JPH02160205A - 光ファイバの製造方法 - Google Patents

光ファイバの製造方法

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JPH02160205A
JPH02160205A JP63313954A JP31395488A JPH02160205A JP H02160205 A JPH02160205 A JP H02160205A JP 63313954 A JP63313954 A JP 63313954A JP 31395488 A JP31395488 A JP 31395488A JP H02160205 A JPH02160205 A JP H02160205A
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JP
Japan
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core material
crosslinking
optical fiber
photoinitiator
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP63313954A
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English (en)
Inventor
Seiji Nakagome
誠治 中込
Yasuyori Sasaki
康順 佐々木
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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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、光ファイバの製造方法に関する。更に詳しく
は、耐熱性にすぐれた光ファイバの製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来から、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンな
どをコア材とするプラスチック系光ファイバが知られて
いるが、これらは熱可塑性であるため成形が容易な反面
耐熱性に劣り、ポリメチルメタクリレート系で約80℃
程度迄、またポリスチレン系で約100℃程度迄しか使
用できず、このため自動車のエンジン回りなど使用条件
の厳しい環境下では使用できない。
そこで、プラスチック系光ファイバの耐熱性を改善させ
る目的で、ジシクロペンタジェニル(メタ)アクリレー
ト、アルキル(メタ)アクリレートおよび多官能性単量
体の共重合体からコア材を形成させた光ファイバが、特
開昭62−269,904号公報に記載されている。
Cかしながら、多官能性単量体含有共重合体の分子間架
橋構造形成による耐熱性の向上は、共重合体の溶融押出
法が採用できないため成形をきわめて困難なものとし、
上記提案では共重合体形成時に加熱による重合および架
橋を行っており、成形上での制約も多いという欠点がみ
られる。また、この際の加熱時間も長く、100℃およ
び130℃で各20時間、合計40時間という長時間の
加熱を必要としている。これは、架橋促進剤などを使用
すると透明性が低下するので、それを使用できないため
である。
これに対し、光照射架橋法では極く短時間で架橋が行わ
れ、この方法を光ファイバに応用したものとしては、コ
ア材形成に用いたもの(特開昭62−269.905号
公報)、クラッド材形成に用いたもの(同62〜199
,643号公報)、光学接着剤などに用いたもの(同6
2−220,516号公報)などがみられるが、これら
はいずれも未だ光ファイバとして耐熱性の点で十分満足
できる水準にはない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、耐熱性にすぐれた光ファイバを光架橋
法によって製造する方法を提供することにあり、かかる
目的は、コア材材料およびクラッド材材料に共に光架橋
性透明高分子物質を用い、そこに添加される光開始剤と
して特定波長でのモル吸光係数の異なるものを選択する
ことによりあるいは同一の光開始剤をそれぞれ濃度を変
