塑料光纤和塑料光纤软线制造技术

本发明专利技术的课题是提供透光性、耐热性、耐环境性等优异、并且耐弯曲性非常优异的塑料光纤。解决该课题的手段是一种塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa。此外，最内层包覆层的玻璃化转变温度为10℃以下，并且最内层包覆层的30℃下储能模量为1×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】塑料光纤和塑料光纤软线
本专利技术涉及透光性、耐热性、耐环境性等方面优异，而且耐弯曲性非常优异的塑料光纤。
技术介绍
塑料光纤，在加工性、操作性、制造成本等方面比玻璃类光纤优异，所以被用于近距离的光信号传送、光导等。尤其是在医疗用途中使用的内窥镜照明用塑料光纤，为了从结构复杂的体内器官通过，要求具有柔性和对反复弯曲的耐久性。此外，在机器人用导光传感器、工业机器用光电传感器中，由于弯曲驱动部大，所以要求优异的弯曲性。塑料光纤通常由芯和包覆层这2层构成，芯通常使用以聚甲基丙烯酸甲酯(以下、简记作PMMA)为代表的、透明性优异、耐气候性良好的聚合物。另一方面，作为包覆层，为了将光封锁在芯内部，需要比芯低的折射率，广泛使用含氟聚合物。为了使塑料光纤具有柔性和对反复弯曲的耐久性，使该包覆层具有柔软性是重要的，通过这样，包覆层不会发生裂纹或破断，还能够抑制由芯/包覆层间的界面不整引起的传送损失的上升。作为含聚合物的代表性材料，聚四氟乙烯(PTFE)是具有柔性的材料，具有耐药品性和耐热性，但要适合用于塑料光纤，存在由于其结晶性而变得不透明的问题。因此，通常为了确保透明性而使用由2种以上的氟系材料而得的共聚物。作为包覆层用的含氟聚合物通常多使用以下的。(1)包覆层使用1,1-二氟乙烯/四氟乙烯共聚物(专利文献1)、或1,1-二氟乙烯/六氟丙酮共聚物(专利文献2)等的1,1-二氟乙烯系共聚物而成的塑料光纤。(2)包覆层使用甲基丙烯酸氟烷基酯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物(专利文献3)而成的塑料光纤。现有技术文献专利文献专利文献1:特公昭63-67164号公报专利文献2:特开昭61-22305号公报专利文献3:特公昭43-8978号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在使用这些以往的含氟聚合物来制造塑料光纤的情况，在要求具有柔性和相对于反复弯曲的耐久性的用途中存在强度特性不充分、或由于界面不整齐而导致传送损失差的问题本专利技术的主要目的是提供透光性、耐热性、耐环境性等优异、并且耐弯曲性非常优异的塑料光纤。解决课题的手段本专利技术是一种塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa。此外，本专利技术的塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的玻璃化转变温度为-50～20℃，并且最内层包覆层的30℃下储能模量为1×106～4×107Pa。专利技术效果通过本专利技术，能够提供透光性、耐热性、耐环境性等优异、并且耐弯曲性非常优异的塑料光纤。通过这样，能够提供具有适合于医疗用途的照明和工业用传感器用途的弯曲特性的塑料光纤。具体实施方式以下对本专利技术的塑料光纤、和含有它的塑料光纤软线的优选实施方式进行具体说明，但本专利技术不受以下实施方式限定，可以按照目的、用途来相应地进行各种改变再实施。本专利技术的实施方式的塑料光纤特征在于，具有芯、和至少1层包覆层，最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa。此外，本专利技术的实施方式的塑料光纤是具有芯、和至少1层包覆层的塑料光纤，最内层包覆层的玻璃化转变温度为-50℃～10℃，并且、最内层包覆层的30℃下储能模量为1×106Pa～4×107Pa。(芯)本专利技术的实施方式的塑料光纤中，作为成为芯的聚合物，可以列举出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、以甲基丙烯酸甲酯为主体的共聚物(例如与(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸、取代苯乙烯、N-取代马来酰亚胺等共聚而成的)、或与它们进行高分子反应而得到的戊二酸酐、戊二酰亚胺等的改性聚合物等。优选使用的聚合物是以甲基丙烯酸甲酯作为主成分的聚合物，即、是构成聚合物的重复单元的50摩尔％以上、优选70摩尔％以上、更优选90摩尔％以上来自甲基丙烯酸甲酯的聚合物。