JPH02158702A - プラスチック光フアイバ - 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、デイスプレや光エネルギー伝送や光信号伝送
に使用されるプラスチック光ファイバ（以下、ＰＯＦと
いう）に関するものである。

（従来技術） ポリメチルメタクリレート系樹脂を溶液重合により得る
場合、その溶剤としては、ベンゼン、トルエン、エチル
ベンゼンなどの芳香族系溶剤やアセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、メ
タノール、エタノール、プロパツールのようなアルコー
ル類、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素類などが知られて
いるが、その溶剤の選定については、特別重大な関心は
払われていなかった。しかし、ＰＯＦの芯材として使用
されるポリメチルメタクリレート系樹脂については、こ
の溶剤の選択が重要であることが判明した。

以下、これについて詳細に述べる。

溶液重合における溶剤の役割は、一般によく知られてい
るように暴走反応を抑えるものでるが、他に、ポリメチ
ルメタクリレート系樹脂がＰＯＦの芯材として使用され
る場合は、溶剤で開始剤や連鎖移動剤を希釈し、微小な
穴を有する濾過膜でこれらを濾過精製できるようにする
ことである。溶剤で希釈し増量できるので、単量体に対
して極微量しか使用しないこれらの薬品を、定量的に重
合器に供給する事ができる。限外濾過膜のように小さな
孔径の膜ではメタクリル酸メチルなどの重合性単量体と
重合開始剤や連鎖移動剤とともに濾過すれば短時間の、
うちに重合によるめずまりが生じるので、溶剤が使われ
るのである。

ところが、ＰＯＦの芯に用いるポリメチルメタクリレー
ト系樹脂の製造に用いる溶剤については、単に上記の二
点を満足しただけでは、問題が残る事が判明した。

すなわち、溶剤の種類によってはポリメチルメタクリレ
ート系樹脂の品質に大きく影響を与えていることである
。溶剤分子の一部は、重合反応中に成長ポリマーラジカ
ルの連鎖移動を受けてポリメチルメタクリレート系ポリ
マー鎖中にとりこまれる事と、ポリメチルメタクリレー
ト系樹脂の中に、溶剤が完全に脱揮されないで一部残留
することなどによる。

このため従来用いられていた芳香族系の溶剤や、ケトン
系の溶剤を用いた溶液重合により得られたポリメチルメ
タクリレート系樹−脂を芯とするＰＯＦでは、紫外線に
対して黄変しやすいことが判明した。これは、−ｉの樹
脂成形材料としての用途ではほとんど問題にならない程
度の変色であるが、ＰＯＦのように数ｍから数十ｍにわ
たり光を透過させて使用する用途では問題となって来る
。もつとも、この問題も信号伝送などで一般に使用され
るように、ＰＯＦの裸線のまわりを遮光性のジャケット
で被覆したコードとして使用し、ＰＯＦの端面からのみ
光を入射させて使用する場合はなんら問題は生じないが
、裸のｐｏｐの全側面が屋外の太陽光線や雨に暴露され
るような条件で使用するような場合に問題になるのであ
る。

一部アルコール類や脂肪族炭化水素類では、重合体に対
する溶解性が悪く、溶液重合の途中で相分離がおこった
りして安定な反応が行い難く、長期の安定運転が要求さ
れるＰＯＦの製造の溶剤としては不適当である。

（発明が解決しようとする諜Ｂ） 本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明は、メタクリル酸メチルの単独重合体、あるいは
メタクリル酸メチルと他の共重合可能な単量体との共重
合体からなる重量平均分子量が８万〜２０万の重合体を
芯とし、該芯よりも屈折率の低い重合体を鞘とするプラ
スチック光ファイバであって、芯の中に酢酸ブチルが存
在し、その濃度が１１０００ｐｐ以下であることを特徴
とするプラスチック光ファイバである。

