JPS6035641B2 - 光伝送繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光伝送性の優れたプラスチック製光伝送繊維に
関する。

従来、プラスチック製の光伝送繊維として、屈折率が高
く、透明性の良好なポリスチレン樹脂を芯成分とし、よ
り屈折率の低いポリメチルメタクリレート系樹脂を鞘成
分とするものがよく知られている。

しかしながらポリスチレン樹脂を芯成分とした場合には
、耐薬品性、耐膜性等が悪く、用途的に限定されること
、及びポリメチルメタクリレート系樹脂との界面での接
着性があまり良好でなく透光性に限界があること、鞘成
分が剥離しやすいこと等の欠点があった。このような欠
点を解消する一つの方法として、ポリメチルメタクリレ
ート系樹脂を芯成分とする種々の光伝送繊維がその後提
案されている。

しかし、本発明者等が、これまで公けにされた上記提案
について種々の検討したところでは、いずれも一得一失
的な結果しか得られず、必ずしも前記従来方法の欠点を
解決するものではないことを確認した。本発明者等は、
この発明の属する技術分野の現状に鑑み、その改良をは
かるべく鋭意研究を進めた結果、ついた本発明を完成し
所期の目的を達成するに至った。

すなわち本発明は、メチルメタクリレートを少なくとも
７の重量％含有するポリメチルメタクリレート系樹脂を
芯成分とし、一般式【１｝（但し、ＲはＨ又はＣＨ３，
Ｒｆ及びＲｆ′はそれぞれ炭素数１〜６のフルオロアル
キル基を示す。

）（以下「一般式｛１ー」という。）で表わされる単位
を主成分とするフッ素含有重合体樹脂を鞘成分として、
鞘芯構造に成形されて成る光伝送繊維をその要旨とする
ものである。以下本発明の構成、作用効果、実施の態様
について更に詳細に説明する。

本発明で用いる一般式｛１｝で表わされるアクリレート
またはメタクリレートは、エステルのアルコール部分の
Ｑ一炭素原子上にフッ素原子を有することが特徴である
。

このことが、これらを主成分とする重合体樹脂に、芯成
分としてポリメチルメタクリレート系樹脂を用いる光伝
送繊維又は鞘成分として有用な性質を与えているものと
推定される。本発明者等は、ポリメチルメタクリレ−ト
系樹脂を芯成分とする優れた光伝送繊維を複合溶融荻糸
によって製造するに当つては、鞘成分樹脂の性質として
次の項目を満足すべきことを数多くの実験結果確認した
。

■ 透明性が良好なこと。

■ 屈折率がポリメチルメタクリレート系樹脂の屈折率
（約１．４９）よりもできるだけ小さいこと。

■ ポリメチルメタクリレート系樹脂との接着性が良好
なこと。

■ 熱軟化温度および、又は溶融成形温度がポリメチル
メタクリレート系樹脂のそれらと近いこと。

■ 溶融成形温度における溶融粘度がポリメチルメタク
リレート系樹脂のそれと近いこと。

■ 収縮率あるいは膨脹率がポリメチルメタクリレート
系樹脂のそれらと近いこと。

本発明の上記鞘成分樹脂は、芯成分との結合関係におい
て上記要件に極めてよくマッチするものである。

即ち、本発明の鞘成分となる重合体樹脂は透明性が非常
に良好で、かつ屈折率が約１．４０以下と低く、熱軟化
温度が約９０ｑｏ〜１３０００の間にあり、ポリメチル
メタクリレート系樹脂のそれと近い上に溶融成形温度が
約１９０ｏＣ〜２７０ｏＣの間にあってポリメチルメタ
クリレート系樹脂と近い。

さらに、メタクリル系樹脂であるので芯成分のポリメチ
ルメタクリレート系樹脂との界面での接着性が非常に良
好であること、及び収縮率あるいは膨脹率も芯成分と類
似しているため、熱的な収縮、膨脹等による鞘と芯との
剥離あるいは、クラッキング等が全然起らないことが判
明した。このような重合体を与える主成分である前記一
般式‘１｝で表わされるアクリレートあるいはメタクリ
レートモノマ一は、下式に示すように、含フッ素ケトン
化合物を金属フルオラィドと反応させてケトンのカルボ
ニル基を金属のフルオロカルビノール基に変換させた後
、アクリル酸ハラィドあるいはメタクリル酸ハラィドと
反応させて、容易に高収率で合成される。

