JPS63228104A - 合成樹脂光伝送体 - 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、耐熱性可撓性にすぐれた合成樹脂光伝送体に
関する。

（従来の技術〕 光ファイバは、従来ガラス系材料を基本として製造され
、光信号伝送媒体として広く用いられている。しかし、
ガラス系材料を基材とした光伝送体の場合は、可撓性に
乏しいため、ファイバ径を太くすると折曲性上の問題が
あり、現在はせいぜい１２５μ程度の径である。そのた
め、ファイバ同士、又はファイバと各種デバイスとの接
続が非常に困薙であり、結果として、接続のためのコネ
クタがどうしても高精度化するため、伝送システムとし
て高価なものとなってしまう。また、接続技術自身が高
度であるため民生用としての用途には難点がある。たと
えば、自動車の伝送システムに応用した場合について考
えてみると、伝送システム関係を修理する場合は、接続
技術が高度なために、通常の修理工場での修理が不能に
近いものとなる、この様な理由から、自動車に光伝送シ
ステムを採用すると多くの利点が期待できても、接続技
術的な課題からなかなか採用に到っていないのが現状で
ある。

この問題を解決するために、プラスチックの利点である
可撓性を利用した大口径のプラスチック光ファイバに対
する関心が深まっている。そしてファイバ径を１醜■程
度としたものが現在、市販されるに致っている。

従って、プラスチック光ファイバの場合は、接続等、シ
ステムとして組立てる作業は非常に容易になり、システ
ム全体のコスト低下、及び、接続の際は特別の技術を要
せず、どこでも可能となってきた。そして、各種装飾分
野に広く用いられるに敗った。しかし、現状のものは、
熱可塑性樹脂からプラスチック光ファイバがほとんどで
あるため、耐熱性が不充分であり、やはり前述の自動車
。

船舶等の光伝送システムへの実用化が図られていないの
が現状である。最近、合成樹脂系光伝送体の耐熱性を向
上させる検討が進められており、熱硬化型の樹脂を光伝
送体のニアとして用いる技術として特開昭５７−４５５
０２号、特開昭６１−２７３５０４号公報がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記特開昭５７−４５５０２号公報の場合は、多管能性
単量体を共重合する方法であるが、その使用量が０．５
％程度であり、その量が非常に少ないため、得られた共
重合体、すなわち、コア材は熱硬化的な性質がほとんど
生じないため、耐熱性は熱可塑性樹脂の場合とほとんど
変化がない。特開昭６１−２６２７０７号及び特開昭６
１−２７３５０４号公報は、コア部が架橋型の樹脂を用
いており、従来の熱可塑性樹脂をコアにしたプラスチッ
ク光ファイバに比べ、耐熱性が向上しており、耐熱性的
には自動車。

船舶等の分野でも利用可能なレベルに達し、かつ。

ファイバ径、１■鳳程度でもガラスとは比較にならない
程、良好な可撓性をもつため、接続技術的には容易にな
り、自動車、船舶等の光システムとして一応使用可能な
範ちゅうになったと判断される。

しかし、実際にシステム組立に関する検討を進めて見る
と次の様な問題が判明した。すなわち。

実際の光伝送システムとしての必要な程度の曲げが可能
であり、一応の可能性が得られたものの。

システム組立工程、又は、不慮の極度な曲げ力等が加わ
った場合には破損するという重大な欠点があった。

すなわち、この従来技術は、光伝送システムとしての性
能はほぼ満足しているものの、システム組立時の曲げに
対する強度的な配慮がされておらず１曲げ強度的、すな
わち、可撓性の点で不満足であった。

システム組立て及び不慮の曲げに対する強度を種々調べ
た結果、光ファイバを半径５〜１０腸鵬程度まで曲げる
ことができれば、実用上はぼ問題ないという結論に達し
た。

本発明の目的は、耐熱性及び可撓性の優れた架橋型樹脂
のコア材を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するための方法として１合成樹脂光伝送
体用コア材は、一般式 （Ｒ１，Ｒ２は、Ｈｌ又はＣＨａを示され、Ｒ１とＲｚ
は同一、又は異なっても良＜、ｎは１以上で示す）で示
される多官能性単量体からなり、ｎの値が３以上の成分
を含むことを必須条件とする単量体組成からなる架橋型
共重合体を見出すことにより、耐熱性及び曲げ強さに優
れた架橋樹脂のコア材を開発し、優れた耐熱性をもち、
かつ曲げ強さ、すなわち、可撓性的にも十分な実用強度
を見出し、目的を達成した。

