JPH07168032A - 光伝送チューブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 透明中空管状クラッド材と、このクラッド材
よりも高い屈折率を有する透明コア材よりなる光伝送チ
ューブにおいて、コア材として分子内に芳香環を有さな
いパーオキサイドを重合開始剤として使用したモノマー
の重合体を用いたことを特徴とする光伝送チューブ。 【効果】 本発明の光伝送チューブは、着色がなく、透
明性が良好であるため、ディスプレー等の装飾分野に好
適に使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コア材として透明固体
重合体を用いた光伝送チューブに関し、更に詳述すると
コア材が着色することが防止され、透明性が良好で、こ
のため光伝送性能に優れ、装飾用ディスプレー等の用途
に好適に使用される光伝送チューブに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】最近、
中空管状の透明クラッド材とこのクラッド材よりも高い
屈折率を有する透明コア材よりなる光伝送チューブが装
飾用ディスプレーなどに使用されている。このような光
伝送チューブとしては、従来、中空管状クラッド材内に
液状のコア材を充填したものが多く用いられている。

【０００３】しかしながら、このような液状コア材をク
ラッド材内に充填した光伝送チューブは取り扱い上不便
であるため、コア材が固体であるものが望まれる。

【０００４】かかるコア材が固体の光伝送チューブとし
ては、コア材が透明プラスチックからなるものが好適で
ある。本発明者は、このような光伝送チューブを製造す
る方法としては、中空管状のクラッド材にコア材を形成
し得るモノマーを充填し、このモノマーを重合して、ク
ラッド材にコア材を一体化する方法が生産効率等の点で
最も有効であることを知見した。

【０００５】しかし、このようにして得られる光伝送チ
ューブ、特に（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル
酸エステルの１種又は２種以上を単独重合又は共重合す
ることにより得られる重合体をコア材とした場合、この
コア材はわずかに着色し、これに光を通すと更に黄変乃
至褐変の度合が増大するという問題があることがわか
り、従ってこの点の解決が望まれた。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記要望に応えるため鋭意検討を行った結果、分子内にベ
ンゼン環等の芳香環を有さないパーオキサイドを重合開
始剤として用い、（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリ
ル酸エステル等のモノマーを重合した場合、この重合体
は着色が少なく、光を通しても黄変乃至褐変しないもの
であることを知見した。

【０００７】即ち、上述したように、通常の（メタ）ア
クリル酸や（メタ）アクリル酸エステル等のモノマーを
重合して得られた透明重合体は、わずかに黄色に着色し
ており、光を通すとその着色の度合が増大する。このよ
うな着色は装飾用ディスプレー等の用途に好ましいもの
ではなく、このためかかる着色をなくすため更に検討を
進めた結果、重合禁止剤の量を２ｐｐｍ以下に低減した
モノマーから得られた重合体の着色が少なく、可使光を
通した場合にも短波長領域の光吸収が低減することを知
見すると共に、かかる知見から、着色の原因はハイドロ
キノンモノメチルエーテル等の重合禁止剤が大きな影響
を与えることが判明した。そして、更に検討を続けた結
果、かかる着色はモノマーの重合に用いる重合開始剤の
種類にも影響し、ベンゾイルパーオキサイド等のアリー
ルパーオキサイドは上述したように着色を与えるが、芳
香環を有さないパーオキサイドはモノマー中に重合禁止
剤がある程度含まれていても殆んど着色を与えないこと
を見い出した。またこの場合、重合禁止剤としてアルキ
ル置換フェノールを用いることにより、更に着色をなく
すことができることを知見し、本発明をなすに至ったも
のである。

【０００８】従って、本発明は、透明中空管状クラッド
材と、このクラッド材よりも高い屈折率を有する透明コ
ア材よりなる光伝送チューブにおいて、コア材として分
子内に芳香環を有さないパーオキサイドを重合開始剤と
して使用し、好ましくは重合禁止剤としてアルキル置換
フェノールを用いたモノマーの重合体を用いたことを特
徴とする光伝送チューブを提供する。

【０００９】以下、本発明について更に詳しく説明する
と、本発明の光伝送チューブは、上述したように分子内
に芳香環を有さないパーオキサイドを重合開始剤として
使用したモノマーの重合体をコア材として用いたもので
ある。

