JPH0141961B2 - - Google Patents
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- JPH0141961B2 JPH0141961B2 JP57105069A JP10506982A JPH0141961B2 JP H0141961 B2 JPH0141961 B2 JP H0141961B2 JP 57105069 A JP57105069 A JP 57105069A JP 10506982 A JP10506982 A JP 10506982A JP H0141961 B2 JPH0141961 B2 JP H0141961B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methacrylate
- optical transmission
- polymer
- carbon atoms
- hydrocarbon group
- Prior art date
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- Expired
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
- G02B1/045—Light guides
- G02B1/048—Light guides characterised by the cladding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
本発明は芯−さや構造から成る耐熱性にすぐれ
た光伝送繊維に関する。 光伝送繊維は従来、ガラス系材料を基体として
製造され、光信号伝送媒体として機器間や機器内
の計測制御用、データ伝送用あるいは医療用、装
飾用や画像伝送用として広く利用されている。し
かし、ガラス系材料を基材とした光伝送繊維は、
内径の細い繊維にしないと可撓性に乏しい欠点が
あり、又、断線しやすいこと、比重が大きいこ
と、コネクターを含めて高価であることなどの理
由から、最近これをプラスチツクで作る試みが
種々提案されている。 プラスチツクを使用する場合の大きな特徴は軽
量であること、内径の太い繊維でも強靭で可撓性
に富むこと、従つて、高開口度、大口径が可能で
あり、受発光素子との結合が容易であることなど
操作性にすぐれている点にある。プラスチツクで
このような光伝送繊維を製造する一般的な方法
は、屈折率が大きく、かつ、光の透過性が良好な
プラスチツクを芯成分とし、これよりも屈折率が
小さく、かつ、透明なプラスチツクをさや成分と
する芯−さや構造を有する繊維とするものであ
る。この方法は、芯−さや界面で光を反射させる
ことにより光を伝送するものであり、芯とさやを
構成するプラスチツクの屈折率の差の大きいもの
ほど光伝送性にすぐれている。 光透過性の高いプラスチツクとしては無定形の
材料が好ましく、工業的にはポリメタクリル酸メ
チルやポリスチレンが注目される材料である（例
えば、特公昭43−8978号公報、特公昭53−21660
号公報）。 しかし、このようなプラスチツクの光伝送繊維
は温度の上昇と共に伝送損失の低下があり、その
低下値が大きく、光信号媒体としての信頼性に欠
ける場合があつた。また、耐熱性に欠点があり、
移動体、たとえば自動車、船舶、航空機またはロ
ボツトなどへ適用する場合には用途や適用個所に
制限が生ずる。ポリメタクリル酸メチルやポリエ
チレンの使用可能な上限温度は約80℃であり、そ
れ以上の温度では熱収縮が大きくなつたり、変形
したり、ミクロ構造上のゆらぎが生じて、光伝送
繊維としての機能を果さなくなるなどの欠点を有
し、又、一旦80℃以上の温度条件下で使用される
と、常温にもどしても光伝送損失が大きくなり再
び使用することが出来なくなるなど、狭い温度領
域でしか使用出来ないという欠点を有し、耐熱性
にすぐれたプラスチツク光伝送繊維の開発がのぞ
まれていた。 本発明者らはかかる現状にかんがみ、耐熱性に
すぐれ、かつ、光伝送性にすぐれたプラスチツク
光伝送繊維の開発を鋭意検討した結果、本発明に
到達した。 すなわち、本発明はエステル部分に炭素数８以
上の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エス
テルから成る重合体を芯成分とし、該芯成分より
も少なくとも３％小さい屈折率を有する透明重合
体をさや成分とすることを特徴とする耐熱性にす
ぐれた光伝送繊維を提供するものである。 本発明の光伝送繊維は、常温から80℃附近まで
の温度範囲において使用できる芯成分にポリメタ
クリル酸メチルを使用した従来から提案されてい
る光伝送繊維に比べ、温度の上昇と共に生ずる導
光損失の低下の割合が少なく、光信号伝送媒体と
しての信頼性をいちじるしく高めうるものであ
る。さらに予期せざることに、上述の従来から提
案されている光伝送繊維が全く使用出来ない温度
においても、導光損失の低下がほとんど見られな
い光伝送繊維を提供しうるものである。 本発明において芯成分に使用されるエステル部
分に炭素数８以上の脂環式炭化水素基を有するメ
タクリル酸エステルからなる重合体を構成する単
量体は、式 （ここでＲは炭素数０〜２からなる炭化水素基
で、Ａは炭素数８以上の脂環式炭化水素基であ
る）であらわされる単量体である。 該単量体は、メタクリル酸あるいはより好まし
くはその酸塩化物を式ROHの脂環式炭化水素・
モノオールでエステル化することによつてつくら
れる。 脂環式炭化水素・モノオールとしては１−アダ
マンタノール、２−アダマンタノール、３−メチ
ル−１−アダマンタノール、３，５−ジメチル−
１−アダマンタノール、３−エチルアダマンタノ
ール、３−メチル−５−エチル−１−アダマンタ
ノール、３，５，８−トリエチル−１−アダマン
タノールおよび３，５−ジメチル−８−エチル−
１−アダマンタノール、オクタヒドロ−４，７−
メタノインデン−５−オール、オクタヒドロ−
４，７−メタノインデン−１−イルメタノール、
ｐ−メンタノール８、ｐ−メンタノール−２，３
−ヒドロキシ−２，６，６−トリメチル−ビシク
ロ〔３，１，１〕ヘプタン、３，７，７−トリメ
チル−４−ヒドロキシ−ビシクロ〔４，１，０〕
ヘプタン、ボルネオール、イソボルネオール、２
−メチルカルフアノール、２，２，５−トリメチ
ルシクロヘキサノール等の脂環式炭化水素・モノ
オールをあげることができ、これに対応するメタ
クリル酸エステルからなる重合体又は共重合体を
例示することができる。脂環式炭化水素基に限定
する理由は芳香族炭化水素基の場合、光伝送繊維
において導光損失が大きく、光信号伝送媒体とし
ての用途に制限が生じるためである。 炭素数８以上の脂環式炭化水素基のうち、とく
に好適には炭素数10以上の脂環式炭化水素基の場
合が耐熱性向上の寄与率が高い。 これらのメタクリル酸エステルの中で特に好適
にはメタクリル酸−１−アダマンチル、メタクリ
ル酸−２−アダマンチル、メタクリル酸−３，５
−ジメチル−１−アダマンチル、メタクリル酸ボ
ルニル、メタクリル酸イソボニル、メタクリル酸
フエンチル、メタクリル酸Ｌ−メンチル、メタク
リル酸−ｐ−メンタン、メタクリル酸２−メチル
カンフアン、メタクリル酸２，２，５−トリメチ
ルシクロヘキサンをあげることができる。該メタ
クリル酸エステルからなる重合体は高い屈折率を
示すので光伝送繊維として好ましい特性を有す
る。 これらのメタクリル酸エステルと共重合する成
分としては、炭素数１〜６のアルキル基を有する
アクリル酸アルキルもしくはメタクリル酸アルキ
ルの中から選ばれ、例えばメチル、エチル、ｎ−
プロピル、ｎ−ブチル、シクロヘキシル等のアル
キル基を有するアクリル酸アルキル、もしくはメ
タクリル酸アルキルを有効に使用することができ
る。 炭素数７以下の脂環式炭化水素基を有するメタ
クリル酸エステルを使用する場合は耐熱性が向上
しない。又、炭素数８以上の場合でも直鎖状炭化
水素基、たとえばメタクリル酸ｎ−オクチルやメ
タクリル酸ｎ−ドデシルなどのメタクリル酸エス
テルは耐熱性向上に寄与しない。 炭素数が約20までの脂環式炭化水素がのぞまし
く、それ以上になると重合体の機械的強度が低下
する傾向にある。 芯成分の重合体は、エステル部分が炭素数８以
上の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エス
テル20〜100％、さらに好ましくは30〜95％から
なる重合体である。該メタクリル酸エステル成分
の含有率は、光伝送繊維としての耐熱性、高温時
の寸法安定性、可撓性を確保するために20％以上
が望ましい。 本発明を構成する他の重要な要素であるさや成
分としては、芯成分よりも少なくとも３％小さい
屈折率を有する透明重合体である。３％より小さ
い屈折率を有する場合、さや成分による光の反射
する割合が小さくなり導光損失が大きくなる。好
ましい透明重合体としては例えば、弗化ビニル、
弗化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペン、ト
リフルオロメチルトリフルオロビニルエーテル、
パーフルオロプロピルトリフルオロビニルエーテ
ル、メタクリル酸パーフルオロ−ｔ−ブチルなど
の含弗素重合体やポリメタクリル酸メチル、ポリ
メタクリル酸エチルやその共重合体をあげること
ができる。 これらの含弗素重合体の中で特に好適には、弗
化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合
体、トリフルオロエチレン−弗化ビニリデン共重
合体、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロペン共重合体およびメタク
リル酸パーフルオロ−ｔ−ブチル重合体をあげる
ことができる。具体的な屈折率としては1.42以下
で、結晶性でなく無定形に近い重合体で、かつ、
前記芯成分のメタクリル酸エステルとの接着性が
良好なものが望ましい。これらさや成分重合体の
製造法は従来の公知の方法でおこなうことができ
る。さや成分重合体の場合は、芯成分重合体の場
合ほど製造法による光伝送性への影響は認められ
ないので、特にゴミなどの異物が混入しないよう
にして、さや成分重合体の製造をおこなえばよ
い。 従来のプラスチツクからなる光伝送繊維の製造
は一般に、芯成分およびさや成分を懸濁重合法で
合成し、これを繊維製造装置に供給していた。こ
の方法においては多量の水を使用するため、その
中に含まれる異物が重合体中に混入しやすく、
又、その脱水工程においても異物が混入する可能
性がある。さらに、生成した重合体を繊維化する
工程において溶融紡糸するために、ペレツト化す
る工程を要し、しかも装置的にも重合体製造装置
と繊維製造工程とは分離されて位置するため、異
物が混入しやすく、空気により酸化される環境に
おかれるので着色の原因になるなどの欠点を有す
る。従つて、本発明の光伝送繊維の製造法として
望ましい方法としては、芯成分の重合体の製造段
階と光伝送繊維の製造段階とを連続した工程でお
こない、かつ、芯成分の重合体を高温度下で連続
塊状重合工程およびそれにつづく残存未反応単量
体を主体とする揮発物の連続分離工程の２工程で
製造する方法が望ましい。又は、芯成分を塊状重
合し、ついで、得られた重合体からの芯成分の形
成及びさや成分形成と共に二重押出し法によりお
こなう製造法も望ましい方法である。 塊状重合法においては、ラジカル重合開始剤と
して例えば、２，2′−アゾ−ビス（イソブチロニ
トリル）、１，1′−アゾビス（シクロヘキサンカ
ルボニトリル）、２，2′−アゾビス（２，４−ジ
メチルヴアレロニトリル）、アゾビスイソブタノ
ールジアセテート等のアゾ化合物ならびにジ−
tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ
−tert−ブチルパーフタレート、ジ−tert−ブチ
ルパーアセテート、ジ−tert−アミルパーオキサ
イド等の有機過酸化物があげられる。 又、重合系中には、分子量を制御するために連
鎖移動剤としてtertブチル、ｎ−ブチル、ｎ−オ
クチル、及びｎ−ドデシルメルカプタン等を単量
体モノマーに対し約１モル％以下添加する。 本発明は上述のごとく、芯−さや構造を有する
光伝送繊維において、芯成分およびさや成分に特
定の重合体を使用することにより、従来のプラス
チツク光伝送繊維の適用温度範囲を大巾に拡大す
ることができる耐熱性にすぐれた光伝送繊維を提
供するものであり、その工業的価値はきわめて高
いものである。常用温度を110℃以上とすること
ができることから、たとえば自動車、船舶、航空
機、またはロボツト等への適用を可能とするもの
である。また、構内、ビル内通信においても、温
度条件の緩和により適用範囲を拡大するものであ
る。 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれによつてなんら限定されるも
のではない。 なお、実施例中の導光損失の測定は、ハロゲン
タングステンランプを光源として回折格子分光器
を用い、650nｍの波長における被測定光伝送繊
維と基準光伝送繊維の出力強度をシリコンフオト
ダイオードで読みとり、次式により強度I1、I2か
ら繊維長Ｌ（Km）の導光損失αを求めた。 α（dB／Km）＝10／Ｌlog（I2／I1） この式よりα値が小さいほど光伝送性はすぐれ
ていることを示す。 また、耐熱性試験は得られた光伝送繊維を所定
時間加熱したのち、初期と加熱後の導光損失を測
定し比較することによりおこなつた。 実施例 １ 減圧蒸溜によつて精製したメタクリル酸−１−
アダマンチル87部、メチルアクリレート13部、ｎ
−ドデシルメルカプタン0.05部および２，2′−ア
ゾビス（２，４−ジメチルヴアレロニトリル）
0.05部からなる混合物を酸素不存在下で調合し、
150℃に維持された反応槽に送り、滞溜時間８時
間予備重合し、次いで200℃に維持されたスクリ
ユーコンベア中に送り、滞溜時間２時間で重合を
完了し、25℃、クロロホルム溶液で求めた極限粘
度〔η〕0.70、屈折率1.547の重合体をえた。更
に、この重合体を255℃に加熱したベントつき押
出機に供給し、235℃に維持された二重押出しノ
ズルの中心より直径１mmのストランド状の該重合
体を芯成分として吐出しながら、弗化ビニリデン
−テトラフルオロエチレン共重合体〔弗化ビニリ
デン70％、屈折率1.405、溶融流動指数140（230
℃）〕をさや成分として溶融被覆し、芯−さや構
造のストランドをえた。芯−さや重合体の配合比
は90：10に設定した。ついで、力学的強靭性を付
与するためこのストランドを1.8倍に延伸して、
直径約0.75mmの光伝送繊維をえた。25℃と70℃に
おける導光損失を測定したところ、650nｍの波
長においてそれぞれ340dB／Km、370dB／Kmであ
つた。この光伝送繊維を120℃、３時間熱処理し
たのち導光損失を再測定した結果、400dB／Kmで
あり、すぐれた耐熱性を示した。 実施例 ２〜６ 実施例１と同様な操作により、芯成分重合体お
よびさや成分重合体をかえて、光伝送繊維をえた
のち、耐熱性を調べた。いずれもすぐれた耐熱性
を示す光伝送繊維であつた（表１）。 比較例 比較のために、実施例１と同様な操作により、
芯成分としてポリメタクリル酸メチルを用いさや
成分に弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
共重合体を用いた芯−さや構造を有する光伝送繊
維をえた。25℃と70℃における導光損失を測定し
たところ、650nｍの波長においてそれぞれ
350dB／Km、500dB／Kmであつた。このものを
105℃で７時間、110℃で３時間、120℃で３時間
または150℃で３時間それぞれ加熱処理したとこ
ろ、いずれも1000dB／Km以上の伝送損失を示し、
耐熱性はおとつていた。 また、芯成分としてメタクリル酸ベンジルまた
はメタクリル酸−ｎ−オクチルからなる重合体を
用いてえた光伝送繊維も100℃、２時間熱処理後
はいずれも1000dB／Km以上の伝送損失を示した。 実施例 ７および８ 実施例１と同様な操作により、表２に示すよう
な芯成分重合体およびさや成分重合体を用いて光
伝送繊維をつくり、耐熱性を調べ、結果を表２に
示した。いずれもすぐれた耐熱性を示した。
た光伝送繊維に関する。 光伝送繊維は従来、ガラス系材料を基体として
製造され、光信号伝送媒体として機器間や機器内
の計測制御用、データ伝送用あるいは医療用、装
飾用や画像伝送用として広く利用されている。し
かし、ガラス系材料を基材とした光伝送繊維は、
内径の細い繊維にしないと可撓性に乏しい欠点が
あり、又、断線しやすいこと、比重が大きいこ
と、コネクターを含めて高価であることなどの理
由から、最近これをプラスチツクで作る試みが
種々提案されている。 プラスチツクを使用する場合の大きな特徴は軽
量であること、内径の太い繊維でも強靭で可撓性
に富むこと、従つて、高開口度、大口径が可能で
あり、受発光素子との結合が容易であることなど
操作性にすぐれている点にある。プラスチツクで
このような光伝送繊維を製造する一般的な方法
は、屈折率が大きく、かつ、光の透過性が良好な
プラスチツクを芯成分とし、これよりも屈折率が
小さく、かつ、透明なプラスチツクをさや成分と
する芯−さや構造を有する繊維とするものであ
る。この方法は、芯−さや界面で光を反射させる
ことにより光を伝送するものであり、芯とさやを
構成するプラスチツクの屈折率の差の大きいもの
