JPS63221301A - プラスチツク光伝送性繊維 - 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］ この発明はプラスチック光伝送性繊維に関し、さらに詳
しく言うと、たとえば自動車や船舶のエンジンルーム内
などの高温部所に設置する光センサ一手段や光通信手段
として好適に利用することができる耐熱性に優れたプラ
スチック光伝送性繊維に関する。 ［従来の技術およびその問題点］ 近年、光伝送用光ファイバとしては、従来から広く用い
られてきた無機ガラス系光学繊維に比較して曲げ応力に
強く、取り扱いが容易であるとともに安価なプラスチッ
ク光伝送性繊維の開発が進み実用化されている。 このプラスチック光伝送性繊維は光透過性に優れた重合
体からなる芯と、この芯よりも小さな屈折率を有し、か
つ透明性に優れた重合体からなる鞘とで構成するのが一
般的！あり、具体的には芯４ｔ、Ｊにポリカーボネート
を用い、鞘材層にポリカーボネートよりも屈折率が低い
樹脂、たとえばポリメチルメタクリレートを用いたもの
などが提案されている（特開昭ｆ１１−２１０３０３号
公報参照）。 しかしながら、ポリメチルメタクリレートはそのガラス
転移温度（Ｔｇ　）が約１００℃であるので、ポリメチ
ルメタクリレートを用いた光伝送性繊維は１００℃以上
の使用環境においては光伝送性が急激に低下して高温環
境下での使用が困難になるという問題を有している。 そこで、この間層を解消するものとして、たとえば綱材
層の上を耐熱性に優れた保護層で被覆してなる三層構造
のプラスチック光伝送性繊維が提案されているが（特開
昭８０−３２００４号公報参照）、層構成が複雑化する
が故に製造工程も複雑化するという新たな問題を有して
おり、耐熱性に優れるとともに簡潔な構造を有するプラ
スチック光伝送性繊維の開発が望まれているのが現状で
ある。 ［発明の目的］ この発明の目的は、前記問題を解消し、耐熱性に優れる
とともに簡潔な構造を有し、１００℃以上の使用環境下
においても光伝送損失の低下がない新規なプラスチック
光伝送性繊維を提供することである。 ［前記目的を達成するための手段］ 前記目的を達成するために、この発明者が鋭意、検討を
重ねた結果、２，２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル
）　−１，１，１，３，３，３−へキサフルオロプロパ
ン［ＢＰＡＦＴから得られる特定のポリカーボネートを
用いて鞘材層を形成した場合には耐熱性に優れた光伝送
性繊維が二層構造で得られることを見い出してこの発明
に到達した。 すなわち、この発明の概要は、 芯材層と鞘材層とを基本構成単位とし、鞘材層が次式

【
ｌ］； で表わされる繰返し単位を有するポリカーボネートから
なり、かつ、芯材層の屈折率が鞘材層の屈折率よりも０
．０１以上大きいことを特徴とするプラスチック光伝送
性繊維である。 前記鞘材層は、前記式［１］で表わされる繰返し単位を
有するポリカーボネートであり、で表わすことかでさる
。 ただし、前記ａおよびｂはポリマー中の繰り返し単位そ
れぞれのモル量を表わす。 このポリカーボネートは、前記式【２】における各繰り
返し単位のブロック共重合体であっても良く、またラン
ダム共重合体であっても良いのであるが、好ましいのは
ランダム共重合体である。 この発明においては前記一般式

【２】における、（ａ／
ａ＋ｂ）Ｘ１００の値を２０以上とすることが好ましい
、この値が２０未満である場合には得られる光伝送性繊
維の光伝送損失が大きくなることびある。 前記すはＯであっても良く、この場合の鞘材層は、前記
式［１１の繰替し単位のみからなるからポリカーボネー
トである。 前記ポリカーボネートのガラス転移温度（Ｔｇ）は、通
常、１５７℃以上であり、屈折率は１通常、１．５７以
下である。ガラス転移温度（Ｔｇ）が１５７℃以上未満
の場合には、この発明の光伝送性１１１誰が充分でない
ことがある。また、屈折率が１．５７を超える場合には
、光伝送性繊維として好ましくないことが生じる。 綱材層を構成するポリカーボネートは１次式［３１ で表わされる２、２−ビス−（４−ヒドロキシフェニル
）　−１，１，１，３，３，３−へキサフルオロプロパ
ン［ＢＰＡＰＩから誘導することができる。 すなわち、このポリカーボネートは、たとえばビスフェ
ノールＡのホスゲン化反応によって得られるポリカーボ
ネートオリゴマーと前記ＢＰＡＦとを、たとえばソルベ
