファイバは、Ｗ＃熱性が不十分なため用途が限定
されていた。

従来、プラスチック光ファイバの耐熱性？向上させる手
段としては、特開昭５７−４６２０４号公報に記載のよ
うに、コアにポリカーボネート樹脂を用いたものや、特
開昭５７−４５５０２号、同６２−２５７０６号各公報
に記載のように、チューブ状のクラツド材内に架橋性モ
ノマーを充てんし、加熱重合させたものなどが提案され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、ポリカーボネート樹脂をコアと
する光ファイバは、耐熱温度が１２５℃程度であり、自
動車エンジンルーム内での使用に要求されている耐熱温
度１３５℃の条件（ｉ−満足しておらず、また、コアに
架橋性側Ｂ’ｆｌを用いた光ファイバは、伝送損失が大
きく、伝送距離１０ｍとしたときの許容伝送損失１．０
　ｄＢ／　ｍの条件が満足されていないなどの問題がめ
った。

本発明の目的は、耐熱性に優れ、良好な光伝送性？有す
るプラスチック光ファイバを提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明（ｉ−概説すれば、本発明はプラスチック光ファ
イバに関する発明であって、フッ素含有重合性モノマー
を主成分とする架橋性樹脂よりなるコアと、該コア材よ
り低い屈折率を有する樹脂よりなるクラッドとを有する
ことを特徴とする。

前記目的は、コア材にフッ素含有重合性モノマーを主成
分とする架橋性樹脂を用いることによシ達成される。

本発明では、コア材に用いる架橋性樹脂は実質的に、主
成分にフッ素含有モノマー、副成分に多官能性モノマー
、１官能性モノマーを用いており、３〜５種類の重合性
モノマーの共重合体からなるものが好ましく、耐熱性、
光伝送性、町とう性に潰れたグラスチック光ファイバが
得られる。

本発明において、コア材主成分として用いるフッ素含有
重合性モノマーは、得られる光ファイバの基本的特性に
大きな影＃を及ぼす。

したがって、この成分の含有率が５５嵐鼠チ未満では、
基本的特性の保持が不十分となシ、ま九、この成分の含
有率が９８血ｔ％を超えると、耐熱性及び機械的特性の
向上が不十分となる。フッ素含有重合性モノマーとして
は、フルオロアルキルメタクリレート、フルオロアルキ
ルアクリレート、フルオロアルキル−α−フルオロアク
リレート、アルキル−α−フルオロアクリレートなどか
らなるアクリル系又はメタクリル系モノマー及びその混
合物や、ペンタフルオロスチレンなどを使用することが
できる。これらの中で特に好適には、乙２．２−トリフ
ルオロエチルメタクリレート、１、ｔ３−トリヒドロパ
ーフルオロペンチルメタクリレ−ト、１，１．５−トリ
ヒドロパーフルオロペンチルメタクリレ−）、２．２．
２−）リフルオロエチル−α−フルオロアクリレ−）、
２．２．４４％３−ペンタフルオロプロピル−α−フル
オロアクリレート、メチル−α−フルオロアクリレート
、及びその混合物が挙げられる。

多官能性モノマーからなる成分は、共重合体中に三次元
架橋部を付与する成分でろり、耐熱性を更に向上させる
成分である。

したがって、この成分が１重ｔ％未満では、耐熱性の向
上が不十分であり、この成分が３０重量係超では、架橋
密度が高くなシすぎるため、光ファイバとしての可とう
性に乏しくなる。多官能性モノマーとしては、エチレン
グリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン
トリメタクリレート、アリルメタクリレート、アリルア
クリレート、β−メタリルメタクリレート、ジアリルフ
タレート、ジアリルインフタレート、ジアリルテレフタ
レート、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート
、トリアリルインシアネート等が挙げられる。

１官能性モノマーからなる成分は、共重合体の機掴的強
度に関与する成分であシ、可とり性を向上させる成分で
ある。したがって、この成分が１Ｌ１未満では、可とう
性の向上が不十分であり、この成分が５０重ｔｈｔ％超
では、樹脂のガラス転移温度が下がってしまい、耐熱性
が低下する傾向がろる。１官能性モノマーとしては、エ
チルメタクリレート、エチルアクリレート、プロピルメ
タクリレート、プロピルアクリレート、ｎ−ブチルメタ
クリレート、ｎ−ブチルアクリレート、２−エチルへキ
シルメタクリレート、２−エテルヘキシルアクリレート
等を挙げることができる。更に、共重合体の屈折率を高
め、光ファイバの光伝送性を向上させるために、フェニ
ルメタクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルメ
タクリレート、ベンジルアクリレート、シクロヘキシル
メタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、トリブ
ロモフェニルメタクリレート、トリブロモフェニルアク
リレート、スチレン、α−メチルスチレン等を共重合さ
せることもできる。

