JPS59216104A - Optical transmission fiber - Google Patents

Optical transmission fiber

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Publication number
JPS59216104A
JPS59216104A JP58090466A JP9046683A JPS59216104A JP S59216104 A JPS59216104 A JP S59216104A JP 58090466 A JP58090466 A JP 58090466A JP 9046683 A JP9046683 A JP 9046683A JP S59216104 A JPS59216104 A JP S59216104A
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JP
Japan
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component
polymer
sheath
core
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP58090466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamamoto
隆 山本
Yoshio Nakai
中井 芳雄
Yasunobu Shimomura
下村 泰宣
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59216104A publication Critical patent/JPS59216104A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • 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

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an optical transmission fiber having superior optical and mechanical properties, weather resistance, heat resistance and productivity by providing a core-sheath double structure consisting of a specified copolymerized methacrylate resin as a sheath component and a prescribed polymer as a core component. CONSTITUTION:A methacrylate resin is prepd. by copolymerizing 50-98wt% methyl methacrylate monomer or prepolymer thereof with 1-40wt% styrene or vinyl toluene and 1-25wt% maleic anhydride. The methacrylate resin as a sheath component and an aromatic polycarbonate polymer whose refractive index is higher than that of the methacrylate resin by >=1% as a core component are spun into a fiber with a vent type composite spinner provided with a spinneret having a core-sheath double structure. An optical transmission fiber having superior optical and mechanical properties, weather resistance, heat resistance and productivity is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光伝送性繊維に関するものであり、更に詳し
く述べるならば、本発明は芯−鞘二重構造を有し、耐熱
性にすぐれたプラスチック光伝送性繊維に関するもので
ある。
Detailed Description of the Invention Technical Field The present invention relates to a light transmitting fiber, and more specifically, the present invention relates to a plastic light transmitting fiber having a core-sheath dual structure and excellent heat resistance. It concerns fibers.

技術的背景 従来、光伝送性繊維としては、広い波長にわたってすぐ
れた光伝送性を有する無機ガラス系光学繊維が知られて
いる。しかし、ガラス系繊維は加工性が悪(、曲げ応力
に弱いばかりでな(、高価であることから合成樹脂を基
体とする光伝送性繊維が開発されている。合成樹脳裏の
光伝送性繊維は、屈折率か太き(、かつ光の透過性が良
好な重合体を芯成分とし、この芯成分重合体よりも屈折
率が小さく、かつ透明な重合体を鞘成分として、芯−鞘
二重構造を有する繊維を製造することによって得られる
。光透過性の高い芯成分として有用な重合体は、無定形
の材料が好ましく、−胸にポリメタクリル酸メチルある
いはボリスチレ/が使用されている。
TECHNICAL BACKGROUND Conventionally, inorganic glass optical fibers having excellent optical transmission properties over a wide range of wavelengths have been known as optical fibers. However, glass fibers have poor processability (and are weak against bending stress) and are expensive, so optically transmitting fibers based on synthetic resins have been developed. The core component is a polymer with a thick refractive index (and good light transmittance), and a transparent polymer with a lower refractive index than the core component polymer is used as a sheath component. It is obtained by producing fibers with a layered structure.The polymer useful as a core component with high optical transparency is preferably an amorphous material, with polymethyl methacrylate or Boristyrene being used for the core.

このうち、ポリメタクリル酸メチルは透明性のみならず
、力学的性質、耐候性等にも優れ。
Among these, polymethyl methacrylate has excellent not only transparency but also mechanical properties, weather resistance, etc.

従って高性能プラスチック光学繊維の芯材あるいは鞘材
として工業的に用いられ、短距離光通信・元センサー等
の分野で用途開発が進められている。しかし、ポリメタ
クリル酸メチルは、−面では熱変形温度が100℃前後
であって、耐熱性が十分でないため、その用途展開が制
約されている分野もかなりあり、耐熱性の向上に対する
要求が強い。
Therefore, it is used industrially as a core material or sheath material for high-performance plastic optical fibers, and its applications are being developed in fields such as short-distance optical communications and original sensors. However, polymethyl methacrylate has a heat distortion temperature of around 100°C on the negative side, and does not have sufficient heat resistance, so there are many fields where its application is restricted, and there is a strong demand for improved heat resistance. .

メタクリル樹脂の耐熱性を改善させる方法については、
下記の方法が知られている。
For information on how to improve the heat resistance of methacrylic resin,
The following methods are known.

(1)  メタクリル酸メチルとα−メチルスチレンを
共重合させる方法。
(1) A method of copolymerizing methyl methacrylate and α-methylstyrene.

(2)  ポリ−α−メチルスチレンをメタクリル酸メ
チル単量体に溶解した後、メタクリル酸メチルを重合さ
せる方法(特公昭43−1616号、特公昭49−87
18号)。
(2) A method of dissolving poly-α-methylstyrene in methyl methacrylate monomer and then polymerizing methyl methacrylate (Japanese Patent Publication No. 1616-1987, Japanese Patent Publication No. 49-87
No. 18).

(3)  メタクリル酸メチルとN−アリルマレイン酸
イミドを共重合させる方法(特公昭43−9753号)
(3) Method of copolymerizing methyl methacrylate and N-allylmaleic acid imide (Japanese Patent Publication No. 1983-9753)
.

