JPS61141405A - Plastic fiber - Google Patents

Plastic fiber

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Publication number
JPS61141405A
JPS61141405A JP59262910A JP26291084A JPS61141405A JP S61141405 A JPS61141405 A JP S61141405A JP 59262910 A JP59262910 A JP 59262910A JP 26291084 A JP26291084 A JP 26291084A JP S61141405 A JPS61141405 A JP S61141405A
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JP
Japan
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core
polymer
styrene
temperature
optical fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP59262910A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikio Shin
新 幹雄
Tadayoshi Matsunaga
松永 忠与
Tadanori Fukuda
福田 忠則
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a transparency and a heat resistance of the title fiber by using a copolymer composed of a specific styrene and/or its derivative and dialkyl fumaric acid ester as a core material, and by using a polymer having a lower refractive index than that of the core material as a sheath material. CONSTITUTION:In the title film having the core and the sheath materials, the core material is composed of the copolymer of the styrene and/or its derivatives and dialkyl fumaric acid ester shown by the formula. The sheath material is composed of a polymer having a lower refractive index than that of the core material. In the formula, X is H, 1-4C alkyl group, halogen atom, CF3 group, (n) is 1-5, R1 and R2 are each 1-10C alkyl group, (a):(b) is (3:97)-(97:3). By using the prescribed core and sheath materials, the title fiber having >=100 deg.C heat resistance, good plasticity, workability and excellent transmission characteristic is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐熱性、光伝送性に優れたプラスチック光ファ
イバーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a plastic optical fiber with excellent heat resistance and light transmission properties.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

プラスチック光ファイバーは、従来より、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレンといった透明性に優れた重
合体を芯としたものが知られている(例えば特公昭43
−89788公報、特公昭53−21660号公報等)
Plastic optical fibers have traditionally been known to have cores made of highly transparent polymers such as polymethyl methacrylate and polystyrene (for example,
-89788, Special Publication No. 53-21660, etc.)
.

しかし、このようなプラスチック光ファイバーは使用温
度の上昇とともに透光損失が大きくなり、光信号媒体と
しての信頼性に欠ける場合があった。
However, such plastic optical fibers suffer from increased light transmission loss as the temperature at which they are used increases, and may lack reliability as an optical signal medium.

またこのようなプラスチック光ファイバーは耐熱性が不
足しており用途や適用箇所によっては使用できない場合
が生じる。ポリメチルメタクリレートやポリスチレンを
芯として使用したプラスチック光ファイバーの使用可能
な上限温度は約80℃であり、それ以上の温度ではファ
イバーが熱収縮や変形おるいは構造上の歪を生じて光フ
ァイバーとしての機能を果たさなくなるなど狭い温度領
域でしか使用できず、耐熱性に優れたプラスチック光フ
ァイバーの開発が望まれていた。
Furthermore, such plastic optical fibers lack heat resistance and may not be usable depending on the purpose or location. The upper limit temperature at which plastic optical fibers that use polymethyl methacrylate or polystyrene as their cores can be used is approximately 80°C; at temperatures higher than that, the fibers will undergo thermal contraction, deformation, or structural distortion, and will no longer function as optical fibers. There was a desire to develop a plastic optical fiber with excellent heat resistance, as it could only be used in a narrow temperature range where it would no longer fulfill its function.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、上記の様な方法において作製されたプラスチッ
ク光ファイバーはガラス系光ファイバーに比べて光伝送
性、特に耐熱性(上限使用温度が80℃以下)において
劣るが、可撓性の良いこと、軽いこと、加工しやすいこ
となどの利点があり、これらを生かして短距離の通信用
ライトガイド、センサー、産業用途、自動車用途への応
用が検討され一部は実用化されている。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the plastic optical fibers produced by the method described above are inferior to glass optical fibers in optical transmission properties, especially in heat resistance (upper limit operating temperature is 80°C or less); It has advantages such as good flexibility, light weight, and ease of processing. Taking advantage of these advantages, applications are being considered for short-distance communication light guides, sensors, industrial applications, and automotive applications, and some have been put into practical use. has been done.

これらの用途の中には耐熱性が要求される場合も多く、
例えば自動車用の光データ−リンクに用いる光ファイバ
ーはエンジンルームからの熱のだめ100〜120’C
といった高温に耐えることが要求されている。ポリメチ
ルメタクリレートヤボリスチレンを芯としたプラスチッ
ク光ファイバーはこのような温度では使用に耐えられず
、従って適用することができなかった。
Many of these applications require heat resistance,
For example, optical fibers used for optical data links for automobiles are heated at temperatures of 100 to 120 degrees Celsius due to heat buildup from the engine room.
It is required to withstand high temperatures. Plastic optical fibers having a core of polymethyl methacrylate yabori styrene cannot withstand use at such temperatures and therefore could not be applied.

本発明者らは、従来のプラスチック光ファイバーの芯の
高温での使用性能を示す物理的性質として、ポリマーの
ガラス転移温度に着目し検討を加えた。芯材料として使
用されているポリメチルメタクリレートのガラス転移温
度は約105°C、ポリスチレンのガラス転移温度は約
100″Cである。
The present inventors focused on and investigated the glass transition temperature of a polymer as a physical property that indicates the usability of a conventional plastic optical fiber core at high temperatures. The glass transition temperature of polymethyl methacrylate used as the core material is about 105°C, and that of polystyrene is about 100''C.