再者、作为(甲基)丙烯酸酯，可以列举出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸冰片酯、甲基丙烯酸金刚烷酯等，作为取代苯乙烯可以列举出苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯等，作为N-取代马来酰亚胺可以列举出N-异丙基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-邻甲基苯基马来酰亚胺等。这些共聚成分可以多种使用，也可以少量使用这以外的成分。此外，也可以以对透光性不产生不良影响的量含有抗氧化剂等稳定剂。在这些聚合物中，实质上是PMMA这从生产性、透光性、耐环境性等方面最优选。(包覆层)本专利技术的实施方式的塑料光纤中、最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa，或最内层包覆层的玻璃化转变温度-50℃～10℃、并且30℃下储能模量为1×106Pa～4×107Pa。这里的最内层包覆层，在含有1层包覆层时是指该包覆层，在形成多层包覆层时是指其中位于最内侧的包覆层。再者这里，「包覆层的弯曲弹性模量」是指构成该包覆层的聚合物的弯曲弹性模量，可以通过后述方法求出。此外，「包覆层的玻璃化转变温度」是指构成该包覆层的聚合物的玻璃化转变温度，「包覆层的30℃下储能模量」是指构成该包覆层的聚合物的30℃下储能模量，可以通过后述方法求出。再者、本专利技术中聚合物的意思，根据目的，有时也包含成为聚合物的混合物的形态、或含有其他成分的形态(聚合物组合物)。最内层包覆层的弯曲弹性模量在20～70MPa的范围、优选为20～50MPa。如果小于20MPa，则包覆层变得过于柔软，包覆层容易受到损伤。此外，如果大于70MPa，则包覆层变硬，弯曲状态的透光损失恶化。通常在医疗用途中使用的塑料光纤，为了能够一边精密地驱动顶端一边使其前进到身体内的细小部，具有柔性并且对反复弯曲具有耐久性这是非常重要的。通过使最内层包覆层的弯曲弹性模量在20～70MPa的范围，能够满足这些特性。再者、弯曲弹性模量是通过ASTMD790测定得到的值。作为ASTMD790的代表性试片，使用尺寸为127mm×13mm×3.1mm的。ASTMD790的测定单位为kg/cm2，弯曲弹性模量是根据应力-弯曲变位曲线中应力施加初期、斜率变为最大的位置处的斜率、即该位置的切线求出的。此外，医疗用途中使用的塑料光纤，在投入体内的情况，成为比人体温度低少许的、30℃左右的温度。因此，特别是在该温度附近下具有柔性和相对于反复弯曲的耐久性这很重要。此时，为了确保包覆层和芯材料之间的密合性，使包覆层具有橡胶弹性这很重要，因此，优选最内层包覆层的玻璃化转变温度为30℃以下、特优选为20℃以下。此外，为了抑制包覆层的低熔点化，优选为-50℃以上。再者、玻璃化转变温度是使用差示扫描量热计(DSC)，按照JISK7121-1987中记载的方法，以升温速度10℃/min测定得到的。此外，最内层包覆层的30℃下储能模量是1×106Pa～4×107Pa，这从具有柔性方面优选，进而优选1×107Pa～4×107Pa。通过使30℃下储能模量为1×106Pa以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 JP 2018-038198;20180723 JP 2018-1373631.一种塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的弯曲弹性模量为20～70MPa。


2.一种塑料光纤，其特征在于，具有芯和至少1层包覆层，最内层包覆层的玻璃化转变温度为-50～20℃，并且最内层包覆层的30℃下储能模量为1×106～4×107Pa。


3.如权利要求2所述的塑料光纤，30℃下芯与最内层包覆层之间的线膨胀系数之差为0.1×10-4～3.0×10-4/℃。


4.如权利要求1～3的任一项所述的塑料光纤，所述包覆层由氟组成重量率为70～74％的共聚物形成，所述开口数NA为0.60～65。


5.如权利要求4所述的塑料光纤，所述开口数NA为0.62～0.65。


6.如权利要求1～5的任一项所述的塑料光纤，最内层包覆层至少以六氟丙烯、四氟乙烯和1,1-二氟乙烯作为共聚成分。


7.如权利要求6所述的塑料光纤，最内层包覆层由以六氟丙烯17～25重量％、四氟乙烯49～70重量％、1,1-二氟乙烯14...

【专利技术属性】
技术研发人员：松叶聪，梅原正明，佐藤慎二，小岛英树，泽村泰司，
申请(专利权)人：东丽株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP