JPS63208805A - 光フアイバ−の製法 - 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】 本発明は、耐熱性に優れた鞘成分を被覆してなる光ファ
イバーの製法に関する。

光ファイバーの材質として現在実用化が進められている
ものは、無機ガラス系及びプラスチック系である。無機
ガラス系光ファイバーは、高純度シリカを原料とするこ
とにより優れた透明性を示し、はぼ理論値に近い透光率
を示す製品が長距離通信用に実用化されている。プラス
チック系光ファイバーは、軽量であり、加工性及び可撓
性に優れており、比較的安価なことから、短距離通信用
に適しており、これも実用に供されつつある。しかし光
ファイバーはその用途によっては耐熱性が要求される場
合も多い。

例えば自動車用の光データリンクに用いられる光ファイ
バーは、エンジンルームからの熱のために、１００〜１
２０℃の高温に耐えることが要望されている。

近年、この耐熱性プラスチック系光ファイバー−用材料
の開発が進められた結果、心成分として従来のポリメチ
ルメタクリレート及びポリスチレンに代わって、種々の
耐熱性透明樹脂が提案されている。例えば特開昭６０−
１１５９０２号、同６０−１８４２１２号及び同６０−
１８５９０５号各公報には、一般式 （式中Ｒ１及びＲ３はＨ又はＣＨ３、Ｒ１はアルキレン
基）で示される６員環無水物又は６員環イミド単位を含
有する共重合体が提案されている。

また特開昭５９−２２８６０５号公報には、一般式 で示される構造単位を有するポリマーが示されている。

他方、鞘成分としては、心成分より屈折率の低い種々の
弗〜素系樹脂が提案されている。例えば特開昭４３−８
９７８号公報には、ポリメタクリル酸メチルを心成分と
し、一般式 （式中ＸはＨ，Ｆ又はＣ１、ｎは２〜１０、ｍは１〜６
、ＹはＨ又はＣＨ３を示す）で表わされるフルオロアル
キル（メタ）アクリレートの重合体を鞘成分とする光伝
送繊維が示されている。

さらに特公昭５６−８３２１号公報、特公昭５６−８３
２２号公報、特公昭５６−８３２３号公報にはそれぞれ
ポリメタクリル酸２，２．２−　トリフルオロエチルか
らなる重合体、ポリメタクリル酸１，１，１，３，３．
３−へキサフルオロ−プロピルからなる重合体、ポリメ
タクリル酸パーフルオロ−１−ブチルからなる重合体を
鞘成分とする光伝送繊維が開示されている。しかし、こ
れら重合体は透明性には優れているものの、強靭性がな
く、心成分との密着力が弱い等の欠点があるうえ、熱変
形温度が低いため、耐熱用途に用いることは困難である
。

特開昭５９−２２８６０４号公報には、一般ＣＨ２＝Ｃ
Ｆ−Ｃ−０−Ｒ （Ｒはフルオロアルキル基）で表わされるα−フルオロ
アクリレート単量体からなる重合体が記載され、この重
合体は軟化温度が１００℃以上で可撓性も良好であるこ
とから、この重合体を鞘成分とする光ファイバーは耐熱
用途に適する性質を有するとされている。しかしα−フ
ルオロアクリレート重合体は、軟化温度は１００℃以上
で高いが、２００℃以上の成形温度においては、重合体
主鎖からα位の弗素が脱離することによって、分解発泡
あるいは着色が生じることがあり、そのため成形体の光
学的性能が不十分なものとなる。したがって、このよう
な重合体を鞘成分とする光ファイバーを製造する場合に
、重合体を高温において成形する溶融紡糸法では十分な
伝送性能を得ることは困難である。

またこれら重合体を溶媒に溶解し、心成分に抛繕＋Ａと
）−ｒよつでをファイバーな謬る力法は、溶融紡糸法に
比べて得られた光ファイバーの伝送性能は良好ではある
が、溶媒によって心成分が侵されたり、溶媒蒸発の際に
鞘成分中に微小空孔な生じやすく、また生産性が低いな
どの欠点がある。本発明者らはこのような現状に鑑みて
研究を進めた結果、本発明を完成した。

本発明は、一般式 ％式％ （式中Ｒはアルキル基又はフルオロアルキル基を示す）
で表わされるα−フルオロアクリレート単量体及び重合
開始剤を含む液状混合物を、心材料の表面に被覆したの
ち重合させて鞘成分を形成させることを特徴とする、心
−鞘からなる光ファイバーの製法である。

本発明によれば、α−フルオロアクリレート重合体を通
常２００℃以上の高温において押し出すことによって生
ずる重合体主鎖からの脱弗化水素に帰因する分解発泡及
び着色による光学的性能の低下を、防止することができ
る。

