JPH012006A - プラスチック光伝送性繊維 - 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ー手段や光通信手段
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１ 近年、光伝送用ファイバとしては、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
般的であり、芯材にはポリメチルメタクリレートが広く
用いられている。

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℃であり。

耐熱性が低いので、高温環境下での使用には適していな
い。

そこで、耐熱−性の向上を目的として、ガラス転移温度
（Ｔｇ　）が１４０〜１５０℃のポリカーボネート樹脂
を芯材に用いたプラスチック光伝送性繊維が提案されて
いるが（特開昭８１−２１０３０３号公報参照）、この
ものにおいては耐熱性は向上するものの高温になるにし
たがって光伝送損失の低下が大きくなるので、長時間の
使用が困難であり、特に１５０℃以上の条件下で好適に
使用することができないという問題を有している。

一方、高温環境下での使用を目的とするものとして、た
とえば鞘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８０−３２ＱＯ４号公報参照）１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、１５０℃以上の使用環境に
おいても光伝送損失の低下が小さく長時間の使用に耐え
る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、ビスフェノールから得られる特定のポリカ
ーボネートを用いて芯材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、芯材と鞘材層とを基本構
成単位とし、芯材が次式【Ａ１：［Ａ］ および式【ＢＩ Ｒ２１３、１１５１ （ただし、ＸＩ　、Ｘ２は水素原子、炭素数１〜６のア
ルキル基、炭素数６〜８の７リール基およびハロゲン原
子のいずれかを示し　Ｙ！　、Ｙ２は水素原子、炭素数
１−１０のアルキル基、炭素数１〜ｌＯのフルコキシ基
およびハロゲン原子のいずれかを示し、ｉｌｌ　、　Ｒ
２は水素原子および炭素数１〜５のアルキル基のいずれ
かを示し、Ｘ３　、Ｘ’は水素原子、＊素数１〜６のア
ルキル基、炭素数６〜８の７リール基およびハロゲン原
子のいずれかを示す、） で表わされる繰返し単位を有するとともに、極限粘度数
［η１　（塩化メチレン中、２０℃）が０．３ｄｊＬ／
ｇ以上であるポリカーボネート系重合体からなり、かつ
、鞘材層の屈折率が芯材の屈折率よりも０．０１以上小
さいことを特徴とするプラスチック光伝送性繊維である
。

前記ポリカーボネート系重合体は、前記式【Ａ１゜［８
］で示され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。

さらに、前記式［ＡＩで示される繰り返し単位のモル分
率は、５〜１００モル％、［Ｂ］　で示される繰返し単
位のモル分率は９５モル％以下であるものが好ましく、
［Ｂ］の緑返し単位のモル分率は０であってもよい。

このポリカーボネート系重合体は、たとえば４．４°−
ジヒドロキシテトラフェニルメタン、２．２−ビス（４
−ヒドロキシフェニル）フロパン、２．２−ビス（３−
メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２．２−
ビス（３−クロル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン
、ｌ−フェニル−１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ビス（
４−メチルフェニル）メタン、ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）−ビス（４−ノルマルプロピルフェニル）メタ
ン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）−ビス（３−メト
キシフェニル）メタン、ビス（３−メチル−４−ヒドロ
キシフェニル）−ビス（４−メチルフェニル）メタン、
ビス（４−メチルフェニル）−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）メタン、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニ
ル）メタンなどのホスゲン化反応により得られるポリカ
ーボネートオリゴマーとビスフェノールとを、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ビスフェノールとを、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
、水酸化カリウム等の水酸化物、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級アミンまたはその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Ｌ−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。

前記ポリカーボネート系重合体の極限粘度数［η］　（
塩化メチレン中、２０℃）は、通常、　０．３０ｄｌ／
ｇ以上である。この極限粘度数［ηＪ　（塩化メチレン
中、２０℃）が０．３０　ｄ　ｌ　／　ｇ未満の場合に
は、高温下の光伝送損失が大きくなって好ましい特性が
得られない。

