JPH04365003A

JPH04365003A - 光ファイバー

Info

Publication number: JPH04365003A
Application number: JP3167540A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Shinohara; 弘信篠原
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1991-06-12
Filing date: 1991-06-12
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2016-01-22
Also published as: JP3127490B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光信号を伝送する光フ
ァイバーに関し、特に耐熱性に優れたプラスチック光フ
ァイバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ファイバーは、光を導く屈折
率（ｎ１）を有する材料からなるコア部の周辺を、コア
部の屈折率（ｎ１）より小さい屈折率（ｎ２）を有する
材料からなるクラッド部で被覆してなっている。コア部
に入射された光は、クラッド部との境界面で全反射し、
コア部に閉じこめられて伝送される。従来、コア部には
酸化ケイ素を主成分とする石英ガラスや、ポリメチルメ
タクリレート、４−メチル−１−ペンテン系ポリマー、
ポリカーボネートなどの樹脂が使用されており、クラッ
ド部にはシリコン樹脂やフッ素系重合体が使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光ファイバーは、高温
または低温などの過酷な条件下で使用される場合が多く
、さらに光伝送路を設ける場所に応じて、屈曲すること
が必要であるため、可撓性に優れていることが必要であ
る。しかし、従来の石英ガラスをコア部に使用した光フ
ァイバーは、耐熱性および光伝送性には優れているが、
折れやすいためケーブル化して補強する必要があり、重
量も大きく、さらに、屈曲して使用することに困難が生
じる場合がある。また、ポリメチルメタクリレートをコ
ア部として使用した光ファイバーは耐熱性に劣るため、
工場内や自動車などの１００℃以上の高温となる場所に
は使用できない。さらに、その他ポリカーボネートや４
−メチル−１−ペンテン系ポリマーなどでは透明性や光
学的な均一性に欠点があり、光伝送性が劣ると言う問題
点がある。

【０００４】本発明は、前記従来技術の課題を背景にな
されたもので、優れた光伝送性、可撓性および耐熱性を
有する光ファイバーを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、コア部および
クラッド部を屈折率の異なる樹脂で形成してなる光ファ
イバーであって、少なくともコア部が熱変形温度１００
℃以上のノルボルネン骨格を有する熱可塑性樹脂からな
ることを特徴とする光ファイバーを提供するものである
。本発明の光ファイバーの材料に用いられる樹脂は、そ
の繰り返し単位中にノルボルネン骨格を有する熱可塑性
樹脂である。例えば、この熱可塑性樹脂としては、一般
式（Ｉ）〜（ＩＶ）　で表されるノルボルネン骨格を含
むものである。

【０００６】

【化１】

【０００７】

【化２】

【０００８】

【化３】

【０００９】

【化４】

【００１０】〔式中、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、水素原子
、炭素数１〜１０の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲ
ン原子で置換された炭素数１〜１０の炭化水素基、−（
ＣＨ２　）ｎ　ＣＯＯＲ１　、−（ＣＨ２　）ｎ　ＯＣ
ＯＲ１　、−（ＣＨ２　）ｎ　ＯＲ１　、−（ＣＨ２　
）ｎ　ＣＮ、−（ＣＨ２　）ｎ　ＣＯＮＲ３　Ｒ２　、
−（ＣＨ２　）ｎ　ＣＯＯＺ、−（ＣＨ２　）ｎ　ＯＣ
ＯＺ、−（ＣＨ２　）ｎ　ＯＺ、−（ＣＨ２　）ｎ　Ｗ
、またはＢとＣから構成されたもしくは（多）環状アル
キレン基を示す。ここで、Ｒ１　、Ｒ２　、Ｒ３　およ
びＲ４　は、炭素数１〜２０の炭化水素基、Ｚはハロゲ
ン原子で置換された炭化水素基、ＷはＳｉＲ５　ｐ　Ｆ
３−ｐ　（Ｒ５　は炭素数１〜１０の炭化水素基、Ｆは
ハロゲン原子、−ＯＣＯＲ６　または−ＯＲ６　（Ｒ６
　は炭素数１〜１０の炭化水素基を示す）、ｐは０〜３
の整数を示す）、ｎは０〜１０の整数を示す。〕

【００
１１】本発明において使用することのできるノルボルネ
ン骨格を有する熱可塑性樹脂としては、例えば特開昭６
０−１６８７０８号公報、特開昭６２−２５２４０６号
公報、特開昭６２−２５２４０７号公報、特開平２−１
３３４１３号公報、特開昭６３−１４５３２４号公報、
特開昭６３−２６４６２６号公報、特開平１−２４０５
１７号公報、特公昭５７−８８１５号公報などに記載さ
れている樹脂などを挙げることができる。この熱可塑性
樹脂の具体例としては、下記一般式（Ｖ）で表される少
なくとも１種のテトラシクロドデセン誘導体または該テ
トラシクロドデセンと共重合可能な不飽和環状化合物と
をメタセシス重合して得られる重合体を水素添加して得
られる水添重合体を挙げることができる。

【００１２】

【化５】

【００１３】（式中、Ａ〜Ｄは、前記に同じ。）前記一
般式（Ｖ）で表されるテトラシクロドデセン誘導体にお
いて、Ａ、Ｂ、ＣおよびＤのうちに極性基を含むことが
、光ファイバーのコア部とコラッド部との密着性が優れ
たものとなる点で好ましい。さらに、この極性基が−（
ＣＨ２　）ｎ　ＣＯＯＲ１　で表されるカルボン酸エス
テル基であることが、得られる水添重合体が高い熱変形
温度を有するものとなる点で好ましい。

【００１４】特に、このカルボン酸エステル基よりなる
極性置換基は、一般式（Ｖ）のテトラシクロドデセン誘
導体の１分子あたりに１個含有されることが、得られる
水添重合体の高い耐熱性を保持したまま、吸湿性を低く
できる点で好ましい。また、−（ＣＨ２　）ｎ　ＣＯＯ
Ｒ１　で表されるカルボン酸エステル基のうち、ｎの値
が小さいものほど、得られる水添重合体のガラス転移温
度がさらに高くなるので好ましい。前記一般式において
、Ｒ１　は炭素数１〜２０の炭化水素基であるが、炭素
数が多くなるほど得られる水添重合体の吸湿性が小さく
なる点では好ましいが、得られる水添重合体のガラス転
移温度とのバランスの点から、炭素数１〜４の鎖状アル
キル基または炭素数５以上の（多）環状アルキル基であ
ることが好ましく、特にメチル基、エチル基、シクロヘ
キシル基であることが好ましい。

【００１５】さらに、カルボン酸エステル基が結合した
炭素原子に、同時に炭素数１〜１０の炭化水素基が置換
基として結合されている一般式（Ｖ）のテトラシクロド
デセン誘導体は、得られる水添重合体のガラス転移温度
を低下させずに、吸湿性を低下させるので好ましい。特
に、この置換基がメチル基またはエチル基である一般式
（Ｖ）のテトラシクロドデセン誘導体は、その合成が容
易な点で好ましい。これらのテトラシクロドデセン誘導
体、あるいはこれと共重合可能な不飽和環状化合物の混
合物は、例えば特願平２−１８４２７１号明細書第１２
頁第１２行〜第２２頁第６行に記載された方法によって
、メタセシス重合、水素添加され、本発明に使用される
熱可塑性樹脂とすることができる。

【００１６】本発明において、熱可塑性樹脂として使用
される前記水添重合体は、特に限定されないが、クロロ
ホルム中、３０℃で測定される固有粘度（〔η〕ｉｎｈ
　）が、０．３〜１．５ｄｌ／ｇの範囲であることが好
ましい。〔η〕ｉｎｈ　または重量平均分子量が上記範
囲にあることによって、成形加工性、機械的特性などが
良好である。また、ノルボルネン骨格を有する熱可塑性
樹脂が水添重合体の場合の水素添加率は、通常、６０Ｍ
Ｈｚ、　１Ｈ−ＮＭＲで測定した値が５０％以上、好ま
しくは９０％以上、さらに好ましくは９８％以上である
。水素添加率が高いほど、熱や光に対する安定性が優れ
たものとなる。なお、本発明に使用されるノルボルネン
骨格を有する熱可塑性樹脂は、ゲル含有量が５重量％以
下であることが好ましく、さらに１重量％以下であるこ
とが好ましい。これらのノルボルネン骨格を有する熱可
塑性樹脂は、上記各一般式におけるＡ〜Ｄの種類を選択
するか、他の成分を共重合することによって、耐熱性、
屈折率を変えることができるが、コア部とクラッド部と
の密着性の面から極性基を有することが好ましい。

