JPH0660965B2 - Method for manufacturing heat-resistant plastic optical fiber - Google Patents

Method for manufacturing heat-resistant plastic optical fiber

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JPH0660965B2
JPH0660965B2 JP60115068A JP11506885A JPH0660965B2 JP H0660965 B2 JPH0660965 B2 JP H0660965B2 JP 60115068 A JP60115068 A JP 60115068A JP 11506885 A JP11506885 A JP 11506885A JP H0660965 B2 JPH0660965 B2 JP H0660965B2
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weight
unit
polymer
methacrylic acid
polymerization
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真一 豊島
郁二 大谷
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旭化成工業株式会社
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は耐熱性プラスチツク光フアイバーの製造方法に
関するものである。さらに詳しくいえば、本発明は、自
動車や、直射日光にさらされる屋外ダクト内、熱的環境
の悪い高温工場においても使用しうる耐熱性プラスチッ
ク光ファイバーを製造する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a heat-resistant plastic optical fiber. More specifically, the present invention relates to a method for producing a heat-resistant plastic optical fiber that can be used in an automobile, an outdoor duct exposed to direct sunlight, and a high temperature factory where the thermal environment is bad.

従来の技術 近年、情報伝送路として光フアイバーを用いる光通信技
術は急速に進歩し、すでに実用化の段階になつている。
2. Description of the Related Art In recent years, optical communication technology using an optical fiber as an information transmission path has rapidly advanced and is already in the stage of practical application.

この光フアイバーには、長距離通信用の石英光フアイバ
ーと短距離通信用のプラスチツク光フアイバーの2種類
がある。後者のプラスチツク光フアイバーは、素材とし
てポリエチレンやポリメチルメタクリレートのような透
明性に優れた熱可塑性樹脂を用い、芯部分が鞘部分より
も屈折率が高くなるような同心型の形状を有し、その一
端から入射した光を芯鞘の界面で全反射させながら、他
端に伝送するものである。
There are two types of optical fibers, a quartz optical fiber for long-distance communication and a plastic optical fiber for short-distance communication. The latter plastic optical fiber uses a highly transparent thermoplastic resin such as polyethylene or polymethylmethacrylate as a material, and has a concentric shape in which the core has a higher refractive index than the sheath, The light incident from one end is transmitted to the other end while being totally reflected at the interface between the core and the sheath.

このようなプラスチツク光フアイバーの中で、耐熱性を
有するものとしては、これまでポリカーボネート、メタ
クリル酸メチルと無水マレイン酸やスチレンとの共重合
体、メタクリル酸メチルとα−メチルスチレンとの共重
合体、メタクリル酸メチルとイソボルニルメタクリレー
トやボルニルメタクリレートとの共重合体などを芯材と
するものが提案されている。
Among such plastic optical fibers, those having heat resistance include polycarbonate, a copolymer of methyl methacrylate and maleic anhydride or styrene, a copolymer of methyl methacrylate and α-methylstyrene. , Those having a core material such as a copolymer of methyl methacrylate and isobornyl methacrylate or bornyl methacrylate have been proposed.

しかしながら、ポリカーボネートを芯材とするプラスチ
ツク光フアイバーは耐熱性には優れているものの導光性
能が劣り、長距離の伝達には不適当であるという欠点が
ある。
However, a plastic optical fiber having a polycarbonate as a core material has excellent heat resistance, but is inferior in light guiding performance and is not suitable for long-distance transmission.

一方、メタクリル酸メチル系の共重合体を芯材とするプ
ラスチツク光フアイバーは、機械的強度の点で問題があ
る。
On the other hand, a plastic optical fiber using a methyl methacrylate-based copolymer as a core material has a problem in mechanical strength.

このように、耐熱性に優れ、しかも導光性能及び機械的
強度の良好な実用的プラスチツク光フアイバーはこれま
で見出されていない。
As described above, a practical plastic optical fiber having excellent heat resistance and good light guiding performance and mechanical strength has not been found so far.

発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、耐熱性、導光性能及び機械的強度のい
ずれにおいても優れているプラスチツク光フアイバーを
提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to provide a plastic optical fiber which is excellent in heat resistance, light guiding performance and mechanical strength.

問題点を解決するための手段 本発明者らは先に、メタクリル酸メチル、メタクリル酸
及びスチレンから得られた共重合体より誘導される、メ
タクリル酸メチル単位、式 で示される六員環酸無水物単位、メタクリル酸単位及び
スチレン単位から成る共重合体は、透明性に優れ、しか
も耐熱性及び機械的強度に優れていることを見出した。
この重合体は、メタクリル酸メチル、メタクリル酸及び
スチレンを共重合して得られる重合体を脱揮装置内で減
圧下に加熱処理して、該重合体中のメタクリル酸単位同
士の連鎖や、メタクリル酸メチル単位とメタクリル酸単
位との連鎖の一部又は全部を脱水環化又脱メタノール環
化することによつて得られる。
Means for Solving the Problems The present inventors have previously described a methyl methacrylate unit, a formula, derived from a copolymer obtained from methyl methacrylate, methacrylic acid and styrene. It was found that the copolymer composed of a 6-membered cyclic anhydride unit, a methacrylic acid unit and a styrene unit represented by the formula (3) has excellent transparency, heat resistance and mechanical strength.
This polymer is obtained by subjecting a polymer obtained by copolymerizing methyl methacrylate, methacrylic acid and styrene to heat treatment under reduced pressure in a devolatilization device to obtain a chain of methacrylic acid units in the polymer or methacrylic acid unit. It can be obtained by dehydration cyclization or demethanol cyclization of a part or all of the chain of a methyl acid unit and a methacrylic acid unit.

