JPH03144405A - 光ファイバ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オルガノポリシロキサン組成物の硬化物をコ
アとするプラスチック光ファイバに関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕周知の
ように、光ファイバには、石英ガラスや多成分ガラスを
芯（コア）成分や鞘（クラッド）成分とするガラス系光
ファイバのほかに、芯成分、常成分ともにプラスチック
からなるプラスチック光ファイバがある。このプラスチ
ック光ファイバはガラス系光ファイバに比べ、伝送損失
が大きく、長距離通信には適さないという欠点はあるが
、ガラス系光ファイバに比べて開口数を大きくしやすく
、取扱が容易で、安価であるという利点を持っている。

従来、プラスチック光ファイバは、通常、光の透過性が
良い有機重合体から成る芯と、芯成分よりも屈折率が小
さく、透明性の良い有機重合体から成る鞘とから構成さ
れている。この場合、芯物質として適当な光透過性の良
い有機重合体としては、例えばポリメタクリル酸メチル
、ポリスチレン等が知られている。更に近年、芯物質と
してオルガノポリシロキサン弾性体を用いることが特開
昭６０−４３６１３号公報に提案されており、これを芯
物質としたプラスチック光ファイバは、ポリメタクリル
酸メチル等を芯成分とするものに比べ、可どう性に富み
、耐熱性にも優れているという利点を有している。

しかしながら、オルガノポリシロキサン弾性体を芯物質
として適用した場合、高湿度の条件下では光伝送損失が
大きくなるという欠点があり、また、光ファイバに圧縮
するような外部圧力が加わると、その外部圧力に比例し
て光伝送損失が大きくなるという欠点もあり、これらの
欠点の解決が望まれていた。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、高湿度下や外
部圧力が加わった状態でも光伝送損失が少ないオルガノ
ポリシロキサン硬化物をコアとする光ファイバを提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は上記
目的を遠戚するため鋭意検討を重ねた結果、ショアーＤ
硬さを３０以上とした、通常のオルガノポリシロキサン
弾性体に比べて高硬度のオルガノポリシロキサン硬化物
、特に、（イ）分子中に下記単位（１） Ｒ８ｉＯ１，、・・・（１） （但し、Ｒは炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭
化水素基である。） を有すると共に、けい素原子に直結したアルケニル基を
けい素原子１個当り０６０５個以上有するアルケニル基
含有オルガノポリシロキサンと、（ロ）１分子中にけい
素原子に直結した水素原子を少なくとも２個以上有する
オルガノポリシロキサンと、 （ハ）白金系触媒と を含有するオルガノポリシロキサン組成物を硬化させて
得られたシ１アーＤ硬さが３０以上のオルガノポリシロ
キサン硬化物をコアに適用した場合、高湿度下において
も光伝送損失が少なく、また、かなりの圧縮力を加えて
も光伝送損失の増加が著しく少ないプラスチック光ファ
イバが得られることを見い出した。

即ち、上記オルガノポリシロキサン組成物は、硬化前の
オルガノポリシロキサン構造に、三次元構成単位、即ち
上記式（１）で示される単位（Ｒ３ｉ○１．、）を含有
するもので、これにより従来のポリシロキサン弾性体に
比べて非常に硬いオルガノポリシロキサン硬化物が得ら
れるものである。この場合、上記三次元１或単位をあら
かじめ硬化前に含有させないと、硬化時に三次元構造と
しても、上述したショアーＤ硬さが３０以上で光ファイ
バに適したオルガノポリシロキサン硬化物を得ることが
できない。

従って、本発明はショアーＤ硬さが３０以上のオルガノ
ポリシロキサン硬化物をコアとする光ファイバを提供す
る。

以下、本発明につき更に詳述する。

本発明の光ファイバは上述したように通常のオルガノポ
リシロキサン弾性体より高硬度のショアーＤ硬さが３０
以上、好ましくは５０以上のオルガノポリシロキサン硬
化物をコアとするものである。

この場合、かかるオルガノポリシロキサン硬化物を与え
るオルガノポリシロキサン組成物としては、 （イ）　Ｒ５１Ｏ１，、で示される単位を有し、かつア
ルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと、（ロ）
水素原子を有するオルガノポリシロキサンと、 （ハ）白金系触媒と を含有する組成物が好適に用いられる。

