塑料光纤的制作方法

1.本发明涉及塑料光纤。


背景技术：

2.以往，已知有具备玻璃纤维和覆盖玻璃纤维的周面的墨层的光纤。(例如，参照下述专利文献1。)。
3.专利文献1中记载的光纤可以通过墨层的颜色、花纹等来识别。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特表2012-508395号公报


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.但是，对于墨层，要求对玻璃纤维的优异的密合性。
9.另外，近年来，研究了使用塑料纤维来代替玻璃纤维的光纤。对于使用玻璃纤维的光纤，即使暴露于溶剂，溶剂浸蚀墨层并与玻璃纤维接触，进而玻璃纤维弯曲，玻璃纤维中也不产生裂纹。另一方面，对于使用塑料纤维的纤维，由于塑料的耐溶剂性比玻璃低，因此若溶剂浸蚀墨层并与塑料纤维接触，塑料纤维弯曲，则有产生裂纹的不良情况。
10.本发明提供着色材料对塑料光纤主体的密合性优异、并且耐溶剂性优异、能够抑制损伤的塑料光纤。
11.用于解决问题的方案
12.本发明(1)包含一种塑料光纤，其具备塑料光纤主体和覆盖其周面的着色材料，前述着色材料由固化性组合物的固化物形成，所述固化性组合物包含活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯和着色剂，前述着色材料中的前述活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的反应率为85％以上。
13.本发明(2)包含(1)所述的塑料光纤，前述塑料光纤主体包含与前述着色材料的内侧面接触的接触层，前述接触层的材料为聚碳酸酯树脂和/或环聚烯烃树脂。
14.发明的效果
15.本发明的塑料光纤中，活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的反应率高，为85％以上，因此着色材料对塑料光纤主体的密合性优异。
16.另外，由于着色材料的乙烯基的反应率高，为85％以上，因此即使塑料光纤暴露于溶剂，也能够抑制溶剂浸蚀着色材料。因此，能够抑制溶剂对墨层的浸蚀所引起的塑料光纤主体的损伤。
附图说明
17.图1为本发明的塑料光纤的一个实施方式的截面图。
具体实施方式
18.(本发明的塑料光纤的一个实施方式)
19.参照图1对本发明的塑料光纤的一个实施方式进行说明。
20.塑料光纤1为沿纵长方向(相当于图1中的纸面深度方向)延长的纤维。塑料光纤1在沿着与纵长方向正交的方向的截面中具有大致圆形状。塑料光纤1具备塑料光纤主体2和着色材料3。
21.塑料光纤主体2为沿纵长方向传输光的光传输路径。塑料光纤主体2在与光的传输方向正交的截面中具有大致圆形状。
22.塑料光纤主体2在剖视图中从中心向外侧依次具备例如芯部4、包层部5、和作为接触层的一例的上包层部6。
23.芯部4在剖视图中具有大致圆形状。芯部4在剖视图中包含塑料光纤主体2的中心。
24.包层部5配置于芯部4的外周面。包层部5被芯部4及上包层部6夹持。包层部5在剖视图中具有大致圆环形状。
25.包层部5的折射率比芯部4的折射率低。
26.上包层部6配置于包层部5的外周面。上包层部6形成塑料光纤主体2的外周面。上包层部6在剖视图中具有大致圆环形状。
27.需要说明的是，塑料光纤主体2根据塑料光纤1的用途及目的可以具有双包层结构。该情况下，如图1的虚拟线所示，包层部5具备第1包层部51和配置于第1包层部51的外周面的第2包层部52。即，包层部5具有第1包层部51和第2包层部52这样的2层结构。第1包层部51的折射率比芯部4的折射率低。第2包层部52的折射率比第1包层部51的折射率低。上包层部6的折射率比第2包层部52的折射率低。
28.塑料光纤主体2的材料为塑料。作为塑料，没有特别限定，可举出例如丙烯酸类树脂(包括氟代丙烯酸类树脂)、例如聚碳酸酯树脂(包括聚酯改性聚碳酸酯树脂等改性聚碳酸酯树脂)、例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、环烯烃树脂等烯烃树脂等热塑性树脂。这些可以单独使用或组合使用。塑料光纤主体2的材料根据芯部4、包层部5及上包层部6所需的折射率来适宜选择。
29.作为上包层部6，优选可举出聚碳酸酯树脂、烯烃树脂，从高可靠性的观点出发，尤其优选可举出改性聚碳酸酯树脂、环烯烃树脂。
30.塑料光纤主体2是透明的。塑料光纤主体2的总透光率例如为85％以上，优选为90％以上、更优选为90％以上，另外，例如为100％以下。
31.塑料光纤主体2的直径例如为10μm以上且10mm以下。
32.着色材料3配置于塑料光纤主体2的外周面。具体而言，着色材料3与上包层部6的外周面接触。着色材料3形成塑料光纤1的外周面。