(4)  メタクリル酸メチル/α−メチルスチレ//
マレイミドを共重合させる方法。
(4) Methyl methacrylate/α-methylstyrene//
A method of copolymerizing maleimide.

および (5)多官能単量体を用いた架橋ポリマーの存在下でメ
タクリル酸メチルを重合させる方法(特開昭48−95
490号、特開昭48−95491号)。
and (5) a method of polymerizing methyl methacrylate in the presence of a crosslinked polymer using a polyfunctional monomer (JP-A-48-95
No. 490, JP-A-48-95491).

しかし、これら従来方法では、得られる重合体の耐熱性
は向上しているが、−面重合速度カー極めて小さく、生
産性が著しく低下して実用性のないものであったり、得
られる重合体の機械的性質が不十分なものであったり、
光学的性質が不十分であったり、成形したときに著しく
着色するものであったり、あるいは成形加工性の低いも
のであったりして、実用化し得る段階には達していない
However, in these conventional methods, although the heat resistance of the obtained polymer is improved, the -plane polymerization rate is extremely small, resulting in a marked decrease in productivity, making it impractical, or Mechanical properties may be insufficient, or
They have not yet reached a stage where they can be put to practical use because they have insufficient optical properties, are markedly colored when molded, or have poor moldability.

発明の目的 本発明の目的は、ポリメタクリル酸エステル樹脂に匹敵
するすぐれた光学的性質、機械的性質、耐候性および成
形加工性を具備しているだけでなく、すぐれた耐熱性と
生産性を有する鞘成分重合体と、すぐれた耐熱性と透明
性とを有する芯成分重合体とか6 r、(す、すぐれた
光伝送性を有する光伝送性繊維を提供することにある。
OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a resin that not only has excellent optical properties, mechanical properties, weather resistance, and moldability comparable to polymethacrylic acid ester resins, but also has excellent heat resistance and productivity. An object of the present invention is to provide a light-transmitting fiber having a sheath component polymer having excellent heat resistance and transparency, and a core component polymer having excellent heat resistance and transparency.

発明の構成 本発明の光伝送性繊維は、区)50〜98重量%のメタ
クリル酸メチル単量体または部分重合体と、(Bl 1
〜40重量%のスチレンまたはビニルトルエンと、(C
)1〜25重量%の無水マレイン酸とから実質的になる
混合物を共重合して得られたメタクリル樹脂からなる鞘
成分と、゛前記鞘成分により被覆された前記鞘成分共重
合体の屈折率よりも1%以上高い屈折率を有する重合体
からなる芯成分とを含んでなることを特徴とするもので
ある。
Structure of the Invention The light-transmitting fiber of the present invention comprises: 50 to 98% by weight of methyl methacrylate monomer or partial polymer;
~40% by weight of styrene or vinyltoluene and (C
) a sheath component made of a methacrylic resin obtained by copolymerizing a mixture consisting essentially of 1 to 25% by weight of maleic anhydride; and ``the refractive index of the sheath component copolymer coated with the sheath component. It is characterized by comprising a core component made of a polymer having a refractive index 1% or more higher than that of the core component.

本発明の光伝送性繊維において、鞘成分メタクリル樹脂
は、実質的に上記(4)、(B)および(C10共重合
成分を含むことを%徴とするものであって、これら3成
分の組合せによって、予想外の相乗効果が得られ、従来
の2成分共重合樹脂では達成し得なかったほど高い耐熱
性、すぐれた成形加工性、光伝送性および機械的性質を
示し、かつ生産性のすぐれた鞘成分樹脂が得られたので
ある。このようなすぐれた特性を有する鞘成分重合体を
用いることによって光伝送性、機械的性質、芯成分との
接着性、その他各種性能に?いて釣合いのとれたすぐれ
た光伝送性繊維が得られたのである。
In the light transmitting fiber of the present invention, the sheath component methacrylic resin substantially contains the above-mentioned (4), (B) and (C10 copolymer component), and is a combination of these three components. With this, an unexpected synergistic effect was obtained, showing high heat resistance, excellent moldability, light transmission and mechanical properties that could not be achieved with conventional two-component copolymer resins, and excellent productivity. By using a sheath component polymer with such excellent properties, a well-balanced sheath component resin was obtained in terms of light transmission, mechanical properties, adhesion to the core component, and various other performances. A fiber with excellent light transmission properties was obtained.

本発明の光伝送性繊維において、鞘成分重合体は、実質
的に、(A)50〜98重量%、好ましくは55〜94
重量%のメタクリル酸メチル単量体または部分重合体と
、 (B11〜40重量%、好ましくは1〜25重量%
のスチレ/またはビニルトルエ/と、(Q 1〜25重
量%、好ましくは5〜20重量%の無水マレイン酸とを
共重合成分として含むものである。上記共重合成分のう
ち、メタクリル酸メチルの単量体または部分重合住込)
は、光伝送性繊維として基本的な光学的特性、耐候性お
よび機械的特性を保持するために必要な成分である。(
Al成分の含有率が50重量%より少1よくなると、得
られる共重合体における上記の基本的性質の保持が不十
分となり、また(Al成分の含有率が98重量%より多
(なると、得られる共重合体の耐熱性の向上効果が不十
分となる。
In the light transmitting fiber of the present invention, the sheath component polymer substantially comprises (A) 50 to 98% by weight, preferably 55 to 94% by weight.
% by weight of methyl methacrylate monomer or partial polymer; (B11 to 40% by weight, preferably 1 to 25% by weight)
of styrene/or vinyl toluene/(Q) and (Q) 1 to 25% by weight, preferably 5 to 20% by weight of maleic anhydride as copolymerization components. Among the above copolymerization components, methyl methacrylate monomer or partial polymerization)
is a necessary component for maintaining basic optical properties, weather resistance, and mechanical properties as a light transmitting fiber. (
If the content of the Al component is less than 50% by weight, the above-mentioned basic properties will be insufficiently maintained in the resulting copolymer; The effect of improving the heat resistance of the copolymer becomes insufficient.