（但し、ＲはＨ又はＣＱ，Ｒｆ及びＲｆ′はそれぞれ炭
素数１〜６のフルオロアルキル基を示し、Ｍはアルカリ
金属、Ｘ′はハロゲンを示す。

）本発明において用いられる含フッ素ケトンとして、上
記Ｒｆ及びＲｆ′で示される化合物はそれぞれ次のよう
な基から選ばれる。■ 一（ＣＦ２）ｎＣＦ３，（ｎ＝
０〜５）のようなノルマルパーフルオロアルキル基、■
一ＣＦ（ＣＦ３）２，一Ｃ（ＣＦ３）３のようなイソ
パーフルオロアルキル基、■ パーフルオロシクロヘキ
シルのような環状フルオロアルキル基、■ −ＣＦ２Ｙ
′（Ｙ′＝ＣＩ，Ｂｒ，１）のようなフッ素以外のハロ
ゲンを含むフルオロアルキル基、また、環状フルオロア
ルキルケトンも用いることができる。

上記のアルキル基において全ての水素がフッ素で置換さ
れたパーフルオロアルキル基でなくても部分的にフッ素
化されたフルオロアルキル基であってもよい。このよう
にして得られた含フッ素アクリレートモノマーあるいは
メタクリレートモノマ一から、通常のラジカル重合で、
塊状重合、懸濁重合等、何れの方法でも容易に単独重合
体あるいは共重合体を製造することができる。

共重合成分としてはメチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート、シクロヘキシルメタクリレート等のアルキルメ
タクリレート類、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シ
クロヘキシルアクリレート等のアルキルアクリレート類
、あるいは、および、 （但し、ＲはＨ又はＣＨ３、ＸはＨ又はＦ又はＣＩ，Ｙ
はＨ又はＣＦ３，ｍは１〜６の整数、ｎは２〜１０の整
数をそれぞれ示す。

）で表わされる含フッ素アクリレートおよび含フッ素メ
タクリレート類、あるいはスチレン類等から選ばれた１
種以上のモノマーが使用される。共重合体とする場合は
屈折率を低下させるために、フッ素を３の重量％（以下
特記しない限り％は重量百分率を示す。

）以上含ませるように配合する必要がある。共重合成分
としてフッ素を含まないモノマーを用いる時は、そのモ
ノマーの使用量は３０％以下にすることが好ましく、フ
ッ素を含むモノマーを使用する時には、５０％程度まで
用いることができる。このようにして得られた を主成分とする少くとも３０％以上のフッ素を含有する
重合体樹脂は、ポリメチルメタクリレート系樹脂を芯成
分とする光伝送繊維の鞘成分として非常に優れたもので
ある。

本発明で用いられる芯成分樹脂であるポリメチルメタク
リレート系樹脂とは、メチルメタクリレート成分を少く
とも７０％含有するもので、ポリメチルメタクリレート
以外に、メチルメタクリレートを主成分とする共重合体
も含まれる。

このような共重合成分としては、メチルアクリレート、
エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルア
クリレ−ト、シクロヘキシルアクリレート等のアクリレ
ート類、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレー
ト、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレ
ート、ペンジルメタクリレート、フェニルメタクリレー
ト等のメタクリレート類、およびスチレン類等から選ば
れた１種以上のモノマーが使用される。本発明による光
伝送繊維の製造は、鞘約・構造となるような紙糸口金を
用いる複合溶融紡糸方法や繊維状の芯成分を、鞘成分の
溶液中を通すことによってコーティングする方法がある
が、生産性及び物性等の関係から複合溶融紡糸方法が、
より好ましい。

また本発明光伝送繊維の形態は、通常その横断面が円形
をなすもの及び長方形のものいわゆる局平状のものを王
とするが、所望に応じ断面多角形のものその他の異形断
面糸とすることもできる。

次に本発明の実施例を示す。実施例において熱軟化温度
とはビッカート軟化点を指し、透過率はキセノンランプ
を用いて測定したものである。実施例 １ 乾燥したＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド中に、乾燥した
フッ化カリウムを入れ分散液を作り、冷却し、次いでフ
ッ化カリウムと等量のへキサフルオロァセトンを導入し
た。

このようにして得られたフルオロカルビノール中間体溶
液に、ヘキサフルオロアセトンと等量のメタクリロィル
クロラィドを加え、反応させ精製することによってパー
フルオロイソプロピルメタクリレートが透明な液体（沸
点１０が０／７６０脚Ｈｇ、屈折率１．３２４）として
得られた。上記のパーフルオロイソブロピルメタクリレ
−トを常法により、アゾビスイソブチロニトリルを開始
剤とし７５〜８０℃で重合することにより、屈折率１．
３７０、熱軟化温度約１１５ｑ○の非常に透明性の良い
重合体を得た。

