JPS60205403A - 耐熱性に優れたプラスチツクオプテイカルフアイバ− - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は改良された芯成分樹脂を用いることを特徴とす
る耐熱性、耐酸化性に優れたプラスチックオプティカル
ファイバーに関する。

〔〔、ｒ東技雨〕

“７−７スｆツクＡプテイカルフアイバーは、無機ガラ
ス７アイパー、とくに石英ガラスファイバーと比較して
、人口ｆ６にしてもｉＪ撓性に侵れ、軒：ｊｔか一つ高
量１」故のものが容易にえられるので光１；・：（との
接続損失が少なく、またＪｉ　ＩＨ的に大−上生産がｕ
ｆ能であるため極めて安価であるという特徴を有し、短
距ｒ！！伝送ンスデムに使用されている。

ｔ、　＃）Ｌ　ｔｘかラプラスチック（プデイカル７ア
、ｆバーには、８０〜Ｉｌ上の使用湿度では伝送損失が
犬］１１に増大するという欠点があるため、自動１（、
航４”機、船舶などの移動体に使用するばあいには、そ
の用ゆが１・ｐ用呵能温度の面から限定され、プラスチ
ックＡブｊイカルファイバーの用ｙ委拡大が妨げられて
いる。それゆえプラスチック、嘘プテイ力ルファイバー
の耐熱性を向上させろ技イ！目的試みがｉｉｉ々なされ
ている。

たとえば特開昭５８−５４４０４号公報、特開昭５８−
２２１８０８号公報には、芯成分樹脂としてメタクリル
酸アリールやメタクリル酸アルキルを用いることが提案
されている。これらは、プラスチックオプティカルファ
イバーの耐熱性を向」二させるため、芯成分樹脂として
炭素数の多い、かさ高いアルキル基を有するメタクリル
酸アルキルや、エステルを構成するアルフールとして芳
香族環を有するアルフールを用いて製造したメタクリル
酸アリールを用い、その重合体のガラス転移点（Ｔ，）
を向上させるという技術思想にもとづくものである。し
かしながらこのような技術思想は、プラスチックオプテ
ィカル７アイノ５−の芯成分樹脂として、特公昭４３−
８９７８号公報、特公昭５３−４２２６１号公報などに
例示されているメタクリル酸アルキルや、特公昭５１−
４９４１５号公報に例示されているメタクリル酸アリー
ルの中で、重合体にしたときのＴ，の高い単１４体を単
に用いているにすぎない。

本発明者らの検討によると、上述のような炭素数の多い
、かさ高いアルキル基を有するメタクリル酸アルキルの
重合体あるいは芳香環をイｆするメタクリル酸アリール
の重合体をプラスチックオプティカルファイバーに用い
ると、たとえ延伸処理を行なったとしても、噛めて可撓
性や屈曲性が劣り、実用上はとんど使用に耐えうるもの
かえられないことがわかっている。

＝　）ｉ　、　４’；ｉ開明５８−６５４０２号公報に
は、メタクリ八酸ニスデルとスチレン誘導体との共重合
体を芯成分樹脂として用いることが例示されている。

これは、芳香環に置換基を有する、重合体にしたばあい
に高いＴ，をｔｇ．えるスチレン誘導体を用いるという
技術思想にもとづいている。しかしながらこの技術思想
は、ブラストツクオプティカルファイバーの芯成分樹脂
として特開＋１＋’（４９−１２７６５７６ｊ公報に例
示さｉｌているスチレン誘導体の重合体およびその共１
ｎ　％体の中でＴ）の高いものを単に用いたということ
にすぎない。

さらにスチレンまたはスチレン誘ｚｇ体からなるｌｋ重
合体芯成分樹脂として用いるばあいには、α位の水，何
原子やハロゲン原子は極めて酸化しやすく、使用中に酸
化が進行し、黄変して伝送損失が大Ｉ１１に増大すると
いうような重大な欠点を有している。それゆえ長１υｊ
間のりヱ用、とくに８０°Ｃ以上というような高温での
使用には供しえないという欠点を有している。

〔発明の（゛ダ成〕

本発明者らは以上記載したような従来技術によるプラス
チックオプティカルファイバーとしての致命的欠陥を改
善するべく鋭意検討を取わた結果、耐熱性に優れた重合
体を芯成分樹脂として用いることにより、耐熱性、耐酸
化性が飛跡的に向上したプラスチックオプティカルファ
イバーを開発し、本発明を完成した。

すなオ〕ち本発明は、芯−さや構造を有するプラスチッ
クＡブテイカルファイバーにおいて、（メタ］アクリル
酸アルキルエステルとα−メチルスチレン系化合物との
共重合体を芯成分樹脂としてＩＨいることを特徴とする
耐熱性に優れたプラスチックオプティカルファイバーに
関する。

