JPH03143945A - 透明混合樹脂組成物 - 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、任意の屈折率を有する透明な樹脂組成物を得
るために屈折率の異なる二種の重合体を相溶性よく混合
したことを特徴とする光学用樹脂に関する。

光学デバイスや半導体レーザーなどの急激な進歩によっ
て、光通信システムが実用化され、この光通信システム
の根本となるのは光ファイバであるといわれている。光
ファイバとしては石英系光ファイバ、多成分ガラス系光
ファイバ、プラスチック系光ファイバが開発され、これ
らの光ファイバを用いて種々の光学ケーブルが企業化さ
れている。

光ファイバは、高屈折率のコア（芯）と低層、折率のク
ラッド（鞘）により構成され、芯−鞘界面で光を反射伝
送させるステップインデックス型と、光フアイバ断面系
内にその中心から外周に向って連続的な屈折率分布を有
したグレーテッドインデックス型とに分かれる。

また、光ファイバを中心とする情報伝達手段の開発とあ
わせて、光学部品□たとえば、屈折率分布型レンズや光
デバイス等□の研究も活発化しており、オプトエレクト
ロニクス分野において将来重要な役割を示すものと予想
される。

以上の様な光学材料の分野において、屈折率を所望のも
のに調整できる素材の開発が期待されている。

（従来の技術及び解決すべき課題） 先に述べた様に光ファイバのうち石英系光ファイバやガ
ラス系光ファイバは長距離伝送用として利用されること
が多く良好な光伝送特性を有しているという特徴を有す
るが、もろいという難点があり、一方プラスチック光フ
ァイバは、光伝送特性はガラス系光ファイバに比べて劣
るものの大口径光ファイバとすることが可能であり、加
工性にすぐれているため短距離伝送用光ファイバとして
企業化されている。また、最近になって、石英やガラス
のコアにプラスチックのクラッドを備えたプラスチック
クラツド光ファイバが中距離伝送用光ファイバとしての
特性を備えているものと期待されている。

上記プラスチック光ファイバの芯材としてはポリメチル
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
素化ポリメチルメタクリレート及び重水素化ポリスチレ
ン等で代表される透明で高屈折率の有機高分子材料にて
槽底されている。又、クラッド材料としては、低い屈折
率を有するシリコン系やフッ素系樹脂が多く使われてお
り、特にフッ素系樹脂に関しては、低屈折率性にあわせ
て耐候性が良好であるという面からも注目されている（
たとえば特開昭４９−１０７７９０号公報、特開昭４９
１０８３２１号公報、特開昭４９−１１５５５６号公報
、特開昭５１−５２８４９号公報、特開昭５３−６０２
４２号公報）。

しかし、クラッド材料に用いられるフッ素系樹脂は（メ
タ）アクリル酸エステル系フッ素樹脂やフッ化ビニリデ
ン系共重合体などの単一高分子材料であることが多く、
必要性能の多様化に対応できなくなっている。このため
、これら樹脂のブレンド等による性能改善が期待できる
が、異樹脂をブレンドした樹脂組成物を光ファイバのク
ラツド材や光学デバイスに応用した例はほとんど知られ
ていない。この理由として、屈折率の異なる２種のプラ
スチック材料をブレッドした場合、フッ素系樹脂相互の
相溶性が悪くほとんどの樹脂組成物が不透明あるいは半
透明のものとなり、該重合体組成物からは光透過性の小
さな成形体しか得られず、かつ、その機械的強度も低い
ものとなってしまうためである。

最近相溶性のすぐれた樹脂混合系の例が、特開昭５９−
４１３４８号公報、特開昭５９−６２４５号公報、特開
昭６２−５７４４９号公報等に開示され、光学分野にお
いて広範囲な用途に適するとの記述がなされているが、
屈折率を所望のものになし得ると共に硬化成形物の透明
性や機械的強度が十分な成形物となし得る組成物はほと
んど開発されていない。樹脂ブレンド系で透明な樹脂組
成物として知られているのはフッ化ビニリデン系樹脂と
ビニルエステル系共重合体とのブレンド系のみであり、
その製造は各ポリマーを溶融状態で混練する方法とポリ
マーを共通溶媒に溶解して樹脂混合物とした後溶媒を除
去して製造する方法である。

フッ化ビニリデン系樹脂とビニルエステル系共重合体と
のブレンド系により調節しうる、屈折率の範囲は狭いと
いう難点があり、そこで更に広い範囲で屈折率を調節し
うるとともに透明に優れたブレンド系樹脂の開発が望ま
れていた。

（課題を解決するための手段） そこで本発明者等は上記目的を達成しうる樹脂組成物を
得ることを目的として検討した結果メチルメタクリレー
トを主要成分とする高屈折率の重合体（Ａ）と該重合体
（Ａ）よりも低屈折率の゛重合体を与えるような２．２
，３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２
，２，３，３，４，４，５．５−オクタフルオロプロピ
ルメタクリレートより選ばれたモノマーを主要成分とす
るビニルモノマーとの混合物に重合開始剤を混合したも
のを重合することによって所望の屈折率を有する透明樹
脂とする本発明を完成した。