熱可塑性樹脂からなるコア材料の場合は強度的に、全く
問題ないが、耐熱性が低い、一方、熱硬化型の場合は、
曲げ強さ、すなわち、可撓性に劣り、曲げると破かいす
るという問題が生じた。

両者の差異について考えてみると、熱可塑性材料の場合
は、ファイバ紡糸時に樹脂を加熱溶融し、ファイバ紡糸
時に樹脂材料を熱溶融し、ダイスで押出し紡糸するが、
この際に延伸して分子を配向させることにより、強度向
上を図っている。実際に光フアイバ用コア材料について
延伸の有無によって、曲げ強度を調べて見るで、延伸効
果が非常に大きいことが明らかである。しかし、熱硬化
性樹脂の場合は、当然のことであるが、延伸効果を期待
することができないため、強度向上には研究を要すると
ころが多い、しかし、プラスチック光ファイバの応用分
野を広げるには、現状の熱可塑型のコア材からなる光フ
ァイバより、一段と高い耐熱性をもつことが第一の重要
課題であることも明確である。しかし、熱可塑型の樹脂
で、光損失が少なく、かつ、耐熱性を付与することは非
常に困難である。一方、熱硬化型の樹脂を特徴とする特
開昭５７−４５５０２号公報に示されるものは、前述し
た様に、熱硬化的な樹脂の性質が少なく、耐熱性の大き
な改良は望めなかった。また特開昭６１−２６２７０７
号、及び特開昭６１−２７３５０４号公報に示される様
なものでは、曲げ強さ的には不十分である。

現状の技術ではいずれも解決は困難な開運である。

そこで、熱可塑型の樹脂で、耐熱性の向上を図る方法及
び熱硬化型で可撓性の向上を図る方法の両者について予
備的に検討した結果、後者の方法、すなわち、熱硬化型
で、可撓性の向上を図る方法が比較的有利であると判断
し、熱硬化型で可撓性にすぐれた。すなわち、曲げても
破かいしにくいコア材の開発の研究を進めた。

以下、熱硬化型の樹脂について１種々の組成について検
討を進め、本発明に達した経過について述べる。

熱硬化型のコア材を得るには、多官能性単量単独を重合
するが、この際、可撓性の良い重合体を得る単量体を用
いると、得られる重合体、又は、共重合体のガラス転移
温度を低下させるため、耐熱性の低下が生じると一般に
言われている。

しかし、本発明者らは、一般的な上記知見を無視して、
各種単量体の組み合せについて詳細に検討した結果、合
成゛樹脂伝送体の耐熱性、すなわち。

コア材の耐熱性は、ガラス転移温度と、無関係であると
いう、一般常識では考えられない事実を見出した。

次に、コア材となる重合体を得るための単量体の種類及
び配合組成と、合成樹脂光伝送体の耐熱性及び曲げ強さ
、すなわち、可撓性について詳細な検討を行った結果、
一般式、 で示される。ポリエチレングリコールジアクリレート、
又は、ポリエチレングリコールジメタクリレート、又は
、ポリエチレングリコール、メタクリレートアクリレー
ト等の多官能単量体のうち、ｎの値が３以上である単量
体必須成分として重合して得られる重合体は、光伝送体
として十分な可撓性をもち、かつ、耐熱性をもつ光伝送
体のコア材としてすぐれていることを見出した。なお、
この単量体は、式中ｎの値が一種類の単独の単量体、又
は、ｎの値が３以上の種々の単量体の混合物でも良い。

この重合体の物性を調べてみると、ガラス転移点、すな
わち、ＴＫは必ずしも高いものではなかった。しかし、
光伝送体用コア材として必要な耐熱性が十分であった。

〔作用〕

この様に合成樹脂光伝送体は、一般の構造材料としての
用途と全く異なり、はとんど無加重状態で用いられるた
め、一般の材料として考えられる耐熱性への必要性能が
異なる。すなわち、構造材料等、加重が加わる場合は、
７ｇ以上に加熱されると変形が生じるが、光伝送体の場
合は、はとんど無加重で用いられるために、７ｇ以上に
なっても熱硬化型、すなわち、架橋型の重合体となって
いれば、加熱だけでは変形しないため、７ｇ以上の温度
での変形がほとんどない。その結果、十分に可撓体を付
与した組成、すなわち、Ｔｇが低くとも、光伝送体とし
ての加熱による変形が生じないので、可撓性と、光伝送
体の耐熱性の両立がはかれた。

一般式 示される単量を重合して光伝送体のコア材とする際の重
合開始剤としては、ペンゾイルパーオキサイド、ラウロ
イルパーオキサイドに代表されるジアシルパーオキサイ
ド類、ケトンパーオキサイド類、パーオキシケタール類
、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイ
ド類、パーオキシジカーボネート類、パーオキシエステ
ル類など、通常のラジカル重合開始剤を用いることがで
き、単量体の種類及び重合温度等によって任意に選択で
きる。

