JPS6151105A - プラスチツク光フアイバ−の製造方法 - Google Patents

プラスチツク光フアイバ−の製造方法

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JPS6151105A
JPS6151105A JP59173825A JP17382584A JPS6151105A JP S6151105 A JPS6151105 A JP S6151105A JP 59173825 A JP59173825 A JP 59173825A JP 17382584 A JP17382584 A JP 17382584A JP S6151105 A JPS6151105 A JP S6151105A
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optical fiber
polymerization
polymer
radical initiator
plastic optical
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Seishiro Taneichi
種市 正四郎
Heiroku Suganuma
菅沼 平六
Hisaaki Kobayashi
久晃 小林
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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) 本発明は光学特性の優れたプラスチック光ファイバーの
製造方法に関する。更に詳しくは、連続重合法により光
学特性の優れたメタクリル酸メチルを主成分とするm合
体を経済的にかつ安定的に!#造する方法に旧する。
(従来技術) プラスチック光フアイバー用としてのメタクリル酸メチ
ルを主成分とする重合体の重合法には懸l!1重合法、
塊状重合法などがあるが、重合体中の粉塵、きよう雑物
などの光散乱物質を低減させるには、塊状重合法が有利
である。この塊状重合法の技術としては、例えば1段の
完全混合槽にて130℃〜160℃のm合温度下でラジ
カル開始剤濃度を規制して重合する方法(特公昭53−
42261号)や、単色体中の酸化物、過酸化物を除去
し、重合体の立体規制性を制御して重合する方法(特開
昭58−193502号)などが提案されている。確か
にこれらの方法を採用することによっである程度の光学
特性の優れた重合体を得ることはできるが、未だ十分で
ない。
つまり、特公昭53−42261号で提案されている方
法では使用するラジカル開始剤によっては光学特性上好
ましくない酸化物を重合体に含有したり、光学特性を向
上させた重合体を得るに必要なラジカル開始剤濃度が小
さすぎたりして十分でない。また特開昭58−1935
02号で提案されている方法では、重合温度が高すぎて
、光学特性上好ましくない二m体の生成が認められ、更
には重合体のプラスチック光ファイバーとしての使用温
度が低下する点などで十分でない。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明はかかる従来法の欠点を改良するものであり、連
続重合法により粉塵やきよう雑物などの光散乱物質、お
よび過酸化物やオリゴマ類などの光吸収物質を低減させ
光学特性の優れたメタクリル酸メチルを主成分とするプ
ラスチック光フアイバー用重合体を重合するにあり、か
つ重合体製造時に安定した操業を可能ならしめるにある
(問題点を解決するための手段) 本発明の構成は[芯成分がポリメタクリル醒メチルまた
は80Uω%以上がメタクリル酸メチル単位をなす重合
体であるプラスチック光ファイバーの製造に際して、下
記(1)式で表わされるラジカル開始剤を用いて170
℃以下の重合温度で連続的に重合を実施し、ひき続き重
合体を含む反応混合物から未反応!11 ff1体を主
成分とする揮発物を連続的に分離除去して芯成分物質を
製造することを特徴とするプラスチック光ファイバーの
製造方法。
(式中、R1,Reは炭素数5のアルキル基、R2,R
3,R4,R5はメチル基を表わす)。」である。
以下、本発明の構成を詳しく説明する3゜まず、上記目
的を達成するには、([)式で表わしたラジカル開始剤
を用いることが好ましい。
これに対して他の開始剤として例えばジターシャルブチ
ルパーオキサイド等の有機過酸化物をラジカル開始剤と
して用いた場合は、例えばメタクリル酸メチルの重合の
際、αメチル基の水素引き抜きやエステルメチル基の水
素引き抜き付加がおこり、その結果枝分れした重合体が
得られ光学特性上好ましくない。またアゾターシャルプ
ロパンなどのアゾ系ラジカル開始剤を用いた場合は、枝
分れした重合体の抑制はある程度可能であるが分解活性
化エネルギーが大であるため本発明にjt−jけ9る重
合反応温度域においてはラジカル開始剤の残存濃度が大
きく、重合装置への反応混合物の付着および反応域外で
の後重合が認められ、重合体品質上もしくは操業安定上
好ましくない。更にアゾ系ラジカル開始剤で分解活性化
エネルギーの小さいものを連携することも可能であるが
、このようなラジカル開始剤の多くは常温で固体であり
、異物除去が困難である。本発明で用いるラジカル開始
剤は常温で液体で、蒸留等による異物除去が容易であり
、かつ本発明における重合反応温度域で良好な分解性を
有するため、光学特性の優れた重合体を重合さUるのに
好適である。
なお本発明において用いられるラジカル開始剤の構造は
(1)式に示されるものであれば特に限定されず、ノル
マルアルキルの他、枝分れアルキル、シクロアルキル基
を含有していても良く、更に具体的には2,21−アゾ
ビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2.2’ 
−アゾビス(2゜3.3−トリメチルペンタン)、2.
