JPH04153605A - 耐熱性プラスチック光ファイバ - 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） 本発明は高い耐熱性を有するプラスチック光ファイバに
関するものである。

（従来の技術） 従来、光を伝送するファイバは、石英ガラスやプラスチ
ックより作られている０石英ガラス系光ファイバは低損
失であるため、長距離伝送用として現在広く使われてい
る。プラスチック光ファイバは石英ファイバのものに比
べると大きいものの、可どう性がよ（、軽量でしかも加
工しやすいため、短距離伝送用として電子機器等に使用
されている。

現在実用化されているプラスチック光ファイバの多くは
芯材（コア材）が透明性のよりポリ（メタクリル酸メチ
ル）で構成されているが、ポリ（メタクリル酸メチル）
の耐熱性は１００℃程度であるため、これらのプラスチ
ック光ファイバは高温となる（例えば１５０℃以上）自
動車のエンジンルーム内で自動車の制御信号伝送用とし
て使用することができない、そこでプラスチック光ファ
イバの耐熱温度を向上させるために種々の試みがされて
いる０例えばポリ（メタクリル酸メチル）の耐熱性を向
上させるため、メタクリル酸メチルとＮ−アリールマレ
イミドを共重合させる方法（特公昭４３−９７５３号）
、ポリ（メタクリル酸メチル）の一部をイミド化する方
法（特開昭６０−１８４２１２号、特開昭６０−１８５
９０５号）、メタクリル酸メチルとα−メチルスチレン
を共重合させる方法等の試みがされている。また近年ポ
リ（メタクリル酸メチル）以外の芯材としてポリカーボ
ネートが用いられるようになってきた（特開昭５７−４
６２０４号、特開昭６１−６６０４号）、またさらに通
常のビスフェノールＡ系のポリカーボネート以外にもビ
スフェノールＡＦを原料としたポリカーボネートなどを
コア材に用いる試みがされてきた（特開昭６４−１９３
０７号、同６４−２８６０２号）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来用いられてきたポリカーボネートで作
られたプラスチック光ファイバでも耐熱温度が１２５℃
程度であり、自動車のエンジンルーム内のような高温に
耐え得るものでなかった。またビスフェノールＡＦやビ
スフェノールＺを原料としたポリカーボネートをコア材
としたプラスチックファイバーでは、機械的強度が不十
分であったり、高温で着色したりするような問題があっ
た。

本発明の目的は耐熱性に優れたプラスチック光ファイバ
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は芯材が主鎖に式 （式中、ｍ及びｎは１〜３の正数、Ｘ１〜ｘ４は水素原
子、ハロゲン原子（好ましくはフッ素、塩素または臭素
）、炭素数４以下のアルキル基、フェニル基またはシク
ロヘキシル基を示す。）で表わされる繰り返し単位を有
するポリカーボネート重合体もしくは共重合体からなる
ことを特徴とするプラスチック光ファイバにより達成さ
れた。

本発明のプラスチック光ファイバの芯材にはポリカーボ
ネートの主鎖に式（１）の繰り返し単位を有しており、
樹脂の耐熱性が従来のポリカーボネート系プラスチック
光ファイバより高い耐熱性を有している。

本発明のプラスチック光ファイバの芯材に用いられるポ
リカーボネートは通常のビスフェノールＡ系のポリカー
ボネートと異なり、主鎖に塩素化メチル基（−ＣＣ氾、
ｌＦ　ｍ−１−ＣＣＡ−Ｆ　ｓ−）を有してあり、高温
下でも着色することがなく透明性を保つことができ、こ
のため高温下における伝送損失の増加が小さい、またさ
らに主鎖に塩素原子が導入されているため、次式の のポリカーボネートをコア材として用いたプラスチック
光ファイバに比ベコア材の屈折率が高く、高い開口定数
を得ることができる。また上述（２）式のポリカーボネ
ートをコア材として用いたプラスチック光ファイバに比
べ機械的強度の良好なプラスチック光ファイバが得られ
た。

またこのコア材なる（１）式を含有するポリカーボネー
トは透明性も高（、またプラスチック光フアイバ作製時
の加工性にも優れている。

上述（１）式なる塩素化メチル基の塩素原子の数は１個
以上であることが必要である。これがすべてフッ素原子
で構成されると屈折率が低下しプラスチック光ファイバ
の開口係数が小さくなる前記芯材層を構成するポリカー
ボネート系重合体は、（１）式で示される繰り返し単位
を２種類以上有していてもよい１本発明においては当該
芯材に用いられるポリカーボネートは前式（１）式で示
される繰り返し単位を有していること以外に特に制限が
なく、（１）武生鎖中に他の繰り返し単位を有していて
もよい、他の繰り返し単位としては下記のＡ群に挙げら
れているもの等が挙げられる。

また、下記Ａ群に示される他の繰り返し単位としては１
種類、または２種類以上でも良く、特に限定しない。ま
た芳香族ポリカーボネート部の一部に下記３群の如き芳
香族ポリエステルを導入しても良い。

× ／ ／ Ａ群 Ｘ１〜Ｘ４　：　Ｈ，Ｃ１，Ｂｒ、　Ｆ炭素数４以下の
アルキル基 ｋ　： 同じであっても異なっていてもよい。

１以上の整数。

Ｂ群 前記ポリカーボネートが上記Ａ群あるいはＢ群の繰り返
し単位との共重合体である場合、前式（１）式は１０モ
ル％以上、好ましくは１５モル％以上含まれていなけれ
ばならない。（１）式が１０％未満であると耐熱性が低
下し高温化における伝送損失の増大、また初期の伝送損
失が低下したり、また加工性が低下したりするためであ
る。

