JPH03179403A - 光ファイバ - 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、光ファイバに関する。更に詳しくは、その形
状を自由に変えることのできるプラスチック製光ファイ
バに関する。

〔従来の技術〕

従来から、プラスチック製の光ファイバが、大口径で可
撓性を有し、また軽いなどの理由で、ライトガイド、イ
メージガイド、装飾品、光センサなどの用途に広く用い
られている。

しかしながら、このようなプラスチック製光ファイバは
、耐熱性に劣り、また大口径で可撓性に富むといっても
変形量が限られていること、曲げた状態から力を解放し
たときに元の状態、通常は真っ直な状態に戻ってしまう
などの欠点がみられる。

また、耐熱性、可撓性を改善した光ファイバとして、コ
ア材およびクラッド材が共に３次元架橋構造を有し、か
つガラス転移温度が室温以下、好ましくは０℃以下であ
るゴム状弾性を有する光ファイバが提案されている（特
開昭６１−５５６１１号公報。

同６１−１８６９０６号公報、同６１−２５９２０２号
公報、同６２−９０４号公報、特開平１−２１０９０４
号公報、同１−２０６３０７号公報など）。

これらのゴム状弾性を有する光ファイバは、コア材およ
びクラッド材が共に３次元架橋構造を有するため、ポリ
メチルメタクリレート系によって代表される従来のプラ
スチック製光ファイバの使用温度が８０℃以下であった
のに比べ、耐熱性の点で有利であり、また柔軟性、伸縮
性に富むため大変形も可能であるという特徴を有してい
る。

しかしながら、ゴム状弾性光ファイバのかかる特徴は、
逆にそれ自体で特定の形状を保つことを困難としている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、プラスチック製光ファイバおよびゴム状弾性
光ファイバにみられるこのような欠点を改害し、プラス
チック製でありながら、その形状を自由に変えることの
できる光ファイバを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

かかる本発明の目的は、コア材およびクラッド材が井に
、ガラス転移温度（Ｔｇ）４０〜８０℃の３次元架橋構
造高分子材料により構成された光ファイバによって達成
される。

コア材材料としては、Ｔｇが４０〜８０℃で、屈折率、
２５が１．４５以上のもの、好ましくは１．４７〜１．
９２のものであれば特に限定されないが、一般にはメチ
ルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリ
レート、ｎ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリ
レート、インブチルアクリレート、インブチルメタクリ
レート、２−エチルへ、キシルメタクリレート、オクチ
ルメタクリレートなどのアルキルアクリレートまたはア
ルキルメタクリレートの少なくとも一種、一般にはアル
キルメタクリレートを主成分とし、これに水酸基、エポ
キシ基、カルボキシル基、反応性ハロゲン基、アミド基
またはジエン基を架橋性基として有する単量体を約２〜
２０モル＄共重合させたものが用いられる。

ここで用いられる架橋性基含有単量体およびその架橋方
法は、例えば次の如くである。

（１）水酸基含有ビニル単量体 ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ
アルコキシアクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミ
ドなど これらの共重合体は、ヘキサメチレンジイソシアネート
などのポリイソシアネート、アジピン酸などのポリカル
ボン酸、メトキシメチルメラミンなどのアルコキシメチ
ルメラミンなどの架橋剤によって架橋される （２）エポキシ基含有ビニル単量体 アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリ
レートなど これらの共重合体は、ジエチレントリアミン、ｍ−フェ
ニレンジアミンなどのポリアミン、アジピン酸などのポ
リカルボン酸、無水マレイン酸などの酸無水物、ポリア
ミド、スルホンアミドなどの架橋剤によって架橋される （３）カルボキシル基含有ビニル単量体アクリル酸、メ
タクリル酸、イタコン酸などこれらの共重合体は、エチ
レングリコールジグリシジルエーテルなどのポリエポキ
シド、１，４−ブタンジオール、１，１．１−トリメチ
ロールプロノ（ンなどの架橋剤を用いる方法あるいは加
熱によって架橋される （４）反応性ハロゲン基含有ビニル単量体２−クロロエ
チルビニルエーテル、モノクロロ酢酸など これらの共重合体は、ジエチレントリアミンなどのポリ
アミン、ポリカーバメートなどの架橋剤によって架橋さ
れる。

