JPH0646243B2 - Method for manufacturing plastic optical transmission body - Google Patents

Method for manufacturing plastic optical transmission body

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JPH0646243B2
JPH0646243B2 JP59157858A JP15785884A JPH0646243B2 JP H0646243 B2 JPH0646243 B2 JP H0646243B2 JP 59157858 A JP59157858 A JP 59157858A JP 15785884 A JP15785884 A JP 15785884A JP H0646243 B2 JPH0646243 B2 JP H0646243B2
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clad
purified
core
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行雄 島崎
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 本発明はコアとクラッドからなる耐熱性、耐溶剤性の改
良されたプラスチック光伝送体の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] The present invention relates to a method for producing a plastic optical transmission body comprising a core and a clad with improved heat resistance and solvent resistance.

〔従来の技術とその問題点〕[Conventional technology and its problems]

従来より光伝送体は石英ガラスやプラスチックを利用し
て製造されている。石英ガラスを使用した光伝送体は優
れた光伝送性をもっており、長距離通信用などに実用化
されている。プラスチック光伝送体は石英を用いた光伝
送体を比べると光伝送性は劣るが可撓性の良いこと、軽
いこと、加工しやすいことなどの利点があり、これらを
生かして短距離のデータリンク、ライトガイド、センサ
ーなどへの応用が進められている。これらの応用の中に
は耐熱性が要求される場合も多い。例えば、自動車用の
光データリンクに用いる光伝送体はエンジンルームから
の熱のため100〜120℃といった高温に耐えること
が要望されている。しかし、従来のプラスチック光伝送
体はポリスチレンやポリメチルメタクリレートをコアに
使用しており、常用使用温度は80℃どまりであった。
ポリスチレンやポリメチルメタクリレートを用いた光伝
送体は80℃以上の高温になると収縮を起こし、光伝送
性が低下、さらに100以上といった高温では大きな収
が起こり光伝送性の低下だけでなく光伝送体自体が断線
し、全く光を通さなくなってしまうものであった。
Conventionally, an optical transmission body is manufactured using quartz glass or plastic. An optical transmission body using quartz glass has an excellent optical transmission property and has been put to practical use for long-distance communication. Compared to optical transmission materials that use quartz, plastic optical transmission elements have inferior optical transmission characteristics, but they have the advantages of good flexibility, light weight, and easy processing. , Light guides, sensors, etc. are being applied. In many of these applications, heat resistance is required. For example, an optical transmitter used for an optical data link for an automobile is required to withstand a high temperature of 100 to 120 ° C. due to heat from an engine room. However, the conventional plastic optical transmission body uses polystyrene or polymethylmethacrylate for the core, and the temperature for regular use is only 80 ° C.
An optical transmission material using polystyrene or polymethylmethacrylate contracts at a high temperature of 80 ° C. or higher, and the optical transmission property deteriorates. Further, at a high temperature of 100 or higher, a large yield occurs and the optical transmission property is deteriorated. The wire itself was broken, and no light could pass through.

従来のプラスチック光伝送体のコアとクラッドに使用さ
れているポリメチルメタクリレートとフッ素含有重合体
の高温での使用性能を示す物理的性質としてガラス転移
点と融点がある。ポリメチルメタクリレートのガラス転
移点は約105℃である。ガラス転移点以上の温度では
ポリマ分子のセグメント運動が激しくなってゆらぎが増
し屈折率変化も大きくなるため光の散乱損失が顕著とな
って実用性能を維持できなくなる。
A glass transition point and a melting point are physical properties showing the use performance at a high temperature of polymethylmethacrylate and a fluorine-containing polymer used for the core and clad of a conventional plastic optical transmission body. The glass transition point of polymethylmethacrylate is about 105 ° C. At temperatures above the glass transition point, the segmental motion of the polymer molecules becomes more intense and the fluctuations increase, and the change in the refractive index also increases, so that the scattering loss of light becomes remarkable and the practical performance cannot be maintained.

このためガラス転移点の高いポリマをコアに使用するこ
とが考えられ、付加重合系ポリマと縮合系ポリマが検討
された。縮合系ポリマで透明性の良いポリマとしてポリ
カーボーネートがあり、そのガラス転移点は約145℃
である。ポリカーボーネートをコアとして得られた光伝
送体は熱的特性は良好であったが、光伝送性はポリスチ
レン、ポリメチルメタクリレートに比べかなり劣るもの
であった。理由は縮合重合により得られたポリカーボー
ネートはNaClなど縮合副生物の除工程が必要であ
り、不純物の残渣や混入が避けられないためと見られ
る。縮合系非晶性ポリマで高いガラス転移点を示すもの
としてポリカーボーネートの他にポリスルホン、ポリア
リールエステルなどのポリマが知られているが、光伝送
体加工温度が高くポリマの分解や不純物の残渣、混入が
避け得ず光伝送性の良い光伝送体を得ることができなか
った。
Therefore, it is considered to use a polymer having a high glass transition point in the core, and addition polymerization type polymers and condensation type polymers have been studied. Polycarbonate is a condensation type polymer with good transparency, and its glass transition point is about 145 ° C.
Is. The optical transmission material obtained by using polycarbonate as a core had good thermal characteristics, but the optical transmission property was considerably inferior to polystyrene and polymethylmethacrylate. It is considered that the reason is that the polycarbonate obtained by the condensation polymerization requires a step of removing condensation by-products such as NaCl, and inevitably the residue or contamination of impurities cannot be avoided. Polymers such as polysulfone and polyaryl ester are known as condensation type amorphous polymers that show a high glass transition point. In addition to polycarbonate, polymers such as polysulfone and polyaryl ester are known. However, it was impossible to obtain an optical transmission material having good optical transmission properties due to inevitable mixing.