共重合成分(Alは、メタクリル酸メチル単量体または
部分重合体のほかに少量の、好ましくは20重量%以下
の、他種共重合成分、例えばアクリル酸、メタクリル酸
、アクリル酸メチル、メタクリル酸エチルまたはメタク
リル酸゛ブチル、メタクリル酸グリシジルなどから選ば
れた少なくとも1種の単量体または部分重合体を含んで
いてもよい。
Copolymerization component (Al is methyl methacrylate monomer or partial polymer, and a small amount, preferably 20% by weight or less, of other copolymerization components, such as acrylic acid, methacrylic acid, methyl acrylate, methacrylic acid It may contain at least one monomer or partial polymer selected from ethyl, butyl methacrylate, glycidyl methacrylate, and the like.

特にメタクリル酸、メタクリル酸グリシジル等の極性官
能基を含むものは芯成分との接着性を向上させるので好
ましい成分である。
In particular, those containing polar functional groups such as methacrylic acid and glycidyl methacrylate are preferred components since they improve adhesiveness with the core component.

スチレンまたはビニルトルエンからなる共重合成分子B
Iは、それ自身、得られる共重合体の耐熱性を向上させ
ることのできる成分ではないが耐熱性向上成分、すなわ
ち無水マレイン酸からなる共重合成分(Clの共重合反
応性を高め、それによって間接的に得られる共重合体の
耐熱性向上並びに生産性向上に寄与するものである。更
に共重合成分(Blは、得られる共重合体の機械的性質
、°うt伝送性能および成形加工性を著しく向上させる
効果を有するものである。このような機械的性能および
光伝送性能の向上効果は、従来知られていたスチレンお
よびビニルトルエンの共重合効果から全(予想し得なか
った新規な効果である。スチレンまたはビニルトルエン
からなる共重合成分(Blの配合割合としては1〜40
重量%の量が必要である。その使用量が1重量%より少
ないと、共重合体の生産性が低くなり、またその使用量
が40重量%より多くなると、得られる共重合体の耐熱
性および光学的特性が不満足なものとなるからである。
Copolymerized molecule B consisting of styrene or vinyltoluene
Although I itself is not a component that can improve the heat resistance of the resulting copolymer, it is a heat resistance improving component, that is, a copolymerization component consisting of maleic anhydride (which increases the copolymerization reactivity of Cl, thereby increasing the copolymerization reactivity of Cl). It indirectly contributes to improving the heat resistance and productivity of the copolymer obtained.In addition, the copolymer component (Bl) is a copolymer component that improves the mechanical properties, transmission performance, and molding processability of the copolymer obtained. This effect of improving mechanical performance and optical transmission performance is due to the effect of the previously known copolymerization of styrene and vinyltoluene (a new and unexpected effect). A copolymer component consisting of styrene or vinyltoluene (the blending ratio of Bl is 1 to 40
% by weight is required. If the amount used is less than 1% by weight, the productivity of the copolymer will be low, and if the amount used is more than 40% by weight, the heat resistance and optical properties of the resulting copolymer will be unsatisfactory. Because it will be.

ビニルトルエンは、オルト体、メタ体、パラ体およびこ
れらの2鍾以上の混合体のいずれであってもよい。
Vinyltoluene may be any of ortho form, meta form, para form, and a mixture of two or more of these forms.

無水マレイン酸からなる共重合成分(C1は、前記共重
合成分tBlとの相互作用により、得られる共重合体の
耐熱性を向上させる効果を有している。共重合成分(C
Iは1〜25重量%の量で用いられる。その使用量が1
重量%より少ないと、得られる共重合体の耐熱性が不十
分となり、またその使用量が25重量%を超えると、得
られる共重合体の機械的特性および成形加工性が不満足
なものとなり好ましくない。
The copolymer component (C1) consisting of maleic anhydride has the effect of improving the heat resistance of the resulting copolymer through interaction with the copolymer component tBl.
I is used in an amount of 1 to 25% by weight. The amount used is 1
If the amount is less than 25% by weight, the resulting copolymer will have insufficient heat resistance, and if the amount exceeds 25% by weight, the resulting copolymer will have unsatisfactory mechanical properties and moldability. do not have.