えて添加することにより達成されることが見出された。
〔課題を解決するための手段〕
従って1本発明は光ファイバの製造方法に係り、光ファ
イバの製造は、(1)紫外線乃至近紫外線光源の主発光
波長を吸収する光開始剤を添加した光架橋性透明高分子
物質コア材材料および上記光開始剤よりその波長に対し
てモル吸光係数の小さい光開始剤を添加した光架橋性透
明高分子物質クラッド材材料を共押出しし、あるいは(
2)紫外線乃至近紫外線光源の主発光波長を吸収する光
開始剤を0.01〜5重量%添加した光架橋性透明高分
子物質コア材材料および上記添加濃度の10〜90′i
量の同一光開始剤を添加した光架橋性透明高分子物質ク
ラッド材材料を共押出しし、いずれも共押出物に光照射
して光架橋させることにより行われる。
コア材材料の主成分を形成する光架橋性高分子物質とし
ては、アクリル酸低級アルキルエステルまたはメタクリ
ル酸低級アルキルエステルに、共重合体中約1〜70モ
ル%、好ましくは約4〜30モル%を占める割合の一般
式 %式%[] R:水素原子またはメチル基 R゛ニジシクロペンテニル基たは グリシジル基 n:Oまたはl で表わされる(メタ)アクリル酸エステルを共重合させ
た共重合体であって、屈折率no=1.47以上のもの
、好ましくはno = 1.475〜1,492を有す
るものが用いられる。
かかる(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば次
のようなものが用いられる。
(ocp) ニジシクロペンタジェニル基、ただしその
結合位置は特定されない (GLY) ニゲリシジル基 CH□= CllCOO(DCP) CD、=CHC00CH2C1l、0(DCP)CH,
=C(CH,)C00CI(、C)120(DCP)C
H2=CHCOO(GL’/) CI+2= C(CI(、)COO(GLY)また、ク
ラッド材材料の主成分を形成する光架橋性高分子物質と
しては、上記共重合体の(メタ)アクリル酸低級アルキ
ルエステルの代りに、下記一般式[111で表わされる
アクリル酸エステルを前記一般式[1Fで表わされる(
メタ)アクリル酸エステルと共重合させた共重合体であ
って、屈折率がコア材材料より低いもの、一般には屈折
率no=1.34〜1.41のものが用いられる。
CIl□= CHCOO(C1l、 )m (CF、 
)aX       [II ]X:フッ素原子または
水素原子 l11=1または2 悲:1〜8の整数 かかるアクリル酸エステルとしては1例えば次のような
ものが、共重合体中約30〜94モル%、好ましくは約
80〜94モル%の割合で用いられる。
C1l□=cocoo (cHz ) z C,F1?
CIl□= CHCOO(CH,)、 C,F、。
CH2= C)lcOOcHa (CF2 )4 HC
H,=CHC00CII□CF3 以上の各共重合体を製造するための共重合反応には、ラ
ジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの重合方
法が用いられ、工業的には熱または光を重合開始エネル
ギーとするラジカル重合が好んで用いられる。また、こ
れらの重合方法には。
溶液重合、乳化重合、塊状重合などがあるが、重合熱の
除去、透明性の維持などの理由から溶液重合が適してい
る。
溶液重合法の場合には、溶媒として、アセトン。
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エ
チル、酢酸ブチル、塩化メチレン、トルエンなどを、ま
た触媒としてアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベン
ゾイルなどをそれぞれ用い、好ましくは2−メルカプト
エタノールによって代表されるω−メルカプトアルカノ
ール、アルキルメルカプタン、アリルメルカプタン、メ
ルカプトカルボン酸、アルキレンジチオール、ジチオグ
リセリン、トリチオグリセリンなどのメルカプト化合物
連鎖移動剤(単量体混合物に対して約0.1〜3モル%
、好ましくは約0.15〜1モルX用いられる)の存在
下に、単量体混合物を溶媒中に滴下する方法で重合反応
が一般に行われる。
これらのコア材材料およびクラッド材材料には、それぞ
れ光開始剤が約0.01〜5重量メ、好ましくは約0.