本発明はα位にメチル基を有するαーメイルスチレン糸
化合物を用いることにより、ｆＲ重合体耐ｍ化性および
耐熱性を向上セしめ、さらに（メタ）′ｒクリルＩ’Ｒ
アルキルエステルを共１ｎ　合゛すしぬることにより、
「１１　ｆ’；Ａ性、屈曲曲などの機械的物性を向上さ
せるという技術思想にもとづいている。

なお不明Ｊ’ｌｌｌ　ｊ４において（メタ）アクリル酸
アルキルエステルとは、アクリル酸アル今ルエステルお
よびメタクリル酸アルキルニスデルを意味４−るもので
ある。

〔発明の実施Ｉｉｉ！１様〕 本つδ明に用いる（メタフアクリルｍアルキルエステル
とは、崗素数１以上のアルギル基を７有するアルコール
と（メタＪアクリルｊソとから製造されたニスｉ゛ルで
あり、たとえはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、
アクリルｎ２プロピルなどのアクリル（ｉｔアルキルエ
ステル類、メタクリル酸メブル、メタクリル酸エイール
、メタクリル１１々プロピル、メタクリル酸ブチルなど
のメタクリル酸アルキルエステル類などがあげられるが
、これらに限定されるものではない。

本発明に用いるα−メチルスチレン系化合物としてハ、
りとえけα−メチルスチレン、ｐ−フルオロ−α−メチ
ルスチレン、ｐ−クロロ−α−メチ７レスチレン、ｐ−
メチル−α−メチルスチレン、ｐ−トリフルオロメチル
（−メチルスチレンなトカアケられるが、これらに限定
されるものではない。

本発明に用いる（メタノアクリル酸アルキルエステルま
たはα−メチルスチレンｓ　化合物中の全での水素原子
あるいは一部の水素原子は重水素原子および（またはン
フッ素原子で置換されていてもよい。

本発明に用いる（メタ）アクリル酸アルキルエステルと
α−メチルスチレン系化合物との共重合体において、各
々の単量体の種類、ｌｉｉ比は所望する耐熱性、開口数
、機械的物性などを満足するように適宜選択し、使用す
ればよい。Ｊ−楽曲観点からすれば、アクリル酸アルキ
ルエステルとメタクリル役メチルとα−メチルスチレン
との共重合体が好ましく、その耐化としては、耐熱性向
上などの点からα−メチルスヂレン含ｍが３１１モル％
以上であることが好まり、＜、４０モル％以１・である
ことがより好ましく、５〇七ル％以上であイ）ことがと
くに　好　＋しい。該アクリル階アルｉ−ルエステルと
しては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどが＋
ｉｆ撓性、屈曲イトの向」二などの点からＱｆましい。

本発明に用いる前記＋１を１体は、第１１留効４１の高
い蒸留器で不純物を除去する、あるいは適切な前処理を
行なったのちさらに蒸留して塵埃、遷移金用、着色性不
純物などのない高純度な弔績体としたものである。

本発明に用いる取合開始剤は、所望する到達取分率、重
合温度、ｉｆ１合速度に応じて任意のものを選択ずれば
よく、たとえばアゾビスイソブチロニトリル、１．１’
−アゾビス（ジクロヘキサン−１−カルボニトリルン、
ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサイド
などがあげられる。その使用ｈ１にはとくに限定はなく
、適切な重合フントロールがＯｆ能な範囲で用いればよ
い。

本発明に用いる分子量調節剤は、最終重合体に着色など
の悪影響を及ぼさないものであれは”任意のものを選択
ずればよく、たとえばｎ−ブチルメルカプタン、ｔ−ブ
チルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ド
デシルメルカプタンなどがあげられる。その使用？ぺに
はとくに限定はなく、最終重合体の重量平均分子ｕｔが
８００００〜１５００口０の範囲になるようにして使用
するのが好ましい。

本発明に用いる重合開始剤、分子！ｔＡ節削の仕込み方
法としては、使用社が少ないので塵埃などの混入がない
ような環境条件で少量の単量体に溶解し、重合器へ仕込
むことが好ましい。

予期せぬ塵埃などの混入をさけるためには、蒸留６エ能
な重合開始剤であるｔ−ブチルパーオキサイドやｎ−オ
クチルアゾブタンなどを用い、蒸留可能な分子量調節剤
であるｎ−ブチルメルカプタンミーブチルメルカプタン
などを用いることが好ましく、このような取合開始剤や
分子は調節剤を用いると蒸留仕込法を採用することが可
能となる。また少量の単は体に重合開始剤、分子量調節
剤な浴１＋’ｌ　したのちフィルターを通過させて頃合
器内へ仕込むことも■（能である。重合体への塵埃の混
入を除去するために行なう使用する単な体、重合開始剤
、分子社調苺ｉ剤の精製方法としては上記方法で充分で
あるが、塵埃の混入を防止するという一点からずれば、
なににもまして重合体を製造するＩ＋？合ｄ；１内の＆
−Ｊ埃を徹底的に除去することが取留であり、このか法
として、本発明者らによって出願された特願昭５８−４
２７６１号明細書、特願昭５８−４２７６２号明細店な
どに述べら１１．ただ法などを採用して、重合前に重合
器内の塵埃をｒｉｆ能なかぎり除去しておくことが好ま
しい。

