JPS63163306A - プラスチツク光フアイバ - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、耐熱性および透光性に優れたプラスチック光
フ１イバに関する。

［従来の技術］ 従来、工業的に製造、販売されているプラスチック光フ
７Ｊイバとしては、ポリメチルメタクリレートを芯成分
とし、この芯成分ポリマよりも屈折率の低い弗素含４１
重合体を鞘成分とする芯鞘構造をイ１するファイバが知
られている。しかしながら、この従来のプラスデック光
ファイバはその耐熱性く実際に連続使用可能な上限の温
度）が約８０℃程度で必って、それ以上の温度の雰囲気
で使用すると、ファイバに界面不整や変形などの椙造不
整を生じ、光フ１イバとしての透光性が経時的に低下づ
るため、実際の使用に際して大きな制約を受ける欠点が
あった。

このプラスブーツク光゛ファイバの耐熱性を改良するた
めに、ｒ、ｉ開明６０−３２００４号公報には、芯成分
重合体としてガラス転移点のより高いポリカーボネ−１
〜を使用したプラスチック光ファイバが提案され、特開
昭５８−３４４０４４公報には、エステル残塁として炭
素原子数１〜１０のアルキル基を有するメタクリル酸エ
ステルとメタクリル酸アリールとの共重合体を芯成分と
するプラスチック光ファイバが提案され、また特開昭５
９−２００２０号公報（こは、ボルニルメタクリレ−１
−、アダマンチルメタクリレ−１・のような脂環式炭化
水素基を有するメタクリル酸ニスアルを共重合したポリ
メヂルメタクリレ−１〜を芯成分とするプラスブック光
フン・イバが提案されている。

しかしながら、これらのプラスチック光ファイバは、そ
の実用上耐熱性を十分に改良したものではなかった。た
とえば、特開昭６０−３２００４号および１５間照明８
−３４４０４月公報に開示されているプラスブック光フ
ンフィバの場合は、ポリメヂルメタクリレ−１・を芯成
分と覆る光ファイバに比較して透光性が低く、僅かな距
離しか光を伝送することかできないし、しかも＾温で長
時間使用されると熱劣化によって着色し、透光性を急激
に低下させるという欠点がある。

ざらにこのような耐熱性を改良するために、ポリメチル
メタクリレート系重合体中にラジカル連鎖禁止剤を添加
する試み（特開昭６０−２６０００５号公報）およびＣ
１１−１，０の３種からなるヒンダードフェノールを配
合する試み〈特開昭６０−２２２８０４　ｇ公報）など
が知られているが、これらもプラスチック光ファイバの
透光性を損うことなしに、実用性能を満足づる耐熱性を
与えるものではなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、特定の耐熱性向上剤を含有させることにより
、プラスデック光ファイバの光学特性、とくに透光性を
１０うことなく、長時間に亘って優れた耐熱性を承り“
プラスブック光ファイバを提供する。

［問題点を解決するための手ＪＵ］ 上記本発明の目的を達成するため本発明は下記の構成か
らなる。

［有機高分子重合体からなり、芯−鞘構造を有し、該芯
成分が炭素数８〜２０の脂環式炭化水素基を有するメタ
クリル酸エステルを５〜６０ｗｔ％と、メヂルメタクリ
レート１ｍ体を９５〜４０ｗｔ％共重合してなる重合体
において、該芯成分にチオニスデル類及び／又は亜リン
酸エステル類を存在させたことを特徴とするプラスブッ
ク光ファイバ。」 本発明のプラスチック光ファイバは、有機高力７′重合
体からなり、芯−鞘構造を有し、該芯成分か炭素数８〜
２０の脂環式炭化水索塁を有するメタクリル酸エステル
を５〜６Ｑｗｔ％と、メチルメタタリレート単吊体を９
５〜４０ｗｔ％共重合してなる重合体からなるものであ
る。この組成のものは、光学特性に優れるからである。

とくに該芯成分がボルニルメタクリレ−１〜を５〜６０
ｗｔ％の範囲ωを含むメチルメタクリレ−１−単１ｄ体
を申合してなる共重合体が、耐熱性にも優れるので好ま
しい。

また本発明で特徴的なことは、前記芯成分にチオニスデ
ル類及び／又は亜リン酸エステル類を存在させた点であ
る。この添加剤は、光学特性、とくに透光性を損うこと
なく、長時間に口って優れた耐熱性を発揮できるからで
おる。

