JPS61114208A - プラスチツクオプテイカルフアイバ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、芯及びさや構造を有するプラスチックオプテ
ィカルファイバーにおいて、特定のフッ素化された構造
式を有する単量体から得られる重合体を芯成分樹脂とし
て用いることにより、可視光域〜近赤外光域にわたって
光伝送性に優れたプラスチックオプティカルファイバー
に関するものである。

（従来の技術と問題点） プラスチックオプティカルファイバーは、無機ガラス、
とくに石英ガラスファイバーと比較して、大口径にして
も可焼性に優れ、軽口かつ高開口数のものが容易に得ら
れるので、光源との接続損失が少なく、また工業的に大
量生産が可能であるため、極めて安価であるという特徴
を有し、短距離伝送システムに使用されている。

プラスチックオプティカルファイバーの芯成分樹脂とし
ては、透明性の良好なポリメタクリル酸メチル、ボリヌ
チレン、ポリカーボネート等が一般的に使用されている
が、石英ガラスファイバーと比較して、光伝送性が劣る
という欠点を有しており、また光伝送システムに使用さ
れる安価で、発光強度の大きい発光素子であるＬＥＤ、
ＬＤは６６０〜９００ｎｍ付近に発光波長を有しており
、この点からも可視光域〜近赤外光域にわたって光伝送
性に優れたプラスチックオプテイカルファイバーの開発
が望１れでいる。

（問題点を解決するための手段と作用効果）本発明者等
は、上記の欠点を改善するべく鋭意検討を重ねた結果、
本発明のごとき特定のフッ素化された構造式を有する単
量体から得られる重合体を芯成分樹脂として用いること
により、可視光域〜近赤外光域にわたって光伝送性が飛
躍的に向上したプラスチックオプティカルファイバーを
開発し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、芯及びさや構造を有するプラスチッ
クオプティカルファイバーにおいて、下記に示される構
造式の単量体ａ、β、β−）　ＩＪフルオロヌチレンか
ら得られる重合体を芯成分樹脂として用いることを特徴
とするプラスチックオプティカルファイバーである。

本発明者等の検討によれば、一般的に合成高分子はその
分子構造中にＣ−Ｈ結合を有し、その赤外吸収の高調波
が光伝送性を低下させる大きな要因の一つである。特に
安価で発光強度の大きいＬ’ＥＤ、Ｔ−Ｄの発光波長で
ある６００〜９００ｎｍの近赤外域での光伝送性を大き
く低下させている。またこの赤外吸収の高調波は分子構
造の相違によυ吸収強度の山谷の波長位置が変動し、特
定の波長で光伝送性の優れたいわゆる損失の窓を形成す
る。

本発明者等は上記した現象を工業的に応用し本発明を完
成したものである。すなわち分子構造中のＣ−Ｈ結合を
フッ素化することによりＣ−Ｈ結合の赤外吸収を長波長
域ヘシフトさせ、また分子構造中の特定のＣ，−Ｈ結合
をフッ素化することにより、いわゆる損失の窓の波長位
置を調整して可視光域〜近赤外域での発光素子の発光波
長と適合させて光伝送性を向上させることが可能となっ
た。

本発明で用いられる芯成分樹脂は下記に示さレル構造式
のａ、β、β−トリフルオロスチレン（ｙｓ−スチレン
）の単量体から得られる重合体である。

上記の単量体のベンゼン環の全ての水素原子あるいは一
部の水素原子は重水素原子およびまたはフッ素原子で置
換されていてもよい。上記の単量体は：ｒ、Ａｍ、　ｃ
ｈｅｍ、ｓａｃ、　７Ｌ　３４３９　（１９４９）　。

Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｏｈｅｍ、　２ｑ、　４００　（１９
５６）に記載された方法で合成することが可能である。

本発明で用いられる芯成分樹脂は上記構造式で示される
単量体と共重合可能なビニル単量体との共重合体でもよ
く、それらの配合割合は５０ｗｔ％以下が好ましく、２
５ｗｔ％以下が更に好壕しく、１０ｗｔ％以下が最も好
ましい。

また光伝送性の観点からみて、Ｃ−Ｈ結合が重水素化、
フッ素化さｈたビニル単量体を用いることが最も好まし
い。

本発明に用いる芯成分樹脂は、光伝送性の観点から坤状
重合で重合するこ、とが好ましい。

　５一 本発明に用いる前記単量体は精留効果の高い蒸留器で不
純物を除去する、あるいは適切な前処理を行ったのち、
さらに蒸留して塵埃、遷移金属、着色性不純物などのな
い高純度な単量体としたものである。