【００１７】これらのノルボルネン骨格を有する熱可塑
性樹脂は、熱変形温度が１００℃以上、好ましくは１０
０〜２００℃であり、屈折率は、通常１．４〜１．７で
ある。また、本発明において、ノルボルネン骨格を有す
る熱可塑性樹脂は、光ファイバーに充分な強度を与える
ために、分子量は通常、５０００〜１００万、好ましく
は８０００〜２０万である。

【００１８】上記ノルボルネン骨格を有する熱可塑性樹
脂をクラッド部に使用する場合には、紫外線硬化剤や、
種々の添加剤を配合することもできる。本発明の光ファ
イバーは、公知の方法で製造することができる。例えば
、ノルボルネン骨格を有する熱可塑性樹脂を加熱溶融し
て引っ張りながらファイバー化しコア部を形成したのち
、クラッド材を付着させる方法などを挙げることができ
る。なお、光ファイバーの製造において、ノルボルネン
骨格を有する熱可塑性樹脂の樹脂温度は（ノルボルネン
骨格を有する熱可塑性樹脂のガラス転移温度＋１００℃
）〜３９０℃とすることが好ましい。本発明においては
、コア部、クラッド部ともに本発明のノルボルネン骨格
を有する熱可塑性樹脂を使用することが特に好ましい。また、コア部とクラッド部の密着性をさらに良好にする
ためには、ファイバー化したコア部の表面にプライマー
を塗布する、脱脂処理を行なうなどの表面処理を施すこ
ともできる。

【００１９】コア部のみにノルボルネン骨格を有する熱
可塑性樹脂を使用した場合には、クラッド部には、一般
に用いられるシリコン樹脂やフッ素系樹脂の他、公知の
ＵＶ硬化樹脂、熱硬化樹脂などを用いることができるが
、熱変形温度が１００℃以上のものを用いることが好ま
しい。本発明の光ファイバーは、コア部の外径が通常、
２０μｍ〜１０ｍｍ、好ましくは６０μｍ〜５ｍｍであ
り、クラッド部の厚さは通常、５μｍ〜１ｍｍ、好まし
くは１０μｍ〜０．５ｍｍである。本発明の光ファイバ
ーには、従来の光ファイバーコート材を被覆することが
できる。本発明の光ファイバーは、情報伝達、光伝送な
どの目的に使用することができ、ライトガイド、ライト
ケーブル、ファイバースコープ、ファイバープレート、
マイクロチャンネルプレート、光ファイバーケーブル、
光ファイバーコード、イメージファイバー、センサーヘ
ッドなどの各種用途に好適に使用できる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもの
ではない。なお、実施例中、部および％は、特に断らな
いかぎり重量基準である。また、実施例中の各種の測定
は、次のとおりである。固有粘度（〔η〕ｉｎｈ　）溶媒にクロロホルムを使用し、０．５ｇ／ｄｌの重合体
濃度で３０℃の条件下、ウベローデ粘度計にて測定した
。水添率水添単独重合体の場合には、６０ＭＨｚ、　１Ｈ−ＮＭ
Ｒを測定した。

【００２１】光ファイバーの屈折率屈折率測定装置を用いて測定した。耐熱性ＡＳＴＭ　　Ｄ６４８により耐熱温度を測定した。密着性光ファイバーを温度９０℃、湿度９５％の環境下に１週
間放置した後、コア部とクラッド部の密着性を観察した
。