更に詳述すると、（イ）成分のオルガノポリシロキサン
は、下記三次元構成単位（１）Ｒ８ｉ○１．、　　　　
　　　　　　　　・・・（１）を有し、かつけい素原子
に直結したアルケニル基を有するものであるが、上記三
次元構成単位（１）において、Ｒは炭素数１〜１０の置
換又は非置換の一価炭化水素基であり、具体的に例示す
ると、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基
。

ビニル基、アリル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、
シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、
トリル基、キシリル基等のアリール基、ベンジル基、フ
ェニルエチル基等のアラルキル基、テトラクロロフェニ
ル基、クロロフェニル基、クロロメチル基、ペンタフル
オロブチル基。

トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換−価炭化水素
基などが挙げられる。これらの中でもメチル基、フェニ
ル基、ビニル基が好ましいが、これらの割合は特に制限
されない。なお、この三次元構成単位（１）は、（イ）
成分のオルガノポリシロキサン中４０〜８０モル％、特
に５０〜７０モル％の割合で含有することが好ましい。

（イ）成分のオルガノポリシロキサン中の三次元構成単
位が４０モル％未満では硬化物のショアーＤ硬さが３０
以上とならない場合があり、一方、８０モル％を越える
と組成物の粘度が高くなり、ファイバの製造が困難にな
ったり、また硬化物がもろくなったりする場合がある。

また、この（イ）成分のオルガノポリシロキサンは、後
述する（口）成分のオルガノポリシロキサンのけい素原
子に直結した水素原子と、（ハ）成分の白金系触媒の存
在下で付加架橋反応により硬化するものであり、このた
め１分子中にけい素原子に直結したビニル基、アリル基
、アクリル基等のアルケニル基をけい素原子１個当り０
．０５個以上、好ましくは０．１５個以上有することが
必要である。このけい素原子に直結したアルケニル基の
数がけい素原子１個当り０．０５個未満の場合、硬化速
度が遅くなったり、また、硬化物のショアーＤ硬さが３
０以上とならない。

上記三次元構成単位（１）及びアルケニル基を有する（
イ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、具体的に
下記平均組成式で示されるものが例示される。なお、Ｍ
ｅはメチル基、ｖｉはビニル基、ｐｈはフェニル基を示
す。

（ＭｅＳｉＯｌ、、）ａ［ＭｅＶｉｓｉ○］ｂ（ＰｈＳ
ｉＯ，、Ｊａ（ＭｅＶｉＳｉ○〕ｂ（ＰｈＳｉＯ，、、
）ａ［ＭｅＳｉＯ，、ｓ：ＩＩ）ＣＭｅＶｉＳｉ○］Ｃ
（ＰｈＳｉＯｘ、５）ａ（ＶＬＳｉＯ，、、）ｂ（Ｍｅ
２ＳｉＯ）ｃ（ＰｈＳｉＯ，、ｓ）ａ（ＭｅＶｉＳｉＯ
）ｂ（ＭｅＰｈＳｉＯ）ｃ（ＰｈＳｉＯｚ、ｓ）ａ（Ｍ
ｅＶｉＳｉＯ）ｂ［Ｍｅ、５ｉＯ８，、］ｃ（ＳｉＯ，
）ｄ （ＰｈＳｉＯ，、、）ａ（ＭｅＶｉＳｉＯ）ｂ（ＶｉＭ
ｅ２ＳｉＯｏ、ｓ）ｃ［ＳｉＯ□］ｄ （但し、ａ＝ｄはそれぞれ１未満の正数である。）これ
らのオルガノポリシロキサンは、上記式におけるそれぞ
れの構成単位に対応するオルガノハロシランを共加水分
解する公知方法によって得ることができる。

次に、（ロ）成分は↓分子中にけい素原子に直結した水
素原子を少なくとも２個以上有するオルガノポリシロキ
サンであり、これは上記（イ）成分のオルガノポリシロ
キサン中のアルケニル基と付加架橋反応により硬化物を
形成するための成分である。この場合、（イ）成分のオ
ルガノポリシロキサン中のアルケニル基（Ａ）に対する
（口）成分のオルガノポリシロキサン中のけい素原子に
直結した水素原子（Ｂ）の割合は、硬化の目的を達すれ
ば良く、特に制限されないが、Ａ／Ｂはモル比で１０／
１〜１／１０、特に５／１〜１１５とすることが望まし
い。