本発明の鞘成分共重合体は、その生産性、耐熱性、機械
的性質、光学的特性および成形加工性などのバランスを
考慮すると、スチレンまたはビニルトルエンからなる共
重合成分子Blの、無水マレイン酸からなる共重合成分
(C)に対するモルM量比(α/β)は0.9〜1.7
の範囲内にあることが好ましい。モル重量比(α/β)
が0.9より小さいとぎは、得られる共重合体の機械的
性質、耐水性および光学的特性が若干低下することがあ
り、また1、7より大きくなると、得られる共重合体の
耐熱性がやや低下することがある。
Considering the balance of productivity, heat resistance, mechanical properties, optical properties, moldability, etc., the sheath component copolymer of the present invention is anhydrous maleic of the copolymer molecule Bl consisting of styrene or vinyltoluene. The molar M ratio (α/β) to the copolymer component (C) consisting of acid is 0.9 to 1.7
It is preferable that it is within the range of . Molar weight ratio (α/β)
If the value is less than 0.9, the mechanical properties, water resistance, and optical properties of the resulting copolymer may deteriorate slightly, and if it exceeds 1 or 7, the heat resistance of the resulting copolymer may deteriorate. It may decrease slightly.

本発明に用いられる鞘成分共重合体は、実質的に前記共
重合成分(4)、(B)および(C)より得られるもの
であるが、これら共重合成分のほかに、少量の、好まし
くは20重量係以下の共重合成分(Dlを含んでいても
よい。この共重合成分(Dlは目的に応じて、例えばメ
タクリル酸、アクリル酸、メチルアクリレート、エチル
アクリレートオ6よび酢酸ビニル、グリシジルメタクリ
レート、メチルグリシジルメタクリレート、メタクリル
アミドなどのようなエチレン性二重結合を有する単量体
並びにジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、ト
リアリルイソシアヌレート、エチレングリコールジメタ
クリレ゛−)、)!Jエチレングリコールジメタクリレ
ート、トリメチロールプロパ/トリメタクリレートなど
のような多官能架橋性単量体から選ばれた1種以上から
なるものであってもよい。
The sheath component copolymer used in the present invention is obtained substantially from the copolymer components (4), (B), and (C), but in addition to these copolymer components, a small amount of preferably may contain a copolymerization component (Dl) having a weight ratio of 20 or less. This copolymerization component (Dl can be selected depending on the purpose, for example, methacrylic acid, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, vinyl acetate, glycidyl methacrylate) , methylglycidyl methacrylate, methacrylamide, etc., as well as divinylbenzene, triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, ethylene glycol dimethacrylate, )! It may consist of one or more types selected from polyfunctional crosslinkable monomers such as J ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropa/trimethacrylate, and the like.

本発明の鞘成分共重合体を製造する方法としては、前記
共重合成分の混合物に、ラジカル重合触媒を添加し、得
られた共重合混合物を、まず50〜150℃、好ましく
は65〜120°Cの温度に加熱し、それによってシラ
ツブ状部分共重合物を製造し、これに更に追加量のラジ
カル重合触媒を溶解しこの混合物をガラス製またはステ
ンレス鋼製セルに注入し、これを50〜90℃の温度に
加熱して重合を進行させ、その後、更に100〜160
℃の温度で30〜180分間加熱して重合を完結させる
。この方法はいわゆる塊状重合法である。
As a method for producing the sheath component copolymer of the present invention, a radical polymerization catalyst is added to the mixture of the copolymerization components, and the resulting copolymerization mixture is first heated at 50 to 150°C, preferably 65 to 120°C. to a temperature of The polymerization is advanced by heating to a temperature of 100 to 160 °C.
The polymerization is completed by heating for 30-180 minutes at a temperature of .degree. This method is a so-called bulk polymerization method.

また、上記重合を、懸濁分散剤を含む水媒体中で行う所
謂懸濁重合法によって行なうこともできる。しかし、一
般に塊状重合法か最も簡便な方法である。
Further, the above polymerization can also be carried out by a so-called suspension polymerization method in which the polymerization is carried out in an aqueous medium containing a suspending and dispersing agent. However, generally the bulk polymerization method is the simplest method.

前述のシラツブ状部分重合物を調整する方法としては、
メタタリル酸メチル部分重合体からなる共重合成分(A
)に共重合成分(Blおよび(C)を混合溶解する方法
か、又はメタクリル酸メチルの単独重合体、又は共重合
体を、メタクリル酸メチル単量体と共重合成分(B) 
:Mよび(C1の単量体混合物に溶解する方法などがあ
る。このとき、シラツブ状部分重合物における重合体の
組成と、単量体混合物の組成が同一でなくてもよい。
As a method for preparing the above-mentioned slag-like partial polymer,
Copolymerization component (A) consisting of methyl metatallylate partial polymer
), or a method of mixing and dissolving the copolymerization component (Bl and (C)), or adding a homopolymer or copolymer of methyl methacrylate to the methyl methacrylate monomer and copolymerization component (B).
There is a method of dissolving it in a monomer mixture of :M and (C1. At this time, the composition of the polymer in the silty partial polymer and the composition of the monomer mixture may not be the same.

