JPH02173709A - 光伝送繊維 - 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〕 本発明は、分子中にヘキサフルオロアセトンを１５〜６
Ｄモル％と高い比率で導入させた含フッ素共重合体を鞘
成分に用い、芯−鞘構造を有する光伝送繊維に関するも
のである。

〔従来技術〕

近年、芯成分として石英あるいはメチルメタクリレート
を主成分とする透明プラスチックを用いた光伝送繊維の
技術が確立されすでに実用化の段階に入っている。これ
らの光伝送繊維を材料別に分類すると石英光ファイバー
、多成分系光ファイバー、プラスチッククラツド光ファ
イバー、プラスチック光ファイバー等に分けられる。こ
れらは伝送距離や加工性の面から用途が決定されるが最
近では中距離あるいは短距離用として鞘成分にプラスチ
ックを用いた光伝送繊維がその加工性、生産性あるいは
トータルコストの安さ等から注目されている。つまり、
鞘成分をプラスチックにすることによって上記の性能に
あわせて可撓性が付与できるばかりでなく開口数が大き
くとれるなどの利用が発現する。

前述の様なプラスチッククラツド光ファイバーや、プラ
スチック光ファイバーに使用できる鞘成分としては、一
般的にフッ素樹脂が多く使用されている。これは、フン
素樹脂特有の低屈折率性が鞘成分としての要求性能に適
合しているためであり、低屈折率性以外にも透明性、密
着性、加工性、耐熱性などの性能を保持させるべく検討
することで鞘成分として有用なフッ素樹脂が数多開発さ
れている。プラスチック光ファイバーを例にとると鞘材
として使用されているフッ素樹脂はフッ素系アクリル樹
脂（特公昭４３−８９７８）とフッ化ビニリデン系樹脂
（特開昭５Ｏ−２０７３７）に大別される。フッ素系ア
クリル樹脂の場合には透明性は高く屈折率も低くするこ
とができるが、芯材との密着性に問題があり長期信頼性
に欠けるといった欠点がある。またフッ化ビニリデン系
樹脂の場合、芯材との密着性は充分なものの結晶成長が
起こるため区期的には透明性が劣化する欠点があげられ
ている。この欠点を解決すべく樹脂の結晶性をコントロ
ールする試みも行われている（特開昭５９−１４８０２
、特開昭５９−１）１）０４）が、まだ充分な性能を得
るにはいたっていない。

またこれらの鞘成分のフッ素樹脂は屈折率がまだまだ高
く、さらに低い屈折率を有した樹脂が要求されている。

この要求を満足すべくフッ素含有率の高いモノマーの使
用が検討されている。たとえばフッ化ビニリデンとヘキ
サフルオロアセトンの共重合体があげられるがこの共重
合の組み合わせでは効率良くヘキサフルオロアセトンを
１５モル％以上の組成で分子中に導入することは不可能
であった（特開昭６ｌ−２２３０５）。

〔発明の解決すべき問題点〕

前述したとおり従来の光伝送繊維の鞘成分には一長一短
があり、改良すべき点を数多（有していた。

本発明は、従来技術にない新規な系列のフッ素樹脂を提
供し、すぐれたプラスチッククラツド光ファイバーや、
プラスチック光ファイバーを提供するものである。本発
明の含フッ素共重合体は従来技術では得られない透明性
、低屈折性、表面硬度、密着性、加工性、耐熱性等を満
足するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、分子中にヘキサフルオロアセトンによるモノ
マー単位を１５〜６０モル％含有した含フッ素共重合体
を鞘成分に用いることによって前記の問題点を解決する
ものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用される必須成分であるヘキサフルオロアセ
トンは単独で重合することが困難であり、共重合が一般
的に行われている。しかしながら重合法として最も容易
なラジカル重合では、ヘキサフルオロアセトンを多量導
入することは不可能である。たとえばフン化ビニリデン
との共重合では、ヘキサフルオロアセトンを１５モル％
以上効率より共重合させることはできなかった。このた
めヘキサフルオロアセトンの少量添加による樹脂の改質
が数多く検討されてきた。本発明では、アニオン重合に
よる重合法を用いることにより、ヘキサフルオロアセト
ンを１５モル％以上導入した含フッ素共重合体を製造し
光伝送繊維の鞘成分として使用したところ従来にない光
伝送繊維となることを見い出し本発明の完成にいたった
。ヘキサフルオロアセトンのアニオン共重合は公知では
あるが、その共重合組成をコントロールし光伝送繊維と
して応用した例は報告されていない。