ほど光伝送性にすぐれている。 光透過性の高いプラスチツクとしては無定形の
材料が好ましく、工業的にはポリメタクリル酸メ
チルやポリスチレンが注目される材料である（例
えば、特公昭43−8978号公報、特公昭53−21660
号公報）。 しかし、このようなプラスチツクの光伝送繊維
は温度の上昇と共に伝送損失の低下があり、その
低下値が大きく、光信号媒体としての信頼性に欠
ける場合があつた。また、耐熱性に欠点があり、
移動体、たとえば自動車、船舶、航空機またはロ
ボツトなどへ適用する場合には用途や適用個所に
制限が生ずる。ポリメタクリル酸メチルやポリエ
チレンの使用可能な上限温度は約80℃であり、そ
れ以上の温度では熱収縮が大きくなつたり、変形
したり、ミクロ構造上のゆらぎが生じて、光伝送
繊維としての機能を果さなくなるなどの欠点を有
し、又、一旦80℃以上の温度条件下で使用される
と、常温にもどしても光伝送損失が大きくなり再
び使用することが出来なくなるなど、狭い温度領
域でしか使用出来ないという欠点を有し、耐熱性
にすぐれたプラスチツク光伝送繊維の開発がのぞ
まれていた。 本発明者らはかかる現状にかんがみ、耐熱性に
すぐれ、かつ、光伝送性にすぐれたプラスチツク
光伝送繊維の開発を鋭意検討した結果、本発明に
到達した。 すなわち、本発明はエステル部分に炭素数８以
上の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エス
テルから成る重合体を芯成分とし、該芯成分より
も少なくとも３％小さい屈折率を有する透明重合
体をさや成分とすることを特徴とする耐熱性にす
ぐれた光伝送繊維を提供するものである。 本発明の光伝送繊維は、常温から80℃附近まで
の温度範囲において使用できる芯成分にポリメタ
クリル酸メチルを使用した従来から提案されてい
る光伝送繊維に比べ、温度の上昇と共に生ずる導
光損失の低下の割合が少なく、光信号伝送媒体と
しての信頼性をいちじるしく高めうるものであ
る。さらに予期せざることに、上述の従来から提
案されている光伝送繊維が全く使用出来ない温度
においても、導光損失の低下がほとんど見られな
い光伝送繊維を提供しうるものである。 本発明において芯成分に使用されるエステル部
分に炭素数８以上の脂環式炭化水素基を有するメ
タクリル酸エステルからなる重合体を構成する単
量体は、式 （ここでＲは炭素数０〜２からなる炭化水素基
で、Ａは炭素数８以上の脂環式炭化水素基であ
る）であらわされる単量体である。 該単量体は、メタクリル酸あるいはより好まし
くはその酸塩化物を式ROHの脂環式炭化水素・
モノオールでエステル化することによつてつくら
れる。 脂環式炭化水素・モノオールとしては１−アダ
マンタノール、２−アダマンタノール、３−メチ
ル−１−アダマンタノール、３，５−ジメチル−
１−アダマンタノール、３−エチルアダマンタノ
ール、３−メチル−５−エチル−１−アダマンタ
ノール、３，５，８−トリエチル−１−アダマン
タノールおよび３，５−ジメチル−８−エチル−
１−アダマンタノール、オクタヒドロ−４，７−
メタノインデン−５−オール、オクタヒドロ−
４，７−メタノインデン−１−イルメタノール、
ｐ−メンタノール８、ｐ−メンタノール−２，３
−ヒドロキシ−２，６，６−トリメチル−ビシク
ロ〔３，１，１〕ヘプタン、３，７，７−トリメ
チル−４−ヒドロキシ−ビシクロ〔４，１，０〕
ヘプタン、ボルネオール、イソボルネオール、２
−メチルカルフアノール、２，２，５−トリメチ
ルシクロヘキサノール等の脂環式炭化水素・モノ
オールをあげることができ、これに対応するメタ
クリル酸エステルからなる重合体又は共重合体を
例示することができる。脂環式炭化水素基に限定
する理由は芳香族炭化水素基の場合、光伝送繊維
において導光損失が大きく、光信号伝送媒体とし
ての用途に制限が生じるためである。 炭素数８以上の脂環式炭化水素基のうち、とく
に好適には炭素数10以上の脂環式炭化水素基の場
合が耐熱性向上の寄与率が高い。 これらのメタクリル酸エステルの中で特に好適
にはメタクリル酸−１−アダマンチル、メタクリ
ル酸−２−アダマンチル、メタクリル酸−３，５
−ジメチル−１−アダマンチル、メタクリル酸ボ
ルニル、メタクリル酸イソボニル、メタクリル酸
フエンチル、メタクリル酸Ｌ−メンチル、メタク
リル酸−ｐ−メンタン、メタクリル酸２−メチル