また鞘成分重合体は、上記共重合成分(Al、 (Bl
および(C)かうなる共重合体と、メタクリル酸メチル
を80重量係以上含む重合体との混合体より成るもので
あってもよい。後者のメタクリル酸メチルを80重量%
以上含む重合体の混合割合は1〜99重量%の範囲が適
用しうるが、得られる芯成分の耐熱性および全光線透過
率などを勘案すれば15〜5重量%の範囲内にあること
が好ましい。
In addition, the sheath component polymer includes the above-mentioned copolymerized components (Al, (Bl
and (C) may consist of a mixture of such a copolymer and a polymer containing 80% or more of methyl methacrylate. 80% by weight of the latter methyl methacrylate
The mixing ratio of the above-mentioned polymers can be in the range of 1 to 99% by weight, but it can be in the range of 15 to 5% by weight if the heat resistance and total light transmittance of the core component to be obtained are taken into consideration. preferable.

本発明の鞘成分共重合体を調製するために用いられるラ
ジカル重合触媒は一般のラジカル重合に用いられている
もの、例えばアゾビスイソブチロニトリル、2,2′−
アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)などの
アゾビス系触媒、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ビス(3,5,5−)リメチルヘキ
サノイル)パーオキサイドなどのジアシルノく−オキサ
イド系触媒およびパーカーボネート系触媒などから選ぶ
ことができる。
The radical polymerization catalyst used to prepare the sheath component copolymer of the present invention is one that is used in general radical polymerization, such as azobisisobutyronitrile, 2,2'-
Azobis-based catalysts such as azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), diacyl-oxide catalysts such as lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, bis(3,5,5-)limethylhexanoyl) peroxide, and You can choose from percarbonate catalysts, etc.

本発明の光伝送性繊維において、芯成分としては鞘成分
共重合体の屈折率よりも少な(とも1%大きい屈折率を
有する実質的に透明な重合体が使用される。
In the light transmitting fiber of the present invention, a substantially transparent polymer having a refractive index lower (by 1% larger) than the refractive index of the sheath component copolymer is used as the core component.

本発明の芯成分用重合体としては、例えば特公昭51−
49415号に記載されているようなメタクリル酸と芳
香族環を有するアルコール類からなるエステルの重合体
あるいは共重合体、特公昭52−385号に記載されて
いるような芳香族無定形ポリエステル、スチレン、α−
メチルスチレンのような芳香族基が結合したビニル単量
体からなる重合体あるいは共重合体、芳香族ポリエーテ
ル、芳香族ポリカーボネート、脂肪族芳香族ポリカーボ
ネート等の重合体等から選ぶことができる。
As the polymer for the core component of the present invention, for example,
Polymers or copolymers of esters consisting of methacrylic acid and alcohols having an aromatic ring as described in Japanese Patent Publication No. 49415, aromatic amorphous polyesters as described in Japanese Patent Publication No. 52-385, and styrene. , α−
It can be selected from polymers or copolymers made of vinyl monomers bonded with aromatic groups such as methylstyrene, and polymers such as aromatic polyethers, aromatic polycarbonates, and aliphatic aromatic polycarbonates.

中でも透明性、耐熱性において優れた光伝送性繊維に適
した芯成分重合体としてはα−メチルスチレン系重合体
あるいは芳香族ポリカーボネートが好ましい。
Among these, α-methylstyrene polymers or aromatic polycarbonates are preferred as core component polymers suitable for optically transmitting fibers with excellent transparency and heat resistance.

本発明の光伝送性繊維において、芯成分の屈折率の値は
、鞘成分のそれよりも少なくとも1チ太ぎいことが必要
である。両成分の屈折率の差が1チ未滴のとぎは、得ら
れる光伝送性繊維の開口数が過小となり、実用的に使用
困難となる。また、芯成分の屈折率が鞘成分のそれより
も小さくなると、得られる繊維は光を伝送しな()。
In the light transmitting fiber of the present invention, the refractive index value of the core component must be at least 1 inch larger than that of the sheath component. If the difference in refractive index between the two components is less than 1 inch, the numerical aperture of the resulting light-transmitting fiber will be too small, making it difficult to use practically. Also, if the refractive index of the core component is smaller than that of the sheath component, the resulting fiber will not transmit light ().

光伝送性繊維が高温に長時間曝露された時の耐久性を向
上させるためには鞘成分重合体とともに芯成分重合体が
、できるだけ高い熱変形温度、好ましくは70℃以上、
更に好ましくは100℃以上、さらに好ましくは120
℃以上の熱変形温度を有することか望ましい。
In order to improve the durability of the light transmitting fiber when exposed to high temperatures for a long period of time, the core component polymer as well as the sheath component polymer should have a heat distortion temperature as high as possible, preferably 70°C or higher.
More preferably 100°C or higher, even more preferably 120°C
It is desirable that the material has a heat distortion temperature of ℃ or higher.

本発明の芯−鞘二重構造光伝送性繊維は、下記の方法に
よって製造される。
The core-sheath dual structure light transmitting fiber of the present invention is manufactured by the method described below.

(1)芯成分共重合体3よび鞘成分重合体を、それぞれ
溶融し、これを特殊ノズル力・ら芯−鞘構造に押出す複
合紡糸方法。
(1) A composite spinning method in which the core component copolymer 3 and the sheath component polymer are respectively melted and extruded into a core-sheath structure using a special nozzle force.