本発明において、コア材の重合に使用する重合開始剤は
、ｔ５．ｓ−トリメチルヘキサノイルパーオキシド、ラ
ウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔｌ
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）Ａ４５−）リメテルシ
クロヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシ−４５，５−）リ
メチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエ
ート、ジクミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキ
シド等の過酸化物系のラジカル開始剤が使用できる。

また、重合系中には、耐熱性の向上等のため、酸化防止
剤等の安定剤を添加することもできる。

酸化防止剤としては、フェノール系、ホスファイト系化
合物が挙げられる。

重合開始剤と安定剤の簾は、得られる光ファイバの耐熱
性及び光伝送性に薔与し、成形温度、七ツマー組成のバ
ランスから決定される。成形温度が５０〜１５０℃で、
重合開始剤は全モノマーの１０１〜５重量係、安定剤は
０〜５重量係で使用されるのが好ましい。これより超及
びこれ未満の場合、得られる光ファイバの耐熱性及び光
伝送性は悪化する。

本発明におけるプラスチック光ファイバのクラツド材の
材質は、特に制限されるものではなく、公知のものを用
いることができるが、前述のコア材よシ屈折率が低いこ
とが必要でるり、好ましくは１％以上小さい重合体であ
ることが望ましい。

クラツド材としては、含フツ素オレフィン系重合体、含
フツ素アクリル系又はメタクリル系重合体分使用できる
。これらの中で特に好適には、ポリテトラフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピ
レン共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフ
ルオリド共重合体、テトラフルオロエチレンーヘキサフ
ルオロプロピレンービニリデンフルオリド共重合体、ポ
リクロロトリフルオロエチレン、２．２．２−）リフル
オロエチルメタクリレ−）　−１，１，５−トリヒドロ
パーフルオロペンチルメタクリレート共重合体、２．２
．２−　）リフルオロエチルメタクリレ−ドース２．１
１５−ペンタフルオロプロピル−α−フルオロアクリレ
ート−メチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。

本発明のプラスチック光ファイバの製造法は、従来公知
の方法で製造することができる。

〔実施例コ 以下１本発明を実施例によって説明する。

各列において、光ファイバの緒特性は以下の方法で測足
した。

く伝送損失〉 光伝送性能の評１１１ｉＩは、４５０〜８５０ｎｍの彼
長饋域で、長さＬｌ（ｍ）の光ファイバの伝送光）ｌｐ
、　　（ｎＷ　）　　を測定後、長−ｇＬ、（ｍ）Ｉで
切断し、この長延り、の光７アイパの伝送元Ｈｐ。

（ｎＷ　）　　を測定し、その差よシ計算して伝送損失
を求めるカットバック法を用いた。伝送損失α（ｄＢ／
ｍ　）は、（３）式で求められる。

この式から、α値が小さいほど光伝送性は愛れているこ
とがわかる。

なお、本発明の実施列及び比較列における伝送損失の９
１を波長λ（ｎｍ　、横軸）と伝送損失α（＋ｉＥ／ｍ
、縦軸）との関係のグラフとして第２図に示した。

く耐熱性〉 耐熱性の評価は、長さ２ｍの光ファイバを所定温度の空
気恒温にて／ＩＯ熱し、所定時間ごとに波長６６０　ｎ
ｍ　での光！？測測定、下記式（４）により光量保持率
を求める方法？用いた。

なお、本発明の実施列及び比較列における耐熱性の１列
を時間（ｈｒ、横軸）と光量保持率（優、縦・油）との
関係のグラフとして第１図に示した。

実施列１ ２．２．２−トリフルオロエチルメタクリン−ドア５重
ｔｌ　　）リメテロールプロパントリメタクリレート１
０ｉｉ％、プロピルアクリレート１０這ｔ％、ベンジル
メタクリレート５重ｔ％からなる混合モノマーに、全七
ツアーｔに対し、ベンゾイルパーオキシドα８！！Ｌ％
を加え、１００ｔ、で加熱成形、コア部とした。このコ
アに、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオログロビ
Ｖノ共重合体製樹脂を破覆し、クラッド層を形成、グラ
スチック光ファイバを得た。

このプラスチック光ファイバｉ、１５０℃で１０００時
１’４、耐熱試験を行った。その結果を第１図中の曲線
１として示す。１０００時間後においても光の透過区は
波長６６０　ｎｍ　で初期光速の９０％以上を保持して
おり、極めて優れた耐熱性を有することがわかる。

