JPH02195302A

JPH02195302A - 光学繊維

Info

Publication number: JPH02195302A
Application number: JP1015821A
Authority: JP
Inventors: Motonobu Kubo; 久保　元伸; Hiroshi Inukai; 宏犬飼; Takahiro Kitahara; 隆宏北原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1989-01-24
Filing date: 1989-01-24
Publication date: 1990-08-01
Also published as: US5093889A; EP0380003A1

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、特定の含フツ素共重合体を鞘材とする光学繊
維に関する。

ポリメチルメタクリレ−１−（ＰＭＭＡ）　、ポリカー
ボネートなどを芯材とするプラスチック光学繊維の鞘材
としては、従来フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン共重合体（特公昭５３−２１６６０号公報）、フル
オロアルキルメタクリレ−！・共重合体（特公昭４３−
８９７８号公報）などが使用されている。

このうち、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
共重合体は、芯材としてのＰＭＭＡとの接着性が良好で
、可撓性に優れているが、使用可能温度が７０℃までと
低く、また結晶性なので伝送損失が２００ｄＢ／ｋｍ程
度とやや大きいという欠点を有する。

一方、フルオロアルキルメタクリレート共重合体は、透
明性が高いので、伝送損失が１４０ｄＢ／ｋｍ程度と小
さく、使用可能温度も８５°Ｃと高いものの、芯材とし
てのＰＭＭＡとの接着性が悪いので、光学！ａ維の可撓
性を低下させるという欠点を有する。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて研究を重ね
た結果、特定の単量体成分により構成される含フツ素三
元系共重合体が光学繊維の鞘材として優れた効果を発揮
し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、下記の光学繊維を提供するもので
ある： ■鞘材と芯材とからなる光学繊維において、フッ化ビニ
リデン−トリフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピ
レンまたはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共
重合体を鞘材とする光学繊維。

■共重合体が、フッ化ビニリデン５０〜９０モル％、ト
リフルオロエチレン４５〜８モル％およびヘキサフルオ
ロプロピレンまたはパーフルオロ（アルキルビニルエー
テル）２〜１５モル％からなる上記項■に記載の光学繊
維。

本発明で使用する三元共重合体中の各単量体の割合は、
フッ化ビニリデン５０〜９０モル％、トリフルオロエチ
レン４５〜８モル％およびヘキサフルオロプロピレンま
たはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）２〜１５
モル％とすることが好ましい。このうち、トリフルオロ
エチレンは、主に共重合体の屈折率を低下させる作用を
示し、ヘキサフルオロプロピレンまたはパーフルオロ（
アルキルビニルエーテル）は、主に共重合体の結晶性を
低下する働きをする。トリフルオロエチレンの割合が多
すぎる場合には、光学繊維を紡糸する際に着色し易く、
少なすぎる場合には、共重合体の結晶性が高（なって、
光学繊維としての透光性を損なう。ヘキサフルオロプロ
ピレンまたはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル）
の割合が多すぎる場合には、共重合体がゴム状になって
、耐熱性が低下し、少なすぎる場合には、光学繊維とし
ての透光性が劣化する。

本発明の三元系共重合体の単量体成分として使用するパ
ーフルオロ（アルキルビニルエーテル）としては、下記
の如きものが例示される：ＣＦ　　＝ＣＦＯＣＦ　　Ｓ
ＣＦ　　−ＣＦＯＣ３Ｆ７．ＣＦ　　−ＣＦＯＣ４Ｆ９
、ＣＦ　　−ＣＦＯＣ８Ｆ１７、これらの内では、製造の容易さという観点からは、ＣＦ
　　＝ＣＦＯＣ３Ｆ７　［パーフルオロ（ブ０ピルビニ
ルエーテル）］が、より好ましい。

本発明において鞘材として使用する含フツ素共重合体は
、懸濁重合法、溶液重合法、乳化重合法、塊状重合法な
どの通常のラジカル重合法により製造できる。いずれの
重合方法においても、反応時の温度は通常Ｏ〜１５０℃
程度（好ましくは５〜９５℃程度）であり、圧力は５０
ｋｇ／ｍｒｙｆ’以下程度である。使用する溶媒は、例
えば、懸濁重合法においては、水；１，１．２−トリク
ロロ−１゜２．２−）リフルオロエタン、１，２−ジク
ロロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタンなどのフ
ッ素系；酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチルなどの酢酸エステ
ル系；ケトン系などが例示される。懸濁重合法、溶液重
合法、塊状重合法などにおける重合開始剤としては、ジ
イソプロピルパーオキシジカーボネート、イソブチリル
パーオキシド、ウンデカフルオロヘプチリルバーオキシ
ド、ヘプタフルオロブチリルパーオキシドなどの有機過
酸化物が例示される。乳化重合法における重合開始剤と
しては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどの酸
化剤、亜硫酸ナトリウムなどの還元剤、硫酸鉄（ｎ）な
どの遷移金属の塩類などからなるレドックス開始剤が例
示される。上記の重合法のうちでは、共重合体中への乳
化剤などの不純物の混入による光学繊維としての性能低
下を避けるために、懸濁重合法がより好ましい。

