JPS62150206A - 光伝送繊維 - 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−さや構造からなる光伝送繊維に関するっ 〈従来の技術〉 光学繊維は、従来ガラス系材料を基本として製造されて
いたが、最近これをププスチーｌりで作る試みが種々提
案されている、 プラスチックを使用する場合の大きな特徴はｉｔである
こと、内径の太い繊維でも強靭で可撓性に富むこと、従
って、高開口度、大口径が可能であり、受発光素子との
結合が容易であることなど操作性にすぐれている点（Ｃ
ある、プラスチックでこのような光学＊維を製造する一
般的な方法は、屈折率が大きく、かつ、光の透過性が良
好なプラスチックを芯成分とし、これよりも屈折率が小
さく、かつ、透明なプラスチックをさや成分とする芯−
さや構造を有する繊維とするものである。この方法は、
芯−さや界面で光を反射させることにより、光を伝送す
るものであり、芯とさやを構成するプラスチックの屈折
率の大きいものほど光伝送性昏ですぐれている。

光透過性の高いプラスチックとしては無定形の材料が好
ましく、工菜的にはポリメタクリル贋メナｌしや１．〆
リスチレンが注目される材料である（例えば、特・さ昭
４８−８９７８＠公報、特公昭５Ｂ−２１６６０号公報
）、。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、このようなプラスチックの光伝送繊維は温度の
上昇と共にζ伝送損失の低下があり、その低ド値が大き
く、光信号媒体としての信頼に欠ける場合があったっ 用する場合には用途や適用個所に制限が生ずる。

ポリメタクリル酸メチルやポリスチＶンの使用可能な上
限温度は約８０℃であり、それ以上の温度では熱収縮が
大きくなったり、変形したり、ミクロ構造上のゆらぎが
生じて、光伝送繊維としての機能を果さなくなるなどの
欠点を有し、又、一旦８０℃以上の温度条件下で使用さ
れると常温にもどしても光伝送損失が大きくなり、再び
使用することが出来なくなるなど狭い温度領域でしか使
用出来ないという欠点を有し、耐熱性にすぐれたプラス
チ−１り光伝送０維の開発がのぞまれていたつ 本発明の目的は、耐熱性にすぐれたプラスチック光伝送
繊維を提供することにある。

く問題点を解決する之めの手段〉 本発明はエステル部分に炭素数８〜２０個の詣環式炭化
水素基を有するメタクＩＪ　）ｙ酸エステル５〜５０重
量％を含有するスチレンを主体とする重合体を芯成分と
し、該芯成分よりも少なくとも８％小さい屈折率を有す
る重合体をさや成分とすることを特徴とするけ熱性にす
ぐれた光伝送繊維に関するものである。

本発明の光伝送繊維は、耐熱性および可撓性にすぐれた
ものである。

本発明の光伝送繊維は、常用温度を１００℃以上とする
ことができることから、たとえば、自動車、船舶、航空
機、１＋はロボット等への適用を可能とするものである
。また、構内、ビル内通信においても温度限定条件の緩
和により適用範囲を拡大し得るものである。

以下本発明を詳述する。

本発明において芯成分に使用されるエステル部分に炭素
数８〜２０個の詣環式炭化水素基を有するメタクリヤ酸
エステルはメタクリル酸するいはその酸塩化物を、式Ｒ
ＯＨの詣環式炭化水旗、モノオールでエステＩし化する
ことによってつくられ脂環式炭化水素、モノオーＭとし
ては、２．６−ジメ千ＶシクロへキサノーＭ１ポＭネオ
−Ｖ、イソポルネオ−Ｉし、ｔ−メントーｌし、フエン
チ！レアルコール、ｐ−）メタ７−　Ａ／　−２，１−
ア゛ダマンタノール、８−メチｖ　−１−アダマンチル
ーＶ、８，５−ジメチ／Ｉ／−１−アダマンタノール、
トリシクロＣ５、２、１、０２−６〕デカ−８−オール
等の脂環式炭化水素、モノオールをあげることができ、
これに対応するメタクリル酸エステ〜を例示することが
できる。