本発明に使用されるヘキサフルオロアセトンと共重合可
能な共重合成分としては一般的にアニオン重合性を持つ
ものであれば特に限定されないが、エポキシド系モノマ
ーとしてたとえば、エチレンオキシド、１．２−エポキ
シプロパン、エピクロルヒドリン、１．２−エポキシブ
タン、２．３−エポキシブタン、２．３−エポキシペン
クン、２−フェニル−１）２−エポキシプロパン、■、
２−エポキシデカン、１）２−エポキシオクタデカン、
２−メチル−Ｌ４−フェニル−１，２−エポキシブタン
、■、２−エポキシシクロベンタン、１）２−エポキシ
シクロヘキサン、１．２−エポキシ−３メチル−シクロ
ヘキサン、１．２−エポキシ−１フエニルエタン、３．
４−エポキシ−１−フタン、３．４−エポキシ−１−オ
クタデセン、３−メトキシ−１，２−エポキシプロパン
、３−フェノキシ−１，２−エポキシプロパン、３−（
２−メチルエトキシ）−Ｌ　２−エポキシプロパン、４
−ヒドロキシ−１，２−エポキシブタン、２−ブチル−
１２−エポキシヘキサン、ノーシアノ−１，２−エポキ
シプロパン、エチル−２，３−エポキシブタノエート、
■、２−エポキシデカン酸、１．２−エポキシプロパン
酸、４−ケト−２，３−エポキシペンタン、グリシジル
メタクリレートなどのモノマーのうち１種もしくは２種
以上の組み合わせで使用できる。また前記モノマーのう
ちその一部もしくは全部の水素をふっ素、塩素、臭素等
に置換したハロゲン化物や、シリコン含有エポキシドも
使用することができる。

さらには、アルデヒド系の七ツマ−も共重合成分として
使用できる。たとえばホルムアルデヒド、アセトアルデ
ヒドまたは、イソブチルアルデヒドなどが使用可能であ
るが、これらの水素の一部もしくは全部をハロゲンに変
えたものも使用できる。またこれらの１種もしくは２種
以上の共重合やあるいは前記エポキシドとの多元共重合
も可能である。さらに、ヘキサフルオロアセトンの共重
合成分として通常のアニオン性ビニルモノマーも１種類
もくしは２種以上を使用できる。たとえば、スチレン、
アクリロニトリル、イソプレン、ブタジェン、またはメ
タクリル酸メチンに代表されるアクリル系も七ツマ−な
どがあげられるがアニオン重合性を有したものであれば
特に限定なく使用できる。この場合も一部もしくは全部
をハロゲンに置換した七ツマ−の使用も可能であり、ま
た前記エポキシドやアルデヒド系モノマーとの多元共重
合も可能である。

以上の様な七ツマ−とヘキサフルオロアセトンとの共重
合組成はヘキサフルオロアセトン含量が１５〜６０モル
％で使用できる。ヘキサフルオロアセトンが１５モル％
以下になると、ヘキサフルオロアセトンの効果つまり低
屈折率性や透明性が充分でなく、また６０モル％以上の
共重合体は、効率良く得られる重合法がない。

以上の共重合成分のうち、エポキシド系、アルデヒド系
ビニルモノマー系の一部では、ヘキサフルオロアセトン
と１：１の交互共重合を作る場合がありこの場合には強
靭で耐熱性にすぐれた共重合体となる。