本発明に用いる芯成分樹脂は光伝送効率の観点から塊状
ｊｌ＜合法で重合することが好ましい。

マタα−メヂルスチレン系化合物は一般的条件下ではラ
ジカル単独重合性が乏しく、共重合性もわるいので均一
な組成の共重合体をつる必要があるばあいにｉｆｆ、（
メタノアクリル酸アルキルエステルを１１１力１目（重
合する方式を採用することもｉ＋Ｊ能である。なお桟存
するα−メチルスチレン系化合物単遺体をベント押出機
で脱揮除去して、目的とする共重合体をうろことができ
る。

本発明においてさや構造を形成するものとしては、芯成
分メタクリル酸メチル系重合体よりも屈折率が低く、比
較的内閉性の優れたものであればとくに限定されるもの
ではなく、所望する開口数、紡糸性にあわせて任意のも
のを選択すればよい。このようなさや構造を形成するさ
や成分樹脂としては、たとえばフッ素含有重合体があげ
られ、その具体例としてはテトラフルオロエチレン、フ
ッ化ヒニリデン、ヘキサフルオ四プロピレンなとの単独
重合体または共重合体、メタクリル酸のフッ素化アルコ
ールエステルの単独重合体あるいはこれらとメタクリル
酸メチルなどのメタクリル酸エステル類、アクリル酸メ
チルなどのアクリル酸エステル類、アクリル窄、メタク
リル酸などとの共重合体などがあげられる。これらフッ
素含有１Ｒ合体のうちでは、価格、製造方法、紡糸性、
耐熱性などの点から、テトラフルオロエチレンとフッ化
ビニリデンとの共１１合体が好ましく、またこれら単最
体に第３成分として共重合可能な昨１社体を加え、共＋
Ｉｊ合させた共＋ｒ（合体も好ましい。一方、光伝送効
率の観点からすれば、フッ素含Ｎｆｆ１合体のうちでｆ
ａｔ十記メタクリル酸のフッ素化アルコールエステルの
単独重合（トが好ましく、メタクリルｉ’４２　ノア　
ｙ　１ｇ　化アルコールエステルとメタクリルＩ簀メチ
ルとを主体とする単ト１１体との共ＪＲ重合体より好ま
しく　、ｉＨ，ＩＨ，５Ｈ−４クタフル調ロペンチルメ
タクリレートとメタクリル歳メチルトの共重合体、ＩＨ
，ＩＨ，２Ｈ，２Ｈ−へブタデカフルオロデシルメタク
リレートとメタクリル酸メチルとのＪｕ　Ｉｌｒ　合１
ト、２，２，３，５．３−ペンタフル４０プロピルメタ
クリレートとメタクリル酸メブルトの共重合体がとくに
好ましい。またメタクリル酸のフッ素化アルコールニス
デルとメタクリル酸メチルと共屯ｎ　＋ｉＪ　ｆｌｌ：
な第６の単ＩＩ“日本とを共重合させた共・１（合１ド
も好ましい。

本発明のプラスブックｉプテイカルフｒイバーは、前記
のようにして’Ｆ’ｊ　ｊ’ｓｊされた芯成分１σＶ　
！Ｉｉｉとさや成分樹脂とから製造される。

製造方法としては、芯成分樹脂を紡糸したのちさや成分
樹脂をその上にコーティングする方法や、芯成分樹脂と
さや成分樹脂とを接合溶融紡糸する方法などの通常使用
されるか法であれば、とくに限定されることなく採用し
うる。

このようにしてえられるプラスチックオプティカルファ
イバーは５〜２０μｍの厚さのさや―を有する芯−さや
構造からなり、ファイバーとの接続、光源との接続の観
点から直径０．６〜６ｒｒｎのものが好ましく、０．５
〜２閾のものがさらに好ましく、０．８〜１．２ｍｍの
ものがとくに好ましい。

以上のようにしてえられたプラスチックオプティカルフ
ァイバーは芯成分樹脂として上記のような耐熱性、耐酸
化劣化性に優れた樹脂を用いるので、従来のプラスチッ
クオプティカルファイバーに比して、８０°Ｃ以上の高
を品での長時間の使用に対しても光伝送損失の低下がな
いので、適用温度範囲を大巾に拡大することがロエ能と
なり、その結果、自動車、船舶、航空機、ロボツト１．
ｒ　トヘ（１）　Ｊ　用をｔｉＪ能にし、さらにまたビ
ル内ｉｉ＋ｉ　ｂｔ　ｔｃとへの１１裕川範囲を飛躍的
に拡大させることができる。