プラスチック光伝送体のクラッド材としてはコアよりも
屈折率の小さい材料が使用される。従来ポリメチルメタ
クリレートをコアとしたプラスチック光伝送体にはクラ
ッド材としてフルオロアルキルメタクリレートの重合体
やフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンの共重合
体が使用されている。しかしながら、フルオロアルキル
メタクリレートの重合体は分解温度が低く、ファイバ製
造に問題があるばかりでなく重合体のガラス転移温度は
60〜90℃といった低い温度域にある。従って、フル
オロアルキルメタクリレートをクラッドに用いた光伝送
体はそのガラス転移温度の付近の温度さらされると伝送
損失が増大し始め、10℃以上の温度では使えない程損
失が増加する。一方、フッ化ビニリデンとテトラフルオ
ロエチレンの共重合体でフッ化ビニリデンの含有量が7
7モル%の共重合体は融点が10℃である。従って、光
伝送体が融点付近さらに融点を越える様な温度にさらさ
れると伝送損失が増加し、ひいてはコアが流動してしま
い伝送特性が大幅に低下してしまうものである。付加重
合系ポリマでガラス転移温度の高いポリマを与えるもの
としてメタクリル酸アリールやp−フェニルスチレンの
共重合物などがあるが、これらのモノマは工業的に製造
されていない特殊なものに属し、実用化に対してはモノ
マの量産法を確立することから始める必要がある。
A material having a smaller refractive index than the core is used as the clad material for the plastic optical transmission body. Conventionally, a polymer of fluoroalkyl methacrylate or a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene is used as a clad material in a plastic optical transmission body having polymethyl methacrylate as a core. However, the fluoroalkyl methacrylate polymer has a low decomposition temperature, which not only causes problems in fiber production, but also has a glass transition temperature of the polymer in a low temperature range of 60 to 90 ° C. Therefore, an optical transmission body using a fluoroalkyl methacrylate as a cladding starts to increase the transmission loss when exposed to a temperature in the vicinity of its glass transition temperature, and the loss increases to such a degree that it cannot be used at a temperature of 10 ° C. or higher. On the other hand, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer having a vinylidene fluoride content of 7
The 7 mol% copolymer has a melting point of 10 ° C. Therefore, when the optical transmission medium is exposed to a temperature near the melting point or a temperature exceeding the melting point, the transmission loss increases, and eventually the core flows and the transmission characteristics are significantly deteriorated. There are aryl methacrylate and p-phenylstyrene copolymers that give addition-polymerization polymers having a high glass transition temperature, but these monomers belong to special ones that have not been industrially produced and are practically used. To achieve this, it is necessary to start by establishing a mass production method for monomers.

〔発明の目的と概要〕[Object and Summary of Invention]

以上の従来技術の知見を基礎として、本発明者らはプラ
スチック光伝送体の耐熱性向上について鋭意検討を加え
本発明に到達したものである。
Based on the knowledge of the prior art as described above, the inventors of the present invention have earnestly studied to improve the heat resistance of a plastic optical transmission body and arrived at the present invention.