カンフアン、メタクリル酸２，２，５−トリメチ
ルシクロヘキサンをあげることができる。該メタ
クリル酸エステルからなる重合体は高い屈折率を
示すので光伝送繊維として好ましい特性を有す
る。 これらのメタクリル酸エステルと共重合する成
分としては、炭素数１〜６のアルキル基を有する
アクリル酸アルキルもしくはメタクリル酸アルキ
ルの中から選ばれ、例えばメチル、エチル、ｎ−
プロピル、ｎ−ブチル、シクロヘキシル等のアル
キル基を有するアクリル酸アルキル、もしくはメ
タクリル酸アルキルを有効に使用することができ
る。 炭素数７以下の脂環式炭化水素基を有するメタ
クリル酸エステルを使用する場合は耐熱性が向上
しない。又、炭素数８以上の場合でも直鎖状炭化
水素基、たとえばメタクリル酸ｎ−オクチルやメ
タクリル酸ｎ−ドデシルなどのメタクリル酸エス
テルは耐熱性向上に寄与しない。 炭素数が約20までの脂環式炭化水素がのぞまし
く、それ以上になると重合体の機械的強度が低下
する傾向にある。 芯成分の重合体は、エステル部分が炭素数８以
上の脂環式炭化水素基を有するメタクリル酸エス
テル20〜100％、さらに好ましくは30〜95％から
なる重合体である。該メタクリル酸エステル成分
の含有率は、光伝送繊維としての耐熱性、高温時
の寸法安定性、可撓性を確保するために20％以上
が望ましい。 本発明を構成する他の重要な要素であるさや成
分としては、芯成分よりも少なくとも３％小さい
屈折率を有する透明重合体である。３％より小さ
い屈折率を有する場合、さや成分による光の反射
する割合が小さくなり導光損失が大きくなる。好
ましい透明重合体としては例えば、弗化ビニル、
弗化ビニリデン、トリフルオロエチレン、テトラ
フルオロエチレン、ヘキサフルオロプロペン、ト
リフルオロメチルトリフルオロビニルエーテル、
パーフルオロプロピルトリフルオロビニルエーテ
ル、メタクリル酸パーフルオロ−ｔ−ブチルなど
の含弗素重合体やポリメタクリル酸メチル、ポリ
メタクリル酸エチルやその共重合体をあげること
ができる。 これらの含弗素重合体の中で特に好適には、弗
化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合
体、トリフルオロエチレン−弗化ビニリデン共重
合体、弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロペン共重合体およびメタク
リル酸パーフルオロ−ｔ−ブチル重合体をあげる
ことができる。具体的な屈折率としては1.42以下
で、結晶性でなく無定形に近い重合体で、かつ、
前記芯成分のメタクリル酸エステルとの接着性が
良好なものが望ましい。これらさや成分重合体の
製造法は従来の公知の方法でおこなうことができ
る。さや成分重合体の場合は、芯成分重合体の場
合ほど製造法による光伝送性への影響は認められ
ないので、特にゴミなどの異物が混入しないよう
にして、さや成分重合体の製造をおこなえばよ
い。 従来のプラスチツクからなる光伝送繊維の製造
は一般に、芯成分およびさや成分を懸濁重合法で
合成し、これを繊維製造装置に供給していた。こ
の方法においては多量の水を使用するため、その
中に含まれる異物が重合体中に混入しやすく、
又、その脱水工程においても異物が混入する可能
性がある。さらに、生成した重合体を繊維化する
工程において溶融紡糸するために、ペレツト化す
る工程を要し、しかも装置的にも重合体製造装置
と繊維製造工程とは分離されて位置するため、異
物が混入しやすく、空気により酸化される環境に
おかれるので着色の原因になるなどの欠点を有す
る。従つて、本発明の光伝送繊維の製造法として
望ましい方法としては、芯成分の重合体の製造段
階と光伝送繊維の製造段階とを連続した工程でお
こない、かつ、芯成分の重合体を高温度下で連続
塊状重合工程およびそれにつづく残存未反応単量
体を主体とする揮発物の連続分離工程の２工程で
製造する方法が望ましい。又は、芯成分を塊状重
合し、ついで、得られた重合体からの芯成分の形
成及びさや成分形成と共に二重押出し法によりお
こなう製造法も望ましい方法である。 塊状重合法においては、ラジカル重合開始剤と
して例えば、２，2′−アゾ−ビス（イソブチロニ
トリル）、１，1′−アゾビス（シクロヘキサンカ
ルボニトリル）、２，2′−アゾビス（２，４−ジ
メチルヴアレロニトリル）、アゾビスイソブタノ
ールジアセテート等のアゾ化合物ならびにジ−
tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ
−tert−ブチルパーフタレート、ジ−tert−ブチ
ルパーアセテート、ジ−tert−アミルパーオキサ
イド等の有機過酸化物があげられる。 又、重合系中には、分子量を制御するために連
鎖移動剤としてtertブチル、ｎ−ブチル、ｎ−オ
クチル、及びｎ−ドデシルメルカプタン等を単量
体モノマーに対し約１モル％以下添加する。 本発明は上述のごとく、芯−さや構造を有する
光伝送繊維において、芯成分およびさや成分に特
定の重合体を使用することにより、従来のプラス
チツク光伝送繊維の適用温度範囲を大巾に拡大す
ることができる耐熱性にすぐれた光伝送繊維を提
供するものであり、その工業的価値はきわめて高
いものである。常用温度を110℃以上とすること
ができることから、たとえば自動車、船舶、航空
機、またはロボツト等への適用を可能とするもの
である。また、構内、ビル内通信においても、温
度条件の緩和により適用範囲を拡大するものであ
る。 次に、本発明を実施例により更に詳細に説明す
るが、本発明はこれによつてなんら限定されるも
のではない。 なお、実施例中の導光損失の測定は、ハロゲン
タングステンランプを光源として回折格子分光器
を用い、650nｍの波長における被測定光伝送繊
維と基準光伝送繊維の出力強度をシリコンフオト
ダイオードで読みとり、次式により強度I1、I2か
ら繊維長Ｌ（Km）の導光損失αを求めた。 α（dB／Km）＝10／Ｌlog（I2／I1） この式よりα値が小さいほど光伝送性はすぐれ
ていることを示す。 また、耐熱性試験は得られた光伝送繊維を所定
時間加熱したのち、初期と加熱後の導光損失を測
定し比較することによりおこなつた。 実施例 １ 減圧蒸溜によつて精製したメタクリル酸−１−
アダマンチル87部、メチルアクリレート13部、ｎ
−ドデシルメルカプタン0.05部および２，2′−ア
ゾビス（２，４−ジメチルヴアレロニトリル）
0.05部からなる混合物を酸素不存在下で調合し、
150℃に維持された反応槽に送り、滞溜時間８時
間予備重合し、次いで200℃に維持されたスクリ
ユーコンベア中に送り、滞溜時間２時間で重合を
完了し、25℃、クロロホルム溶液で求めた極限粘
度〔η〕0.70、屈折率1.547の重合体をえた。更
に、この重合体を255℃に加熱したベントつき押
出機に供給し、235℃に維持された二重押出しノ
ズルの中心より直径１mmのストランド状の該重合
体を芯成分として吐出しながら、弗化ビニリデン
−テトラフルオロエチレン共重合体〔弗化ビニリ
デン70％、屈折率1.405、溶融流動指数140（230
℃）〕をさや成分として溶融被覆し、芯−さや構
造のストランドをえた。芯−さや重合体の配合比
は90：10に設定した。ついで、力学的強靭性を付
与するためこのストランドを1.8倍に延伸して、
直径約0.75mmの光伝送繊維をえた。25℃と70℃に
おける導光損失を測定したところ、650nｍの波
長においてそれぞれ340dB／Km、370dB／Kmであ
つた。この光伝送繊維を120℃、３時間熱処理し
たのち導光損失を再測定した結果、400dB／Kmで
あり、すぐれた耐熱性を示した。 実施例 ２〜６ 実施例１と同様な操作により、芯成分重合体お
よびさや成分重合体をかえて、光伝送繊維をえた
のち、耐熱性を調べた。いずれもすぐれた耐熱性
を示す光伝送繊維であつた（表１）。 比較例 比較のために、実施例１と同様な操作により、
芯成分としてポリメタクリル酸メチルを用いさや
成分に弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン
共重合体を用いた芯−さや構造を有する光伝送繊
維をえた。25℃と70℃における導光損失を測定し
たところ、650nｍの波長においてそれぞれ
350dB／Km、500dB／Kmであつた。このものを
105℃で７時間、110℃で３時間、120℃で３時間
または150℃で３時間それぞれ加熱処理したとこ
ろ、いずれも1000dB／Km以上の伝送損失を示し、
耐熱性はおとつていた。 また、芯成分としてメタクリル酸ベンジルまた
はメタクリル酸−ｎ−オクチルからなる重合体を
用いてえた光伝送繊維も100℃、２時間熱処理後
はいずれも1000dB／Km以上の伝送損失を示した。 実施例 ７および８ 実施例１と同様な操作により、表２に示すよう