また当該（１）の繰り返し単位とＡ群及びＢ群の繰り返
し単位は、ブロック共重合、ランダム共重合のいずれで
もよく特に限定しないが、ランダム共重合した方が好ま
しい、ランダム共重合させることによりさらに非晶質性
を向上させ伝送損失を低下させ、さらにまた加工性を向
上させることができる。

芯材を（１）式及びＡ群及びＢ群の繰り返し単位を有す
る共重合体で構成する際はガラス転移点は１６０℃以上
、好ましくは１６５℃以上でなければならない。ガラス
転移点が１６０℃以下であると高温下熱変形によりプラ
スチック光ファイバの伝送損失が著しく増大するためで
ある。

本発明のプラスチック光ファイバは公知の方法であるア
ルカリ水溶液下、及び有機溶媒の存在下でビスフェノー
ル類とホスゲンを反応（縮合）させて合成される。

本発明のプラスチック光ファイバに用いられるさや材と
してはフッ素系樹脂（例えばテトラフルオロエチレン、
フッ化ビニリデン、６フツ化プロピレン等の単独共重合
体又は共重合体など）、下記の非晶質フッ素樹脂（主鎖
に環状脂肪族基または複素環を有するフッ素樹脂）、ま
た、ポリメチルペンテン、イミド化あるいは脱水メタク
リル酸系ポリマー、長鎖アルキル鎖を荷するアクリル系
化合物のポリマー、屈折率の比較的小さいポリカーボネ
ートなど１５０”Ｃ以上の耐熱性を有する（ａ） １〜６゜ （ｂ） 匹富、Ｊ （ｃ） （ｄ） 上記（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）を構成する単量体の 一種もしくは二種以上と他の共重合性 の含フツ素単量体との共重合体。

これらのうち、次のような主鎖に環構造を有するフッ素
樹脂が代表的なものである。

共重合体。

本発明のプラスチック光ファイバを紡糸する際、樹脂の
ガラス転移点が高いため従来より高温を必要とする。す
なわちポリ（メタクリル酸メチル）樹脂の場合は２４０
℃程度であったが３００℃以上程度まで温度を上げる必
要がある。その他の点は常法に従って紡糸できる。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。な
お例中で用いた化合物は次の通りである。

ビスフェノールＺ： ビスフェノールＡＣＩ２＋ ビスフェノールＡＦ： 実施例１ ビスフェノールＡＣＩ２１．０モルに対しホスゲン１．
３５モルを用い水系ホスゲン法により無触媒でポリカー
ボネート共重合体（分子量２４０００を合成した。得ら
れたポリカーボネート共重合体を良く精製した後、これ
を塩化メチレンに溶かし、０．１μｍのフィルターを通
して精製した。こうして（１）式の繰り返し単位のみか
らなるポリカーボネートを得た。

得られたポリカーボネートのガラス転移温度は約１９５
℃であり屈折率は１，６３であった。

得られたポリカーボネートを内層、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）を
外層として二重押出様にそれぞれ樹脂を無駿素下導入し
、３２０℃に設定された紡糸ヘッドから紡糸することに
よりプラスチック光ファイバを得た。

内層の径（コア径）は０．９５ｍｍ、外層の厚さ（クラ
ッド厚）は２００μｍであった。

得られたプラスチック光ファイバの伝送損失を１１ｍ〜
１ｍでカットバック法で求めたところ１３００ｄｂ／に
＋ｓ　　（７７０ｎｍ＞であった。

またこのプラスチック光ファイバを１５０℃で１週間放
！してもほとんど伝送損失の増加は見られなかった。

実施例２〜７、比較例１ 種々のビスフェノール等を加え、実施例１と同様な方法
でポリカーボネート共重合体を得た。この重合に用いた
ビスフェノール類など、またその量、また得られたポリ
カーボネート共重合体の諸物性などは表１にまとめた。

さらに実施例１と同様な方法で同様のプラスチック光フ
ァイバを作製した。その伝送損失をｌ１ｍ〜１ｍのカッ
トバック法（７７０ｎｍ）で求め、さらに１５０℃１週
間熱処理後の伝送損失、プラスチック光ファイバの機械
的強度も表１に示した。

機械的強度はプラスチック光ファイバをチャック間距離
２０ｍｍ、引張スピード１００ｍｍ／分で引張り試験を
行った際の強度の目安を示した。

比較例２ ビスフェノールＡからつ（られたポリカーボネート、パ
ンライトＬ−１２５０（商品名、今人化成社製）をコア
材として選択した。屈折率は１．５９程度であった。

実施例１と同様な処理で同様のプラスチック光ファイバ
を構成した。７７０ｎｍにおけるファイバの損失値は９
００　ｄｂ／ｋｍであり、１５０℃１日間の熱処理後は
測定が不可能であった。

比較例３ ボリアリレート（芳香族ポリエステル）（Ｕ−１００ユ
ニチカ）をコア材として選択した。屈折率は１．６０程
度であった。

実施例１と同様な処理を施し同様のプラスチック光ファ
イバを構成した。７７０ｎｍにおけるファイバの損失値
は２０００　ｄｂ／ｋｍ以上であった。

（発明の効果） 本発明において上述（１）の繰り返し単位を必須とする
ポリカーボネート重合体を芯材として用いることにより
、高い開口数を有し、しがも高温に耐え得るプラスチッ
ク光ファイバを得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 芯材が主鎖に式 ▲数式、化学式、表等があります▼…（１） （式中、ｍ及びｎは１〜３の正数、Ｘ＿１〜Ｘ＿４は水
   素原子、ハロゲン原子、炭素数４以下のアルキル基、フ
   ェニル基またはシクロヘキシル基を示す。） で表わされる繰り返し単位を有するポリカーボネート重
   合体もしくは共重合体からなることを特徴とするプラス
   チック光ファイバ。