JPS6343104A - 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】 本発明は、光硬化性であり、かつ１耐熱性及び密着性に
優れた鞘成分を被覆してなる光ファイバーに関する。

光ファイバーの材質として、現在実用化が進められてい
るものは主として無機ガラス系、プラスチック系及びプ
ラスチッククラッド−ガラスコア系の６種類である。無
機ガラス系は高紳度シリカを原料とすることにより優れ
た透明性を示し、伝送効率の優れた光ファイバーとして
長距離通信用に適している。またプラスチック系は軽量
であり、加工性、可撓性に浸れており、比較的安価なこ
とから短距離通信用に適しており、実用に供されつつあ
る。

プラスチッククラッド−ガラスコア光ファイバーは呼ガ
ラス又はドープされた石英からなるコア（尼・）の周囲
にプラスチックからなるクラッド層を設けて光ファイバ
ーをｉｉｆ成しｆこものであつ、無）及ガラス系に比べ
て製造費が安価なだけでなく、開口数を大きくできると
いう利点があるため、伝送損失が低いことを必要としな
い用途に適している。このグラスチッククラッド−ガラ
スコア光ファイバーのクラツド材として要求される特注
としては、ガラスコアより屈折率が低いこと、適度な延
性と硬さを有すること、コアとの密着が良好であること
、耐薬品性が浸れていることなどである。そして低温か
ら高温７てわたって変動する環境下で、その一体性及び
光学的特性を維持しなければならない。

現在、クラツド材としてシリコーン樹脂を用いたプラス
チッククラッド−ガラスコア光ファイバーが比較的短距
離用に実用化されている。

しかしシリコーン樹脂ではコネクターとの接続に稚魚が
あり、またコアとの密着性が乏しいことから、環境の温
度変化によってコアとクラッド間の接着が低下して剥離
することがあり、特に低温における伝送損失の増加が大
きい等の解決すべき問題点がある。

分と鞘成分は屈折率を異にする合成樹脂によって構成さ
れていて、例えば心成分をポリスチレン、鞘成分をポリ
スチレンより屈折率の低いメタクリル酸メチルの重合体
としたもの、あるいは心成分をメタクリル酸メチルの重
合体とし、鞘成分を弗化ビニリデン系共重合体としたも
のなどが公知である。このような合成樹脂系光伝送繊維
の紡糸法としては、心成分と鞘成分を溶融して二重ノズ
ルから同時に押出す方法が用いたりして、光の減衰が著
しくなり、光伝送効率の劣ったものとなり易い。したが
って合成樹脂系の光伝送繊維においては、心成分及び鞘
成分の伸度、軟化温度、溶融温度などの特性あるいはそ
れら成分の選択、組合せなど解決すべき多くの問題点が
ある。

光 このような現状において、合成樹脂系＾伝送線維として
最も浸れているのは、心成分としてポリメタクリル酸メ
チル、鞘成分として弗素樹脂を用いたものであり、弗素
樹脂は概して屈折率が低（・ことから、種々の提案がな
されている。

例えば特公昭４３−８９７８号公報には、ポリメタクリ
ル酸メチルを心成分とし、下記式（式中Ｘは水素原子、
塩素原子又は弗素原子、Ｙは水素原子又はメチル基、ｎ
は２〜１０、ｍは１〜６の整数を示す）で表わされる（
メタ）アクリル酸フルオロアルキルの重合体を鞘成分と
する光伝送繊維が記載されている。また特公昭５６−８
５２１号、同５６−８５２２号及び同５．６−８５２３
号各公報には、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
からなる重合体及びポリメタクリル酸−バーフルオロ−
ｔ　−フテルからなる重合体な鞘成分とする光伝送繊４
１［＋が記１成されている。しかしこれらの鞘成分は軟
化点が低く、強靭性がないので伸度が劣り、しかも心成
分との接着力が弱いなどの欠点を有している。また特開
昭５７−６４７０５号公報にはポリメタクリル酸メチル
、ポリスチレン、ポリカーボネートからなる繊維の表面
を弗素化剤で処理する方法が提案されているが、この方
法では処理装置が腐食され易く、純ニッケル製の装置を
必要とするなどの問題がある。

