JPH0643326A - Plastic optical fiber - Google Patents

Plastic optical fiber

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JPH0643326A
JPH0643326A JP5071606A JP7160693A JPH0643326A JP H0643326 A JPH0643326 A JP H0643326A JP 5071606 A JP5071606 A JP 5071606A JP 7160693 A JP7160693 A JP 7160693A JP H0643326 A JPH0643326 A JP H0643326A
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JP
Japan
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optical fiber
polymer
mol
plastic optical
polymerization
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Application number
JP5071606A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisaaki Kobayashi
久晃 小林
Heiroku Suganuma
平六 菅沼
Seishiro Taneichi
正四郎 種市
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH0643326A publication Critical patent/JPH0643326A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the plastic optical fiber which is excellent in all of heat resistance, light transmissivity and mechanical characteristics. CONSTITUTION:The fiber of the plastic optical fiber having the fiber, sheath and resin coating is a copolymer consisting of (A) 5 to 50mol.% N-isopropyl maleimide unit, (B) >=35mol.% methyl methacrylate unit, (C) 0 to 50mol.% styrene unit and (D) 0 to 10mol.% other monomer units copolymerizable therewith (where at least either of (C) and (D) is not 0mol.%), the sheath thereof is a fluorine-contained polymer and the resin coating thereof is a polypropylene polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、芯、鞘、及び樹脂被覆
を有するプラスチック系光ファイバーに関するものであ
り、さらに詳しくは、耐熱性及び透光性がともに優れた
プラスチック系光ファイバーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plastic optical fiber having a core, a sheath and a resin coating, and more particularly to a plastic optical fiber having excellent heat resistance and translucency.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、光ファイバーは石英ガラス、
多成分ガラスあるいはプラスチックを利用して製造され
ている。石英系の光ファイバーは、その優れた透光性能
から長距離通信用に実用化されている。一方、プラスチ
ック光ファイバーは、取扱い易いこと、安価であること
等から、短距離の信号伝送やライトガイドに使用されて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, optical fibers are made of quartz glass,
Manufactured using multi-component glass or plastic. Quartz optical fibers have been put to practical use for long-distance communication because of their excellent light-transmitting performance. On the other hand, plastic optical fibers are used for short-distance signal transmission and light guides because they are easy to handle and inexpensive.

【0003】このプラスチック光ファイバーの芯を構成
する重合体は、透明性に優れかつ耐候性・機械的特性も
実用上問題ないことから、ポリメタクリル酸メチルが主
流になっている。
As the polymer constituting the core of this plastic optical fiber, polymethylmethacrylate is predominant because it is excellent in transparency and has no practical problems in weather resistance and mechanical properties.

【0004】ポリメタクリル酸メチルを芯とする光ファ
イバーは、ポリメタクリル酸メチルの耐熱性水準から、
使用上限温度が85℃程度と限られている。ところが、
近年は、自動車用途あるいは船舶用途として、より耐熱
性の高いプラスチック光ファイバーの要求が強まってき
ている。
An optical fiber having a core of polymethylmethacrylate has a heat resistance level of polymethylmethacrylate.
The upper limit temperature of use is limited to about 85 ° C. However,
In recent years, there has been an increasing demand for plastic optical fibers having higher heat resistance for automobiles or ships.

【0005】プラスチック光ファイバーの耐熱性向上、
即ち、使用温度向上の方法の一つとして、芯成分のガラ
ス転移温度を向上させる方法があり、例えば、次のよう
な方法が知られている。
Improvement of heat resistance of plastic optical fiber,
That is, as one of the methods for improving the use temperature, there is a method for increasing the glass transition temperature of the core component, and the following method is known, for example.

【0006】(1) ポリカーボネート(特開昭57-46204号
公報)、ポリアリレート、ポリアミド等の透明性が高
く、且つガラス転移温度の高い縮合系重合体を芯成分に
使用する。
(1) Polycarbonate (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-46204), polyarylate, polyamide or the like is used as a core component, which is a condensation polymer having a high transparency and a high glass transition temperature.

【0007】(2) 無水マレイン酸(特開昭59-200201 号
公報)、スチレン誘導体(特開昭58-34404号公報)、嵩
高いエステルを有するメタクリル酸(同上)等を、メタ
クリル酸メチルに共重合させた共重合体を芯成分に使用
する。
(2) Maleic anhydride (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-200201), styrene derivative (Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-34404), methacrylic acid having bulky ester (same as above), etc. are converted into methyl methacrylate. The copolymerized copolymer is used as the core component.

【0008】(3) メタクリル酸メチルを重合してポリマ
ーとした後、アミン等を反応させて分子内架橋させた重
合体を芯成分に使用する(特開昭60-185905 号公報)。
(3) A polymer obtained by polymerizing methyl methacrylate to form a polymer and then intramolecularly cross-linking it with an amine or the like is used as a core component (JP-A-60-185905).