33.着色材料3是有色的。另外，着色材料3的总透光率例如不足85％，优选为80％以下，另外，例如为10％以上。因此，具备所述着色材料3的塑料光纤1具有识别性。
34.着色材料3由固化性组合物的固化物形成。固化性组合物为着色材料3的材料，在后面的制造方法中详细叙述，其包含活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯和着色剂。
35.着色材料3的厚度没有特别限定，例如为0.01μm以上，优选为0.1μm以上，另外，例如为1000μm以下，优选为100μm以下。另外，着色材料3的厚度相对于塑料光纤主体2的直径
的比例如为0.0001以上，优选为0.001以上，另外，例如为1以下，优选为0.5以下。
36.接着，对塑料光纤1的制造方法进行说明。
37.该方法中，首先，准备塑料光纤主体2。塑料光纤主体2例如通过熔融挤出法等进行制造。熔融挤出法中，芯部4、包层部5及上包层部6是同时形成的。
38.接着，制备固化性组合物，将其配置于塑料光纤主体2的外周面，其后，使固化性组合物固化。
39.固化性组合物包含活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯和着色剂。
40.具体而言，固化性组合物例如包含：活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯、活性能量射线引发剂、和着色剂。
41.活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯具有乙烯基。具体而言，活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯具有乙烯基及芳香环基。
42.作为芳香环基，例如，可举出苯基、萘基，优选可举出苯基。
43.活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯可以单独使用或组合使用。
44.单独使用活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯时，该活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯具有乙烯基及芳香环基。另一方面，组合使用多种活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯时，多种活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯均具有乙烯基；或者一种能量射线固化型多官能丙烯酸酯具有乙烯基及芳香环基，且其他能量射线固化型多官能丙烯酸酯具有乙烯基但不具有芳香环基。
45.着色剂根据塑料光纤1的用途及目的来适宜选择。作为着色剂，例如，可举出颜料、染料，优选可举出颜料。作为颜料，没有特别限定，例如，可举出白色颜料、黑色颜料、黄色颜料、绿色颜料、红色颜料、蓝色颜料等。
46.上述各原料的配混比例根据塑料光纤1的用途及目的来适宜设定。固化性组合物中的活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯的比例例如为50质量％以上，优选为75质量％以上，另外，例如为99质量％以下。着色剂相对于活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯100质量份的质量份数例如为1质量份以上、例如为25质量份以下。
47.需要说明的是，制备的固化性组合物允许包含氧。固化性组合物是在空气中制备的，氧源自空气中所含的氧。
48.固化性组合物可以使用市售品，例如，可以使用光纤着色墨系列(phichem公司制)等。
49.接着，将固化性组合物涂布于塑料光纤主体2的外周面，其后，对固化性组合物照射活性能量射线。
50.固化性组合物的涂布中使用公知的涂布装置。
51.作为活性能量射线，例如，可举出紫外线(包含uva(长波长侧紫外线)、uvb(短波长侧紫外线)等)、α射线、β射线、γ射线、x射线等。优选可举出紫外线。
52.活性能量射线的照射中，使用具有光源和与光源相对配置的照射室的照射装置。
53.照射室以涂布有固化性组合物的塑料光纤主体2可通过的方式构成。照射室例如具有由透光性材料(石英等)等形成的大致筒形状。另外，在自由基聚合中非活性气体可流入照射室。作为这样的气体，可举出氮气、二氧化碳气体、氦气等，优选可举出氮气。气体流量根据照射室内的体积和/或涂布有固化性组合物的塑料光纤主体2的通过速度来适宜设
定。具体而言，气体流量例如为3l/分钟以上，优选为5l/分钟以上，更优选为8l/分钟以上，另外，例如为100l/分钟以下。