ポリメチルメタクリレートを芯としたファイバーの熱収
縮率と可撓性の関係をみるとポリメチルメタリレートの
ガラス転移温度1.05°C以下の温度ではわずかの収
縮がみられるにすぎないが、105℃以上に加熱される
と極短時間のうちに収縮が    11起こり、ファイ
バー自体が変形を起こし透光性や機械的強度の低下がお
き、実用上使用できなくなる。収縮の原因は、プラスチ
ック光ファイバーに可撓性を付与するために紡糸時ある
いは紡糸後に行なわれる延伸処理によって配向された分
子が熱により緩和されることによるものである。“この
延伸処理はこの様な非晶性ポリマーに可撓性を付与する
ために通常行なわれており、延伸処理なしでは実用に耐
え得る機械的特性を持ったファイバーを得ることが難し
い。又、ファイバーをあらかじめヒートセットして配向
を緩和させ熱収縮をなくすことも可能である。
Looking at the relationship between the thermal shrinkage rate and flexibility of fibers with polymethyl methacrylate as their core, only a slight shrinkage is observed at temperatures below the glass transition temperature of polymethyl methacrylate, 1.05°C. When heated to temperatures above 11°C, shrinkage occurs within a very short time, deforming the fiber itself and reducing its translucency and mechanical strength, making it unusable for practical use. The cause of the shrinkage is that the molecules oriented during or after the spinning process are relaxed by heat in order to impart flexibility to the plastic optical fiber. “This stretching process is normally carried out to impart flexibility to such amorphous polymers, and without stretching it is difficult to obtain fibers with mechanical properties that can withstand practical use. It is also possible to heat set the fibers in advance to relax the orientation and eliminate heat shrinkage.

しかしこのような処理をするとファイバー自体の可撓性
が低下することになる。従って100℃以上といった高
温で使用しうるファイバーを得るためには、ガラス転移
温度の高いポリマーを芯として使用することが一つの方
法として挙げられる。
However, such treatment reduces the flexibility of the fiber itself. Therefore, in order to obtain fibers that can be used at high temperatures of 100° C. or higher, one method is to use a polymer with a high glass transition temperature as the core.

メタアクリル酸エステル、スチレンの誘導体でガラス転
移温度の高いポリマーを与えるモノマーは多く知られて
いるが、これらの七ツマ−を用いて得られたガラス転移
温度の高いポリマーを芯とする光ファイバーはいずれも
可撓性が劣り実用性のないものであった。この付加重合
体ポリマーの他に高いガラス転移温度を与える縮合系ポ
リマーとしてポリカーボネートが良く知られている。
Many monomers such as methacrylic acid esters and styrene derivatives that provide polymers with high glass transition temperatures are known, but optical fibers with cores made of polymers with high glass transition temperatures obtained using these seven polymers have not yet been developed. However, the flexibility was poor and it was not practical. In addition to this addition polymer, polycarbonate is well known as a condensation polymer that provides a high glass transition temperature.

そのガラス転移温度は約145°Cでこれを芯とする光
ファイバーは、耐熱性光ファイバーとしてすでに提案さ
れている(特開昭57−46204号公報)。しかし光
伝送性はポリメチルメタクリレートやポリスチレンを芯
として得られた光ファイバーよりかなり劣るものであっ
た。その他のポリマーで高いガラス転移温度を示すもの
として、ポリスルフォン、ポリアリールエステルなどの
ポリマーが知られているが、光ファイバーの紡糸温度が
高くポリマーの部会や不純物の混入があるため透明性が
不十分でめった。
Its glass transition temperature is approximately 145 DEG C., and an optical fiber having this core as a core has already been proposed as a heat-resistant optical fiber (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-46204). However, the optical transmission properties were considerably inferior to optical fibers obtained using polymethyl methacrylate or polystyrene as cores. Polymers such as polysulfone and polyarylester are known as other polymers that exhibit a high glass transition temperature, but their transparency is insufficient due to the high spinning temperature of optical fibers and the contamination of polymer fractions and impurities. I failed.

本発明者らは660nm、780nmあるいは850n
mといった高輝度の凡用発光素子の波長域で優れた透光
性を示し、かつ耐熱性にも優れた性能を示すプラスチッ
ク光ファイバーを開発すべく鋭意検討を進めた結果、以
下実施例に示すごとく透明性と耐熱性に優れた重合体が
得られることをつきとめ、本発明に到達した。
The inventors believe that 660nm, 780nm or 850nm
As a result of intensive research to develop a plastic optical fiber that exhibits excellent light transmission in the wavelength range of high-brightness general-purpose light emitting elements such as m, and also has excellent heat resistance, we have developed a plastic optical fiber as shown in the example below. The present invention was achieved by finding that a polymer with excellent transparency and heat resistance can be obtained.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

すなわち本発明は、上記目的を達成するため、下記の構
成からなる。
That is, in order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

「(1)  芯・さや構造を有するプラスチック光−ル
酸エステルとの共重合体であり、かつさやが該芯型合体
より低屈折率の重合体であることを特徴とするプラスチ
ック光ファイバー。
(1) A plastic optical fiber characterized in that it is a copolymer of plastic photo-luric acid ester having a core-sheath structure, and the sheath is a polymer having a lower refractive index than the core-type combination.

(式中XはH,01〜4のアルキル基、ハロゲン、CF
3の置換基、nは1〜5までの整数、R1、R2はC1
〜1oのアルキル基、a:bLt3:97〜97;3の
範囲を示す。)」 本発明においては、上記式で示した組成の重合体を芯と
なし、該芯型合体より低屈折率の重合体をさヤとするも
のである。
(In the formula, X is H, an alkyl group of 01 to 4, halogen, CF
3 substituents, n is an integer from 1 to 5, R1 and R2 are C1
-1o alkyl group, a:bLt3:97-97;3. )'' In the present invention, the core is a polymer having the composition shown by the above formula, and the sheath is a polymer having a refractive index lower than that of the core-type combination.