本発明のＰＯＦは、従来のＰＯＦに比べ、耐候性に優れ
、容易に製造しうるという優れた効果を有するものであ
る。

本発明の製造時に用いられる酢酸ブチルは、連鎖移動剤
や重合開始剤の溶解性、およびそれらとの非反応性３、
懸種の濾過膜に対する非腐食性の点からも問題はなく、
何にも増して、工業用グレードで充分に高品質の純度を
有するものが入手出来、蒸留を行う程度で高品質のＰＯ
Ｆが得られる。酢酸ブチルの好ましい特徴をさらに述べ
ると、ポリメチルメタクリレートに対する溶解性は芳香
族溶剤はどではないが、アルコールや、炭化水素等に（
らべて格段に溶解性が強く、充分に安定した重合反応を
行う事ができることである。本発明のＰＯＦはその酢酸
ブチルの芯ポリマーへの残留濃度は、１１０００ｐｐ以
下であれば、耐候性への影響はほとんどない。酢酸ブチ
ルの残留濃度は更に低濃度であればその方が、耐熱性や
機械的強度の点で好ましいが、この残留量を０にするま
で脱揮する必要はなく　ＰＯＦの品質と脱揮にかけるコ
ストからより好ましい酢酸ブチルの残留濃度範囲として
は１１００ｐｐ〜６００ｐｐｍである。

本発明のポリメチルメタクリレート系樹脂は溶液重合に
よって製造される。重合反応開始前の単量体に対する酢
酸ブチルの量は１〜３０重量％程度使用するが、多量に
用いるのは経済的で無いので、１０重量％以下がより適
当である。

本発明の溶液重合は連続完全混合槽−段反応及び、連続
完全混合槽とプラグフロー反応器からなる反応および連
続完全混合槽多段反応、および、プラグフロー反応器の
みの連続重合反応などで行うことができる。重合に用い
られる連鎖移動剤はメルカプタン類が使用できるが特に
芳香環を有しない構造のものが好ましく、例えばｎ−ブ
チルメルカプタン、ｔｅｒｔブチルメルカプタン、ｎ−
プロピルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ド
デシルメルカプタン等の１価のメルカプタンの他に、グ
リコールジメチルカプトアセテートのような多価メルカ
プタン等が好ましい。一方重合開始剤としてはアゾ化合
物類又は過酸化物類が使用出来るが、より好ましい物は
芳香環を有しない構造のもので、アゾビスｔｅｒｔブタ
ン、アゾビスｔｅｒｔオクタンなどのアゾアルカンの他
に、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビス
イソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物、ジｔｅｒ
　ｔブチルパーオキサイド、１．１−ビス（ｔｅｒ　ｔ
ブチルパーオキシ）３，３．５１−リメチルシクロヘキ
サン、ラウリルパーオキサイドなどの過酸化物が好まし
いがＰＯＦの伝送損失を低く保つ為に特に好ましいもの
はアゾアルカン類を開始剤とする場合である。

本発明の芯ポリマーとしては、メタクリル酸メチルの単
独重合体の他に、メタクリル酸メチルと他の共重合可能
な単量体として、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル
などのアクリル酸エステル、メタリル酸エチルなどのメ
タクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸などが
挙げられるがこれに限定されない。これらの単独重合体
又は共重合体は重量平均分子量８万〜２０万のものが紡
糸可能である。メタクリル酸メチル系の重合体の分子量
は分子量既知の標準単分散ポリスチレンを用いてＧＰＣ
にて測定できる。これらの分子量は連鎖移動剤の量を適
宜調節することにより可能である。

本発明の芯ポリマーの重合条件は重合率や温度を特に規
定するものではない。

酢酸ブチルの精製方法は極めて簡略化したものでもよい
のも、本方法の特徴である。これは酢酸濃度が５０ｐｐ
ｍ以下の工業用のものとして、日本の市場で容易に入手
できるものをそのまま使用することができるし、好まし
くは、使用前に精留すれば充分である。ＰＯＦの製造方
法は、連続重合によって重合した反応物を脱揮押出機や
、スリットから減圧容器に落下させ脱揮するフラッシュ
タンクなどで未反応のモノマーや溶剤の酢酸ブチルを除
去し、酢酸ブチルの濃度が１１０００ｐｐ以下になるよ
うに除去する。

このように脱揮の終わった芯ポリマーは引き続き複合紡
糸ダイに供給され、同時に供給される鞘ポリマーと共に
複合紡糸され、１．３〜３倍程度に延伸して光ファイバ
を得る。

鞘ポリマーとしては芯のポリマーの屈折率より低い屈折
率を有する樹脂が用いられ、そのような鞘ポリマーとし
ては公知のものが使用できる。例えばフルオロアルキル
メタクリレート系モノマー；フルオロアルキルアクリレ
ート系モノマー：α置換フルオロアルキルアクリレート
モノマーなどを共重合成分として含む共重合体あるいは
ビニリデンフロライド系の共重合体として、テトラフロ
ロエチレン、ヘキサフロロプロペン、トリフロロエチレ
ン、ヘキサフロロアセトン、フッ化ビニールエーテルな
どとの共重合体などがある。

