JPH01306805A - プラスチツク光フアイバー - 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、光フアイバーコード、光フアイバーケーブル
などに用いられるプラスチック光ファイバーに関する。

〔従来の技術〕

プラスチック光ファイバーは、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレンに代表される透明性に優れたポリマー
を心材とし、その心材より２も屈折率の低いポリマーを
鞘材として用い、熱可塑性樹脂である心材及び鞘材を溶
融状態で心−鞘構造を形成させる複合紡糸法により製造
される。しかしプラスチック光ファイバーは、使用可能
温度が低く、例えばポリメチルメタクリレート及びポリ
スチレンでは８０℃以上、またポリカーボネートにおい
ても１２０℃以上の温度で長期間加熱されると伝送性能
が急激に低下し、事実上使用できなくなることが知られ
ている。

特開昭６０−１９４４１３号公報には、プラスチック光
フアイバー素線の外層にシヨアＤ硬度が６５以上の紫外
線硬化樹脂を被覆したのち、紫外線を照射して樹脂を硬
化させることにより、耐熱性及び耐湿熱性の改良された
プラスチック光ファイバーが得られることが記載されて
いる。

このプラスチック光ファイバーは、紫外線硬化樹脂によ
って、加熱による素線の収縮防止効果があるが、加熱に
よる伝送性能の低下を防止することはできない。

また特開昭６２−１９２７０２号公報には、紫外線硬化
型樹脂からなる鞘材を有するプラスチック光フアイバー
素線の外層を、心材となる重合体のガラス転移温度より
も大きいビカット軟化温度を有する樹脂で被覆したプラ
スチック光ファイバーが記載されている。この光ファイ
バーは、心材のガラス転移温度近くまでの耐熱性を有す
るとされている。しかし鞘材として硬化後に架橋構造を
形成する紫外線硬化型樹脂を用いており、加熱による溶
融形態変形はないものの、１２５°Ｃを越える高温環境
においては、鞘材重合体の熱劣化が生じて、機械的強度
が低下するとともに、着色が進行するため、実際には長
期の耐熱性を有するものではない。

また高温での耐熱性を有する光ファイバーを得るために
ガラス転移温度の高い心材を用いた場合、そのガラス転
移温度より高温のビカット軟化温度を有する樹脂を被覆
することから、より高温の成形温度が必要となり、被覆
成形時の加熱によって光ファイバーが損傷し、光伝送性
能の低下を生ずるという問題がある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、心−鞘型プラスチック光ファイバーの鞘成分
が、心成分重合体よりも低屈折率であり、かつ抗酸化剤
を含有する紫外線硬化型重合体から形成されてなり、該
光ファイバーの外層にＡＳＴＭ　２２４０によるシヨア
Ｄ硬度が４０以下である樹脂を被覆してなるプラスチッ
ク光ファイバーである。

本発明のプラスチック光ファイバーに用いられる心成分
としては、例えばポリメチルメタクリレート系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ−４
−メチルペンテン−１、重水素化されたポリメチルメタ
クリレート及びスチレン等の透明プラスチック材料が挙
げられる。

また鞘成分としては、心成分よりも屈折率が低く、かつ
抗酸化剤を含有する紫外線硬化型重合体が用いられる。

この紫外線硬化型重合体製造用化合物としては、ラジカ
ル重合性の二重結合を有する化合物、例えば不飽和ポリ
エステル系、ポリエステルアクリレート系、ウレタンア
クリレート系、エポキシアクリレート系、ポリエーテル
アクリル系、不飽和ポリブタジェン系、ポリオールポリ
アクリレート系、メラミンアクリレート系化合物、単官
能又は多官能アクリレート、一般式 ％式％） （式中Ｘは水素原子又は弗素原子、Ｙは水素原子、弗素
原子又はメチル基、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜１０の
整数を示す）で表わされる化合物などが用いられる。