1〜2重量%添加されるが、前記(1)の方法の場合に
は、クラッド材材料の方にはコア材材料に添加されるも
のよりも紫外線乃至近紫外線光源の主発光波長、例えば
240〜250nm、300nm付近または365nm
に対してモル吸光係数の小さいものが添加され、これに
よりコア材材料およびクラッド材材料の相対的な架橋速
度を調節することができる。
即ち、照射光は、被照射物質の外側から内部に行くに従
って減衰する。かりに、コア材部分とクラッド材部分の
光開始剤の紫外線乃至近紫外線光源の主発光同一波長に
対するモル吸光係数が同じ場合、光強度の強いクラッド
材部分では先に架橋が進み、コア材部分速架橋を完結さ
せると、クラッド材部分は吸収光量が多すぎて、劣化を
生ずるようになる。
そこで、紫外線乃至近紫外線光源の主発光同一波長に対
してモル吸光係数のそれぞれ異なる光開始剤を用いると
1モル吸光係数の小さい光開始剤が添加された部分では
、光をあまり吸収しないので架橋反応が遅く、一方モル
吸光係数の大きい光開始剤が添加された部分では、光の
吸収効率が高いので、架橋反応が速くなる。このように
、紫外線乃至近紫外線光源の主発光同一波長に対してモ
ル吸光係数のそれぞれ異なる光開始剤を用いることで、
コア材部分、クラッド材部分の架橋速度の差を少なくシ
、それによってコア材部分、クラッド材部分およびこれ
ら両者間の架橋状態を改善させることができる。
光開始剤としては、用いられるコア材材料またはクラッ
ド材材料との相溶性が良く1着色の少ないものが用いら
れ、相対的に特定波長でのモル吸光係数εの異なるもの
が組合されて用いられるが、一般にはコア材側には紫外
線乃至近紫外線光源の主発光波長に対してE=50〜1
000のものが、またクラッド材側にはコア材側より1
0〜90%低いEのものが用いられる。
かかる光開始剤としては1例えばベンゾフェノン、アセ
トフェノン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、
ベンジル、ベンジルメチルケタール、アゾビスイソブチ
ロニトリル、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニ
ルプロパン−1−オン、1−(4’−イソプロピルフェ
ニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オ
ン、ρ−メトキシベンゼンジアゾニウムへキサフルオロ
ホスフェートなどが用いられる。
また、前記(2)の方法の場合には、コア材材料の方に
は0.01〜5重量での光開始剤が添加され、−方クラ
ッド材材料にはコア材材料に添加された濃度の10〜9
0%量に相当する濃度で同一の光開始剤が添加される。
このときの光開始剤としては1モル吸光係数とは無関係
に、上記光開始剤の任意のものを用いることができる。
光開始剤をそれぞれ添加したコア材材料およびクラッド
材材料は共押出しされ、共押出物は紫外線、電子線など
の光を照射することにより架橋される。
〔発明の効果〕
本発明方法によれば、紫外線乃至近紫外線光源の主発光
同一波長に対してモル吸光係数の異なる光開始剤あるい
は添加濃度の異なる同一光開始剤をそれぞれ添加したコ
ア材材料およびクラッド材材料を共押出しし、光照射す
るだけで、光ファイバを短時間でかつ容易に製造するこ
とができる。
しかも、コア材部分およびクラッド材部分の架橋速度の
差を小さくすることにより、これらの部分での架橋およ
びその界面での共架橋が短時間の内に完全に行われ、光
伝送損失値からみても約120℃以上という十分なる耐
熱性が確保され、またコア材−クラッド材間界面接着性
にもすぐれた光ファイバが得られる。
〔実施例〕
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例1 (コア材材料) 溶液重合法で得られたメチルメタクリレート−ジシクロ
ペンテニルアクリレート(モル比94:6)共重合体に
0.3重量%の3,3″−ジメチル−4−メトキシベン
ゾフェノン光開始剤(300nmにおけるξ=92.8
)を添加したもの (クラッド材材料) 溶液重合法で得られたIH,IH,5H−オクタフルオ
ロペンチルアクリレート−ジシクロペンテニルアクリレ
ート(モル比88:12)共重合体に0.3重量%の2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1
−オン光開始剤(300nmにおけるt =49.3)
を添加したもの 上記コア材材料およびクラッド材材料を2重ノズルから
共押出しし、押出直後高圧水銀ランプ(出力3にす)を
使用し、窒素ガス雰囲気中で15cmの距離から照射時
間が15秒間になるように共押出物件周部から紫外線を
照射して光架橋させ、コア材径0.46mm、外径0 
、50mmの光ファイバを製造した。
実施例2 実施例1のコア材材料成分の共重合体として。
溶液重合法で得られたエチルアクリレート−ジシクロペ
ンテニルアクリレート(モル比94 : 6)共重合体
が用いられた。
実施例3 実施例1において、コア材材料としてメチルメタクリレ
ート−ジシクロペンテニルアクリレート共重合体に、ク