【0009】しかしながら、上記(1) の縮合系重合体を
芯成分に使用した光ファイバーは、耐熱性は良好ではあ
るが、透光性能及び耐熱耐久性が充分でない。これは、
その重合体が、重合反応の際に生成した副生物の除去が
困難であったり、副生物やポリマーの分解物によって着
色するためである。
However, although the optical fiber using the condensation polymer of the above (1) as the core component has good heat resistance, it does not have sufficient translucency and heat resistance. this is,
This is because it is difficult for the polymer to remove the by-product generated during the polymerization reaction, or the polymer is colored by the decomposition product of the by-product or the polymer.

【0010】また、前記(2) の共重合体を使用した光フ
ァイバーは、ガラス転移温度の向上が不充分なために耐
熱性を十分な水準まで高めることが難しい。また、その
成分の共重合組成比を高くしたり、モノマーに嵩高さの
著しく大きい官能基を持たせてガラス転移温度を向上さ
せようとした場合には、充分な機械的特性が得られなか
ったり、その基が分解し安く熱安定性に劣るという問題
が生じる。その上、多くが常温で固体であるために、純
度が低く不純物が混入して透光性能が不充分であった
り、また、ポリマー中の残存モノマーが多く、着色やガ
ラス転移温度低下を招き易い。
Further, it is difficult to increase the heat resistance of the optical fiber using the copolymer (2) to a sufficient level because the glass transition temperature is not sufficiently improved. In addition, when the copolymerization composition ratio of the components is increased, or when the monomer is provided with a functional group having an extremely large bulkiness to improve the glass transition temperature, sufficient mechanical properties may not be obtained. However, there arises a problem that the group decomposes and is cheap and has poor thermal stability. In addition, since most of them are solid at room temperature, the purity is low and impurities are mixed in, resulting in insufficient light-transmitting performance. Also, there are many residual monomers in the polymer, which tends to cause coloration and lower glass transition temperature. .

【0011】更に、前記(3) の重合体は副反応物を多く
含み着色しているので、透光性能の良好な光ファイバー
は得られ難い。
Further, since the polymer (3) contains a large amount of by-products and is colored, it is difficult to obtain an optical fiber having a good light-transmitting property.

【0012】また、光ファイバーの耐熱性向上の第2の
方法として、鞘材の周囲に更に保護層を設けて3層以上
の構造にする方法が、特開昭58-18608号公報等で提案さ
れている。ところが、このような構造にしてもポリメタ
クリル酸メチルの熱収縮は避けきれず、耐熱性を十分な
水準まで高めることは困難である。
Further, as a second method for improving the heat resistance of an optical fiber, a method in which a protective layer is further provided around the sheath material so as to have a structure of three or more layers is proposed in JP-A-58-18608. ing. However, even with such a structure, the heat shrinkage of polymethylmethacrylate cannot be avoided, and it is difficult to increase the heat resistance to a sufficient level.

【0013】以上の理由から、プラスチック系の耐熱性
光ファイバーは未だ実用化に至っていない。
For the above reasons, the plastic heat-resistant optical fiber has not yet been put to practical use.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、ポ
リメタクリル酸メチルに匹敵する優れた透光性能や機械
的特性を有するとともに、長期にわたって優れた熱安定
性を発揮することができるプラスチック系光ファイバー
を提供することを主たる目的とする。
Therefore, the present invention is a plastic system which has excellent light-transmitting performance and mechanical properties comparable to those of poly (methyl methacrylate) and can exhibit excellent thermal stability for a long period of time. Its main purpose is to provide optical fibers.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、芯、鞘、及び樹脂被覆を有するプラスチ
ック系光ファイバーにおいて、芯を構成する重合体が、
N−イソプロピルマレイミド単位(A)5〜50モル
%、メタクリル酸メチル単位(B)34モル%以上、ス
チレン単位(C)0〜50モル%、及びこれらと共重合
可能な他のモノマー単位(D)0〜10モル%(ただ
し、(C)および(D)の少なくとも一方は0モル%で
はない)からなる共重合体であり、鞘を構成する重合体
が含フッ素系重合体であり、かつ、樹脂被覆を構成する
重合体がポリプロピレン系重合体であることを特徴とす
るプラスチック系光ファイバーからなる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plastic optical fiber having a core, a sheath, and a resin coating, wherein the polymer constituting the core is
5 to 50 mol% of N-isopropylmaleimide unit (A), 34 mol% or more of methyl methacrylate unit (B), 0 to 50 mol% of styrene unit (C), and other monomer unit (D) copolymerizable therewith. ) 0 to 10 mol% (however, at least one of (C) and (D) is not 0 mol%), and the polymer constituting the sheath is a fluorine-containing polymer, and The plastic-based optical fiber is characterized in that the polymer constituting the resin coating is a polypropylene-based polymer.

