JPS63182606A - プラスチツクオプテイカルフアイバ− - 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） 本発明は特に、芯及びさや構造を有するプラスチックオ
プティカルファイバーにおいて、特定の重水素化、フッ
素化されたスチレン誘導体とフルオロメチルペンタジュ
ーテロメタクリレートから得られる共重合体を芯成分樹
脂として用いることにより、可視光域〜近赤外光域に亘
って光伝送性に優れたグラスチックオプティカルファイ
バーに関するものである。

又、スチレン誘導体のαとβ位のフッ化及びアルキルペ
ンタジューテロメタクリレートのエステル部分のアルキ
ル位をフッ化することにより耐吸湿率を向上させたプラ
スチックオプティカルファイバーに存する。

（従来の技術）（発明が解決しようとする問題点）プラ
スチックオプティカルファイバーは無機ガラス、特に石
英ガラスファイバーと比較して大口径にしても可とう性
に優れ、高開口数のものが容易に得られるので、光源と
の接続損失が少なく、又工業的に大量生産が可能である
ため、極めて安価であるという特徴を有し、短距離伝送
システムに使用されている。

従来のプラスチックオプティカルファイバーにおいては
、芯成分樹脂として透明性の良好なポリメチルメタクリ
レート（ＰＭＭＡ　）、ポリスチレン（Ｐｅｔ）、ポリ
カーボネート（ＰＣ）等が一般的に使用されているが、
石英ガラスファイバーと比較して光伝送性が劣るという
欠点を有している。

合成高分子を用いた光ファイバーの光伝送損失は、合成
高分子を構成する炭素−水素間の赤外振動吸収の高調波
に起因することが判明している。

即ち、ＰＭＭＡ　を芯とし、フッ素樹脂共重゛合体をさ
やとして、従来からの公知の方法によって製造されたプ
ラスチック光ファイバーの光伝送特性は図のとおりであ
る。

これによれば、Ｃ−Ｈ間の赤外振動吸収の７倍音が波長
５４４７ＦＩＮ、６倍音が波長６２２　ｓ：ｍ、５倍音
が波長７４０襲にそれぞれ現われている。ここで倍数の
次数が１つ増加すると吸収強度は約１桁低下する。

これら吸収のために、光伝送損失が大きくなっている。

減衰量の最小値として波長６５０　ｎｍで２５０　（Ｉ
Ｂ　／ｂ１１．波長５７０　ｒｍテ２２０　ｄ１３　／
　ｋｇ。

波長５３０ｎ！ｎで２９５　ｄＢ　／　ｂ　（７）値が
達成されているに留まっている。

従って何等かの方法でＣ−Ｈ間の振動吸収を小さくする
か、あるいは無くすることによって、低損失のプラスチ
ック光ファイバーを製造することが理論上可能となる。

一方プラスチックにおける水素を重水素で置換すること
により前記特性を改善し得るが、これまで知られている
重水素化プラスチックは吸湿性に富んでいる。ために、
使用環境からの吸湿性に基き、損失の窓にＯ−Ｈの振動
吸収の影響が現われ、少量の水の存在によっても、杓角
広帯域化されたにもか＼わらず、近赤外領域における光
伝送特性が低下してしまう欠点がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記の如き実情について種々検討の結果なされ
たもので、先づＣ−Ｈ間の振動吸収を小さくするか、あ
るいは無くすることによって低損失のプラスチック光フ
ァイバーを製造することが理論上可能であることに着目
し、特定の重水素化、フッ素化した構造式を有する単量
体同志を共重合が飛躍的に向上したプラスチック光ファ
イバーを得ることに成功した。

本発明の概要を記せば以下のとおりである。

本発明は芯及びさや構造を有するプラスチック光ファイ
バーにおいて、下記に示される構造式の単量体、α、β
、β−トリフルオロー２　、３　、４゜５．６−Ｍ水素
スチレンと、フルオロアルキルペンタジューテロメタク
リレートから得られる共重合体を芯成分樹脂として用い
ることを特徴とするプラスチック光ファイバーである。

Ｄ工 なおα、β、β−トリフルオロー２．３，４゜５．６重
水素スチレンはＪ、　Ａｍ、　Ｃｈｅｍ、　８００．、
７１３４３９（１９４９）、Ｊ、　Ｏｒｇ、　Ｃｈｅｍ
、　２１−１４００（１９５６）に記載された方法で合
成することが可能である。

又、フルオロアルキルペンタジューテロメタクリレート
は、パーシューテロアセテートとＨＣＮとの反応によっ
て重水素アセトンシアンヒドリンを得、これを硫酸で処
理して重水素メタクリルアミド硫酸塩を生成し、更に水
との反応で重水素化メタクリル酸を合成した後、リン酸
で処理して得た重水素にメタクリル酸クロリドとトリフ
ルオロアルコール（Ｒｆ　−ＯＨ）とを反応させること
によって得ることができる。

なお上記においてα、β、β−トリフルオロー２．３，
４．５重水素スチレンは低損失であり、吸湿に基づく導
光性の変動も小さい。

又フルオロアルキルペンタジューテロメタクリレートは
重合体の単位体積尚りのＣ−Ｈ納置は少なくなるため残
存Ｃ−Ｈ結合がプラスチック光ファイバの導光性に及ぼ
す影響が極めて小さい。

本発明においてα、β、β−トリフルオロー２゜３．４
，５．６−重水素スチレンと、フルオロアルキルペンタ
ジューテロメタクリレートとの配合割合は任意の値を選
択すればよいが、フルオロアルキルベンタジューテロメ
タクリレートの割合が５０重量％以下が好ましく、３０
重量％以下は更に好ましく、１５重量％以下は最も好ま
しい。