ラッド材材料にも添加された2−ヒドロキシ−2−メチ
ル−1−フェニルプロパン−1−オンが0.5重量%添
加されたものが用いられた。
実施例4 実施例3のコア材材料成分の共重合体として、溶液重合
法で得られたエチルアクリレート−ジシクロペンテニル
アクリレート(モル比94:6)共重合体が用いられた
比較例1 実施例1のコア材材料成分の共重合体として、溶液重合
法で得られたエチルアクリレート−2−ヒドロキシエチ
ルアクリレート共重合体が用いられ、また光開始剤の代
りにヘキサメチレンジイソシアネート熱架橋剤が2重量
%添加され、紫外線照射後80℃で6時間加熱硬化させ
た。
比較例2 実施例1のコア材材料成分の光開始剤として、クラッド
材材料成分としても用いられた2−ヒドロキシ−2−メ
チル−1−フェニルプロパン−1−オンが0.3重量算
用いられた。
比較例3 比較例2において、紫外線照射時間を15秒間から12
0秒間に延長した。
以上の各実施例および比較例で得られた光ファイバの1
.0mについて、光パワーメータ(アンリツ製ML91
0A)を用い、伝送損失を測定した。測定は、常温下ま
たは80℃、100℃、120℃にそれぞれ70時間加
熱処理したものについて行おれた。得られた結果は1次
の表に示される。なお、比較例2の光ファイバは、コア
材が完全に架橋されていないため、加熱条件下では形状
が保持されなかった。
−側御 −常I− 実施例L   O,85 実施例2  1.32 実施例3  0.83 実施例4  1.26 比較例1  0.82 比較例2  0.85 比較例3  1,40  1,46  1.48  1
.56光伝送損失は、コア材およびクラッド材の透明性
の低下、界面剥離を含む構造不整、径変動などに影響す
る。比較例1の光ファイバでは、コア材−クラッド材界
面の共架橋が完全ではないため、熱処理時のコア材寸法
変動が大きく、界面不整を起したため、伝送損失値が大
きくなっているものと考えられる。また、比較例3では
、コア材の架橋は十分行われたものの、クラッド材に必
要量以上のエネルギー線が照射され、分解あるいは着色
が起ったため、伝送損失値の増大が生じているものと考
えられる。
120℃ 0.86 1.36 0.84 1.33 1.28 100℃ 0.86 1.34 0.84 1.32 1.21 80℃ 0.85 1.34 0.83 1.27 0.96 更に、これらの光ファイバについて、90m繰返し曲げ
試験を3000回行なうと、比較例1の光ファイバでは
コア材−クラッド材界面に剥離が認められたが、他の光
ファイバでは剥離などが認められなかった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、紫外線乃至近紫外線光源の主発光波長を吸収する光
    開始剤を添加した光架橋性透明高分子物質コア材材料お
    よび上記光開始剤よりその波長に対してモル吸光係数の
    小さい光開始剤を添加した光架橋性透明高分子物質クラ
    ッド材材料を共押出しし、共押出物に光照射して光架橋
    させることを特徴とする光ファイバの製造方法。 2、紫外線乃至近紫外線光源の主発光波長を吸収する光
    開始剤を0.01〜5重量%添加した光架橋性透明高分
    子物質コア材材料および上記添加濃度の10〜90%量
    の同一光開始剤を添加した光架橋性透明高分子物質クラ
    ッド材材料を共押出しし、共押出物に光照射して光架橋
    させることを特徴とする光ファイバの製造方法。
JP63313954A 1988-12-14 1988-12-14 光ファイバの製造方法 Pending JPH02160205A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2851053A1 (fr) * 2003-02-07 2004-08-13 Nexans Ruban a fibres optiques et procede de fabrication d'un ruban a fibres optiques
JP2015203710A (ja) * 2014-04-10 2015-11-16 株式会社ダイセル 高分子光ファイバー

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2851053A1 (fr) * 2003-02-07 2004-08-13 Nexans Ruban a fibres optiques et procede de fabrication d'un ruban a fibres optiques
WO2004072707A1 (fr) * 2003-02-07 2004-08-26 Nexans Ruban a fibres optiques et procede de fabrication d’un ruban a fibres optiques
JP2015203710A (ja) * 2014-04-10 2015-11-16 株式会社ダイセル 高分子光ファイバー

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