かかる添加剤は、前記芯成分重合体に１〜５００００ｐ
ｐｍの範囲量含有されていることが好ましい。！ｌｊＭ
に好ましくは、５０〜２００００ｐｐｍの範囲内がよい
。含有量がｌｐｐｍ未満では透光性を損うことなく、長
時間に亘って優れた耐熱性を示すのに十分ではない傾向
となり、５００００ｐｐｍを越える範囲にすると車台反
応槽内の重合速度を遅くして高車台物が得られなくなっ
たり、添加剤自体の変色などの欠点が生じる傾向となる
。

またこの添加剤の具体例としては、１〜リス（２・４−
ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ビス−（２・
４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリ１−一ル
ジホスファイト、ビス（ノニルフェニル）ペンタエリス
リトールジホスファイ１〜、ｊトラフェニルデ下う（ト
リデシル）ペンタエリスリトールテ１〜ラホスフｉ／イ
］〜、トリデシルホスフ１イ１〜、Ｉ−リステアリルホ
スフフイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホス
ファイトからなる群から選ばれた少なくとも１種以上の
化合物を含有せしめることによって達成できる。

本発明の芯成分重合体には、炭素数８〜２０の脂環式炭
化水素基を有するメタクリル酸エステルのほかに少ωの
共重合成分たとえば、炭素ａ１〜６の低級アルキル基を
有するアルキルアクリレートまたは、アル４ニルメタク
リレート、およびその伯の共重合可能なビニル系中量体
を共重合させることができるｕぞして、これらの単量体
を共重合することによって得られる芯成分重合体の水索
原了の一部が、［、Ｃａなどのハ１］ゲン、または中水
木でδ換された重合体であつＵ′ｂ、ｔ、い。

ここで本発明の芯成分重合体の共重合成分として、炭素
数８〜２０の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸ニ
スアルを５〜６０ｗｔ％を共重合したポリメチルメタク
リレート重合体が特定される理由としては、本発明の目
的とするプラスチック光ファイバの透光ｆｉはもらろん
、その機械的特質を損うことなしに、該プラスチック光
フッ・イバの耐熱性を顕著に改良する優れた効果を奏す
る上に、この芯成分重合体に前記の化合物を少なくとも
１種以上前合することによって、光フｉＪイバとして耐
熱性向−Ｌに優れた相乗効果を（４与づることが可能に
なるからである。

このような芯成分重合体に対する鞘成分を構成する重合
体としては、芯成分よりも少なくとも３％以上小さな屈
折率を有する透明樹脂、または弗素系樹脂であればよく
、さらに具体的には弗素を含イイし、２・−６の炭素原
子数を有するアルキル基を合有覆るしの、たとえばビニ
ルフルオライド、ビニリデンフルオライド、トリフルＡ
ロエブレン、テ１〜ラフルオロエブレン、ヘキサフルオ
ロプロペン、１〜リフルオロメヂルトリフルオロビニル
エーテル、パーフルオロプロピ！レトリフルオロビニル
工−アル、メタクリル酸２・２・２−トリフルオロエチ
ル、メタクリル酸１・１・１・３・３・３−へキサフル
オロ−２−プロピル、メタクリル酸１・１−ジエチル−
２・２・３・４・４・４−へキサフルオロ−１−ブヂル
、メタクリル酸１−プ［］］ピルー２２・３・４・４・
４−へキサフルオロ−１−ブブル、メタクリル酸１・１
−ジメチル−３−ｔ−リフルオロメチル−２・２・４・
４・４−ペンタフルオロブチル、メタクリル酸２−トリ
フルオロメヂルー２・３・３・３−テトラフルオロプロ
ピル、メタクリル酸２・２・３・３−テトラフルオロプ
ロピル、メタクリル酸１・１−ジメチル−２・２・３・
３−テトラフルオＤブ１」ピル、メタクリル／１Ｑ−２
−１〜リノルオ口メチル−３・３・３−トリノルオロプ
ロピルまたはメタクリル酸パーフルＪ　ｍ＋イソプロピ
ルなどからなる重合体または凡手合体などを例示り−る
ことかできる。

これらの化合物の芯成分単口体ａ３よび重合体への添加
り法は特に限定されるものではないが、単を書；体段階
で添加・配合し、重合反応−説七ノマー紡糸工程を経由
して芯成分重合体内にＣ右させることができるし、脱ｔ
ツマー紡糸工程で配合することもできる。

本発明の芯成分の小合方法は、公知の塊状重合、懸濁組
合法などが利用できるが、芯成分重合体の重合手段とし
ては１．αい重合率の重合反応を安定に行い、高品位の
ポリマを安定してｊワることができる連続溶液型合法が
好ましい。溶液重合に使用される溶剤としては、単量体
、手−合開胎剤、連鎖移動剤などに対して不活性である
。１〜ルエン、エチルベンビンなどの芳香族炭化水脂類
、吊酸エヂル、ＸｉＱブチルなどのエステル類、アセ１
〜ン、メチルエチルケトンなとのケ１〜ン類などを挙げ
ることができる。