そして、本発明者らは、この重合体が有する優れた透明
性、耐熱性及び機械的強度に着目し、先に、このものを
芯材とするプラスチック光ファイバーを提案した(特開
昭60−115902号公報)。これについて、その後さらに研
究を重ね、重合用原料を十分に精製し、かつ反応液の脱
揮からファイバーに成形するまでの処理を改善すること
により、この重合体の透明性が著しく向上することを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
Then, the present inventors paid attention to the excellent transparency, heat resistance and mechanical strength of this polymer, and previously proposed a plastic optical fiber having this as a core material (Japanese Patent Laid-Open No. 60-115902). Issue). After that, further research was conducted to sufficiently improve the transparency of this polymer by sufficiently purifying the polymerization raw material and improving the treatment from devolatilization of the reaction solution to molding into a fiber. Based on this finding, the present invention has been completed based on this finding.

すなわち本発明は、あらかじめ重合禁止剤、溶存酸素及
びきよう雑物を除去したメタクリル酸メチル、メタクリ
ル酸及びスチレンから成る単量体成分を、あらかじめ溶
存酸素及びきよう雑物を除去した連鎖移動剤、重合開始
剤及び必要に応じ溶剤とともに連続的に重合帯域に供給
して重合反応に付し、次いで得られた反応混合物を高
温、減圧下にもたらし、未反応単量体、必要に応じ用い
られた溶剤、反応により生成する水及びメタノールを除
去し、可及的速やかに紡糸して、(A)式 で示される六員環酸無水物単位1〜35重量%、(B)メ
タクリル酸単位15重量%以下、(C)スチレン単位1〜
60重量%及び(D)メタクリル酸メチル単位39〜90重量
%から成る重合体の芯材を形成し、次に、この周囲をこ
の芯材よりも低い屈折率をもつ鞘材で被覆することを特
徴とする耐熱性プラスチック光ファイバーの製造方法を
提供するものである。
That is, the present invention relates to a monomer component consisting of methyl methacrylate, methacrylic acid and styrene from which a polymerization inhibitor, dissolved oxygen and contaminants have been removed in advance, and a chain transfer agent from which dissolved oxygen and contaminants have been removed in advance. , The polymerization initiator and optionally a solvent are continuously supplied to the polymerization zone to carry out the polymerization reaction, and then the obtained reaction mixture is brought to a high temperature and a reduced pressure, and an unreacted monomer is used as necessary. The solvent, water and methanol produced by the reaction are removed, and spinning is carried out as quickly as possible to obtain the formula (A). 1 to 35% by weight of a 6-membered cyclic anhydride unit represented by, (B) methacrylic acid unit of 15% by weight or less, (C) styrene unit 1 to
Forming a polymeric core consisting of 60% by weight and (D) 39-90% by weight of methyl methacrylate units, and then coating this surrounding with a sheath material having a lower refractive index than this core. A method for producing a characteristic heat-resistant plastic optical fiber is provided.

本発明においては、重合反応に使用するすべての原料中
のごみなどの不溶性微粒子及び溶存酸素をあらかじめ除
去することが必要であり、単量体は、さらにその中に含
まれる重合禁止剤もあらかじめ除去することが必要であ
る。
In the present invention, it is necessary to remove insoluble fine particles such as dust and dissolved oxygen in all raw materials used for the polymerization reaction in advance, and the monomer further removes the polymerization inhibitor contained therein in advance. It is necessary to.

本発明で用いる単量体、特にメタクリル酸及びスチレン
には、通常フエノール系、アミン系、イミン系などの重
合禁止剤が含まれており、これらの重合禁止剤は、例え
ば精留、再結晶、吸着などの処理によつて除去すること
ができる。また、原料中に含まれる溶存酸素は、脱揮工
程や紡糸工程で熱履歴を受ける際の着色の原因となり、
この溶存酸素を除去するには、高純度窒素などの不活性
ガスを用いて向流拡散させるか、又は真空脱気すること
が好ましく、またその除去の程度については、溶存酸素
量が常温大気下の平衡酸素濃度の1/10以下、好ましくは
1/20以下であることが望ましい。さらにごみなどのきよ
う雑物を除去するには、蒸留可能な単量体や溶剤は、そ
れぞれ単独又は混合して蒸留することが好ましい。この
場合、重合しやすい単量体は酸素存在下に蒸留したの
ち、溶存酸素を除去することが望ましい。
Monomers used in the present invention, particularly methacrylic acid and styrene, usually include a phenol-based, amine-based, imine-based polymerization inhibitor, and these polymerization inhibitors include, for example, rectification, recrystallization, It can be removed by a treatment such as adsorption. In addition, the dissolved oxygen contained in the raw material causes coloring when undergoing a heat history in the devolatilization step and the spinning step,
In order to remove this dissolved oxygen, it is preferable to carry out countercurrent diffusion using an inert gas such as high-purity nitrogen, or to carry out vacuum degassing. 1/10 or less of the equilibrium oxygen concentration of, preferably
It is desirable to be 1/20 or less. Further, in order to remove dusts and other contaminants, it is preferable to distill the distillable monomers and the solvents individually or in a mixture. In this case, it is desirable to remove the dissolved oxygen after distilling the easily polymerizable monomer in the presence of oxygen.