比較列１ エチルメタクリレート７５重１％、トリメチロールグロ
バントリメタクリレート１０Ｊ［ｇ％、プロピルアクリ
レート１０１ｆ％、ベンジルメタクリレート５重Ｒ％か
らなる混合モノマーを用い、実施例１と同様の方法にて
プラスチック光ファイバを得た。

このプラスチック光ファイバを、実施列１と同様の耐熱
試験を行つ九。その結果？第１図中の曲線２として示す
。コア材の主成分に含７ツ素モノマーを使用しない場合
には、架鳴性樹Ｂ′＃をコアに用いても耐熱性が向上し
ないことがわかる。

実施例２ １、１．５−　トリヒドロパーフルオロプロピルメタク
リレート８５重３ｉ％、エチレングリコールジメタクリ
レート１０１ｉｉ％、２−エチルへキシルメタクリレー
ト５恵−優からなる混合モノマーに、全七ツマーｆＫ対
し、ラウロイルパーオキシドα８重ｉＩｔ％を加え、８
０℃で７７０熱成形、コア部とした。その侵、実施列１
と同様の方法ｅｃてプラスチック光ファイバ？得た。

このグラスチック光ファイバの伝送損失の波長特性を測
定した。その結果を第２図中の曲線３として示す。波長
６６０　ｎｍで伝送損失がＣＬ　８　ｄＢ／ｍと良好な
光伝送性を有することがわかる。

比較例２ メチルメタクリレート８５重ｉ％、エチレングリコール
ジメタクリレー）１０重ｍ１　２−エテルヘキシルメタ
クリレート５重通係からなる混合モノマーを用い、実施
列２と同様の方法ｅこてゲラステック光ファイバを得た
。

このプラスチック光ファイバ分、実万列２と同様の伝送
損失測定倉荷った。その結果を第２図中の曲線４として
示す。コア材の主成分に含フッ素上ツマ−を使用した場
合には、ｆｔ１．艮λ）７００ｎｍの領域で損失が小さ
くなる。また、可視光領域でも伝送損失はＬ　Ｏａｎ／
ｍ以下であり、実用的であるといえる。

実ｊ列３〜１２ 実施列１と同様の方法にて、実施列３〜１２までのモノ
マー組成について実施した。耐熱性と伝送損失の測定結
果を第１表及び第２表ンこ示す。なお、ここで耐熱性は
、１５０℃で１０００時間加熱した後の波長６６０　ｎ
ｍでの光量保持率で、伝送損失は、波長６６０　ｎｎｘ
　での測定値を示した。

ただし、クラツド材としては、実施列１のテトラフルオ
ロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体以外に
、ポリテトラフルオロエチレンも用いており、各実ｍ列
で用いたクラツド材は第１表及び第２表に示しである。

共に第１図及び第２図に示した比較例に比べて、良好な
プラスチック光ファイバを得ることができた。

〔発明の効果コ 本発明ｅこよれば、良好な光伝送性（伝送損失１、　Ｏ
ａｎ／ｍ以下）、極めて潰れた耐熱法（耐熱温度１５０
℃以上）を有するプラスチック光ファイバを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１、比較例１のプラスチック
光ファイバの１５０℃−１０００ｈｒｉｌ熱試験Ｏｆ！
：果を示゛ナグラフ、第２図は、本発明の実施例２、比
較列２のグラスチック光ファイバの初期における伝送損
失の波長％注を示すグラフである。 特許出願人　　株式会社日立製作所 同　　　　日立電線株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フッ素含有重合性モノマーを主成分とする架橋性樹
   脂よりなるコアと、該コア材より低い屈折率を有する樹
   脂よりなるクラッドとを有することを特徴とするプラス
   チック光ファイバ。 ２、該重合性モノマーが、下記一般式 I ： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１はＨ、Ｆ、メチル基又はエチル基、Ｒ＾
   ２はメチル基又は炭素数１〜１０の含フッ素炭化水素基
   を示すが、Ｒ＾１及びＲ＾２の少なくとも一方はフッ素
   を含有する）で表される化合物である請求項１記載のプ
   ラスチック光ファイバ。 ３、該重合性モノマーがペンタフルオロスチレンである
   請求項１記載のプラスチツク光ファイバ。 ４、該架橋性樹脂が、下記一般式II： ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 （式中、Ｒ＾３及びＲ＾４は炭素数１〜６の含フッ素ア
   ルキル基を示す）で表される構成単位を必須成分とした
   重合体又は共重合体である請求項１記載のプラスチック
   光ファイバ。 ５、該コアが、酸化防止剤を０．０１〜５重量％含有し
   ている請求項１〜４のいずれか１項に記載のプラスチッ
   ク光ファイバ。