次に本発明の特徴を詳細に説明する。Next, the features of the present invention will be explained in detail.

本発明の特徴とする所は次の点である。すなわち、一般
式で示したスチレンの芳香族の水素原子をCH3、te
rt−C4R9、F、 Cl3、Br、CF3のような
原子や原子団に置きかえ、C)−1の振動遷移の高調波
に暴く吸収を低減させたスチレンおよびスチレン誘導体
の1種または2種以上、3〜97重量%と、一般式中の
R1、R2が01〜CIOのアルキル基の中から選ばれ
た1種たまは2種以上の置換基を持つジアルキルフマー
ル酸エステルの1種または2種以上からなる重合体は、
優れた透明性を有しかつガラス転移温度がポリメチルメ
タクリレートあるいはポリスチレンよりも高く耐熱性の
優れた光ファイバーが得られ、かつ可撓性を向上するこ
とができる。             j′芯重重合
体形成するa成分の単量体としては次の様なものがある
。スチレンおよび1種の置換基よりなるものとして、n
が1〜3までのクロルスチレン、nが1または2のブロ
ムスチレンおよび/またはnが2のトリフルオロメチル
スチレン、およびnが1〜5までのフルオロスチレンが
あげられる。2種の置換基よりなるものとしては複数個
のF原子と最大2個のCrL原子を含むハロゲン化スチ
レン、複数個のF原子と最大2個のBr原子を含むハロ
ゲン化スチレン、複数個のF原子と最大2個のCF3基
を含むハロゲン化スチレン、CO,と最大2個のCF3
基を含むハロゲン化スチレン、およびモノブロム・モノ
トリフルオロメチルスチレンがめげられ3種の置換基よ
りなるものとしては、複数個のF原子、1個のCD、原
子、1個のCF3基を含むハロゲン化スチレン、複数個
のF原子、1個の3r原子、1個のCF3基を含むハロ
ゲン化スチレンがあげられる。
The features of the present invention are as follows. That is, the aromatic hydrogen atom of styrene shown in the general formula is CH3,te
One or more types of styrene and styrene derivatives, which are replaced with atoms or atomic groups such as rt-C4R9, F, Cl3, Br, and CF3, to reduce the absorption exposed to harmonics of the vibrational transition of C)-1, 3 to 97% by weight, and one or more dialkyl fumarate esters having one or more substituents selected from alkyl groups in which R1 and R2 are 01 to CIO in the general formula. A polymer consisting of
An optical fiber having excellent transparency, a glass transition temperature higher than that of polymethyl methacrylate or polystyrene, and excellent heat resistance can be obtained, and flexibility can be improved. The following monomers can be used as component a to form the j' core polymer. consisting of styrene and one substituent, n
Mention may be made of chlorostyrene with n of 1 to 3, bromustyrene with n of 1 or 2 and/or trifluoromethylstyrene with n of 2, and fluorostyrene with n of 1 to 5. Those consisting of two types of substituents include halogenated styrene containing a plurality of F atoms and a maximum of two CrL atoms, a halogenated styrene containing a plurality of F atoms and a maximum of two Br atoms, and a plurality of F atoms. Halogenated styrene containing atoms and up to 2 CF3 groups, CO, and up to 2 CF3 groups
Examples of halogenated styrenes containing groups and monobromo/monotrifluoromethylstyrenes include halogens containing multiple F atoms, one CD atom, and one CF3 group. Examples include styrene oxide, halogenated styrene containing a plurality of F atoms, one 3r atom, and one CF3 group.

上記のスチレンおよびスチレン誘導体の中で好ましい単
重体は、スチレン、0−クロルスチレン、m−クロルス
チレン、01m−クロルスチレン、ペンタフルオロスチ
レンである。
Among the above-mentioned styrene and styrene derivatives, preferred monomers are styrene, 0-chlorostyrene, m-chlorostyrene, 01m-chlorostyrene, and pentafluorostyrene.

本発明において使用される、一般式で示されるb成分は
フマール酸を骨格としたジアルキルフマール酸エステル
で透光性が良好でかつ耐熱性に優れたプラスチック光フ
ァイバーを得るための必須成分である。具体的にはジア
ルキルフマール酸エステルの単量体としては次のものが
あげられる。
The b component represented by the general formula used in the present invention is a dialkyl fumaric acid ester having a fumaric acid skeleton, and is an essential component for obtaining a plastic optical fiber having good light transmittance and excellent heat resistance. Specifically, the following monomers can be mentioned as dialkyl fumaric acid ester monomers.

すなわち式中のR1、R2はメチル、エチル、n−プロ
ピル、1so−プロピル、n−ブチル、シクロペンチル
、a−メンチル、n−ボルニル、is。
That is, R1 and R2 in the formula are methyl, ethyl, n-propyl, 1so-propyl, n-butyl, cyclopentyl, a-menthyl, n-bornyl, and is.

−ボルニル基などを示し、これらの中から1種および2
種以上のアルキル基を組み合せて得られるジアルキルフ
マール酸エステルがある。
- indicates a bornyl group, etc., and one or two of these
There are dialkyl fumarate esters obtained by combining more than one type of alkyl group.

上記のジアルキルフマール酸エステル単量体の中で好ま
しいものは、1so−プロピル、tert−ブチル、シ
クロヘキシル、シクロペンチル、n−ボルニル、1SO
−ボルニル基の中から1種または2種以上を用いた単量
体である。
Among the above dialkyl fumarate monomers, preferred are 1so-propyl, tert-butyl, cyclohexyl, cyclopentyl, n-bornyl, 1SO
- A monomer using one or more types of bornyl groups.

本発明における芯型合体は、一般式で示したスチレン及
びスチレン誘導体の1種または2種以上を3〜97重量
%、好ましくは20〜80重信%およびジアルキルフマ
ール酸エステルの1種または2種以上を97〜3重量%
、好ましくは80〜20重量%からなる重合体である。
The core type combination in the present invention contains 3 to 97% by weight, preferably 20 to 80% by weight of one or more of styrene and styrene derivatives represented by the general formula, and one or more of dialkyl fumarate esters. 97-3% by weight
, preferably 80 to 20% by weight.

一般式で示されるし成分が80重量%以上(一般式で示
されるa成分が20重量%以下)では重合体の溶融温度
が極端に高くなり、熱・酸化分解が起こるので使用でき
ない。
If the component represented by the general formula is 80% by weight or more (component a represented by the general formula is 20% by weight or less), the melting temperature of the polymer becomes extremely high and thermal/oxidative decomposition occurs, so it cannot be used.

該単量体混合物を酸素存在下で重合した場合、重合が遅
れて開始されるという酸素による重合抑制効果が認めら
れ、更に重合体の紫外部の吸収強度が著しく増大し可視
域にまでその吸収の影響が現われ、製造される光ファイ
バーの透光性能の大幅な低下をもたらすことが判った。
When this monomer mixture is polymerized in the presence of oxygen, it is observed that the polymerization is delayed and starts to be inhibited by oxygen, and furthermore, the absorption intensity of the ultraviolet region of the polymer increases significantly and its absorption reaches the visible range. It was found that this effect caused a significant decrease in the light transmission performance of the manufactured optical fiber.

例えば、該単量体混合物中の空気の置換が十分行なわれ
ないと、得られた重合体は着色しており、光ファイバー
としては好ましく使用できないものでめった。
For example, if the air in the monomer mixture is not sufficiently replaced, the resulting polymer is colored and cannot be preferably used as an optical fiber.

スチレン、およびジシクロへキシルフマレートの単量体
をそれぞれ窒素気流中で注意深く蒸留精製し、続いてス
チレンの単量体とジシクロヘキシルフマレートの単量体
を混合し、七ツマー中の空気を十分に窒素と置換し、空
気に触れさせることなく減圧したで重合を行なって得た
重合体で製造した光ファイバーの透光性は良好なもので
あった。
The styrene and dicyclohexyl fumarate monomers are each carefully distilled and purified in a nitrogen stream, and then the styrene monomer and dicyclohexyl fumarate monomer are mixed, and the air in the 7mer is thoroughly purged with nitrogen. Optical fibers manufactured with polymers obtained by substituting the polymer and polymerizing under reduced pressure without exposure to air had good light transmittance.

重合方法としては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶
液重合、沈澱重合などいずれの方法でも可能であるが、
単量体や重合開始剤、連鎖移動剤を空気に触れさせずに
重合することのできる塊状重合法が最も好ましい方法で
ある。その他の方法では芯型合体中に不純物や塵埃など
の混入がおり、それらに基く光の散乱あるいは吸収が起
こり、得られたファイバーの大幅な透光性能の低下をも
だらすからである。塊状重合法の場合、重合の進行とと
もに系の粘度が高くなるためゲル効果が生じ易く重合の
制御が難しいとされていたが、重合温度、開始剤の種類
および濃度などを調節することにより化学量論的到達重
合率近くまで重合の制御は可能である。該芯型合体中に
揮発物成分が2重    キ11量%以上含まれている
と、得られたファイバーの機械的強度が低く、かつ耐熱
性の低下をきたすので注意すべきである。通常1重量%
以下が好ましい。
As a polymerization method, any method such as bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, solution polymerization, or precipitation polymerization is possible.
The most preferred method is the bulk polymerization method, which allows monomers, polymerization initiators, and chain transfer agents to be polymerized without exposing them to air. This is because in other methods, impurities, dust, etc. are mixed into the core assembly, and light scattering or absorption occurs due to these, resulting in a significant decrease in the light transmission performance of the obtained fiber. In the case of bulk polymerization, the viscosity of the system increases as the polymerization progresses, which tends to cause a gel effect, making it difficult to control the polymerization.However, by adjusting the polymerization temperature, type and concentration of initiator, etc. It is possible to control polymerization close to the theoretically achieved polymerization rate. It should be noted that if the volatile component is contained in the core-type combination in an amount of 11% or more, the resulting fiber will have low mechanical strength and a decrease in heat resistance. Usually 1% by weight
The following are preferred.

重合開始剤としては通常のラジカル開始剤を用いること
ができる。好ましくは、高温分解型の開始剤で蒸留精製
可能なものを用いる、例えば、ジ−t−ブチルパーオキ
サイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、メチルエチ
ルケトンパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t
−ブチルクミルパーオキサイド、2−5−ジメチル−2
−5−ジ(t−ブチルパーオキシ〉ヘギサン、アセチル
パーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド等の有機
過酸化物、(J、A、C,S、、84.2922 (1
962))に記載のアゾ化合物、アゾビスイソプロピル
およびアゾビスシクロヘキシル等がめげられる。
A common radical initiator can be used as the polymerization initiator. Preferably, a high-temperature decomposition type initiator that can be purified by distillation is used, such as di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, acetyl peroxide, t-
-butylcumyl peroxide, 2-5-dimethyl-2
-5-di(t-butylperoxy) Organic peroxides such as hegisane, acetyl peroxide, propionyl peroxide, (J, A, C, S, 84.2922 (1
Examples include the azo compounds described in 962)), azobisisopropyl and azobiscyclohexyl.