本発明に用いられるα−フルオロアクリレート単量体と
しては、例えばα−フルオロメチルアクリＶ−ト、α−
フルオロエチルアクリレート、α−フルオロプロピルア
クリレート、α−フルオロ−２−エチルへキシルアクリ
レート、２．２．２−　）　１．１　フルオロエチル−
α−フルオロアクリレート、２．２，６，６．５−ペン
タフルオロプロピル−α−フルオロアクリレート、２，
２，３．３−テトラフルオロプロピル−α−フルオロア
クリレート、　　１，１，２．２−テトラハイドロパー
フルオロデシル−α−フルオロアクリレート等カアケら
れる。

本発明に用いられる重合開始剤としては、ラジカル重合
開始剤、特に光重合用又は熱重合用の開始剤が好ましい
。光重合用の開始剤としては、一般に紫外線硬化凰塗料
の開始剤又は増感剤として知られているもの、例えば下
記の化合物を用いることができる。ベンゾイン、ベンゾ
インメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ペン
ツインイソプロビルエーテル、ベンゾインイソブチルエ
ーテル、２−メチルベンゾイン、ベンゾフェノン、ミヒ
ラーズケトンペンジル、ベンジルジメチルケタール、べ
／ジルジエチルケタール、アントラキノン、メチルアン
トラキノン、ジアセチルアセトフェノン、ジフェニルジ
スルフィド、アントラセン等ならびにこれらと増感助剤
例えばアミン類との混合物。

熱重合用の開始剤としては、例えばジアシルパーオキサ
イド、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド
、ハイドロパーオキサイド、ケトンパーオキサイド等を
使用することができる。その重合促進剤としてはアミン
、ヒドラジン、尿素、チオ尿素等があげられる。

これら重合開始剤の添加量は、効率、価格、相溶性、硬
化物の着色などにより異なるが、通常α−フルオロアク
リレート単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量
部の範囲が好ましい。

本発明に用いられる液状混合物は、心成分と鞘成分との
屈折率差によって定まる用途別必要開口数を得るための
調整単量体を含有していてもよい。調整単量体としては
、鞘成分としての性質例えば屈折率、ガラス転移温度等
を損わない限度において例えば下記の単量体が用いられ
る。アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、
メタクリル酸エステル、アクリル酸フルオロアルキルエ
ステル、メタクリル酸フルオロアルキルエステル等。

また前記の単官能性単量体の他に多官能性単量体を含有
していてもよい。多官能性単量体を導入することにより
重合後の鞘成分を架橋構造として、軟化温度を向上させ
ることができる。

多官能性単量体としては、例えば１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリ
レート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリ
プロピレングリコールジアクリレート、トリメチロ−・
ルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラアクリレート、ジペンタエリスリトールへキサアク
リレート等の多官能性アクリレート、あるいはエチレン
グリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジアクリレート、１．３−ブチレングリコールジメタク
リレー）、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート、
ネオペンチルグリコールジメタクリレート等の多官能性
ジメタクリレートが用いられる。

このほか光学的性能を損わない限りにおいて、粘度調整
成分、密着性向上成分等を含んでいてもよい。粘度調整
成分としては、単量体組成物と相溶性良好なオリゴマー
、ポリマー等が用いられる。

本発明を実施するに際しては、α−フルオロアクリレー
ト単量体及び重合開始剤を含む液状組成物を心の゛表面
に被覆する。

心成分としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチ
レン、石英ガラス、特開昭６０−１１５９０２号、同５
９−２２８６０５号公報に記載の重合体等が用いられる
。心繊維の直径は５〜ｔ＼ ２０００　ａｍ程度が好ましい。液状組成物を心の表面
に被覆するには、例えば液状組成物に心繊維を浸漬して
もよく、また液状組成物を心繊維に塗布してもよい。

次いで液状組成物を重合させると、目的の光ファイバー
が得られる。重合法としては、光重合法又は熱重合法が
用いられる。

本発明によれば高温度下の熱履歴を受けることなく鞘層
を形成することができ、従来の溶融押し出し法によって
得られる光ファイバーに比較して良好な伝送性能を有す
る光ファイバーを得ることができる。

実施例１ トリフルオロエチル−α−フルオロアクリレートモノマ
ー（３ＦＦＡ）１００重量部に粘度調整成分としてトリ
フルオロエチル−α−フルオロアクリレートポリマー（
ｐ−３Ｆ、ＦＡ）　２０重量部、架橋成分として１，６
−ヘキサンシオールジアクリレートモノマー（ＨＤＤＡ
　）　５重量部及び光重合開始剤として１−ヒドロキシ
シクロへキシルフェニルケトン（チバ・ガイギー社製、
イルガキュア１８４）１重量部を混合して液状組成物（
１）を得た。この組成物は２５０Ｗ超高圧水銀灯によっ
て容易に重合し、屈折率１．５９３の透明な重合体が得
られた。

