JPS6340104A - 光フアイバ− - 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】 本発明は、光硬化性であり、かつ耐熱性及び密着性に優
れた鞘成分を被覆してなる光ファイバーに関する。

光ファイバーの材質として、現在実用化が進められてい
るものは主として無機ガラス系、プラスチック系及びプ
ラスチッククラッド−ガラスコア系の６種類である。無
機ガラス系は高純度シリカを原料とすることにより優れ
た透明性を示し、伝送効率の優れた光ファイバーとして
長距離通信用に適している。またプラスチック系は軽量
であり、加工性、可撓性に優れており、比較的安価なこ
とから短距離通信用に適しており、実用に供されつつあ
る。

プラスチッククラッド−ガラスコア光ファイバーは、純
ガラス又はドープされた石英からなるコア（心）の周囲
にプラスチックからなるクラッド層を設けて光ファイバ
ーを構成したものであり、無機ガラス系に比べて製造費
が安価なだけでなく、開口数を大きくできるという利点
があるため、伝送損失が低いことを必要としない用途に
適している。このプラスチッククラッド−ガラスコア光
ファイバーのクラツド材として要求される特性としては
、コアガラスより屈折率が低いこと、適度な延性と硬さ
を有すること、コアとの密着が良好であること、耐薬品
性が優れていることなどである。そして低温から高温に
わたって変動する環境下で、その一体性及び光学的特性
を維持しなげればならない。

現在、クラツド材としてシリコーン樹脂を用いたプラス
チッククラッド−ガラスコア光ファイバーが比較的短距
離用に実用化されている。

しかしシリコーン樹脂ではコネクターとの接続に難点が
あり、またコアとの密着性が乏しいことから、環境の温
度変化によってコアとクラッド間の接着が低下して剥離
することがあり、さらに低温における伝送損失の増加が
大きい等の解決すべき問題点がある。

またプラスチック系光ファイバーでは、心成分と鞘成分
は屈折率を異にする合成樹脂によって構成されていて、
例えば心成分をポリスチレン、鞘成分をポリスチレンよ
り屈折率の低いメタクリル酸メチルの重合体としたもの
、あるいは心成分をメタクリル酸メチルの重合体とし、
鞘成分な弗化ビニリデン系共重合体としたものなどが公
知である。このような合成樹脂系光伝送繊維の紡糸法と
しては、心成分と鞘成分とを溶融して二重ノズルから同
時に押し出す方法が用いられている。このため心成分に
比べ鞘成分が厚くなったり、また心成分と鞘成分の接着
が不十分となったりして、光の減衰が著しくなり、光伝
送効率の劣ったものとなり易い。したがって合成樹脂系
の光伝送繊維においては、心成分及び鞘成分の伸度、軟
化温度、溶融温度などの特性あるいはそれら成分の選択
、組合せなど解決すべき多（の問題点がある。

このような現状において、合成樹脂系光伝送繊維として
最も優れているのは、心成分としてポリメタクリル酸メ
チル、鞘成分として弗素樹脂を用いたものであり、弗素
樹脂は概して屈折率が低いことから、種々の提案がなさ
れている。

例えば特公昭４３−８９７８号公報には、ポリメタクリ
ル酸メチルを心成分とし、下記式（式中Ｘは水素原子、
塩素原子又は弗素原子、Ｙは水素原子又はメチル基、ｎ
は２〜１０、ｍは１〜６の整数を示す）で表わされる（
メタ）アクリル酸フルオロアルキルの重合体を鞘成分と
する光伝送繊維が記載されている。また特公昭５６−８
６２１号、同５６−８３２２号及び同５６−８３２２号
各公報には、それぞれポリメタクリル酸−２，２，２−
）リフルオロエチルからなる重合体、ポリメタクリル酸
−１，１，１，！１，３，３−へキサフルオロプロピル
からなる重合体及びポリメタクリル酸−パーフルオロ−
ｔ−ブチルからなる重合体を鞘成分とする光伝送繊維が
記載されている。しかしこれらの鞘成分は軟化点が低（
、強靭性がないので伸度が劣り、しかも心成分との接着
力が弱いなどの欠点を有している。また特開昭５７−６
４７０５号公報にはポリメタクリル酸メチル、ポリスチ
レン、ポリカーボネートからなる繊維の表面を弗素化剤
で処理する方法が提案されているが、この方法では処理
装置が腐食され易（、純ニッケル製の装置を必要とする
などの問題がある。