(2)芯成分共重合体から、芯成分繊維を形成し、これ
に鞘成分重合体の溶液を被覆し、次にこの被覆層から溶
剤を除去するコーティング方法0 芯成分の形成に際して1%公昭48−131391号に
開示されているような方法に従って芯成分重合体を連続
的に塊状重合し、弓1続ぎこれを紡糸して芯成分繊維を
形成してもよ(Xoこの方法は光伝送性能の低損失化の
上で有効なものである。
(2) A coating method in which a core component fiber is formed from a core component copolymer, coated with a solution of a sheath component polymer, and then the solvent is removed from this coating layer. 48-131391, the core component polymer may be continuously polymerized in bulk and then spun into a single bow to form the core component fiber. This is effective in reducing performance loss.

次に本発明を実施例により具体的に説明する。Next, the present invention will be specifically explained using examples.

実施例 実施例において、繊維の光伝送性能は゛、特開昭58−
7602号公報、第4図に示されて(する装置により測
定評価した。なお測定条件は下記の通り、 干渉フィルター(主波長)770μm l。 (繊維の全長)      5mA  (#維の
切断長さ)    4yyiD (ボビンの直径)19
0朋 実施例1 メタクリル酸メチル6600 J’、スチレ/1900
、P、無水マレイン酸1600.P、t−ドデシルメル
カプタン33Pを冷却管、温度計、撹拌棒を具備した反
応釜に入れた後、混合物を攪拌しながら加熱し、内温7
0℃で2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルノくレ
ロニトリ/l/) 0.8yを添加し、内温を95°C
〜110℃にして10分間保持した。次に反応混合物を
室温まで冷却してシラツブ状部分重合物を得た。この部
分重合物をポリテトラフルオロエチVy製0,1μのフ
ィルターでf過精製し、得られた精製物100重量部に
対してt−ドデシルメルカプタン0.38重量部どよび
ラウロイルパーオキサイド0.4重量部と、剥離剤とし
てJP−504(城北化学社製) 100 ppmを添
加溶解後、ポリ塩化ビニル製ガスケットを介して、3朋
の間隔で相対する2枚の強化ガラス板で形成したセルに
熱電対をセットし、このセルの中に上記組成物を注入し
、80℃の温水中に浸漬し、重合硬化させた。
EXAMPLES In the examples, the optical transmission performance of the fibers is as follows:
Measurement and evaluation were carried out using the device shown in Figure 4 of Publication No. 7602.The measurement conditions were as follows: Interference filter (main wavelength) 770 μm l. (total length of fiber) 5 mA (cutting length of fiber) 4yyiD (bobbin diameter) 19
0 Example 1 Methyl methacrylate 6600 J', Styrene/1900
, P, maleic anhydride 1600. P, t-dodecyl mercaptan 33P was placed in a reaction vessel equipped with a cooling tube, a thermometer, and a stirring bar, and the mixture was heated with stirring until the internal temperature reached 7.
Add 0.8y of 2,2'-azobis-(2,4-dimethylnochloronitrile/l/) at 0°C, and raise the internal temperature to 95°C.
The temperature was raised to ~110°C and held for 10 minutes. Next, the reaction mixture was cooled to room temperature to obtain a silt-like partial polymer. This partially polymerized product was purified using a 0.1μ filter manufactured by Polytetrafluoroethyl Vy, and 0.38 parts by weight of t-dodecyl mercaptan and 0.4 parts by weight of lauroyl peroxide were added to 100 parts by weight of the obtained purified product. parts by weight and 100 ppm of JP-504 (manufactured by Johoku Kagaku Co., Ltd.) as a release agent. A thermocouple was set, and the above composition was injected into the cell, immersed in warm water at 80°C, and polymerized and cured.

温水中に浸漬してから内温かピークに達するまでの時間
(硬化時間)を測定するとともに、ピーク温度に達して
から30分後に温水中から取出し、次いで120°Cの
空気加熱炉中で2時間熱処理した。冷却後セルをはずし
、得られた板厚約6朋の樹脂板をクリーンボックス中で
粉砕し、鞘成分共重合体を得た。得られた鞘成分重合体
のMI(230°C1荷重3.8 ky )は2.吉゛
、屈折率ルpは1,510、熱変形温度HDTは122
℃であった。
The time from immersion in hot water until reaching the internal temperature peak (hardening time) was measured, and 30 minutes after reaching the peak temperature, the product was taken out of the hot water and then placed in an air heating oven at 120°C for 2 hours. Heat treated. After cooling, the cell was removed, and the resulting resin plate with a thickness of about 6 mm was crushed in a clean box to obtain a sheath component copolymer. The obtained sheath component polymer had an MI (230°C1 load of 3.8 ky) of 2. Good luck, refractive index p is 1,510, heat distortion temperature HDT is 122
It was ℃.

一方、ビスフェノールAに苛性ソーダ水溶液、塩化メチ
レンの存在下でホスゲンを反応させて得られたポリカー
ボネート溶液を多量の水で洗浄した後、溶液を攪拌しな
りb−らメタノールを加えた。細粉状に沈でんしたポリ
カーボネートを沢別し、アセト/に又洗浄した後、乾燥
し、屈折率rLDが1,58、熱変形温度が140℃の
ポリカーボネートを得、芯成分重合体として使用した。
On the other hand, a polycarbonate solution obtained by reacting bisphenol A with phosgene in the presence of an aqueous caustic soda solution and methylene chloride was washed with a large amount of water, and then methanol was added to the solution while stirring. The polycarbonate precipitated into a fine powder was separated, washed again with acetate, and dried to obtain a polycarbonate having a refractive index rLD of 1.58 and a heat distortion temperature of 140° C., which was used as a core component polymer.