この（ロ）成分のオルガノポリシロキサンにおいて、水
素原子以外のけい素原子に結合した有機基としては、−
価の有機基であれば特に制限されないが、−価の置換又
は非置換の炭化水素基が好ましい。この−価の置換又は
非置換の炭化水素基としては、上述した（イ）成分のＲ
と同様のアルキル基、アラルキル基、ハロゲン置換−価
炭化水素基などが挙げられるが、特にメチル基、フェニ
ル基が好ましい。また、（ロ）成分のオルガノポリシロ
キサンの分子構造は、（イ）成分のオルガノポリシロキ
サンと相溶すれば特に制限されず、例えば環状、鎖状、
分枝状などいずれであっても差し支えない。更に、２５
℃における粘度は１０ｃｓ以下の低粘度のものから１０
００ｃｓ以上の高粘度のものまで広範囲のものが使用で
きるが、光ファイバの製造面から、低粘度のオルガノポ
リシロキサン組成物が好ましいため、組成物の粘度を低
下させる意味で、（ロ）成分のオルガノポリシロキサン
は２５℃において１００ＯＣ５以下の低粘度のものが好
ましい。

更に、（ハ）成分の白金系触媒は、（イ）成分のオルガ
ノポリシロキサン中のけい素結合アルケニル基と（ロ）
成分のオルガノポリシロキサン中のけい素結合水素原子
との付加反応による架橋結合の生成を促進して硬化に要
する時間を短縮するための触媒である。この白金系触媒
としては、例えば白金黒、塩化白金酸などが挙げられる
が、オルガノポリシロキサンに溶解させるため、例えば
塩化白金酸のアルコール変性溶液、塩化白金酸のシリコ
ーン変性溶液などの溶液とすることが好ましい。また、
（ハ）成分の白金系触媒の量は触媒量であるが、光ファ
イバに使用する場合、白金が光伝送損失に影響を与える
ことから、白金の量は少ない方が良く、具体的には（イ
）成分と（ロ）成分の合計量に対して白金として５ｐｐ
ｍ以下、特にＬ　ｐｐｍ以下とすることが好ましい。

本発明の光ファイバのコア用として好適に用いられるオ
ルガノポリシロキサン組成物は、上述した（イ）成分、
（ロ）成分及び（ハ）成分を含有してなるものであるが
、これらの成分を混合して組成物とした場合、（ハ）成
分の白金系触媒の触媒作用により、（イ）成分と（ロ）
成分との付加反応が常温付近においても進行し、また、
加熱下においてはこの付加反応の進行が早いため、作業
面から反応抑＄１１剤を添加しても良い。この反応抑制
剤としては１例えばアセチレンアルコール類のほか、３
−メチル−３−ブチン−２−オール、２−メチル−１−
ペンチン−３−オール、３，５−ジメチル−１−ヘキシ
ン−３−オール、２．５−ジメチル−３−ヘキシン−２
，５〜ジオール２３．６−シメチルー４−オクチン−３
，６−ジオール、２，４，７，９−テトラメチル−５−
デシン−４，７−ジオールなどが挙げられるにの反応抑
制剤の添加量は特に制限はなく、作業条件に合わせて適
宜選択すれば良い６ 本発明のコア用組成物は、上記成分を単に混合し、チュ
ーブ等に圧入するなど、公知の方法によりファイバ状に
成形した後、加熱、硬化して光ファイバのコアを製造す
ることができる。この場合、硬化条件は通常１００〜１
５０℃で４〜８時間加熱することが好ましい。

なお、本発明の光ファイバにおいて、クラッド（鞘）成
分としては公知のプラスチックにより構成することがで
きる。クラッド成分として、具体的にはポリテトラフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレン／パーフルオロ
アルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチ
レン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロ
トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン／エチ
レン共重合体、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデ
ンフルオライド、テトラフルオロエチレン／ビニリデン
フルオライド共重合体、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂等が挙げられる。

〔発明の効果〕

本発明の光ファイバはショアーＤ硬さが３０以上のオル
ガノポリシロキサン硬化物をコアとして用いたことによ
り、高湿度下に曝されても光伝送損失が大きくならず、
また、外部圧力が加わった状態でも光伝送損失が大きく
ならないものであり、湿度の変化や外部圧力に対して高
い光透過率を安定して維持できるため、本来の可どう性
、耐熱性と相まってプラスチック光ファイバの適用範囲
を拡げるものである。

〈実施例、比較例〉 以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない
。なお、以下の例において部はいずれも重量部である。