【００２２】参考例１８−メチル−８−メトキシカルボニルテトラシクロ〔４
．４．０．１２，５　．１７，１０〕ドデカ−３−エン
１００ｇ、１，２−ジメトキシエタン６０ｇ、シクロヘ
キサン２４０ｇ、１−ヘキセン２５ｇ、およびジエチル
アルミニウムクロライド０．９６モル／ｌのトルエン溶
液３．４ｍｌを、内容積１リットルのオートクレーブに
加えた。一方、別のフラスコに、六塩化タングステンの
０．０５モル／ｌの１，２−ジメトキシエタン溶液２０
ｍｌとパラアルデヒドの０．１モル／ｌの１，２−ジメ
トキシエタン溶液１０ｍｌを混合した。この混合溶液４
．９ｍｌを、前記オートクレーブ中の混合物に添加した
。密栓後、混合物を８０℃に加熱して３時間攪拌を行っ
た。得られた重合体溶液に、１，２−ジメトキシエタン
とシクロヘキサンの２／８（重量比）の混合溶媒を加え
て重合体／溶媒が１／１０（重量比）にしたのち、トリ
エタノールアミン２０ｇを加えて１０分間攪拌した。

【００２３】この重合溶液に、メタノール５００ｇを加
えて３０分間攪拌して静置した。２層に分離した上層を
除き、再びメタノールを加えて攪拌、静置後、上層を除
いた。同様の操作をさらに２回行い、得られた下層をシ
クロヘキサン、１，２−ジメトキシエタンで適宜希釈し
、重合体濃度が１０％のシクロヘキサン−１，２−ジメ
トキシエタン溶液を得た。この溶液に２０ｇのパラジウ
ム／シリカマグネシア〔日揮化学（株）製、パラジウム
量＝５％〕を加えて、オートクレーブ中で水素圧４０ｋ
ｇ／ｃｍ２　として１６５℃で４時間反応させたのち、
水添触媒をろ過によって取り除き、水添重合体溶液を得
た。また、この水添重合体溶液に、酸化防止剤であるペンタ
エリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブ
チル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕を、
水添重合体に対して０．１％加えてから、３８０℃で減
圧下に脱溶媒を行った。次いで、溶融した樹脂を、チッ
素雰囲気下で押し出し機によりペレット化し、固有粘度
０．５ｄｌ／ｇ（３０℃、クロロホルム中）、水添率９
９．５％、ガラス転移温度１６８℃の熱可塑性樹脂を得
た。

【００２４】参考例２６−エチリデン−２−テトラシクロドデセンを、参考例
１と同様にメタセシス開環重合したのち、水添し、ペレ
ット化して、固有粘度０．５６ｄｌ／ｇ（３０℃、クロ
ロホルム中）、水添率９９％、ガラス転移温度１４０℃
の熱可塑性樹脂を得た。

【００２５】参考例３エチレン５５モル％と２−メチル−１，４，５，８−ジ
ヒドロナフタレン４５モル％とを付加重合し、ペレット
化して、固有粘度０．６４ｄｌ／ｇ（３５℃、デカリン
中）、ガラス転移温度１４０℃の熱可塑性樹脂を得た。

【００２６】実施例１〜３および比較例１表１のとおり
にコア部とクラッド部を組み合わせてコア部の外径５０
０μｍ、クラッド部の厚さ５０μｍの光ファイバーを公
知の方法により製造した。この光ファイバーの耐熱性を
測定し、結果を表１に示す。実施例１〜３で得られた光
ファイバーのコア部とクラッド部の密着性は良好であり
、光伝送性も５８０ｎｍの光を通した時の光減衰性も良
好であった。表１において、コア部およびクラッド部に
使用した各材料はいかのとおりである。Ａ・・・参考例１で得られた熱可塑性樹脂（屈折率１．
５１）Ｂ・・・参考例２で得られた熱可塑性樹脂（屈折率１．
５３）Ｃ・・・参考例３で得られた熱可塑性樹脂（屈折率１．
５７）Ｄ・・・ポリメタクリル酸パーフルオロ−ｔ−ブチル（
屈折率１．３６）Ｅ・・・ポリメチルメタクリレート（屈折率１．４９）
Ｆ・・・ポリビニリデンフルオライド（屈折率１．４２
）

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の光ファイバーは、耐熱性、光伝
送性、可撓性に優れるので、工場、自動車、飛行機、電
車などの極めて高温になるような悪環境中でも好適に使
用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　コア部およびクラッド部を屈折率の異
なる樹脂で形成してなる光ファイバーであって、少なく
ともコア部が熱変形温度１００℃以上のノルボルネン骨
格を有する熱可塑性樹脂からなることを特徴とする光フ
ァイバー。