分子量調節剤には、ブチルメルカプタン、ヘキシルメル
カプタンのような脂肪族メルカプタン類、メルカプトエ
チルアセテートのようなアシル基を含むメルカプタン類
、フェニールメルカプタン等のベンゼン環を含むメルカ
プタン類を用いることもできるが、特に分子量調節剤を
用いずとも重合温度のみでも分子量調節は可能である。
As the molecular weight regulator, aliphatic mercaptans such as butyl mercaptan and hexyl mercaptan, mercaptans containing an acyl group such as mercaptoethyl acetate, and mercaptans containing a benzene ring such as phenyl mercaptan can be used, but in particular Molecular weight can be controlled only by changing the polymerization temperature without using a molecular weight regulator.

温度条件としては、用いる七ツマー1開始剤あるいは重
合工程の到達重合率で自由に選択できるが、重合温度は
90℃〜190℃、揮発分除去工程の温度は、190℃
〜250℃が使用できる。
Temperature conditions can be freely selected depending on the seven-mer 1 initiator used or the polymerization rate achieved in the polymerization step, but the polymerization temperature is 90°C to 190°C, and the temperature in the volatile matter removal step is 190°C.
~250°C can be used.

さや重合体としては、芯型合体より低屈折率の重合体で
あればすべて用いることができる。例えば、本発明での
芯型合体のうち、ベンタルフルオロスチレンあるいは、
テトラフルオロ・トリフルオロメチルスチレンのように
F[子を多く含む単量体を共重合成分として用いた重合
体の屈折率(nd20)は1.45〜1.50であり、
さや材としては、フルオロアルキルメタクリレートやフ
ルオロアルキルアクリレート単独あるいは共重合体およ
びテトラフルオロエチレン、弗化ビニリデンあるいはへ
キサフルオロプロピレンよりなる重合体等を用いること
ができる。さらに高屈折率の芯型合体の場合は、ざらに
多くの透明性に優れた重合体をざや重合体として用いる
ことができる。
Any polymer having a lower refractive index than the core type polymer can be used as the sheath polymer. For example, among the core-type combinations of the present invention, bentalfluorostyrene or
The refractive index (nd20) of a polymer using a monomer containing a large number of F molecules as a copolymerization component, such as tetrafluoro-trifluoromethylstyrene, is 1.45 to 1.50.
As the sheath material, fluoroalkyl methacrylate, fluoroalkyl acrylate alone or a copolymer, and a polymer made of tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, or hexafluoropropylene can be used. Furthermore, in the case of a core-type composite with a high refractive index, a wide variety of highly transparent polymers can be used as the sheath polymer.

例えば、ポリメチルメタクリレート系重合体、ポリアク
リレート系、酢酸ビニール/エチレン系共重合体、ポリ
4−メチルペンテンのような透明性に優れたオレフィン
系重合体、スチレンおよびそれらの誘導体、ポリエステ
ルあるいはポリウレタン等も用いることができる。
For example, polymethyl methacrylate polymers, polyacrylates, vinyl acetate/ethylene copolymers, highly transparent olefin polymers such as poly4-methylpentene, styrene and their derivatives, polyesters, polyurethanes, etc. can also be used.

光ファイバーの製造は、芯型合体およびさや重合体の溶
融同時押し出し法、芯型合体を押し出しファイバー化し
た模型合体を溶融コーティングする方法あるいはさヤ重
合体の溶液をコーティングする方法などで行なうことが
できる。
Optical fibers can be produced by melting and co-extruding core and sheath polymers, extruding core and sheath polymers, melt-coating a model combination, or coating a sheath polymer solution. .

このようにして製造した光ファイバーは、可撓性は、ポ
リメチルメタクリレート系光ファイバーよりやや劣るも
のの事実上問題の無いものが得らが、以下の実施例のみ
に限定されるものではない。
Although the flexibility of the optical fiber manufactured in this manner is slightly inferior to that of polymethyl methacrylate optical fiber, it is practically acceptable, but the present invention is not limited to the examples below.

重合体のガラス転移温度の測定はDSC法により測定、
ビカット軟化温度の測定はJIS−に−7206により
測定、また光ファイバーの耐熱性は次法により測定した
。長さ5〜15111にカットした光ファイバーの両端
を光学研磨し、定速昇温装置を備えた乾燥機内に入れ光
の入射、出射端を乾燥機外に取り出し室温で出射光量を
パワーメーターで測定した。受光レベルが低下しはじめ
る温度と耐熱性とした。光ファイバーの透光性はカット
バック法を用いて測定し、次式に従って光ファイバーの
損失値を求めた。
The glass transition temperature of the polymer is measured by the DSC method.
The Vicat softening temperature was measured according to JIS-7206, and the heat resistance of the optical fiber was measured according to the following method. Both ends of the optical fiber cut to a length of 5 to 15111 mm were optically polished, and the fibers were placed in a dryer equipped with a constant-rate heating device, and the light input and output ends were taken out of the dryer and the amount of output light was measured using a power meter at room temperature. . The temperature at which the received light level begins to decrease and the heat resistance are determined. The light transmittance of the optical fiber was measured using the cutback method, and the loss value of the optical fiber was determined according to the following formula.