〔実施例１〕 下記組成式（Ａ） で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサン１００
部と下記式（Ｂ） で示されるけい素に結合した水：Ａ原子を有するオルガ
ノハイドロジェンボリシロキサン２３部を混合し、この
混合物の重量を基準として塩化白金酸のオクチルアルコ
ール変性溶液を白金として１　ｐｐｍとなるように添加
して、オルガノポリシロキサン組成物を調製した。

〔実ｍ例２〕 下記組成式（Ｃ） で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサン１００
部と実施例１で用いた式（Ｂ）で示されるオルガノハイ
ドロジエンポリシロキサン２５部を混合し、この混合物
の重量を基準として塩化白金酸のオクチルアルコール変
性溶液を白金として１　ｐｐ＋１１となるように添加し
て、オルガノポリシロキサン組成物を調製した。

〔実施例３〕 下記組成式（Ｄ） で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサン１００
部と実施例１で用いた式（Ｂ）で示されるオルガノハイ
ドロジエンポリシロキサン３４部を混合し、この混合物
の重量を基準として塩化白金酸のオクチルアルコール変
性溶液を白金として１　ｐｐｍとなるように添加して、
オルガノポリシロキサン組成物を調製した。

〔比較例１〕 下記組成式（Ｅ） で示されるビニル基含有オルガノポリシロキサン１００
部と実施例１で用いた式（Ｂ）で示されるオルガノハイ
ドロジエンポリシロキサン２↓部を混合し、この混合物
の重量を基準として塩化白金酸のオクチルアルコール変
性溶液を白金として１　ｐｐｍとなるように添加して、
オルガノポリシロキサン組成物を調製した。

〔比較例２〕 両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖され。

２５℃における粘度が６０ｃｓであるジメチルポリシロ
キサン１００部と下記平均式（Ｆ）で示されるけい素原
子に結合した水素原子を１分子中に３個以上有するメチ
ルハイドロジエンポリシロキサン１４．３部を混合し、
この混合物の重量を基準として塩化白金酸のオクチルア
ルコール変性溶液を白金として１　ｐｐｍとなるように
添加して、オルガノポリシロキサン組成物を調製した。

次に、上記実施例及び比較例で得られたオルガノポリシ
ロキサン組成物を厚さ６ｍのシート状に成形、硬化（硬
化条件：１５０℃、３時間）し、これらについて硬さを
測定した。

また、上記実施例及び比較例で得られたオルガノポリシ
ロキサン組成物を内径１．５部ｍ、外径２．２１１ｎの
フッ素樹脂製チューブに圧入し、１５０℃、３時間の条
件で加熱硬化して、光ファイバを作製した。

これらの光ファイバについて、下記の条件で高湿度環境
に曝し、その前後の光量変化を６６０ｎｍの光で測定し
た。

粂−止 光ファイバを４０℃で９０ＲＨ％の環境下に２４時間曝
した後、室温下に取り出し、２時間放置後、光量を測定
した。

結果を第工表に示す。

第 １ 表 ＊ＪＩＳＡ硬さ なお、実施例３及び比較例↓、２で作成した光ファイバ
について、更に６０℃、９０ＲＨ％の環境下で同様に２
４時間＠露後の光量変化を測定した結果、実施例３の光
ファイバに関しては初期光量の８５％を保持していたが
、比較例１，２の光ファイバはそれぞれ０．０００２％
、０．００％とほとんど光を通さない不透明なものであ
った。

〈圧力による光量変化〉 上で得られた光ファイバについて、これらの光フアイバ
中心部５０ｆｆＩ１１に第２表に示す加重による圧縮外
力を加え、加重による光量変化を測定した。

結果を第２表に併記する。

第　　２　　表 （他１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬さがシヨアーＤ３０以上のオルガノポリシロキサ
   ン硬化物をコアとする光ファイバ。 ２、オルガノポリシロキサン硬化物が、 （イ）分子中に下記単位（１） ＲＳｉＯ＿１＿．＿５…（１） （但し、Ｒは炭素数１〜１０の置換又は非置換の一価炭
   化水素基である。） を有すると共に、けい素原子に直結したアルケニル基を
   けい素原子１個当り０．０５個以上有するアルケニル基
   含有オルガノポリシロキサンと、 （ロ）１分子中にけい素原子に直結した水素原子を少な
   くとも２個以上有するオルガノポリシロキサンと、 （ハ）白金系触媒と を含有する組成物の硬化物である請求項１記載の光ファ
   イバ。