式ｌ又は■の化合物としては例えば下記の化合物が用い
られる。２，２−ジフルオロエチル（メタ）アクリレー
ト、２，２．２−　トリフルオロエチル（メタ）アクリ
レート、２，２，３．３−テトラフルオロプロピル（メ
タ）アクリレ−）、２，２゜３．３，３−ペンタフルオ
ロプロピル（メタ）アクリレート、２，２，３，５，４
．４−へキサフルオロブチル（メタ）アクリレート、１
−トリフルオロメチル−２，２，２−）リフルオロエチ
ル（メタ）アクリレート、２．２，３，３，４，４．５
．５−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、
１．１−ジ−トリフルオロメチル−２，２，２−）リフ
ルオロエチル（メタ）アクリレート、２．２，６，３．
４．４．５．５．６゜６．７．７−ドゾカフルオロヘプ
チル（メタ）アクリ　し　−　ト　、　　３，３，４．
４．５，５，６，６，７，７，８．８．８　−　　ト　
リスデカフルオロオクチル（メタ）アクリレート、３．
３，４，４，５，５，６，６，７，７，８．８，９．９
，１０，１０．１０−へブタデカフルオロデカニル（メ
タ）アクリレート、α−フルオロ−２，２，２−）リフ
ルオロエチルアクリレート、α−フルオロ−２，２，Ｓ
、３−テトラフルオロプロピルアクリレート、α−フル
オロ−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルア
クリレート、α−フルオロ−１−）　１．１フルオロメ
チル−２，２，２−）リフルオロプロピルアクリレート
、α−フルオロ−２−）　リフルオロメチル−２，５，
５，６−テトラフルオロプロピルアクリレート。α−フ
ルオロ−２，２，３，４，４，４−へキサフルオロブチ
ルアクリレート、α−フルオロ−１−メチル−２，２，
３，４，４，４−へキサフルオロブチルアクリレート、
α−フルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロパーフル
オロデシルアクリレート、α−フルオロ−１＋１ｔ２ｔ
’２−テトラヒドロ−９−トリフルオロメチルパーフル
オロデシルアクリレート、α−フルオロ−１，１−ジヒ
ドロパーフルオロブチルアクリレート、α−フルオロ−
１，１−ジメチル−２，２，３，３−テトラフルオロプ
ロピルアクリレート、α−フルオロ−１，１−ジメチル
−２，２，３，６，４，４，５，５−オクタフルオロペ
ンチルアクリレート、α−フルオロ−１，１−ジメチル
−２，２，５，４，４，４−へキサフルオロブチルアク
リレートなど。そのほかα−フルオロメチルアクリレー
ト、α−フルオロエチルアクリレートなどを用いること
もできる。低屈折率を得るために、化合物の構造内に弗
素原子を導入することが好ましい。

紫外線硬化型重合体は抗酸化剤を含有することが必要で
ある。一般に紫外線硬化型重合体は、１２５℃以上の高
温下においては、酸化劣化が進行し易く、着色を生ずる
ため、鞘材として必要な透明性の低下を招き、光ファイ
バーの光伝送性能が低下口、高温において長期間使用す
ることは困難である。この熱による劣化は抗酸化剤を導
入することにより防止でき、鞘成分として必要な透明性
を維持することが可能となる。

抗酸化剤としては、例えばヒンダードフェノール系、チ
オエーテル系、アルキルホスファイト、アリルホスファ
イト、アルキルアリルホスファイトなどのホスファイト
系化合物などが用いられる。ラジカル型分解劣化の防止
に有効なヒンダードフェノール系化合物を用いることが
好ましい。抗酸化剤の含有量は、紫外線硬化型重合体に
対して０．０１〜１０重量％特に０．１〜５重量％が好
ましい。抗酸化剤の含有量が０．０１重量％より少ない
と耐熱性に対する効果が乏しく、また１０重量％より多
いと鞘材の透明性が低下する。

光重合開始剤としては、ベンゾイン系、アゾ系、ジフェ
ニルスルフィド系、有機過酸化物系、有機色素系、鉄フ
タロシアニン系化合物等が挙げられる。

本発明の光ファイバーは、心−鞘構造の外層にＡＳＴＭ
２２４０によるシヨアＤ硬度が６０以下の樹脂を被覆し
たものである。シヨアＤ硬度が６．０以下の樹脂として
は例えばポリエチレン、スチレン系熱可塑性ニジストマ
ー、エチレン−ビニルアセテート共重合体、熱可塑性ポ
リウレタン、熱可塑性ポリエステル等が用いられる。こ
の被覆樹脂は、軟質であることが必要であり、ＡＳＴＭ
２２４０によるシヨアＤ硬度が６０を越える樹脂を用い
ると、得られる光ファイバーが剛直で、取り扱いが困難
となり、実用特性の低下を招く。