ント法により縮重合して得ることができる。 ポリカーボネートオリゴマーと前記ＢＰＡＦとを、ソル
ベント法により縮重合する場合に用いる溶剤としては、
たとえば塩化メチレン、クロロベンゼン、キシレンなど
が挙げられる。 また、酸素結合剤としては、たとえば水酸化ナトリウム
、水酸化カリウムのような水酸化物、ピリジンなどが挙
げられる。 さらに、縮重合反応を促進するためにトリエチルアミン
のような第３アミンまたはその４級塩を用いることもで
きるし、平均分子量の調整のためにｔ−ブチルフェノー
ルのような停止剤を用いることもできる。 前記芯材層を構成する重合体としては、その屈折率が前
記鞘材層の屈折率よりも０．０１以上大きく、かつ透明
性に優れたポリマーであればよい。 前記芯材層の屈折率と前記鞘材層の屈折率との差が０．
０１未満である場合には、光伝送損失の小さい光伝送性
繊維とすることができない。 前記芯材層を構成する重合体として、たとえば、−←０
−Ｒ−０−Ｃ→ゴー で示されるもの、ここで、前記Ｒが、 で示される脂環族ポリカーボネート、 で示される芳香族ポリカーボネート等を挙げることがで
きる。 このようなポリカーボネート系樹脂の中でも、前記式【
４１； で表わされる繰り返し単位を有する芳香族ポリカーボネ
ートが特に好ましい。 この発明の光伝送性繊維の製造は、たとえば前記鞘材層
を構成する重合体と前記芯材層を構成する重合体とを溶
融状態とし、特殊ノズルを用いて配合しつつ吐出する複
合紡糸方法によって行なうこともできるし、紡糸工程と
被覆工程とを組合わせて行なうこともできるが、製造工
程の簡略化の観点からは複合紡糸方法が好ましい。 この発明のプラスチック光伝送性繊維は、従来のプラス
チック光伝送性繊維に比較してガラス転移温度の高い重
合体を用いているので、これまでのプラスチック光伝送
性繊維ではその使用が不可能であった分野、たとえば自
動車や船舶のエンジンルームのような高温部所に設置す
るセンサ一手段や光通信手段としても好適に利用するこ
とができる。 ［発明の効果ｌ この発明によると、 （１）ガラス転移温度が高い特定のポリカーボネートに
より鞘材層を構成するので耐熱性に優れ。 （２）その結果、従来のプラスチック光伝送性繊維のよ
うに、芯材層および鞘材層以外の第３層として、耐熱性
の向上を図るための保護層を設ける必要がなく、 （３）シたがって、製造工程が複雑化することがない、 等の種−の効果を有する新規なプラスチック光伝送性繊
維を提供することができる。 ［実施例］ 次に、この発明の実施例を示し、この発明についてさら
に具体的に説明する。 ポリカーボネートオリゴマーｌの合成 ４００　Ｊｌの５％水酸化ナトリウム水溶液にビスフェ
ノールＡ　８０　Ｋｇを溶解し、ビスフェノールＡの水
酸化ナトリウム水溶液を調製した。 次いで、室温に保持したビスフェノールＡの水酸化ナト
リウム水溶液およびメチレンクロリドをそれぞれ１３８
１／時間、８８皇／時間の流量で、内径１０ｍｍ、管長
１０ｍの管型反応器にオリフィス板を通じて導入し、こ
れにホスゲンを並流して１０．７ｋｇ／時間の流量で吹
き込み、３時間連続的に反応させた。ここで用いた管型
反応器は二重管になっており、ジャケット部には冷却水
全通して反応液の排出温度を２５℃に保った。また、排
出液のＰＨは１０〜１１に保った。 この結果、得られた反応液を静置することにより水相を
分離除去し、メチレンクロリド相２２０Ｍを採取してか
ら、さらにメチレンクロリド１７０１を加えて充分に攪
拌してポリカーボネートオリゴマーｌ（濃度３１７　ｇ
／交１重合度３〜４）を得た。 ポリカーボネートＡの製 前記ポリカーボネートオリゴマーｌの合成で得られたポ
リカーボネートオリゴマー１２８　ｍｌ　（ポリカーボ
ネートオリゴマー４０ｇを含む、）に塩化メチレン２０
０ｍ１を加えて希求することにより溶液工とした。 一方、水酸化ナトリウム７．８４ｇおよび２．２−ビス
−（４−ヒドロキシフェニル）　−１，１，１，３，３
゜３−ヘキサフルオロプロパン［ＢＰＡＦ］　ＩＬ３ｇ
を水９０ｍ１に溶解して溶液■とした。 前記溶液工と溶液■とを混合し、触媒としてトリエチル
アミン０−０３４　ｍＪＬおよびＰ−ｔｅｒｔ−ブチル
フェノール０．８ｇを加えて２時間攪拌して反応を行な
った。 反応後、水５００ｍＭと塩化メチレン５００ｍＪｌとを
加え、有機相と水相とに分離した。 次いで、この有機相を０．０ＩＮ水酸化ナトリウム溶液
を用いてアルカリ洗浄した後、さらに０．Ｉ　Ｎ塩酸を
用いて酸洗浄した。 その後、水洗を行なって塩化メチレンを除去し、フレー