L:ファイバー長(m ) P:光電力値(d Bm ) S:サンプルファイバー r:カットバックしたリファレンスファイバ重合体組成
比の分析はIR,LJV、NMR法により行なった。
L: Fiber length (m) P: Optical power value (dBm) S: Sample fiber r: Cutback reference fiber The polymer composition ratio was analyzed by IR, LJV, and NMR methods.

実施例11 スチレン59重量%、ジシクロへキシルフマレート41
重量%、ジー↑ert−ブチルパーオキサイド0.1重
量部よりなる単量体混合物を凍結脱気を繰り返して、混
合物内の酸素を除去したのち温度を100℃にあげ、2
0時間そのままの温度を保ち続け160℃まで10℃/
1時間の速度で昇温し、180℃で5時間保持したのち
重合を終了した。この時点の重合率は98%であった。
Example 11 Styrene 59% by weight, dicyclohexyl fumarate 41
% by weight, and 0.1 part by weight of di↑ert-butyl peroxide. After repeatedly freezing and degassing the mixture to remove oxygen, the temperature was raised to 100°C.
Continue to maintain the same temperature for 0 hours and increase the temperature by 10℃ until 160℃.
The temperature was raised at a rate of 1 hour, and the temperature was maintained at 180°C for 5 hours, after which the polymerization was completed. The polymerization rate at this point was 98%.

ざらに重合槽の温度を195℃まで上げ、215℃に保
たれた紡糸原液槽へゲージ圧わ0.5−/−の窒素圧を
利用し移送を行なった。移送と同時に紡糸原液槽内部を
減圧ラインにより10nwnl−10の圧力にし、揮発
成分の除去を行なった。さや成分は、弗化ビニリデンと
テトラフルオロエチレン80 : 20 (モル比)を
用い、205℃で芯型合体とさや重合体を同時に同心円
状に押し出す方法で、光ファイバーを作製した。その際
の芯型合体温度は、口金部出口で測定して200℃であ
り、揮発成分はGC法で測定して0.8%であった。
The temperature of the polymerization tank was roughly raised to 195°C, and the mixture was transferred to a spinning dope tank maintained at 215°C using nitrogen pressure at a gauge pressure of 0.5-/-. At the same time as the transfer, the inside of the spinning dope tank was brought to a pressure of 10 nwnl-10 via a vacuum line to remove volatile components. An optical fiber was produced by using a sheath component of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene in a molar ratio of 80:20, and extruding the core and sheath polymer simultaneously in concentric circles at 205°C. At that time, the temperature at which the core was combined was 200° C. as measured at the outlet of the mouthpiece, and the volatile component was 0.8% as measured by the GC method.

巻取速度は4 m7分、ファイバー外径は500μ、芯
部は450μの光ファイバーを作成した。
An optical fiber was prepared with a winding speed of 4 m7 minutes, a fiber outer diameter of 500 μm, and a core portion of 450 μm.

光ファイバーの作成に用いた芯型合体を分析したところ
、重合体組成比はP−スチレン59.5重量%、P−ジ
シクロへキシルフマレート40゜5重量%であった。ま
た重合体のガラス転移温度は117℃であり、得られた
光ファイバーの透光性は、300d B/km(660
止)であった。耐熱性は110℃であり従来のプラスチ
ック光ファイバーに比較して耐熱性の向上が確認された
Analysis of the core-type composite used to create the optical fiber revealed that the polymer composition ratio was 59.5% by weight of P-styrene and 40.5% by weight of P-dicyclohexyl fumarate. Furthermore, the glass transition temperature of the polymer is 117°C, and the light transmittance of the obtained optical fiber is 300 dB/km (660 dB/km).
(stop). The heat resistance was 110°C, and it was confirmed that the heat resistance was improved compared to conventional plastic optical fibers.

比較例1 スチレン100重量%、n−ブチルメルカプタン0.1
重量部よりなる単量体混合物を凍結脱気を繰り返して、
混合物中の酸素を除去したのち、温度を130℃にあげ
10時間その温度を保ち160℃まで5℃/1時間の速
度で昇温し重合を終えた。さらに重合槽の温度を195
℃まであげ、実施例1と同様に移送を行なった。繊維の
製造は実施例1と同様に行なった。該芯型合体のガラス
・転移温度を測定したところ93℃であった。得られた
光ファイバーの耐熱性を測定したところ、80℃であっ
た。
Comparative Example 1 Styrene 100% by weight, n-butyl mercaptan 0.1
A monomer mixture consisting of parts by weight is repeatedly frozen and degassed,
After removing oxygen from the mixture, the temperature was raised to 130°C, kept at that temperature for 10 hours, and then raised to 160°C at a rate of 5°C/hour to complete the polymerization. Furthermore, the temperature of the polymerization tank was increased to 195
The temperature was raised to .degree. C., and the transfer was carried out in the same manner as in Example 1. The fibers were manufactured in the same manner as in Example 1. The glass transition temperature of the core-type assembly was measured and was 93°C. The heat resistance of the obtained optical fiber was measured and found to be 80°C.