即ち本発明は、 (a)モノマとして、市販の試薬特級のメチルアクリレ
ートを蒸溜により重合防止剤を除去すると共に精製した
精製メチルアクリレート10モル%と、市販の試薬特級
のメチルメタクリレートを蒸溜によって重合防止剤を除
去すると共に精製した精製メチルメタクリレート30モ
ル%と、スチレンを減圧蒸溜して重合禁止剤を除去する
と共に精製した精製スチレン60モル%とを、混合容器
中に投入し、マグネティックスターラーで撹拌混合する
工程と、 (b)重合開始剤として試薬特級のアゾーターシャリー
ブタンを混合モノマのモル数に対して0.01モル%を
混合容器に加え、つぎに連鎖移動剤として減圧蒸溜精製
を行ったn−ブチルメルカプタンを混合モノマ1000
mlに対して1.5×10−2モル加えて撹拌混合させ
る工程と、 (c)該撹拌混合させたモノマ溶液が汚染されないよう
に混合容器から弗化エチレンプロピレン樹脂製チューブ
を通して石英ガラス製の円筒状で、上端と下端は細く絞
ってあり、下端は溶封されている重合容器に移す工程
と、 (d)モノマ溶液を移した重合容器の上端から減圧排気
して溶存空気を除き減圧排気しながら上端の石英ガラス
部分をバーナーで加熱溶封する工程と、 (e)減圧封管された重合容器を液体窒素中に浸しモノ
マ溶液の凍結と加温解凍を繰返して溶存ガスを十分に除
去する工程と、 (f)重合容器を130℃、16時間加熱して熱重合を
行った後上端のガラス管を切って解封してからただちに
真空乾燥器に移し、100℃、48時間加熱して共重合
体中の揮発分を除去し、気泡の全く存在しない透明なプ
リフォームを得る工程と、 (g)重合容器の加熱炉、クラッド被覆ダイ、クラッド
乾燥炉、巻取機を竪型に配列した線引装置を使用し、予
め加熱炉の温度を190〜210℃に設定しておき、石
英ガラス製重合容器の下端のガラス管を切り、加熱炉中
に取付け、上端からNガスで1kg/cm2加圧する工程
と、 (h)プリフォームの温度が上昇し重合容器の下端のノ
ズルから共重合体が溶融押出されてくる際、コアが所定
太さになるように引取速度を調整設定する工程と、 (i)クラッド材として80モル%のフッ化ビニリデン
と20モル%のテトラフルオロエチレンからなる共重合
体の30%酢エチルとメチルエチルケトンとを1対1の
割合で混合した溶液を使用しタラッドコーティング用ポ
ットに充填し、上記の線引したコアをポットとクラッド
ダイおよび160℃に保持された乾燥炉を通して溶剤を
除きコア外周にクラッド膜を形成してプラスチック光フ
ァイバを成形する工程と、 (j)該プラスチック光ファイバにコバルト60のガン
マ線を用い6×10r/hの線量率で総線量15メガ
ラッドを25℃で照射する工程 とより成ることを特徴とするプラスチック光伝送体の製
造方法である。
That is, the present invention provides (a) as monomers, 10 mol% of purified methyl acrylate obtained by removing commercially available reagent grade methyl acrylate by distillation to remove the polymerization inhibitor and purifying commercially available reagent grade methyl methacrylate by distillation. 30 mol% of purified methyl methacrylate obtained by removing the agent and purified, and 60 mol% of purified styrene obtained by distilling styrene under reduced pressure to remove the polymerization inhibitor and purified are put into a mixing vessel and mixed by stirring with a magnetic stirrer. (B) 0.01% by mole of a special grade of azotertiary butane as a polymerization initiator with respect to the number of moles of the mixed monomer is added to the mixing vessel, and then distillation purification under reduced pressure is performed as a chain transfer agent. Monomer 1000 with mixed n-butyl mercaptan
a step of adding 1.5 × 10 −2 mol to ml and stirring and mixing; and (c) a quartz glass-made tube made of a fluorinated ethylene propylene resin tube from a mixing container so that the stirred and mixed monomer solution is not contaminated. Cylindrical, the upper end and the lower end are narrowed down, and the lower end is transferred to a sealed polymerization container, and While heating and sealing the quartz glass part at the top with a burner, (e) dip the vacuum-sealed polymerization vessel in liquid nitrogen and freeze and thaw the monomer solution repeatedly to sufficiently remove the dissolved gas. And (f) heat the polymerization vessel at 130 ° C. for 16 hours to perform thermal polymerization, cut the glass tube at the upper end and unseal, immediately transfer to a vacuum dryer, and heat at 100 ° C. for 48 hours. Copolymer The process of removing the volatile components in the product to obtain a transparent preform free from air bubbles, and (g) a drawing furnace in which a heating furnace for a polymerization container, a clad coating die, a clad drying furnace, and a winding machine are arranged in a vertical shape Using the equipment, set the temperature of the heating furnace in advance to 190-210 ° C, cut the glass tube at the lower end of the quartz glass polymerization container, and attach it in the heating furnace. From the upper end, 1 kg / cm 2 with N 2 gas. A step of pressurizing, and (h) a step of adjusting and setting the take-up speed so that the core has a predetermined thickness when the temperature of the preform rises and the copolymer is melt-extruded from the nozzle at the lower end of the polymerization container. (I) As a clad material, Tarad using a solution obtained by mixing a 30% ethyl acetate and a methylethylketone of a copolymer of 80 mol% vinylidene fluoride and 20 mol% tetrafluoroethylene in a ratio of 1: 1 Coating A plastic optical fiber by forming a clad film on the outer periphery of the core by filling the pot for molding with the drawn core through a pot, a clad die, and a drying oven held at 160 ° C. to remove the solvent. ) A method for producing a plastic optical transmission medium, which comprises irradiating the plastic optical fiber with a gamma ray of cobalt 60 at a dose rate of 6 × 10 4 r / h at a total dose of 15 megarads at 25 ° C. is there.