こレラのメタクリル酸エステルの中で特に好適には、メ
タクリル酸エステル、メタクリル酸ｔ−メンチル、メタ
クリル酸ポＶニル、メタクリル酸イソポＶニル、メタク
リアし酸１−アダマンチル、メタクリル酸８　、５−ジ
メチｔＶ　−１−アダマンチル、メタクリル酸トリシク
ロ〔５２，６ ，２，１，０１デカ−８−イルなどをあげることができ
る。

これらのメタクリル酸エステルを５重量％より少なく含
有するスチレンを主体とする芯成分重合体においては、
耐熱性の向上が少なく、５０ｔｆｉ１％より多く含有す
る芯成分重合体においては、耐熱性にはすぐれているが
実用上、可撓性が乏しくなる。

屈折率の差が３％より小さい場合、さや成分による光の
反射割合が小さくなり導光損失が大きくなるう具体的な
屈折率としては１６４２以下であるのが好ましく、結晶
性でなく無定形に近い重合体で、かつ、前記芯成分との
接着性が良詣、熱可塑性弗素ゴム、弗素ゴムがある。弗
素樹脂としては、例えば、α−フｌレオロアクＩＪ　ｊ
し酸フＩレオロアｌレキ〃、α−フＭオロアクリル酸ア
ルキル、メタクリｖｆｆ１フＶオロアＩレキル、メタク
リル酸メチＶなどからなるアクリＩし系またはメタク＋
３７し系重合体および共重合体や含弗素オレフィンなど
からなる含弗素重合体および共重合体をあげることがで
きる。

α−フＩレオロアクリル酸フＶオロアＩレキＢＩＮ合体
、α−フＩレオロアクリル酸アルキルおよびメタクリル
酸７／Ｉ／オロアＶキル重合体としてはその単独重合体
の軟化温度が約５０℃以上で屈折率が１．４８以下の値
を示すものが好ましい。

また、含弗素オレフィン系重合体としてはビニリデンフ
Ｍオライドーテトラブルオロエチレン共Ｍ合体、ｌ−リ
フＡ／オロエチレンービニリデン７Ｖオライド共重合体
、ビニリデンフ〃オライドーテトラフＭオロエチレン−
ヘキサフルオロプロペン共重合体などを挙げることがで
きる。

熱可塑性弗素ゴムとしては分子内に弗素ゴム相からなる
ソフトセグメントと弗素”樹脂相からなるハードセグメ
ントを有し、常温において弗素樹脂相で物理的な架橋が
おこなわれてゴム弾性を有し、融点以上の高温では熱可
塑性プラスチ−１りと同様な挙動を有するものである。

その代表的なものとしては、ダイエルサーモプラスチ−
７り（ダイキン工業（株）社製）があげられる。

また好ましい弗素ゴムとしては、ビニリデン７Ｖオフイ
ド−へキサフルオロプロペン共重合体、ピニリデンフＶ
オライドーベンタフｌレオロブロペン共重合体、ビニリ
デンフＩレオライドークロロトリフＶオロエチレン共重
合体、なトラあげることができる。ことに好適にはビニ
リデン７Ｍオライド−へキサフルオロプロペン共重合体
である。

一一一　　　−合１１ゆ〒Ｉシ濁１冶媚Ｍたメタクリル
系樹脂としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸シ
クロヘキシル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸フ
ェンチル！ 、メタクリル酸ｌ−メンチル、メタクリル酸アダマンチ
ル、メタクリル酸ジメチルアダマンチル、アクリル酸メ
チル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチルなどの単
独または共重合体等をあげることができる。

本発明の芯成分重合体は、懸濁重合法およ塊状重合法な
ど従来の公知の方法で製造することができる。ただし懸
濁重合法においては、多量の水を使用するため、その中
に含まれる異物が重合体中に混入しやすく、又、その脱
水工程においても異物が混入する可能性があるので一過
により異物を除去することが望ましい。さらに望ましい
方法としては、芯成分の重合体を高温度下で連続塊状重
合工程およびそれにつづく残存未反応単量体を主体とす
る揮発分の連続分離工程の２工程で製造することができ
る。

上記各重合において用いられるラシカｆＬ／ｆｆ１合開
始剤としては、例えば、２．２゛−アゾビス（イソブチ
ロニトリル）、ｌ、１’−アゾビス（シクロヘキサンカ
Ａ／７Ｎニトリｌし）−２，２’−アゾビス（２，４−
ジメナルバレ１コニトリｌし）、アゾビスイソブタノー
ルジアセテートアゾ−ｔｅｒｔ−ブタン等のアゾ化合物
ならびにジーｔｅｒｔ−ブチ！レバーオキサイド、ジク
ミｌレバーオキサイド、メチｌレエチルケトンバーオキ
サイド、ノーｔｅｒｔ−ブチＭバーフタレート、ジーｔ
ｅｒｔ−プ千Ｉレバーアセテート、ジーｔｅｒｔ−アミ
ルパーオキサイド等の有機過酸化物があげられる。重合
開始刊の添加割合は、ｉａ盪体に対してｏ、ｏｏｉ〜１
モＩし％であるのが好ましい。

又、重合系中には分子１を制御するためて連ｊ１４　、
ｉｌ　ａ剤としてｔｅｒｔ−ブチｌし、ｎ−ブチＩＶ％
ｎ−オクチル、及びｎ−トチ°シルメジカプタン等が、
単量体に対して約１七Ｉし％以下添加される。

一方、さや成分重合体の製造法は、従来の公知の方法で
行・なうことができる。さや成分重合体の場合は、芯成
分重合体の場合はど製造法による光伝送性への影響は認
められないが、沖過法などによりゴミを除去し、異物が
混入しないようにして、さや成分重合体の製置をおこな
うのがより。

芯成分とさや成分の割合は重鑓比で約７０＝８０〜９８
：２であり、好ましくは約８０：２０〜９５：５である
っまた、芯−さや構造からなる光学繊維の外径は約０６
１５〜１．５瓢であり、好ましくは約０．２０〜１．０
１１ｍ１である。

芯−さや構造を形成する方法としては公知の方法を用い
ることができる。例えば芯−さや副成分を溶繊状態のも
とて特殊ノズＩしによって配合しつつ吐出して芯−きや
構造を付与する方法を用いることができる。

〈発明の効果〉 本発明の光伝送繊維は、光伝送性能、耐熱性および可涼
性に浸れたものであり、」々の用途に使用できる。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが本発
明はこれによってなんら限定されるべきものではない。

なお、実施例中の導光損失の６＋１１定にはハロゲンタ
ングステンランプを光源とする回折格子分光器を用い、
６７０ｎｍの波長に３ける被測定光学繊維と基準光学線
維の出力強度をシリコンフォトダイオードで読みとった
。繊維長Ｌ　（Ｋｍ）の異なる光学繊維の入口および出
口での光の強さをそれぞれ工。、工とし、次式により導
光損失αを求めた。

この式においてα値が小さいほど光伝送性はすぐれてい
ることを示している。

可撓性試験は長さ１５■の光学繊維を用いて結び目をつ
くり、引張速度２ｍ／ｍｉｎの速さで両端を引張り、切
断するときの結節強度の測定によっておこなった。

また、耐熱性試験は得られた光学繊維を所定時間加熱し
たのち、初期と加熱後の導光損失を測定し比較すること
によりおこなった。

屈折率はアツベの屈折計を用いて２０℃において測定し
た。

実施例１ 減圧蒸留によって精製したメタクｌ　ｖ酸ボｌレニル１
５部、スチｖン８３部、７　りＩＪ　Ａ／酸メチル２部
、ｎ−ドデシＭメＶカプタン０．２５部、１　、１’−
アゾビス（シクロヘキサン力ルポニ）　ＩＪ　／Ｌ／　
’）　０．２５部及び２．２′−アゾビス（２，４−ジ
メチルバレロニトリル）　０．１０部からなる単量体混
合物を酸素不存在下で調合し、ポアーサイズＯ−１０Ａ
ｍのフィＶターで沖過した後、内径８０目の円ｍ型ステ
ンレス製反応器中へ仕込んだ。９０℃で１６時時間ルク
重合させた後、さらに昇温し、１５０℃、１０時間で重
合を完了し、クロロホルム溶液で求めた極限粘度〔η］
　０．８　、屈折率１．５８の棒状重合体を得た。

