(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端開口部を封止した中空管状の透明クラッド材内にこのクラッド材よりも高い屈折率を有する透明重合体を形成可能なモノマーを充填し、このモノマーの液面を上記クラッド材の軸方向に３〜５ｋｇ／ｃｍ２の条件で加圧しながら該モノマーを重合してコア材を形成することにより、クラッド材とコア材との剥離がないことを特徴とする光伝送チューブの製造方法。
【請求項２】
クラッド材のモノマー液面より上方の中空部に不活性ガスを加圧状態に供給して上記モノマーの加圧を行うと共に、上記中空部を不活性ガスで置換するようにした請求項１記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、クラッド材とコア材との界面などに泡状空隙等の内部欠陥が生じず、このため光伝送性能に優れ、装飾用ディスプレー等の用途に好適に使用される光伝送チューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
最近、中空管状の透明クラッド材とこのクラッド材よりも高い屈折率を有する透明コア材よりなる光伝送チューブが装飾用ディスプレーなどに使用されている。このような光伝送チューブとしては、従来、中空管状クラッド材内に液状のコア材を充填したものが多く用いられている。
【０００３】
しかしながら、このような液状コア材をクラッド材内に充填した光伝送チューブは取り扱い上不便であるため、コア材が固体であるものが望まれる。
【０００４】
かかるコア材が固体の光伝送チューブとしては、コア材が透明プラスチックからなるものが好適である。本発明者は、このような光伝送チューブを製造する方法としては、中空管状のクラッド材にコア材を形成し得るモノマーを充填し、このモノマーを重合して、クラッド材にコア材を一体化する方法が生産効率等の点で最も有効であることを知見した。
【０００５】
しかし、装飾用ディスプレー等に用いる光伝送チューブは、通常口径が３〜１００ｍｍ程度であるが、その長さが１〜１００ｍと長く、このように長いクラッド材内にモノマーを充填して重合させた場合、しばしばクラッド材とコア材との界面などに泡状空隙が生じ、クラッド材とコア材との密着が不十分でその界面に剥離が起こる等の内部欠陥が見受けられた。
【０００６】
このような内部欠陥は、光伝送チューブの光伝送特性を損なうので、かかる内部欠陥を生じさせない光伝送チューブの製造方法の確立が要請された。
【０００７】
本発明は上記要望に応えるためになされたもので、上記のような内部欠陥がなく、光伝送特性に優れた光伝送チューブを容易かつ確実に製造することができる光伝送チューブの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、一端開口部を封止した中空管状の透明クラッド材内にこのクラッド材よりも高い屈折率を有する透明重合体を形成可能な液状モノマーを充填し、このモノマーを重合してコア材を形成させるに際し、上記モノマーの液面より上方のクラッド材中空部に窒素ガス等の不活性ガスを加圧状態に供給するなどの方法により、上記モノマーの液面を上記クラッド材の軸方向に３〜５ｋｇ／ｃｍ２の条件で加圧させながら重合することにより、クラッド材とコア材との界面で剥離がなく、泡状空隙等の内部欠陥のない光伝送チューブを確実に製造し得ることを知見した。
【０００９】
即ち、一端開口部を封止した中空管状の透明クラッド材内にモノマーの空隙が生じないように充填しても、このモノマーを重合させると、得られた重合体とクラッド材との界面に泡状空隙が生じたり、界面剥離が生じ、密着性不良となったりする原因はモノマーの重合収縮によるものと考えられるが、上記のようにクラッド材の軸方向に３〜５ｋｇ／ｃｍ２の条件でモノマー液面を加圧することにより、かかる重合収縮（モノマーの体積収縮）を補償し、泡状空隙が生じたり界面で剥離が生じたりする問題点を解消し、内部欠陥のない光伝送チューブを製造できることを見い出し、本発明をなすに至ったものである。
【００１０】
従って、本発明は、一端開口部を封止した中空管状の透明クラッド材内にこのクラッド材よりも高い屈折率を有する透明重合体を形成可能なモノマーを充填し、このモノマーの液面を上記クラッド材の軸方向に３〜５ｋｇ／ｃｍ２の条件で加圧しながら該モノマーを重合してコア材を形成することにより、クラッド材とコア材との剥離がないことを特徴とする光伝送チューブの製造方法を提供する。
【００１１】