本発明者らはプラスチック光伝送体の耐熱性、耐溶剤性
を向上させる手段としてポリマの架橋に着眼し、放射線
照射による架橋を研究した。その結果メチルメタクリレ
ートの単独重合体をコアとする光伝送体は放射線照射に
よって架橋が効果的に行われず、照射線量を大きくする
とCO,CO,Hなどの分解ガスを生成し、コア中
に気泡を生じるに至り架橋による特性の向上は実現しな
かった。しかし、スチレン誘導体、アクリル酸エステル
共重合体をコアに使用し、放射線を照射するとポリマ分
子間に架橋が行われ耐熱性、耐溶剤性が顕著に向上する
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have focused on polymer crosslinking as a means for improving the heat resistance and solvent resistance of a plastic optical transmission medium, and have studied crosslinking by irradiation with radiation. As a result, the light transmission body having a core of a homopolymer of methyl methacrylate is not effectively cross-linked by irradiation with radiation, and when the irradiation dose is increased, decomposed gas such as CO, CO 2 and H 2 is generated, and it is generated in the core. The formation of bubbles did not lead to the improvement of the properties due to crosslinking. However, when a styrene derivative and an acrylic acid ester copolymer are used for the core and radiation is applied, cross-linking between polymer molecules is performed, and heat resistance and solvent resistance are remarkably improved, and the present invention is completed. I arrived.

〔発明の補足説明〕[Supplementary explanation of the invention]

本発明に使用するコア材料はスチレンと、メチルアクリ
レートとの共重合体であり、これに放射線照射よる架橋
効果を著しく損なわない範囲でメチルメタクリレートを
共重合体させたものである。
The core material used in the present invention is a copolymer of styrene and methyl acrylate, to which methyl methacrylate is copolymerized within a range that does not significantly impair the crosslinking effect by irradiation with radiation.

一般にモノマM,Mを共重合させるとモノマ反応性
比r,rによって得られる共重合体はランダム・ブ
ロック・交互等の異なる主鎖構造を有するものである。
ブロック共重合体の様な主鎖中の組成の異なりは密度の
ゆらぎやミクロ相分離などによる光散乱要因となり光伝
送性を低下させるので好ましくない。従って、任意のモ
ノマを組合せて共重合を行っても必ずしも低損失の光伝
送体とすることができない。そのほか重合体中に結晶と
非晶部分が共存すると光の散乱が著しくなるのでモノマ
の組合せと重合組成を選定しなければならない。前記し
たスチレンは一般に非晶ポリマとなり、アクリル酸エス
テルの単独重合体は結晶を含有するようになるので、ス
チレン、メチルアクリレート、メチルメタクリルレート
との共重合体として本発明に用する。
Generally, when the monomers M 1 and M 2 are copolymerized, the copolymers obtained by the monomer reactivity ratios r 1 and r 2 have different main chain structures such as random blocks and alternations.
Differences in the composition of the main chain, such as block copolymers, are undesirable because they cause light scattering due to density fluctuations, microphase separation, and the like, and reduce light transmission properties. Therefore, it is not always possible to obtain a low-loss optical transmission medium by copolymerizing arbitrary monomers in combination. In addition, when crystals and amorphous portions coexist in the polymer, light scattering becomes remarkable, so that the combination of monomers and the polymerization composition must be selected. The styrene described above generally becomes an amorphous polymer, and the homopolymer of acrylic acid ester contains crystals, so that it is used in the present invention as a copolymer with styrene, methyl acrylate, and methyl methacrylate.

本発明に使用するコアの重合方式としては、不純物の混
入の虞の少ない塊状重合方式が望ましい。
As the polymerization method of the core used in the present invention, a bulk polymerization method which is less likely to contain impurities is desirable.

本発明に使用するクラッド材料としてはフッ化ビニリデ
ン単位を主成分とする共重合体が適しており、重合体の
融点は120℃以上であることが好ましい。融点が12
0℃未満であると100〜120℃といった温度にさら
された場合伝送損失が増大し、使用に耐えなくなるから
である。本発明に使用するフッ化ビニリデン系共重合体
は、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共
重合体である。なお、フッ化ビニリデンとテトラフルオ
ロエチレンとの共重合体は、テトラフルオロエチレンの
含有量が60モル%以上になると共重合体の結晶性が大
きくなり、またコアとの密着性が低下するため、本発明
では80モル%のフッ化ビニリデンと20%のテトラフ
ルオロエチレンとの共重合体(融点132℃)を使用す
る。
As the clad material used in the present invention, a copolymer containing a vinylidene fluoride unit as a main component is suitable, and the melting point of the polymer is preferably 120 ° C. or higher. Melting point 12
If it is less than 0 ° C, the transmission loss increases when exposed to a temperature of 100 to 120 ° C, and it becomes unusable. The vinylidene fluoride copolymer used in the present invention is a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene. Incidentally, the copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, when the content of tetrafluoroethylene is 60 mol% or more, the crystallinity of the copolymer becomes large, and the adhesiveness with the core decreases, In the present invention, a copolymer of vinylidene fluoride of 80 mol% and tetrafluoroethylene of 20% (melting point 132 ° C.) is used.

