JPH01319704A - 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】 〔発明の分野〕 本発明はプラスチック光ファイバーに関する。

〔従来技術〕

従来、光ファイバーとしては、広い波長にわたって優れ
た光伝送性を有する無機ガラス系光学繊維が知られてい
るが、ガラス繊維は加工性が悪く、曲げ応力が弱いばか
りでなく高価であることから、プラスチックを基材とす
る光ファイバーが開発されている。プラスチック光ファ
イバーは屈折率が太き（、かつ光の透過性が良好な重合
体を心材とし、これよりも屈折率が小さくかつ透明な重
合体を鞘材として心−鞘構造を有する繊維を製造するこ
とによって得られる。

光透過性の高い心成分として有用な重合体としては、無
定形の材料が好ましく、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
スチレンなどが一般に使用されている。このうちポリメ
タクリル酸メチルは透明性、力学的性質、耐候性等に優
れ、高性能プラスチック光ファイバーの心材として工業
的規模で用いられている。しかし、ポリメタクリル酸メ
チルはガラス転移温度（Ｔｇ　）が１００℃であり、耐
熱性の面で用途が限られている。耐熱性光ファイバーの
心材としては、ポリカーボネート（特開昭５７−４６２
０４号、同６１−２２３７０６号公報参照）、Ｎ−置換
グルタルイミド環を有する非殖晶性重合体（特開昭６０
−１８４２１２号公報参照）、エステル部がＣ６以上の
脂環式炭化水素基を有するメタクリル基エステル（特開
昭５８−２２１８０８号公報参照）などが知られている
。ポリカーボネートは力学的性質、透明性等に優れてい
るため、これを心材とする光ファイバーは工業的に生産
されている。

プラスチック光ファイバーの鞘材としては、弗化ビニリ
デン系重合体１、弗素化メタクリレート系重合体、α−
フルオロアクリレート系重合体、ポリメチルペンテン等
の熱可塑性重合体が用いられている。しかし力学的性質
、耐熱性及び心材との密着性を同時に満足させる鞘材は
開発されていない現状である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、力学的性質、耐熱性及び心材との密着
性に優れたグラスチック光ファイバーを提供することに
ある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、心−鞘構造のプラスチック光ファイバーの鞘
材が心材よりも低屈折率であり、−般式 （式中Ｒは水酸基又はエーテル結合を有していてもよい
０２〜Ｃ２−アルキレン基を示す）で表わされる２官能
アクリレート及び単官能アクリレートを含有する鞘材用
組成物からの紫外線硬化型重合体により形成されてなる
プラスチック光ファイバーである。

本発明の光ファイバーの心材として用いられる重合体と
しては、非品性の透明重合体が好ましく、例えばポリカ
ーボネート、ポリスチレン、ポリアクリレート、メタク
リル酸メチルの単独重合体又は共重合体、メタクリル酸
エステル系共重合体などが挙げられる。メタクリル酸メ
チルの共重合体としては、例えばメタクリル酸メチルと
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル等のビニルモノマ
ーとの共重合体、メタクリル酸メチルとメタクリルイミ
ドを主成分とする重合体などが挙げられる。メタクリル
酸エステル系共重合体としては、メタクリル酸シクロヘ
キシル、メタクリル酸三級ブチル、メタクリル酸イソボ
ルニル、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸ベン
ジル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ナフチル等
のメタクリル酸エステルとこれらと共重合可能なモノマ
ーとの共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル系共
重合体などが挙げられる。そのほか前記の（共）重合体
の水素原子の全部あるいは一部が重水素原子で置換され
た重水素化重合体を用いることもできる。

また他の透明重合体及びその混合物を用いることもでき
る。

鞘材重合体としては心材よりも屈折率が低い紫外線硬化
型重合体が用いられる。番ｅ重合体組成物に含まれる式
ｌの２官能アクリレートの置換基Ｒのためのエーテル結
合を有するアルキレン基としては、例えば基＋０ＣＨ２
ＣＨ２矢ｍＨ１（−ＯＣＲ２ＣＨ−）−ＣＨ，等を有す
るアルキレン基が挙げら＋　　ｎ ＣＨｌ れる。式■の化合物として市販の製品を用いることがで
きる。式Ｉの化合物の割合は、鞘材用組成物の合計量に
対し０．１〜５０重量％好ましくは０．６〜６０重量％
である。式Ｉの化合物を用いることにより、心材との密
着性が向上する。