プラスチック光学繊維は、通常芯材と鞘材との共押出し
による複合紡糸によって製造される。このため、鞘材と
して本発明で使用する共重合体は、ＭＩ　　（メルトイ
ンデックス：ｇ／１０分）が２〜１００程麿であること
が好ましく、１０〜５０程度であることがより好ましい
。ＭＥが高すぎる場合には、共重合体の機械的強度が低
くなり、光学繊維の可撓性が低下するのに対し、低すぎ
る場合には、押し出しが困難となる。また、光学繊維に
おいては、鞘材としての共重合体の屈折率は、通常芯材
のそれよりも２％低いことが必要である。

従って、芯材として一般に使用されているＰＭＭＡ（屈
折率−１，４９）との組合わせを想定すれば、本発明で
使用する共重合体の屈折率は、１．３５〜１．４２程度
とすることが好ましく、１．３７〜１．４１程度とする
ことがより好ましい。

なお、本発明で使用する共重合体は、ブスチック光学繊
維の鞘材としてだけではなく、石英ガラス、多成分ガラ
スなどの芯材に溶液状態でコーティングし、ガラス系光
学繊維の鞘材として使用することも出来る。この様な場
合の溶剤としては、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ｎ−ブチルケ
トン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルホル
ムアミド、ジメチルアセトアミドなどが使用される。

発明の効果本発明で鞘材として使用する三元共重合体は、耐熱性に
優れているとともに、芯材との接着性も良好であり、且
つ伝送損失も小さい。

従って、プラスチック光学繊維の鞘材としてだけでなく
、ガラス系光学繊維の鞘材としても有用である。

実施例以下に参考例、実施例および比較例を示し、本発明の特
徴とするところをさらに一層明らかにする。

参考例１攪拌機を備えた内容積４０Ｑの耐圧オートクレーブに水
８Ｑを仕込み、オートクレーブ内を３回にわたり脱気お
よび窒素置換した。次いで、トリクロロトリフルオロエ
タン（以下Ｒ−１１３という）９Ｑを仕込み、さらにヘ
キサフルオロプロピレン（以下６Ｆという）１１８４ｇ
、トリフルオロエチレン（以下３ＦＨという）５３５ｇ
およびフッ化ビニリデン（以下２Ｆという”）１７５２
ｇを順次仕込み、１７℃に保持した後、さらに移動剤と
して酢酸エチル５０ｍ１および開始剤としてウンデカフ
ルオロヘプチリルバーオキシド（以下ＤＨＰという）２
５ｇを仕込んで、重合を開始した。

重合の進行に伴うオートクレーブ内の圧力低下を補うた
めに、２Ｆ／３ＦＨ／６Ｆ＝７０／２５１５（モル比）
の混合モノマーを追加しつつ、反応を１５時間継続した
。

反応終了後、未反応モノマーとＲ−１１３とを除去し、
生成物を取り出し、これを水洗し、１００℃で乾燥する
ことにより、所定の共重合体４．２ｋｇを得た。

生成共重合体の構造を主に核磁気共鳴スペクトルにより
解析するとともに、下記の方法により物性を調べた。結
果を第１表に示す。

（ア）分解温度（Ｔ、　Ｌ示差熱天秤（島津製作所製、ＤＴＧ−３０型）を使用し
て、１０℃／分の昇温速度で重量減少の始まる温度を測
定した。

（イ）屈折率（ｎ　ｏとアツベ式屈折計（アタゴ光学機器製作所製）を使用して
、２５℃で測定した。

（つ）メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）メルトインデク
サ−（宝工業株式会社製）を使用して、温度２３０℃、
荷重２．１ｋｇの条件下に押し出し、１０分間に押出さ
れて来た共重合体のｇ数をＭｌとした。