【００１０】ここで、モノマーの種類は特に制限されな
いが、特に（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エ
ステルの１種又は２種以上が有効に用いられ、これらの
１種を用いて単独重合体としたり又は２種以上を併用し
て共重合体とすることができる。なお、（メタ）アクリ
ル酸のエステルとしては、炭素数１〜１８のアルキル基
を有する（メタ）アクリレート、具体的には、２−ヒド
ロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプ
ロピル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メ
タ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール
（メタ）アクリレート、フェノキシポリエチレングリコ
ール（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）ア
クリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジメチル
アミノエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メ
タ）アクリレート、（メタ）アクリル酸が好適に用いら
れる。

【００１１】この場合、このようなモノマーは、通常重
合禁止剤として例えばハイドロキノン、ハイドロキノン
モノメチルエーテル、６−ｔ−ブチル−２，４−ジメチ
ルフェノール等の芳香族系重合禁止剤が通常５０〜１０
０ｐｐｍ程度モノマー中に含まれており、本発明におい
てはこの重合禁止剤を含んだままで使用することができ
るが、必要により例えば蒸留による精製、シリカゲル、
活性炭、モレキュラーシーブ等を用いた吸着による精
製、イオン交換法による精製、クロマトグラフ法による
精製、アルカリ洗浄による精製等の方法を採用すること
により、重合禁止剤を３０ｐｐｍ以下、好ましくは１５
ｐｐｍ以下、更に好ましくは５ｐｐｍ以下に低減したも
のを使用することができる。

【００１２】ここで、上記重合禁止剤のうちでは、特に
ハイドロキノンモノメチルエーテル、６−ｔ−ブチル−
２，４−ジメチルフェノール等のアルキル置換フェノー
ルを用いることが、着色をより少なくし得る点から好ま
しく、特にアルキル置換度の高いものが好ましい。この
ようなアルキル置換フェノールを用いた場合は、その含
有量を４０ｐｐｍ以下とすることができる。

【００１３】本発明においては、上記モノマーを芳香環
を有さないアルキル又は脂環式のパーオキサイドを重合
開始剤として用いて重合を行うものであるが、芳香環を
有さないパーオキサイドとしては、例えばメチルエチル
ケトンパーオキサイド、メチルイソブチルケトンパーオ
キサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メ
チルアセトアセテートパーオキサイド等のケトンパーオ
キサイド類、アセチルパーオキサイド、ラウリルパーオ
キサイド、コハク酸パーオキサイド等のジアシルパーオ
キサイド類、ｐ−メンタンヒドロパーオキサイド、２，
５−ジメチルヘキサン２，５ジヒドロパーオキサイド等
のヒドロパーオキサイド類、ジ−ｔ−ブチルパーオキサ
イド、２，５−ジメチル−２，５−（ｔ−ブチルパーオ
キシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）シクロヘキサン等のジアルキルパー
オキサイド類、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）
シクロヘキサン等のパーオキシケタール類、ｔ−ブチル
パーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシラウレー
ト等のアルキルパーエステル類、ジイソプロピルパーオ
キシジカーボネート、ジ−ｓｅｃ−ブチルパーオキシカ
ーボネート等のパーオキシカーボネート類、更にはα，
α’−アゾビスイソブチロニトリル等を例示することが
できる。

【００１４】かかる芳香環を有さないパーオキサイドの
添加量は、通常の重合開始剤としての量と同様とするこ
とができ、具体的にはモノマーに対して０．５〜５重量
％程度とすることができる。この場合、本発明の目的を
損なわない範囲でアリールパーオキサイドを併用しても
よい。

【００１５】なお、重合温度は５０〜１２０℃、重合時
間は１〜２０時間とすることが好ましい。

【００１６】一方、クラッド材としては、プラスチック
やエラストマーなどのように可撓性を有し、チューブ状
に成形可能で、屈折率の低い透明材料を用いることが好
ましい。その具体的な例としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、
ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリ
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレン−ポリビニルアルコール共重合体、フ
ッ素樹脂、シリコン樹脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合
体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレン
ゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、アクリロニトリル−ブ
タジエン共重合体、フッ素ゴム、シリコンゴムなどが挙
げられる。

【００１７】これらの中でも屈折率が低いフッ素系ポリ
マーが特に好ましく、具体的にはポリジメチルシロキサ
ンポリマー、ポリメチルフェニルシロキサンポリマー、
フルオロシリコーンポリマー等のシリコーン系ポリマ
ー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ
化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、
四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重
合体（ＰＦＥ）、ポリクロルトリフルオロエチレン（Ｐ
ＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフ
ルオライド、フッ化ビニリデン−三フッ化塩化エチレン
共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重
合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ
化エチレン三元共重合体、四フッ化エチレンプロピレン
ゴム、フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ
る。