本発明に用いる重合開始剤は、所望する到達重合率、重
合温度、重合速度に応じて任意のものを選択すればよく
、たとえばアゾビスイソブチロニトリル、１，１′−ア
ゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、ベン
ゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサイドなど
があげられる。その使用量には特に限定はなく、適切な
重合コントロールが可能な範囲で用いればよい。

本発明に用いる分子量調節剤は、最終重合体に着色など
の悪影響を及ぼさないものであれば任意のものを選択す
ればよく、たとえばｎ−ブチルメルカプタン、ｔ−ブチ
ルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデ
シルメルカプタンなどがあげられる。その使用量には特
に限定はなく、最終重合体の重量平均分子量が８　［１
，（］　０　［１〜＋　５０．　［］　００の範囲にな
るようにして使用するのが好捷しい。

本発明に用いる重合開始剤、分子量調節剤の１１込み方
法としては、使用量が少ないので、塵埃などの混入が々
いよつな環境条件で少量の単量体に溶解し、重合機へ１
１込むことが好ましい。

予期せぬ塵埃などの混入をさけるためには蒸留可能な重
合開始剤であるｔ−ブチルパーオキサイドやｎ−オクチ
ルアゾブタンなどを用い、蒸留可能な分子量調節剤であ
るｎ−ブチルメルカプタン、ｔ−ブチルメルカプタンな
トラ用いると蒸留仕込法を採用することが可能となる。

捷た少量の単量体に重合開始剤、分子量調節剤を溶解し
たのちフィルターを通過させて重合機内へ仕込むことも
可能である。

重合体への塵埃の混入を除去するために行なう使用する
単量体、重合開始剤、分子量調節剤の精製方法としては
上記方法で充分であるが、塵埃の混入を防ＩＩ−すると
いう観点からすれば、なににも捷して重合体を製造する
重合機内の塵埃を徹底的に除去することが重要であり、
この方法として本発明者らが先に出願した特願昭５８−
９２７６１号明細書、特願昭５８−４２７６２号明細書
などに述べられた方法などを採用して、重合前に重合機
内の塵埃を可能なかぎり除去しておくことが好捷しい。

本発明において使用されるさや成分樹脂としては、本発
明で示される芯成分樹脂よりも屈折率が低く、比較的透
明性の優れたものであれば特に限定されるものでなく、
所望する開口数、紡糸性に合せて任意のものを選択すれ
ばよい。

このようなさや成分樹脂としては、フッ素含有重合体が
例示される。フッ素含有重合体の具体例トシてはテトラ
フルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロ
プロピレンなどの単独重合体重たは共重合体、メタクリ
ル酸のフッ素化アルコールエステルの単独重合体あるい
はこれラドメタクリル酸メチルなどのメタクリル酸エス
テル類、アクリル酸メチルなどのアクリル酸エステル類
、アクリル酸、メタクリル酸、などとの共重合体などが
あげられる。

これらフッ素含有重合体のうちでは価格、製造方法、紡
糸性、耐熱性々どの点からテトラフルオロエチレンとフ
ッ化ビニリデンとの共重合体が好ましく、またこれら単
量体に第３成分として共重合可能な単元体を加え、共重
合させた共重合体も好ましい。一方、光伝送性の観点か
らすれば、フッ素含有重合体のうちでは上記メタクリル
酸のフッ素化アルコールエステルの単独重合体が好まし
く、メタクリル酸のフッ素化アルコールエステルとメタ
クリル酸メチｔｖトヲ主体とする単量体との共重合体が
より好ましく、ｉＨ，ＩＨ，５Ｈ−オクタフルオロペン
チルメタクリレートとメタクリル酸メチルとの共重合体
、Ｉ　Ｈ，Ｉ　Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−へブタデカフルオロデ
シルメタクリレートとメタクリル酸メチルトノ共重合体
、２．２．３．３．３−ペンタフルオロプロピルメタク
リレートトメタクリル酸メチルとの共重合体がとくに好
ましい。まだメタクリル酸のフッ素化アルコールエステ
ルとメタクリル酸メチルと共重合可能な第３の単量体と
を共重合させた共重合体も好ましい。