【0016】即ち、共重合させるN−置換マレイミドモ
ノマーの種類について種々検討した結果、N−イソプロ
ピルマレイミド単位及びメタクリル酸メチル単位等から
なる特定組成の共重合体が耐熱性プラスチック系光ファ
イバーの芯成分として最適であり、しかも、鞘成分及び
樹脂被覆の重合体として特定の重合体を用いることによ
って、優れた耐熱性光ファイバーが得られることを見出
し本発明をなすに至った。
That is, as a result of various studies on the types of N-substituted maleimide monomers to be copolymerized, a copolymer having a specific composition comprising N-isopropylmaleimide units and methyl methacrylate units etc. was used as the core component of a heat-resistant plastic optical fiber. The inventors have found that an optimal heat-resistant optical fiber can be obtained by using a specific polymer as the polymer for the sheath component and the resin coating, and the present invention has been completed.

【0017】N−置換マレイミド単位は一般に耐熱性向
上のために有効ではあるが、なかでも、N−イソプロピ
ルマレイミドモノマーはその融点が約23℃で蒸留精製
による高純度化が容易であり、また、このモノマーから
得られたホモポリマーはガラス転移温度が約230℃と
高く、無色透明性が極めて高く、さらに、熱安定性、機
械的特性も良好である。従って、N−イソプロピルマレ
イミド単位をメタクリル酸メチルに共重合させると、耐
熱性が優れるとともに光ファイバーの芯成分として要求
される透光性、機械的特性及び可撓性をも満足させるこ
とができる。
The N-substituted maleimide unit is generally effective for improving heat resistance, but among them, the N-isopropylmaleimide monomer has a melting point of about 23 ° C. and is easily purified to a high degree by distillation purification. The homopolymer obtained from this monomer has a high glass transition temperature of about 230 ° C., extremely high colorless transparency, and further has good thermal stability and mechanical properties. Therefore, when N-isopropylmaleimide unit is copolymerized with methyl methacrylate, it is possible to satisfy not only the heat resistance but also the translucency, mechanical properties and flexibility required as the core component of the optical fiber.

【0018】これに対し、芳香族基でN−置換されたマ
レイミド単位を共重合させた場合(例えば、特開昭61-7
7806号公報)、そのマレイミドモノマーが黄色あるいは
淡黄色の結晶で、得られる共重合体も黄色に着色するた
め、優れた透光性の光ファイバーが得られない。
On the other hand, when a maleimide unit N-substituted with an aromatic group is copolymerized (see, for example, JP-A-61-7).
No. 7806), the maleimide monomer is yellow or pale yellow crystals, and the resulting copolymer is also colored yellow, so that an excellent light-transmitting optical fiber cannot be obtained.

【0019】また、脂肪族基でN−置換されたマレイミ
ドモノマーは大部分が無色透明で、しかも副反応による
着色物の生成がなく可視領域に大きな特性吸収もない
が、イソプロピル以外の脂肪族基で置換されたマレイミ
ドは一長一短があり光ファイバー用のモノマーとして不
満足なものである。
Most of the maleimide monomers N-substituted with an aliphatic group are colorless and transparent, and there is no formation of a coloring matter due to a side reaction and no large characteristic absorption in the visible region, but an aliphatic group other than isopropyl is used. The maleimide substituted with is advantageous and disadvantageous as a monomer for optical fibers.

【0020】例えば、エチル、n−プロピル、n−ブチ
ル等のノルマル炭化水素基で置換されたマレイミドはガ
ラス転移温度があまり高くなく得られる光ファイバーの
耐熱性が不充分である。
For example, maleimide substituted with a normal hydrocarbon group such as ethyl, n-propyl and n-butyl does not have a very high glass transition temperature and the heat resistance of the obtained optical fiber is insufficient.

【0021】また、メチル、シクロヘキシルで置換され
たマレイミドはガラス転移温度が高いが、常温で固体で
蒸留による高純度化が容易でないため、得られた光ファ
イバーの透光性能及びポリマーの熱安定性の点が不充分
である。
Further, the maleimide substituted with methyl or cyclohexyl has a high glass transition temperature, but since it is a solid at room temperature and cannot be easily purified to a high degree by distillation, the optical transparency of the obtained optical fiber and the thermal stability of the polymer are improved. Not enough points.

【0022】t−ブチルで置換されたマレイミドはその
ポリマーの熱安定性が悪く、加熱により置換基がイソブ
テンとして脱離し黄変するので、不適当である。
Maleimides substituted with t-butyl are not suitable because the thermal stability of the polymer is poor and the substituents are eliminated as isobutene by heating to cause yellowing.