本発明者らは、このような現状に鑑みて検討した結果、
光により架橋する樹脂を鞘成分とすることにより、耐熱
性、密着性及び耐薬品性に憂れた光ファイバーを完成し
た。

本発明は、心−鞘からなる光ファイバーにおいて、鞘成
分が一般式 （Ｒ，はフルオロアルキル基を示す）で表わされるフル
オロアルキルアクリレート単量体、架橋性単量体として
一般式 （、ｎば２以上の整数、ｋ及びｎは１又は２を示す）で
表わされる２官能性フルオロアルキルアクリレ一ト単量
体及び光重合開始剤からなる光重合性樹脂組成物を心の
表面に被覆し、光照射により重合させたものである光フ
ァイバーである。

本発明に用いられる式■のフルオロアルキルアクリレー
ト単量体としては、例えば下記の化合物があげられる。

トリフルオロエチルアクリレート、２，２，３．３−テ
トラフルオロプロピルアクリレート、２，２，３，３．
３−ペンタフルオロプロピルアクリレート、２−トリフ
ルオロメチル−３，６，３−トリフルオロプロピルアク
リレート、２−トリフルオロメチル−２，３，３，５−
テトラフルオロプロピルアクリレート、２，２．３，４
，４．４−へキサフルオロブチルアクリレート、１−メ
チル−２，２，３，４，４，４−へキサフルオロブチル
アクリレート、１，１，２．２−テトラハイドロバーフ
ルオ０デシルアクリレ−１・、１，１，２．２−テトラ
・・イドロー９−）　ＩＪフルオロメチルパーフルオロ
デシルアクリレート、１，１−ジハイドロパーフルオロ
プチルアクリレート、１，１−ジメチル−２，２，３，
３−テトラフルオロプロピルアクリレート、１，１−ジ
メチル−２，２，３，６，４，４，５，５−オクタフル
オロペンチルアクリレート、１，１−ジメチル−２，２
，６，４，４，４−ヘキサフルオロブチルアクリレート
など。

前記のフルオロアルキルアクリレート単量体の他に、心
成分と鞘成分の屈折率によって定まる用途別必要開口数
を得るため、あるいは心成分との密着性を向上させるた
め、必要に応じて調整単量体を含有させることもできる
。このような単量体としてはアクリル酸、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〃等があ
げられる。調整用単量体は、鞘成分としての特注を損わ
ない限りにおいて使用できるが、通常フルオロアルキル
アクリレート単量体に対して３０重量％以下の範囲が好
ましい。

本発明に用いられる式■の２官能性フルオロアルキルア
クリレ一ト単量体は、例えば工＋ＣＦ２つ一工をエチレ
ンと反応させてｎ Ｉ＋ＣＨ２−＋−（−ＣＦ工廿ＣＨ２ナエとし、さらに
常法のエステル化反応によって合成することができる。

一般にフルオロアルキルアクリレート単Ｘ　体は、フル
オロアルキル基に帰因する撥油性のために通常用いられ
る多官能性アクリレート単量体との相溶性が不良であり
、均一な樹脂組成物を得ることは困難である。これに対
し式■の２官能性フルオロアルキルアクリレ一ト単量体
は式ｌの単官能性フルオロアルキルアクリレート単量体
との相溶性に優れており、任意の割合で混合することに
より均一な樹脂組成物を得ることができる。したがって
鞘成分の屈折率を、心成分との関係から必要とされる屈
折率に任意に設定することができ、また鞘成分の架橋密
度を任意に変えろことにより光ファイバーのｍｌ熱性、
耐薬品性等の特性の向上を図ることができる。

本発明に用いられる光重合開始剤としては、一般に紫外
線硬化性質料において光重合開始剤あるいは増感剤とし
て用いられているものでよく、例えば下記の化合物があ
げられる。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、ペンゾインイソグロビルエー
テル、ベンゾインブチルエーテル、２−メチルベンゾイ
ン、ベンゾフェノン、ミヒラーズヶトン、ベンジル、ベ
ンジルジメチルケタール、ベン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、並びにこれらと少量の増感助剤例えばアミンの
混合物など。

本発明の光ファイバーを製造するに除しては、式Ｉ及び
式■の化合物並びに光重合開始剤を混合して光重合性樹
脂組成物を調製する。

式■と■の化合物の割合は、Ｍ量で式Ｉの化合物９９〜
１０部、式■□の化合物１〜９０部とすることが好まし
い。また光重合開始剤の使用量は、式Ｉのフルオロアル
キルアクリレート単量体１００重量部に対して、０．１
重量部〜１ｏ重量部の範囲が好ましい。光重合開始剤の
使用量が０．１重量部より少な（・と充分な重合開始が
行い難く、一方１０重量部を越えて用いるとフルオロア
ルキルアクリレート単量体への溶解性が乏しく、また増
量することによる格別の効果も認められない。