比較例2 メチルメタクリレート100重量%、ジーtert−ブ
チルパーオキサイド0.1重量部、n−ブチルカプタン
0.15重量部よりなる単量体混合物を凍結脱気を繰り
返すことによって、酸素を除去し、温度を100℃にあ
げ16時間その温度を保ち160℃まで5℃/1時間の
速度で昇温し重合を終えた。さらに重合槽の温度を19
6℃にあげ実施例1と同様に移送を行なった。さや重合
体は実施例1に示したものを使用し、芯型合体と同時押
し出しにより光ファイバーを製造した。口金部分は19
3℃、巻取速度は4 m/分であり、ファイバー外径は
500μ、芯部は450μの光ファイバーを製造した。
Comparative Example 2 A monomer mixture consisting of 100% by weight of methyl methacrylate, 0.1 parts by weight of di-tert-butyl peroxide, and 0.15 parts by weight of n-butylcaptan was repeatedly frozen and degassed to remove oxygen, and the temperature The temperature was raised to 100°C, maintained at that temperature for 16 hours, and then raised to 160°C at a rate of 5°C/hour to complete the polymerization. Furthermore, the temperature of the polymerization tank was increased to 19
The temperature was raised to 6° C. and the transfer was carried out in the same manner as in Example 1. The sheath polymer shown in Example 1 was used, and an optical fiber was produced by combining cores and coextruding. The base part is 19
The temperature was 3° C., the winding speed was 4 m/min, and an optical fiber having an outer diameter of 500 μm and a core portion of 450 μm was manufactured.

該芯型合体のガラス転移温度を測定したところ、105
℃でめった。得られた光ファイバーの耐熱性を測定した
ところ、90℃であった。
When the glass transition temperature of the core-shaped composite was measured, it was found to be 105
It was at ℃. The heat resistance of the obtained optical fiber was measured and found to be 90°C.

実施例2 スチレン59.0重1%、シクロヘキシル・イソプロピ
ルフマレート41.0重量%、ジーtert−ブチルパ
ーオキサイド0.1重量部よりなる単量体混合物を凍結
脱気を繰り返して、混合物内の酸素を除去したのち温度
を100℃にあげ、20時間そのままの温度を保ち続け
160℃まで10”C/1時間の速度で昇温し、重合を
終了した。この時点の重合率は97%であった。実施例
1と同様に移送と複合紡糸を行ない、光ファイバーを作
成した。該芯型合体を分析したところ、重合体組成比は
P−スチレン60.0重量%、P−シクロヘキシル・イ
ソプロピルフマレート40.0重量%であった。またガ
ラス転移温度は115℃であった。得られた光ファイバ
ーの透光性は320dB/km(660qm)であった
。耐熱性は10Bであり、従来のプラスチック光ファイ
バーに比較して耐熱性の向上が確認された。
Example 2 A monomer mixture consisting of 59.0% by weight of styrene, 41.0% by weight of cyclohexyl isopropyl fumarate, and 0.1 part by weight of di-tert-butyl peroxide was repeatedly frozen and degassed. After removing oxygen, the temperature was raised to 100°C, kept at that temperature for 20 hours, and then raised to 160°C at a rate of 10"C/hour to complete the polymerization. At this point, the polymerization rate was 97%. An optical fiber was prepared by carrying out transfer and composite spinning in the same manner as in Example 1. Analysis of the core-type amalgamation revealed that the polymer composition ratio was 60.0% by weight of P-styrene and P-cyclohexyl isopropyl fumarole. The rate was 40.0% by weight.The glass transition temperature was 115°C.The light transmittance of the obtained optical fiber was 320dB/km (660qm).The heat resistance was 10B, which was higher than that of conventional plastics. Improved heat resistance was confirmed compared to optical fiber.

実施例3 スチレン55.0重量%、ジイソプロピルフマレート4
5.0重量%、ジーtert−ブチルパーオキサイド0
.1重量部よりなる単量体混合物を、凍結脱気を繰り返
して、混合物内の酸素を除去し    またのち窒素で
置換された重合槽に仕込み、ゲージ圧で5−/dの超高
純度窒素で加圧した状態で100℃で2時間重合を行な
い重合率55%の重合体混合物を得た。この時点より紡
糸原液槽への重合体混合物の移送を20CC/1時間の
速度で開始し、同時に重合槽へは17CC/1時間の速
度で単量体混合物を窒素圧を用いて連続的に供給した。
Example 3 Styrene 55.0% by weight, diisopropyl fumarate 4
5.0% by weight, 0 di-tert-butyl peroxide
.. A monomer mixture consisting of 1 part by weight was repeatedly frozen and degassed to remove oxygen from the mixture, and then charged into a polymerization tank purged with nitrogen, and heated with ultra-high purity nitrogen at a gauge pressure of 5-/d. Polymerization was carried out at 100° C. for 2 hours under pressure to obtain a polymer mixture with a polymerization rate of 55%. From this point, transfer of the polymer mixture to the spinning dope tank started at a rate of 20 CC/hour, and at the same time, the monomer mixture was continuously supplied to the polymerization tank at a rate of 17 CC/hour using nitrogen pressure. did.

紡糸原液槽は、圧力1mmH1llで温度は210℃に
保った。単量体重合物を45分で紡糸原液槽へ移送した
。さや重合体は実施例1のものを用いた。
The spinning stock solution tank was maintained at a pressure of 1 mm H 1 liter and a temperature of 210°C. The monomer polymer was transferred to the spinning dope tank in 45 minutes. The sheath polymer used in Example 1 was used.

その時の芯型合体温度は、口金品出口で測定して210
℃であり、巻取速度は5 R1/分であった。
At that time, the temperature of the core combined is 210 as measured at the outlet of the cap.
℃, and the winding speed was 5 R1/min.