以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明の光伝送チューブの製造方法は、上述したように、一端開口部を封止した中空管状の透明クラッド材内にこのクラッド材よりも高い屈折率を有する透明重合体を形成可能なモノマーを充填し、このモノマーを重合してコア材を形成し、クラッド材とコア材とを一体化した光伝送チューブを得るものであるが、この場合、クラッド材としては、プラスチックやエラストマーなどのように可撓性を有し、チューブ状に成形可能で、屈折率の低い材料を用いることが好ましい。
【００１２】
その具体的な例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリエチレン−ポリビニルアルコール共重合体、フッ素樹脂、シリコン樹脂、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、フッ素ゴム、シリコンゴムなどが挙げられる。
【００１３】
これらの中でも屈折率が低いフッ素系ポリマーが特に好ましく、具体的にはポリジメチルシロキサンポリマー、ポリメチルフェニルシロキサンポリマー、フルオロシリコーンポリマー等のシリコーン系ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、ポリクロルトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、フッ化ビニリデン−三フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化エチレンプロピレンゴム、フッ素系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
【００１４】
これらの材料は単独又は２種以上をブレンドして用いることもでき、単管又は多重管として用いることもできる。更に、コア材が接する内面のみをコーティング又は二重押し出しなどの方法により平滑処理などの処理を行うこともできる。
【００１５】
この場合、クラッド材の外径は３〜１１０ｍｍ、内径は２〜１００ｍｍ程度、長さは１〜１００ｍ程度が一般的である。
【００１６】
一方、上記クラッド材内に充填され、コア材を形成するモノマーは、液状で、かつ上記クラッド材よりも高屈折率を有する共重合体を形成し得るものであれば特に制限されないが、特にクラッド材との密着性、透明性等の点から、（メタ）アクリル酸及び（メタ）アクリル酸エステルモノマーの１種又は２種以上を用いて単独重合又は共重合させることが好ましい。なお、（メタ）アクリル酸エステルとしては、（メタ）アクリル酸と炭素数１〜１８、特に１〜１３のアルコールとのエステルを用いることができる。具体的には、モノマーとして、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−メトキシエチル（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、フェノキシポリ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、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸等を用いることができる。
【００１７】
上記モノマーを重合させる方法としては、モノマーの種類に応じた公知の方法を採用し得、例えば（メタ）アクリル酸や（メタ）アクリル酸エステルの場合は、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジミリスチルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシ（２−エチルヘキサノエート）、クミルパーオキシオクトエートなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスシクロヘキサンニトリルなどのアゾ化合物等の重合開始剤を用い、５０〜１２０℃で１〜２０時間重合する方法を採用することができる。
【００１８】
この場合、本発明においては、かかるモノマーの重合を図１に示すように上記クラッド材１内に充填されたモノマー２の液面をクラッド材１の軸方向に加圧Ｐしながら行うものである。
【００１９】
ここで、モノマー液面に加える圧力の条件は３〜５ｋｇ／ｃｍ２の範囲内である。加える圧力が３ｋｇ／ｃｍ２より低いと圧力を加えた効果が生じない場合があり、一方５ｋｇ／ｃｍ２より圧力を高くするとクラッド材が圧力に耐えられない場合がある。
【００２０】