また、連鎖移動剤や重合開始剤は単独又は溶剤ととも
に、100Å以下、好ましくは30Å以下の微粒子を除去
することができ、かつこれらの薬品に耐性のある限外ろ
過膜、例えばポリアクリロニトリル中空糸から成る限外
ろ過膜を用いてろ過してもよいし、蒸留可能な場合は蒸
留処理によつて、該微粒子を除去してもよい。このよう
な処理により高度に精製された原料を使用することによ
り、得られる重合体の透明性は著しく改善される。
In addition, a chain transfer agent or a polymerization initiator alone or together with a solvent can remove fine particles of 100 Å or less, preferably 30 Å or less, and from ultrafiltration membranes resistant to these chemicals, for example, polyacrylonitrile hollow fiber. The resulting fine particles may be filtered using an ultrafiltration membrane consisting of the above, or, if distillable, the fine particles may be removed by a distillation treatment. By using a highly purified raw material by such treatment, the transparency of the obtained polymer is significantly improved.

本発明においては、前記のようにして処理した原料を用
い、無溶媒又は溶媒の存在下に連続的に共重合させたの
ち、この反応液を脱揮装置に連続的に供給して減圧下に
加熱処理を行い、未反応単量体又は未反応単量体と溶剤
を除去するとともに、環化反応によつて発生する水及び
メタノールを除去し、できるだけ完全に重合体中のメタ
クリル酸単位を六員環酸無水物単位に変成する。このよ
うな六員環酸無水物単位に変成する処理を行わないと、
重合体は通常の熱成形条件でも、メタクリル酸単位の一
部が環化し、その際発生する水やメタノールにより成形
物に発泡が生じる。
In the present invention, using the raw material treated as described above, after continuously copolymerizing in the absence of solvent or in the presence of a solvent, this reaction solution is continuously supplied to a devolatilization apparatus under reduced pressure. Heat treatment is performed to remove the unreacted monomer or the unreacted monomer and the solvent, as well as the water and methanol generated by the cyclization reaction to remove the methacrylic acid unit in the polymer as completely as possible. Converts to a membered ring acid anhydride unit. If the treatment for converting to such a 6-membered cyclic anhydride unit is not performed,
Even under normal thermoforming conditions, a part of the methacrylic acid unit of the polymer is cyclized, and water or methanol generated at that time causes foaming of the molded product.

本発明においては、メタクリル酸単位の大部分を環化す
るための条件として、100torr以下の減圧下に230〜280
℃の温度で10〜60分間程度滞留させることが好まし
い。
In the present invention, the conditions for cyclizing most of the methacrylic acid units are 230 to 280 under a reduced pressure of 100 torr or less.
It is preferable to retain at a temperature of ° C for about 10 to 60 minutes.

また、脱揮装置としては、高温、減圧下で操作しうるフ
ラツシユタンク、脱揮押出機、あるいはこれらの組合せ
などを用いることができる。
As the devolatilizer, a flush tank that can be operated under high temperature and reduced pressure, a devolatilizing extruder, or a combination thereof can be used.

本発明においては、できるだけ熱履歴を少なくして、所
望の透明性を有し、かつ発泡のないフアイバー成形体を
得るために、脱揮装置の最終ベント口からフアイバーへ
成形するダイス出口までの滞留時間を可及的に短かく
し、この間で生じる六員環化反応を極力抑制することが
必要であり、また、前記環化処理時間は、フアイバー成
形時に重合体が発泡しない程度の最少限に抑制すること
が望ましい。脱揮装置の最終ベント口からフアイバーへ
成形するダイス出口までの帯域には押出機のメータリン
グゾーンやギヤポンプ、複合紡糸ダイスが存在し、重合
体の平均帯留時間は通常2分程度であるが、本発明にお
いては、この帯留時間を好ましくは60秒以下、さらに
好ましくは30秒以下にすることが望ましい。
In the present invention, in order to reduce the heat history as much as possible, to have a desired transparency, and to obtain a fiber molded body without foaming, in order to obtain a fiber molded body from the final vent port of the devolatilization device to the die outlet for molding to the fiber It is necessary to keep the time as short as possible and suppress the six-membered cyclization reaction that occurs during this time as much as possible.The cyclization treatment time is also suppressed to the minimum level at which the polymer does not foam during fiber molding. It is desirable to do. In the zone from the final vent port of the devolatilizer to the die outlet for molding into the fiber, there are the metering zone of the extruder, the gear pump, and the composite spinning die, and the average zoning time of the polymer is usually about 2 minutes, In the present invention, the retention time is preferably 60 seconds or less, more preferably 30 seconds or less.

本発明において、光フアイバーの芯材として用いる重合
体の組成は、前記式(1)で示される六員環酸無水物単位
が1〜35重量%、メタクリル酸単位が15重量%以
下、スチレン単位1〜60重量%及びメタクリル酸メチ
ル単位が39〜90重量%の範囲にあることが必要であ
る。該六員環酸無水物単位は、重合体の熱安定性や耐熱
性を向上させる役割を果たすものであり、この含有量が
1重量%未満では、その効果が発揮できず、一方35重量
%を超えると重合体の流動性が悪くなり好ましくない。
該六員環酸無水物単位は赤外分光光度計により、1800cm
-1及び1760cm-1の吸収の測定から定量できる。
In the present invention, the composition of the polymer used as the core material of the optical fiber is such that the 6-membered cyclic anhydride unit represented by the formula (1) is 1 to 35% by weight, the methacrylic acid unit is 15% by weight or less, and the styrene unit. It should be in the range of 1 to 60% by weight and methyl methacrylate units in the range of 39 to 90% by weight. The 6-membered cyclic anhydride unit plays a role of improving the thermal stability and heat resistance of the polymer, and if the content is less than 1% by weight, the effect cannot be exhibited, while the content of 35% by weight If it exceeds, fluidity of the polymer deteriorates, which is not preferable.
The 6-membered cyclic anhydride unit is 1800 cm by an infrared spectrophotometer.
It can be quantified by measuring the absorption at -1 and 1760 cm -1 .