更にこの重合体を２５０℃に加熱したベントつき押出機
に供給し、２８５℃に維持された二重押出しノズＭの中
心より直径１１のストランド状の該重合体を芯成分とし
て吐出しながら、メタクリル酸メチル−メタクリル酸ホ
ＩＬ／ニル共重合体（メタクリル０メタル７５重量％、
屈折率１．４９）をさや成分として溶融被覆し、芯−さ
や構造ストランドを得た。

このストランドを１．８倍に延伸し、直径約０７５簡の
光伝送繊維を得た。２５℃における導光損失を測定した
ところ６７０ｎｍの波長において２５０　ｄＢＪｍであ
った。

この光伝送繊維を１２０℃、４時間熱処理した後、導光
損失を再測定した結果２５０ｄ　Ｂ　／Ｋｍであり、す
ぐれた耐熱性を示した。

また、結節強度を測定したところ６．５　ｈ／１ｔｒｘ
、２で可撓性にもすぐれていた。

実施例２〜６ 実施例１と同様な操作により、光伝送繊維を得た。

いずれもすぐれた耐熱性及び可撓性を示した。　結果を
表１に示す。

実施例７ 懸ｍ安定剤としてヒドロキシエチｖ＋Ｌｉｖロアーサイ
ズ０．４５μｍのフィＶターで濾過した後、攪拌機をそ
なえた内容′！！１１０ｔのステンレス反応器に入れた
。

別に、減圧蒸留により精製したメタクリＶ酸ボルニルｇ
ｏ部、スチレン６９部、アクリル酸エチル１部、ｎ−ド
デシルメジカプタン０．２８部、１，１′−アゾビス（
シクロヘキサン力ｌレボニトリｔｖ　）ｏ、　ａ　ｏ部
からなる単量体混合物を酸素不存在下で調合し、ポアー
サイズ０．１１０７ＪのフィＶターで一過した後反応器
へ仕込み、温度９０℃、撹拌機回転数６００ｒｐｍで７
時間重合させ、更に１１０℃迄昇温し１時間保った後反
応器を冷却した。

内容物を取り出し十分に水洗、脱水した後、減圧下で１
２０℃、１０時間乾燥し、クロロホＶム中で求めた極限
粘度〔η１０．８５、屈折率１．６６の粒子状重合体を
得た。

この重合体を芯成分として実施例１と同様な操作により
溶融紡糸を行ない直径約Ｏ，Ｓ　Ｏｌの光伝送繊維を得
た。２５０℃および１２０℃、４時間熱処理後のこの光
伝送１維の導光損失はそれぞれ２７０　ｄＢ、％、２８
０　ｄＢ鳥であり又、結節強度は５．８　Ｋｙ　／　ｗ
”であうた。

比較例 実施例１と同様な操作により芯成分組成の異なる光伝送
繊維を得た。いずれも耐熱性もしくは可撓性に劣ってい
た。　結果を表２に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）エステル部分に炭素数８〜２０個の脂環式炭化水素
   基を有するメタクリル酸エステル５〜５０重量％を含有
   するスチレンを主体とする重合体を芯成分とし、該芯成
   分よりも少なくとも３％小さい屈折率を有する重合体を
   さや成分とすることを特徴とする光伝送繊維。 ２）エステル部分に炭素数８〜２０個の脂環式炭化水素
   基を有するメタクリル酸エステルが、メタクリル酸ボル
   ニル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸フェン
   チル、メタクリル酸ｌ−メンチル、メタクリル酸アダマ
   ンチル、メタクリル酸トリシクロ〔５，２，１，０＾２
   ＾，＾６〕デカ−８−イルである特許請求の範囲第１項
   記載の耐熱性にすぐれた光伝送繊維。