モノマーを加圧する方法は、気体を介して行うことができる。気体を介する方法としては、例えば一端開口部を封止した中空管状クラッド材内にモノマーを充填し、真空装置と窒素ガス等の不活性ガス供給装置（ボンベ、ポンプ等）とを切換可能に接続したホースの端部をクラッド材の他端部に気密に接続し、クラッド材の空隙部に残存する空気を脱気した後、圧力のかかった不活性ガスをクラッド材の中空部に供給し、この状態でクラッド材を加温して重合を行う方法を採用することができる。このように不活性ガスを用いてモノマー液面上方のクラッド材中空部を不活性ガスで置換し、重合を不活性ガス雰囲気下で行うことにより、酸素の存在下で重合反応が抑制されることを防止するという効果が得られる。
【００２１】
なお、加圧の方法は上記の気体を用いる方法に限定されず、また、モノマーに加える圧力は、重合反応中一定である必要はなく、モノマーの種類に応じ重合の初期には高く、重合が進行するに従い低くしたり、あるいはこの反対のパターンで圧力を加えても良い。
【００２２】
なおまた、クラッド材にモノマーを充填する際にこのクラッド材の一端開口部を封止する材料、及びモノマー重合後にクラッド材の他端を封止するものとして、封止栓を用いることができる。この場合、封止栓としては、透明性が要求される場合には石英ガラス、多成分ガラス、サファイヤ、水晶、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ＥＰＤＭ・スチレン三元共重合体、スチレン・メチルメタクリレート共重合体、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリメチルペンテン、アリルジグリコールカーボネート樹脂、スピラン樹脂、アモルファスポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ジアリルフタレート、フッ素樹脂、ポリエステルカーボネート、シリコン樹脂などの透明材料を用いることが好ましく、この中でも石英ガラス、パイレックスガラス、多成分ガラス等の無機ガラスは透明性のみならず、耐熱性にも優れ、また化学的にも安定であるため、好ましく用いられる。
【００２３】
封止栓に透明性が要求されない場合には、上記材料の他に金属やセラミック材料も用いることができる。この場合には封止栓で光を反射させ、側面からの発光を増加させるために、封止栓の少なくともコアと接する面を研磨したり、反射膜を設けることが好ましい。
【００２４】
以上のようにして得られる光伝送チューブは、泡状空隙や界面剥離などの内部欠陥がなく、光伝送性能に優れているため、装飾照明、水中照明、防爆照明、ディスプレイ等の用途に好適に用いられる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２６】
〔実施例〕
一端側をステンレスロッドで封止した四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体製の中空管状クラッド材（内径５ｍｍ、外径６ｍｍ、長さ４０ｃｍ）内に、メチルメタクリレート１００重量部に０．５重量部のα，α’−アゾビスイソブチロニトリルを加えたものを上記クラッド材の他端開口部より５０ｍｍのところまで充填した。次に、このクラッド材の他端開口部から窒素ガスを導入し、クラッド材中空部を窒素置換すると共に、モノマー液面を窒素ガスでクラッド材の軸方向に対し３ｋｇ／ｃｍ２の圧力を加え、この加圧を維持しながらクラッド材を７０℃の恒温水槽に入れ、１５０分重合を行った。
【００２７】
その結果、上記クラッド材に上記モノマーの重合体コア材が一体化した光伝送チューブが得られた。この光伝送チューブは、コア材とクラッド材との界面に泡状空隙がなく、またこの界面において両者の密着は良好であった。
【００２８】
〔比較例〕
窒素ガスによる圧力を加えず、常圧下で重合反応を行った以外は実施例と同様に重合を行い、光伝送チューブを作製した。
【００２９】
得られた光伝送チューブには、コア材とクラッド材との界面での剥離が生じ、かなりの泡状空隙が認められた。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の光伝送チューブの製造方法によれば、コア材とクラッド材との界面に泡状空隙や剥離が生じないため、内部欠陥のない光伝送性能が良好な光伝送チューブを容易かつ確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法において、モノマーを加圧する状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  クラッド材
２  モノマー
Ｐ  圧力
【図１】
0003606332.tif 000002