前記ポリカーボネート系重合体のガラス転移温度（Ｔｇ
）は、通常、１６０℃以上であり、屈折率は、通常、１
．５９５以下である。ガラス転移温度（Ｔｇ）が１４０
℃未満の場合には、この発明の光伝送性繊維が充分でな
いことがある。また、屈折率が１．５７０未満の場合に
は、光伝送性繊維として好ましくないことが生じる。

前記鞘材層は、その屈折率が前記芯材の屈折率よりも０
．０１以上小さく、かつ透明性に優れた重合体を用いて
構成する。

前記硝材層の屈折率と前記芯材の屈折率との差が０．０
１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。

前記硝材層を構成する重合体の具体例としては、ポリ−
４−メチルペンテン−１，ボリアリレート、脂環族ポリ
カーボネート、芳香族ポリカーボネート、含フツ素ポリ
メチルメタクリレート、フッ化ビニリデン系ポリマー、
フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマ
ーナトが挙げられる。

この発明の光伝送性繊維の製造は、たとえば前記芯材を
構成する重合体と前記硝材層を構成する重合体とをスク
リュー溶融押出機を用いて同時に複合紡糸機の紡糸ヘッ
ドに供給して、これらを配合しつつ２２０〜２７０℃の
温度下に吐出し、さらに冷却して固化した後、毎分２〜
８ｍの速度で引き取ってファイバーとする複合紡糸方法
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。

このようにして得られるプラスチック光伝送性繊維の構
成の一例を挙げれば、外径１０００　ｐ、、　ｍ程度、
芯材の直径９００〜９８Ｇｐｍ、鞘材層の厚みｌＯ〜５
０終ｍである。

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
合体からなる芯材を用いているので、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ー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］ この発明によると。

（１）　　ガラス転移温度が高く、高温環境下の光伝送
損失の低下が小さい特定のポリカーボネートにより芯材
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、芯材および鞘材層
以外の第３Ｍ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。

等の種々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１ 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。

（実施例１） ■ポリカーボネート系烏合体の 原料の二価フェノールとして、４，４°−ジヒドロキシ
テトラフェニルメタン２２　ｇと、２，２−ビス（４−
ヒドロキシフェニル）プロパン４２．８ｇとを用い、こ
れらを６重量％汝度の水酸化ナトリウム水溶液８５０ｍ
Ｊｌに溶解した溶液および溶媒の塩化メチレン３００ｍ
ＪＬを邪魔板付き反応器に入れ、室温下に激しく攪拌し
ながら、これにホスゲンガスを９００ｍＪｌ／分の割合
で吹き込んだ０反応系のｐＨが８．０となった時点でホ
スゲンガスの吹き込みを停止し、静置分離してポリカー
ボネートオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。

次に、この溶液を塩化メチレンで希訳し、全体を４５０
ｍ１とした後、これに分子ｆｆ１ｍ節剤としてｐ−ター
シャリ−ブチルフェノール１．６ｇおよび４．４１−ジ
ヒドロキシテトラフェニルメタン５，４ｇ、さらに２．
２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン１２．５
ｇを、２規定濃度の水酸化ナトリウム水溶液に溶解した
溶液を加え、激しく攪拌しながら触媒としてトリエチル
アミンの５重量％水溶液を加えて１時間反応を行なった
。

反応終了後、生成物に塩化メチレンｔｉを加えて希釈し
、次いで水１．５１０．０１規定濃度の水酸化ナトリウ
ム水溶液０．５Ｊ１．水０．５１．０．０１規定濃度の
塩＠０．５１．水０．５皇奢この順に用いて洗浄を行な
った。

その後、有機層を分離して５Ｊ１のメタノール中に注入
し、再沈精製して白色の生成物を得た。

得られた生成物の極限粘度数［η１　（塩化メチレン中
、　２０℃）は、ｏ、５１ｄｊＬ／ｇであった。また、
この生成物について核磁気共鳴（＋８−ＮＭＲ）スペク
トル分析を行なった結果、この生成物は次式で示される
繰り返し単位〔Ａｌ１および［Ｂｌ　］から成り、繰り
返し単位。［Ａｌ１の含有割合が２２モル％の共重合体
であることを確認した。