本発明の光ファイバーを製造するには、心−鞘の複合紡
糸によらず、まず心成分単独からなるファイバーを作成
し、この心成分の表面に紫外線硬化型重合体製造用化合
物、抗酸化剤及び光重合開始剤を含有する組成物を塗布
したのち、高圧水銀灯、蛍光ケミカルランプ等により紫
外線を照射して硬化させて、心−鞘構造の光ファイバー
を得る。次いでこの光ファイバーに機械的、熱的損傷に
対する抵抗性を付与するため、その外層に前記の樹脂層
を形成することにより、目的の光フアイバーコードを得
る。

こうして得られた光フアイバーコードは、高温において
も長期間にわたり耐熱性を保持するとともに、初期の光
伝送性能がきわめて良好である。

下記側中の光伝送損失は、特開昭５８−７６０２号公報
に記載の方法を用いて測定した。測定波長は７７０ｎｍ
、ファイバーの入射光としては、開口数が０．６の光を
用いた。

実施例１ １．１，２，２−テトラヒドロパーフルオロデシルアク
リレート５０重量部、トリフルオロエチルアクリレート
６５重量部、１，４−ブチレンジオールジアクリレート
１５重量部、光重合開始剤としてベンジルジメチルケタ
ール（チバガイギー社製イルガキュア６５１）２重量部
及び抗酸化剤トしてトリエチレングリコール−ビス〔６
−（６−三級ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート〕（チバガイギー外径が９８０　
ｔｔｍのポリカーボネートコアファイバーの外層に前記
の紫外線硬化型樹脂組成物を塗布したのち、高圧水銀灯
を内蔵した紫外線照射装置を用いて、８０　ｗ７ｃｍの
照射エネルギーレベルで照射して外径１０００μｍの心
−鞘構造の光ファイバーを得た。この光ファイバーの波
長７７０　ｎｍでの光伝送損失は９５０　ｄＢ／ｋｍで
あった。

さらにこの光ファイバーの外層にシヨアＤ硬度４７のエ
チレンプロピレンエラストマー（三井石油化学工業社製
ミラストマーＭ４８００Ｂ　）をクロスヘツドケーブル
加工機により１８０℃で被覆して光フアイバーコードを
得た。この光フアイバーコードの波長７７０　ｎｍでの
光伝送損失は９５０　ｄＢ／ｋｍであり、被覆工程にお
ける光伝送性能の低下はなく、かつ柔軟な光フアイバー
コードであった。この光フアイバーコードを１２５℃で
４０００時間処理したのちの光伝送損失は波長７７０　
ｎｍにおいて１０１０ｄＢ／ｋｍであり、良好な耐熱性
を示した。

実施例２〜５ 抗酸化剤として第１表に示す化合物を用い、その他は実
施例１と同様にして光フアイバーコードを得た。これら
の光ファイバーの光伝送性能及び耐熱性を併せて表中に
示す。

比較例１ 抗酸化剤を含有しない紫外線硬化型樹脂組成物を用い、
その他は実施例１と同様にして光フアイバーコードを得
た。この光フアイバーコードの光伝送損失は、波長７７
０　ｎｍにおいて１００　’ＯｄＢ　／　ｋｍであった
が、１２５℃、４０００時間処理後には１７５０　ｄＢ
／ｋｍと増加した。

実施例６〜８ 心成分及び鞘成分の組成を変更し、その他は実施例１と
同様にして光フアイバーコードを得た。

実施例７及び８の心成分には、メタクリル酸メチル５５
重量部とＮ−メチルジメタクリルアミド４５重量部の混
合物を塊状重合法により重合して得られた重合体を用い
た。光フアイバーコードの光伝送性能及び耐熱性を併せ
て表中に示す。

比較例２ 被覆樹脂としてエチレングロピレンエラストマーの代わ
りにナイロン１２（ダイセル化学工業社製ダイアミドＬ
−１９４０）を用いて２６０℃で被覆し、その他は実施
例と同様にして外径＾ ２．２器の光フアイバーコードを得た。

被覆後の光伝送性能は波長７７０　ｎｍにおいて１３８
０　ｄＢ　／　ｋｍと被覆工程において性能の劣化が生
じた。また得られた光フアイバーコードは剛直で取り扱
い性の悪いものであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 心−鞘型プラスチック光ファイバーの鞘成分が、心成分
   重合体よりも低屈折率であり、かつ抗酸化剤を含有する
   紫外線硬化型重合体から形成されてなり、該光ファイバ
   ーの外層にＡＳＴＭ２２４０によるシヨアＤ硬度が６０
   以下である樹脂を被覆してなるプラスチック光ファイバ
   ー。