コアの外周にクラッドを被覆する手段として本発明はコ
アを成形後前記クラッド材の溶液をコーティング法によ
り被覆する方法を採用する。
As a means for coating the clad on the outer periphery of the core, the present invention employs a method of coating the clad material solution by a coating method after molding the core.

コアに使用する重合体は前記した通り塊状重合方式で製
造するが、塊状重合が好ましく低損失の光伝送体とする
ためにはつぎのようにして異物の混入しないプリフォー
ムを作成し、これを融成形する必要がある。
The polymer used for the core is produced by the bulk polymerization method as described above, but in order to obtain a low loss optical transmission medium which is preferably bulk polymerization, a preform in which foreign matter is not mixed is prepared and melted as follows. Need to be molded.

本発明に使用すコア用の原料モノマはまず不純物と重合
禁止剤をミクロフィルタによる濾過、蒸溜、再結晶など
の方法で精製したモノマを密閉系あるいは塵埃のないク
リーン雰囲気中で混合し重合体の分子量調節のための連
鎖移動剤と重合開始剤を添加し、密閉系あるいはクリー
ン雰囲気中で重合容器に導入し熱重合させることにより
得られる。プリフォームを作成する場合のサイズは重合
容器と使用モノマの量に決まるが、例えば10mmないし
30mmの直径、200〜1000mmの長さものが容易に
作成できる。光散乱要因となる気泡のないプリフォーム
を得るために熱重合開始前にモノマ中に溶存している空
気を凍結脱気により除いておくことおよび減圧封管中で
重合を行うことが必要である。
The raw material monomer for the core used in the present invention is a polymer obtained by mixing impurities and a polymerization inhibitor with a microfilter, distilling, and purifying the monomer purified by a method such as recrystallization in a closed system or in a dust-free clean atmosphere. It can be obtained by adding a chain transfer agent for controlling the molecular weight and a polymerization initiator, introducing it into a polymerization vessel in a closed system or a clean atmosphere, and conducting thermal polymerization. The size of the preform to be prepared depends on the polymerization container and the amount of monomers used, but for example, a diameter of 10 mm to 30 mm and a length of 200 to 1000 mm can be easily prepared. It is necessary to remove air dissolved in the monomer by freeze degassing and to perform polymerization in a vacuum sealed tube before the initiation of thermal polymerization in order to obtain a bubble-free preform that causes light scattering. .

重合温度は通常の熱重合温度、例えば60℃以上の温度
で行い得るがなるべく高温度で重合を行う方が重合時間
も短く、生成する共重合体の構造、組成がより不規則な
ものとなり、より低損失の光伝送体を得るとができるの
で、130が好ましい。
The polymerization temperature may be a normal thermal polymerization temperature, for example, a temperature of 60 ° C. or higher, but the higher the temperature, the shorter the polymerization time and the more irregular the structure and composition of the resulting copolymer. 130 is preferable because an optical transmission body with lower loss can be obtained.

プリフォームから繊維状光伝送体を製造するには溶融紡
糸法が適用できる。本発明では、重合容器内のプリフォ
ームを加熱溶融させ、Nガス等の不活性ガスを用い加
圧することによりコア重合体を重合容器の下端から押出
し、紡糸ダイに定量供給する。
A melt spinning method can be applied to manufacture a fibrous optical transmission body from a preform. In the present invention, the core polymer is extruded from the lower end of the polymerization container by heating and melting the preform in the polymerization container and pressurizing with an inert gas such as N 2 gas, and the core polymer is quantitatively supplied to the spinning die.

本発明のプラスチック光伝送体は少なくともコアは放射
線照射によって架橋される。本発明においてはコバルト
−60によるr線を用いる。
At least the core of the plastic optical transmission article of the present invention is crosslinked by irradiation with radiation. In the present invention, the r-ray of cobalt-60 is used.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例より本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described below with reference to examples.

(実施例1) スチレンを減圧蒸溜して重合禁止剤を除去すると共に精
製した。スチレンの精密精製受器は秤量線入りのものを
用い、必要量のモノマを混合容器にふれることなく移送
できる様に配管を行ったものを用た。混合容器は撹拌用
のポリテトラフルオロエチレン(Du Pont社商品名テフ
ロン)製回転子、共重合用モノマ、重合開始剤、連鎖移
動剤添加用の投入口、ポリテトラフルオロエチレン(Du
Pont社商品名テフロン)製ストッパを用いた重合容器
への取出口を備えている。
(Example 1) Styrene was distilled under reduced pressure to remove the polymerization inhibitor and was purified. The styrene precision refining receiver used had a weighing line, and was equipped with piping so that the required amount of monomer could be transferred without touching the mixing container. The mixing container is a rotor made of polytetrafluoroethylene (Teflon, trade name of Du Pont, Inc.) for stirring, a monomer for copolymerization, a polymerization initiator, an input port for adding a chain transfer agent, polytetrafluoroethylene (Du
Equipped with an outlet to the polymerization container using a stopper made by Pont Co., Ltd. (Teflon, trade name).