芯材の材料として前記■で得られたポリカーボネート系
重合体を用いるとともに鞘材層の材料としてポリメチル
ペンテン−１を用い、温度２８０　”０に設定したスク
リュー溶融押出機によりこれらを同時に複合紡糸機の紡
糸ヘッドに供給した。

次いで、この複合紡糸機によりポリヵーボネ−ト系重合
体とポリメチルペンテン−１トラ２１３０℃の温度下に
同時に吐出し、冷却して固化した後、毎分４．５ｍの速
度で引き取って、外径的１０００　ＪＬｏ、芯材の直径
９４Ｇ　ｐｍ、　ｉｆｆ材層の厚み３０７ｔｍのプラス
チック光伝送性繊維を得た。

その後、得られた光伝送性繊維のうち、一部を室温下に
放置し、一部を温度１５０℃の条件下に３０００時間放
置して、２種類の試料を調製した。

それぞれの試料について、波長７７ＱＢｍ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２．３） 前記実施例１の■において、４，４°−ジヒドロキシテ
トラフェニルメタンと２，２−ビス（４−ヒドロキシフ
ェニル）プロパンの使用比率を、前者４４ｇと後者２１
．［１ｇ　　（実施例２）、ならびに前者６３．２ｇと
後者４．５８ｇ　　（実施例３）としたほかは、実施例
１と同様にして、前記繰り返し単位［ＡＩ　１と前記綴
り返し単位［ＢＩ　］とのモル分率が第１表に示した比
率であるポリカーボネート系重合体を調製するとともに
、このポリカーボネート系重合体を芯材に用いてなる光
伝送性！ａ！ＩＩについて熱的性質および光伝送損失の
評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例４） 前記実施例１の■において、２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンを使用しなかったほかは、前記
実施例１と同様にして、前記繰り返し単位［Ａｌ１のみ
からなるポリカーボネート系重合体を調製するとともに
、このポリカーボネート系重合体を芯材に用いてなる光
伝送性繊維について熱的性質および光伝送損失の評価を
行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例５） 前記実施例１の■において、２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンに代えて２．２−ビス（３−メ
チル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンを用いたほか
は、前記実施例１と同様にして、前記繰り返し単位［Ａ
Ｉ　１と次式で表わされる鰻り返し単位［Ｂ１１とを有
するポリカーボネート系重合体を調製した。

［Ｂ１１ 得られたポリカーボネート系重合体を用いて。

前記実施例１と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を
調製し、この光伝送性繊維について、熱的性質および光
伝送損失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例６） 前記実施例１の■において、２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンに代え？２．２−ビス（３−ク
ロル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンを用いたほか
は、前記実施例１と同様にして、前記繰り返し単位［Ａ
ｌ　１と次式で表わされ一； る繰り返し単位［Ｂ３１とを有するポリカーボネート系
重合体を３１！Ｉした。

［Ｂ１１ 得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例１と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を調製し、
この光伝送性繊維について、熱的性質および光伝送損失
の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例７） 前記実施例１の■において、２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンに代えてｌ−フェニル−１，１
−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタンを用いたほか
は、前記実施例１と同様にして、前記綴り返し単位［Ａ
ｌ１と次式で表わされる縁り返し単位［Ｂ１１とを有す
るポリカーボネート系重合体を調製した。

［８４］ 得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例１と同様にしてプラスチック光伝送性ａｍ、を調製し
、この光伝送性繊維について、熱的性質および光伝送損
失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例８） 前部実施例１の■にお−いて、４．４′−ジヒドロキシ
テトラフェニルメタンおよび２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンに代えて、ビス（４−ヒトワキ
シフェニル）−ビス（４−メチルフェニル）メタンを用
いたほかは、前記実施例１と同様にして、次式で表わさ
れる繰り返し単位【Ａ？］を有するポリカーボネート系
重合体を調製した。

得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例１と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を調製し、
この光伝送性繊維について、熱的性質および光伝送損失
の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（、実施例９） 前記実施例８において、ビス（４−ヒドロキシフェニル
）−ビス（４−メチルフェニル）メタンに代えてビス（
４−ヒドロキシフェニル）−ビス（４−ノルマルプロピ
ルフェニル）メタンを用いたほかは、前記実施例８と同
様にして１次式で表わされる縁り返し単位【Ａ３〕を有
するポリカーボネート系重合体を調製した。