本発明によって製造されたＰＯＦは伝送損失は、６５０
ｎｍで乾燥条件下で１３０ｄＢ／ｌａｎ以下、５７０ｎ
ｍでも８０ｄＢ／ｋｍ以下の高い伝送性能を有すること
ができるし、フルオロアルキルメタクリレート系の鞘に
たいして芯と鞘の密着力も強いと言うのも大きな特徴で
ある。さらに、耐候性においても優れた性能を保持する
のが特徴である。

（実施例） 実施例１ メタクリル酸メチルを空気を吹き込みながら蒸留し、得
られた留出液に窒素ガスを接触させ、溶存酸素を除去し
たのち、重合器に１０ｋｇ／ｈｒで供給した。精留した
酢酸ブチルにｎ−ブチルメルカプタンを１７０００ｐｐ
ｍに溶解し、アゾビスＬｅｒ　ｔオクタンは６００ｐｐ
ｍになるように酢酸ブチルに溶解した。

これらの溶液をそれぞれ８７５ｇ／ｈｒずつポリアクリ
ロニトリル製の限外濾過膜で濾過して重合器に供給した
。重合は１３５°Ｃで行いポリマー分が４０％の反応液
を脱揮押出機におくり、脱揮処理を行ったのち、引き続
き複合紡糸器へ送太し、鞘材として、メチルメタクリレ
ート単位１０ｗＬ％からなる共重合体で屈折率１，４１
の鞘を被覆した。

得られたＰＯＦは芯径０．９８ｎ＋ｍ鞘径１．００ｍｍ
であり、その伝送損失は４００ｎｍにて１９０ｄＢ／ｋ
ｍ　５７０ｎｍにて７２０ｄＢ／ｆａｎ　６５０ｎｍに
て１２０ｄＢ／ｋｍであった。

なお、このＰＯＦの芯の中の残留酢酸ブチルの濃度はＰ
ＯＦの芯材１ｇを酢酸２０ｍ１ｌに溶解し、アセトンを
内部標準としガスクロマトグラフィ島津ＧＣ７Ａカラム
ＰＥＧ−４０００３，５ｍで測定した。残留酢酸ブチル
の濃度は２５０ｐｐｍであった。またこの芯ポリマーを
ＧＰＣで重量平均分子量を測定したところ１０万であっ
た。

このＰ叶裸線について耐候性テストを行った。

耐候性の測定はサンシャインウエザオメータ（スガ試験
機株式会社製）で槽内温度４３°Ｃ−時間に１２分の水
散布条件下に１０００時間の暴露試験をおこなった。Ｐ
ＯＦの固定はＰＯＦの裸線を５ｍとり、それを直径２０
ＣＩ１１の束にしその鞘の側面の全面から光を受けるよ
うにセットした。

テストの結果はＰＯＦの光透過量がテストの前後でどれ
位保持されているかを光透過保持率によって示す。

光透過保持率＝（暴露試験後の光透過量）／（暴露前の
光透過量）Ｘ１００ 表１にその結果を示す。

実施例２ 実施例１と同様にして得たＰ叶で芯ポリマーの酢酸ブチ
ルの残量が６００ｐｐｍのものと１１０００ｐｐのもの
について耐候性評価を行った。表１に結果を示す。

比較例１ 実施例１と同様にして得たＰＯＦで芯ポリマーの酢酸ブ
チルの濃度が２０００ｐｐｍのものについて耐候性評価
をおこなった結果を表１に示す。

比較例２ 溶剤をトルエンにして、実施例１と同様にして製造した
光ファイバの耐候性の比較をした。結、果を表１に示す
、なおこのときのトルエンの残留量は５００ｐｐｍであ
った。

のＰＯＦが得られるとともに、そのＰＯＦの耐候性は従
来の溶剤を用いたものに比べ耐候性に優れたものを提供
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）メタクリル酸メチルの単独重合体、あるいはメタ
   クリル酸メチルと他の共重合可能な単量体との共重合体
   からなる重量平均分子量が８万〜２０万の重合体を芯と
   し、該芯よりも屈折率の低い重合体を鞘とするプラスチ
   ック光ファイバであつて、芯の中に酢酸ブチルが存在し
   その濃度が１０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする
   とするプラスチック光ファイバ