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JP2787771B2 - 芯‐鞘型プラスチツク光フアイバ - Google Patents

芯‐鞘型プラスチツク光フアイバ

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Publication number
JP2787771B2
JP2787771B2 JP62232043A JP23204387A JP2787771B2 JP 2787771 B2 JP2787771 B2 JP 2787771B2 JP 62232043 A JP62232043 A JP 62232043A JP 23204387 A JP23204387 A JP 23204387A JP 2787771 B2 JP2787771 B2 JP 2787771B2
Authority
JP
Japan
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optical fiber
sheath
polymer
core
amount
Prior art date
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JP62232043A
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JPS6476003A (en
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鶴義 松本
勝彦 島田
吉弘 魚津
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Priority to CA000573338A priority patent/CA1335022C/en
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Priority to KR1019880009687A priority patent/KR920001247B1/ko
Priority to EP88307076A priority patent/EP0301912B1/en
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチツク光フアイバに関するものであ
り、とくに加工特性に優れたプラスチツク光フアイバに
関する。 〔従来の技術〕 芯がプラスチツクから成る光フアイバは無機ガラス系
のものに比べて光伝送損失、耐熱性に劣る一方で、大口
径で開口数が大きく軽量であつて、かつ可撓性に極めて
優れている。中でもポリメチルメタクリレート系樹脂を
芯成分とした光フアイバは短距離の光通信用途に使用さ
れはじめている。芯−鞘構造を有する光フアイバにおい
て、これら芯成分の特性を生かす鞘成分の選択が重要で
ある。 特公昭53−21660号公報には、鞘が弗化ビニリデンと
テトラフルオロエチレンの共重合体から成る光フアイバ
が記載されている。弗化ビニリデン系共重合体は芯材と
の密着性は良好であり、本質的に結晶性高分子であり、
加熱又は冷却により容易に結晶化して、球晶を生長せし
め、その結果、芯材を通過する光はその鞘の結晶化状態
による散乱を受け、光伝送性能が低下するという欠点が
ある。一方、例えば特公昭56−8321号公報に示されるよ
うな弗化アルキルメタクリレートを主成分とする重合体
は、本質的に非晶性高分子であり、光フアイバの鞘材と
して用いたとき良好な透明性を保持するが、芯材との密
着性及び屈曲性が劣り、加工性も劣るという欠点があ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来開発されてきたプラスチツク系光フアイバはほゞ
直線状で使用する際には何等問題ないのであるが、デー
タリンクやOA機器接続用光フアイバの如く、曲げて使用
されたり、その接合時に可成り激しい折り曲げを必要と
する用途に利用する場合にはその光伝送特性が急激に低
下し、その回復性が悪いという難点がある。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで本発明者等は上述した如き難点のないプラスチ
ツク系光フアイバを開発することを目的として検討した
結果本発明を完成したものであり、その要旨とするとこ
ろは、芯がポリメチルメタクリレート系樹脂、鞘が下記
の重合体にて構成される芯−鞘型プラスチック光ファイ
バであり、その平均直径を1000μmとし、波長650nmの
平行光線をその一端から入射し、他端から出射せしめた
ときの光の透過光量をI0、この光ファイバを直径10mmの
マンドレルに100回巻付けた状態で同様にして透過光量
を測定したときの巻付け透過光量Ia、この巻付けをほど
き同様にして透過光量を測定したときの巻付け光回復量
Ibとしたとき、I0、Ia、Ibが次式[I]、[II]の関係
を満足していることを特徴とする芯−鞘型プラスチック
光ファイバ、にある。 [鞘形成用重合体] 一般式(イ) (式中nは5〜11の整数を示す) で表される長鎖フルオロアルキルメタクリレート10〜48
重量%、 一般式(ロ)(式中Xは水素原子又は弗素原子、mは1〜4の整数を
示す) で表される短鎖フルオロアルキルメタクリレート52〜90
重量%及び他の共重合可能なモノマー0〜38重量%の共
重合体から実質的に成り、230℃で荷重5kgの条件で直径
2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体の
量を示すメルトフローインデックス値が30以下である共
重合体。 本発明で好しく用いる光フアイバ鞘材用重合体は、従
来用いられてきた鞘用重合体であるフルオロアルキルメ
タクリレート系重合体の特色である良好な透明性及び耐
熱性を有し、しかも従来のフルオロメタクリレート系重
合体に欠けていた良好な屈曲性及び加工性が付与されて
いる。 上記鞘用重合体を作るのに用いられる長鎖フルオロア
ルキルメタクリレートとしては、1,1,2,2−テトラハイ