本発明者らは、このような現状に鑑みχ検討した結果、
光により架橋する樹脂を鞘成分とすることにより、耐熱
性、密着性及び耐薬品性に優れた光ファイバーを完成し
た。

本発明は、心−鞘からなる光ファイバーにおいて、鞘成
分が一般式 （Ｒ，ハフルオロアルキル基を示す）で表わされるフル
オロアルキルアクリレート単量体、一般式 （ｎは１以上の整数を示す）で表わされる２官能性アク
リレート単量体及び光重合開始剤からなる光硬化性樹脂
組成物を心の表面に被覆し、光照射により硬化させたも
のである光ファイバーである。

本発明に用いられる式Ｉのフルオロアルキルアクリレー
ト単量体としては、例えば下記の化合物があげられる。

２，２，３．３−テトラフルオロプロピルアクリレート
、トリフルオロエチルアクＩＪ　Ｉ／　−ト、２１２９
３１３９３−ペンタフルオロプロピルアクリレート、２
−トリフルオロメチル−６，３，３−トリフルオロプロ
ピルアクリレート、２−トリフルオロメチル−２，３，
３，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、２，２
．３，４，４．４−ヘキサフルオロブチルアクリレート
、１−メチル−２，２，３，４，４，４−へキサフルオ
ロブチルアクリレート、１，１，２．２−テトラハイド
ロパーフルオロドデシルアクリレート、１，１，２．２
−テトラハイドロ−９−トリフルオロメチルパーフルオ
ロデシルアクリレ−）、１．１−ジハイドロバーフルオ
イブチルアクリレート、１，１−ジメチル−２，２，３
，３−テトラフルオロプロピルアクリレート、１，１−
ジメチル−２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフ
ルオロペンチルアクリレート、１．１−ジメチル−２，
２，３，４，４，４−へキサフルオロブチルアクリレー
トなど。

心成分と鞘成分の屈折率によって定まる用途別必要開口
数を得るため、あるいは心成分と鞘成分の密着性を向上
させるため、必要に応じ式■のフルオロアルキルアクリ
レート単量体に調整用単量体を含有させることもできる
。調整用単量体としてはアクリル酸、メタクリル酸、ア
クリル酸エステル例えばメチルアクリレート、エチルア
クリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアク
リレート、２−エチルへキシルアクリレート等、メタク
リル酸エステル例えばメチルメタクリレート、エチルメ
タクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート等があげられ
る。調整用単量体の使用量は、式Ｉのフルオロアルキル
アクリレート単量体に対して６０重量％以下が好ましい
。

本発明に用いられる式ＩＩの２官能性アクリレート単量
体のためのｎは１以上好ましくは１〜１０の整数である
。一般にフルオロアルキルアクリレート単量体は、フル
オロアルキル基の撥油性のだガに、多官能性アクリレー
トとの相溶性に乏しく、架橋成分の導入が困難であるが
、式■の２官能性アクリレートは、例外的にフルオロア
クリレート単量体との相溶性に優れている。例えば１，
１．２．２−テトラハイドロパーフルオロドデシルアク
リレートと１，６−ヘキサンジオールジアクリレートは
任意の割合で混合することができるので、その屈折率を
心成分との関係から任意に設定することができる。

本発明に用いられる光重合開始剤としては、一般に紫外
線硬化型塗料の開始剤、増感剤として用いられているも
のでよ（、例えば下記の化合物があげられる。ベンゾイ
ン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエー
テル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブ
チルエーテル、２−メチルベンツイン、ベン゛シフエノ
ン、ミヒラーズケトン、ベンジル、ベンジルジメチルケ
タール、ベンジルジエチルケタール、アントラキノン、
メチルアントラキノン、ジアセチル、アセトフェノン、
ジフェニルジスルフィド、アントラセン等、並びにこれ
らと少量の増感助剤例えばアミンの混合物など。

本発明の光ファイバーを製造するに際しては、式Ｉ及び
ＩＩの化合物並びに光重合開始剤を混合して光硬化性樹
脂酸物を調製する。

式１とＨの化合物の割合は、式■の化合物５０〜９９重
量％、式ＩＩの化合物５０〜１重量％とすることが好ま
しい。また光重合開始剤の使用量は、弐Ｉの化合物１０
０重量部に対して０゜１〜１０重量部の範囲が好ましい
。光重合開始剤の使用量がこれより少ないと効果が不充
分であり、またこれより多くしても効果の格別の向上は
認められない。

