JPS63208807A

JPS63208807A - プラスチツク光フアイバ−

Info

Publication number: JPS63208807A
Application number: JP62041381A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamamoto; 隆山本; Shiruyoshi Matsumoto; 松本　鶴義; Ryuji Murata; 龍二村田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1987-02-26
Filing date: 1987-02-26
Publication date: 1988-08-30

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、耐熱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、無機ガラス系及びプラスチック系である。無
機ガラス系光ファイバーは、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、はぼ理論値に近い透光
率を示す製品が長距離通信用に実用化されている。プラ
スチック系光ファイバーは、軽量であり、加工性及び可
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、これも実用に供されつつある。しかし
光ファイバーはその用途によっては、耐熱性が要求され
る場合も多い。

例えば自動車用の光データリンクに用いられる光ファイ
バーは、エンジンルームからの熱のために、１００〜１
２０℃の高温に耐えることが要望されている。

近年、この耐熱性プラスチック系光ファイバー用材料の
開発が進められた結果、心成分として従来のポリメチル
メタクリレート及びポリスチレンに代わって、種々の耐
熱性透明樹脂が提案されていφ。例えば特開昭５８−２
２１８０８号公報には、エステル部に炭素数６以上の脂
環式炭化水素基を有するメタクリル酸エステル重合体を
心成分に用いることが示されている。また特開昭６０−
１１５９０２号、同６０−１８４２１２号及び同６０−
１８５９０５号各公報には、一般式（式中Ｒ１及びＲ８
はＨ又はＣＨ３ｓ　Ｒｚはアルキレン基）で示される６
員環無水物又は６員環イミド単位を含有する共重合体が
提案されている。また特開昭５９−２２８６０５号公報
には、一般式で示される構造単位を有するα−フルオロ
アクリレートポリマーが提案されている。

他方、鞘成分についても、心成分より屈折率が低い種々
の弗素系樹脂が提案されている。例えば特開昭４３−８
９７８号公報には、一般式％式％（式中ＸはＨ，Ｆ又はＣ１、ｍは１〜６、ｎは２〜１０
の整数）で示されるフルオロアルキルメタクリレートの
重合体又は共重合体、また特開昭５０−２０７３７号公
報には、弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン共重
合体が示されている。しかし、これら共重合体は、熱変
形温度が１１０℃以下と低いため、耐熱用途に用いるこ
とは困難であった。また耐熱性がある鞘成分として、特
開昭５９−２２８６０４号公報に示された、一般式（Ｒはフルオロアルキル基）で示されるα−フルオロア
クリレート単量体からなる重合体は。

軟化温度の向上があり、また可撓性も良好であることか
ら、この重合体を鞘成分とする光ファイバーは耐熱用途
に適した特性を示すとされている。しかし、この重合体
においても、その軟化温度は１３０℃程度であり、それ
以上の高温において用いることは事実上困難である。本
発明者らは、このような現状に鑑みて研究を進めた結果
、本発明を完成した。

本発明は、心−鞘構造の光ファイバーにおいて、心成分
が非晶質透明重合体からなり、鞘成分が紫外線で硬化し
た樹脂からなることを特徴とする、プラスチック光ファ
イバーである。

本発明に用いられる心材料は非晶質透明重合体である。

非晶質透明重合体としては、例えば下記の化合物が挙げ
られる。ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポ
リカーボネート、スチレン誘導体の重合体例えばα−メ
チルスチレン、ｐ−フェニルスチレン、ｐ−三級プチル
スチレｙなど、並びＫこれらの重水素化物の重合体、メ
タクリレート誘導体の重合体例えば工チルメタクリレー
ト、ブチルメタクリレート、フェニルメタクリレート、
ｐ−シアノフェニルメタクリレート、イソボルニルメタ
クリレート、ボルニルメタクリレートなど、並びにこれ
らの重水素化物の重合体、あるいはスチレン、メチルメ
タクリレート、スチレン誘導体、メタクリレート誘導体
の共重合体、α−フルオロアクリレートの重合体等。