な芯成分重合体およびさや成分重合体を用いて光
伝送繊維をつくり、耐熱性を調べ、結果を表２に
示した。いずれもすぐれた耐熱性を示した。
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エステル部分に炭素数８以上の脂環式炭化水
素基を有するメタクリル酸エステルから成る重合
体を芯成分とし、該芯成分よりも少なくとも３％
小さい屈折率を有する透明重合体をさや成分とす
ることを特徴とする耐熱性にすぐれた光伝送繊
維。 ２ エステル部分に炭素数８以上の脂環式炭化水
素基を有するメタクリル酸エステルが式 （ここでＲは炭素数０〜２からなる炭化水素基
で、Ａは炭素数８以上の脂環式炭化水素基であ
る） で表わされる単量体である特許請求の範囲第１項
に記載の光伝送繊維。 ３ エステル部分に炭素数８以上の脂環式炭化水
素基を有するメタクリル酸エステルから成る重合
体が、メタクリル酸アダマンチル、メタクリル酸
−３，５−ジメチル−１−アダマンチル、メタク
リル酸ボルニル、メタクリル酸イソボルニル、メ
タクリル酸−ｐ−メンタン、メタクリル酸フエン
チルまたはメタクリル酸Ｌ−メンチルからなる重
合体である特許請求の範囲第１項に記載の光伝送
繊維。 ４ 芯成分よりも少なくとも３％小さい屈折率を
有する透明重合体が弗化ビニリデン−テトラフル
オロエチレン共重合体、トリフルオロエチレン−
弗化ビニリデン共重合体、弗化ビニリデン−テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロペン共
重合体、またはメタクリル酸パーフルオロ−ｔ−
ブチル重合体である特許請求の範囲第１項に記載
の光伝送繊維。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57105069A JPS58221808A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 光伝送繊維 |
| EP83105869A EP0097325B1 (en) | 1982-06-17 | 1983-06-15 | Optical fiber |
| DE8383105869T DE3373550D1 (en) | 1982-06-17 | 1983-06-15 | Optical fiber |
| US06/504,861 US4576438A (en) | 1982-06-17 | 1983-06-16 | Heat-resisting optical fiber |
| CA000430675A CA1230767A (en) | 1982-06-17 | 1983-06-17 | Optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57105069A JPS58221808A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 光伝送繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221808A JPS58221808A (ja) | 1983-12-23 |
| JPH0141961B2 true JPH0141961B2 (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=14397658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57105069A Granted JPS58221808A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 光伝送繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221808A (ja) |
-
1982
- 1982-06-17 JP JP57105069A patent/JPS58221808A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58221808A (ja) | 1983-12-23 |
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