【００１８】これらの材料は単独又は２種以上をブレン
ドして用いることもでき、単管又は多重管として用いる
こともできる。更に、コア材が接する内面のみをコーテ
ィング又は二重押し出しなどの方法により平滑処理など
の処理を行うこともできる。

【００１９】本発明の光伝送チューブは、例えばこのよ
うなクラッド材をチューブ状に形成し、中空管状クラッ
ド材の一端開口部を封止栓で閉塞し、クラッドの中空部
に上記モノマーに上記重合開始剤を添加したものを充填
し、充填したモノマーを重合させることによって製造す
ることができる。

【００２０】この場合、クラッド材の外径は３〜１１０
ｍｍ、内径は２〜１００ｍｍ程度、長さは１〜１００ｍ
程度が一般的である。

【００２１】また、クラッド材の開口端部を塞ぐ封止栓
の材料として具体的には、透明性が要求される場合には
石英ガラス、多成分ガラス、サファイヤ、水晶、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリ
ル・スチレン共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合
体、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、スチレン
・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ＥＰＤＭ・
スチレン三元共重合体、スチレン・メチルメタクリレー
ト共重合体、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチ
ルペンテン、アリルジグリコールカーボネート樹脂、ス
ピラン樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボ
ネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、
ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエー
テルイミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレー
ト、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカ
ーボネート、シリコン樹脂などの透明材料を用いること
が好ましく、この中でも石英ガラス、パイレックスガラ
ス、多成分ガラス等の無機ガラスは透明性のみならず、
耐熱性にも優れ、また化学的にも安定であるため、その
内側端面で接触するコア材や、その外部端面で接触する
ガスや水分とも化学的に反応せず、長期的に優れた性能
をもたらすことができる。

【００２２】透明性が要求されない場合には、上記材料
の他に金属やセラミック材料も用いることができる。こ
の場合には封止栓で光を反射させ、側面からの発光を増
加させるために、封止栓の少なくともコアと接する面を
研磨したり、反射膜を設けることが好ましい。

【００２３】

【実施例】以下、実験例及び実施例と比較例を示し、本
発明を具体的に示すが、本発明は下記の実施例に制限さ
れるものではない。

【００２４】［実験例１］重合禁止剤として４−メトキ
シフェノールを用い、表１に示すパーオキサイドと組み
合わせた時の着色の度合いを比較した。

【００２５】この場合、パーオキサイドの量は、各々の
活性酸素量が同じになるように配合した。

【００２６】表１に示す配合量で混合したものをヘキサ
ン１３ｇとアセトン２ｇの混合溶液に試験管中で溶解し
た後、７０℃で８時間加熱し、着色の度合いを目視で判
定した。

【００２７】

【表１】

【００２８】なお、重合禁止剤として２，４−ジメチル
−６−ｔ−ブチルフェノールを用いた場合はより着色が
少ないものであった。

【００２９】［実施例１〜４、比較例１、２］表２に示
すモノマー、パーオキサイドを使用してコア用モノマー
組成物を調製した。なお、各モノマー組成物中には、重
合禁止剤の４−メトキシフェノールをそれぞれ１５ｐｐ
ｍ含有させると共に、パーオキサイドの量は、活性酸素
量が等しくなるように配合した。

【００３０】このコア用モノマー組成物を内径５ｍｍの
フッ素樹脂製チューブに充填し、加圧下８０℃で３．５
時間重合した後、１２０℃で３４時間放置した。

【００３１】得られたチューブを２０ｃｍ長さで切断し
（断面平滑）、４２０ｎｍ、４４０ｎｍの可視光透過率
を測定した。結果を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、着色がな
く、透明性が良好であるため、ディスプレー等の装飾分
野に好適に使用することができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明中空管状クラッド材と、このクラッ
   ド材よりも高い屈折率を有する透明コア材よりなる光伝
   送チューブにおいて、コア材として分子内に芳香環を有
   さないパーオキサイドを重合開始剤として使用したモノ
   マーの重合体を用いたことを特徴とする光伝送チュー
   ブ。
2. 【請求項２】 重合禁止剤としてアルキル置換フェノー
   ルを含有するモノマーを用いた請求項１記載の光伝送チ
   ューブ。
3. 【請求項３】 透明固体重合体が、（メタ）アクリル酸
   及び（メタ）アクリル酸エステルから選ばれる１種のモ
   ノマーを単独重合するか又はこれらの２種以上のモノマ
   ーを共重合することにより得られたものである請求項１
   又は２記載の光伝送チューブ。