従来、公知の塊状重合や懸濁重合法などには、たとえば
塊状手合の場合には重合反応の安定化のために低重含率
条件を採用するなどの特別な配慮を必要とする上に、未
反応のｔ１１量体但を少なくすることが囲動であった。

また懸濁重合の場合は、異物が混入し易いためその対策
に要する費用が大きくなるなどの欠点を有している。

これに対して溶液重合法は使用する溶剤の垣には特に制
限はないが、重合反応に供する仝単Ｍ体最に対し５〜５
０ｗｔ％の範囲内の溶剤を使用するのが好ましい。溶剤
の岳が５ｗｔ％よりも少なくなると、溶液重合の利点が
発揮できなくなり、また５０ｗｔ％よりも多くなると溶
剤回収や脱七ツマのための設備が過大になるので好まし
くない。また、重合反応槽内の単量体の反応率は、５０
ｗｔ％以上、好ましくは７０ｗｔ％以、トで行い、反応
率が６０ｗｔ％以下の場合は、未反応単量体を除去する
ためのＧ’Ｊ担が大きくなるので好ましくない。

本発明の芯成分手合体の製造に使用されるラジカル重合
開始剤は、特に限定されるものではなく、公知の各種手
合開始剤、たとえば２・２′−アゾビス（イソブヂロニ
トリル）、１・１′−アゾビス（シクロベキ１ナンカル
ボニトリル）、２・２′−アゾビス（２・４−ジメチル
バレロニ１〜リル）、アゾビスイソブタノールジアセテ
ート、アゾ−１−ブタン、アゾ−１−オクタンなどのア
ゾ化合物ならびにジ−ｔ−ブチルパーオキナイド、ジク
ミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキ４ノ
゛イドジー　１ニーブチルパーフタレート、ジ−ｔ−ブ
チルパーアセデート、ジ−ｔ−アミルパーオキサイドな
どの１１機過酸化物があげられる。

また、重合系中には分子量を制御するために連鎖移動剤
としてはｎ−プロピルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカ
プタン ン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｉ−プロピルメルカプ
タン、ｉ−ブチルメルカプタンなどのメルカプタン類が
あるが、これらに限定される乙のではない。

重合開始剤および連鎖移動剤は、重合反応槽に供給され
るが、予め単量体に配合しておいても良く、また溶剤に
希釈したり重合開始剤および連鎖移動剤のみなどいずれ
の方法によって重合反応槽に供給し−でもよい。

本発明においては、重合反応によって得られた重合体は
脱モノマ工程において、未反応の単量体および溶剤など
の揮発物が除去される。揮発物を除かれた重合体は溶融
状態のまま紡糸工程に連続的に供給され、鞘成分の弗素
合有徂合体を複合されて、芯鞘構造を有する耐熱性プラ
スチック光ファイバが形成されるのである。

光ファイバの物性を向上させるために、芯鞘構造の複合
繊維の上に設けられる保護層を紡糸時に同時に形成させ
た三層構造を有する複合繊維を複合紡糸によって製造す
ることもできる。

［実施例Ｊ 以下、実施例によって本発明をざらに具体的に説明する
が、本発明はこれによってなんら限定されるものではな
い。

なお、実施例中の透光性の評価は次のごとくしで測定し
た。

タンゲス゛アンランプの光を回折格子で分波し、レンズ
で集光した後、２０−３　０　Ｔｎの光７）・イバのー
・端から入射りる。伯に一端より出ＯＪ　した尤の出力
強度をシリコンフ第１ーダイオードで光電力として検出
する，、次に、入射端を固定したまま入射端より約２ｍ
の所で切断し、前記と同様に測定を繰り返ＩＪ−、いわ
ゆるカットバック法を用いて測定し、次式にしたがって
光ファイバの透光損失を０出した。

損失値（ｄＢ／Ｎｍ） ＝　（Ｐｓ−Ｐｒ）／　（ｍｓ−Ｌｒ）　・１０３（Ｌ
：ファイバ艮（ｍ） Ｐ：光電力値（　ｄ　Ｂ　ｍ　） Ｓ：（ノンプルファイバ ｒ：カットバックしたリファレンスフッフィバ〉光ファ
イバの耐熱性は次の方法により測定した。