本発明に用いられる鞘成分は紫外線で硬化した樹脂であ
り、硬化後、心成分より屈折率が低くなる透明重合体で
ある。紫外線により硬化する樹脂は、一般に分子量１０
００〜３０００のオリゴマー及び／又は多官能性単量体
、反応性希釈成分であるモノマー及び光重合開始剤等か
ら成り、硬化後、心成分より屈折率を低くするために、
少なくとも１個０水素原子が含まれた弗素化アルキル基
とアクリル基もしくはメタクリル基を１分子中に有する
化合物を含むことが好ましい。

オリコマ−及び多官能性単量体は硬化後の基本的物性を
決定するものであり、また弗素原子をその構造に導入す
ることにより゛、硬化物の屈折率を低下させるとともに
、吸水性及び吸湿性の抑制あるいは耐溶剤等の物性を向
上させることができる。

オリゴマー及び多官能性単量体としては、例えば下記の
化合物が挙げられる。ポリエステル（メタ）アクリレー
ト、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）
アクリレート等の（メタ）アクリレートオリゴマー、エ
チレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロパンジ
オールジ（メタ）アクリレート、ブタンジオールジ（メ
タ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）
アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレー
ト、ポリプロレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒド
ロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（
メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ
）アクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイ
ド付加物のジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプ
ロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラ（メタ）アクリレート、・ＴＨＥ　Ｉ　Ｃジ（メタ
）アクリレート、’ｒＨＥＩＣ）す（メタ）アクリレー
トなど。

オリゴマー及び／又は多官能性単量体の添加量は、鞘成
分の全量に対し１〜５０重量％が好ましい。

オリゴマーは一般には高粘度であることから、作業性改
善を目的に反応性モノマーで希釈して粘度調整を行うこ
とにより鞘層の被覆性を向上反応性モノマーとしては１
例えば下記の化合物が挙げられる。（メタ）アクリル酸
、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリ
レート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキ
シル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレ
ート、デシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ
）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレ−′ト
、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチ
ル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メタ）アク
リレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アク
リレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アク
リレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベン
ジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）ア
クリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート
、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレー
ト、エトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレ
ート、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アク
リレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、フ
ェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート
、アルキルフェノキシエチル（メタ）アクリレート、ア
ルキルフェノキシポリアルキレンクリコール（メタ）ア
クリレート、２−ヒドロキシ−３−フェニルオキシプロ
ピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリルオ
キシポリアルキレングリコール（メタ）アクリレート、
ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペ
ンテニルオキシアルキル（メタ）アクリレート、ジシク
ロペンテニルオキシポリアルキレングリコール（メタ）
アクリレート、２−ヒドロキシアルキル（メタ）アクリ
ロイルホスフェート。

酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ポリフルオロアルキ
ル（メタ）アクリレート、カルバモイルオキシアルキル
（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性（メタ）ア
クリレートなど。

本発明の紫外線硬化性樹脂組成物は、必要に応じて屈折
率調整用モノマーとして、少なくとも１個の水素原子が
含まれた弗素化アルキル基とアクリル基もしくはメタク
リル基を１分子中に有する化合物、特に一般式％式％）（式中又は水素原子又は弗素原子、Ｙは水素原子又はメ
チル基、Ｒは低級アルキル基、ｎは２〜１０、ｍは１〜
１０を示す）で表わされるフルオロアルキル（メタ）ア
クリレートモノマーを含むことが好ましい。屈折率調整
用モノマーとしては例えば下記の化合物が挙げられる。