（５）アミド基含有ビニル単量体 アクリルアミド、メタクリルアミドなどアミノホルムア
ルデヒドなどの架橋剤を用いる方法あるいは加熱によっ
て架橋される （６）ジエン系単量体 ジビニルベンゼン、ペンタジェン、ビニルシクロヘキセ
ン、ブタジェン、シクロペンタジェン、メチルブタジェ
ン、エチレングリコールジアクリレート、プロピレング
リコールジ（メタ）アクリレートなど イオウあるいはベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイドなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロ
ニトリルなどのアゾ化合物、ジビニルベンゼン、トリア
リルシアヌレートなどの架橋剤を用いる方法または加熱
によって架橋される一方、クラッド材材料としては、Ｔ
ｇが４０〜８０℃で、屈折率がコア材材料より低いもの
、一般には屈折率ｎ　ｏ”　＝　１．３４〜１．４１の
ものが用いられる。

具体的には、１）１．ＩＨ−トリフルオロエチル（メタ
）アクリレート、１１（，１）１．３Ｈ−テトラブルオ
ロプロピル（メタ）アクリレート、１）１．ＩＨ，５Ｈ
−オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレートなどの
側鎖−Ｃ００（ＣＨ２）ｎ（ＣＦ２）Ｉｌｘ（ｘ＝Ｈま
たはＦ）を有する（メタ）アクリレートなどのガラス転
移温度を低下させる含フツ素単量体を約５〜２０モルメ
、好ましくは約５〜２０モル２のエチルアクリレート、
ブチルアクリレート、メチルメタクリレートなどと共に
、前記架橋性基含有単量体約２〜２０モル算と共重合さ
せたものが用いられる。

前記特開平１−２１０，９０４号公報にも記載される如
く、このような共単量体の共重合体は、アルキルアクリ
レートおよび／またはアルコキシアルキルアクリレート
を主成分とすることにより、ガラス転移温度（Ｔｇ）が
室温以下の３次元架橋構造高分子材料を与えるが、アル
キルメタクリレートを主成分とし、その共重合組成を選
択することにより、ガラス転移温度（Ｔｇ）が４０〜８
０℃のコア材用、クラッド材用の３次元架橋構造高分子
材料を容易に得ることができる。

コア材およびクラッド材のガラス転移温度（Ｔｇ）が４
０〜８０℃の範囲に限定されるのは、光ファイバを室温
条件下で用いることを考えた場合、形状維持という点で
Ｔｇが４０℃以上であることが必要で５一方Ｔｇの上限
値を８０℃としたのは、これ以上だと変形させる度に高
温にするのが困難であること、またその度毎に例えば１
．００℃以上の高温をかけると熱劣化などが促進される
こと、　Ｔｇがあまり高いとＴｇ温度以上でも柔軟性が
十分ではなく、例えば変形によって配向が起こる場合も
あることなどの理由による。

これらの各材料を用いての光ファイバの製造は。

（１）コア材材料およびクラッド材材料を共押出しした
後、共押出物に加熱または光照射して共架橋させ、コア
材層−クラッド材層間の界面に化学的結合を付与せしめ
る方法、あるいは （２）コア材材料を押出して架橋反応が完結しない架橋
条件下で処理し、即ち押出物に加熱または光照射を架橋
反応が完結しないように適用した後、直ちにクラッド材
材料を押出コーティング法、浸漬法などの適用により被
覆し、再度加熱または光照射して共架橋させ、そこに化
学的結合を付与せしめる方法 によって行われる。

従って、コア材材料およびクラッド材材料として用いら
れる共重合体は、同種の架橋性基含有単量体を共重合し
ていて、同種の架橋方法によって架橋し得るものが好ま
しい。

〔発明の効果〕

コア材およびクラッド材をいずれもガラス転移温度（Ｔ
ｇ）が４０〜８０℃の３次元架橋構造高分子材料で構成
させることにより、次のような効果が得られる。

（１）架橋構造を有しているため、従来のプラスチック
製光ファイバと比べて耐熱性が良く、また７ｇ以上の温
度では非常に柔軟で可撓性に富んで塾）る。

（２）室温（７ｇ以下の温度）下ではガラス状態である
ので、例えば７ｇ以上の温度で所望の形状に変形してお
き、この状態で室温迄冷すことで、その後刃を解放して
も、その形状を維持することができる。

