JPH04165308A - 耐熱性プラスチック光ファイバ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は高い耐熱性を有するプラスチック光ファイバに
関するものである。

（従来の技術） 従来、光を伝送するファイバは、石英ガラスやプラスチ
ックより作られている０石英ガラス系光ファイバは低損
失であるため、長距離伝送用として現在広く使われてい
る。プラスチック光ファイバは石英ファイバのものに比
べると大きいものの、可どう性がよく、軽量でしかも加
工しやすいため、短距離伝送用として電子機器等に使用
されている。

現在実用化されているプラスチック光ファイバの多くは
芯材（コア材）が透明性のよいポリ（メタクリル酸メチ
ル）で構成されているが、ポリ（メタクリル酸メチル）
の耐熱性は１００℃程度であるため、これらのプラスチ
ック光ファイバは高温となる（例えば１５０℃以上）自
動車のエンジンルーム内で自動車の制御信号伝送用とし
て使用することができない。そこでプラスチック光ファ
イバの耐熱温度を向上させるために種々の試みがされて
いる。例えばポリ（メタクリル酸メチル）の耐熱性を向
上させるため、メタクリル酸メチルとＮ−アリールマレ
イミドを共重合させる方法（特公昭４３−９７５３号）
、ポリ（メタクリル酸メチル）の一部をイミド化する方
法（特開昭６０−１８４２１２号、特開昭６０−１８５
９０５号）、メタクリル酸メチルとα−メチルスチレン
を共重合させる方法等の試みがされている。また近年ポ
リ（メタクリル酸メチル）以外の芯材としてポリカーボ
ネートが用いられるようになってきた（特開昭５７−４
６２０４号、特開昭６１−６６０４号）。またさらに耐
熱性を向上させるために、通常のビスフェノールＡ以外
のポリカーボネートをコア材に用いる検討がなされてき
た（特開昭６４−１９３０８号、同６４−２８６０２５
号） （発明が解決しようとする課題） しかしながら従来用いられてきたビスフェノールＡ系の
ポリカーボネートで作られたプラスチック光ファイバで
も耐熱温度が１２５℃程度であり、自動車のエンジンル
ーム内のような高温に耐え得るものではなかった。また
ビスフェノールＡ以外で作られたポリカーボネートをコ
ア材として用いたプラスチックファイバは、例えばビス
フェノールＡの代わりにビスフェノールＡＦを用いた場
合には加工性や力学的強度が低下し、またビスフェノー
ルＺを用いた場合には高温における光透過率の維持が不
完全であった。

本発明の目的は耐熱性、機械的強度及び加工性に優れた
プラスチック光ファイバを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は （１）芯材として、下記式（１）で表わされる繰返し単
位と、下記式（ｎ）または（ｍ）で表わされる繰返し単
位の少なくとも１種とを主鎖に有してなるポリカーボネ
ート共重合体を用いてなることを特徴とするプラスチッ
ク光ファイバ、（式中、Ｒ１及びＲつは−（ＣＨ，）−
う　（ｋは１以上の−ＳＯ□−１−Ｃ（Ｃ，Ｈ，）、−
１−５ｉ　（ＣＨｚ）　ｔ−または−Ｃ（ＣＦｓ）ｘ−
を示し、Ｘ、、Ｘ、、Ｘ、及びＸ４は水素原子、ハロゲ
ン原子（塩素、フッ素、臭素など）または低級アルキル
基（メチル、エチルなど）を示し、互いに同じでも異な
っていてもよい。ｎは０または１である。） 及び、 （２）芯材として、上記式（１）の繰り返し単位と下記
式（Ｉｌａ）の繰り返し単位 Ｆ３ とを主鎖に有してなるポリカーボネート共重合体を用い
てなることを特徴とするプラスチック光ファイバ により達成された。

本発明のプラスチック光ファイバの芯材には芳香族ポリ
カーボネートの主鎖に前記式（Ｉ）の繰り返し単位を有
しており、樹脂の耐熱性が従来のポリカーボネートに比
べて向上するため、従来のポリカーボネート系プラスチ
ック光ファイバより高い耐熱性を有している。また、本
発明プラスチック光ファイバは芯材としてボリアリレー
トを用いたプラスチック光ファイバより透明性に優れ、
伝送損失も優れている。また、式（１）の繰り返し単位
と式（ＩＩ　ａ）の繰り返し単位を併用していると化学
的耐熱性も高く、従来のビスフェノールＡ系ポリカーボ
ネートのプラスチック光ファイバに比べて、高温におけ
る伝送損失の増加が小さい。

本発明に用いられる共重合成分としては、式（ＩＩ）の
ような芳香族ポリカーボネートまたは式（ＩＩ）のよう
な脂肪族ポリカーボネートのいずれでもよく、またそれ
らの組合わせでもよいが、耐熱性の面から式（ｎ）で表
わされる芳香族ポリカーボネート繰返し単位がより好ま
しい０式（Ｉ）の繰返し単位と式（ＩＴ）及び（ＩＩＩ
）の繰返し単位とのモル比率は好ましくは３：９７〜７
０：３０、より好ましくは５：９５〜６０：４０の範囲
である。