共重合の方法としては塊状重合が好ましい。

重合開始剤は、重合率、重合温度、重合速度に応じて任
意のものを選べばよい。

例えばジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、過酸化ベンゾイ
ル、アゾビスイソブチロニトリル、１−ブブールハイド
ロパーオキサイドなどがあげられる。

その使用量については特に限定は無いが、重合可能な範
囲で使用すればよい。

ポリマーの重合度を調節している連鎖助剤として、メル
カプタンを使用している。例えば、１−ブチルメルカプ
タン、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−ドブメタルカブタ
ン、ｔ−ドデシルメルカプタン等があげられる。使用量
は特に限定は無く、重量平均分子量が７０，０００〜ｉ
　ｓ　ｏ、ｏ　ｏ　ｏの範囲で使用することが好ましい
。

又、フルオロアルキルペンタジューテロメタクリレート
のエステル部アルキル位のフッ素化率９０チ以上である
ことが必要である。

これにより、フッ素導入に基づく光ファイバーの吸収抑
制が行なわれる。これによってＯ−Ｈ振動吸収の低減効
果が顕著である。

（実施例） 以下本発明の実施例について述べる。

なお、光伝送性はＨｅ−Ｈｅレーザーを光源として次式
により計算される伝送損失により評価した。

伝送損失（ａＢ／１ａＩ）＝−４゜ｘｌｏｇ（ｗｔ／ｗ
ｚ）Ｌｌ−Ｌ。

ただし Ｌ１ｂ１時の透光量Ｗ１　ワット Ｌ、　ｋ１時の透光量Ｗ、クワットする。

実施例１ α、β、β−トリフルオロー２　＃　３　ｔ　４　ｔ　
５　ｅ６−重水素スチレン５０重量部、α、β、β−ト
リフルオロメｔルペンタジューテロメタクリレート５０
重量部、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド０．０５重
量部、ｔ−ブブ〜ルメルカブタン０．１重量部の混合物
を反応器へ供給し、重合温度１５０℃で塊状重合した。

得られた重合体を芯成分としてベント押出機で押出した
。

さや成分樹脂としてはテトラフルオロエチレン−フッ化
ビニリデン共重合体を用いて芯成分樹脂の上に押出した
。

得られた光フアイバー径はφ１ＭＩＩである。

又、伝送損失は６４０　ｎｍで１１０　ｄＢ　／、１７
゜７８０　ｎｍで２３０ｄＢ／ｂ、８５０ｎｍで２９’
ＯｄＢ／ｂｌであり、可視光域〜近赤外光域で優れた光
伝送特性を有していた。

実施例２ α、β、β−トリフルオロー２．３，４，５゜６−重水
素スチレン９０重量部、α、β、β−トリフルオロメチ
ルペンタジューテロメタクリレート１０重量部、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド０．０２５重量部、ｔ−ブチル
メルカプタン０．１重量部の混合物を実施例１に示した
方法と同一の方法で重合し、かつこれを芯成分としてベ
ント式押出機で押出した後、実施例１と同一のさや成分
樹脂を芯成分樹脂の上に押出した。

得られた光フアイバー径はφ１Ｍである。又、伝送損失
は６４０皿で１００　ｄＢ／ｉ、７８０ｎｍで２２０ｄ
Ｂ／ｋＭ、８３０ｎｍで２８０　（１４３／ｂテあり、
可視光域〜近赤外光域で優れた光伝送特性を有していた
。

なおトリフルオロメチルペンタジューテロメタクリレー
トのエステル部メチル位のフッ素化率を９０チ以上とす
ることによって、吸湿抑制効果が頗る顕著なものとなる
ことを認めた。

なお、本発明の光ファイバにおけるＣ−９間の赤外振動
吸収は、Ｃ−Ｈ間の場合に比べて著しく長波長側に位置
し、例えば可視−近赤外領域において生ずる赤外振動吸
収の５倍音はＣ−Ｈでは７４０　ｎｍであるのに対し、
Ｃ−１）では９９０　ｎｍであり、６倍音は６２２　ｎ
ｍのＣ−Ｈに対し、Ｃ−りでは９０５ｎｍであるという
ように、２５０〜２８０　ｎｍ程度高波長側に位置して
いる。更に同次数の倍音でもＣ−０間振動吸収の強度は
Ｃ−Ｈ間振動吸収の強度に比べて小さいことが明らかで
ある。

（発明の効果） 本発明は前記実施例からも明らかなとおり、分子構造中
のＣ−Ｈ結合を重水素化、フッ素化することによって、
Ｃ−Ｈ結合の赤外吸収を長波長域ヘシフトさせ、又分子
構造中の特定のＣ−１１結合を重水素化、フッ素化する
ことによって損失の波長位置を調整して可視光〜近赤外
域での発光素子の発光波長と適合させて、光伝送特性を
向上させることを可能ならしめたものである。

【図面の簡単な説明】

図はＰＭＭＡ　　を芯としフッ素樹脂共重合体をさやと
した従来法による光ファイバーの光伝送特性を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芯及びさや構造を有するプラスチックオプティカルファ
   イバーにおいて、芯ポリマーがα，β，β−トリフルオ
   ロ２，３，４，５，６−重水素化スチレンとフルオロア
   ルキルペンタジユーテロメタクリレートとの共重合体で
   あることを特徴とするプラスチックオプティカルファイ
   バー