また本発明を実施するに際して用いる重合体（Ａ）より
も低屈折率の重合体を与えるような単量体としては、２
，２，３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート
、２，２，３，３，４，４，５．５−オクタフルオロペ
ンチルメタクリレートから選ばれたモノマーを主要成分
として含んでいなければいけない。

又、この２，２，３．３−テトラフルオロプロピルメタ
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クリレートと同時に用いられる単
量体としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（
メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレー
ト、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｔｅｒ　ｔ−
ブチル（メタ）アクリレート等が挙げられる。２，２．
３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、２，
２，３．３．４，４゜５．５−オクタフルオロメタクリ
レートは単量体混合物中の８５重量％以下で用いること
が好ましく、又、更に好ましくは７０重量％以下で用い
ることが好ましい。これは余りこれらの低屈折率モノマ
ーを多量に用いすぎると樹脂組成物の相溶性を損うから
である。また、２，２．２−トリフルオロエチルメタク
リレート、２．２，３，３．３ペンタフルオロプロピル
メタクリレート、１−トリフルオロメチル−２，２，２
−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３
，４．４−へキサフルオロブチルメタクリレート、２．
２．３，４，４．４−へキサフルオロブチルメタクリレ
ートも相溶性の許す限り用いることができる。

又、本発明において用いられるメチルメタクリレートを
主要成分とする高屈折率の重合体としてはメチルメタク
リレートのホモポリマーを用いてもよいし、メチルメタ
クリレートと他の共重合可能な単量体との共重合体を用
いてもよく、この種の単量体としてはエチルメタクリレ
ート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタ
クリレート、ｔｅｒｔ−メチルメタクリレート、シクロ
ヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フ
ェニルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート、２−フェノキシエチルメタクリレート、２−（
ｎ−ブトキシエチル）メタクリレート、グリシジルメタ
クリレート、２−メチルグリシジルメタクリレート、２
．２．２・−トリフルオロエチルメタクリレート、２，
２．３．３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、
２，２，３，３．３−ペンタフルオロプロピルメタクリ
レート、１−トリフルオロメチル１−トリフルオロメチ
ル−２，２，２−）リフルオロエチルメタクリレート、
２．２，３．３．４，４．５．５−オクタフルオロペン
チルメタクリレート、２，２゜３３．４．４−へキサフ
ルオロブチルメタクリレート、Ｌｌ、２．２−テトラハ
イドロパーフルオロデシルメタクリレート等の如きメタ
クリレート類、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、プロピルアクリレート、ブチルアクリレートの如き
アクリレート類やメタクリル酸、アクリル酸等が挙げら
れる。

これらの単量体の中で、メチルメタクリレートより高い
屈折率を有する単量体をメチルメタクリレートと共重合
すると、メチルメタクリレートホモポリマーより屈折率
の大きなものとなり、低屈折率単量体混合物のみから形
成される重合体との屈折率の差が大きくなり該重合体と
単量体混合物とまり形成される重合体の調節しうる屈折
率の範囲は大きくなるが、両型合体間の相溶性は悪くな
る傾向がありその透明性を損わないように留意すること
が必要である。またメチルメタクリレートより低い屈折
率を有する単量体とメチルメタクリレートとの共重合体
はメチルメタクリレートホモポリマーより屈折率の小さ
なものとなり、低屈折率単量体混合物から形成される重
合体との屈折率差が小さくなるが両型合体間の相溶性は
良くなるという傾向がある。このことからメチルメタク
リレートより高い屈折率の単量体は、相溶性を損わない
範囲で共重合することが好しい。又、メチルメタクリレ
ートより低い屈折率の単量体は低屈折率の単量体混合物
から形成される重合体より屈折率が高くなる共重合の範
囲でメチルメタクリレートと共重合するのがよい。

本発明で用いられるメチルメタクリレート系重合体と単
量体混合物の混合割合は（重合体）／（単量体混合物）
＝＝１．５〜０．７５の割合で用いるのが好ましい。こ
の範囲以外の組成物より形成される重合体は相溶性が悪
く白化し易い傾向がある。

本発明の樹脂組成物を重合させるのに用いる重合開始剤
としては熱重合触媒、光重合触媒などを用い得るが重合
硬化速度が速い光重合触媒が好しく、例えばベンゾイン
、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジル、ベンゾフ
ェノン、ｐ−クロルベンゾフェノン、ｐ−メトキシベン
ゾフェノンなどのカルボニル化合物、テトラメチルチウ
ラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィ
ドなどのイオウ化合物、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ
化合物、ベンゾイルパーオキシド、ジターシャリ−ブチ
ルパーオキシドなどのパーオキシド化合物等が挙げられ
る。また光重合開始剤に同時に光増感剤を併用すること
もできる。