2’ −アゾビス(2−メチル、4−シクロプロペニル
ブタン)、2.2’−アゾビス(2−メチル、3−シク
ロプロペニルブタン)、2.2’ −アゾビス(2−メ
チルペプタン)などのアルキルアゾ化合物が挙げられる
。中でも、2.2′アゾビス(2,4゜4−トリメチル
ペンタン)が良好なラジカル開始剤である。
ラジカル開始剤の純度は単0体の重合性の点から801
41%以上、好ましくは90ffiff1%以上が良い
。又ラジカル開始剤の濃度は安定な操業を可能ならしめ
る点で、下記式を満足する範囲の中から選択することが
好ましい。
11nA≦29.20−15900/[3(1)ffn
A≧85.70−42808713   (2>、  
    Q n A ’−9971/ B −33、4
4(3)flnA≧2818/B−19,67(4)但
し、 A:ラジカル開始剤濃度(モル/フィード甲Φ体モル) B:重合温IQ(’K) ラジカル開始剤濃度が(1)式で規定された濃度を上回
ると装置への反応混合物の付着および反応域外での後f
r!台が起り、手合体の品質上好ましくない。一方、ラ
ジカル開始剤濃度が(2)式で規定された濃度を下回る
と二m体を主成分とするオリゴマの生成量が増大しプラ
スチック光ファイバーとしての吸収損失が増大する。更
に(3)式で規定された濃度を上回ると反応域での均一
攪拌混合が阻害され、操業安定上好ましくない。そして
(4)式で規定された濃度を下回ると二儂体を主成分と
するオリゴマの生成が増大するとともに経済的な有益性
が失なわれる。上記式を満足する範囲の中からラジカル
開始剤濃度を選択して重合を行なうことにより、きわめ
て優れた光学特性を有する重合体を得ることが可能にな
るばかりでなく、操業の安定化を可能ならしめる。
本発明で採用される重合温度は170℃以下が好ましい
。重合温度が170℃を越えると光学特性に好ましくな
い二責体の生成mが多くなる。この二m体は通常の未反
応用m体を主成分とする揮発物の除去分離では完全に分
離しにクク、重合体に残存して密度ゆらぎの原因となる
。また揮発物の除去分離工程で受ける熱により加熱着色
物に変成する原因ともなり得るので光学特性上好ましく
ない。更に重合温度が170℃を越えると重合体の立体
用ルリ性においてシンジオタックチック成分が減少し、
手合体を芯成分としたプラスデック光ファイバーの使用
温度が低下してくる。
これに対して、重合温度を170℃以下、好ましくは1
60℃以下にすることによって光学特性および実用特性
の優れた重合体を安定的に重合することができる。なお
反応混合物の均一性と経済的重合収率の点から重合温度
の下限は110℃以上、史には120℃以上が好ましい
また重合反応域における反応混合物中の重合体含有率は
、反応混合物の均一性、伝熱特性を急止させず安定な操
業性を維持させるため50蛋m%未満にすることが望ま
しい。
ここで重合反応域とは、反応混合物が実質的に均一攪拌
混合され重合が進行する領域をいう。また本発明におい
て1続重合とはラジカル開始剤を含む単量体を該反応域
に連続的に供給し重合を進行させ、該反応域から反応混
合物を連続的に取り出す工程を示す。
なおラジカル開始剤を含有した単量体混合物中には重合
体重合磨調節等のため、メルカプタン類の分子m調整剤
等を添加する必要があるが、その添加剤の種類および量
については特に限定されない。
以下実施例をもって更に詳しく本発明の効果を:J2明
する。
実施例1 精製されたメタクリル酸メヂルモノマにラジカル開始剤
として予め蒸留精製された2、2′アゾビス(2,4,
4トリメチルペンタン)1.lX10−Sモル/フィー
ドMMA1モルと連鎖移動剤として予め蒸留精製された
ノルマルブチルメルカプタン1.95X10−3モル/
フィードMMA1モルを添加した単位体混合物を重合温
度135℃の攪拌混合される反応域に連続的に供給した
反応域での平均滞留時間を5時間として、重合を実施し
た。反応混合物を反応域から取り出し、ひき続き連続的
にペントエクストルーダ型押出槻に供給して未反応単量
体を主成分とする揮発物を分離除去し、重合体を得た。
各工程でのm合体の物性を調べたところ、重合反応域後
の反応混合物中の重合体含有率は48wt%であり、二
量体含有率はQ、’Q5wt%ときわめて少なかった。
又、揮発物を分離した復に得た重合体の残存モノマ率は
001wt%であり、二量体の含有量は0.03wt%
以下であった。更にこの重合体のゲルパーミェーション
クロマトグラフ(GPC)法による分子量はmm平均f
>子m (MW)90000rあり、重量平均分子量と
数平均分子量の比(MW/Mn)は2.0ときわめて分
子0分布の秋いものであった。
又熱天秤による加熱減量開始湯度:285℃、走査型示
佼熱m計によるガラス転移点120℃と高く熱特性的に
も良好なものであった。
ひき続き該重合体を溶融紡糸温度220℃の口金部を経
て溶融紡糸し、別途合成したi−リフルオロエチルメタ
クリレート/オクタフルオロペンチルアクリレート共重
合体を鞘材として該芯材に溶!(1!塗布してプラスチ
ック光ファイバーを得、透光性能を評価した。波長52
0nm、570nm、650nI11における該プラス
チック光ファイバーの透光損失はそれ−Fれ73 d 
B/Km、65 d B/Km138dB/Kmと透光