心成分として直径１０００μｍのポリメチルメタクリレ
ートからなるファイバーを用い、その表面に鞘成分とし
て前記の液状組成物を塗布したのち、２５０Ｗ超高圧水
銀灯によって重合させて心−鞘構造からなる光ファイバ
ーを得た。

この光ファイバーの６５０　ｎｍにおける伝送損失は１
５７　ｄＢ　／　ｋｍと良好なものであった。

実施例２〜５ 心成分の七ツマー組成及び鞘成分の光重合開始剤以外の
組成を第１表のように変え、その他は実施例１と同様に
して光ファイバーを得た。

液状組成物を２５０Ｗ超高圧水銀灯によって重合させて
得たポリマーの屈折率及び光ファイバーの６５０　ｎｍ
における伝送性能を併せて第１表に示す。

第　　１　　表 実施例６〜８ 心成分としてポリカーボネート樹脂のファイバー、鞘成
分として第２表に示す組成物を用い、その他は実施例１
と同様にして光ファイバーを得た。液状組成物を２５０
Ｗ超高圧水銀灯によって重合させて得たポリマーの屈折
率及び光ファイバーの７７０　ｎｍにおける伝送性能を
併せて第２表に示す。

第　　２　　表 なお表中の記号は下記の化合物を意味する。

ＭＭＡ　：メチルメタクリレート、 ＭＡＡ　：メタクリル酸、 ＭＡ：メチルアクリレート、 ＢＡニブチルアクリレート、 ＢＤＤＡ：　１，４−ブチレンジオールジアクリレート
、ＨＤＤＡ：　１，６−ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ＮＰＧＤＡ　：ネオベンチルグリコールジアクリレ
ート、ＴＭＰＴＡ：　）リメチロールプロパントリアク
リレート、 ＰＥＴＡ　：ペンタエリスリトールテトラアクリレート
、！ＩＦＡ　：　Ｌｌ、１−　）リフルオロエチルアク
リレート、１７ＦＡ：　ｉｌｌ、２１２−テトラハイド
ロパーフルオロデシルアクリレート、 ＭＦＡ　：メチルーα−フルオロアクリレート、３ＦＦ
Ａ：　１，１，１−　）リフルオロエチル−α−フルオ
ロアクリレート、 ５ＦＦＡ：　１．Ｌｌ、２，２−ペンタフルオロプロピ
ル−α−フルオロアクリレート、 ＨＥＡ　：　２−ヒドロキシエチルアクリレート。

比較例 トリフルオロエチル−α−フルオロアクリレートモノマ
ー１００重量部、アゾビスイソプチロニ）　＋Ｊル０．
０５重量部及びｎ−ドデシルメルカプタン０．０２５重
量部を用い、７０℃で１２時間及び１２０℃で２時間塊
状重合を行ってポリマーを得た。このポリマーは屈折率
が１．６８８の透明かつしなやかなポリマーであった。

また示差熱分析器（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ、ｉａｌ　Ｔｈ
ｅｒｍａｌ　ＡｎａｌｙｓｉｓパーキンエルマーＤＳＣ
−２ｍ）によって測定したガラス転移温度は１４０℃で
あり、良好な耐熱性を示した。しかしこのポリマーを２
３０℃空気雰囲気下でギヤーオープン加熱によって加熱
減量率を測定したところ、２時間加熱による減量率が４
％と大きく、かつ発泡着色が確認された。またこのポリ
マーを鞘成分とし、心成分にポリメチルメタクリレート
を用いて溶融押し出し法により製造した光ファイバーは
６５０　ｎｍの波長における伝送性能力が５７０　ｄＢ
　／　ｋｍであり、実施例１の光ファイバーに比較して
明らかに伝送性能の低下が認められた。

実施例１０ 屈折率’１．４６の石英光学ガラスから得られた直径２
００μｍのガラスファイバーを心成分として用い、鞘成
分としては実施例１における液状組成物（１）を用いて
心成分表面上に被覆したのち、紫外線照射によって重合
させて光ファイバーを得た。このファイバーの８５０　
ｎｍにおける伝送損失は６　ｄＢ　／　ｋｍと良好なも
のであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｒはアルキル基又はフルオロアルキル基を示す）
   で表わされるα−フルオロアクリレート単量体及び重合
   開始剤を含む液状混合物を、心材料の表面に被覆したの
   ち重合させて鞘成分を形成させることを特徴とする、心
   −鞘からなる光ファイバーの製法。 ２、重合開始剤が光重合性開始剤である特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。