以上に掲げた様なヘキサフルオロアセトンとアニオン重
合性モノマーとの共重合は一般的なアニオン重合であれ
ば特に規定なく行うことができる。つまり陰イオン性の
重合触媒を用いて重合反応を開始させることができる。

使用できる触媒の例としては、アルカリ金属のフルオラ
イド、シアナイド、シアネートまたはチオシアネート類
、あるいは、アルキルスルホキサイド、アルコキシサイ
ド、またはアシレート類、あるいは、テトラアルキルア
ンモニウムクロライド、シアナイドまたはヒドロキサイ
ド類、あるいはトリアルキルアリール−アンモニウムク
ロライド、シアナイドまたはヒドロキサイド類、あるい
はト１）アルキルアラルキル−アンモニウムクロライド
、シアナイド、またはヒドロキサイド類、あるいはピリ
ジン、第３級低級アルキルアミン、またはホスフィンオ
キサイド等があげられる。上記の触媒は、少なくともモ
ノマーの０．００１重量％以上で七ツマ−と共に混合し
反応に供される。この際反応成分や反応性成物に対して
不活性な溶媒を反応媒体として使用してもよい。ただし
反応を停止させる因子である水分やプロトン性触媒を反
応触媒中しらとり除くことが必要である。

以上の様にして生成された含フッ素共重合体は樹脂の耐
熱性、長期安定性や科学的安定性を改良するためにエン
ドキャッピング−すなわち共重合体の末端をエステルや
エーテル基またはハロゲンで置換して使用することもで
きる。

以上の様にして得られた含フッ素共重合体は、前述した
様にヘキサフルオロアセトンと１：ｌの共重合を作るの
が多いが、そうでない場合でもヘキサフルオロアセトン
含量を１５モル％〜６０モル％の範囲で使用することが
できる。また、共重合体の相手上ツマ−の選択は、光伝
送繊維の使用条件により任意選択が可能である。つまり
、使用する芯材の種類や使用温度、屈折率、使用波長に
よる透明性や力学的な必要性能などにより使用上ツマ−
が決定できる。

本発明に使用できる芯成分としては、ポリメチルメタク
リレートやメチルメタクリレートを主成分とするアクリ
ル樹脂、スチレン樹脂、あるいは耐熱性を付与させるた
めにポリカーボネート樹脂も使用可能である。またこれ
らの透明樹脂の水素を重水素化したものも使用でき、さ
らにはプラスチッククラツド光ファイバーとして石英を
芯成分として使用することも可能である。

光伝送繊維の製造方法としては特に限定されないが、芯
成分と鞘成分を特殊ノズルによって共押出しする方法と
、石英等の場合の様に芯成分を紡糸した後に鞘材の溶融
物や、有機溶媒に溶解させた溶液を通過させ被覆形成さ
せる方法の２種に大別される。

以下本発明を実施例によって説明するが特にこれらによ
って限定されるものではない。

実施例１ ガラスライニングされた耐圧オートクレーブを反応器と
して使用し、セシウムフルオライド２００ｍｇを仕込ん
だ。反応器を充分に減圧乾燥した後−５０℃にまで冷却
し、次に１．２工ポキシプロパン３ｇ１エチレンオキシ
ド３５ｇ１ヘキサフルオロアセトン７０ｇを仕込み５℃
で４８時間重合した。つづいて、減圧下で残存上ツマ−
を取り除き、内容物をアセトンとメチルアルコールの８
０／２０混合溶媒で洗浄した後に乾燥したところ白色の
含フッ素共重合体８０ｇが得られた。この含フッ素共重
合体は融点が１６０℃の透明な固体を形成し、屈折率は
１．３４８であった。

次にメチルメタクリレートを、塊状重合によりラジカル
重合を行い前記の含フッ素共重合体とともに押出機型の
紡糸機で溶融し特殊ノズルを用いて複合紡糸し、光伝送
繊維を得た。この光伝送繊維の伝送損失は６５０ｎｍで
１０２ｄＢ／にｍであった。またこの光伝送繊維を９０
℃の恒温室で５００時間保持したが伝送損失は１０４ｄ
Ｂ／Ｋｍと安定していた。