式（Ｉ）の構成単位の比率が大きいほど耐熱性が大きく
なるが、その比率が大きすぎると加工がきわめて困難に
なり、また透明性も低減するからである。またその比率
が小さすぎると、耐熱性がほとんど向上しなくなる。

また式（ＩＩ）の繰返し単位は１種類、または２種類以
上でもよく、特に限定しない。

本発明においては式（１）の繰り返し単位と式（Ｉ［ａ
）の繰り返し単位とを有してなるものがより好ましい、
以下この場合について詳述する。

プラスチック光ファイバのコア材における上記（Ｉ）の
繰り返し単位の比率であるが、モル分率として２〜７０
％、好ましくは５〜６０％の間である。これが７０％を
越えると著しく加工性が低下し、加工時における伝送損
失の増加が生じ、またこれが２％以下であると物理的耐
熱性の向上が見られないからである。

また第二共重合成分として好ましい（Ｉｔ　ａ）は５〜
９５％、好ましくは１０〜９０％の間で設定される。（
Ｉｌａ）が５％より少ない場合には高温時における伝送
損失の増加が大きくなり、また９５％を越えると力学的
強度が著しく低下するためである。

ことに上述（Ｉ）と（ＩＩａ）の繰り返し単位がそれぞ
れ（Ｉ）が５〜６０％、（Ｉｒａ）が４０〜９５％の間
である場合、従来のポリカーボネート系プラスチック光
ファイバに比べ、力学的強度が大きく、高温下における
伝送損失の増加が少なく、しかもファイバにする際の加
工性が良好であるという安定した特性が得られる。

また上記の（１）または（Ｉｌａ）の繰り返し単位の他
に（Ｉｌａ）以外の繰り返し単位で上記（ｎ）の繰り返
し単位に包含されるものと共重合させてもよい。この共
重合させる繰り返し単位は一種類または二種類以上でも
よいが、（Ｉ）の繰り返し単位数より少ない範囲の方が
よく、これが（Ｉ）の繰り返し単位数を越えると、高温
下における伝送損失の増加が生じたり、力学的強度が低
下したりするためである。

また上述の範囲内で（ＩＩ）式のその他の芳香族ポリカ
ーボネート繰り返し単位の代わりに（ＩＩＩ）式の脂肪
族ポリカーボネート繰り返し単位に置きかえてもよい。

次に式（ＩＩ）で表わされる繰返し単位の具体例を挙げ
る。

（上記例においてｘ１〜Ｘ４及びｋは前記とβ１じ意味
をもつ。） また芳香族ポリカーボネート部の一部に下記の群から選
ばれる芳香族ポリエステルを導入してもよい。

本発明において式（Ｉ）の繰返し単位成分とその他の繰
返し単位成分はブロック共重合させてもよいが、ランダ
ム共重合させるのが好ましい。ランダム共重合させるこ
とにより非晶質性を向上させ伝送損失を低下させ、さら
にまた加工性を向上させることができる。

本発明のプラスチック光ファイバに用いられるさや材と
してはフッ素系樹脂（例えばテトラフルオロエチレン、
フッ化ビニリデン、６フツ化プロピレン等の単独共重合
体又は共重合体など）、下記の非晶質フッ素樹脂（主鎖
に環状脂肪族基または複素環基を有するフッ素樹脂）、
また、ポリメチルペンテン、イミド化あるいは脱水メタ
クリル酸系ポリマー、長鎖アルキル鎖を有するアクリル
系化合物のポリマー、屈折率の比較的小さいポリカーボ
ネートなど１５０℃以上の耐熱性を有するものであれば
特に限定しない。

（ａ） （ｂ） （ｃ） （ｄ）　　上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を構成する単祉
体の一種もしくは二種以上と他の共重合性 の含フツ素単量体との共重合体。

これらのうち、次のような主鎖に環構造を有するフッ素
樹脂が代表的なものである。

共重合体。

本発明のプラスチック光ファイバを紡糸する際、樹脂の
ガラス転移点が高いため従来より高温を必要とする。す
なわちポリ（メタクリル酸メチル）樹脂の場合は２４０
℃程度であったが３００℃以上程度まで温度を上げる必
要がある。その他の点は常法に従って紡糸できる。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

実施例１ ０．８モルのビスフェノールＡＦ　（ＢＦ−ＡＦ）と０
．２モルのヒドロキノンに対し、ホスゲン１．３モルを
用い水系ホスゲン法によりポリカーボネート共重合体（
分子量２８０００）を合成した。得られたポリカーボネ
ート共重合体を良く精製した後、これを塩化メチレンに
溶かし、０．１μｍのフィルターを通して精製した。こ
うして式（１）及び（■）（式（Ｉ［）中Ｒ，が−ｃ（
ｃｕｔ−、Ｘ　＋　〜Ｘ、が水素原子、ｎがＯである。