第2成分のメタクリル酸単位の含有量は15重量%以下
であることが必要である。この含有量が15重量%を超
えると、脱揮押出機の最終ベント口から紡糸ダイスの出
口までの間の滞留時間をいかに短くしても、発泡は免れ
ない。
The methacrylic acid unit content of the second component must be 15% by weight or less. When this content exceeds 15% by weight, foaming is inevitable no matter how short the residence time from the final vent port of the devolatilizing extruder to the outlet of the spinning die is shortened.

第3成分のスチレン単位の含有量は1〜60重量%の範
囲である。この含有量が1重量%より少ないと、六員環
酸無水物単位に変成しうるメタクリル酸単位の量が多く
なり、紡糸時に発泡が生じやすくなる。このスチレン単
位を逐次増加することにより、この単位と結合したメタ
クリル酸単位が多くなつて熱的安定性が増し、かつ屈折
率も高くなるため、鞘材の選定が楽になる。しかし、そ
の量が60重量%を超えると、耐候性や機械的強度に問
題が生じるので好ましくない。
The content of the styrene unit of the third component is in the range of 1 to 60% by weight. If this content is less than 1% by weight, the amount of methacrylic acid units that can be converted into six-membered cyclic anhydride units increases, and foaming tends to occur during spinning. By sequentially increasing the styrene units, the number of methacrylic acid units bonded to the styrene units increases, the thermal stability increases, and the refractive index increases, so that the selection of the sheath material becomes easy. However, if the amount exceeds 60% by weight, weather resistance and mechanical strength will be unfavorable.

第4成分のメタクリル酸メチル単位の含有量は39〜9
0重量%の範囲である。この単位は耐候性や機械的強度
を保持する役割を果たすものであり、その含有量は他の
成分の含有量とのバランスによつて決まる。
The content of the methyl methacrylate unit of the fourth component is 39 to 9
It is in the range of 0% by weight. This unit plays a role of maintaining weather resistance and mechanical strength, and the content thereof is determined by the balance with the contents of other components.

これら各単位の含有割合は、得られるプラスチツク光フ
アイバーの耐熱性、導光性能、機械的強度、屈折率、耐
候性など、所望の性能に応じ適宜選ぶことができる。ま
た、前記組成の重合体を得るための単量体の割合につい
ては、所望の重合体のメタクリル酸単位と六員環酸無水
物単位との和をメタクリル酸単位とみなして、メタクリ
ル酸メチル単位とメタクリル酸単位とスチレン単位とか
ら成る三成分共重合体を仮定し、次に常法に従つて、公
知のメタクリル酸メチル、スチレン、メタクリル酸の共
重合反応性比を用い、操作しようとする重合率におい
て、前記の仮定した重合体組成が得られるような各単量
体の割合を計算で求め、さらにこの単量体組成の近辺を
変動させ、試行錯誤によつて決定することができる。
The content ratio of each of these units can be appropriately selected according to desired performance such as heat resistance, light guiding performance, mechanical strength, refractive index, and weather resistance of the obtained plastic optical fiber. Further, regarding the proportion of the monomer for obtaining the polymer having the above composition, the sum of the methacrylic acid unit and the six-membered cyclic anhydride unit of the desired polymer is regarded as the methacrylic acid unit, and the methyl methacrylate unit is considered. Assuming a ternary copolymer composed of methacrylic acid unit and styrene unit, and then trying to operate according to a conventional method by using a known copolymerization reactivity ratio of methyl methacrylate, styrene and methacrylic acid. In the polymerization rate, the ratio of each monomer that gives the above-described assumed polymer composition can be obtained by calculation, and the vicinity of this monomer composition can be varied and determined by trial and error.

本発明で光フアイバーの芯材として用いる重合体を得る
のに使用する反応器としては、完全混合反応器や、完全
混合反応器とプラグフロー反応器を連結したものが好ま
しく用いられる。また重合方法としては、溶媒を用いる
連続溶液重合法や溶媒を用いない連続塊状重合法を用い
ることができるが、重合反応が安定に進行する点から、
連続溶液重合法が好適である。重合開始剤としては、公
知のラジカル重合開始剤、例えばアゾビス−tert−
オクタン、アゾビス−tert−ブタンなどのアゾアル
カン類、アゾニトリル化合物、過酸化物などを用いるこ
とができるが、これらの中で、得られる重合体の着色の
点からアゾアルカン類が好適である。
The reactor used for obtaining the polymer used as the core material of the optical fiber in the present invention is preferably a complete mixing reactor or a combination of a complete mixing reactor and a plug flow reactor. As the polymerization method, a continuous solution polymerization method using a solvent or a continuous bulk polymerization method without a solvent can be used, but from the viewpoint that the polymerization reaction proceeds stably,
The continuous solution polymerization method is preferred. As the polymerization initiator, known radical polymerization initiators such as azobis-tert-
Azoalkanes such as octane and azobis-tert-butane, azonitrile compounds, peroxides and the like can be used. Among them, azoalkanes are preferable from the viewpoint of coloring the polymer obtained.