本発明のプラスチックオプティカルファイバーは、前記
のようにして製造された芯成分樹脂とさや成分樹脂とか
ら製造される。製造方法としては、芯成分樹脂を紡糸し
た後、さや成分樹脂をその」二にコーティングする方法
や、芯成分樹脂とさや成分樹脂とを複合溶融紡糸する方
法などの通常使用される方法であれば特に限定されるこ
となく採用しうる。

このようにして得られるプラスチックオプティカルファ
イバーは５〜２０μｍの厚さのさや層を有する芯及びさ
や構造から々す、ファイバーとの接続、光源との接続の
観点から直径０３〜３１１１ｍのものが好捷しく、０５
〜２ｒｌａＲのものがさらに好壕しく、０８〜１．２　
ａのものが特に好ましい。

以上のようにして得られたプラスチックオプティカルフ
ァイバーは、芯成分樹脂として本発明に示される特定の
フッ素化された構造式を有する単量体から得られる重合
体を用いるので従来のプラスチックオプティカルファイ
バーに比して飛躍的に光伝送性が向上し、伝送可能範囲
の拡大がなされ、ビル内通信などの適用範囲を飛躍的に
拡大させることができる。

（実施例） 以下実施例にもとづき、本発明のオプティカルファイバ
ーを説明する。なお、光伝送性はハロゲンランプを光源
に使用して、長さく　Ｔ、）当シのプラヌチツクオプテ
イ力ルファイバーの入射強度（工０）および出射強度（
１）から次式により計算される伝送損失により評価した
。

伝送損失（ａＢ／Ｋｍ　）　−−１０１１ｏｆ　（工／
ＩＯ）／Ｌ実施例１ ａ、β、β−トリフルオロスチレン１ｏｏ部、アゾビス
−ターシャリ−オクタン０．００３５部、ラウリルメル
カプタン０１部の単量体混合物をグラスライニング重合
機へ供給、重合温度ｉ３゜℃、平均滞留時間６時間で連
続塊状重合ｊ〜だ。

得られた約５０％の重合体溶液を多段ベント押出機へ供
給し、未重合の単量体を除去し、ついで複合溶融装置へ
導き、さや成分樹脂としてテトラフルオロエチレン−フ
ッ化ビニリデン共重合体を用い、複合溶融紡糸し、直径
１１ｍ＋１１の芯及びさや構造を有するプラスチックオ
プティカルファイバーをえた。伝送損失は、６６０部ｍ
で１３０６、Ｂ／Ｋｍ、７８０　ｎｍ　　２８０　ｄＢ
／Ｋｍ　、　８５０　ｎｍ４４０　ｄＢ／Ｋｍであり、
可視光域〜近赤外光域で優りた光伝送性を示した。

実施例２〜５ 芯成分樹脂、重合方法、脱毛ツマー１複合溶融紡糸を実
施例１と同様にして、さや成分樹脂を変更し、プラスチ
ックオプティカルファイバーを得た。得られたプラスチ
ックオプティカルファイバーの伝送損失を下表に示す。

ＭＭＡ・・・メタクリル酸メチル ８ＦＭ・・・ＩＨ，ＩＨ，５Ｈ−オクタフルオロペンチ
ルメタクリレート ５ＦＭ・・・２．２．３．３．３−ペンタフルオロプロ
ピルメタクリレート 実施ｆｌ＋　４ ａ、β、β−トリフルオロス壬レンし０　部、２゜３、
４．５．６−重水素化スチレン４０部、アゾビス−ター
シャリ−オクタン０．０３５部、ラウリルメルカプタン
０１部の単量体混合物を実施例１と同一の方法で重合、
脱毛ツマー１複合溶融紡糸し、直径１ｇのファイバーを
得た。伝送損失は６６０　ｎｍ　　１４０　ｄＢ／Ｋｍ
　、　７８０　ｎｍ　　２８５　ｄＢ／Ｋｍ　。

８５０　ｎｍ　　４５０ｄＢ／Ｋｍであり、可視光域〜
近赤外光域で優れた光伝送性を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯及びさや構造を有するプラスチックオプティカ
   ルファイバーにおいて、下記構造式の単量体α，β，β
   −トリフルオロスチレンから得られる重合体を芯成分樹
   脂として用いることを特徴とするプラスチックオプティ
   カルファイバー。 ▲数式、化学式、表等があります▼