JPS615206A - オプテイカル・フアイバーの予備成形体の製造方法 - Google Patents
オプテイカル・フアイバーの予備成形体の製造方法Info
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- JPS615206A JPS615206A JP60126383A JP12638385A JPS615206A JP S615206 A JPS615206 A JP S615206A JP 60126383 A JP60126383 A JP 60126383A JP 12638385 A JP12638385 A JP 12638385A JP S615206 A JPS615206 A JP S615206A
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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- B29D11/00663—Production of light guides
- B29D11/00721—Production of light guides involving preforms for the manufacture of light guides
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1802—C2-(meth)acrylate, e.g. ethyl (meth)acrylate
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/28—Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
- D01D5/30—Conjugate filaments; Spinnerette packs therefor
- D01D5/34—Core-skin structure; Spinnerette packs therefor
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
-
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はオプティカルファイバーの製造方法、殊にメタ
クリレート重合体の心とクラツディングとを有するオプ
ティカルファイバーの心を形成する為の予備成形体の成
形方法に関する。
クリレート重合体の心とクラツディングとを有するオプ
ティカルファイバーの心を形成する為の予備成形体の成
形方法に関する。
当業界においてオプティカル・ファイバーはフィラメン
トの長さに沿って光を多重内部反射することにより光を
伝達するためのものであることは公知である。フィラメ
ントの長さに沿って光が吸収及び散乱されることによる
光の損失が最小となるように注意して、オプティカル・
ファイバーのフィラメント材料の一端に供給された光が
効率よくその材料の他端へと伝達されるようにしなけれ
ばならない。オプティカル・ファイバーのフィラメント
材料の光を伝達する部分、すなわち心は心よりも屈折率
の低いクラツディングにより取囲まれ、フィラメントの
長さに沿い内部全反射が起るようになっている。このク
ラツディングは普通透明なものが選ばれる。というのは
不透明なものは光を吸収又は散乱するからである。
トの長さに沿って光を多重内部反射することにより光を
伝達するためのものであることは公知である。フィラメ
ントの長さに沿って光が吸収及び散乱されることによる
光の損失が最小となるように注意して、オプティカル・
ファイバーのフィラメント材料の一端に供給された光が
効率よくその材料の他端へと伝達されるようにしなけれ
ばならない。オプティカル・ファイバーのフィラメント
材料の光を伝達する部分、すなわち心は心よりも屈折率
の低いクラツディングにより取囲まれ、フィラメントの
長さに沿い内部全反射が起るようになっている。このク
ラツディングは普通透明なものが選ばれる。というのは
不透明なものは光を吸収又は散乱するからである。
オプティカル・ファイバーをつくる上で考慮しなければ
ならない重要なことはこのようなファイバーの内部で伝
達される光の減衰を強めるような因子を最小にすること
である。
ならない重要なことはこのようなファイバーの内部で伝
達される光の減衰を強めるような因子を最小にすること
である。
全部無機ガラスでつくられたオプティカル・ファイバー
、又は心が無機ガラスでその周りを熱可塑性又は熱硬化
性重合体で取囲んだもの、或いは全部熱可塑性重合体か
らできたものすべてが当業界で公知である。無機ガラス
心、特に熔融シリカの心をもつものは光の伝達性が高い
、即ち伝達光の減衰が低いが、余りにも小さい曲率半径
に曲げるか又は誤用する場合に破砕によって比較的容易
に損傷を受は易い。遮蔽層を用いて保が5することはで
きるが゛、これによって望壕しくない電性、重量及び費
用が加わり、そして小さな曲率半径に曲げることが望ま
しい又は必要な場合、このファイバーは必ずしも使用可
能であるとけ限らない。全部プラスチックスでできたフ
ァイバーは破砕することは少ないが、その中を通る光を
減衰させる程度が大きいという欠点がある。
、又は心が無機ガラスでその周りを熱可塑性又は熱硬化
性重合体で取囲んだもの、或いは全部熱可塑性重合体か
らできたものすべてが当業界で公知である。無機ガラス
心、特に熔融シリカの心をもつものは光の伝達性が高い
、即ち伝達光の減衰が低いが、余りにも小さい曲率半径
に曲げるか又は誤用する場合に破砕によって比較的容易
に損傷を受は易い。遮蔽層を用いて保が5することはで
きるが゛、これによって望壕しくない電性、重量及び費
用が加わり、そして小さな曲率半径に曲げることが望ま
しい又は必要な場合、このファイバーは必ずしも使用可
能であるとけ限らない。全部プラスチックスでできたフ
ァイバーは破砕することは少ないが、その中を通る光を
減衰させる程度が大きいという欠点がある。
本発明はオプティカル・ファイバーの光を伝達し得る能
力を改善することを目的とするものであり、更に特定的
にはそのような能力の改善されたオプティカル・ファイ
バーを得る為の予備成形体を得ることを目的とするもの
である。
力を改善することを目的とするものであり、更に特定的
にはそのような能力の改善されたオプティカル・ファイ
バーを得る為の予備成形体を得ることを目的とするもの
である。
本発明によればメタクリレート単量体を蒸留に付す工程
と蒸留したメタクリレート単量体を円鋳又は円鋳様の形
状の容器に入れ、次いで該容器中のメタクリレート単量
体蒸留物をバルク重合により重合する工程を含み、これ
らの工程を閉止系で行うことを特徴とするオプティカル
ファイバーの予備成形体の製造方法が提供される。
と蒸留したメタクリレート単量体を円鋳又は円鋳様の形
状の容器に入れ、次いで該容器中のメタクリレート単量
体蒸留物をバルク重合により重合する工程を含み、これ
らの工程を閉止系で行うことを特徴とするオプティカル
ファイバーの予備成形体の製造方法が提供される。
光の伝達性の高い全部プラスチックスでできたオプティ
カルファイバーをつくる場合、高品位の単量体を使用す
ることが好ましい。このためには単量体、特にファイバ
ーの心をつくるべき単量体から、もし存在すると該単量
体からつくられたオプティカル・ファイバーの中に導入
された光を吸収又は散乱させるような物質を除去するこ
とが好ましい。
カルファイバーをつくる場合、高品位の単量体を使用す
ることが好ましい。このためには単量体、特にファイバ
ーの心をつくるべき単量体から、もし存在すると該単量
体からつくられたオプティカル・ファイバーの中に導入
された光を吸収又は散乱させるような物質を除去するこ
とが好ましい。
本発明においては、オプティカル・ファイバーの心は少
くとも60モルチ、好ましくは少くとも80モルチ、最
も好ましくは少くとも90モルチのメチルメタクリレー
トを含有する共重合体、或いはポリメチルメタクリレ−
1・重合体自身から成っている。共重合体の成分として
は、アクリルエステル、例えば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、及びブチル
アクリレート;メタクリルエステル、例えばシクロヘキ
シルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、エチル
メタクリレート、プロピルメタクリレート、及びブチル
メタクリレートi又はスチレンの如き単量体を用いるこ
とができる。しかし心の重合体の少くとも90モルチが
メチルメタクリレートから成り高い光伝達を得るように
することが明細書の浄書(内容に変更なし) 好ましい。最も好ましい共重合体は少くとも95モル−
〇メチルメタクリレートとθ〜5モルー〇メチルアクリ
レート、エチルアクリレート又はエチルメタクリレート
とからつくられたものである。
くとも60モルチ、好ましくは少くとも80モルチ、最
も好ましくは少くとも90モルチのメチルメタクリレー
トを含有する共重合体、或いはポリメチルメタクリレ−
1・重合体自身から成っている。共重合体の成分として
は、アクリルエステル、例えば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、及びブチル
アクリレート;メタクリルエステル、例えばシクロヘキ
シルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、エチル
メタクリレート、プロピルメタクリレート、及びブチル
メタクリレートi又はスチレンの如き単量体を用いるこ
とができる。しかし心の重合体の少くとも90モルチが
メチルメタクリレートから成り高い光伝達を得るように
することが明細書の浄書(内容に変更なし) 好ましい。最も好ましい共重合体は少くとも95モル−
〇メチルメタクリレートとθ〜5モルー〇メチルアクリ
レート、エチルアクリレート又はエチルメタクリレート
とからつくられたものである。
単独重合体に比べ可撓性が大きく、熱的な解重合が少な
いから疾共重合体の方が好ましい。部分的に又は完全に
重水素化されたビニル単量体を用いオプティカルファイ
バー用の重合体をつくることができる。得られたファイ
バーは重水素化されないものと同様に光学的に透明であ
るが、伝達光の最小の減衰が起こる時の波長が移動する
。特に有用な重水素化単量体はメチルメタクリレ−1d
aである。C−H結合の量(C−D結合とは異る)が心
の重合体中で最小になっだ時最高の光伝達が行なわれる
波長において減衰は最低になる。
いから疾共重合体の方が好ましい。部分的に又は完全に
重水素化されたビニル単量体を用いオプティカルファイ
バー用の重合体をつくることができる。得られたファイ
バーは重水素化されないものと同様に光学的に透明であ
るが、伝達光の最小の減衰が起こる時の波長が移動する
。特に有用な重水素化単量体はメチルメタクリレ−1d
aである。C−H結合の量(C−D結合とは異る)が心
の重合体中で最小になっだ時最高の光伝達が行なわれる
波長において減衰は最低になる。
オプティカル・ファイバーの心が60MHzの核磁気共
鳴法で測定して重合体IIi当シクシ20η以下ましく
はioq以下、最も好ましくは1119以下の水素(重
水素ではない)を含むようになるような同位体純度の重
水素化単量体、反応開始剤及び連鎖移動剤の量を用いた
時最良の結果が得られる。
鳴法で測定して重合体IIi当シクシ20η以下ましく
はioq以下、最も好ましくは1119以下の水素(重
水素ではない)を含むようになるような同位体純度の重
水素化単量体、反応開始剤及び連鎖移動剤の量を用いた
時最良の結果が得られる。
オプティカル・ファイバーで伝達しようとする波長の光
を吸収する不純物を単量体から除去することが好ましい
。メチルメタクリレートは通常ビアセチルを含むが、ビ
アセチルの量は約10 p2ym 。
を吸収する不純物を単量体から除去することが好ましい
。メチルメタクリレートは通常ビアセチルを含むが、ビ
アセチルの量は約10 p2ym 。
好ましくはsppm以下まで減少させることが好ましい