損失が小さくきわめて光学特性の優れたものであった。
又240時間の連続運転においても、操業性がきわめて
安定しており、運転終了後の反応槽内観察においても装
置への重合体の付着及び異物の生成等は認められなカ翫
っだ。
実施例2 単回体をメタクリル酸メチル98モル%、エチルアクリ
レート2モル%とし、ラジカル開始剤濃度を8,7x1
0−6モル/フィード単Q体1モル重合淵度160℃と
して他は実施例1と同様の方法によって光ファイバーを
得た。重合反応域後の重合率は49wt%であり、揮発
物を分子!i[除去した後の残存モノマ率は0.09w
t%であった。更に該重合体を芯材とした光ファイバー
の透光損失$;t520nm、570nm、65Qna
+の各波長でそれぞれ81 dB/Km、69dB/K
m、143dB/Kmときわめて光学特性の優れたもの
であった。
実施例3〜8 実施例1と同様の方法により実施した。次掲表1に記し
た条件以外は実施例1と同様である。なお各実施例にお
い゛【いずれも光学特性に優れたm合体を得ることがで
き、かつ運転終了俊装置への重合体付着のないことが確
認された。なお表1における総合判定は、重合反応域に
おける操業安定性、紡糸域における製糸性及び紡糸後の
プラスチック光ファイバーとしての光学特性や機械特性
等を基に1から5までランク付けしlζ結果である。
表  1 MAニアクリル酸メチル EAニアクリル酸エチル A:ノルマルプヂルメル力ブタン B:ターシャルプチルメル力ブタン C:イソプチルメルhブタン *2.2’ アゾビス(2,4,4トリメチルペンタン
)比較例1 本発明におけるラジカル開始剤との比較として2.2′
アゾビス(2メチルプロパン)を用いて実験を行なった
。2.2′アビシス(2メヂルブロバン)1.05x1
0−3モル/フィードMMA1モルとした以外は実施例
1と同様の方法を行なった。
重合反応域後の重合率49wt%、揮発物弁11!f後
の重合体中の残存モノマ含*o、11wt%と実施(9
41とほぼ同値であった。しかしながら、揮発物分離後
の重合体中の二量体含率は0.08wt%と多く、しか
も、該重合体を芯材とした光ファイバーの透光損失は5
70nl!、 650nlllでそれぞれ180dB/
Km、255dB/Kmと実施例1に比して不良であっ
た。特に短波長側での透光損失が大ぎ<520nmでは
220dB/Kmもあった。
しかも、120時間の連続運転後の反応Iffを観察し
たところ攪拌翼部および反応槽壁部に11合体の付着が
認められた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)芯成分がポリメタクリル酸メチルまたは80重量
    %以上がメタクリル酸メチル単位をなす重合体であるプ
    ラスチック光ファイバーの製造に際して、下記( I )
    式で表わされるラジカル開始剤を用いて、170℃以下
    の重合温度で連続的に重合を実施し、ひき続き重合体を
    含む反応混合物から未反応単量体を主成分とする揮発物
    を連続的に分離除去して芯成分物質を製造することを特
    徴とするプラスチック光ファイバーの製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、R_1、R_6は炭素数5のアルキル基、R_
    2、R_3、R_4、R_5はメチル基を表わす。)(
    2)ラジカル開始剤濃度が下記式を満足する範囲にある
    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
    ック光ファイバーの製造方法。 lnA≦29.20−15900/B(1)lnA≧8
    5.70−42808/B(2)lnA≦9971/B
    −33.44(3) lnA≧2818/B−19.67(4) 但し、 A:ラジカル開始剤濃度(モル/フィー ド単量体モル) B:重合温度(°K) (3)重合反応域において、反応混合物中の重合体含有
    率が50重量%未満であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項または第2項記載のプラスチック光ファイバ
    ーの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395402A (ja) * 1986-10-13 1988-04-26 Toray Ind Inc 芯鞘型プラスチツク光フアイバ
WO2023238886A1 (ja) * 2022-06-07 2023-12-14 株式会社カネカ メタクリル樹脂及びその製造方法、樹脂組成物、ドープ、並びに樹脂フィルム

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100618479B1 (ko) * 1998-02-24 2006-08-31 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 플라스틱 광섬유, 광섬유 케이블, 플러그 부착 광섬유케이블, 메틸 메타크릴레이트계 중합체의 제조 방법 및플라스틱 광섬유의 제조 방법

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