この効果は心材がポリカーボネートの場合に特に著しい
。

単官能アクリレートとしては例えばメチルアクリレート
、エチルアクリレート、２−エチルへキシルアクリレー
ト、ラウリルアクリレート等の非弗素系アクリレート、
２，２．２−　）リフルオロエチルアクリレート、２，
２．５．３−テトラフルオロプロピルアクリレート、パ
ーフルオロオクタノイックアクリレート等の含弗素系ア
クリレートが挙げられる。低屈折率の重合体を得るため
には、含弗素系アクリレートを用いることが好ましい。

鞘材用組成物は、式■の化合物のほかに、ビニル基を分
子中に２個以上有する多官能アクリレートを含有してい
てもよい。多官能アクリレートとしては例えばエチレン
グリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
アクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート
、トリメチロールプロパントリアクリレート等が挙げら
れる。

本発明の光ファイバーの鞘材は抗酸化剤を含有すること
が好ましい。抗酸化剤を含有する鞘材では、例えば１２
５°Ｃを超えるような高温環境においても鞘材重合体の
熱劣化、機械的強度の低下、着色等はみられない。

抗酸化剤としてはヒンダードフェノール系、チオエーテ
ル系及び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
物などを用いることができる。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が好ましい
。

抗酸化剤の含有量は紫外線硬化型樹脂に対して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７い８４□□カ８エ
ムあ９．１ｏ□、 より多いと鞘材の透明性が低下することが多く、また心
材中に移行し、心材を劣化させるおそれがある。

光重合開始剤としては、特に制限はなく、ベンゾイン系
、アゾ系、ジフェニルスルファイト系、有機過酸化物系
、有機色素系、鉄フタロシアニン系等の一般に用いられ
るものでよい。

本発明のプラスチック光ファイバーは、心材を溶融紡糸
により糸状に成形したのち、鞘材組成物をコーチイブダ
イスを用いて心材に均一に塗布し、ファイバー円周上に
均一に紫外線を照射することにより得られる。紡糸ノズ
ルから鞘材組成物を塗布するまでは空気中の粉塵、金属
等の異物が心材ファイバー表面に付着することを防止す
るため、静電除去、クリーン化が施されていることが必
要である。

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。ファイバー人射光は開口
数が０．６の光を用いた。

実施例１ 極限粘度〔η）＝０．４９４のポリカーボネートを押出
温度２７０℃で押出し、２４０℃に設定されたギヤ／ポ
ンプ及び紡糸ノズルを経て外径９８０μｍの心材ファイ
バーを得た。

２．２．２−　）リフルオロエチルアクリレート（３Ｆ
Ａ）８０重量部、エチレングリコールジアクリレート（
ＥＧＤＡ　）　１０重量部、式■の２官能アクリレ−）
　（Ｒ＝−ＣＨ２ＣＨ，−）　１０重量部、光重合開始
剤として１−ヒドロキシシクロヘキシ／ｌｚ　フェニル
ケトン（チバ・ガイギー社製イルガキュア１８４）３重
量部及び抗酸化剤として１゜６−ヘキサンシオールービ
ス（３−（３，５−ジ三級ブチル−４−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート〕（チバ・ガイギー社製イルガノ
ックス２５９　）　０．５重量部を室温で混合して紫外
線硬化性樹脂鞘材組成物を得た。

ポリカーボネート心材ファイバーにコーティング・ダイ
スを用いて前記の紫外線硬化性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
Ｗ／ｃｒｎの照射エネルギーで照射して重合させ、外径
１０００μｍの光ファイバーを得た。この光ファイバー
の光伝送損失は、７７０　ｎｍの波長において８５０ｄ
Ｂ／ｋｍであった。

この光ファイバーを直径２０１ｍの棒にはさみ１００回
の１８０°屈曲試験を行ったが屈曲部での鞘層の剥離は
観察されず、屈曲試験後の光伝送損失も８５４　ｄＢ　
／　ｋｍと変化はなかった。

また１３５℃で２０００時間加熱処理後の光伝送損失は
９４０　ｄＢ　／　ｋｍと良好な耐熱性を示した。これ
らの結果を第１表に示す。

実施例２ン４及び比較例１、 下記組成の鞘材組成物を用い、その他は実施例１と同様
にして光ファイバーを得た。この光ファイバーの光伝送
損失、心組密着性及び１３５℃、２０００時間加熱後の
耐熱性を実施例１と同様にして調べた。その結果を第１
表に示す。