測定に供せられたプラスチック光ファイバを所定の時間
、熱風乾燥器内で加熱した後、初期と加熱後の透光性を
上記の方法にしたがって測定し、それらの値を対比させ
て耐熱性とした。

実施例１ ポリニルメタクリレ−１〜　　　２１部メメチメタクリ
レート　　　　４９部 トルエン　　　　　　　　　　３０部 アゾ−し−オクタン　　　　　　０．１５部ビス−（２
・４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリ１〜−
ル　　　　　　　　　０．５部の組成を有する混合物を
５Ｋｙ／ｈｒの速度で重合反応槽に供給し、１３０℃で
連続重合反応を行った。小会反応槽での手釣？１１）溜
時間は４時間になるように液面レベルを管理し、反応生
物は計量ポンプで５Ｋｙ／ｈｒの速度で排出した。反応
生成物はベントイ」押出機に供給し、１９０〜２３０°
Ｃ１２５０〜５　ｔｏｒｒの条件で溶媒および未反応単
帛体を除去し、芯成分重合体として投合紡糸機に導入し
た。鞘成分はアトラフルＡロプロピルメタクリレート／
メヂルメタクリレート（９０／１０）よりなる弗木含４
４メククリレート共重合体を使用し、芯成分と鞘成分と
の重量比は９２：８とし、外径１　ｔｎｍのシラスチッ
ク光ファイバを１９だ。

手合反応検出の単量体の反応率は８０％で、ベントイ」
押出開田の紡糸に供した手合体中の未反応１１１ω体量
はガスク【１７１〜グラフ分析法ににつて検出できない
レベルであった。また、３０’Ｃにｄ３ける透光性は６
５０！ｒＩ！ｒＩ出２３０　ｄ　Ｂ　／　Ｋｍであった
。

このプラスチック光ファイバを１２５℃で１，０００時
間加熱処理した後の透光性は２３５　　ｄＢ／飴であり
、優れた耐熱性を有するプラスチックファイバであるこ
とを示した。

実施例２〜５ 実施例１において単量体および添加剤の種類および量を
変更し、実施例１と同様の条イ′１、操作下に重合、紡
糸し、プラスチック光フン・イバを得た。

１！７られたシラスチック光ファイバの透光性ａ３よび
耐熱性を第１表に示した。

比較例１〜３ 実施例１に準じて重合、紡糸し、第１表に示１通りの本
発明に規定する芯成分重合体とは異なる重合体を芯成分
とするプラスチック光ファイバを得た。これらの光フＩ
イバの透光性および耐熱性を第１表に示した。

なお第１表中８成分のポリマ組成（共重合比）は、ボル
ニルメタクリレ−１−ユニット３Ｑｗｔ％、メヂルメタ
クリレートコニット７０ｗｔ％であった。

また精成分車合体のポリマ絹或は、テトラフルオロブ［
１ピル−α−フルＡロアクリレート３５ｗｔ％、メチル
メタクリレート’１５ｖｔ％とした。また第１表中、芯
成分の添加剤のうち“ＩＲＱＡＮＯＸ　”はチバ刀イギ
ー社の登録商標である。

［発明の効果］ 本発明は、プラスデック光ファイバの芯成分にヂオエス
アル類及び／又は推リン酸エステル類を存在させたので
、プラスブック光ファイバの光学特性、とくに透光性を
損うことなく、耐熱性に優れたプラスブーツク光フ）Ｉ
イバを提供′ＣＪ−ることができた。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機高分子重合体からなり、芯−鞘構造を有し、
   該芯成分が炭素数８〜２０の脂環式炭化水素基を有する
   メタクリル酸エステルを５〜６０ｗｔ％と、メチルメタ
   クリレート単量体を９５〜４０ｗｔ％共重合してなる重
   合体において、該芯成分にチオエステル類及び／又は亜
   リン酸エステル類を存在させたことを特徴とするプラス
   チック光ファイバ。
2. （２）エステル部分に炭素数８〜２０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、またはメタクリル酸
   ジメチルアダマンチルであることを特徴とする特許請求
   範囲第（１）項記載のプラスチック光ファイバ。
3. （３）チオエステル類、又は亜リン酸エステル類が、ト
   リス（２・４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト
   、ビス−（２・４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエ
   リスリトールジホスファイト、ビス（ノニルフェニル）
   ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラフェニル
   テトラ（トリデシル）ペンタエリスリトールテトラホス
   ファイト、トリデシルホスファイト、トリステアリルホ
   スファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホス
   ファイトから選ばれた一種類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。
4. （４）チオエステル類、及び／又は亜リン酸エステル類
   の存在量が、単量体全量に対して１〜５００００ｐｐｍ
   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。