トリフルオロ（メタ）アクリレート、２，２，５．５−
テトラフルオロプロピル（メタ）アクリレート、２．２
，５，３，３−ペンタフルオロプロピル（メタ）アクリ
レ−）、２−）リフルオロメチル−６，６゜５−）Ｉ７
７＃オロプロビル（メタ）アクリレート、２−トリフル
オロメチル−２，５，５，５−テトラフルオロプロピル
（メタ）アクリレート、２゜２＃５，４．４．４−へキ
サフルオロブチル（メタ）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（メタ
）アクリレ−）、　　１，１゜２．２−テトラハイドロ
パーフルオロデシル（メタ）アクリレート、１，１，２
．２−テトラノルイドロー９−トリアルオロメチルバー
フルオロデシル（メタ）アクリレ−）、１．１−ジハイ
ドロパーフルオロプチル（メタ）アクリレ−）、ｉ、１
−ジメチル−２，２，３，３−テトラフルオロプロピル
（メタ）アクリレート、１，１−ジメチル−２，２゜３
．５，４，４，５．５−オクタフルオロペンチル（メタ
）アクリレート、１．１−ジメチル−２，２，に、４，
４，４−へキサフルオロブチル（メタ）アクリレート等
。

屈折率調整用モノマーの添加量は、鞘成分の全重量に対
し５０〜９０重量％が好ましい。

これらオリゴマー及びモノマーを紫外線により硬化させ
るには、光重合開始剤及び／又は光増感剤を含有させる
ことが好ましい。そのような光重合開始剤としては例え
ばベンゾイン、ペンツインイソブチルエーテル、ベンジ
ル、ベンゾフェノン、ｐ−クロルベンゾフェノン、ｐ−
／メトキシベンゾフェノンなどのカルボニル化合物、テ
トラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウ
ラムジスルフィドなどの硫黄化合物、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリ
ルなどのアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド、ジター
シャリ−ブチルパーオキシドなどのパーオキシド化合物
等が挙げられる。光増感剤としては例えば脂肪族アミン
、芳香族アミンなどのアミン化合物、ｏ−）リルチオ尿
素などの尿素類、ナ）　ＩＪウムジエチルジチオホスフ
エート、Ｓ−ベンジルインチウロニウム−ｐ−）ルエン
スルホネートなどの硫黄化合物、Ｎ、Ｎ−ジ置換−ｐ−
アミノベンゾニトリル化合物などのニトリル類、トリー
ｎ−ブチルホスフィンなどの燐化合物、Ｎ−ニトロソヒ
ドロキシルアミン誘導体などの窒素化合物等が挙げられ
る。

なかでも好ましいラジカル重合用光重合開始剤としては
、ベンゾフェノン、ベンゾインイソブチルエーテル、４
′−イソプロビル−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロ
ピオフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオ
フェノ／、α、α−ジクロロー４−フェノキシアセトフ
ェノン、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン
、ベンジルジメチルケタール、　２．２−ジエトキシア
セトフエノン、クロロチオキサントン、２−イソプロピ
ルチオキサントン、カヤキュアーＤＩＴＸ（日本化薬株
式会社製チオキサントン化合物）、カヤキュアーＭＢＰ
　（同社製ベンゾフェノン化合物）、ユベクリルＰ５６
（ベルギー国ＵＣＢ社製うジカル重合性高分子量化ベン
ゾフェノン）などが挙げられる。好ましいラジカル重合
用光増感剤としては、４−ジメチルアミノ安息香酸エチ
ル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、４．４’
−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ユベクリルＰ１
０４（ベルギー国ＵＣＢ社製ラジカル重合体高分子量化
第６級アミン化合物）、Ｎ−メチルジェタノールアミン
、ジエチルアミンエチルメタクリレート、トリエチルア
ミンなどが挙げられる。

これらの光重合開始剤及び光増感剤は、オリゴマー及び
モノマー等の紫外線硬化性樹脂組成物に対して０．０１
〜１０重量部好ましくは１〜５重量部の範囲で用いられ
る。光重合開始剤及び光増感剤の添加量が１０重量部を
越えると、貯蔵安定性が悪（、また樹脂組成物への溶解
性が低下する。

本発明の光ファイバーを製造するに際しては、心繊維を
紫外線硬化性樹脂組成物で被覆する。

紫外線硬化性樹脂組成物は、室温で液状とすることがで
きるので、樹脂液を満たしたダイ中に心繊維を通過させ
ることにより塗布することができる。紫外線硬化性樹脂
組成物を塗布したファイバーは、紫外線照射部を通過さ
せることにより、ごく短時間で硬化を完了できる。