）の繰返し単位からなるポリカーボネートを得た。

得られたポリカーボネートを内層、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）を
外層として、二重押出機にそれぞれの樹脂を無酸素下導
入し、３２０”Ｃに規定された紡糸ヘッドから紡糸する
ことによりプラスチック光ファイバを得た。内層の径（
コア径）は、０．９５ｍｍ、外層の厚さ（クラッド厚）
は１５０μｍであった。

得られたポリカーボネートのガラス転移温度は約１８６
℃であり、屈折率は１．５３であった。

得られたプラスチック光ファイバの伝送損失を１１ｍ−
１ｍでカットバック法で求めたところ１１００ｄｂ／ｋ
ｍ　　（７７０ｎｍ）であった。

またこのプラスチック光ファイバを１５０℃で１週間放
置してもほとんど伝送損失の増加は見られなかった。

実施例２〜１０．比較例１，２ 種々のビスフェノール、ヒドロキノン等を加え、実施例
１と同様な方法でポリカーボネート共重合体を得た。こ
の重合に用いたビスフェノール類など、またその量、ま
た得られたポリカーボネート共重合体の諸物性などは表
１にまとめた。

さらに実施例１と同様な方法で同様のプラスチック光フ
ァイバを得、その伝送損失をｌ１ｍ〜１ｍのカットバッ
ク法（７７０ｎｍ）で求め、さらに１５０℃１週間熱処
理後の伝送損失も表１に示した。

比較例３ ビスフェノールＡ　（ＢＰ−Ａ）からつ（られたポリカ
ーボネート、パンライトＬ−１２５０（商品名、音大化
成社製）をコア材として選択した。

屈折率は１．５９程度であった。

実施例１と同様な処理で同様のプラスチック光ファイバ
を構成した。７７０ｎｍにおけるファイバの損失値は９
００　ｄＢ／ｋｍであり、１５０℃１日間の熱処理後は
測定が不可能であった。

比較例４ ボリアリレート（芳香族ポリエステル）（Ｕ−１００ユ
ニチカ）をコア材として選択した。屈折率は１．６０程
度であった。

実施例１と同様な処理を施し同様のプラスチック光ファ
イバを構成した。７７０ｎｍにおけるファイバの損失値
は２０００　ｄＢ／ｋｍ以上であった。

実施例１１．１２、比較例５，６ ビスフェノールＡＦ、ヒドロキノン等を加え、実施例１
と同様な方法でポリカーボネート共重合体を得た。この
重合に用いたビスフェノール類など、またその量、また
得られたポリカーボネート共重合体の諸物性などは表２
にまとめた。さらに実施例１と同様な方法で同様のプラ
スチック光ファイバを作製した。その伝送損失を１１ｍ
−１ｍのカットバック法（７７０ｎｍ）で求め、さらに
１５０℃１週間熱処理後の伝送損失も表２に示した。

表２ （発明の効果） 本発明において上述（１）の構成単位を必須とするポリ
カーボネート共重合体を芯材として用いることにより、
高い開口数を有し、加工性、透明性に優れ、しかも高温
に耐え得るプラスチック光ファイバを得ることができる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）芯材として、下記式（ I ）で表わされる繰返し
   単位と、下記式（II）または（III）で表わされる繰返
   し単位の少なくとも１種とを主鎖に有してなるポリカー
   ボネート共重合体を用いてなることを特徴とするプラス
   チック光ファイバ。 ▲数式、化学式、表等があります▼…（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼…（II） （式中、Ｒ＿１及びＲ＿２は−（ＣＨ＿２）−＿ｋ（ｋ
   は１以上の正数を示す）−Ｃ（ＣＨ＿２）＿２−、▲数
   式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等
   があります▼、−ＳＯ＿２−、−Ｃ（Ｃ＿２Ｈ＿５）＿
   ２−、−Ｓｉ（ＣＨ＿３）＿２−または−Ｃ（ＣＦ＿３
   ）＿２−を示し、Ｘ＿１、Ｘ＿２、Ｘ＿３及びＸ＿４は
   水素原子、ハロゲン原子または低級アルキル基を示し、
   互いに同じでも異なっていてもよい。ｎは０または１で
   ある。） ▲数式、化学式、表等があります▼…（III） （式中Ｒ＿３は▲数式、化学式、表等があります▼また
   は ▲数式、化学式、表等があります▼ を示す。）
2. （２）芯材として、上記式（ I ）の繰り返し単位と下
   記式（IIａ）の繰り返し単位 ▲数式、化学式、表等があります▼…（IIａ） とを主鎖に有してなるポリカーボネート共重合体を用い
   てなることを特徴とするプラスチック光ファイバ。