また、紡糸成形時の重合体の流動性を適当にするため
に、連鎖移動剤として、ブチルメルカプタン、オクチル
メルカプタン、ドデシルメルカプタンなどの一価のメル
カプタン類や、二〜四価のメルカプタン類を用いること
が好ましい。これらのメルカプタン類の添加量は、所望
の重合体組成及び分子量に応じて適宜選ばれる。重合体
の重合度については、メルトフローインデツクス(ASTM
-D 1238、230℃、3.8Kg荷重で10分間当りの流れ量
g)が0.3〜3.0、好ましくは0.5〜1.5の範囲にあること
が望ましい。この値が小さすぎると滑らかなフアイバー
が得られず、また高すぎると機械的強度が不十分とな
る。
Further, in order to make the fluidity of the polymer at the time of spin molding appropriate, monovalent mercaptans such as butyl mercaptan, octyl mercaptan, and dodecyl mercaptan, and divalent to tetravalent mercaptans are used as a chain transfer agent. Is preferred. The addition amount of these mercaptans is appropriately selected according to the desired polymer composition and molecular weight. Regarding the degree of polymerization of the polymer, the melt flow index (ASTM
It is desired that the flow rate g) per 10 minutes under -D 1238, 230 ° C and a load of 3.8 kg is in the range of 0.3 to 3.0, preferably 0.5 to 1.5. If this value is too small, a smooth fiber cannot be obtained, and if it is too high, the mechanical strength becomes insufficient.

本発明において、芯材の重合体を被覆する鞘材として
は、該重合体より屈折率の低い透明性に優れた重合体が
用いられる。このような重合体としては、例えばメタク
リル酸メチル単位を主体とする重合体、メタクリル酸メ
チル単位とフルオロアルキルメタクリレート単位を主体
とする重合体、メタクリル酸メチル単位とスチレン単
位、無水マレイン酸単位を主体とする重合体、メタクリ
ル酸メチル単位とメタクリル酸単位、スチレン単位を主
体とする重合体、この重合体のメタクリル酸単位の一部
又は全部を、六員環酸無水物化した重合体やこの重合体
の六員環酸無水物単位の一部又は全部を六員環イミド単
位に変成した重合体、メタクリル酸メチル単位とメタク
リル酸単位を主体とする重合体、この重合体のメタクリ
ル酸単位の一部又は全部を六員環酸無水物化した重合体
やこの重合体の六員環酸無水物単位の一部又は全部を六
員環イミド単位に変成した重合体、フルオロアルキルメ
タクリレート単位とメタクリル酸メチル単位とメタクリ
ル酸単位から成る重合体、この重合体のメタクリル酸単
位の一部又は全部を六員環酸無水物化した重合体、フル
オロアルキルメタクリレートとボルニルメタクリレート
又はイソボルニルメタクリレートとの共重合体、特に1
7FMAとイソボルニルメタクリレートとの共重合体、メ
タクリル酸メチルとフルオロアルキルメタクリレートと
o−メチルフエニルマレイミドとの共重合体などが挙げ
られる。これらの中で特に好ましい重合体は、芯材に用
いる重合体の屈折率に対し、1%以上、好ましくは3%
以上の屈折率差があり、かつ軟化温度が高くて透明性に
優れたものである。
In the present invention, as the sheath material that coats the polymer of the core material, a polymer having a refractive index lower than that of the polymer and excellent in transparency is used. As such a polymer, for example, a polymer mainly containing a methyl methacrylate unit, a polymer mainly containing a methyl methacrylate unit and a fluoroalkyl methacrylate unit, a methyl methacrylate unit and a styrene unit, and a maleic anhydride unit are mainly contained. A polymer having a methyl methacrylate unit and a methacrylic acid unit, a styrene unit as a main component, a polymer in which a part or all of the methacrylic acid unit of this polymer has been converted to a six-membered acid anhydride, and this polymer. A polymer obtained by modifying a part or all of the six-membered ring acid anhydride unit into a six-membered ring imide unit, a polymer mainly composed of a methyl methacrylate unit and a methacrylic acid unit, and a part of the methacrylic acid unit of this polymer. Or a polymer obtained by converting all or six-membered ring acid anhydride into a polymer or a polymer obtained by modifying a part or all of the six-membered ring anhydride unit of this polymer into a six-membered ring imide unit. A polymer consisting of a fluoroalkyl methacrylate unit, a methyl methacrylate unit and a methacrylic acid unit, a polymer obtained by converting a part or all of the methacrylic acid unit of this polymer into a six-membered cyclic anhydride, a fluoroalkyl methacrylate and a bornyl methacrylate or an isomeric unit. Copolymers with bornyl methacrylate, especially 1
Examples thereof include a copolymer of 7FMA and isobornyl methacrylate, a copolymer of methyl methacrylate, fluoroalkyl methacrylate and o-methylphenylmaleimide. Among these, a particularly preferable polymer is 1% or more, preferably 3% with respect to the refractive index of the polymer used as the core material.
It has the above-mentioned difference in refractive index, has a high softening temperature, and is excellent in transparency.