（１）融点示差走査熱量計（パーキンエルマー社製、ＤＳＣｎ型）
を使用して、２０℃／分の昇温速度で測定した。

第１表ＴＤＴＤＩ融点９ＦＮＭＲ（モル％）３４８℃ １、　３９１１５ｇ／１０分１１０℃ ２Ｆ／３ＦＨ／６Ｆ −７１／２４１５参考例２攪拌機を備えた内容積４０Ｑの耐圧オートクレーブに水
８Ｑを仕込み、オートクレーブ内を３回にわたり脱気お
よび窒素置換した。次いで、Ｒ−１１３９９を仕込み、
さらにパーフルオロプロピルビニルエーテル（以下Ｃ３
ＶＥという）４３０ｇ、３ＦＨ３５０ｇおよび２Ｆ２１７７ｇを順次仕込み、１７℃に保持した後、さらに
移動剤として酢酸エチル１００ｍ１および開始剤として
ＤＨＰ　　２５ｇを仕込んで、重合を開始した。重合の
進行に伴うオートクレーブ内の圧力低下ヲ補つタメニ、
２Ｆ／３ＦＨ／Ｃ３ＶＥ＝８２．５／１３／４．５　（
モル比）の混合モノマーを追加しつつ、反応を２０時間
継続した。

反応終了後、未反応モノマーとＲ−１１３とを除去し、
生成物を取り出し、これを水洗し、１００℃で乾燥する
ことにより、所定の共重合体４．１ｋｇを得た。

実施例１と同様にして調べた生成共重合体の構造および
物性を第２表に示す。

第表ＴＤ　　　　　　　　３４６℃ ｎ　ｏ　　　　　　　　　１　、３９２ＭＩ　　　　　
　　　１６ｇ／１０分融点　　　　　　　　１１２℃ １９ＦＮＭＲ２Ｆ／３ＦＨ／Ｃ３ＶＥ（モル％’）　　　　　　　−８３／１３／４実施例１２５０℃に加熱したベント付き押出し機にＰＭＭＡ　（
商標“アクリベット”、三菱レイヨン（株）製）を供給
し、２３０℃に維持された二重押出しノズルの中心から
直径１ｍｍのストランド状にて芯材として吐出しつつ、
同時に外方ノズルから参考例１で得た共重合体を鞘材と
して吐出し、芯材−鞘材構造のストランドを得た。この
際、芯材−鞘材の配合比は、９５：５に設定した。

次いで、得られたストランドを１．７倍に延伸して、直
径０．７８ｍｍの光学繊維を得た。

この光学繊維の２５℃と８５℃とにおける伝送損失を測
定したところ、６５０ｎｍの波長において、それぞれ１
６５ｄＢ／ｋｍおよび１８０ｄ　Ｂ　／　ｋｍであった
。

この光学繊維を８５℃、９５％ＲＨの条件下に１０００
時間熱処理した後、伝送損失を再測定したところ、３０
０　ｄ　Ｂ　／　ｋｍであり、本発明光学繊維が耐熱性
に優れていることが明らかである。

また、この光学繊維の可撓性を測定したところ、５龍の
径まで曲げることが出来た。

実施例２鞘材として参考例２で得た共重合体を使用する以外は実
施例１と同様にして直径０．７８ｍｍの光学繊維を得た
。

この光学繊維の２５℃と８５９Ｃとにおける伝送損失を
測定したところ、６５０ｎｍの波長において、それぞれ
１６５ｄＢ／ｋｍおよび１８５ｄ　Ｂ　／　ｋｍであっ
た。

また、この光学繊維を８５℃、９５％ＲＨの条件下に１
０００時間熱処理した後、伝送損失を再測定したところ
、３２０ｄＢ／ｋｍであった。

さらに、この光学繊維の可撓性を測定したところ、５ｍ
ｍの径まで曲げることが出来た。

比較例１鞘材をビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレ
ン共重合体（ビニリデンフルオライド含全８０モル％、
ＭＩ＝１６ｇ／１０分）により構成する以外は実施例１
と同様にして直径０．７８ｍｍの光学繊維を得た。

この光学繊維の２５℃と８５℃とにおける伝送損失を測
定したところ、６５０ｎｍの波長において、それぞれ１
９５ｄＢ／ｋｍおよび２９０ｄＢ／ｋｍであった。

また、この光学繊維を８５℃、９５％ＲＨの条件下に１
０００時間熱処理した後、伝送損失を再測定したところ
、１２００ｄＢ／ｈであった。

さらに、この光学繊維の可撓性を測定したが、８ｍｍの
径までしか曲げることが出来なかった。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鞘材と芯材とからなる光学繊維において、フッ化
ビニリデン−トリフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
ロピレンまたはパーフルオロ（アルキルビニルエーテル
）共重合体を鞘材とする光学繊維。
（２）共重合体が、フッ化ビニリデン５０〜９０モル％
、トリフルオロエチレン４５〜８モル％およびヘキサフ
ルオロプロピレンまたはパーフルオロ（アルキルビニル
エーテル）２〜１５モル％からなる請求項１に記載の光
学繊維。