さらに、合成樹脂光伝送体の長期熱安定性を改善する目
的で、単量体組成物に酸化防止剤等の熱安定剤を添加す
ることができる。安定剤としては、例えば、以下の様な
ものがあげられる。

−−〇　　　＃）の　ｌ’　　　　　ａ　　の　Ｄ　　
　　、小　　　　　　、Ｘ　嘗ト　　　・・　」　ミ ム　ト−ｒｒ（−”Ｓ Ｉ）コ（０’Ｉ　Ｃｏ　ｒｆ／ １者コ　　　　　１に。

これらの材料を組み合わせて重合して合成樹脂光伝送体
のコア材とした実施例について、特性評価を行った結果
について説明する。

〔実施例〕

［実施例１］ ポリエチレングリコールジメタクリレート、（エチレン
オキサイド鎖の数ｎ＝１４を中心とする混合物二ＮＫエ
ステル１４Ｇ、新中村化学製）１００ｇに、ラウロイル
パーオキサイド０．５　　ｇを溶解し、重合性単量体を
調製した６次に、水温を８０℃に調節した恒温水槽中に
、内径１ｍｍφのＦＥＰ（４フツ化エチレン、６フツ化
プロピレン）チューブを沈めておき、このＦＥＰチュー
ブを小型プランジャーポンプに接続し、このポンプでＦ
ＥＰチューブ中に単量体組成物を送り込み、チューブの
先端より流出させて、気泡を十分に追い出す。その後、
ポンプの送り速度を極度に小さくし、チューブの先端を
折り曲げて封止する。

この様にして、ＦＥＰチューブ中で、８０℃で重合する
。単量体は、重量の進展により体積収縮が起こり、ＦＥ
Ｐチューブ内で“ひけ”が生じ、重合体、すなわち、コ
アの表面が平滑性を失うと共に、真円度がくずれる。こ
の現象を防ぐためポンプで極度に小さな速度で送る又は
、加圧するという目的でポンプを稼動し続ける。この様
にして。

８０℃二時間加熱重合し、次にポンプより切り離し、Ｆ
ＥＰチューブと一体になっている状態で、１００”Ｃ干
天時間加熱重合して、ＦＥＰをクラッドとする合成樹脂
光伝送体を作製した。

（２）特性評価 （ａ）耐熱性評価法として、（１）で得られた合成樹脂
光伝送体の光伝送特性の変化により耐熱温度を評価した
。すなわち、測定温度で２０分間保温し、また次の温度
でも２０分間保温し、測定するという方法、すなわち、
それぞれの温度に二十分間放置した後測定を行った。測
定は、光伝送体の初期の光伝送性（光の透過量）に対す
るそれぞれの温度における光の透過量を調べた。その結
果を第１図に示す。図に示すように、２００℃でも光の
透過量は初期値に対して９０％以上であり、良好な耐熱
性をもつことがわかった。

（ｂ）上記（１）で得られた光伝送体を、種々の直径を
もつ円柱状のステンレス丸棒に、その周にそって曲げ、
破断するときの直径を調べた。その結果、本実施例１で
得られた光伝送体は、直径３ｍｍまで曲げても破断する
ことがなかった。

［実施例２〜５］ 実施例１と同様の方法で、実施例２〜５までの単量体組
成について実施した。ただし、クラツド材としては、実
施例１のＦＥＰチューブ以外に種種の材料で行った。実
施例２〜５の単量体の配合組成、クラッド及び、実施例
で得られた合成樹脂光伝送体の評価結果を表１に示す。

〔発明の結果〕

本発明によれば、合成樹脂光伝送体に必要な耐熱性と、
すぐれた可撓性をもつので、光伝送体の耐熱性と曲げ強
さの両立を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光量保持率を示す図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コア〜クラツド構造からなる合成樹脂光伝送体にお
   いて、 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＿１、Ｒ＿２はＨ又はＣＨ＿３を示し、Ｒ＿１Ｒ＿
   ２は同一又は異なつても良い、ｎの値は、１以上を示す
   。）の単量体のｎの値が３以上の単量体を必須成分とし
   た１種以上の単量体と、および／または酸化防止剤を添
   加して重合した重合体をコアとし、これにより屈折率の
   低い樹脂をクラツドとすることを特徴とする合成樹脂光
   伝送体。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記コア材が一般
   式中のｎの値が３以上の多管能性単量体を主成分とする
   ことを特徴とする合成樹脂光伝送体。