本発明の光ファイバーは１６０℃以上の高温度において
も、熱収縮や変形により光伝送路としての機能を失うこ
とはない。このような特性は、従来の溶融押し出し法に
より鞘成分を形成した光ファイバーでは得られないもの
であり、実用的及び工業的に重要な価値を有する。

実施例１ポリメチルメタクリレートを心成分として、鞘成分とし
てはウレタンアクリレート樹脂（東亜合成化学工業社製
、アロエックスＭ−１２００）２０重量部に、２．２．
２−トリフルオロエチルアクリレート８０重量部、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート１５重量部及び１−
ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン（チバ・カイ
ギー社製、イルガキュア１８４）２重量部からなる紫外
線硬化性樹脂を用いた。鞘成分を心成分表面にダイを用
いて塗布したのち、直ちにＩ　ＫＷ高圧水銀灯を３本備
えた紫外線照射部を光源から１０ｃｒｎの距離を保って
通過させることにより、鞘層な形成させて心−鞘構造を
有するプラスチック光ファイバーを得た。

得られた光ファイバーを１００℃で４時間加熱処理を行
ったところ、収縮量は１％以下であった。また得られた
光ファイバーの透過光量の温度依存性を調べたところ、
１２０℃まで光量の低下は認められなかった。

実施例２心成分としてポリカーボネートを用い、その他は実施例
１と同様にして光ファイバーを得た。

得られた光ファイバーは、１６０°Ｃで４時間加熱処理
後もその収縮は１％以下であり、また透過光量の温度依
存性はきわめて良好であり、１５０℃以下では光量低下
が認められなかった。

実施例３及び４鞘成分として下記表に示す光硬化性樹脂組成物を用い、
その他は実施例１と同様にして光ファイバーを得た。紫
外線照射によって重合させて得たポリマーの屈折率を下
記表に示す。得られた光ファイバーの透過光量の温度依
存性はいずれも良好であり、１２０℃まで光量の低下は
認められなかった。

表中の記号は下記の化合物を意味する。

３ＦＡ　：　２，２．２−　）リフルオロエチルアクリ
レート６ＦＡ　：　１，１，１，５，３．５−へキサフ
ルオロイソプロピルアクリレート８ＦＡ　　：１，１．５−オクタフルオロペンチルアク
リレート１７ＦＡ　：　１，１，２．２−ヘプタデカフ
ルオロデシルアクリレートｐ−３ＦＭ、：　５ＦＭ　（
２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート）ポリ
マーポリエステルアクリレート樹脂としては、東亜合成化学
工業社製Ｍ−１２００を用〜・た。

比較例心成分としてポリメチルメタクリレート、また鞘成分と
して弗化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体
を用いて、溶融押出し法により光ファイバーを製造した
。この光ファイバーを試料として透過光量の温度依存性
を測定したところ、１００℃から光量が大きく低下し始
め、１２０℃では室温における光量の５０％まで低下し
た。

Claims

【特許請求の範囲】１、心−鞘構造の光ファイバーにおいて、心成分が非晶
質透明重合体からなり、鞘成分が紫外線で硬化した樹脂
からなることを特徴とするプラスチック光ファイバー。２、鞘成分が、（ａ）少なくとも１個の水素原子が含まれた弗素化アル
キル基とアクリル基もしくはメタクリル基を１分子中に
有する化合物、（ｂ）多官能性単量体及び（ｃ）光重合開始剤を含む重合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。３、少なくとも１個の水素原子が含まれた弗素化アルキ
ル基とアクリル基もしくはメタクリル基を１分子中に有
する化合物が、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 又は ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中Ｘは水素原子又は弗素原子、Ｙは水素原子又はメ
チル基、Ｒは低級アルキル基、ｎは２〜１０、ｍは１〜
１０を示す）で表わされるフルオロアルキル（メタ）ア
クリレートモノマーであることを特徴とする、特許請求
の範囲第２項に記載の光ファイバー。４、鞘成分が、少なくとも１個の水素原子が含まれた弗
素化アルキル基とアクリル基もしくはメタクリル基を１
分子中に有する化合物を５０〜９０重量％含む重合体で
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。