以Ｆ実施例にもとづき、本発明のオプティカルファイバ
ーを説明するＯ ＩＣおメＣ伝送効率１ツハロゲンランプを光源に使用し
て、長さ（Ｌ）当りのプラスチックＡブティヵルファイ
バーσ）入射強度（工０）および出射強度ｆ、［）から
次式により計算される伝送損失により評価した。

伝送ノ１１失　（ｄＢ／　ｋｍ　）　＝　１０　ｌｏｇ
　（Ｉ／　Ｉｏ　）／　Ｌ実施例１ アクリル酸メチル６部（ｊｆｊ　ｊ＋を部、以下同様］
、メタクリル酸メヂル２７ＦｆｌＩ、α−メチルスチレ
ン７０ｆｆｌ＋、Ｌｌ’−ア゛Ａ゛ス（フクロヘキサン
−１−カルボニトリルλ０．０５部、ｎ−ブチルメルカ
プタン０．［１５部からなる混合物４０／を５０１芥は
のグラスライニング製重合：ｔ３へ一括して仕込み、１
００°Ｏで重合させたところ、重合体含阻が５０％の重
合体溶１夜かえられた。

えられた重合体溶液を多段ベント押出機へ供給し、未重
合のα−メチルスチレンを除去し、ついで複合溶融装置
へ導き、さや成分樹脂としてフッ化ビニリデン８５モル
％、テトラフルオロエチレン１５モル％からなる共重合
体を用い、複合溶融紡糸し、直径１ｍｍの芯〜さや構造
を有するプラスチックオプティカルファイバーをえた。

えられたプラスチックオプティカルファイバーを用いて
１００°０における伝送損失を測定した。

その結果を第１図に示す。第１図に示すように、６６０
ｎｍにおける伝送損失は２００ｄＢ／ｋｍであった。

実施例２〜７ さや成分樹脂、重合方法、脱モノマー、複合溶融紡糸を
実施例１と同様にして、芯成分樹脂を製造するときの単
鑓体組成のみを第１表に示すように変更し、プラスチッ
クオプティカルファイバーをえた。

エラれたプラスチックオプティカルファイバーを用いて
１００ｑＤ、　６６０ｎｍにおける伝送（Ｈ失を測定し
た。その結果を第１表に示す。

実施例８ さや成分樹脂としてメタクリル酸パーフルイローＬ−ブ
チル９０１１１ｆｉ、メタクリル酸メチル８部およびア
クリル酸メチル２部からなる共重合体を用いた以外は実
施例１と同様にしてプラスチックＡブティヵルファイバ
ーをえた。

えられたプラスチックオプティカルファイバーを用いて
１００％、６６ｏｎｍでの伝送損失を測定したところ、
１９５ｄＢ／ｋｍであった。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例１でえられたプラスチックオプティカル
ファイバーの１ｏｏｏＯにおける伝送損失と波長との関
係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　芯−さや構造を有する７ラスチツクオプテイカルフ
   アイバーにおいて、（メタ１アクリル酸アルキルエステ
   ルとα−メチルスチレン系体化俗物の・共呼（合体を芯
   成分（／４脂として用いることを特徴とする耐熱性に優
   れたプラスチックＡブティ力ルファイバー。 ２　［１ｉＪ　記共Ｍ　合体がアクリル酸アルキ／ｌニ
   スデルとメタクリル酸メチルとα−メチルスチレンとか
   らなる共重合体である特ｒ＋’ｔ’　請求のＩｆｆ　ｔ
   ｌｆｉ第’　項記ＩＬ＆のプラスチックＡブテイカルフ
   ァイバー。 ３　＋？ｔＪ記さや４１゛１造がフッ素含有爪合体から
   形成されている特、１１゛請求の範囲第１項記載のプラ
   スチックＡプデイカルファイバー。 ４　ｔｐ＋１紀さや構造がテトラフルオロエチレンとフ
   ッ化ビニＩＪデンとの共重合体から形成されている特許
   請求の範囲第１項記載のプラスチックオプティカルファ
   イバー。 ５　前記さや構造がメタクリル酸のフッ素化アルコール
   エステルの単独重合体あるいｉｆｆ　コれと（メタ）ア
   クリル酸エステル類または（メタンアクリル酸との共重
   合体から形成されている特Ｉｙｌ−Ｂ、請求の範囲第１
   項記載のプラスチックオプティカルファイバー。 ６［７ｆＪ記（メタ）アクリル酸エステルｆＱｂ＜Ｃメ
   タ）アクリル酸メチルである特許請求の範囲第５項記ｍ
   ｌのプラスチックＡブチイカルアフィバ−０