得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例８と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を調製し、
この光伝送性繊維について、Ｍ的−３・ 性質および光伝送損失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例１０） 前記実施例８において、ビス（４−ヒドロキシフェニル
）−ビス（４−メチルフェニル）メタンに代えてビス（
４−ヒドロキシフェニル）−ビス（３−メトキ５ジフェ
ニル）メタンを用いたほかは、前記実施例８と同様にし
て、次式で表わされる繰り返し単位〔Ａ４］を有するポ
リカーボネート系重合体を調製した。

得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例８と同様にしてプラスチ−２り光伝送性繊維を調製し
、得られたプラスチック光伝送細繊維について、熱的性
質および光伝送損失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例１１） 前記実施例８において、ビス（４−ヒドロキシフェニル
）−ビス（４−メチルフェニル）メタンに代えてビス（
３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）−ビス（４−メ
チルフェニル）メタンを用いたほかは、前記実施例８と
同様にして、次式で表わされる繰り返し単位［Ａ５］を
有するポリカーボネート系重合体を調製した。

（以下、余白） 得られたポリカーボネート系重合体を用いて。

前記実施例１と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を
調製し、得られたプラスチック光伝送性繊維について、
熱的性質および光伝送損失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例１２） 前記実施例１の■において、　４．４’−ジヒドロキシ
テトラフェニルメタンおよび２．２−ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）プロパンに代えて、ビス（４−メチルフ
ェニル）−ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタンおよ
び２．２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパンを
用いたほかは、前記実施例１と同様にして、前記繰り返
し単位［Ａｌ１と前記繰り返し単位［Ｂ１１とを有する
ポリカーボネート系重合体を調製した。

得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例１と同様にしてプラスチック光伝送性繊維を調製し、
この光伝送性繊維について、熱的性質および光伝送損失
の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（実施例１３） 前記実施例１の■において、４，４“−ジヒドロキシテ
トラフェニルメタンおよび２，２−ビス（４−ヒドロキ
シフェニル）プロパンに代えて、４．４°−ジヒドロキ
シテトラフェニルメタンおよび３．３−ビス（４−ヒド
ロキシフェニル）ペンタンを用いたほかは、前記実施例
１と同様にして、前記繰り返し単位［ＡＩ　１　と次式
で表わされる繰り返し単位［Ｂ１１とを有するポリカー
ボネート系重合体を調製した。

得られたポリカーボネート系重合体を用いて、前記実施
例１と同様にして得られたプラスチック光伝送性繊維に
ついて、熱的性質および光伝送損失の評価を行なった。

結果を第１表に示す。

（以下、余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材と鞘材層とを基本構成単位とし、芯材が次式
   ［Ａ］； ▲数式、化学式、表等があります▼［Ａ］ および式［Ｂ］ ▲数式、化学式、表等があります▼［Ｂ］ （ただし、Ｘ＾１、Ｘ＾２は水素原子、炭素数１〜６の
   アルキル基、炭素数６〜８のアリール基およびハロゲン
   原子のいずれかを示し、Ｙ＾１、Ｙ＾２は水素原子、炭
   素数１〜１０のアルキル基、炭素数１〜１０のアルコキ
   シ基およびハロゲン原子のいずれかを示し、Ｒ＾１、Ｒ
   ＾２は水素原子および炭素数１〜５のアルキル基のいず
   れかを示し、Ｘ＾３、Ｘ＾４は水素原子、炭素数１〜６
   のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基およびハロゲ
   ン原子のいずれかを示す。） で表わされる繰返し単位を有するとともに、極限粘度数
   ［η］（塩化メチレン中、２０℃）が０．３ｄｌ／ｇ以
   上であるポリカーボネート系重合体からなり、かつ、鞘
   材層の屈折率が芯材の屈折率よりも０．０１以上小さい
   ことを特徴とするプラスチック光伝送性繊維。