得られた芯、鞘成分それぞれの重合体を、芯鞘二層構造
紡糸口金を有するべ/ト式複合紡糸機に供給し、紡糸温
度240℃、紡糸速度6m/ min  で引き取り、
巻き取った。
The obtained core and sheath component polymers were supplied to a composite spinning machine having a core-sheath two-layer structure spinneret, and taken at a spinning temperature of 240° C. and a spinning speed of 6 m/min.
I rolled it up.

得られた繊維は、芯成分径980μm、鞘成分厚さ10
μ7n、芯成分の鞘成分に対する重量比96:4の同心
円状構造の光伝送性繊維であった。
The obtained fiber had a core component diameter of 980 μm and a sheath component thickness of 10 μm.
It was a light transmitting fiber with a concentric structure of μ7n and a weight ratio of core component to sheath component of 96:4.

この光伝送性繊維の光伝送損失は1300 dB/km
で、10771の長さで光信号を充分に伝送できるもの
であった。
The optical transmission loss of this optical transmission fiber is 1300 dB/km.
The length of 10771 was enough to transmit an optical signal.

得られた光伝送性繊維をクロスヘッド型ケーブル加工機
でジャケットとしてカーボンブラック人りポリエステル
エラストマーを外径2,2朋になるように被覆し、光伝
送損失が1330dB/lanの光フアイバーケーブル
を得た。
The obtained optical transmission fiber was coated with carbon black polyester elastomer as a jacket using a crosshead type cable processing machine so that the outer diameter was 2.2 mm to obtain an optical fiber cable with an optical transmission loss of 1330 dB/lan. Ta.

この元ファイバーケーブル10mを切り取り、一方の端
面を光源(770μm干渉フィルター使用)に固定し、
他端をフォトダイオードに接続固定し、光フアイバーケ
ーブル中間部5mを130℃の熱風加熱炉に曝露し、元
ね透過量の変化を追跡し元ファイバーケーブルの耐熱耐
久性を評価した。
Cut 10m of this original fiber cable and fix one end to a light source (using a 770μm interference filter).
The other end was connected and fixed to a photodiode, and the 5 m middle portion of the optical fiber cable was exposed to a hot air heating furnace at 130° C., and the heat resistance and durability of the original fiber cable was evaluated by tracking changes in the amount of transmission.

その結果、この光フアイバーケーブルは、1000時間
経過した後でも光量の低下率は20チであって、非常に
変化が少な(、安定した耐熱耐久性を示した。
As a result, even after 1000 hours had elapsed, this optical fiber cable had a rate of decrease in the amount of light of 20 degrees, showing very little change (showing stable heat resistance and durability).

比較例1〜3 比較のために、メタクリル酸メチル、α−メチルスチレ
ン、スチレン、無水マレイン酸の配合組成を第1表に示
す通りとし、それ以外は実施例1と全く同様にして比較
例1〜30元ファイバーケーブルを得た。この元ファイ
バーケーブルの光伝送性能及び耐熱耐久性を実施例1と
比較評価して第2表に示した。
Comparative Examples 1 to 3 For comparison, Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of methyl methacrylate, α-methylstyrene, styrene, and maleic anhydride was as shown in Table 1. ~30 yuan fiber cable was obtained. The optical transmission performance and heat resistance durability of this original fiber cable were evaluated in comparison with Example 1, and are shown in Table 2.

第1表 第  2  表 上記の結果から明らかな如(、本発明の光伝送性繊維は
10ffl長の光信号の通信が充分可能な光伝送損失を
有し、またその耐熱耐久性も非常に優れ、ファイバーの
屈曲性にも優れ取り扱い性のよいものであった。これに
対し、比較例3は耐熱耐久性が劣り、又芯と鞘の剥離が
極めて容易に起るものであった。
As is clear from the results shown in Table 1 and Table 2, the optical transmission fiber of the present invention has a sufficient optical transmission loss to enable communication of optical signals of 10 ffl length, and its heat resistance and durability are also very excellent. The fibers had excellent flexibility and were easy to handle.On the other hand, Comparative Example 3 had poor heat resistance and durability, and the core and sheath peeled off very easily.

比較例1,2は鞘成分重合体の耐熱分解性が悪く、ファ
イバーの鞘材部に気泡が認められ、光伝送性能が極めて
悪いものであった。
In Comparative Examples 1 and 2, the heat decomposition resistance of the sheath component polymer was poor, bubbles were observed in the sheath material of the fiber, and the light transmission performance was extremely poor.

実施例2. 3#よび比較例4,5 メタクリル酸メチル、スチレンおよび無水マレイン酸よ
りなる単量体混合物の組成割合が第3表に示す通9であ
る以外は実施例1と全(同様にして第4表に示すような
結果を得た。
Example 2. 3# and Comparative Examples 4 and 5 All of Example 1 and Comparative Examples 4 and 5 except that the composition ratio of the monomer mixture consisting of methyl methacrylate, styrene, and maleic anhydride was 9 as shown in Table 3 (similarly shown in Table 4). The results shown are obtained.