芯成分としてメチルアクリレートを１０％含むポリメチ
ルメタクリレート（屈折率１．４９０）を用い、鞘成分
として上記のポリ（パーフルオロィソプロピルメタクリ
レート）を用いて、２３び○で複合溶融紡糸することに
より、芯と鞘の面積比が１０対１で繊維直径が２５０ム
の鞘芯構造の光伝送繊維を得た。

この繊維１の当りの白色光透過率は８０％であった。ま
たこの繊維を−３び○と８ぴ○のヒートサイクル（回／
１日）を１０回繰り返したが、繊維はクラツクを生ぜず
、何ら変形も起さなかった。また透過率も変化しなかっ
た。さらに鞘成分を機械的に剥離させることは非常に困
難であった。実施例 ２実施例１のパーフルオロィソプ
ロピルメタクリレ−トにメチルメタクリレートを１０％
共重合させた重合体（熱軟化温度１０８０、屈折率１．
３８２）を鞘成分とし、芯成分には実施例１と同じポリ
メチルメタクリレートを用い、実施例１と同様の方法に
より芯と難の比が８対１で繊維直径が５００仏の光伝送
繊維を得た。

この繊維の白色光透過率は１肌当り、７８％であった。
実施例 ３ 実施例１と同様な方法により、ヘキサフルオロアセトン
の代りにパーフルオロヘプタンーチーオンを用い、パー
フルオロヘプタンーチーオールのメタクリル酸ェステル
を製造し、次いで常法により重合することによって、非
常に透明性の良い重合体（熱軟化温度１２０℃、屈折率
１．３６８）を得た。

この重合体を鞘成分とし、メチルアクＩＪレートを５％
含むメチルメタクリレートを芯成分として、２５ぴ０で
複合溶融抜糸し、芯と鞘の比が９対１で繊維直径が３５
０ムの光伝送繊維を得た。この繊維の白色光透過率はｌ
ｍ当り８２％であった。この繊維をカーボンアークによ
る耐光試験機中で、紫外線照射を１００餌時間行なった
が、外観、透過率変化はほとんどなかった。実施例 ４ 実施例１で得られた、パーフルオロィソプロピルメタク
リレート（７０モル％）と２，２，２−トリフルオロエ
チルメタクリレート（３０モル％）を共重合させた重合
体を鞘成分とし、メチルメタクリレートを１０％含むポ
リメチルメタクリレートを芯成分として複合溶融織糸を
行ない、直径５００仏の光伝送繊維を得た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ メチルメタクリレートを少なくとも７０重量％含有
   するポリメチルメタクリレート系樹脂を芯成分とし、一
   般式（１）▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、ＲはＨ又はＣＨ＿３，Ｒｆ及びＲｆ′はそれぞ
   れ炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示す。 ）で表わされる単位を主成分とするフツ素含有重合体樹
   脂を鞘成分として、鞘芯構造に形成されて成る光伝送繊
   維。２ 特許請求の範囲第１項記載の鞘成分がポリ（パ
   ーフルオロイソプロピルメタクリレート）樹脂より成る
   光伝送繊維。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の鞘成分が、一般式（１
   ）▲数式、化学式、表等があります▼ （但し、ＲはＨ又はＣＨ＿３，Ｒｆ及びＲｆ′はそれぞ
   れ炭素数１〜６のフルオロアルキル基を示す。 ）で表わされる単位にアルキルメタクリレーを主成分と
   するメタクリレート系モノマーを共重合させた樹脂であ
   る光伝送繊維。４ 特許請求の範囲第３項記載の鞘成分
   が、一般式（１）で表わされる単位、▲数式、化学式、
   表等があります▼ において、Ｒがメチル基、Ｒｆ及びＲｆ′がそれぞれト
   リフルオロメチル基であり、アルキルメタクリレートの
   アルキル基がメチル基である光伝送繊維。 ５ 特許請求の範囲第３項記載のアルキルメタクリレー
   トのアルキル基が−（ＣＨ＿２）＿ｍ−（ＣＦ＿２）ｎ
   Ｘおよび−Ｃ（ＣＦ＿２）＿２Ｙ（但し、ｍは１〜６の
   整数、ｎは２〜１０の整数、ＸはＨ又はＦ又はｃｌｘを
   示し、ＹはＨ又はＣＦ＿３を示す。 ）の群から選ばれる少なくとも１種のフルオロアルキル
   基である光伝送繊維。