市販の試薬薬特級のメチルアクリレートを蒸溜によって
重合防止剤を除き精製した。市販の試薬特級のメチルメ
タクリレートをメチルアクリレートの場合と同様蒸溜に
よって重合防止剤を除き精製した。
A commercially available reagent grade methyl acrylate was purified by distillation to remove the polymerization inhibitor. Commercially available reagent grade methyl methacrylate was purified by removing the polymerization inhibitor by distillation as in the case of methyl acrylate.

精製メチルアクリレート18ml(0.2モル)をクリ
ーンベンチ上で秤量し混合容器中に投入した、精製メチ
ルメタクリレート64ml(0.6モル)をクリーンベ
ンチ上で秤量し混合容器中に投入した。精製スチレン1
38ml(1.2モル)混合容器に移し、マグネティッ
クスターラーで撹拌混合した。重合開始として試薬特級
のアゾーターシャリーブタンを各モノマのモル数の和の
0.01を混合容器に加え、つぎに連鎖移動剤として減
圧蒸溜精製を行ったn−ブチルメルカプタン0.35m
l(1.5×10−2mol/モノマ1000ml)を
加え、更に良く撹拌混合させた。モノマ溶液は汚染され
ないように混合容器から重合容器への取出口からポリテ
トラフルオロエチレン(Du Pont社商品名テフロン)チ
ューブを通して重合容器に移された。重合容器は石英ガ
ラス製の30mmの内径をもつ円筒状で、上端と下端の内
径6mmに細く絞ってあり、下端は溶封されている。モノ
マ溶液を重合容器に移した後上端から減圧排気して溶存
空気を除き減圧排気しながら上端の内径6mmの石英ガラ
ス部分をバーナーで加熱溶封した。つぎに、圧封管され
た重合容器を液体窒素中に浸しモノマ溶液の凍結と加温
解凍を繰返して溶存ガスを十分に除去した。重合容器を
130℃,16時間加熱して熱重合を行った。上端のガ
ラス管を切って解封してからただちに真空乾燥器に移
し、100℃,48時間加熱して共重合体中の揮発分を
除去し、気泡の全く存在しない透明のプリフォームを得
た。重合容器の加熱炉、クラッド被覆ダイ、クラッド乾
燥炉、巻取機を竪型に配列した線引装置を使用し、予め
加熱炉の温度を190〜210℃に設定しておき、石英
ガラス製重合容器の下端のガラス管を切り、加熱炉中に
取付け、上端からNガスで1kg/cm2加圧した。プリ
フォームの温度が上昇すると重合容器の下端のノズルか
ら共重合体が溶融押出されてくるのでコアが約0.5mm
になるように引取速度を調整設定した。一方、クラッド
材としてフッ化ビニリデン〜テトラフルオロエチレン共
重合体(融点132℃,組成80/20モル比)の30
%酢酸エチル〜メチルケトン混合(1/1)溶液を使用
しクラッドコーティ話グ用ポットに充填し、上記線引し
たコアをポットとクラッドダイおよび160℃に持され
た乾燥炉を通して溶剤を除き外径0.5mm、クラッド膜
厚20μmのプラスチック光ファイバに成形した。
18 ml (0.2 mol) of purified methyl acrylate was weighed on a clean bench and charged into a mixing container, and 64 ml (0.6 mol) of purified methyl methacrylate was weighed on a clean bench and charged into a mixing container. Purified styrene 1
The mixture was transferred to a 38 ml (1.2 mol) mixing vessel and mixed by stirring with a magnetic stirrer. To start the polymerization, azotertiary butane of a special grade reagent was added to the mixing container in an amount of 0.01 of the total number of moles of each monomer, and then n-butyl mercaptan 0.35 m which was subjected to vacuum distillation purification as a chain transfer agent.
1 (1.5 × 10 −2 mol / 1000 ml of monomer) was added, and the mixture was further stirred and mixed. The monomer solution was transferred from the mixing container to the polymerization container through a polytetrafluoroethylene (Teflon, trade name of Du Pont Co., Ltd.) tube to the polymerization container so as not to be contaminated. The polymerization vessel is made of quartz glass and has a cylindrical shape with an inner diameter of 30 mm. The upper and lower ends are narrowed to an inner diameter of 6 mm, and the lower end is sealed. After the monomer solution was transferred to a polymerization vessel, the upper end was evacuated under reduced pressure to remove dissolved air, and the evacuated evacuated quartz glass portion having an inner diameter of 6 mm was heat-sealed with a burner. Next, the pressure-sealed polymerization vessel was immersed in liquid nitrogen, and freezing and heating and thawing of the monomer solution were repeated to sufficiently remove the dissolved gas. The polymerization container was heated at 130 ° C. for 16 hours to carry out thermal polymerization. The glass tube at the upper end was cut and unsealed, then immediately transferred to a vacuum dryer and heated at 100 ° C. for 48 hours to remove volatile components in the copolymer to obtain a transparent preform having no bubbles. . A heating furnace for the polymerization vessel, a clad coating die, a clad drying furnace, and a wire drawing device in which a winding machine is vertically arranged are used, and the temperature of the heating furnace is set in advance to 190 to 210 ° C. The glass tube at the lower end of the container was cut, mounted in a heating furnace, and pressurized with 1 kg / cm 2 of N 2 gas from the upper end. When the temperature of the preform rises, the copolymer is melt extruded from the nozzle at the lower end of the polymerization container, so the core is about 0.5 mm.
The take-up speed was adjusted and set so that On the other hand, as a clad material, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (melting point 132 ° C., composition 80/20 molar ratio) 30
% Ethyl acetate-methyl ketone mixed (1/1) solution was used to fill a clad coating pot, and the drawn core was passed through the pot, the clad die, and a drying oven held at 160 ° C. to remove the solvent, and the outer diameter was 0. It was molded into a plastic optical fiber of 0.5 mm and a clad film thickness of 20 μm.