本発明の鞘成分樹脂組成物には、硬化条件、相容性など
の許容される範囲内で前記以外の添加剤を混合すること
ができる。例えば重合性不飽和基を含有するオリゴマー
成分を添加することにより樹脂組成物の粘度を調整し、
また硬化速度の向上を図ることができる。また光ファイ
バーの心成分との密着性を向上するための改良剤などを
添加することもできる。

次いで光重合性樹脂組成物を心繊維の表面に被覆し、光
照射により重合させると目的の光ファイバーが得られる
。

被覆方法としては、心繊維を光重合性樹脂組成物に浸漬
する方法を用いることが好ましい。

浸漬処理は通常は室温で行われる。樹脂組成物の粘度を
調整するため、必要に応じ溶剤を加えることもできる。

光照射装置としては普通は紫外線ランプが用いられろ。

本発明の光ファイバーは、低屈折率なフルオロアルキル
アクリレート単量体と相溶性に浸れている２官能性フル
オロアルキルアクリレ一ト単量体を鞘成分に使用してい
るので、特に耐熱性、耐薬品性に優れている。また鞘成
分の樹脂組成物を心成分に塗布したのち、紫外線照射に
よりすみやかに硬化することから、心−鞘成分の複合紡
糸法、鞘成分の加熱重合法等に比べて、心−鞘間の構造
不整が少なく、伝送性能が良好である。

参考例 フルオロアルキルアクリレート単量体として１．１，２
．２−テトラハイドロパーフルオロドデシルアクリレー
ト１００重量部、２官能囲フルオロアルキルアクリレ一
ト単量体として次式％式％ 重量部及び光重合開始剤としてベンジルジメチルケター
ル（チバΦガイギー社製、商品名イルガキュア６５１）
２重量部を使用し、混合して光重合性樹脂組成物を得た
。この樹脂組成物をガラス板上に厚さ１００μｍに流延
し、ポリエステルフィルムで密着カバーして試料を作成
した。この試料に高圧水銀灯を内蔵した紫外線露光装置
を用い、１０μＷ／Ｃｒｎ２の露光を約１秒間行い硬化
物を得た。この硬化物は屈折率１．６６乙の透明でしな
やかなフィルムであった。このフィルムを１５０℃で１
０時間加熱処理したのも ち透明性は変化しなかった。

＾ 実施例１ 外径が１５０μｍの石英コアファイバーを参考例の光重
合性樹脂組成物からなる浴を通して約１ｍ／秒の速度で
引き取り、高圧水銀灯を内蔵した紫外線露光装置を用い
、２０μｗ／（−ｔｒｉ’の照射エネルギーレベルで光
照射して、外径約２００μｍのポリマークラッド石英光
ファイバーを得た。この光ファイバーの８５０　ｎｍの
波長における伝送損失は１０　ｄＢ　／　ｋｍであった
。この光ファイバーを１５０℃で１０時間加熱処理した
のちも伝送性能の低下は生じなかった。

実施例２〜５ 実施例１の光重合性樹脂組成物における単量体組成を下
記表に示すように変更し、その他は実施例１と同様にし
て硬化物を得た。この硬化物の屈折率を合わせて示す。

比鮫例 １，１，２．２−テトラハイドロパーフルオロドデシル
アクリレート単量体１００重量部に、光重合開始剤とし
てベンジルジメチルケタール２重量部を加えて光重合組
成物を得た。この樹脂組成物を実施例１と同様にして紫
外線照射することにより硬化物を得た。この硬化物は軟
化点が６５°Ｃと低く、耐熱性の低いものであった。

実施例６ 外径１　ｍｍｔのポリメチルメタクリレートから成るフ
ァイバーを心成分として用い、その他は実施例１と同様
にしてプラスチック光ファイバーを得た。この光ファイ
バーの６６０　ｎｒｎの波長における伝送損失は２００
ｄｎ／ｋｍと良好であった。この光ファイバーを８０℃
で１００時間加熱処理したのちも伝送損失の低下は生じ
なかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 心−鞘からなる光ファイバーにおいて、鞘成分が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿ｆはフルオロアルキル基を示す）で表わされるフ
   ルオロアルキルアクリレート単量体、架橋性単量体とし
   て一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ｍは２以上の整数、ｋ及びｎは１又は２を示す）で表
   わされる２官能性フルオロアルキルアクリレート単量体
   及び光重合開始剤からなる光重合性樹脂組成物を心の表
   面に被覆し、光照射により重合させたものである光ファ
   イバー。