第  3  表 第3表中のα、βはそれぞれスチレ/、無水マレイン酸
のモル使用量を示す。
Table 3 α and β in Table 3 indicate the molar amounts of styrene and maleic anhydride, respectively.

第  4  表 スチレ/あるいは無水マレイン酸の使用割合が本発明の
範囲外の光伝送性繊維は光学特性が劣ると共に、その機
械的性質も極めて劣悪であり、実用的に使用が困難なも
のであった。
Table 4 Light transmitting fibers in which the proportion of styrene/or maleic anhydride used is outside the range of the present invention have poor optical properties and extremely poor mechanical properties, making them difficult to use practically. Ta.

実施例4 下記単量体: メタクリル酸メチル部分重合物 (重合率7〜8チ)  7000J’ スチレン       1800J’ 無水マレイン酸    1200P メタクリル酸     100P を混合溶解し、更に重合開始剤としてビス−(3,5,
5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド40Fを
添加し、80℃で重合し鞘成分共重合体を調製した。こ
の共重合体を使用する以外は実施例1と全く同様にして
元ファイバーケーブルを得た。得られた光ファイバーケ
ープ透過光量低下を示すだけであり、芯と鞘とり接着性
は極めて良好であり、耐屈曲性も優れていた。
Example 4 The following monomers: Partial polymerization of methyl methacrylate (polymerization rate 7 to 8) 7000 J' Styrene 1800 J' Maleic anhydride 1200 P Methacrylic acid 100 P were mixed and dissolved, and bis-(3,5 ,
5-trimethylhexanoyl) peroxide 40F was added and polymerized at 80°C to prepare a sheath component copolymer. An original fiber cable was obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that this copolymer was used. The obtained optical fiber cape only showed a decrease in the amount of transmitted light, and the adhesion between the core and sheath was extremely good, and the bending resistance was also excellent.

発明の効果 本発明の光伝送性繊維は、従来のポリメタクリル酸メチ
ルを芯成分とし、含フツ素ポリマーを鞘成分としたもの
、あるいはポリスチレンを芯成分とし、ポリメタクリル
酸メチルを鞘成分とした従来のプラスチック光伝送性繊
維にくらべて耐熱性および耐久性において格段にすぐれ
ている。
Effects of the Invention The optically transmitting fiber of the present invention is different from the conventional fiber containing polymethyl methacrylate as a core component and a fluorine-containing polymer as a sheath component, or alternatively, it has polystyrene as a core component and polymethyl methacrylate as a sheath component. It has significantly superior heat resistance and durability compared to conventional plastic optical fibers.

このため、本発明の光伝送性繊維は、自動車の工/ジン
ルーム内配線用に使用可能であり、従ってカーエレクト
ロニクスの進展に対応することのできるものとして、工
業的意義および価値の極めて高いものである。
For this reason, the optically transmitting fiber of the present invention can be used for wiring in automobile engineering/engine rooms, and therefore has extremely high industrial significance and value as it can respond to the advancement of car electronics. be.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、(A150〜98重量%のメタクリル酸メチル単量
体または部分重合体と、(B)1〜40重量%のスチレ
ンまたはビニルトルエンと、(C11〜2511〜25
重量%イン酸とから実質的になる混合物を共重合して得
られたメタクリル樹脂からなる鞘成分と、前記鞘成分に
より被覆された前記鞘成分共重合体の屈折率よりも1%
以上高い屈折率を有する重合体からなる芯成分とを含ん
でなる光伝送性繊維。 2、前記芯成分重合体が70℃以上の熱変形温度を有す
る透明重合体である特許請求の範囲第1項記載の光伝送
性繊維。 3、前記鞘成分共重合体において、スチレ/又はビニル
トルエンの無水マレイン酸に対するモル重量比(α/β
)が0.9〜1.7の範囲内にある特許請求の範囲第1
項記載の光伝送性繊維。 4、前記芯成分重合体が芳香族ポリカーボネートである
特許請求の範囲第1項記載の光伝送性繊維。
[Scope of Claims] 1. (A150-98% by weight of methyl methacrylate monomer or partial polymer, (B) 1-40% by weight of styrene or vinyltoluene, (C11-2511-25
1% by weight than the refractive index of the sheath component copolymer coated with the sheath component made of a methacrylic resin obtained by copolymerizing a mixture consisting essentially of inic acid and the sheath component.
A light transmitting fiber comprising a core component made of a polymer having a high refractive index. 2. The light transmitting fiber according to claim 1, wherein the core component polymer is a transparent polymer having a heat distortion temperature of 70° C. or higher. 3. In the sheath component copolymer, the molar weight ratio of styrene/or vinyltoluene to maleic anhydride (α/β
) is within the range of 0.9 to 1.7.
Optical transmitting fiber described in Section 1. 4. The light transmitting fiber according to claim 1, wherein the core component polymer is an aromatic polycarbonate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6907174B2 (en) 2000-10-02 2005-06-14 Bayer Aktiengesellschaft Optical fiber
US6950587B2 (en) 2000-11-27 2005-09-27 Bayer Aktiengesellschaft Optical fibers

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US6907174B2 (en) 2000-10-02 2005-06-14 Bayer Aktiengesellschaft Optical fiber
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