54.该方法中，使外周面涂布有固化性组合物的塑料光纤主体2通过照射装置的照射室。
55.若氧溶解于固化性组合物，则活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的自由基聚合受到阻碍。但是，如果使非活性气体流入照射室，则上述气体溶解于固化性组合物，而溶解于固化性组合物的氧被从固化性组合物中赶出。由此，固化性组合物中的氧浓度降低。因此，上述自由基聚合的阻碍受到抑制，乙烯基的反应率变高。
56.由此，生成由固化性组合物发生固化而得到的固化物。由此，由固化物形成的着色材料3成形于塑料光纤主体2的外周面。
57.而且，该着色材料3中的活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的反应率为85％以上。另外，乙烯基的反应率优选为88％以上、更优选为90％以上、进一步优选为92％以上，另外，例如为100％以下。
58.乙烯基的反应率不足85％时，着色材料3对塑料光纤主体2的密合性降低。另外，如果乙烯基的反应率不足85％，则着色材料3的耐溶剂性降低，在塑料光纤1暴露于溶剂时，若溶剂浸蚀着色材料3并与塑料光纤主体2接触，塑料光纤1弯曲，则会在塑料光纤主体2中产生裂纹。
59.活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的反应率通过基于atr(衰减全反射光谱)法的ft-ir来求出。ft-ir中，将源自乙烯基的峰的吸光度(峰高度)相对于源自芳香环基(具体而言为苯基)的峰的吸光度(峰高度)的比作为“乙烯基量”而获得。接着，求出下述式所示的反应率。
60.反应率(％)＝[(固化前的固化性组合物的乙烯基量)-(固化后的固化物的乙烯基量)]/(固化前的固化性组合物的乙烯基量)
×
100
[0061]
ir光谱中，源自乙烯基的峰位于波长810cm-1
处。源自苯基的峰位于波长1510cm-1
处。
[0062]
(一个实施方式的作用效果)
[0063]
并且，该塑料光纤1中，活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯中的乙烯基的反应率高，为85％以上。因此，着色材料3对塑料光纤主体2的密合性优异。
[0064]
另外，着色材料3的乙烯基的反应率高，为85％以上，因此即使塑料光纤1暴露于溶剂(具体而言为有机溶剂)，也能够抑制溶剂浸蚀着色材料3。因此，能够抑制由溶剂的着色材料3的浸蚀所引起的塑料光纤主体2的损伤。具体而言，能够抑制塑料光纤主体2中的裂纹的产生。
[0065]
(变形例)
[0066]
以下的各变形例中，对与上述一个实施方式同样的构件及工序标记同一参照标记并省略其详细说明。另外，各变形例除了特殊说明以外，可以发挥与一个实施方式同样的作用效果。进而，可以将一个实施方式及其变形例适宜组合。
[0067]
一个实施方式中，照射活性能量射线时，使非活性气体流入照射室，但不限定于此，也可以代替向上述照射室的流入或在其基础上例如向涂布前的固化性组合物吹送上述气体。固化性组合物中的氧浓度的降低方法不限定于上述。
[0068]
另外，一个实施方式中，通过乙烯基的吸光度相对于芳香环基(苯基)的吸光度的比来求出乙烯基量，但例如也可以不使用芳香环基的峰的吸光度，而是通过固化前的固化组合物的乙烯基的吸光度及固化后的固化物的乙烯基的吸光度的比来求出固化物的乙烯基的反应率。
[0069]
另外，上述的一个实施方式中，将反应前后量未发生变化的芳香环基的峰的吸光度作为基准来求出乙烯基量，但作为反应前后量未发生变化的基团，也可以使用除芳香环基以外的基团的峰来求出乙烯基量。
[0070]
塑料光纤1在剖视图中为大致圆形状，但其形状没有特别限定，例如，虽然未图示，但剖面也可以为大致矩形状。
[0071]
图1中，塑料光纤主体2具备芯部4、包层部5及上包层部6，但是例如，虽然未图示，但也可以仅具备芯部4及作为接触层的一例的包层部5而不具备上包层部6。该情况下，着色材料3与包层部5的外周面接触。
[0072]
实施例
[0073]
以下示出实施例及比较例，更具体地对本发明进行说明。需要说明的是，本发明不受实施例及比较例任何限定。另外，以下的记载中使用的配混比例(比率)、物性值、参数等具体的数值可以替换为上述的“具体实施方式”中记载的、与它们对应的配混比例(比率)、物性值、参数等该记载的上限(被定义为“以下”、“不足”的数值)或下限(被定义为“以上”、“超过”的数值)。
[0074]
实施例1
[0075]