。この不純物を除くには、アルミナで処理した後蒸留す
ることによって目的を達成することができる。
。この不純物を除くには、アルミナで処理した後蒸留す
ることによって目的を達成することができる。
任意の種類のアルミナを用いることができるが、不純物
を最も効率的に除去するためには活性度lの塩基性アル
ミナを用いるととが最も良い。このような処理によシ活
性水素をもった化合物又はビアセチルのような極性の高
い化合物の量を除去又は減少させることができる。この
処理は単量体を蒸溜する前にフィルター上にアルミナを
載せ、アルミナを通して直接蒸溜釜の中へと単量体をF
遇することによって達成することができる。この操作は
窒素雰囲気中で行うのが適尚である。
を最も効率的に除去するためには活性度lの塩基性アル
ミナを用いるととが最も良い。このような処理によシ活
性水素をもった化合物又はビアセチルのような極性の高
い化合物の量を除去又は減少させることができる。この
処理は単量体を蒸溜する前にフィルター上にアルミナを
載せ、アルミナを通して直接蒸溜釜の中へと単量体をF
遇することによって達成することができる。この操作は
窒素雰囲気中で行うのが適尚である。
メチルメタクリレート又は他の単量体の蒸溜工程におい
ては中心溜分のみを重合に用い、蒸溜及び後溜分は廃棄
することが好ましい。
ては中心溜分のみを重合に用い、蒸溜及び後溜分は廃棄
することが好ましい。
他の使用可能な精製法としては分取用の気液クロマトグ
ラフ法に使う方法がある。蒸溜が好適方法であシ、これ
について後で詳細に述べる。
ラフ法に使う方法がある。蒸溜が好適方法であシ、これ
について後で詳細に述べる。
遷移金属のイオン、特に第一系列の遷移元素(原子番号
22〜28)のイオン、及び銅、鉛、アルミニウム、ケ
イ素、バナジン、クロム、マンカン、鉄、ニッケルのイ
オンは有害外不純物である。というのはそれらはオプテ
ィカル・ファイバーで伝達しようとする波長の光を吸収
するからでおる。このような不純物の量は蒸溜により許
容範囲まで都合良く低下させることもできる。このよう
な不純物の量はすべてのイオンの全量で500p p
b (1/ 1. o o o、 o o o、 o
o o ) 、好ましくは100ppb以下であること
が好ましい。
22〜28)のイオン、及び銅、鉛、アルミニウム、ケ
イ素、バナジン、クロム、マンカン、鉄、ニッケルのイ
オンは有害外不純物である。というのはそれらはオプテ
ィカル・ファイバーで伝達しようとする波長の光を吸収
するからでおる。このような不純物の量は蒸溜により許
容範囲まで都合良く低下させることもできる。このよう
な不純物の量はすべてのイオンの全量で500p p
b (1/ 1. o o o、 o o o、 o
o o ) 、好ましくは100ppb以下であること
が好ましい。
粒状物質もそれらの粒子が光と吸収又は散乱させるから
除去することが好ましい。単量体(及び他の重合用成分
)はできる限りかかる粒状物質を含まないようにするこ
とが好ましい。約200nm(0,2μm)以下の粒子
は光学顕微鏡で見分けることができないが、光学顕微鏡
で横方向の強いビームを当てると、オプティカル・ファ
イバー中において約200nm以上の粒子の所ばかりで
なく粒径不明のそれよシも小さい粒子の所でも光点が観
測される。これらの粒子の粒径は正確に決定できないけ
れど、粒子から散乱される光によって検出される粒子は
粒径の如何に関わらず除去することが好ましい。すべて
の粒径の粒子は飛末同伴がないようにして行なえば蒸溜
によって除去することができる。最上の(即ち最もきれ
いな)市販の重合体はlN”当9300〜1000個の
粒子を含んでおり、これでオプティカル・ファイバーを
つくると、光の減衰は約500 d B /Km、、短
かい距離でせいぜい400dB/Kmである。然しなか
ら、粒子が100個/謂1以下のオプティカル・ファイ
バーは容易につくられ、lO個/順8以下のものも容易
に得られ、2個/鰭3のものも得られている。従って本
明細書において「実質的に含まない」という言葉は混合
ビニル単量体が好ましくけ約100個/NB以下の粒子
を含むことを意味する。
除去することが好ましい。単量体(及び他の重合用成分
)はできる限りかかる粒状物質を含まないようにするこ
とが好ましい。約200nm(0,2μm)以下の粒子
は光学顕微鏡で見分けることができないが、光学顕微鏡
で横方向の強いビームを当てると、オプティカル・ファ
イバー中において約200nm以上の粒子の所ばかりで
なく粒径不明のそれよシも小さい粒子の所でも光点が観
測される。これらの粒子の粒径は正確に決定できないけ
れど、粒子から散乱される光によって検出される粒子は
粒径の如何に関わらず除去することが好ましい。すべて
の粒径の粒子は飛末同伴がないようにして行なえば蒸溜
によって除去することができる。最上の(即ち最もきれ
いな)市販の重合体はlN”当9300〜1000個の
粒子を含んでおり、これでオプティカル・ファイバーを
つくると、光の減衰は約500 d B /Km、、短
かい距離でせいぜい400dB/Kmである。然しなか
ら、粒子が100個/謂1以下のオプティカル・ファイ
バーは容易につくられ、lO個/順8以下のものも容易
に得られ、2個/鰭3のものも得られている。従って本
明細書において「実質的に含まない」という言葉は混合
ビニル単量体が好ましくけ約100個/NB以下の粒子
を含むことを意味する。
使用されるどのような共重合用単量体も同様に精製する
ことが好ましいが、通常それほど厳密に行なう必要はな
い。特にその使用量が全単量体の10モルチ以下の場合
には、該少量の単量体に伴なって導入される不純物の量
も少なく、単量体の混合によシ希釈されるので、厳密に
行なう必要はない。
ことが好ましいが、通常それほど厳密に行なう必要はな
い。特にその使用量が全単量体の10モルチ以下の場合
には、該少量の単量体に伴なって導入される不純物の量
も少なく、単量体の混合によシ希釈されるので、厳密に
行なう必要はない。
精製法として蒸溜を男いる場合には、アルゴン、窒素又
はヘリウムのような不活性ガスで僅かに加圧して蒸溜を
伴なう。当業界において公知のように、精溜塔内での単
量体の重合を防ぐだめに、精溜中同じ単量体中に重合禁
止剤を含む濃厚溶液を塔頂から導入する。
はヘリウムのような不活性ガスで僅かに加圧して蒸溜を
伴なう。当業界において公知のように、精溜塔内での単
量体の重合を防ぐだめに、精溜中同じ単量体中に重合禁
止剤を含む濃厚溶液を塔頂から導入する。
重合は可溶性の遊離基重合開始剤、通常はアゾ型の開始
剤を用いて行なう。便宜上重合開始剤の種類とその濃度
は約16時間で重合体に約50%転化するように選ぶ。
剤を用いて行なう。便宜上重合開始剤の種類とその濃度
は約16時間で重合体に約50%転化するように選ぶ。
そのためには、60℃における半減期が約300〜3.
000分、好ましくは約i、 o o o分の開始剤を
用いることが好ましい。
000分、好ましくは約i、 o o o分の開始剤を
用いることが好ましい。
2,2Lアゾ−ビス(インブチロニトリル)は高純度で
入手でき安全に取扱いができるので好適な反応開始剤で
ある。半減期がこれよシ幾分長いか又は短かい他の反応
開始剤、例えば1,1′−アゾビス(シクロヘキサンカ
ルボニトリル)又ハ2t2′−アゾ−ビス(2,4−ジ
メチルヴアレロニトリル)も用いることができる。半減
期が長いものに対しては重合中の加熱段階、特に第一段
階の温度を2,2′−アゾ−ビス(インブチロニトリル
)を使用する場合よシも高くするべきであり、及び/又
は多量を用いてもよい。逆に半減期の短かいものに対し
ては、重合中の加熱段階の温度、特に第一段階の温度を
低くしなければならず及び/又は少量を用いてもよい。
入手でき安全に取扱いができるので好適な反応開始剤で
ある。半減期がこれよシ幾分長いか又は短かい他の反応
開始剤、例えば1,1′−アゾビス(シクロヘキサンカ
ルボニトリル)又ハ2t2′−アゾ−ビス(2,4−ジ
メチルヴアレロニトリル)も用いることができる。半減
期が長いものに対しては重合中の加熱段階、特に第一段
階の温度を2,2′−アゾ−ビス(インブチロニトリル
)を使用する場合よシも高くするべきであり、及び/又
は多量を用いてもよい。逆に半減期の短かいものに対し
ては、重合中の加熱段階の温度、特に第一段階の温度を
低くしなければならず及び/又は少量を用いてもよい。
当業界の専門家には明らかなように、反応開始剤、その
濃度及び重合温度の多くの組合わせを用いることができ
る。半減期の異った反応開始剤の組合わせも用いること
ができる。反応開始剤とその濃度は重合工程の後の方の
加熱段階にも若干残留するように選ばれる。得られた重
合体中に不純物ができるだけ少ししか混入されないよう
に高純度の反応開始剤を用いることが好ましい。
濃度及び重合温度の多くの組合わせを用いることができ
る。半減期の異った反応開始剤の組合わせも用いること
ができる。反応開始剤とその濃度は重合工程の後の方の
加熱段階にも若干残留するように選ばれる。得られた重
合体中に不純物ができるだけ少ししか混入されないよう
に高純度の反応開始剤を用いることが好ましい。
重合系にはまた連鎖移動剤が含まれる。1官能性又は多
官能性の両方の連鎖移動剤を用いることができる。典型
的な例としてはn−ブチルメルカプタン、ラウリルメル
カプタン、メルカプト酢酸、2.2′−ジメルカプトジ
エチルエーテル、エチレンビス(2−メルカプトアセテ
ート)、通常グリコールジメチカブトアセテート、(G
DMA)と称せられるもの、エチレンビス(3−メルカ
プトプロピオネート)、1,1.1−トリメチロールエ
タントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタ
エリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネ
ート)がある。理由は完全にはわかっていないが、好適
な連鎖移動剤はカルボキシル官能基のカルボニルに隣接
した炭素原子上にメルカプタン基をもち、即ち米国特許
第3.154.600号記載のような型のもの及びメル
カプタンニ官能性を有するものでおる。何故ならこれら
を使用すると高い転化率の重合体が得られ、それからつ
くられたオプティカル・ファイバーは他の連鎖移動剤を
使用してつくられたものと比べ光伝達性が高いからであ
る。連鎖移動剤も精製することが好ましく、これは蒸溜
によって行なわれる。
官能性の両方の連鎖移動剤を用いることができる。典型
的な例としてはn−ブチルメルカプタン、ラウリルメル
カプタン、メルカプト酢酸、2.2′−ジメルカプトジ
エチルエーテル、エチレンビス(2−メルカプトアセテ
ート)、通常グリコールジメチカブトアセテート、(G
DMA)と称せられるもの、エチレンビス(3−メルカ
プトプロピオネート)、1,1.1−トリメチロールエ
タントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタ
エリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネ
ート)がある。理由は完全にはわかっていないが、好適
な連鎖移動剤はカルボキシル官能基のカルボニルに隣接
した炭素原子上にメルカプタン基をもち、即ち米国特許
第3.154.600号記載のような型のもの及びメル
カプタンニ官能性を有するものでおる。何故ならこれら
を使用すると高い転化率の重合体が得られ、それからつ
くられたオプティカル・ファイバーは他の連鎖移動剤を
使用してつくられたものと比べ光伝達性が高いからであ
る。連鎖移動剤も精製することが好ましく、これは蒸溜
によって行なわれる。
反応開始剤と連鎖移動剤の量は、25℃においてクロロ
フォルム中のo、s%(重量/容量)溶液(即ち溶液1
00ゴ中重合体0.5 lI)で測定して固有粘度が少
くとも約a、4.dl1gの重合体が得られるように選
ばれる。固有粘度がo、5sdl/I以下では重合体は
脆くなF)、0.4dl111以上では確実に強靭にな
る。固有粘度が0.5及び0.6のような重合体も使用
できるが、押出が困難である。というのは重合体劣化を
起こすことなく押出すのに適した温度では非常に粘稠で
あるので特殊な強力な装置が必要だからである。固有粘
度が0.40〜0.44の重合体は強靭で、しかも強力
な装置を必要とせず従って好ましいものでおる。また非
常に粘度の高い重合体は押出しによシ滑かな亀裂のない
表面(fraclwre−free 5rbrface
)をもつたファイバーにするのは困難であり、屡々押出
物の表面に亀裂が生じ、そのため伝達光が著しく減衰す
る直接の原因になる。固有粘度を好適範囲にするために
適当な重合開始剤と連鎖移動剤の量は経験的に容易に決
定することができる。重合開始剤は全単量体の約0.0
G 1〜0.05モルチ、好適な開始剤に対しては0
.01〜0.02モルチで使用され、連鎖移動剤は全単
量体の約0. i〜0.5モルチ、好適な二官能性の連
鎖移動剤に対しては0.1〜0.25モルチで使用され
るのが好ましい。
フォルム中のo、s%(重量/容量)溶液(即ち溶液1
00ゴ中重合体0.5 lI)で測定して固有粘度が少
くとも約a、4.dl1gの重合体が得られるように選
ばれる。固有粘度がo、5sdl/I以下では重合体は
脆くなF)、0.4dl111以上では確実に強靭にな
る。固有粘度が0.5及び0.6のような重合体も使用
できるが、押出が困難である。というのは重合体劣化を
起こすことなく押出すのに適した温度では非常に粘稠で
あるので特殊な強力な装置が必要だからである。固有粘
度が0.40〜0.44の重合体は強靭で、しかも強力
な装置を必要とせず従って好ましいものでおる。また非
常に粘度の高い重合体は押出しによシ滑かな亀裂のない
表面(fraclwre−free 5rbrface
)をもつたファイバーにするのは困難であり、屡々押出
物の表面に亀裂が生じ、そのため伝達光が著しく減衰す
る直接の原因になる。固有粘度を好適範囲にするために
適当な重合開始剤と連鎖移動剤の量は経験的に容易に決
定することができる。重合開始剤は全単量体の約0.0
G 1〜0.05モルチ、好適な開始剤に対しては0
.01〜0.02モルチで使用され、連鎖移動剤は全単
量体の約0. i〜0.5モルチ、好適な二官能性の連
鎖移動剤に対しては0.1〜0.25モルチで使用され
るのが好ましい。
心の重合体中の異物粒子の量を最小にすることが重要で
あることも見出された。何故ならこれらの粒子は光を吸
収又は散乱させ、ファイバー中を伝達する光の減衰を増
加させるからである。従って本発明方法はそれが達成さ
れるように工夫することが好ましい。例えば、種々の物
質の移動はできるだけ密封又は密閉した系の中で行なう
ようにし、精製した材料が塵埃その他種々の粒子により
再汚染されないようにする。偶発的な汚染によつって入
って来る粒子は重合用仕込物を重合容器の中へ移す時に
除去されるのが有利である。粒径0.2〜1μm以内の
粒径より大きい粒子の除去はこの段階で行なわれるのが
好都合である。粒子は濾過又は遠心分離によって除去す
ることができる。
あることも見出された。何故ならこれらの粒子は光を吸
収又は散乱させ、ファイバー中を伝達する光の減衰を増
加させるからである。従って本発明方法はそれが達成さ
れるように工夫することが好ましい。例えば、種々の物
質の移動はできるだけ密封又は密閉した系の中で行なう
ようにし、精製した材料が塵埃その他種々の粒子により
再汚染されないようにする。偶発的な汚染によつって入
って来る粒子は重合用仕込物を重合容器の中へ移す時に
除去されるのが有利である。粒径0.2〜1μm以内の
粒径より大きい粒子の除去はこの段階で行なわれるのが
好都合である。粒子は濾過又は遠心分離によって除去す
ることができる。
便利なために濾過が好ましい。
重合体混合物をつくる第一段階に対しては、重合混合物
の主成分であるメチルメタクリレートに対する蒸溜装置
から始まシ、保持及び混合容器を通って重合容器で終る
、第1図に示したような一連の連結された受器と容器と
を用い、るのが有用である。便利な一連の配列は例えば
ガラスの螺線をつめたカラム2を備えた蒸溜釜1から始
まり、カラム2は容積的に横変された受器3を有し、受
器3にグリス表しのストップコック又は他の型のグリス
なしの弁5を備えたラインによシ混合容器4を連結した
配列である。混合容器4は磁気的に駆動される攪拌機6
と血清ストッパー8とストップコック9によって密閉さ
れている入口ボート7を備え、そしてグリスなしのスト
ップコック11又は他の型のグリスなしの弁を備えたラ
インにより微少多孔質のフィルター10に連結されてい
る。
の主成分であるメチルメタクリレートに対する蒸溜装置
から始まシ、保持及び混合容器を通って重合容器で終る
、第1図に示したような一連の連結された受器と容器と
を用い、るのが有用である。便利な一連の配列は例えば
ガラスの螺線をつめたカラム2を備えた蒸溜釜1から始
まり、カラム2は容積的に横変された受器3を有し、受
器3にグリス表しのストップコック又は他の型のグリス
なしの弁5を備えたラインによシ混合容器4を連結した
配列である。混合容器4は磁気的に駆動される攪拌機6
と血清ストッパー8とストップコック9によって密閉さ
れている入口ボート7を備え、そしてグリスなしのスト
ップコック11又は他の型のグリスなしの弁を備えたラ
インにより微少多孔質のフィルター10に連結されてい
る。
図示の配列においては蒸溜された単量体は入口ボート7
を通して混合容器4に導入されるが、単量体が入口ボー
ト7とは別のラインを通り受器3から容器4へと移送さ
れる他の配置も可能である。
を通して混合容器4に導入されるが、単量体が入口ボー
ト7とは別のラインを通り受器3から容器4へと移送さ
れる他の配置も可能である。
フィルター10は公知の型のものであり、とれは多孔質
の金属板上に支持されたポリテトラフルオロエチVンの
ような重合混合物のすべての成分に対し不活性なもので
ある。フィルターの細孔の大きさは1μないしオプティ
カルファイバーで伝達される光の波長の約1/12まで
の間であることが−r:キ、0.2〜1μmであること
が好ましい。フィルター10はライン29によって重合
容器12に連結されている。不活性雰囲気、例えばアル
ゴン−ヘリウム、又は窒素がガス人口13及び14を通
して導入されて装置の全配列にわたって維持され、その
流れは種々のストップコック15.16.17及び他の
ものによってコントロールされ、管理される。装置の種
々の機素はスリ合わせのガラス継手、リングやシール、
又は図示されていない公知の手段によシ小さい単位に分
解することができる。
の金属板上に支持されたポリテトラフルオロエチVンの
ような重合混合物のすべての成分に対し不活性なもので
ある。フィルターの細孔の大きさは1μないしオプティ
カルファイバーで伝達される光の波長の約1/12まで
の間であることが−r:キ、0.2〜1μmであること
が好ましい。フィルター10はライン29によって重合
容器12に連結されている。不活性雰囲気、例えばアル
ゴン−ヘリウム、又は窒素がガス人口13及び14を通
して導入されて装置の全配列にわたって維持され、その
流れは種々のストップコック15.16.17及び他の
ものによってコントロールされ、管理される。装置の種
々の機素はスリ合わせのガラス継手、リングやシール、
又は図示されていない公知の手段によシ小さい単位に分
解することができる。
操作する場合にはメチルメタクリレートはアルミナの床
20を支持するフィルター要素19を含むフィルター容
器18を通して蒸溜釜IK導入される。釜に仕込んだ後
、ストップコック21を閉じる。充填カラム2、蒸溜ヘ
ッド22、凝縮器23及びニードル・バルブ24は公知
方法で機能させ溜留物の取出しをコントロールする。液
体貯留器25から重合禁止剤を加え、その流れはストッ
プコック26によりコントロールする。
20を支持するフィルター要素19を含むフィルター容
器18を通して蒸溜釜IK導入される。釜に仕込んだ後
、ストップコック21を閉じる。充填カラム2、蒸溜ヘ
ッド22、凝縮器23及びニードル・バルブ24は公知
方法で機能させ溜留物の取出しをコントロールする。液
体貯留器25から重合禁止剤を加え、その流れはストッ
プコック26によりコントロールする。
廃棄すべき前溜分はストップコック28によシコントロ
ールされる出口27を通して取出される。
ールされる出口27を通して取出される。
所望の中溜分は受器3中に集められる。蒸溜されたメチ
ルメタクリレートの第一の部分は連結ラインを通し蒸溜
受器から混合容器4へと移送される。
ルメタクリレートの第一の部分は連結ラインを通し蒸溜
受器から混合容器4へと移送される。
別に共重合単量体、又はもしそれを使わない時には少量
の測定された量の別に精製したメチルメタクリレート中
に所望の量において所望の重合開始剤と連鎖移動剤とを
含む溶液をつくり、この溶液を血清ストッパー8及びス
トップコック9に挿入された皮下注射器を用いて入口ボ
ート7を通し混合容器に導入する。蒸溜されたメチルメ
タクリレートの第二の部分は連結ラインを通して蒸溜受
器3から混合容器4へと送られる。混合容器へ最終的に
添加するためにメチルメタクリレートの一部を取ってお
く目的は重合混合物の少量成分、即ち共重合単量体、重
合開始剤及び連鎖移動剤のすべての痕跡を入口ポート7
から混合容器まで洗浄することである。入口ボートに少
量成分の一部がくっついて損失されると、該入口ボート
内で大量成分であるメチルメタクリレートの痕跡量の損
失が起る時に比べ、引き続く重合工程中で得られる重合
体の不均一性が大になる。−緒にした材料をマグネティ
ック・スターラーで十分に混合して均一にする。次にこ
の混合物をフィルター10に通し、重合容器12に入れ
る。
の測定された量の別に精製したメチルメタクリレート中
に所望の量において所望の重合開始剤と連鎖移動剤とを
含む溶液をつくり、この溶液を血清ストッパー8及びス
トップコック9に挿入された皮下注射器を用いて入口ボ
ート7を通し混合容器に導入する。蒸溜されたメチルメ
タクリレートの第二の部分は連結ラインを通して蒸溜受
器3から混合容器4へと送られる。混合容器へ最終的に
添加するためにメチルメタクリレートの一部を取ってお
く目的は重合混合物の少量成分、即ち共重合単量体、重
合開始剤及び連鎖移動剤のすべての痕跡を入口ポート7
から混合容器まで洗浄することである。入口ボートに少
量成分の一部がくっついて損失されると、該入口ボート
内で大量成分であるメチルメタクリレートの痕跡量の損
失が起る時に比べ、引き続く重合工程中で得られる重合
体の不均一性が大になる。−緒にした材料をマグネティ
ック・スターラーで十分に混合して均一にする。次にこ
の混合物をフィルター10に通し、重合容器12に入れ
る。
加熱、剪断応力、泡の発生又は固体粒状物質の混入のよ
うな重合体の劣化をもたらす環境又は状況に心霊合体を
さらすことを最小にするのが望ましい。従って重合及び
押出し工程は重合体を残りの操作工程中不利な条件にさ
らしたシ他の材料又は表面と接触させる可能性を、最小
にするように設計されることが好ましい。そのためには
ファイバーの心の押出しには重合体の固体ブロックのラ
ム押出法を用いる。何故ならスクリュー押出機を用いる
と重合体が金属面と広範に接触することにな夛、異物粒
子で汚染された広広範な加熱、剪断応力がかかシ、重合
体が劣化したり泡が導入されたりするからである。従っ
て、オプティカル・ファイバーの心をつくる場合には使
用すべきラム押出機のバレルに適した予備成形体の形に
重合体をつくる。
うな重合体の劣化をもたらす環境又は状況に心霊合体を
さらすことを最小にするのが望ましい。従って重合及び
押出し工程は重合体を残りの操作工程中不利な条件にさ
らしたシ他の材料又は表面と接触させる可能性を、最小
にするように設計されることが好ましい。そのためには
ファイバーの心の押出しには重合体の固体ブロックのラ
ム押出法を用いる。何故ならスクリュー押出機を用いる
と重合体が金属面と広範に接触することにな夛、異物粒
子で汚染された広広範な加熱、剪断応力がかかシ、重合
体が劣化したり泡が導入されたりするからである。従っ
て、オプティカル・ファイバーの心をつくる場合には使
用すべきラム押出機のバレルに適した予備成形体の形に
重合体をつくる。
従って重合容器12は必要な重合体予備成形体をつくる
形をしている。ラム押出機が作動する様式のために、予
備成形体は通常棒の形をしている。
形をしている。ラム押出機が作動する様式のために、予
備成形体は通常棒の形をしている。
種々の断面形状をもつ棒を使用することができるが、円
形の断面が最も適している。何故なら重合容器及び押出
機のバレルをつくる最も便利な断面の形は円であるから
である。また円柱状の重合体の棒が好適である。何故な
らこのような棒を用いると押出中最高の均一性が得られ
、均一性の良いオプティカル・ファイバーの心が得られ
るからである。重合容器12は重合中に用いられる圧力
水準、典型的には7〜24に91rydの圧力に耐えら
れる十分な厚さをもった金属からつくられる。適当な構
造材料にはステンレス鋼が含まれる。ppbの程度でも
重合体が遷移金属イオンで汚染されないようにするため
には、重合容器のキャビティを金又はクロムのような不
活性金属でメッキすることが好ましい。重合容器12は
その下端をガスケット付きのピストン30で密封されて
いる。
形の断面が最も適している。何故なら重合容器及び押出
機のバレルをつくる最も便利な断面の形は円であるから
である。また円柱状の重合体の棒が好適である。何故な
らこのような棒を用いると押出中最高の均一性が得られ
、均一性の良いオプティカル・ファイバーの心が得られ
るからである。重合容器12は重合中に用いられる圧力
水準、典型的には7〜24に91rydの圧力に耐えら
れる十分な厚さをもった金属からつくられる。適当な構
造材料にはステンレス鋼が含まれる。ppbの程度でも
重合体が遷移金属イオンで汚染されないようにするため
には、重合容器のキャビティを金又はクロムのような不
活性金属でメッキすることが好ましい。重合容器12は
その下端をガスケット付きのピストン30で密封されて
いる。
フィルター10及びライン29を通して混合容器4から
重合容器12へと重合混合物を移送した後、プラグ31
を除去して上記密封した系から重合容器を取シ外し、ピ
ストン30に似た円筒形のキャビティに合うピストン(
図示せず)で直ちに密封する。ピストンによる密封は遅
延せずに行ない、大気に触れて塵埃又は他の異物により
汚染が起らないようにする。各ピストンのガスケットは
使用温度において重合混合物のすべての成分に対し不活
性な材料、例えばポリテトラフルオロエチレンからつく
られ、重合混合物及び得られた重合体が汚染されるのを
防止する。
重合容器12へと重合混合物を移送した後、プラグ31
を除去して上記密封した系から重合容器を取シ外し、ピ
ストン30に似た円筒形のキャビティに合うピストン(
図示せず)で直ちに密封する。ピストンによる密封は遅
延せずに行ない、大気に触れて塵埃又は他の異物により
汚染が起らないようにする。各ピストンのガスケットは
使用温度において重合混合物のすべての成分に対し不活
性な材料、例えばポリテトラフルオロエチレンからつく
られ、重合混合物及び得られた重合体が汚染されるのを
防止する。
以上のようにして、重合容器へ移送された重合混合物の
重合は、以下に記載するような方法によって重合するこ
とが好ましい。すなわち、重合は重合容器中に自由ガス
空間が全く存在し々いようにして行なうことが好ましい
。このよう々空間にガスが存在すると溶解して又は泡と
してガスが得られた重合体中に存在し、押出された心は
泡又は空隙を含み、それがない心に比べて光の伝達の減
衰が大になる。重合中重合混合物が自由液面をもたない
ようにするためには容器からすべての自由ガス空間が排
除されるような種々の方法を用いることができる。一つ
の適当な方法は容器の開放端から遠くない場所にある小
さい直径(典型的には1mよシ小)の放出孔32をもっ
た重合容器12をつくる方法である。容器は放出孔の上
部まで重合混合物によシ満たされ、そしてピストン・シ
ールを適切な位置に置き、すべての自由ガス及び過剰の
液体混合物が放出孔から押出され、ピストンがキャビテ
ィの主要部の液体を密封遮断し、かくして該液体が放出
孔から融離されるまでピストンシールをキャビティ中に
押込む。重合中放出孔を通して材料が失われる危険はな
い。何故なら下記に詳細に説明するように重合中温合物
はより小さい容積しかとらないからである。
重合は、以下に記載するような方法によって重合するこ
とが好ましい。すなわち、重合は重合容器中に自由ガス
空間が全く存在し々いようにして行なうことが好ましい
。このよう々空間にガスが存在すると溶解して又は泡と
してガスが得られた重合体中に存在し、押出された心は
泡又は空隙を含み、それがない心に比べて光の伝達の減
衰が大になる。重合中重合混合物が自由液面をもたない
ようにするためには容器からすべての自由ガス空間が排
除されるような種々の方法を用いることができる。一つ
の適当な方法は容器の開放端から遠くない場所にある小
さい直径(典型的には1mよシ小)の放出孔32をもっ
た重合容器12をつくる方法である。容器は放出孔の上
部まで重合混合物によシ満たされ、そしてピストン・シ
ールを適切な位置に置き、すべての自由ガス及び過剰の
液体混合物が放出孔から押出され、ピストンがキャビテ
ィの主要部の液体を密封遮断し、かくして該液体が放出
孔から融離されるまでピストンシールをキャビティ中に
押込む。重合中放出孔を通して材料が失われる危険はな
い。何故なら下記に詳細に説明するように重合中温合物
はより小さい容積しかとらないからである。
重合は適当には7〜25kg/1(100〜350ps
ig>の加圧下で行ない、前記の理由により単量体の
蒸発、並びにその結果として起こる重合体予備成形体中
の泡又は空隙の生成を防ぐ。圧力は反応中ピストン・シ
ールにプレスを押しつけることによシ保持する。
ig>の加圧下で行ない、前記の理由により単量体の
蒸発、並びにその結果として起こる重合体予備成形体中
の泡又は空隙の生成を防ぐ。圧力は反応中ピストン・シ
ールにプレスを押しつけることによシ保持する。
重合混合物を加圧下に保つことは重合の進行を評価する
手段となる。この情報は重合過程中使用する加熱プログ
ラムを設定するのに用いられる。
手段となる。この情報は重合過程中使用する加熱プログ
ラムを設定するのに用いられる。
重合混合物を加圧下に保つことによ多重合の進行を膨張
計的に(dilatometrically) 、即ち
混合物の容積変化を追跡することによシ追跡することが
できる。前述の如く、この混合物は重合すると容積が小
さくなり、重合体は単量体の容積の約80チ程度になる
。重合の進行は例えばピストン・シールの一つに力を伝
えるのに用いられる棒上において、重合中重合容器のキ
ャビティの外側で見える位置に標識マークをつけ、その
位置の変化を力。
計的に(dilatometrically) 、即ち
混合物の容積変化を追跡することによシ追跡することが
できる。前述の如く、この混合物は重合すると容積が小
さくなり、重合体は単量体の容積の約80チ程度になる
。重合の進行は例えばピストン・シールの一つに力を伝
えるのに用いられる棒上において、重合中重合容器のキ
ャビティの外側で見える位置に標識マークをつけ、その
位置の変化を力。
セトメータで追跡することにより行なわれる。使用した
反応成分の初期容積、必要忙応じ予備実験によって決定
されたつくられるべき重合体の最終容積、及び標識マー
クの初期位置から、重合が完了の任意の百分率まで進行
した時に標識マークがどの位置にあるかを評価すること
は簡単な問題である。しかし重合容器及びその混合物の
熱膨張係数の差、及び反応中次第に高温へと加熱するこ
とを考えると、カセトメータによる測定は補正をしない
限シ重合体への転化の直接の目安とはならず、一定の条
件で得られたデータとは数チ程度異ることがあることに
注意されたい。最終的なカセトメータの読みは、期待さ
れる値の100%以上、の容積の見掛けの収縮率を示す
ことは殊んど不可避であり、時には103チの値を示す
ことが見出される。このような実験においてなされた重
合体中の残留未反応単量体のその後の決定により未反応
単量体が少量存在していることが示される。現在の目的
に対しては重合は少くとも98%、好ましくは99チ完
了していなければならない。典型的には重合体への転化
率99.1〜99.3 %が本発明において常に得られ
る。
反応成分の初期容積、必要忙応じ予備実験によって決定
されたつくられるべき重合体の最終容積、及び標識マー
クの初期位置から、重合が完了の任意の百分率まで進行
した時に標識マークがどの位置にあるかを評価すること
は簡単な問題である。しかし重合容器及びその混合物の
熱膨張係数の差、及び反応中次第に高温へと加熱するこ
とを考えると、カセトメータによる測定は補正をしない
限シ重合体への転化の直接の目安とはならず、一定の条
件で得られたデータとは数チ程度異ることがあることに
注意されたい。最終的なカセトメータの読みは、期待さ
れる値の100%以上、の容積の見掛けの収縮率を示す
ことは殊んど不可避であり、時には103チの値を示す
ことが見出される。このような実験においてなされた重
合体中の残留未反応単量体のその後の決定により未反応
単量体が少量存在していることが示される。現在の目的
に対しては重合は少くとも98%、好ましくは99チ完
了していなければならない。典型的には重合体への転化
率99.1〜99.3 %が本発明において常に得られ
る。
重合体への転化率が少くとも98チになるが、熱的に劣
化した生成物が得られるようなコントロールされない、
或いはコントロール不能な反応が生じないように重合混
合物を注意深く且つ徐々に高温へと加熱する。この混合
物は、重合体への転化率が少くとも60%、好ましくは
65〜75チになるまでは先ず約70℃以下、好ましく
は60″〜70℃に保たれる。次にこの混合物を加熱し
て重合体への転化率が少くとも95%になった時に90
9−1 o o℃に達する速度で温度を上げる。温度が
1155’−140℃、好ましくは125’−135℃
に達するまで略々同じ速度で温度を上げるように加熱を
続け、最後に少くとも30分間、好ましくは1時間この
温度範囲に保つ。次に得られた重合体を冷却する。全加
熱プログラム中7〜25睦/c1dの圧力をかける。メ
チルメタクリレートの沸点である100℃以下に重合体
の温度が低下した後に始めて圧力を開放し、残留単量体
の痕跡によシ泡が生じるのを防ぐ。
化した生成物が得られるようなコントロールされない、
或いはコントロール不能な反応が生じないように重合混
合物を注意深く且つ徐々に高温へと加熱する。この混合
物は、重合体への転化率が少くとも60%、好ましくは
65〜75チになるまでは先ず約70℃以下、好ましく
は60″〜70℃に保たれる。次にこの混合物を加熱し
て重合体への転化率が少くとも95%になった時に90
9−1 o o℃に達する速度で温度を上げる。温度が
1155’−140℃、好ましくは125’−135℃
に達するまで略々同じ速度で温度を上げるように加熱を
続け、最後に少くとも30分間、好ましくは1時間この
温度範囲に保つ。次に得られた重合体を冷却する。全加
熱プログラム中7〜25睦/c1dの圧力をかける。メ
チルメタクリレートの沸点である100℃以下に重合体
の温度が低下した後に始めて圧力を開放し、残留単量体
の痕跡によシ泡が生じるのを防ぐ。
重合容器のキャビティの直径、従ってつくられる重合体
予備成形体の直径に依存して、特定した加熱速度はある
程度変化するが、その条件は前章で述べたスケジュール
に常に一致している。例えば、直径が28.7 關(1
,13インチ)である場合70℃の温度以下で重合体へ
の転化率が少くとも60チになった後、温度が1tsL
i4o’cになるまでは毎時35L45″の速度で温度
が上昇するように混合物を加熱し、この速度によって温
度が9oLtoo℃になった時重合体への転化率が少な
くとも95チになる。直径がより小さい場合、これと同
じか又は速い温度上昇速度を用いることができる。大き
な直径に対しては、温度上昇速度をおそくする必要があ
る。
予備成形体の直径に依存して、特定した加熱速度はある
程度変化するが、その条件は前章で述べたスケジュール
に常に一致している。例えば、直径が28.7 關(1
,13インチ)である場合70℃の温度以下で重合体へ
の転化率が少くとも60チになった後、温度が1tsL
i4o’cになるまでは毎時35L45″の速度で温度
が上昇するように混合物を加熱し、この速度によって温
度が9oLtoo℃になった時重合体への転化率が少な
くとも95チになる。直径がより小さい場合、これと同
じか又は速い温度上昇速度を用いることができる。大き
な直径に対しては、温度上昇速度をおそくする必要があ
る。
本発明では、重合予備成形体を以下に記載するよう彦方
法に従って、オプチカル・ファイバーに成形することが
必要である。すなわち、重合体予備成形体を重合容器1
2から第2図に示すラム押出機51のバレル52に移す
。
法に従って、オプチカル・ファイバーに成形することが
必要である。すなわち、重合体予備成形体を重合容器1
2から第2図に示すラム押出機51のバレル52に移す
。
上述の如く予備成形体はラム押出機のバレル52にぴっ
たりと合うような形状に加工される。押出機のバレルの
内径は重合容器の内径より僅かに大きくするのが適当で
ある。移送中予備成形体が塵埃、皮膚の油等で汚染され
ることを最小にするだめに、予備成形体を手で触ったり
大気に不用意に触れさせないようKする。予備成形体に
触らないで移動させるのが最も良いが、必要に応じ触わ
る場合にはリントのない(lint−free)手袋を
はめなければならない。重合体予備成形体の加工と押出
しとの間に遅れがある場合には、重合容器に入れたまま
にするか又はこれを押出機のバレルの中に入れたままに
しておくのが最も良い。しかし必要に応じきれいなプラ
スチックスの袋のような中間的な容器に入れることもで
きるが、滑り剤又はサイジング剤をその表面につけてい
ないプラスチックスの袋を選ぶように注意しなければな
らない。
たりと合うような形状に加工される。押出機のバレルの
内径は重合容器の内径より僅かに大きくするのが適当で
ある。移送中予備成形体が塵埃、皮膚の油等で汚染され
ることを最小にするだめに、予備成形体を手で触ったり
大気に不用意に触れさせないようKする。予備成形体に
触らないで移動させるのが最も良いが、必要に応じ触わ
る場合にはリントのない(lint−free)手袋を
はめなければならない。重合体予備成形体の加工と押出
しとの間に遅れがある場合には、重合容器に入れたまま
にするか又はこれを押出機のバレルの中に入れたままに
しておくのが最も良い。しかし必要に応じきれいなプラ
スチックスの袋のような中間的な容器に入れることもで
きるが、滑り剤又はサイジング剤をその表面につけてい
ないプラスチックスの袋を選ぶように注意しなければな
らない。
次に予備成形体を、ラム53のついたバレル52を通し
て押出しオリフィス54の方へと前進させ、それを通し
て重合体を押出しファイバーの心をつくる。ラムは一定
速度型か又は一定応力型のものでアシ、後者はギア・ポ
ンプのような溶融物計量用ポンプと組合わせて使用され
る。定速ラムの方が好適である。何故ならこれを使う場
合には熔融物計量ポンプを必要とせず、ポンプを用いる
時のように重合体が異物粒子で汚染される機会がないか
らである。
て押出しオリフィス54の方へと前進させ、それを通し
て重合体を押出しファイバーの心をつくる。ラムは一定
速度型か又は一定応力型のものでアシ、後者はギア・ポ
ンプのような溶融物計量用ポンプと組合わせて使用され
る。定速ラムの方が好適である。何故ならこれを使う場
合には熔融物計量ポンプを必要とせず、ポンプを用いる
時のように重合体が異物粒子で汚染される機会がないか
らである。
全部の予備成形体を同時に溶融することなくラム押出し
を行なうことが望ましい。押出バレル52は加熱要素5
5.55’でその前進端のみを加熱し、押出オリフィル
54中に押込まれる直前に重合体が軟化するようにする
。バレルの加熱区域の直ぐ後に冷却コイル56.56′
を設置し、バレル52に沿って熱が伝わるのを防止し、
従ってオリフィスから遠い部分の重合体を加熱しないよ
うにすることが好ましい。このように操作すると重合体
を押出してファイバーにするのに必要な重合体の再加熱
時間が最小と々シ、従って熱によって重合体が熱劣化し
てファイバーの光学的透明性を損なう物質になる機会が
最小になる。
を行なうことが望ましい。押出バレル52は加熱要素5
5.55’でその前進端のみを加熱し、押出オリフィル
54中に押込まれる直前に重合体が軟化するようにする
。バレルの加熱区域の直ぐ後に冷却コイル56.56′
を設置し、バレル52に沿って熱が伝わるのを防止し、
従ってオリフィスから遠い部分の重合体を加熱しないよ
うにすることが好ましい。このように操作すると重合体
を押出してファイバーにするのに必要な重合体の再加熱
時間が最小と々シ、従って熱によって重合体が熱劣化し
てファイバーの光学的透明性を損なう物質になる機会が
最小になる。
押出しに用いる温度は重合体の組成により幾分変化する
が、前記のポリメチルメタクリレート重合体に対しては
、紡糸ヘッド57の温度は通常約200〜240℃であ
り、予備成形体が軟化するバレルの前端では約220〜
280℃である。前述の共単量体を5チまで含む好適共
重合体に対しては好適温度は紡糸ヘッドにおいて210
〜220℃であり、バレルの前端で240〜250℃で
ある。
が、前記のポリメチルメタクリレート重合体に対しては
、紡糸ヘッド57の温度は通常約200〜240℃であ
り、予備成形体が軟化するバレルの前端では約220〜
280℃である。前述の共単量体を5チまで含む好適共
重合体に対しては好適温度は紡糸ヘッドにおいて210
〜220℃であり、バレルの前端で240〜250℃で
ある。
オプテイカルリフイバーのクラツディングは種々の方法
で心に装着することができる。このような方法には同時
押出し及び溶液被覆が含まれ、両方共公知方法である。
で心に装着することができる。このような方法には同時
押出し及び溶液被覆が含まれ、両方共公知方法である。
同時押出しとは心及びクラツディング重合体の両方を紡
糸口金板58の同じオリフィス59を通して供給し、こ
こから心の重合体がクラツディング重合体の実質的に均
一な薄い層によって完全に取囲まれた複合ファイバー6
0を押出す操作をいう。本発明のオプティカル・ファイ
バーをつくるためには同時押出しが好適な方法である。
糸口金板58の同じオリフィス59を通して供給し、こ
こから心の重合体がクラツディング重合体の実質的に均
一な薄い層によって完全に取囲まれた複合ファイバー6
0を押出す操作をいう。本発明のオプティカル・ファイ
バーをつくるためには同時押出しが好適な方法である。
しかし溶液被覆法も実用的な方法である。これをもし使
用する場合には心を押出した直後にイン・ラインプ四七
ス工程として行すって、塵埃粒子の如き物質によって心
が汚染される機会が最小になるようにしなければならな
い。
用する場合には心を押出した直後にイン・ラインプ四七
ス工程として行すって、塵埃粒子の如き物質によって心
が汚染される機会が最小になるようにしなければならな
い。
紡糸ヘッド57は米国特許第3992.499号記載の
公知のもの、特にその第1図の左手に示された型のもの
である。紡糸ヘッド57は紡糸口金板58と計量板65
とを本体66中に有している。
公知のもの、特にその第1図の左手に示された型のもの
である。紡糸ヘッド57は紡糸口金板58と計量板65
とを本体66中に有している。
心の重合体はジム押出機51のオリフィス54から2イ
ン61によシ紡糸ヘッド57へと導かれ、熔融した心霊
合体流68として示されている。クラツディング重合体
は貯溜器62から通常のスクリュー押出機63へと導入
され、熔融物計量ポンプ64によシ計量されて紡糸ヘッ
ド57に入シ、熔融したクラツディング重合体流69と
して示されている。
ン61によシ紡糸ヘッド57へと導かれ、熔融した心霊
合体流68として示されている。クラツディング重合体
は貯溜器62から通常のスクリュー押出機63へと導入
され、熔融物計量ポンプ64によシ計量されて紡糸ヘッ
ド57に入シ、熔融したクラツディング重合体流69と
して示されている。
心に装着されるクラツディング重合体は光学的に透明で
アシ、心の屈折率よシも少くともo、 i%、好ましく
は少くとも1チ、最も好ましくは少くとも5%低い屈折
率を有する。
アシ、心の屈折率よシも少くともo、 i%、好ましく
は少くとも1チ、最も好ましくは少くとも5%低い屈折
率を有する。
適当なりラツデイング材料の例としては英国特許第1.
037.498号記載のもの、例えば弗化ビニル、弗化
ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロ
プUピレン、トリフルオロメチルトリフルオロビニルエ
ーテル、パーフルオロプロビルトリフルオロビニルエー
テル、及び構造式(式中XはF、 H,又はctから成
る群から選ばれ、外は2〜10の整数、mは1〜6の整
数、YはCH,又はHである) のアクリル又はメタクリル酸の弗素化エステルの重合体
又は共重合体、及びこれらとアクリル酸又はメタクリル
酸と低級アルコール、例えばメタノール又はエタノール
とのエステルとの共重合体が含まれる。式 但し式中X、 Y、 m及びnは上記定義の通シ、の化
合物とアクリル酸及びメタクリル酸のメチル及びエチル
エステルとの実質的に無定形の共重合体が好適な重合体
である。
037.498号記載のもの、例えば弗化ビニル、弗化
ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロ
プUピレン、トリフルオロメチルトリフルオロビニルエ
ーテル、パーフルオロプロビルトリフルオロビニルエー
テル、及び構造式(式中XはF、 H,又はctから成
る群から選ばれ、外は2〜10の整数、mは1〜6の整
数、YはCH,又はHである) のアクリル又はメタクリル酸の弗素化エステルの重合体
又は共重合体、及びこれらとアクリル酸又はメタクリル
酸と低級アルコール、例えばメタノール又はエタノール
とのエステルとの共重合体が含まれる。式 但し式中X、 Y、 m及びnは上記定義の通シ、の化
合物とアクリル酸及びメタクリル酸のメチル及びエチル
エステルとの実質的に無定形の共重合体が好適な重合体
である。
米国特許第3.849.243号記載のスルフォニル基
を含むペンダントな側鎖をもった弗素化重合体、及び米
国特許第296 a649号及び同第八〇 51.67
7号記載の含弗素エラストマーを用いることができる。
を含むペンダントな側鎖をもった弗素化重合体、及び米
国特許第296 a649号及び同第八〇 51.67
7号記載の含弗素エラストマーを用いることができる。
他のものとしては米国特許第4946、763号及び同
第:%132,123号記載のテトラフルオロエチレン
と他の単量体、例えばヘキサフルオロプロピレン及びパ
ーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルとの共
重合体がある。米国特許第2.4fja664号記載の
テトラフルオロエチレンとエチレンとの変性及び未変性
共重合体も使用できる。
第:%132,123号記載のテトラフルオロエチレン
と他の単量体、例えばヘキサフルオロプロピレン及びパ
ーフルオロアルキルパーフルオロビニルエーテルとの共
重合体がある。米国特許第2.4fja664号記載の
テトラフルオロエチレンとエチレンとの変性及び未変性
共重合体も使用できる。
結晶性でない、即ち実質的に無定形のクラップインク重
合体が好適である。何故なら結晶性重合体でクラッドし
たオプティカル・7アイバーは無定形重合体で被覆した
ものに比べ伝達される光の減衰が大きいからでちる。し
かし結晶性重合体でクラッドしたオプティカル・ファイ
バーは、特に短距離のオプティカルファイバー又はケー
ブルが必要な時に有効である。オプティカル・ファイバ
ー又はケーブルを高温を受けるような短距離で使用する
場合、心及びクラツディングは高温で軟化しない重合体
でなければならず、このような場合に適した多くの重合
体は結晶化する傾向がある。
合体が好適である。何故なら結晶性重合体でクラッドし
たオプティカル・7アイバーは無定形重合体で被覆した
ものに比べ伝達される光の減衰が大きいからでちる。し
かし結晶性重合体でクラッドしたオプティカル・ファイ
バーは、特に短距離のオプティカルファイバー又はケー
ブルが必要な時に有効である。オプティカル・ファイバ
ー又はケーブルを高温を受けるような短距離で使用する
場合、心及びクラツディングは高温で軟化しない重合体
でなければならず、このような場合に適した多くの重合
体は結晶化する傾向がある。
しかし結晶性重合体をクラツディングとして用いる場合
、最良の結果(即ち伝達光の減衰が最低)は重合体クラ
ツディングが重合体を押出した後迅速に急冷することに
より達成される最も高い透明性をもつような条件下にお
いてオプティカル・ファイバーがつくられた場合に得ら
れる。
、最良の結果(即ち伝達光の減衰が最低)は重合体クラ
ツディングが重合体を押出した後迅速に急冷することに
より達成される最も高い透明性をもつような条件下にお
いてオプティカル・ファイバーがつくられた場合に得ら
れる。
ファイバーが同時押出しによるか、又は心を押出した後
クラツディングの溶液被覆によってつくられるかに拘ら
ず、押出オリフィス59の直径は、所望のファイバーの
直径及び採用されるメルトドローダウンの量によって変
化する。ファイバーは紡糸ヘッドから出た直後加熱軟化
状態にある間に延伸され、分子配向を誘起させてファイ
バーに靭性を賦与させる。機械延伸比(machitu
drrnu r a t i o)は同時押出しでつ
くられた場合にはオプティカル・ファイバーの断面積に
対する、また溶液被覆法でつくられた場合にはオプティ
カル・ファイバーの心の断面に対するグイオリフィスの
断面積の比である。
クラツディングの溶液被覆によってつくられるかに拘ら
ず、押出オリフィス59の直径は、所望のファイバーの
直径及び採用されるメルトドローダウンの量によって変
化する。ファイバーは紡糸ヘッドから出た直後加熱軟化
状態にある間に延伸され、分子配向を誘起させてファイ
バーに靭性を賦与させる。機械延伸比(machitu
drrnu r a t i o)は同時押出しでつ
くられた場合にはオプティカル・ファイバーの断面積に
対する、また溶液被覆法でつくられた場合にはオプティ
カル・ファイバーの心の断面に対するグイオリフィスの
断面積の比である。
オプティカル・ファイバーの心の直径は比較的細いもの
から比較的太いものの間で変化することができる。適当
な直径は50〜500μmである。
から比較的太いものの間で変化することができる。適当
な直径は50〜500μmである。
光源が大きい場合、例えばLED(光放射性ダイオ−ト
ンからの光の時には、入射光を大部分捕えることができ
るために太い心が有利でおるが、最小曲げ半径が大きい
という欠点がある。光源が小さい時、例えばレーザーの
ような時には比較的細い心の方が入射光を捕えるのに適
しておシ、また最小曲げ半径が小さいという利点がある
。
ンからの光の時には、入射光を大部分捕えることができ
るために太い心が有利でおるが、最小曲げ半径が大きい
という欠点がある。光源が小さい時、例えばレーザーの
ような時には比較的細い心の方が入射光を捕えるのに適
しておシ、また最小曲げ半径が小さいという利点がある
。
クラツディング材料は心の中を通る光を反射するから、
り2ツデイングの厚さはそれが伝達すべき光の波長の少
くとも数倍である限シにおいて一般に臨界的ではない。
り2ツデイングの厚さはそれが伝達すべき光の波長の少
くとも数倍である限シにおいて一般に臨界的ではない。
クラツディングの厚さの適当な範囲は約5〜50μm1
好ましくは10〜20μmである。
好ましくは10〜20μmである。
押出後のライン速度は使用する装置の能力に応じて広く
変えることができる。15〜9om/分(50〜300
フイ一ト/分)のライン速度が典型的であるが、これよ
シも速く又は遅くすることができる。35〜60 m1
分(120〜200ft1分)の範囲の速度が極めて満
足すべき結果を与える。図示されていない装置によシ吹
付けられる交叉空気流を用い押出されたばかpのファイ
バーを急冷することができる。空気流の速度は3〜15
α/秒(0,1〜0.5フイ一ト/秒)が適当である。
変えることができる。15〜9om/分(50〜300
フイ一ト/分)のライン速度が典型的であるが、これよ
シも速く又は遅くすることができる。35〜60 m1
分(120〜200ft1分)の範囲の速度が極めて満
足すべき結果を与える。図示されていない装置によシ吹
付けられる交叉空気流を用い押出されたばかpのファイ
バーを急冷することができる。空気流の速度は3〜15
α/秒(0,1〜0.5フイ一ト/秒)が適当である。
延伸したオプティカル・ファイバーはドラム67に捲取
られる。
られる。
本発明によりつくられたオプティカル−ファイバーの伝
達光減衰性は著しく低い。本発明にょれば656nmの
光で400 dB/Km (デシヘル/キロメートル)
よシ小さい減衰度のオプティカル・ファイバーは普通に
つくられ、300dB7’Km以下、例えば2’14d
B/Kmのような減衰度のものも得られる◇ 下記実施例は本発明を例示するもので、限定するもので
はないが、これらの実施例における沸点の値は未補正値
である。
達光減衰性は著しく低い。本発明にょれば656nmの
光で400 dB/Km (デシヘル/キロメートル)
よシ小さい減衰度のオプティカル・ファイバーは普通に
つくられ、300dB7’Km以下、例えば2’14d
B/Kmのような減衰度のものも得られる◇ 下記実施例は本発明を例示するもので、限定するもので
はないが、これらの実施例における沸点の値は未補正値
である。
伝達光の減衰度はイー・ニー・ジエ〜・マルカテイリ(
E 、 A 、J 、 Marcatili) (D
「77クターズ争アフエクテイング・プラクティカル・
アツテニュエーション・アンドaディスパージョンφメ
ジャーメンツ(Factors Affecting
practiCalAttenuation and
Dispersion MeaSrbrerne
nts月、オプティカル・ファイバー・l・ランスミッ
ション(Optical Fiber Transmi
ssion) I[、テクニカルダイジxスト(Tec
hnical Digttst)、オプティカル會ンサ
イアテイ・オグ・アメリカ(QpticalSocie
ty of America) 1977年、ペーパー
TrbElに記載の方法で測定した。本明細書記載の測
定においては光源はタングステンーノ・ロゲン(白熱光
)投光器であり、これに直流電圧により電力を与え、電
流安定化装置をつけた。使用した波長は、ピーク波長6
56.3 nm、バンド幅10tLm、、最小透光率5
0チ、側波帯の平均透光率104を有する干渉フィルタ
ー、特にイーリング(Eating) −J RI干渉
フィルター−26−9357(7ロ一77年カタログ)
を用いて選んだ。
E 、 A 、J 、 Marcatili) (D
「77クターズ争アフエクテイング・プラクティカル・
アツテニュエーション・アンドaディスパージョンφメ
ジャーメンツ(Factors Affecting
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Dispersion MeaSrbrerne
nts月、オプティカル・ファイバー・l・ランスミッ
ション(Optical Fiber Transmi
ssion) I[、テクニカルダイジxスト(Tec
hnical Digttst)、オプティカル會ンサ
イアテイ・オグ・アメリカ(QpticalSocie
ty of America) 1977年、ペーパー
TrbElに記載の方法で測定した。本明細書記載の測
定においては光源はタングステンーノ・ロゲン(白熱光
)投光器であり、これに直流電圧により電力を与え、電
流安定化装置をつけた。使用した波長は、ピーク波長6
56.3 nm、バンド幅10tLm、、最小透光率5
0チ、側波帯の平均透光率104を有する干渉フィルタ
ー、特にイーリング(Eating) −J RI干渉
フィルター−26−9357(7ロ一77年カタログ)
を用いて選んだ。
ファイバーの入力端は光源の混乱が最小の円周に位置せ
しめた。多くの実験によって(パワーの常用対数(lo
g 10 polt、+er)は長さに対し71次でら
シ、従って実際的な目的に対して透過は定常状態である
。
しめた。多くの実験によって(パワーの常用対数(lo
g 10 polt、+er)は長さに対し71次でら
シ、従って実際的な目的に対して透過は定常状態である
。
実施例I
A、グリコールジメルカプトアセテート(GDMA)の
精製 200Mの丸底フラスコに300mのグリコールジメル
カプトアセテート〔ニゲアンス・ケメテイツクス(Ev
ans Chgmetics)社、表示純度96,6チ
〕を入れる。20cxのヴイグロー蒸溜塔で蒸溜する。
精製 200Mの丸底フラスコに300mのグリコールジメル
カプトアセテート〔ニゲアンス・ケメテイツクス(Ev
ans Chgmetics)社、表示純度96,6チ
〕を入れる。20cxのヴイグロー蒸溜塔で蒸溜する。
絶対圧0.28〜0.2wmH(J−、凝縮温度80〜
118℃で20−の蒸溜を集め廃棄する。重合実験に用
いる6Qmlの溜分を絶対圧0,18〜0.12111
11 H’ g N凝縮温度115〜122℃で集める
。気液クロマトグラフィーで分析した純度99tI)。
118℃で20−の蒸溜を集め廃棄する。重合実験に用
いる6Qmlの溜分を絶対圧0,18〜0.12111
11 H’ g N凝縮温度115〜122℃で集める
。気液クロマトグラフィーで分析した純度99tI)。
B、エチルアクリレ−) (EA)のm製エチルアクリ
レート〔ローム・アンド・)・−ス(Rohrn &
Jlaas)社:]400dを重力により直径38震1
深さ10αの活性度1の塩基性酸化アルミニウム〔アル
ミナ・ウエルム(Alv、m1na Woelm)B
% 活性度t 、ウエルム・ファルマ社(IVo e
1mpharma Dmb H& C’a、 ) D
−3440、エシュヴエーグ(Eschweg)〕の床
に通して流し、重合禁止剤として約0,5yのN、Δ′
Lジフェニルバラフエ=lz7ジアミン(DPPD)を
含む500+Jの丸底フラスコに入れる。このフラスコ
にガラスの端線をつめた直径1511+i、、長さ45
儒のカラムと蒸溜ヘッドとを取付ける。大気圧で蒸溜を
行なう。101℃までの茶温にて約115mtO前溜分
を廃棄し、100.5〜i o i、 5℃の茶温度で
200ゴの重合級共重合用単量体を捕集した。気液クロ
マトグラフの分析の結果純度は99チ以上であった。
レート〔ローム・アンド・)・−ス(Rohrn &
Jlaas)社:]400dを重力により直径38震1
深さ10αの活性度1の塩基性酸化アルミニウム〔アル
ミナ・ウエルム(Alv、m1na Woelm)B
% 活性度t 、ウエルム・ファルマ社(IVo e
1mpharma Dmb H& C’a、 ) D
−3440、エシュヴエーグ(Eschweg)〕の床
に通して流し、重合禁止剤として約0,5yのN、Δ′
Lジフェニルバラフエ=lz7ジアミン(DPPD)を
含む500+Jの丸底フラスコに入れる。このフラスコ
にガラスの端線をつめた直径1511+i、、長さ45
儒のカラムと蒸溜ヘッドとを取付ける。大気圧で蒸溜を
行なう。101℃までの茶温にて約115mtO前溜分
を廃棄し、100.5〜i o i、 5℃の茶温度で
200ゴの重合級共重合用単量体を捕集した。気液クロ
マトグラフの分析の結果純度は99チ以上であった。
C,メチルメタクリレート(KM、4)の精製メチルメ
タクリレート単量体〔デュ・ボン社製H112、ヒドロ
キノン重合禁止剤含有)1650dを直径90隨、深さ
8Gの塩基性酸化アルミニウムの床を通して重力により
0,5gのDppD重合禁止剤を含む21の丸底フラス
コに入れる。ガラスの端線をつめた直径25m、高さ5
6眞のカラムを通して高還流比にて単量体を蒸溜する。
タクリレート単量体〔デュ・ボン社製H112、ヒドロ
キノン重合禁止剤含有)1650dを直径90隨、深さ
8Gの塩基性酸化アルミニウムの床を通して重力により
0,5gのDppD重合禁止剤を含む21の丸底フラス
コに入れる。ガラスの端線をつめた直径25m、高さ5
6眞のカラムを通して高還流比にて単量体を蒸溜する。
大気圧において最高101’Cの凝縮温度において40
0mを前部分として捕集し、廃棄する。蒸溜物を冷却し
、濾過したアルゴンでおおう。次の日さらに100ゴの
蒸溜を集め廃棄し、550rnlの生成物溜分をアルゴ
ンをつめた滴下F耳中において大気圧で凝縮温度101
℃で1.67+aA’/分にて集める。上記HMAをポ
リテトラフルオロエチレン(pTFE)で被覆した磁気
駆動攪拌機(第1図には示さず)を備えた第1図の受器
3中で混合する。
0mを前部分として捕集し、廃棄する。蒸溜物を冷却し
、濾過したアルゴンでおおう。次の日さらに100ゴの
蒸溜を集め廃棄し、550rnlの生成物溜分をアルゴ
ンをつめた滴下F耳中において大気圧で凝縮温度101
℃で1.67+aA’/分にて集める。上記HMAをポ
リテトラフルオロエチレン(pTFE)で被覆した磁気
駆動攪拌機(第1図には示さず)を備えた第1図の受器
3中で混合する。
約260aのHMAを滴下F斗から取付けた21のアル
ゴンを流したガラスの混合容器に入れる。
ゴンを流したガラスの混合容器に入れる。
λ64+Iltのエチルアクリレート、2.64m1の
グリコールジメルカプトアセテート、及びo、 i 6
10N(7)2.2′−7ゾービス(インブチロニトリ
ル)〔ウアゾ(Vazo)o64 )を血清ストッパー
とPTFEストップコックを通しMMAの中に注入する
。次にMMA 520 vJの残シを混合容器に入れ、
磁気駆動PTFE被覆されたインペフーで他の成分と混
合し、MMA99.’15モルチ、EAO125モルチ
、GDMAo、1’1モルチ(単量体基準)及びVαz
Oo64を0.01モルチ(単量体基準)の溶液をつく
る。残りの30−のHMA単量体は有機及び金属の不純
物の分析のためにとっておく。
グリコールジメルカプトアセテート、及びo、 i 6
10N(7)2.2′−7ゾービス(インブチロニトリ
ル)〔ウアゾ(Vazo)o64 )を血清ストッパー
とPTFEストップコックを通しMMAの中に注入する
。次にMMA 520 vJの残シを混合容器に入れ、
磁気駆動PTFE被覆されたインペフーで他の成分と混
合し、MMA99.’15モルチ、EAO125モルチ
、GDMAo、1’1モルチ(単量体基準)及びVαz
Oo64を0.01モルチ(単量体基準)の溶液をつく
る。残りの30−のHMA単量体は有機及び金属の不純
物の分析のためにとっておく。
ガス・クロマトグラフィーによればJfMA中にビアセ
チルは検出でき々かった(検出限界2 ppm)。
チルは検出でき々かった(検出限界2 ppm)。
原子吸光スペクトル分析によればMMA中にクロム(検
出限界10ppb)は検出できず、鉄(検出限界20p
pb)は30ppb含まれていた。
出限界10ppb)は検出できず、鉄(検出限界20p
pb)は30ppb含まれていた。
混合物の半分を、孔の大きさ0.2μmの細孔「ミリポ
リ(Millipore) J pi通過器びFEP(
テトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピレンと
の共重合体)管を通じてアルゴンの圧力により、厳密に
きれいにしたクロムメッキのステンレス鋼の管の中に押
出す。この管は内径が28.7yra(1,13イ7チ
) テh+)、底部はprpEo。
リ(Millipore) J pi通過器びFEP(
テトラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピレンと
の共重合体)管を通じてアルゴンの圧力により、厳密に
きれいにしたクロムメッキのステンレス鋼の管の中に押
出す。この管は内径が28.7yra(1,13イ7チ
) テh+)、底部はprpEo。
−リング嗜ガスケット付きのステンレス鋼のピストンで
、上部はPTFEのプラグで密封されている。管を充た
した後、PTFEプラグを除去し、直ちにPTFEガス
ケット付きピストンと取換える。単量体混合物の残りの
半分を同様にして金メッキのピストンで密封された金メ
ッキのステンレス鋼の管の中に入れる。密封した金メッ
キの管を一20℃のフリーザー中に入れる。
、上部はPTFEのプラグで密封されている。管を充た
した後、PTFEプラグを除去し、直ちにPTFEガス
ケット付きピストンと取換える。単量体混合物の残りの
半分を同様にして金メッキのピストンで密封された金メ
ッキのステンレス鋼の管の中に入れる。密封した金メッ
キの管を一20℃のフリーザー中に入れる。
D0重合
クロムメッキ管を熱伝達ジャケット中に入れ、内容物を
頂部ピストンにょシ作動する空気圧シリンダーにより2
4.akg/cIl(34sp& jg)に加圧する。
頂部ピストンにょシ作動する空気圧シリンダーにより2
4.akg/cIl(34sp& jg)に加圧する。
下記のスケジュールに従ってシリコーン油伝達流体を上
記ジャケットを通してポンプで送り込む。
記ジャケットを通してポンプで送り込む。
0−16時間 60℃ なし 53.4チ1
6−17 70 なし 70チ17
−18.5 To−13040°C/時 −
18,5−19,5130なし −19,5−
20130−100cα−60°’c、/F*−20−
20.5 100 − 100.2チ
この時圧力を開放し、系をさらに冷却する。
6−17 70 なし 70チ17
−18.5 To−13040°C/時 −
18,5−19,5130なし −19,5−
20130−100cα−60°’c、/F*−20−
20.5 100 − 100.2チ
この時圧力を開放し、系をさらに冷却する。
重合体の棒を重合管から取出し、小さい試料を分析のた
めに取シ、この棒を手で触れずにポリエチレンの袋の中
に入れ、アルミニウム箔で包み込む。
めに取シ、この棒を手で触れずにポリエチレンの袋の中
に入れ、アルミニウム箔で包み込む。
金メツキ管の内容を同様にして重合させる。重合体の性
質を第1表に示す。
質を第1表に示す。
E、押出し
第2図に記載した押出装置を用い、紡糸温度を215℃
として、ライン速度を36.6m/分(120フイ一ト
/分)としだ。オプティカル・ファイバーの心は本実施
例のDのところで加工された重合体の棒からつくった。
として、ライン速度を36.6m/分(120フイ一ト
/分)としだ。オプティカル・ファイバーの心は本実施
例のDのところで加工された重合体の棒からつくった。
これは定速ラム押出法によって押出されたものである。
従来法のスクリュー押出機で押出されたクラツディング
重合体は、20重量%のメチルメタクリレートと80重
量%の式 但し式中pは1〜8であり、約90重量%はpが2及び
3である、 の共重合体であって、固有粘度(20℃で1,1.2−
トリクロロ−1t 212− Fリフルオロエタン中の
0.5チ(重量/容量)溶液で測定)が0.50であυ
、タルトインデックスが230℃で6(2,0951m
のオリフィスを用い重さ2160yでASTJf 7
)−2116−66により測定)である共重合体である
。使用したスクリュー押出機のバレルの温度はホッパー
近くの227℃からバレルの放出端の247℃であった
。
重合体は、20重量%のメチルメタクリレートと80重
量%の式 但し式中pは1〜8であり、約90重量%はpが2及び
3である、 の共重合体であって、固有粘度(20℃で1,1.2−
トリクロロ−1t 212− Fリフルオロエタン中の
0.5チ(重量/容量)溶液で測定)が0.50であυ
、タルトインデックスが230℃で6(2,0951m
のオリフィスを用い重さ2160yでASTJf 7
)−2116−66により測定)である共重合体である
。使用したスクリュー押出機のバレルの温度はホッパー
近くの227℃からバレルの放出端の247℃であった
。
金メツキ管中でつくられた予備成形体を同様に用いてオ
プティカル・ファイバーをつくった。
プティカル・ファイバーをつくった。
まとめだデータを第1表に示す。
第1表
重合管のメッキ クロム 全重合体特性
固有粘度 dl/にI O,4320,438残
留単量体 重量膚 1.05 0.96機械延
伸比 5.20 5.337アイ
パーの性質 直径 μm401±10396±13 クラツディング厚さμm 16 16靭性
破断 2 *直径L 38群(3/ 32インチ)の鋼のマンドレ
ル上に普通に10回捲付けた10組についてのファイバ
ーの破断数。
留単量体 重量膚 1.05 0.96機械延
伸比 5.20 5.337アイ
パーの性質 直径 μm401±10396±13 クラツディング厚さμm 16 16靭性
破断 2 *直径L 38群(3/ 32インチ)の鋼のマンドレ
ル上に普通に10回捲付けた10組についてのファイバ
ーの破断数。
実施例2
クロムメッキ重合管を用いて実施例1を繰返したが、次
の点が異っていた。EA単量体の濃度は0.5モルチで
おった。重合中実施例2Bにおいては15.75時間6
0℃に保ち、実施例2Aにおいては使用最終温度は12
0℃であった。ファイバーの紡糸中、実施例2Aにおい
ては紡糸温度は225℃、実施例2Bで220℃であっ
た。第2表に特性データを示す。
の点が異っていた。EA単量体の濃度は0.5モルチで
おった。重合中実施例2Bにおいては15.75時間6
0℃に保ち、実施例2Aにおいては使用最終温度は12
0℃であった。ファイバーの紡糸中、実施例2Aにおい
ては紡糸温度は225℃、実施例2Bで220℃であっ
た。第2表に特性データを示す。
第2表
実施例 2A 2B
重合体の性質
残留単量体 重量% 1.2,1.3 1.1機
械延伸比 5.61 5.39
フアイバーの性質 直径 μrtL386 394 クラッグイング厚さμm 16 16実
施例3 クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を繰返したが、
次の点が異っていた。第3表に示す3回の実験において
種々の量のEA共重合用単量体を用いた。ファイバーの
紡糸中動糸温度は実施例3A及び3Cにおいて214℃
、実施例2Bでは215℃である。第3表に特性データ
を示す。
械延伸比 5.61 5.39
フアイバーの性質 直径 μrtL386 394 クラッグイング厚さμm 16 16実
施例3 クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を繰返したが、
次の点が異っていた。第3表に示す3回の実験において
種々の量のEA共重合用単量体を用いた。ファイバーの
紡糸中動糸温度は実施例3A及び3Cにおいて214℃
、実施例2Bでは215℃である。第3表に特性データ
を示す。
実施例
EA 濃度 モルチ
重合体の性質
固有粘度 d l / g m
残留単量体 重量%
機械延伸比
ファイバーの性質
直径 μ想
クラツディング厚さ μ常
靭性 破断
第3表
3A 3B 3c
OQ、25 0.5
0、4 3 2
0.7−LO51050,9−LO
5,615,205,76
386401±10 381
Q、73 0.71−0.73 0.63−0.7
1実施例4 クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を紹したが次の
点が異っている。エチルアクリレ−共単量体の濃度を第
4表に示すように変えた。
1実施例4 クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を紹したが次の
点が異っている。エチルアクリレ−共単量体の濃度を第
4表に示すように変えた。
4表に示すように種々の連鎖移動剤を用いた。
アイバーの紡糸中実施例4A及び4Cでは紡岸度が21
5℃、実施例4Bでは214℃であつ実施例 重合変数 EA 濃度 モル数 連鎖移動剤 濃度 モル1(単量体基準) 重合体特性 固有粘度 d l / g tn 残留単量体 重量% 機械延伸比 ファイバー特性 直 径 μ処 クラツディング厚さ μ餌 靭 性 破断 第4表 4A 4B 4C 0,2B・’−j 0.5 0.25GDMA
(1)DJfD E E (+) C45H(3)0
.1 ? 0.17 0.21− 0.
430 0.431 0.7−LO5L61 1.29 5.20 401±10 0.71−0.73 0.80−0.89 0.78−
0.79(1) グリコールジメルカプトアセテート
(2)2.2′−ジメルカプトジエチルエーテル(3)
外−ブチルメルカプタン 実施例5及び比較例A クロムメッキ圧力容器を用いて実施例1を繰返したが次
の点が異っている。EA共重合用単量体の量、及び連鎖
移動剤の種類と量とを変え、また重合管のピストンクロ
ージヤーに対する密封用ガスケットを変えた。最も重要
なこととして最終温度を変えその効果を示した。これら
の変数と性質とを第5表に示す。
5℃、実施例4Bでは214℃であつ実施例 重合変数 EA 濃度 モル数 連鎖移動剤 濃度 モル1(単量体基準) 重合体特性 固有粘度 d l / g tn 残留単量体 重量% 機械延伸比 ファイバー特性 直 径 μ処 クラツディング厚さ μ餌 靭 性 破断 第4表 4A 4B 4C 0,2B・’−j 0.5 0.25GDMA
(1)DJfD E E (+) C45H(3)0
.1 ? 0.17 0.21− 0.
430 0.431 0.7−LO5L61 1.29 5.20 401±10 0.71−0.73 0.80−0.89 0.78−
0.79(1) グリコールジメルカプトアセテート
(2)2.2′−ジメルカプトジエチルエーテル(3)
外−ブチルメルカプタン 実施例5及び比較例A クロムメッキ圧力容器を用いて実施例1を繰返したが次
の点が異っている。EA共重合用単量体の量、及び連鎖
移動剤の種類と量とを変え、また重合管のピストンクロ
ージヤーに対する密封用ガスケットを変えた。最も重要
なこととして最終温度を変えその効果を示した。これら
の変数と性質とを第5表に示す。
第5表
実施例 sA 5D重合変数
EA 濃度 モルチ 0.5
0.5連鎖移動剤 GDMA GDMA
濃度 モルチ (単量体基準)0.17 0・
17密封材料 EPRゴム PTFE最終温度
℃120 130 重合特性 固有粘度 d l / g m 0.416
残留単量体 重量% 1・3 0
.9−1.0紡糸源度 ℃214 214機
械延伸比 6・175・76 フアイバーの性質 直 径 、1m368 381±1
5クラツデイングの厚さ μm 8
16靭 性 破 断 005
C5D 参考例A O,250,50,5 GDMA GDMA C,SHO,1
70,170,225 pTFE pTFE EpRゴム
軸線の付近に気泡 0、4 1 0 1、2 − 1.3 12 7
0.5 05.39 6.6 1
1 9.320’
16 110.77−0.79
0.79−0.83 1.163.34−343
334−362 505参考例Aにおいては最終温
度は僅かに105℃でおり、25チの未重合のHMAが
残った。最終温度が70℃のように更に低い場合には、
残留単量体は更に多い。実施例5Dのように最終温度が
140℃の時、少量の単量体が再生され、その結果重合
体の中に若干の気泡が生じる。
0.5連鎖移動剤 GDMA GDMA
濃度 モルチ (単量体基準)0.17 0・
17密封材料 EPRゴム PTFE最終温度
℃120 130 重合特性 固有粘度 d l / g m 0.416
残留単量体 重量% 1・3 0
.9−1.0紡糸源度 ℃214 214機
械延伸比 6・175・76 フアイバーの性質 直 径 、1m368 381±1
5クラツデイングの厚さ μm 8
16靭 性 破 断 005
C5D 参考例A O,250,50,5 GDMA GDMA C,SHO,1
70,170,225 pTFE pTFE EpRゴム
軸線の付近に気泡 0、4 1 0 1、2 − 1.3 12 7
0.5 05.39 6.6 1
1 9.320’
16 110.77−0.79
0.79−0.83 1.163.34−343
334−362 505参考例Aにおいては最終温
度は僅かに105℃でおり、25チの未重合のHMAが
残った。最終温度が70℃のように更に低い場合には、
残留単量体は更に多い。実施例5Dのように最終温度が
140℃の時、少量の単量体が再生され、その結果重合
体の中に若干の気泡が生じる。
実施例6
クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を繰返したが、
次の点が異っていた。連続移動剤とピストン・シールと
を変えた。最も重要なこととして、実施例6Bでは紡糸
温度を225℃に上げ、そのため破断数が幾分増えた。
次の点が異っていた。連続移動剤とピストン・シールと
を変えた。最も重要なこととして、実施例6Bでは紡糸
温度を225℃に上げ、そのため破断数が幾分増えた。
このように靭性が低いことは軸方向の分子配向度が低い
ためである。データを第6表にまとめる。
ためである。データを第6表にまとめる。
実施例
重合変数
EA 濃度 モルチ
連鎖移動剤
濃度 モルチ (単量体基準)
密封材料
重合体の性質
固有粘度 dl/g脩
残留単量体 チ by wt
紡糸温度 ℃
機械延伸比
ファイバーの性質
直 径 μ兜
クラツディングの厚さ μm
靭 性 破断
6表
6A 6B
1、5 15DMDEE
GDMA O,170,17 EpRゴム pTFE O,4350,425 t a i、 o
。
GDMA O,170,17 EpRゴム pTFE O,4350,425 t a i、 o
。
5、7 6 5.7 60、
8 5 − 0.8 6 0.9 23 6
7 − 3 7.5 3 9 9実施例7
及び比較例B クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を繰返したが次
の点が異っている。共重合用単量体を用いなかった。即
ち単量体はすべてメチルメタクリレートであった。両方
の場合残留単量体は0.7〜1.05重量%である。紡
糸温度は実施例7で214℃、対照例Bで216℃であ
った。
8 5 − 0.8 6 0.9 23 6
7 − 3 7.5 3 9 9実施例7
及び比較例B クロムメッキ重合容器を用いて実施例1を繰返したが次
の点が異っている。共重合用単量体を用いなかった。即
ち単量体はすべてメチルメタクリレートであった。両方
の場合残留単量体は0.7〜1.05重量%である。紡
糸温度は実施例7で214℃、対照例Bで216℃であ
った。
実施例7において、オプティカル・ファイバーの減衰度
は656rxnで316 dB/Km。
は656rxnで316 dB/Km。
(0,7a儒−1><103)であった。対照例Bでは
重合体の予備成形体を幾人かの人で取扱い、次いで押出
前にできるだけ十分にきれいにした。このオプティカル
Φファイバーの減衰度は753〜884 dB/Km
(17〜1.96rn−’ X 10” )であった。
重合体の予備成形体を幾人かの人で取扱い、次いで押出
前にできるだけ十分にきれいにした。このオプティカル
Φファイバーの減衰度は753〜884 dB/Km
(17〜1.96rn−’ X 10” )であった。
とれによって重合体の有害な汚染を回避するよう注意し
なければいけないことが示される。
なければいけないことが示される。
実施例8及び対照例C
実施例1をクロムメッキ重合容器を用いて繰返したが、
次の点が異っている。実施例8においては生成したオプ
ティカル・ファイバーの減衰度は656nmで319d
B/Krnで、Bつた。
次の点が異っている。実施例8においては生成したオプ
ティカル・ファイバーの減衰度は656nmで319d
B/Krnで、Bつた。
対照例Cにおいては、重合容器への仕込み物中にビアセ
チルを故意に導入した。ガスクロマトグラフによる分析
によれば仕込み物のビアセチル濃度は9ppmであった
。得られた重合体からつくられたオプティカル・ファイ
バーの減衰度は656nrnC424dB/Ktnであ
った。
チルを故意に導入した。ガスクロマトグラフによる分析
によれば仕込み物のビアセチル濃度は9ppmであった
。得られた重合体からつくられたオプティカル・ファイ
バーの減衰度は656nrnC424dB/Ktnであ
った。
実施例9
クロムメッキ重合容器で実施例1を繰返したが、MMA
O代シに重水素化したメチルメタクリレートを用い、唯
1個の予備成形体をつくった。使用した単量体は99.
88 %のMMA−d、で略々等量のメチル−d、アク
リレートとメチル−daアクリレート−2,2−d、を
o、1t3%含んティゴのGI)HAの溶液1.37
mを入れた。これによりGDMA濃度は単量体に関し0
.16モルチとなった。加熱スケジュールは次の通りで
ある。
O代シに重水素化したメチルメタクリレートを用い、唯
1個の予備成形体をつくった。使用した単量体は99.
88 %のMMA−d、で略々等量のメチル−d、アク
リレートとメチル−daアクリレート−2,2−d、を
o、1t3%含んティゴのGI)HAの溶液1.37
mを入れた。これによりGDMA濃度は単量体に関し0
.16モルチとなった。加熱スケジュールは次の通りで
ある。
0−15.75 60 nil
99.215.75−16 60−130 2
80 cα、99.216−17 130
n1117−17.5 130−1
00 −6017.5−18 100
nil 102.1得られた重水素化重合体は
固有粘度が0.426dt/i、残留単量体は1.17
重量%でおった。
99.215.75−16 60−130 2
80 cα、99.216−17 130
n1117−17.5 130−1
00 −6017.5−18 100
nil 102.1得られた重水素化重合体は
固有粘度が0.426dt/i、残留単量体は1.17
重量%でおった。
この重合体は60MHzの核磁気共鳴法で測定して重合
体lli中239μmのプロトンを含んでいた。690
及びT90nmにおいて光の最大伝達率が得られ、その
波長では光の減衰は225dB/gmであった。
体lli中239μmのプロトンを含んでいた。690
及びT90nmにおいて光の最大伝達率が得られ、その
波長では光の減衰は225dB/gmであった。
第1図はメチルメタクリレートを精製し重合容器に装入
するのに適した装置の略図である。 第2図は重合体手備成形体からオプティカル・ファイバ
ーをつくるのに適した装置の一部断面図を含む略図であ
る。 図において、1・・・蒸留釜、2・・・カラム、3・・
・受器、4・・・混合容器、12・・・重合容器、51
・・・ラム押出機、54・・・押出しオリフィス、57
・・・紡糸ヘッド。 FIG、 2 手続補正書(方式) 昭和60年7月19日 特許庁長官 宇 買 道 部 殿 1、事件の表示 昭和60年特奸願第126383号 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 カンパニー
するのに適した装置の略図である。 第2図は重合体手備成形体からオプティカル・ファイバ
ーをつくるのに適した装置の一部断面図を含む略図であ
る。 図において、1・・・蒸留釜、2・・・カラム、3・・
・受器、4・・・混合容器、12・・・重合容器、51
・・・ラム押出機、54・・・押出しオリフィス、57
・・・紡糸ヘッド。 FIG、 2 手続補正書(方式) 昭和60年7月19日 特許庁長官 宇 買 道 部 殿 1、事件の表示 昭和60年特奸願第126383号 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 カンパニー
Claims (1)
- メタクリレート単量体を蒸留に付す工程と蒸留したメタ
クリレート単量体を円鋳又は円鋳様の形状の容器に入れ
、次いで該容器中のメタクリレート単量体蒸留物をバル
ク重合により重合する工程を含み、これらの工程を閉止
系で行うことを特徴とするオプティカルファイバーの予
備成形体の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US842166 | 1977-10-14 | ||
US05/842,166 US4161500A (en) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Process for low attenuation methacrylate optical fiber |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS615206A true JPS615206A (ja) | 1986-01-11 |
JPH0445802B2 JPH0445802B2 (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=25286686
Family Applications (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP53124721A Expired JPS6018963B2 (ja) | 1977-10-14 | 1978-10-12 | 低減衰全プラスチックオプチカル・ファイバ−の製造方法 |
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