本発明においては、鞘材として前記重合体を用い、複合
紡糸ダイスにより、通常220〜270℃の範囲の温度で芯重
合体のまわりを被覆する。この際同時に、6−ナイロ
ン、6,6−ナイロン、11−ナイロンなどのポリアミ
ド、高密度ポリエチレン、ポリビニリデンフルオライ
ド、ポリカーボネートなどを用いて、該鞘材をさらに被
覆してもよい。
In the present invention, the above polymer is used as the sheath material, and the core polymer is coated with the composite spinning die at a temperature usually in the range of 220 to 270 ° C. At the same time, the sheath material may be further coated with polyamide such as 6-nylon, 6,6-nylon or 11-nylon, high density polyethylene, polyvinylidene fluoride or polycarbonate.

このような多層被覆方法については、本発明者らが先に
提案した方法(特開昭52−80847号公報)を用いるのが
好ましい。
For such a multi-layer coating method, it is preferable to use the method previously proposed by the present inventors (JP-A-52-80847).

発明の効果 本発明方法により得られるプラスチツク光フアイバーは
優れた耐熱性を有し、従来のプラスチツク光フアイバー
では使用できなかつた90〜130℃の温度範囲におい
ても使用が可能であり、例えば自動車や、直射日光にさ
れされる屋外ダクト内、熱的環境の悪い高温工場内にお
いても使用することができる。
The plastic optical fiber obtained by the method of the present invention has excellent heat resistance and can be used even in the temperature range of 90 to 130 ° C. which cannot be used in the conventional plastic optical fiber. It can be used in outdoor ducts exposed to direct sunlight and in high temperature factories with poor thermal environment.

実施例 次に実施例によつて本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によつてなんら限定されるものでは
ない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The invention is in no way limited by these examples.

実施例1 重合禁止剤の添加していないメタクリル酸メチル、再結
晶により精製した重合防止剤無含有のメタクリル酸及び
重合禁止剤としてtert−ブチルカテコール1ppmを
添加したスチレンを単量体として用い、これらの単量体
をそれぞれ酸素分圧の存在下に精留し、わずかな重合防
止剤及び着色物を除去したのち、引き続き高純度窒素ガ
スで脱酸素を行つた。溶存酸素の濃度は、有機溶剤用酸
素濃度測定器で、20℃の大気圧下に平衡状態にある酸
素濃度測定の指針の振れを基準にして1/20以下とした。
このように精製したメタクリル酸メチル80重量部、ス
チレン8重量部、メタクリル酸12重量部を完全混合反
応器に仕込んだ。一方オクチルメルカプタン0.145重量
部、アゾビス−tert−オクタン0.006重量部をアル
ミナで高度処理したエチルベンゼン20重量部に溶解し
たものを、旭化成製ポリアクリルニトリル中空糸から成
る限外ろ過膜HC−1を用いてろ過したのち、高純度窒
素ガスで放散処理をし、脱酸素を行つてから重合器に仕
込んだ。重合は140℃で2.5時間行い、重合体含有率40
重量%の反応液を得た。この反応液を真空度40tor
r、温度255℃のフラツシユタンクに導き、15分間滞
留せしめたのち、脱揮押出機へ供給し最終ベント口では
250℃、真空度5torrで脱揮し、次いでベント口か
ら複合紡糸ダイス出口までの滞留時間が30秒となるよ
うにして紡糸した。
Example 1 Methyl methacrylate to which no polymerization inhibitor was added, methacrylic acid containing no polymerization inhibitor purified by recrystallization, and styrene to which 1 ppm of tert-butylcatechol was added as a polymerization inhibitor were used as monomers. Each of the monomers was rectified in the presence of an oxygen partial pressure to remove a slight amount of the polymerization inhibitor and a coloring matter, and then deoxygenated with high-purity nitrogen gas. The concentration of dissolved oxygen was set to 1/20 or less based on the deviation of the guideline for measuring the oxygen concentration in an equilibrium state under the atmospheric pressure of 20 ° C. with an oxygen concentration measuring instrument for organic solvents.
80 parts by weight of methyl methacrylate, 8 parts by weight of styrene, and 12 parts by weight of methacrylic acid thus purified were charged into a complete mixing reactor. On the other hand, 0.145 parts by weight of octyl mercaptan and 0.006 parts by weight of azobis-tert-octane were dissolved in 20 parts by weight of ethylbenzene which was highly treated with alumina, and an ultrafiltration membrane HC-1 made of polyacrylonitrile hollow fiber manufactured by Asahi Kasei was used. After filtration, the product was degassed by high-purity nitrogen gas, then deoxidized, and then charged into a polymerization vessel. Polymerization was carried out at 140 ° C for 2.5 hours, and the polymer content was 40
A weight% reaction solution was obtained. This reaction solution is vacuumed at 40 torr
r, the temperature was set to 255 ° C, and the solution was introduced into a flash tank and allowed to stay for 15 minutes before being supplied to the devolatilizing extruder.
It was devolatilized at 250 ° C. and a vacuum degree of 5 torr, and then spinning was performed so that the residence time from the vent port to the exit of the composite spinning die was 30 seconds.