【0023】さらにまた、イソブチル、第2ブチル、2,
2-ジメチルプロピルで置換されたマレイミドの場合は、
ガラス転移温度や得られる光ファイバーの可撓性等の点
でイソプロピルマレイミドの場合よりも劣る。
Furthermore, isobutyl, sec-butyl, 2,
In the case of maleimide substituted with 2-dimethylpropyl,
It is inferior to the case of isopropylmaleimide in the glass transition temperature and the flexibility of the obtained optical fiber.

【0024】このように、N−イソプロピルマレイミド
モノマーは耐熱性光ファイバー用に最適ではあるが、そ
のホモポリマーは堅くて脆いので、得られる光ファイバ
ーの機械的特性の点からメタクリル酸メチル等との共重
合が必要である。その共重合組成は、使用温度115 〜15
0 ℃での耐熱性及び機械的特性をバランス良く満足させ
る点から、N−イソプロピルマレイミドを5〜50モル
%とすることが必要である。
As described above, the N-isopropylmaleimide monomer is most suitable for heat-resistant optical fibers, but its homopolymer is rigid and brittle, so that it is copolymerized with methyl methacrylate or the like from the viewpoint of mechanical properties of the obtained optical fiber. is necessary. The copolymer composition has a working temperature of 115 to 15
From the viewpoint of satisfying well-balanced heat resistance at 0 ° C. and mechanical properties, it is necessary to set N-isopropylmaleimide to 5 to 50 mol%.

【0025】また、メタクリル酸メチルを34モル%以
上含むことが必要である。さらに、共重合可能な他のモ
ノマー単位の1種以上を含むことが必要である。その共
重合量は、スチレン単位の場合は50モル%以下、ま
た、その他のモノマー単位の場合は10モル%以下の少
量とする。その他のモノマー単位としては、アクリル酸
エチル等が挙げられる。
Further, it is necessary that the content of methyl methacrylate be 34 mol% or more. Further, it is necessary to include at least one other copolymerizable monomer unit. The copolymerization amount is 50 mol% or less for styrene units, and 10 mol% or less for other monomer units. Examples of other monomer units include ethyl acrylate.

【0026】また、透光性能を著しく低下させない極微
量であれば、熱安定剤・抗酸化剤等の添加剤が配合され
ていてもよい。
Further, additives such as heat stabilizers and antioxidants may be blended as long as the amount is a very small amount that does not significantly reduce the light transmission performance.

【0027】一般に2種以上のモノマーを共重合させた
場合は、仕込みモノマー組成と生成コポリマー組成は異
なるが、物質収支等の安定した連続式重合法において
は、著しく共重合性の低いコモノマーを使用しない限
り、仕込みモノマー組成と生成コポリマー組成は異なっ
ても、均一な組成のコポリマーを得ることができる。従
って、透光性能の高いポリマーを得るためには、高クリ
ーン化が図れる点からしても連続式重合法が好ましい。
In general, when two or more kinds of monomers are copolymerized, the composition of the charged monomer and the composition of the produced copolymer are different, but in a continuous continuous polymerization method with stable mass balance, a comonomer having a remarkably low copolymerizability is used. Unless otherwise specified, a copolymer having a uniform composition can be obtained even if the charged monomer composition and the produced copolymer composition are different. Therefore, in order to obtain a polymer having a high light-transmitting property, the continuous polymerization method is preferable from the viewpoint of achieving high cleanliness.

【0028】これに対し、バッチ式重合法の場合は、重
合率に応じて残存モノマー組成及び生成コポリマー組成
が変化して全体的には組成分布のあるコポリマーとなり
易く、密度ゆらぎやミクロ相分離等による光散乱要因と
なり透光性能を低下させ易い。しかし、バッチ式重合法
でも、N−イソプロピルマレイミドと共重合性の近いコ
モノマーを共重合するか、あるいはそれらの仕込み組成
がアゼオトロープ組成に近ければ、組成分布の小さい均
一なコポリマーが得られるので、問題なく使用すること
ができる。
On the other hand, in the case of the batch type polymerization method, the composition of the residual monomer and the composition of the produced copolymer are changed depending on the polymerization rate, and a copolymer having a composition distribution as a whole tends to be formed, resulting in density fluctuation, microphase separation and the like. It becomes a factor of light scattering due to the light-transmissive property and the translucent performance is likely to be deteriorated. However, even in the batch-type polymerization method, when copolymerizing a comonomer having a close copolymerizability with N-isopropylmaleimide, or when the charged composition thereof is close to the azeotropic composition, a uniform copolymer having a small composition distribution can be obtained, which is a problem. Can be used without.

【0029】本発明で芯成分に用いた、N−イソプロピ
ルマレイミド及びメタクリル酸メチル等からなる共重合
体は、上記モノマーをラジカル重合して製造できる。こ
の時の重合開始剤の種類については、重合中に副反応や
着色等の悪影響を及ぼさないものであれば、特に限定さ
れなく、重合温度・重合率・重合時間に応じてその種類
と量を選べばよい。
The copolymer composed of N-isopropylmaleimide and methyl methacrylate used as the core component in the present invention can be produced by radical polymerization of the above monomers. The type of the polymerization initiator at this time is not particularly limited as long as it does not adversely affect side reactions or coloring during the polymerization, and the type and the amount thereof may be changed depending on the polymerization temperature, the polymerization rate, and the polymerization time. You just have to choose.

【0030】重合温度についても特に限定されないが、
70〜150℃の範囲が好ましい。即ち、150℃を越
える高温では、ポリマーの熱劣化の原因となる副生物の
生成が激しく、さらにポリマーの立体規則性においてヘ
テロタクテック構造が増加してガラス転移温度が低下す
る。また、70℃未満では粘度が高すぎてゲル効果が激
しく反応の制御が困難であり、これを防ぐために低重合
率にすれば生産性が低下する。
The polymerization temperature is not particularly limited either,
The range of 70 to 150 ° C is preferable. That is, at a high temperature of more than 150 ° C., the by-products that cause the thermal deterioration of the polymer are vigorously produced, and the stereotactic structure of the polymer is increased in the heterotactic structure to lower the glass transition temperature. On the other hand, if the temperature is lower than 70 ° C., the viscosity is too high and the gel effect is severe, and it is difficult to control the reaction.

【0031】紡糸の際に適した粘度にするためには重合
時に分子量調節剤を添加することが好ましい。その分子
量調節剤の種類は特に限定されないが、重合中に副反応
や着色等の悪影響を及ぼすものやモノマーに対する連鎖
移動定数が1.0より極めて小さいものは好ましくな
い。この点から、メルカプタン類等を適応量使用するこ
とが好ましい。ただしバッチ式重合法においては、分子
量分布を小さくして密度ゆらぎによる光散乱要因を抑え
るために、モノマーに対する連鎖移動定数が1.0に近
いものを使用するのが好ましい。
In order to obtain a viscosity suitable for spinning, it is preferable to add a molecular weight modifier during polymerization. The type of the molecular weight modifier is not particularly limited, but those having adverse effects such as side reaction and coloration during polymerization and those having a chain transfer constant with respect to the monomer extremely smaller than 1.0 are not preferable. From this point, it is preferable to use an appropriate amount of mercaptans and the like. However, in the batch type polymerization method, it is preferable to use one having a chain transfer constant of about 1.0 to the monomer in order to reduce the molecular weight distribution and suppress the light scattering factor due to the density fluctuation.

【0032】一般に、プラスチック光ファイバー用のメ
タクリル酸メチルの重合方法としては、溶媒のない塊状
重合法で、且つ重合率が40−70%の連続式重合法が
採用される。本発明においてもこの方法を採用してもよ
い。また溶液重合法をとってもよい。本発明のように共
重合によってポリマーを得る場合には、回収されたモノ
マー混合物を分留して再利用するよりも高重合率の溶液
重合法で回収された混合物を廃棄する方が、生産性の向
上、及び、ガラス転移温度の低下や熱着色の原因となる
高沸点残存モノマーの低減のために有効である。この溶
媒の具体例としては、トルエン、キシレン等の炭化水素
化合物、酢酸ブチル等のエステル化合物、ジオキサン等
のエーテル化合物等が挙げられるが、重合反応において
不活性であり、且つモノマー及びポリマーが溶解する溶
媒であればこれらに限定されるものではない。
Generally, as a method for polymerizing methyl methacrylate for plastic optical fibers, a bulk polymerization method without a solvent and a continuous polymerization method having a polymerization rate of 40 to 70% is adopted. This method may also be adopted in the present invention. Alternatively, a solution polymerization method may be used. When the polymer is obtained by copolymerization as in the present invention, it is more productive to discard the mixture recovered by the solution polymerization method having a higher polymerization rate than to fractionate and reuse the recovered monomer mixture. Is effective for reducing the glass transition temperature and reducing the high boiling point residual monomer that causes thermal coloring. Specific examples of this solvent include hydrocarbon compounds such as toluene and xylene, ester compounds such as butyl acetate, ether compounds such as dioxane, etc., but they are inactive in the polymerization reaction and dissolve the monomer and polymer. It is not limited to these as long as it is a solvent.

【0033】こうして共重合されて得られたポリマー溶
液は脱モノマー工程に供給され、未反応モノマー等の揮
発物が除去される。その後、溶融状態のまま紡糸機に供
給され、鞘成分のポリマーと合流して芯鞘構造を有する
プラスチック光ファイバーが形成される。
The polymer solution thus obtained by copolymerization is supplied to the demonomerizing step to remove volatile substances such as unreacted monomers. Then, it is supplied to the spinning machine in a molten state, and merges with the polymer of the sheath component to form a plastic optical fiber having a core-sheath structure.

【0034】この際使用される鞘成分樹脂には含フッ素
系重合体を使用することが、透光性能の優れた光ファイ
バーを得るために必要である。この含フッ素系重合体と
しては、例えば、α−フルオロアクリル酸テトラフルオ
ロプロピル/メタクリル酸メチルコポリマー(85/15モ
ル比)等のようにガラス転移温度が高く無色透明性の高
い重合体が用いられる。
It is necessary to use a fluorine-containing polymer for the sheath component resin used at this time in order to obtain an optical fiber having excellent light-transmitting performance. As this fluorine-containing polymer, for example, a polymer having a high glass transition temperature and a high degree of colorless transparency such as α-fluoroacrylic acid tetrafluoropropyl / methyl methacrylate copolymer (85/15 molar ratio) is used. .

【0035】複合溶融紡糸された光ファイバーは、通常
の方法で延伸された後、樹脂被覆されて光ファイバーコ
ードとされるが、この被覆の樹脂としては、融点が高く
耐熱老化性が高いポリプロピレン含有樹脂を使用するこ
とが必要である。
The composite melt-spun optical fiber is drawn by a usual method and then coated with a resin to form an optical fiber cord. As the resin for this coating, a polypropylene-containing resin having a high melting point and a high heat aging resistance is used. It is necessary to use.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに具体的
に説明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0037】なお、実施例中の透光性能の評価は次の方
法で行った。
The light-transmitting performance in the examples was evaluated by the following method.

【0038】タングステンランプの光を回折格子で分波
し、レンズで集光した後、両端を研磨した10−30mの光
ファイバー(サンプルファイバー)の一端から入射し、
他の一端より出射した光をフォトダイオードで光電力
(Ps)として検出した。次に入射端を固定したまま入射
端より約2mのところで切断し、同様に光電力(Pr)の
測定を繰り返した。このカットバック法を用いて測定
し、次式に従って光ファイバーの透光損失を算出した。
The light of the tungsten lamp is split by a diffraction grating, condensed by a lens, and then incident from one end of an optical fiber (sample fiber) of 10-30 m whose both ends are polished,
The light emitted from the other end was detected by the photodiode as optical power (Ps). Next, with the entrance end fixed, the optical fiber was cut at about 2 m from the entrance end, and the measurement of the optical power (Pr) was repeated in the same manner. This cut-back method was used for measurement, and the light transmission loss of the optical fiber was calculated according to the following formula.

【0039】 透光損失(dB/km) =(Ps −Pr)/(Ls −Lr)・1000 ここで、L:光ファイバー長(m)、 P:光電力値(dBm)、 s:サンプルファイバー r:リファレンスファイバー また、光ファイバーの耐熱耐久性は次の方法により評価
した。
Light transmission loss (dB / km) = (Ps−Pr) / (Ls−Lr) · 1000 where L: optical fiber length (m), P: optical power value (dBm), s: sample fiber r Reference fiber The heat resistance durability of the optical fiber was evaluated by the following method.

【0040】光ファイバーを125℃の熱風乾燥器で1
000時間、加熱した後の透光損失を、上記方法に従っ
て測定した。そして、加熱する前の透光損失の値と対比
し、加熱による透光損失の増加値から耐熱耐久性を評価
した。
The optical fiber was heated with a hot air dryer at 125 ° C.
The light loss after heating for 000 hours was measured according to the above method. Then, the heat resistance durability was evaluated by comparing with the value of the light transmission loss before heating and from the increased value of the light transmission loss due to heating.

【0041】[実施例1] N−イソプロピルマレイミド 104.4g(15mol%) メタクリル酸メチル 175.2g(35mol%) スチレン 260.4g(50mol%) アゾ−t−ブタン 0.36g トルエン 全溶液に対し35重量% を有する混合物をそれぞれ蒸留して調整した後、0.0
5μφのテフロン製フィルターで濾過しながら、重合槽
に仕込んだ。そこで窒素加圧下130℃で16時間、溶
液重合した後、徐々に加熱して最終的に180℃に16
時間保ち、重合を完結させるとともに重合開始剤を完全
に分解させた。さらに昇温して230℃で1時間保った
後、窒素加圧下で徐々に脱モノマー工程に供給し、未反
応モノマー等を除去してポリマーを得た。
Example 1 N-isopropylmaleimide 104.4 g (15 mol%) Methyl methacrylate 175.2 g (35 mol%) Styrene 260.4 g (50 mol%) Azo-t-butane 0.36 g Toluene 35% by weight based on the total solution. After adjusting each of the mixtures with each other by distillation,
The mixture was placed in a polymerization tank while being filtered with a 5 μφ Teflon filter. Therefore, the solution was polymerized under nitrogen pressure at 130 ° C for 16 hours, and then gradually heated to 180 ° C for 16 hours.
It was kept for a time to complete the polymerization and to completely decompose the polymerization initiator. After further raising the temperature and maintaining it at 230 ° C. for 1 hour, it was gradually supplied to the demonomerizing step under nitrogen pressure to remove unreacted monomers and the like to obtain a polymer.

【0042】次に、得られたポリマーを芯鞘二層構造紡
糸口金を有する複合紡糸機の芯成分として供給した。
Next, the obtained polymer was supplied as a core component of a composite spinning machine having a core-sheath two-layer structure spinneret.

【0043】一方、鞘成分には、α−フルオロアクリル
酸テトラフルオロプロピル/メタクリル酸メチルコポリ
マー(85/15モル比)を180℃で溶融させた後、口金
部に供給した。
On the other hand, as a sheath component, α-fluoroacrylic acid tetrafluoropropyl / methyl methacrylate copolymer (85/15 molar ratio) was melted at 180 ° C. and then supplied to the die part.

【0044】こうして紡糸温度240℃、引取り速度5
m/min で得られた光ファイバーは、芯材部径980μ
m、鞘材部厚さ10μmの同心円状の光ファイバーであ
った。次に、200℃で1.8倍に延伸した後、ポリプ
ロピレン樹脂で被覆しコード化した。
Thus, the spinning temperature is 240 ° C. and the take-up speed is 5
The optical fiber obtained at m / min has a core diameter of 980μ.
The optical fiber was concentric and had a thickness of m and a sheath material thickness of 10 μm. Next, the film was stretched 1.8 times at 200 ° C. and then coated with polypropylene resin to be coded.

【0045】脱モノマー工程を経たポリマーは、残存モ
ノマー量がGC測定の結果0.28wt%であり、ガラス
転移温度がDSC測定の結果132℃であった。
In the polymer which had been subjected to the demonomerization step, the residual monomer amount was 0.28 wt% as measured by GC, and the glass transition temperature was 132 ° C. as measured by DSC.

【0046】コード化した光ファイバーの25℃におけ
る透光損失値は、660nm で218dB/kmであった。ま
た、125℃で1000時間熱処理した後の透光損失値
は660nmで226dB/kmとほとんど変化せず、耐熱耐久
性は良好であった。さらにまた、良好巻付け径が1mmま
でと可撓性も良好であった。このように、ポリメタクリ
ル酸メチルに匹敵する優れた透光性能及び機械的特性を
有し、かつ耐熱性の優れたプラスチック光ファイバーが
得られた。
The light transmission loss value at 25 ° C. of the coded optical fiber was 218 dB / km at 660 nm. Further, the light transmission loss value after heat treatment at 125 ° C. for 1000 hours was 226 dB / km at 660 nm, which was almost unchanged, and the heat resistance durability was good. Furthermore, the good winding diameter was 1 mm and the flexibility was good. Thus, a plastic optical fiber having excellent light-transmitting performance and mechanical properties comparable to those of polymethylmethacrylate and excellent heat resistance was obtained.

【0047】[比較例1〜5]モノマー組成をそれぞれ
表1に示したように変更した以外は実施例1と同様にし
て光ファイバーを得た。得られた光ファイバーの物性値
は表1に示すとおりであり、透光性能、耐熱耐久性及び
可撓性ともに実施例1より劣っていた。
[Comparative Examples 1 to 5] Optical fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the monomer compositions were changed as shown in Table 1. The physical properties of the obtained optical fiber are as shown in Table 1, and were inferior to Example 1 in light transmission performance, heat resistance durability and flexibility.

【0048】[実施例2及び比較例6]モノマー組成を
それぞれ表1に示したように変更し、重合方法を次の連
続式の溶液重合とした以外は、実施例1と同様にして光
ファイバーを得た。
[Example 2 and Comparative Example 6] An optical fiber was prepared in the same manner as in Example 1 except that the monomer composition was changed as shown in Table 1 and the polymerization method was the following continuous solution polymerization. Obtained.

【0049】モノマー及び溶媒からなる混合物を、0.
1μφのテフロン製フィルターで濾過しながら5kg/hr
の速度で重合槽に供給した。重合温度は130℃であ
り、重合槽での平均滞留時間は4時間になるように液面
レベルを管理し、反応したポリマー溶液は計量ポンプで
5kg/hrの速度で排出した。この溶液はベント付き押出
機に供給し、190〜235℃、250〜5torr. の条
件で未反応モノマー及び溶媒を除去した。
A mixture of the monomer and the solvent was added to 0.
5kg / hr while filtering with 1μφ Teflon filter
Was fed to the polymerization tank at a rate of. The polymerization temperature was 130 ° C., the liquid level was controlled so that the average residence time in the polymerization tank was 4 hours, and the reacted polymer solution was discharged with a metering pump at a rate of 5 kg / hr. This solution was fed to an extruder with a vent, and unreacted monomers and solvent were removed under the conditions of 190 to 235 ° C. and 250 to 5 torr.

【0050】重合層出のポリマーの反応率は、それぞ
れ、89wt%、90wt%であり、また、得られた共重合
体の分析組成は、それぞれモル比で、 21.3 : 34.1 :
44.6、及び、 21.5 : 34.0 : 44.5 であった。
The reaction rates of the polymers in the polymerized layer were 89 wt% and 90 wt%, respectively, and the analytical compositions of the obtained copolymers were 21.3: 34.1: molar ratios, respectively.
It was 44.6 and 21.5: 34.0: 44.5.

【0051】得られた光ファイバーの物性値は表1に示
すとおりであり、透光性能、耐熱耐久性及び可撓性とも
に、N−イソプロピルマレイミドを用いた実施例2が他
のN−置換マレイミドを用いた比較例6よりも優れてい
た。
The physical properties of the obtained optical fiber are as shown in Table 1. Example 2 using N-isopropylmaleimide is different from other N-substituted maleimides in light transmission performance, heat resistance durability and flexibility. It was superior to Comparative Example 6 used.

【0052】[0052]

【表1】 [実施例3〜5及び比較例7〜9]N−イソプロピルマ
レイミドの共重合割合を表2に示したように0〜60モ
ル%と変化させ、トルエンを用いずに塊状重合した以外
は実施例1と同様にして光ファイバーを得た。ただし、
実施例4、5及び比較例7、9のモノマー組成には、n
−ブチルメルカプタン0.10モル%をさらに添加し
た。
[Table 1] [Examples 3 to 5 and Comparative Examples 7 to 9] Examples except that the copolymerization ratio of N-isopropylmaleimide was changed to 0 to 60 mol% as shown in Table 2 and bulk polymerization was performed without using toluene. An optical fiber was obtained in the same manner as in 1. However,
The monomer compositions of Examples 4 and 5 and Comparative Examples 7 and 9 have n
-Butyl mercaptan 0.10 mol% was further added.

【0053】表2に示すとおり、N−イソプロピルマレ
イミドの共重合割合が5〜50モル%の範囲内の場合に
優れた耐熱性光ファイバーが得られた。
As shown in Table 2, excellent heat-resistant optical fibers were obtained when the copolymerization ratio of N-isopropylmaleimide was within the range of 5 to 50 mol%.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明のプラスチック光ファイバーは、
ポリメタクリル酸メチルを芯成分とした光ファイバーに
匹敵する優れた透光性能や機械的特性を保持するととも
に、優れた耐熱耐久性を有する。
The plastic optical fiber of the present invention is
It has excellent light-transmitting performance and mechanical properties comparable to optical fibers with polymethylmethacrylate as the core component, and also has excellent heat resistance and durability.

【0056】従って、本発明のプラスチック光ファイバ
ーは、従来のプラスチック光ファイバーでは使用できな
かった自動車のエンジンルーム等の耐熱性が要求される
分野においても長期的に使用が可能であり、工業的に意
義及び価値の高いものである。
Therefore, the plastic optical fiber of the present invention can be used for a long period of time in a field where heat resistance is required, such as an automobile engine room, which cannot be used with the conventional plastic optical fiber. It is of high value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 芯、鞘、及び樹脂被覆を有するプラス
チック系光ファイバーにおいて、芯を構成する重合体
が、N−イソプロピルマレイミド単位(A)5〜50モ
ル%、メタクリル酸メチル単位(B)34モル%以上、
スチレン単位(C)0〜50モル%、及びこれらと共重
合可能な他のモノマー単位(D)0〜10モル%(ただ
し、(C)および(D)の少なくとも一方は0モル%で
はない)からなる共重合体であり、鞘を構成する重合体
が含フッ素系重合体であり、かつ、樹脂被覆を構成する
重合体がポリプロピレン系重合体であることを特徴とす
るプラスチック系光ファイバー。
1. In a plastic optical fiber having a core, a sheath, and a resin coating, the polymer constituting the core contains 5 to 50 mol% of N-isopropylmaleimide unit (A) and 34 mol of methyl methacrylate unit (B). %that's all,
Styrene unit (C) 0 to 50 mol% and other monomer unit (D) 0 to 10 mol% copolymerizable therewith (provided that at least one of (C) and (D) is not 0 mol%). A plastic optical fiber, characterized in that the polymer constituting the sheath is a fluorine-containing polymer, and the polymer constituting the resin coating is a polypropylene polymer.
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