ク状のポリマーであるポリカーボネートートＡを得た。 得られたポリカーボネートー）Ａは、ＮＭＲ分析による
とＢＰＡＦから誘導される繰返し単位を２５モル％含有
し、アツベの屈折計によるとその屈折率は１．５８であ
り、示差熱分析によるとガラス転移温度は（Ｔｇ）は１
５８．８℃であった。 ポリカーボネートＢの 前記ポリカーボネートオリゴマー１の合成において、ビ
スフェノールＡ　［１０ｋｇに代えてビスフェノールＡ
　３４．８　ｋｇとＢＰＡＦ　２５．２ｋｇを用いたほ
かは前記ポリカーボネートオリゴマーｌの合成と同様に
してポリカーボネートオリゴマー２を調製した。 次いで、前記ポリカーボネートＡの製造において、ポリ
カーボネートオリゴマーｌに代えてポリカーボネートオ
リゴマー２を用いたほかは前記ポリカーボネートＡの製
造と同様にして反応を行ない、　ＢＰＡＦから誘導され
る繰返し単位を５０モル％含有し、屈折率１．５４、ガ
ラス転移温度（Ｔｇ）１８０．１℃のポリカーボネート
Ｂを得た。 ポリカーボネートＣの 前記ポリカーボネートオリゴマー１の合成において、ビ
スフェノールＡ　８０に、に代えてビスフェノールＡ　
Ｉ４．４　ｋｇとＢＰＡＦ　４５．８ｋｇを用いたほか
は前記ポリカーボネートオリゴマーｌの合成と同様にし
てポリカーボネートオリゴマー３をＷＡＩした。 次いで、前記ポリカーポネー）Ａの製造において、ポリ
カーボネートオリゴマー１に代えてポリカーボネートオ
リゴマー３を用いたほかは前記ボリカーポネー）Ａの製
造と同様にして反応を行ない、ＢＰＡＦから誘導される
繰返し単位を７５モル％含有し、屈折率１．５２、ガラ
ス転移温度（Ｔｇ）１７３．４℃のポリカーボネートＣ
を得た。 ポリカーボネートＤの製 前記ポリカーボネートオリゴマー１の合成において、ビ
スフェノールＡ　８０ｋｇに代えてＢＰＡＦ８Ｇｋｇを
用いたほかは前記ポリカーボネートオリゴマー１の合成
と同様にしてポリカーボネートオリゴマー４を調製した 次いで、前記ポリカーボネートＡの製造において、ポリ
カーボネートオリゴマー１に代えてポリカーボネートオ
リゴマー４を用いたほかは前記ポリカーボネートＡの製
造と同様にして反応を行ない、ＢＰＡＦから誘導される
繰返し単位を１００モル％含有し、屈折率１．５０、ガ
ラス転移温度（Ｔｇ）１８０．７℃のポリカーボネート
Ｄを得た。 （実施例１） 芯材用ポリマーとしてビスフェノールＡから誘導される
繰返し単位を含有するポリカーボネート（屈折率１．５
９．　Ｔｇ　１４８℃）を、また硝材用ポリマーとして
前記ポリカーボネートＡを、それぞれ２５０℃に設定し
たスクリュー溶融押出機により同時に、ノズル口径３ｍ
ｍφの口金を有する複合紡糸機の紡糸ヘッドに供給した
。 次いで、２２０〜２７０　　℃の温度下に吐出し、冷却
して固化させた後、毎分３ｍの速度で引き取り、芯材部
の直径９５０　ｐｍ、　硝材部の厚さ２５ルｍ、外径的
１１０００Ｂのプラスチック光伝送性繊維を得た。 得られたプラスチック光伝送性ｍ１ｉａを２分割し、一
方を室温下に放置するとともに、残りの一方については
１３０℃、２０００時間の熱処理を行なった。 このそれぞれについて、波長７７０ｎｍにおける光伝送
損失を測定した。 結果を第１表に示す。 （実施例２） 前記実施例１において、ポリカーボネートＡに代えてポ
リカーボネートＢを用いたほかは前記実施例１と同様に
して実施した。 結果を第１表に示す。 （実施例３） 前記実施例１において、ポリカーボネートＡに代えてポ
リカーボネートＣを用いたほかは前記実施例１と同様に
して実施した。 結果を第１表に示す。 （実施例４） 前記実施例１において、ポリカーボネートＡに代えてポ
リカーポネー）Ｄを用いたほかは前記実施例１と同様に
して実施した。 結果を第１表に示す。 （以下、余白） 第　　１　　表

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材層と鞘材層とを基本構成単位とし、鞘材層が
   次式［１］； ▲数式、化学式、表等があります▼［１］ で表わされる繰返し単位を有するポリカーボネートから
   なり、かつ、芯材層の屈折率が鞘材層の屈折率よりも０
   ．０１以上大きいことを特徴とするプラスチック光伝送
   性繊維。
2. （２）芯材層が次式［２］； ▲数式、化学式、表等があります▼［２］ で表わされる繰返し単位を有するポリカーボネートであ
   る前記特許請求の範囲第１項に記載のプラスチック光伝
   送性繊維。