ドロパーフルオロオクチルメタクリレート、1,1,2,2−
テトラハイドロパーフルオロデカニルメタクリレート、
1,1,2,2−テトラハイドロパーフルオロドデカニルメタ
クリレート、1,1,2,2−テトラハイドロパーフルオロテ
トラデカニルメタクリレート等が挙げられる。これら化
合物な単独で用いてもよく、また2種以上を混合して用
いてもよい。 長鎖フルオロアルキルメタクリレートは10〜48重量%
好ましくは10〜29.95重量%の範囲で用いられる。この
量が10重量%未満である場合は、十分な機械的特性を有
する重合体が得られない。また48重量%を超える場合
は、重合体のガラス転移温度が低くなり、十分な耐熱性
が得られない。 短鎖フルオロアルキルメタクリレートとしては、トリ
フルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフル
オロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフル
オロプロピルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オク
タフルオロペンチルメタクリレート等が好ましい。これ
ら化合物は単独で用いてもよく、また2種以上を混合し
て用いてもよい。 短鎖フルオロアルキルメタクリレートは52〜90重量%
の範囲で用いられる。この量が52重量%より低くなる
と、重合体中の長鎖フルオロアルキルメタクリレートの
割合が増え、ガラス転移温度が下がり、十分な耐熱性が
得らえないか、又は第三成分のモノマーの割合が増え、
屈折率が高くなるおそれがある。 他の共重合可能なモノマーとしては、鎖状アルキル
(メタ)アクリレート、環式炭化水素基を有するメタク
リル酸エステル、親水性単独重合体を形成しうるビニル
単量体が用いられる。 鎖状アルキル(メタ)アクリレートとしては、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸−n−プロピル、(メタ)アクリル
酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、
(メタ)アクリル酸二級ブチル等が挙げられる。メタク
リル酸メチルが好ましい。環状炭化水素基を有するメタ
クリル酸エステルとしては、フエニルメタクリレート、
シクロヘキシルメタクリレート、アダマンチルメタクリ
レート、(イソ)ボルニルメタクリレート、メタクリル
酸トリシクロ〔5.2.1.02.6〕−デカ−8−イル等が用い
られる。親水性単独重合体を形成しうるビニル単量体と
しては(メタ)アクリル酸、グリシジルメタクリレー
ト、メチルグリシジルメタクリレート、アクリルアミ
ド、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)アクリレート等が挙げられ
る。メタクリル酸が好ましい。 これらの共重合可能なモノマーは0〜38重量%、好ま
しくは0〜20重量%の範囲で用いられる。この量が38重
量%を超えると、重合体の屈折率が高くなるおそれがあ
る。 本発明で用いる鞘成分重合体は、懸濁重合法、塊状重
合法などの公知の方法で製造することができる。重合に
用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば2,2′
−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1′−アゾビス
(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2′−アゾビス
(2,4−ジメチルパレロニトリル)、アゾビスイソブタ
ノールジアセテートアゾ−三級ブタン等のアゾ化合物な
らびにジ三級ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキ
サイド、ジ三級ブチルパーフタレート、ジ三級ブチルパ
ーアセテート、ジ三級アミルパーオキサイド等の有機過
酸化物が挙げられる。重合開始剤の添加割合は単量体に
対して0.001〜1モル%であることが好ましい。 本発明で用いる鞘用重合体は、メルトフローインデツ
クス値が30以下のものであることが必要である。メルト
フローインデツクス値が30を超える場合は、屈曲性及び
加工性が著しく低下する。メルトフローインデツクス値
が3〜25の重合体は形成性が優れている。なおメルトフ
ローインデツクス値は、重合体が230℃で5kgの力を受け
たとき、直径2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出さ
れる量のg数で示した。 メルトフローインデツクス値が30以下の重合体は、重
合開始剤及び/又は連鎖移動剤の添加割合、重合反応温
度を調節することにより得られる。連鎖移動剤としては
例えばn−ブチルメルカプタン、三級ブチルメルカプタ
ン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプ
タン等が用いられ、単量体に対して約1モル%以下の割
合で添加することが好ましい。 本発明で用いる鞘用重合体は、極限粘度(メチルエチ
ルケトン中、25℃)が0.4dl/g以上であることが好まし
い。また粘弾性測定のE″のピークより求めたガラス転
移温度(Tg)が75℃以上であることが好ましい。 本発明の光フアイバを製造する場合、芯成分としては
光伝送性能に優れたポリメチルメタクリレート系樹脂を
用いる。ポリメチルメタクリレート系樹脂としては、ポ
リメチルメタクリレート、メチルメタクリレート単位を
主成分とし、好ましくは少なくとも70重量%含有する共
重合体、あるいはこれらの重水素化した樹脂を用いるこ
とができる。メチルメタクリレートとの共重合成分とし
ては、例えばメチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、2−
エチルヘキシルアクリレート等のアクリル酸エステル、
シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、
ブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステルなどが
挙げられる。ポリメチルメタクリレート系樹脂として
は、例えば特公昭53−42260号公報に示されるような連
続塊状重合法により製造されたものを使用することが好
ましい。その他に、一般式 (式中Rは脂肪族又は脂環式炭化水素基を示す) で表わされる環構造単位2重量%以上とメタクリル酸メ
チルを主成分とする単量体単位98重量%とからなる重合
体を芯成分とすることもできる。 本発明の光フアイバ鞘材用重合体は、酢酸エチル、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の溶媒に
溶解して有機重合体からなる芯成分の繊維表面にコーテ
イングする方法或いは、芯−鞘型複合紡糸法によつて芯
−鞘型プラスチツク系光フアイバとすることもできる。 上記の如くして作つた芯−鞘型プラスチツク光フアイ
バは次の如き特性を備えているものでなければならな
い。すなわち、その平均直径を1000μmとし、波長650n
mの平行光をその一端から入射し他端から出射せしめた
ときの光の透過光量をI0、この光フアイバを直径10mmの
マンドレルに100回巻付けた状態で同様にして測定した
光の透過光量Ia、この巻付けをほどき同様にして透過光
量を測定したとき式[I]及び[II]の条件を満足して
いることである。 Ib/I0×100の値が80%未満なるものはプラスチツク光
フアイバの屈曲性が良好でなく、このような光フアイバ
は加工特性良好なプラスチツク光フアイバとすることは
できない。又、Ia/I0×100が20%未満なるものは、その
屈曲時に光の透過性が著るしく低下することを示してお
り、この点からも取扱い性の良好な光フアイバとするこ
とができない。 〔作用〕 本発明の鞘−芯型プラスチツク光フアイバは上述した
如き優れた耐屈曲性、加工性を備えており、その信頼性
および光伝送特性は極めて良好なものである。 以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。 実施例1 メタクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル63重量
%、メタクリル酸−1,1,2,2−テトラハイドロパーフル
オロデシル20重量%及びメタクリル酸メチル17重量%、
更にこれらの単量体に対してn−オクチルメルカプタン
0.05%及び2,2′−アゾビスイソブチロニトリル0.1%を
添加した単量体混合物を酸素不在下で調合し、70℃に維
持された反応槽で8時間重合させたのち、120℃で2時
間重合させた。得られたポリマーの屈折率は1.4195、直
径2mm、長さ8mmのノズルを用い、230℃で荷重5kgで10分
間に吐出されるポリマー量(メルトフローインデツクス
値)は5.4であり、メチルエチルケトン中、25℃におけ
る極限粘度は0.68であつた。またバイブロン測定のE″
のピークから求めたガラス転移温度(Tg)は95.4℃であ
つた。このポリマーを鞘とし、芯をポリメタクリル酸メ
チルとし、芯−鞘紡糸口金を有する複合溶融紡糸機によ
り、芯の直径980μm、鞘の厚さ10μmの光フアイバを
得た。 この光フアイバの光伝送損失は、590nmにおいて92dB/
km、650nmにおいて154dB/kmであつた。また85℃の空気
中に100時間放置したのちの光伝送損失は、590nmにおい
て95dB/km、650nmにおいて159dB/kmであつた。また屈曲
性を調べるため、直径10mmのマンドレルに15mの光フア
イバを繰り返し巻き付けたときの巻付光量保持率の評価
を行つた。その結果、100回巻き付けたときの光量保持
率は31.4%であつた。またその巻き付けをほどいたのち
の光量回復率は89.1%であつた。 実施例2〜5及び比較例1〜3 鞘成分のモノマー組成を変え、また重合開始剤および
連鎖移動剤の添加量、重合反応温度を調節し、実施例1
と同様に操作して光フアイバを得た。この光フアイバを
用いて実施例1と同じ特性評価を行つた。その結果を下
記表に示す。 表中の記号は下記の化合物を意味する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 魚津 吉弘 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイ ヨン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−265606(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.芯がポリメチルメタクリレート系樹脂、鞘が下記の
    重合体にて構成される芯−鞘型プラスチック光ファイバ
    であり、その平均直径を1000μmとし、波長650nmの平
    行光線をその一端から入射し、他端から出射せしめたと
    きの光の透過光量をI0、この光ファイバを直径10mmのマ
    ンドレルに100回巻付けた状態で同様にして透過光量を
    測定したときの巻付け透過光量Ia、この巻付けをほどき
    同様にして透過光量を測定したときの巻付け光回復量Ib
    としたとき、I0、Ia、Ibが次式[I]、[II]の関係を
    満足していることを特徴とする芯−鞘型プラスチック光
    ファイバ。 [鞘形成用重合体] 一般式(イ)(式中nは5〜11の整数を示す) で表される長鎖フルオロアルキルメタクリレート10〜48
    重量%、 一般式(ロ) (式中Xは水素原子又は弗素原子、mは1〜4の整数を
    示す) で表される短鎖フルオロアルキルメタクリレート52〜90
    重量%及び他の共重合可能なモノマー0〜38重量%の共
    重合体から実質的に成り、230℃で荷重5kgの条件で直径
    2mm、長さ8mmのノズルから10分間に吐出される重合体の
    量を示すメルトフローインデックス値が30以下である共
    重合体。
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