光硬化性樹脂組成物は、硬化条件、相溶性などの許容さ
れる範囲内で、他の添加剤を加えることもできる。添加
剤としては樹脂組成物の粘度を調整し、硬化速度の向上
を図るための、重次いで光硬化性樹脂組成物を心繊維の
表面に被覆したのち、光照射により硬化させると目的の
光ファイバーが得られる。

心成分としては石英ガラス、光学ガラス、有機重合体な
どが用いられる。被覆方法としては１、し繊維を光硬化
性樹脂組成物に浸漬する方法を用いることが好ましい。

浸漬処理は一般に室温で行われる。樹脂組成物の粘度を
調整するため、必要に応じて溶剤を加えてもよい。光照
射装置としては、通常は紫外線ランプが用いられる。

本発明の光ファイバーは、光により架橋する樹脂を鞘成
分としているため、耐熱性、密着性及び耐薬品性に優れ
ている。また鞘成分は紫外線により短時間に硬化する光
重合性樹脂であることから、製造価格が低く、管理も容
易である。

さらに光硬化性樹脂組成物中の単量体の種類、混合割合
等により鞘成分の屈折率を変えることができる。

参考例 フルオロアルキルアクリレート単量体として１．１−ジ
ハイドロへブタフルオロブチルアクリレート１００重量
部、２官能性アクリレート単量体として１，６−ヘキサ
ンジオールジアクリレート２０重量部及び光重合開始剤
としてベンジルジメチルケタール（チバガイギー社製、
商品名イルガキュア６５１　）　２重量部を使用讐畏コ
合して光硬化性樹脂組成物を得た。この樹脂組成物をガ
ラス板上に厚さ１００μｍに流延し、ポリエステルフィ
ルムで密着カバーして試料を作成した。この試料に、高
圧水銀灯を内蔵した紫外線露光装置を用い、１０μｗ／
　Ｃｒｒ？の露光を約１秒間行い硬化物を得た。この硬
化物は、屈折率が１．３８５の透明でしなやかなフィル
ムであった。このフィルムを１５０℃で１０時間処理し
たのちも透明性は変化しなかった。

実施例１ 外径が約１５０μｍの石英コアファイバーを、参考例゛
＼の光硬化性樹脂組成物からなる浴を通して約１ｍ／秒
の速度で引き取り、高圧水銀灯を内蔵した紫外線露光装
置を用い、２０μＷ／ｃｍ２の照射エネルギーレベルで
照射して、外径２００μｍのポリマークラッド石英光フ
ァイバーを得た。この光ファイバーは８５０　ｎｍ波長
での損失が１０　ｄＢ　／　ｋｍと伝送損失は良好であ
り、かつ１５０°Ｃで１０時間処理したのちも伝送損失
は変化しなかった。

実施例２〜４ 実施例１の光硬化性樹脂組成物の単量体組成を下記表に
示すように変更し、その他は実施例１と同様にして硬化
物を得た。この硬化物の屈折率を合わせて示す。

比較例１〜６ 実施例１の光硬化性樹脂組成物の単量体組成を下記衣に
示すように変更して混合したが、これら単量体混合物は
相溶性が乏しく、均一な組成物は得られなかった。

＊相溶性が不良であり均一な組成物は得られなかった。

実施例５ 外径１ｍのポリメチルメタクリレートからなるファイバ
ーを心成分として用い、その他は実施例１と同様にして
プラスチック光ファイバーを得た。この光ファイバーの
６６０　ｎｍ波長における伝送損失は２５０　ｄＢ／ｋ
ｍと良好であった。この光ファイバーを８０℃で１００
時間処理したのちも？伝送損失は変化しなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、心−鞘からなる光ファイバーにおいて、鞘成分が一
   般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ I （Ｒ＿ｆはフルオロアルキル基を示す）で表わされるフ
   ルオロアルキルアクリレート単量体、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼II （ｎは１以上の整数を示す）で表わされる２官能性アク
   リレート単量体及び光重合開始剤からなる光硬化性樹脂
   組成物を心の表面に被覆し、光照射により硬化させたも
   のである光フアイバー。 ２、心成分が石英ガラス又は光学ガラスであることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバー
   。 ３、光硬化性樹脂組成物の単量体組成が、式 I のフル
   オロアルキルアクリレート単量体５０〜９９重量％及び
   式IIの２官能性アクリレート単量体５０〜１重量％であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の光
   ファイバー。 ４、２官能性アクリレート単量体が、一般式▲数式、化
   学式、表等があります▼ （ｎは１〜１０の整数を示す）で表わされ る単量体であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の光ファイバー。