従って、この光ファイバは、従来の熱可塑性プラスチッ
ク製光ファイバの如く、金属蛇腹などにより曲げた形状
を保持する必要がないので、ライトガイドやイメージガ
イドなど、種々の形状に曲げてその形状を保持して利用
するような用途に有効に用いることができる。

〔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：メチルメタクリレート−エチルアクリレー
ト−２−ヒドロキシエチルアクリレート（モル比５０　
：　４４　：　６）３元共重合体に、共重合体中の水酸
基に対しＮＧＯｌｏＨ＝　１　、１となる量のへキサメ
チレンジイソシアネート架橋剤を添加したもの（架橋物
のＴｇ＝４６℃、　　ｎ　ｏ”　＝　１．４８６）クラ
ッド材材料：　１Ｂ、ＩＩ（，３）１−テトラフルオロ
プロピルメタクリレート−メチルアクリレート−２−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート（モル比８０　：　１４
　：　６）３元共重合体に、ＮＧＯｌｏＨ＝　１．１と
なる量のへキサメチレンジイソシアネートを添加したも
の（架橋物のＴｇ　＝　５３℃、　　ｎ　ｏ”　＝　１
．４０６）これらの各材料を、２重押出ノズルから押出
温度１２０℃で共押出しし、押出し後そのまま１６０℃
の加熱炉中を５分間通過させて架橋させた。

実施例２ コア材材料：実施例１と同じ クラッド材材料：　ＬＨ，ＩＨ，５）１−オクタフルオ
ロペンチルメタクリレート−メチルアクリレート−ジン
クロペンテニルアクリレート（モル比８０　：　１０　
：　１０）３元共重合体１００重量部に、２−ヒドロキ
シ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン光重
合開始剤０．５重量部およびテトラエチレングリコール
ジアクリレート架橋助剤１０重量部を添加したもの（架
橋物のＴｇ＝６２℃、ｎ　ｏ”　＝　１．４０９）これ
らの各材料を、２重押出ノズルから押出温度１２０℃で
共押出しし、押出されたファイバはそのまま窒素ガス置
換された４００Ｉｉ水銀灯中を５秒間。

次いで１６０℃の加熱炉中を５分間通過させて架橋させ
た。

比較例 コア材材料：メチルメタクリレートージシクびペンテニ
ルアクリレート（モル比９０　：　ｔｏ）共重合体１０
０重量部に、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン０．５重量部およびテトラエチレ
ングリコールジアクリレート１０重量部を添加したもの
（架橋物のＴｇ＝１２５℃、　ｎｏ”＝１．４９８）ク
ラッド材材料：実施例２と同じ これらの各材料を、２重押出ノズルから押出温度１４０
℃で共押出しし、押出されたファイバはそのまま窒素ガ
ス置換された４００ｖ水銀灯中をＩＯ秒間通過させて架
橋させた。

以上の各実施例および比較例でそれぞれ用いられたコア
材材料およびクラッド材材料の架橋物について、８０℃
または１５０℃の試験温度での破断伸びを測定し、次の
表に示されるような結果を得た。

（以下余白） ・　　　　　　　　里しズエユ　　運磨士吐実施例１コ
ア材　　　　　８０　　　　　１８０クラッド材　　　
　　　　　　１４８ 実施例２コア材　　　　　　　　　　　１８０クラッド
材　　　　　　　　　１１６ 比較例　コア材　　　　　　　　　　　　３ｎ　　　　
　　　　　　１５０　　　　　　　　２１クラッド材　
　　８０　　　　　１１６１５０　　　　　４３ また、各実施例で得られた光ファイバを、軟化状態（８
０℃）で１０ｃ＋＋＋径の円筒に巻き付けてから室温に
戻し、今度は軟化状態として真っ直にしてから室温に戻
し、再び昇温、軟化させて円筒に巻き付けるという操作
を５００回くり返したが、光伝送率は最初の２．２０ｄ
Ｂ／＋＊から２．２１ｄＢ／鵬へと殆んど変化がみられ
なかった。

これに対して、比較例で得られた光ファイＡは、このよ
うな操作（ただし、軟化温度は１５０℃）を５００回く
り返すことにより、黄〜茶色に着色してし）た。

手続補正書輸側

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、コア材およびクラッド材が共に、ガラス転移温度（
   Ｔｇ）４０〜８０℃の３次元架橋構造高分子材料により
   構成されている光ファイバ。