通过熔融挤出法制造包含由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)(三菱化学株式会社制)形成的芯部4、由氟代pmma(daikin industries,ltd.制fm450)形成的包层部5、和由xylexx7300cl(制品名、sabic innovative plastics公司制、聚酯改性聚碳酸酯树脂)形成的上包层部6、且外径为470μm的塑料光纤主体2。
[0076]
接着，准备作为固化性组合物的光纤着色墨蓝(含有活性能量射线固化型多官能丙烯酸酯及蓝色颜料、phichem公司制)。
[0077]
其后，在输送方向下游侧依次涂布装置及照射装置。涂布装置具备内径为510μm的涂布口。照射装置具备作为光源的微波激发方式的d灯管和作为照射室的石英制的通过管。
[0078]
将固化性组合物投入至涂布装置(模具直径：510μm)。另外，使氮气以流量5l/分钟在照射装置中流通。
[0079]
接着，使上述塑料光纤主体通过涂布装置，将固化性组合物涂布于塑料光纤主体的周面，接着，利用照射装置(fusion co.,ltd.制d灯管)，以331mj/cm2的能量照射紫外线，从而使固化性组合物固化，将着色材料成形。
[0080]
实施例2～比较例3
[0081]
根据表1的记载，变更塑料光纤1的制造方法，除此以外，与实施例1同样地进行处理，得到塑料光纤1。
[0082]
评价
[0083]
对各实施例及各比较例的塑料光纤1评价以下的事项。
[0084]
(密合性)
[0085]
将双面粘合带(日东电工株式会社制、no.500)贴附于矩形板的表面。
[0086]
接着，将5根纵长方向长度5cm的塑料光纤1并列配置于双面粘合带的表侧的粘合面，接着，用手指将它们按压于双面粘合带。
[0087]
其后，沿着该塑料光纤1的并列方向，用切割器对塑料光纤1划出切缝。切缝以纵长方向上的0.5mm间隔划出多个。由此，将1根塑料光纤1分成10个单元(块，mass)。
[0088]
其后，将单面粘合带(日东电工株式会社制、no.5000ns)贴附于这些塑料光纤，并利用1kg的辊进行按压。其后，以1000mm/分钟以上的剥离速度将单面粘合带从塑料光纤1剥离。重复次数设为2。
[0089]
其后，数出着色材料3被剥离的部分的单元(块)。
[0090]
求出被剥离的单元(块)的数量的比例的百分率作为剥离率(％)。
[0091]
◎
：剥离率为0％。
[0092]
○
：剥离率为1％以上且40％以下。
[0093]
×
：剥离率为41％以上。
[0094]
(乙烯基的反应率)
[0095]
对塑料光纤1的着色材料3(固化后的固化物)分别实施基于atr法的ft-ir测定，得到光谱。以下记载ft-ir的条件等。
[0096]
ft-ir：thermo fisher scientific公司制nicolet4700
[0097]
累积次数：32
[0098]
检测器：dtgs
[0099]
根据得到的光谱，分别得到源自苯基的1510cm-1
的吸光度(峰高度)和源自乙烯基的810cm-1
的吸光度(峰高度)。然后，求出源自乙烯基(峰高度)的810cm-1
的吸光度相对于源自苯基的1510cm-1
的吸光度(峰高度)的比作为乙烯基量。
[0100]
并且，对涂布前的固化组合物也与着色材料3同样地操作，求出上述吸光度的比作为乙烯基量。
[0101]
其后，根据下式求出乙烯基的反应率。
[0102]
乙烯基的反应率(％)＝[(固化前的固化性组合物的乙烯基量)-(固化后的固化物的乙烯基量)]/(固化前的固化性组合物的乙烯基量)
×
100
[0103]
(耐溶剂性)
[0104]
将纵长方向长度为1m的塑料光纤1以使其弯曲成具有曲率半径为10mm以上的圆弧形状的状态放入至250mm
×
350mm的盘(vat)中。
[0105]
接着，将邻苯二甲酸二异壬酯(溶剂)注入至盘中，以使塑料光纤1的纵长方向中间部完全被覆盖。
[0106]
其后，将盘在室温下放置1天，其后，将塑料光纤1从盘中取出。
[0107]
用光学显微镜(keyence corporation制、“vhx-950f”、透镜：vh-z100r)对取出的塑料光纤1进行观察，按照下述基准对耐溶剂性进行评价。
[0108]
○
：在塑料光纤主体2未确认到裂纹的产生。
[0109]
×
：在塑料光纤主体2确认到裂纹的产生。
[0110]
[表1]
[0111]
表1
[0112][0113]
需要说明的是，上述发明作为本发明的例示的实施方式而提供，但这仅仅是例示，并不做限定性解释。对于该技术领域的技术人员而言显而易见的本发明的变形例也包含在前述权利要求书中。
[0114]
产业上的可利用性
[0115]
塑料光纤可用于各种光学传输。
[0116]
附图标记说明
[0117]
1 塑料光纤
[0118]
2 塑料光纤主体
[0119]
3 着色材料
[0120]
6 上包层部(接触层的一例)