ファイバーの外径は500μ、芯部は450μの光ファ
イバーを作成した。該芯型合体を分析したところ、重合
体組成比はP−スチレン56.0重量%、P−ジイソプ
ロピルフマレート44.0重量%であった。またガラス
転移温度は116℃であった。得られた光ファイバーの
透光性は330d B/km (660qm)で?)ツ
た。耐熱性は109℃でおり、従来のプラスチック光フ
ァイバーに比較して耐熱性の向上が確認された。
An optical fiber having an outer diameter of 500 μm and a core portion of 450 μm was prepared. Analysis of the core-type composite revealed that the polymer composition ratio was 56.0% by weight of P-styrene and 44.0% by weight of P-diisopropyl fumarate. Moreover, the glass transition temperature was 116°C. The light transmittance of the obtained optical fiber is 330dB/km (660qm)? ) Tsuta. The heat resistance was 109°C, and it was confirmed that the heat resistance was improved compared to conventional plastic optical fibers.

実施例4 p −tert−ブチルスチレン60重量%、ジイソプ
ロピルフマレート40重量%、ジーtert−ブチルパ
ーオキサイド0.1重量部からなる単量体混合物を凍結
脱気をくり返して、混合物内の酸素を除去したのち、温
度を100℃にあげ20時間そのままの温度を保ち続け
160℃まで10℃/1時間の速度で昇温し、180℃
で5時間保持したのち重合を終了した。この時点の重合
率は98゜5%であった。ざらに重合層の温度を205
℃まで上げ、220℃に保たれた紡糸原液槽へ実施例1
と同じ条件下で移送と揮発成分の除去を行なった。ざや
成分は、実施例1に示したものを使用し光ファイバーを
作成した。その際の芯型合体温度は口金品出口で測定し
て205℃であった。巻取速度は4 m/分、ファイバ
ー外径500μ、芯部は450μであった。光ファイバ
ーの作成に用いた芯型合体を分析したところ、重合体組
成比はP−tert−ブチルスチレン61重量%、P−
ジイソプロピルフマレート39重量%であった。1qら
れた光ファイバーの透光性は330d B/km(66
Qnm)であった。重合体のガラス転移温度は126℃
でめった。耐熱性は120℃であり、従来のプラスチッ
ク光ファイバーに比較して耐熱性の向上が確認された。
Example 4 A monomer mixture consisting of 60% by weight of p-tert-butylstyrene, 40% by weight of diisopropyl fumarate, and 0.1 part by weight of di-tert-butyl peroxide was repeatedly frozen and degassed to remove oxygen from the mixture. After removal, the temperature was raised to 100°C, kept at that temperature for 20 hours, and then raised to 160°C at a rate of 10°C/hour, and then raised to 180°C.
After holding for 5 hours, the polymerization was completed. The polymerization rate at this point was 98.5%. Roughly increase the temperature of the polymerized layer to 205
Example 1
Transfer and removal of volatile components were carried out under the same conditions as. An optical fiber was prepared using the sheath component shown in Example 1. At that time, the temperature at which the core was combined was 205° C. as measured at the outlet of the cap. The winding speed was 4 m/min, the fiber outer diameter was 500μ, and the core was 450μ. Analysis of the core type composite used to create the optical fiber revealed that the polymer composition ratio was 61% by weight of P-tert-butylstyrene and P-tert-butylstyrene.
Diisopropyl fumarate was 39% by weight. The light transmittance of 1q optical fiber is 330dB/km (66
Qnm). The glass transition temperature of the polymer is 126℃
I failed. The heat resistance was 120°C, and it was confirmed that the heat resistance was improved compared to conventional plastic optical fibers.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のプラスチック光ファイバーは、従来よりも次の
様な特徴を有する。
The plastic optical fiber of the present invention has the following features compared to conventional ones.

(1)  耐熱性として、100℃以上の使用に耐えう
るプラスチック光ファイバーが得られる。
(1) As for heat resistance, a plastic optical fiber that can withstand use at temperatures of 100°C or higher can be obtained.

(2)  可撓性に優れ、加工性が良い。(2) Excellent flexibility and good workability.

(3)  光伝送性に優れる。(3) Excellent optical transmission properties.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)芯・さや構造を有するプラスチック光ファイバー
において、芯が下記一般式で示されるスチレンおよび/
またはスチレン誘導体とジアルキルフマール酸エステル
との共重合体であり、かつさやが該芯重合体より低屈折
率の重合体であることを特徴とするプラスチック光ファ
イバー。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中XはH、C_1_〜_4のアルキル基、ハロゲン
、CF_3の置換基、nは1〜5までの整数、R_1、
R_2はC_1_〜_1_0のアルキル基、a:bは3
:97〜97:3の範囲を示す。)
(1) In plastic optical fibers with a core/sheath structure, the core is styrene and/or
Or a plastic optical fiber, which is a copolymer of a styrene derivative and a dialkyl fumaric acid ester, and the sheath is a polymer having a lower refractive index than the core polymer. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula,
R_2 is an alkyl group of C_1_ to_1_0, a:b is 3
:97 to 97:3. )
(2)スチレンおよびスチレン誘導体−ジアルキルフマ
ール酸エステル共重合体を主成分とする重合体の耐熱温
度が100℃以上であることを特徴とする特許請求の範
囲第(1)項記載のプラスチック光ファイバー。 (ただし耐熱温度はJIS−K−7206で測定した値
をいう。)
(2) The plastic optical fiber according to claim (1), wherein the polymer mainly composed of styrene and a styrene derivative-dialkyl fumaric acid ester copolymer has a heat resistance temperature of 100° C. or higher. (However, the heat resistance temperature refers to the value measured according to JIS-K-7206.)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007137947A (en) * 2005-11-15 2007-06-07 Nof Corp Photocurable resin composition and liquid crystal display element or member for solid-state image sensing device using the same

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