実施例２ 実施例１と同様の方法で、１．２−エポキシプロパン２
０ｇ１エチレンオキシド２０ｇ１ヘキサフルオロアセト
ン７０ｇを仕込み１０℃で４８時間重合した。つづいて
減圧下で残存モノマーをとりのぞき、内容物をメチルア
ルコールと水の８０／２０混合溶媒で洗浄した後に乾燥
したところ白色の含フッ素共重合体７２ｇが得られた。

この含フッ素共重合体は屈折率が１．３４９であり、ま
たメチルイソブチルケトンとアセトンの５０１５０溶媒
に溶解した。

次に、石英ガラスを高周波誘導加熱炉を用いて１２０μ
ｍの径で紡糸した後に、前記念フッ素共重合体の溶液中
を通過させ８０℃の熱風で乾燥し、プラスチッククラツ
ド光ファイバーを得た。

この光伝送繊維の伝送損失は６５０ｎｍで２．２ｄＢ／
Ｋｍであった。

実施例３〜５ 実施例１と同様の方法で、ホルムアルデヒド３０ｇイソ
ブチルアルデヒド８ｇ、ヘキサフルオロアセトン７０ｇ
を仕込み２０℃で４８時間重合した（実施例３）。また
イソブチルアルデヒド５ｇ１．２工ポキシプロパン３０
ｇ１ヘキサフルオロアセトン７０ｇを仕込み２０℃で４
８時間重合した（実施例４）。

さらには、メチルメタクリレート２０ｇ１スチレン１０
ｇ　、ヘキサフルオロアセトン６５ｇを仕込み２０℃で
４８時間重合した（実施例５）。

以上により得られた共重合体を実施例１と同様に処理し
たところ屈折率がそれぞれ１．３４６．１．３４９およ
び１．３５２の重合体であった。

次に前記の含フッ素共重合体を鞘材とし実施例１と同様
にしてメチルメタクリレート重合体を芯成分に用いた光
伝送繊維を得た。

これらの光伝送繊維の伝送損失は６５０ｎｍの波長でそ
れぞれ１２０ｄＢ／Ｋｍ、　１）６ｄＢ／Ｋｍおよび１
０５ｄＢ／Ｋｍであった。またこれらの光伝送繊維を９
０℃の恒温室で５００時間保持したが、伝送損失の劣化
はほとんどなく安定していた。

〔発明の効果〕

本発明によるとヘキサフルオロアセトンの高含有率を有
した鞘成分を使用することで透明性、低屈折率、芯材と
の密着性、表面硬度、柔軟性及び耐熱性、成形性等の条
件を総合的に満足した光伝送繊維ができる。すなわち鞘
材として従来にみられない様な、共重合組成を有した含
フッ素共重合体を用いることによってフッ素含有率が高
く、しかも同時に光伝送繊維の使用条件に適した鞘材が
共重合成分をコントロールすることで任意に製造できる
という効果を奏する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）分子中にヘキサフルオロアセトンによるモノマー
   単位を１５〜６０モル％含有した含フッ素共重合体を、
   鞘成分に用いることを特徴とする芯−鞘構造を有する光
   伝送繊維。
2. （２）鞘成分に用いる含フッ素共重合体の重合方法が、
   アニオン重合であることを特徴とする請求項（１）記載
   の光伝送繊維。
3. （３）ヘキサフルオロアセトンとエポキシド系モノマー
   の共重合体を、鞘成分に用いることを特徴とする請求項
   （１）および（２）記載の光伝送繊維。
4. （４）ヘキサフルオロアセトンとアルデヒド系モノマー
   の共重合体を、鞘成分に用いることを特徴とする請求項
   （１）および（２）記載の光伝送繊維。
5. （５）ヘキサフルオロアセトンとアニオン重合性ビニル
   モノマーの共重合体を、鞘成分に用いることを特徴とす
   る請求項（１）および（２）記載の光伝送繊維。