このようにして得られた芯重合体は六員環酸無水物単位
17重量%、メタクリル酸単位5重量%、スチレン単位
10重量%、メタクリル酸メチル単位68重量%であ
り、屈折率1.514であつた。またこの重合体のメルトフ
ローインデツクスは0.9g/10分であつた。一方鞘材
としてヘプタデカフルオロデカニルメタクリレート30
重量%とテトラフロロプロピルメタクリレート5重量%
とメタクリル酸メチル64.6重量%とメタクリル酸0.4重
量%を用いて共重合体で屈折率1.45、ビガツト軟化温度
99℃のものを使用し、芯径0.98mm、鞘外径1.0mmのプ
ラスチツク光フアイバーを得た。
The core polymer thus obtained has a six-membered cyclic anhydride unit of 17% by weight, a methacrylic acid unit of 5% by weight, a styrene unit of 10% by weight, a methylmethacrylate unit of 68% by weight, and a refractive index of 1.514. It was The melt flow index of this polymer was 0.9 g / 10 minutes. On the other hand, heptadecafluorodecanyl methacrylate 30 as a sheath material
Wt% and tetrafluoropropylmethacrylate 5 wt%
And methyl methacrylate 64.6% by weight and methacrylic acid 0.4% by weight, and using a copolymer with a refractive index of 1.45 and a bigat softening temperature of 99 ° C, a plastic optical fiber with a core diameter of 0.98 mm and a sheath outer diameter of 1.0 mm. Obtained.

このプラスチツク光フアイバーの導光損失は660nmにて4
50dB/kmであつた。さらに、乾熱オーブンで120℃で1時
間放置して470dB/kmとなつたが、以降100時間後の性能
は475dB/kmに落ち着いた。このフアイバーを指で90度
曲げ、切断する回数を測定したところ、10回以上あ
り、十分な強度を有していた。
The light guide loss of this plastic optical fiber is 4 at 660 nm.
It was 50 dB / km. Furthermore, it was left in a dry heat oven at 120 ° C for 1 hour to reach 470 dB / km, but 100 hours later the performance stabilized at 475 dB / km. When this fiber was bent 90 degrees with a finger and the number of times it was cut was measured, it was 10 times or more, and it had sufficient strength.

実施例2 実施例1と同様に原料を精製処理したのち、重合を行つ
た。重合混合物は、フラツシユタンクに供給することな
く、直接2段ベント付きの脱揮押出機に供給し、一段目
を240℃、20torr、二段目を250℃5torrで運
転した。二段目のベント口から複合紡糸ダイス出口まで
の滞留時間は20秒とした。得られた芯ポリマーは六員環
酸無水物単位3重量%、メタクリル酸単位12重量%、
スチレン単位10重量%、メタクリル酸メチル単位75
重量%であり、発泡のないものであつた。またこの重合
体のメルトフローインデツクスは0.9g/分であつた。
実施例1と同様に複合紡糸して得られたプラスチツク光
フアイバーの導光損失は、660nmにて310dB/kmであつ
た。このフアイバーを120℃で100時間放置したのちの導
光損失は330dB/kmで極めて高性能なものであつた。
Example 2 After purifying a raw material in the same manner as in Example 1, polymerization was performed. The polymerization mixture was directly supplied to a devolatilizing extruder equipped with a two-stage vent without being supplied to a flush tank, and the first stage was operated at 240 ° C., 20 torr and the second stage was operated at 250 ° C., 5 torr. The residence time from the second vent to the composite spinning die exit was 20 seconds. The obtained core polymer was composed of 6% by weight of 6-membered acid anhydride unit and 12% by weight of methacrylic acid unit.
Styrene unit 10% by weight, methyl methacrylate unit 75
% By weight, and there was no foaming. The melt flow index of this polymer was 0.9 g / min.
The light guide loss of the plastic optical fiber obtained by the composite spinning in the same manner as in Example 1 was 310 dB / km at 660 nm. The light guide loss after leaving this fiber at 120 ° C for 100 hours was 330 dB / km, which was extremely high performance.

折り曲げ試験も10回以上可能であつた。The bending test was possible 10 times or more.

比較例1 実施例2において、脱揮押出機ベント口から複合紡糸ダ
イス出口までの滞留時間が2分の装置を用いる以外は、
実施例2と同様にしてフアイバーを作成した。このフア
イバーは発泡し使用不可能であつた。
Comparative Example 1 In Example 2, except that a device having a residence time of 2 minutes from the devolatilizing extruder vent port to the composite spinning die outlet was used.
A fiber was prepared in the same manner as in Example 2. This fiber foamed and was unusable.

実施例3 実施例1と同様に精製した単量体を用い、メタクリル酸
メチル37.2重量部、スチレン34.3重量部、メタクリル酸
8.5重量部を仕込み、またオクチルメルカプタン0.04重
量部、パーヘキサスリーエム0.0060重量部をエチルベン
ゼン20重量部に溶解して実施例1と同様に処理したの
ち仕込み、125℃、滞留時間3時間で重合を行い、次い
で実施例2と同様な脱揮押出機と複合紡糸ダイスで紡糸
を行つた。
Example 3 Using the monomer purified in the same manner as in Example 1, 37.2 parts by weight of methyl methacrylate, 34.3 parts by weight of styrene, and methacrylic acid were used.
8.5 parts by weight were charged, 0.04 parts by weight of octyl mercaptan and 0.0060 parts by weight of perhexa3M were dissolved in 20 parts by weight of ethylbenzene and treated in the same manner as in Example 1, then charged, and polymerization was carried out at 125 ° C. for a residence time of 3 hours. Then, spinning was performed using the same devolatilizing extruder and composite spinning die as in Example 2.