つぎに200mm径に巻き取った上記のプラスチック光フ
ァイバにコバルト60のガンマ線を用い6×10r/
hの線量率で総線量15メガラッドを25℃で照射し
た。得られたプラスチック光ファイバの性質を表1に示
した。
Next, using a gamma ray of cobalt 60 on the above-mentioned plastic optical fiber wound to a diameter of 200 mm, 6 × 10 4 r /
A total dose of 15 megarads was irradiated at 25 ° C. at a dose rate of h. The properties of the obtained plastic optical fiber are shown in Table 1.

照射後のコアのアセトン抽出減量は13%で、キシレン
とメタクレゾールの混合容剤(1/1)に100℃で膨
潤するだけであった。
The acetone extraction weight loss of the core after irradiation was 13%, and it only swelled at 100 ° C. in a mixed solvent (1/1) of xylene and metacresol.

(比較例1) 精製メチルメタクリレート107ml(1.0モル),
重合開始剤として精製2,2′−アゾビス(イソブチロ
ニトリル)0.01%,連鎖移動剤n−ブチルメルカプ
タン0.17ml(1.5×10−2mol/モノマ1
000ml)からなるモノマ溶液組成とする以外は実施
例1と全く同様にしてプラスチック光ファイバを製造
し、ガンマ線を照射した。得られた光ファイバの性質を
表1に示した。照射後のコアのアセトン抽出減量は96
%であり、キシレンとメタクレゾールの混合容剤に10
0℃で形体をとどめることなく溶解した。
(Comparative Example 1) 107 ml (1.0 mol) of purified methyl methacrylate,
Purified 2,2′-azobis (isobutyronitrile) 0.01% as a polymerization initiator, chain transfer agent n-butyl mercaptan 0.17 ml (1.5 × 10 −2 mol / monomer 1)
A plastic optical fiber was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the monomer solution composition was 000 ml), and gamma rays were irradiated. The properties of the obtained optical fiber are shown in Table 1. Acetone extraction weight loss of core after irradiation is 96
% And 10 in a mixed solvent of xylene and metacresol.
It dissolved at 0 ° C. without stopping the shape.

(比較例2) 実施例1で作成したプラスチック光ファイバのガンマ線
照射前の光伝送損失は25℃で0.40dB/mであっ
たが、120℃では光が透過せず測定できなかった。ま
た、ガンマ線照射前のコアはアセトン抽出試験で100
%アセトンに溶解した。
(Comparative Example 2) The optical transmission loss of the plastic optical fiber prepared in Example 1 before gamma ray irradiation was 0.40 dB / m at 25 ° C, but at 120 ° C, light was not transmitted and measurement was impossible. In addition, the core before gamma ray irradiation was 100% in the acetone extraction test.
% Dissolved in acetone.

〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明の製造方法により製
造されたプラスチック光伝送体であれば、耐熱性及び耐
溶剤性に優れており、工業上の実用性の高いものであ
る。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the plastic optical transmission article produced by the production method of the present invention is excellent in heat resistance and solvent resistance, and has high industrial practicality. is there.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】(a)モノマとして、市販の試薬特級のメ
チルアクリレートを蒸溜により重合防止剤を除去すると
共に精製した精製メチルアクリレート10モル%と、市
販の試薬特級のメチルメタクリレートを蒸溜によって重
合防止剤を除去すると共に精製した精製メチルメタクリ
レート30モル%と、スチレンを減圧蒸溜して重合禁止
剤を除去すると共に精製した精製スチレン60モル%と
を、混合容器中に投入し、マグネティックスターラーで
撹拌混合する工程と、 (b)重合開始剤として試薬特級のアゾーターシャリー
ブタンを混合モノマのモル数に対して0.01モル%を
混合容器に加え、つぎに連鎖移動剤として減圧蒸溜精製
を行ったn−ブチルメルカプタンを混合モノマ1000
mlに対して1.5×10−2モル加えて撹拌混合させ
る工程と、 (c)該撹拌混合させたモノマ溶液が汚染されないよう
に混合容器から弗化エチレンプロピレン樹脂製チューブ
を通して石英ガラス製の円筒状で、上端と下端は細く絞
ってあり、下端は溶封されている重合容器に移す工程
と、 (d)モノマ溶液を移した重合容器の上端から減圧排気
して溶存空気を除き減圧排気しながら上端の石英ガラス
部分をバーナーで加熱溶封する工程と、 (e)減圧封管された重合容器を液体窒素中に浸しモノ
マ溶液の凍結と加温解凍を繰返して溶存ガスを十分に除
去する工程と、 (f)重合容器を130℃、16時間加熱して熱重合を
行った後上端のガラス管を切って解封してからただちに
真空乾燥器に移し、100℃、48時間加熱して共重合
体中の揮発分を除去し、気泡の全く存在しない透明のプ
リフォームを得る工程と、 (g)重合容器の加熱炉、クラッド被覆ダイ、クラッド
乾燥炉、巻取機を堅型に配列した線引装置を使用し、予
め加熱炉の温度を190〜210℃に設定しておき、石
英ガラス製重合容器の下端のガラス管を切り、加熱炉中
に取付け、上端からNガスで1kg/cm2加圧する工程
と、 (h)プリフォームの温度が上昇し重合容器の下端のノ
ズルから共重合体が溶融押出されてくる際、コアが所定
太さになるように引取速度を調整設定する工程と、 (i)酢酸エチルとメチルエチルケトンとを1対1の割
合で混合した溶剤に80モル%のフッ化ビニリデンと2
0モル%のテトラフルオロエチレンからなるクラッド用
共重合体を30%溶解した溶液をクラッドコーティング
用ポットに充填し、上記の線引したコアをポットとクラ
ッドダイおよび160℃に保持された乾燥炉を通して溶
剤を除きコア外周にクラッド膜を形成してプラスチック
光ファイバを成形する工程と、 (j)該プラスチック光ファイバにコバルト60のガン
マ線を用い6×10r/hの線量率で総線量15メガ
ラッドを25℃で照射する工程 とより成ることを特徴とするプラスチック光伝送体の製
造方法。
1. (a) As a monomer, a commercially available reagent grade methyl acrylate is distilled to remove a polymerization inhibitor and purified, and 10 mol% of purified methyl acrylate and a commercially available reagent grade methyl methacrylate are subjected to distillation to prevent polymerization. 30 mol% of purified methyl methacrylate obtained by removing the agent and purified, and 60 mol% of purified styrene obtained by distilling styrene under reduced pressure to remove the polymerization inhibitor and purified are put into a mixing vessel and mixed by stirring with a magnetic stirrer. (B) 0.01% by mole of a special grade of azotertiary butane as a polymerization initiator with respect to the number of moles of the mixed monomer is added to the mixing vessel, and then distillation purification under reduced pressure is performed as a chain transfer agent. Monomer 1000 with mixed n-butyl mercaptan
a step of adding 1.5 × 10 −2 mol to ml and stirring and mixing; and (c) a quartz glass-made tube made of a fluorinated ethylene propylene resin tube from a mixing container so that the stirred and mixed monomer solution is not contaminated. Cylindrical, the upper end and the lower end are narrowed down, and the lower end is transferred to a sealed polymerization container, and While heating and sealing the quartz glass part at the top with a burner, (e) dip the vacuum-sealed polymerization vessel in liquid nitrogen and freeze and thaw the monomer solution repeatedly to sufficiently remove the dissolved gas. And (f) heat the polymerization vessel at 130 ° C. for 16 hours to perform thermal polymerization, cut the glass tube at the upper end and unseal, immediately transfer to a vacuum dryer, and heat at 100 ° C. for 48 hours. Copolymer A step of removing the volatile components in the solution to obtain a transparent preform free of air bubbles, and (g) a drawing in which the heating furnace for the polymerization vessel, the clad coating die, the clad drying furnace, and the winding machine are arranged in a rigid pattern. Using the equipment, set the temperature of the heating furnace in advance to 190-210 ° C, cut the glass tube at the lower end of the quartz glass polymerization container, and attach it in the heating furnace. From the upper end, 1 kg / cm 2 with N 2 gas. A step of pressurizing, and (h) a step of adjusting and setting the take-up speed so that the core has a predetermined thickness when the temperature of the preform rises and the copolymer is melt-extruded from the nozzle at the lower end of the polymerization container. (I) 80% by mol of vinylidene fluoride and 2 in a solvent obtained by mixing ethyl acetate and methyl ethyl ketone in a ratio of 1: 1.
A clad coating pot was filled with a solution in which 30% of a clad copolymer consisting of 0 mol% tetrafluoroethylene was dissolved, and the drawn core was passed through a pot, a clad die and a drying oven maintained at 160 ° C. to obtain a solvent. Except for the step of forming a clad film on the outer circumference of the core to form a plastic optical fiber, and (j) using a gamma ray of cobalt 60 on the plastic optical fiber to give a total dose of 15 megarads at a dose rate of 6 × 10 4 r / h. And a step of irradiating at 25 ° C.
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