本発明の屈折率の調製可能な透明樹脂混合物を作るには
高屈折率重合体と低屈折率単量体とを相溶性良好な状態
で混合し、更に該組成物より重合体を得るには更に重合
触媒を加えてよく混合し、紫外線を照射する等の重合硬
化処理することによって所望の屈折率を有する透明なブ
レンド樹脂組成物が得られる。

（作用効果） 本発明は高屈折率の重合体と低屈折率の単量体との混合
比を、その相溶性を損わない範囲で適宜に混合し硬化処
理することによって所望とする屈折率を有する透明な樹
脂組成物が得られ光ファイバ用鞘材或いはコア材として
、更にはグレートインデックス型光ファイバとしても利
用することができる。

以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ ポリメチルメタクリレート（ｒ＋ｔ＋＝　１．４８９、
〔η〕０．４２５，２５°ＣＭＥＫ中で測定、以下間し
）４０重量部、２，２，３．３−テトラフルオロプロピ
ルメタクリレート４５重量部、メチルメタクリレート１
５重量部、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケト
ン（光重合開始剤チバガイギー社、商品名イルガキュア
１８４）１重量部からなる混合物を作り、この混合物を
２枚のポリエステルフィルム間にはさみ５０″Ｃの温度
で紫外線を照射することによって透明なフィルムを得た
。

このフィルムの屈折率は１．４６１であり、光線透過率
は９２％であった。

実施例２ ポリメチルメタクリレート（ｎｏ＝　１．４８９、〔η
１０．４２５）３８重量部、２，２，３，３，４，４，
５．５−オクタフルオロペンチルメタクリレート４２重
量部、メチルメタクリレート２０重量部及び１−ヒドロ
キシシクロへキシルフェニルケトン２重量部からなる混
合物を作り、この混合物を２枚のポリエステルフィルム
間にはさみ４７．５゛Ｃで紫外線を照射することによっ
て透明なフィルムを得た。

このフィルムの屈折率は１．４５２、光線透過率は９１
％であった。

実施例３〜６ ポリマーとしてメチルメタクリレート９８重量％、メチ
ルアクリレート２重量％とからなる重合体（ｎｏ＝　１
．４８９、（７１）０．３３５）モノマーとして、２，
２．３．３−テトラフルオロプロピル゛メタクリレート
７０重量％とメチルメタクリレート３０重量％とからな
る単量体混合物を第１表に示す如く混合し、この混合物
に１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン２重量
部を加えて光重合を行なった。

第１表 このようにポリマー／モノマー比を変えて屈折率の異な
る透明な樹脂組成物を得た。

実施例７〜１０ ポリマーとしてメチルメタクリレート９８重量％、メチ
ルアクリレート２重景％とからなる重合体（ｎｕ”　ｔ
、　４８９、〔η］０．３３５）モノマーとして、２，
２．３．３，４，４，５．５−オクタフルオロペンチル
メタクリレート６５重量％とメチルメタクリレート３５
重量％とからなる単量体混合物を第２表に示す如く混合
し、この混合物に１−ヒドロキシシクロへキシルフェニ
ルケトン２重量部を加えて光重合を行なった。

第２表 この様にポリマー／モノマー比を変えて屈折率の異なる
透明な樹脂組成物を得た。

実施例１１ ポリメチルメタクリレート（ｎｏ＝　１．４８９、（η
１０．４２５）３９重量部、２，２．３．３−テトラフ
ルオロプロピルメタクリレート２０重量部、２．２，３
，３，４，４，５．５−オクタフルオロペンチルメタク
リレート１５重量部、メチルメタクリレート１６重量部
、エチルメタクリレート１０重量部、１−ヒドロキシシ
クロへキシルフェニルケトン１．５重量部からなる渓合
物を作り、この混合物を２枚のポリエステルフィルム間
にはさみ、５２゛Ｃの温度で紫外線を照射することによ
って透明なフィルムを得た。

このフィルムの屈折率は１．４６２であり、光線透過率
は９４．５％であった。

比較例１ ポリメチルメタクリレート４０重量部、２．２．２−ト
リフルオロエチルメタクリレート４５重量部、メチルメ
タクリレート１５重量部、１−ヒドロキシシクロへキシ
ルフェニルケトン１重量部からなる混合物を作り、この
７昆合物をポリエステルフィルムにはさみ５０°Ｃの温
度で紫外線を照射するとフィルムは白濁した樹脂組成物
となった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）メチルメタクリレートを主要成分とする高屈折率
   の重合体（Ａ）と該重合体（Ａ）よりも低屈折率の重合
   体を与える２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメ
   タクリレート、又は２，２，３，３，４，４，５，５−
   オクタフルオロプロピルメタクリレートより選ばれた少
   なくとも１種を主要成分として含んでいる単量体（Ｂ）
   とよりなる屈折率を調節しうる透明樹脂組成物。