芯重合体の組成は、六員環酸無水物単位3重量%、メタ
クリル酸単位11重量%、スチレン単位43重量%、メ
タクリル酸メチル単位43重量%であり、発泡もなかつ
た。またこの重合体のメルトフローインデツクスは1.0
g/10分であつた。
The composition of the core polymer was such that the 6-membered cyclic anhydride unit was 3% by weight, the methacrylic acid unit was 11% by weight, the styrene unit was 43% by weight, and the methyl methacrylate unit was 43% by weight. The melt flow index of this polymer is 1.0
It was g / 10 minutes.

このようにして得られたプラスチツク光フアイバーの導
光損失は660nmにて450dB/kmであつた。さらに、このフ
アイバーを115℃で100時間放置したが、導光損失は460d
B/kmにしか悪化しなかつた。
The light guide loss of the plastic optical fiber thus obtained was 450 dB / km at 660 nm. Furthermore, this fiber was left at 115 ° C for 100 hours, but the light guide loss was 460d.
It only deteriorated to B / km.

実施例4 実施例1と同様に精製した単量体を用い、メタクリル酸
メチル32重量部、スチレン6重量部、メタクリル酸2
2重量部を仕込み、またオクチルメルカプタン0.20重量
部、パーヘキサスリーエム0.0060重量部をエチルセロソ
ルブ40重量部に溶解し実施例1と同様に処理したのち
仕込み、125℃、3時間で重合を行つた。
Example 4 Using the monomer purified in the same manner as in Example 1, 32 parts by weight of methyl methacrylate, 6 parts by weight of styrene, 2 parts of methacrylic acid were used.
2 parts by weight were charged, 0.20 parts by weight of octyl mercaptan and 0.0060 parts by weight of perhexa3M were dissolved in 40 parts by weight of ethyl cellosolve, treated in the same manner as in Example 1, charged and polymerized at 125 ° C. for 3 hours.

次いで該反応液を255℃、40torrのフラツシユタ
ンクに導入し、20分間の滞留を経たのち、実施例1と
同様に脱揮押出機を経て、複合紡糸を行いプラスチツク
光フアイバーを得た。この芯重合体の組成は六員環酸無
水物単位30重量%、メタクリル酸単位9重量%、スチ
レン単位10重量%、メタクリル酸メチル単位51重量
%であつた。またこの重合体のメルトフローインデツク
スは0.8g/10分であつた。このようにして得られた
プラスチツク光フアイバーの導光損失は660nmにて1200d
B/kmであつた。このフアイバーを130℃で100時間放置し
たときの導光損失は1220dB/kmであつた。さらにこのフ
アイバーの折り曲げ試験では10回以上であり、十分な
機械的強度を有していた。
Then, the reaction solution was introduced into a flash tank at 255 ° C. and 40 torr, and after being retained for 20 minutes, it was subjected to composite spinning through a devolatilizing extruder in the same manner as in Example 1 to obtain a plastic optical fiber. The composition of this core polymer was 30% by weight of a 6-membered acid anhydride unit, 9% by weight of a methacrylic acid unit, 10% by weight of a styrene unit and 51% by weight of a methylmethacrylate unit. The melt flow index of this polymer was 0.8 g / 10 minutes. The light guide loss of the plastic optical fiber thus obtained is 1200d at 660nm.
It was B / km. The light guide loss was 1220 dB / km when the fiber was left at 130 ° C for 100 hours. Further, the bending test of this fiber was 10 times or more, and it had sufficient mechanical strength.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】あらかじめ重合禁止剤、溶存酸素及びきよ
う雑物を除去したメタクリル酸メチル、メタクリル酸及
びスチレンから成る単量体成分を、あらかじめ溶存酸素
及びきよう雑物を除去した連鎖移動剤、重合開始剤及び
必要に応じ溶剤とともに連続的に重合帯域に供給して重
合反応に付し、次いで得られた反応混合物を高温、減圧
下にもたらし、未反応単量体、必要に応じ用いられた溶
剤、反応により生成する水及びメタノールを除去し、可
及的速やかに紡糸して、(A)式 で示される六員環酸無水物単位1〜35重量%、(B)メ
タクリル酸単位15重量%以下、(C)スチレン単位1〜
60重量%及び(D)メタクリル酸メチル単位39〜90重量
%から成る重合体の芯材を形成し、次に、この周囲をこ
の芯材よりも低い屈折率をもつ鞘材で被覆することを特
徴とする耐熱性プラスチック光ファイバーの製造方法。
1. A chain transfer agent in which a monomer component consisting of methyl methacrylate, methacrylic acid and styrene from which a polymerization inhibitor, dissolved oxygen and foreign matters have been removed beforehand is removed from dissolved oxygen and foreign matters. , The polymerization initiator and optionally a solvent are continuously supplied to the polymerization zone to carry out the polymerization reaction, and then the obtained reaction mixture is brought to a high temperature and a reduced pressure, and an unreacted monomer is used as necessary. The solvent, water and methanol produced by the reaction are removed, and spinning is carried out as quickly as possible to obtain the formula (A). 1 to 35% by weight of a 6-membered cyclic anhydride unit represented by, (B) methacrylic acid unit of 15% by weight or less, (C) styrene unit 1 to
Forming a polymeric core consisting of 60% by weight and (D) 39-90% by weight of methyl methacrylate units, and then coating this surrounding with a sheath material having a lower refractive index than this core. A method for producing a heat-resistant plastic optical fiber, which is a feature.
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