比較例１ ２．２．２−トリフルオロエチルア　　　９０重ｉ部ク
リレート エチレングリコールジアクリレ　　　１０重量部−ト １．６−ヘキサンシオールービス　　　　０．５重量部
実施例２ ２．２．２−トリフルオロエチルア　　　６０重量部ク
リレート １．１，２．２−テトラヒドロへブタデカ　　２０重量
部フルオロデシルアクリレート トリメチロールプロパントリアクリレート　１０重量部
式Ｉの化合物（ＲシＣＨ，ＣＨＯＨ−）　　　　１０重
量部ベンジルメチルケタール（チノくガ　　　５重量部
イギー社製イルガキュア６５１） エニル）プロピオネート〕 実施例６ １．６−ヘキサンシオールービスＩｊ−（３，５−ジ三
級ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートを
除き、その他は実施例２と同じ組成とした。

実施例４ ２．２，３．３−テトラフルオロプロピル　　８０重量
部アクリレート ヘキサンジオールジアクリレート　　　　　５重量部ト
リフルオロエチルアクリレート重合体　１０重量部式１
の化合物（Ｒ＝　−ＣＨ２ＣＨＯＨ−）　　　　５重量
部１−ヒドロキシシクロヘキシル　　　　　　２　Ｎ−
Ｊｉ部フェニルケトン ジラウリルチオジオジグロピオネート０．５重量部（住
友化学社製スミライザーＴＰＬ　）比較例２ 実施例１と同じポリカーボネートを心材として用い、押
出温度２７０℃で溶融し、２５５°Ｃに設定されたギヤ
ポンプを経て２５５℃に設定された心−鞘複合紡糸ノズ
ルに供給した。一方、鞘材としてポリ−４−メチル−ペ
ンテン（三井石油化学社製ＴＰＸ　ＤＸ　８１０　）を
押出温度２７０℃で溶融し、２５５℃に設定されたギヤ
ポンプを経て、２５５℃に設定された心−鞘複合紡糸ノ
ズルに供給した。同時に供給された心材及び鞘材をノズ
ル内で分配し、直径６ｍｍのノズル出口より吐出し、冷
却後、５ｍ／分の速度で巻き取ることにより外径１００
０μｍ、鞘層厚み１０μｍの光ファイバーを得た。この
ファイノく−の光伝送損失、心組密着性及び耐熱性の評
価結果を第１表に示す。屈曲時に鞘層が剥離するだけで
なく、白化し、光伝送損失が大幅に増加した。

実施例り ＰＭＭＡをメチルアミンでイミド化することにより、Ｎ
−メチルメタクリルイミド成分が７０モル％、メタクリ
ル酸メチル成分が３０モル％の透明重合体（ＰＭＩ　）
を得た。得られた重合体を心材とし、押出温度２６０℃
で押出し、２５５℃に設定されたギヤノボンプ、紡糸ノ
ズルを経て外径９８０μｍの心材ファイバーを得た。

実施例１と同様の鞘材組成物をＰＭＩ心材ファイバーに
塗布したのち、紫外線を照射して重合させ、外径１００
０μｍの光ファイバーを得た。

この光ファイバーの光伝送損失、石棺密着性及び１３５
°Ｃ，２０００時間処理後の耐熱性を第２表に示す。な
お光伝送損失は波長６５０　ｎｍで測定した。

比較例３ 実施例ケの心材ファイバーに比較例１の鞘材組成物を塗
布し、同様にして外径１０００μｍの光ファイバーを得
た。この光ファイバーの光伝送損失、石棺密着性及び１
３５℃、２０００時間加熱後の耐熱性を第２表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、心−鞘構造のプラスチック光ファイバーの鞘材が心
   材よりも低屈折率であり、一般式▲数式、化学式、表等
   があります▼ （式中Ｒは水酸基又はエーテル結合を有していてもよい
   Ｃ＿２〜Ｃ＿５−アルキレン基を示す）で表わされる２
   官能アクリレート及び単官能アクリレートを含有する鞘
   材用組成物からの紫外線硬化型重合体により形成されて
   なるプラスチック光ファイバー。 ２、鞘材が抗酸化剤を含有することを特徴とする、第１
   請求項に記載のプラスチック光フアイバー。