JPH0752247B2 - 光伝送ファイバー - Google Patents

光伝送ファイバー

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JPH0752247B2
JPH0752247B2 JP60187442A JP18744285A JPH0752247B2 JP H0752247 B2 JPH0752247 B2 JP H0752247B2 JP 60187442 A JP60187442 A JP 60187442A JP 18744285 A JP18744285 A JP 18744285A JP H0752247 B2 JPH0752247 B2 JP H0752247B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光伝送ファイバーに関し、更に詳しくは、特
定のフルオロポリシロキサンからなるクラッドを有する
光伝送ファイバーに関するものである。
[従来の技術] 従来より、コアを石英ガラスまたは光学ガラスとし、ク
ラッドをオルガノポリシロキサンとしたプラスチックク
ラッド光伝送ファイバーは公知であり、開口数(NA)の
向上や耐油性の改善を目的として、低屈折率であり撥油
性のあるパーフルオロアルキル基含有ポリシロキサンを
クラッド材として硬化させた、光伝送ファイバーが特開
昭56−62206号、同59−204003号、同59−204004号公報
などに提案されている。
[発明の解決しようとする問題点] 本発明者の研究によれば、石英ガラスをコアとし、オル
ガノフルオロポリシロキサンをクラッドとする光伝送フ
ァイバーにおいて、クラッド材のフッ素含有率を高める
ことにより高NAを達成し、耐熱性、耐油性も改善される
が、単にフッ素含有率を高めるだけでは、クラッド材の
強度が低下するため、伝送損失が大きくなり、実用的な
クラッド材とならないことが判明した。
例えば、オルガノフルオロポリシロキサンとして従来か
ら最も良く知られているメチルトリフルオロプロピルポ
リシロキサンの場合、強度の優れたクラッド材とするた
めに、高分子量化すると石英ガラスまたは光学ガラス表
面への施工性に難点が生じ、またジメチルシロキサンの
如きを共重合させたりあるいはビニル基を導入してハイ
ドロジエンポリシロキサンと併用硬化させるとクラッド
材のフッ素含有率の低下を伴ない高NAの達成が困難とな
る。
また、フッ素含有率を高める目的でオルガノフルオロポ
リシロキサンとしてC4F9−の如き炭素数の大きなパーフ
ルオロアルキル基含有のポリシロキサンを採用すると、
クラッド材の強度が著しく低下するために、伝送損失が
極めて大きくなり、実用的なクラッド材にならないとい
う難点が認められる。炭素数の大きなパーフルオロアル
キル基含有のオルガノフルオロポリシロキサンの場合、
これにビニル基を導入してハイドロジエンポリシロキサ
ンと併用硬化させると、高いフッ素含有率の達成は可能
であっても、強度と柔軟性が不足し、実用的に優れたク
ラッド材とすることは困難である。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたものであ
り、その目的とするところは、耐熱性、耐油性などに優
れているオルガノフルオロポリシロキサンの本来の利点
を保持しつつ、強度と柔軟性及び高NAと低伝送損失とい
う両特性を満足させる光伝送ファイバーを提供すること
にある。
すなわち、本発明は、クラッドがフルオロポリシロキサ
ンからなり、コアが石英ガラスからなる光伝送ファイバ
ーにおいて、クラッドのフルオロポリシロキサンが、一
般式 [式中のRfは、X−CF2CF2O(CFXCF2O)nCFX−(但し、
XはFまたはCF3,nは0〜10の整数)で表されるパーフ
ルオロアルキルエーテル基、Yは2価の有機基、R′は
アルキル基を示す] で表わされるパーフルオロアルキルエーテル基を含有す
るフルオロシロキサン単位を有することを特徴とする光
伝送ファイバーを提供するものである。
本発明における、一般式 で表わされるフルオロポリシロキサン単位において、特
定のパーフルオロアルキルエーテル基を含有することが
重要であって、Rfはパーフルオロアルキルエーテル基を
示す。而して、Rfは具体的にはX−CF2CF2O(CFXCF2O)
nCFX−で表わされ、XはFまたはCF3,nは0〜10から選
択されるものである。特に好ましい態様としてはXがCF
3、nが0〜5から選択され、これらはフッ素含有率を
高くすることができて、しかも合成、入手が容易である
という利点を有する。
上記一般式におけるYは2価の有機基を示すが、これら
の例示すれば、CO2(CH2)l,CONH(CH2)l,CH2O(CH2)
l,CF2(CH2)l,但しlは2以上が挙げられる。低屈折
率、耐熱性などの点からはCH2O(CH2)l,CF2(CH2)l
が好適である。
本発明においてフルオロポリシロキサン単位は次の如く
合成される。例えば上記一般式においてYにCH2O(C
H2)3選択すれば の如く行われる。
本発明において、特定のフルオロシロキサン単位はフル
オロポリシロキサン中に50%以上、好ましくは80%以上
含まれることが必要である。他のシロキサン単位として
は、非フッ素化シロキサン単位、フッ素化シロキサン単
位のいずれも採用することができる。非フッ素化シロキ
サン単位としては、例えばジメチルシロキサン、メチル
ビニルシロキサンなど、フッ素化シロキサン単位として
は例えば3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサンなど
を挙げることができる。
次に、下記のいずれかの方法によってフルオロポリシロ
キサンとされる。
の方法における加水分解は、濃厚アルカリ水溶液、例
えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの5〜40重
量%水溶液を用いて、反応温度0〜100℃で行なわれ
る。かかる反応に際し、共重合モノマー、例えばジクロ
ルジメチルシラン、ジクロロメチルビニルシランなどを
共存させて非フッ素化シロキサン単位を導入することが
できる。得られた反応生成物は水洗あるいは抽出などの
方法により、精製して、共重合に供する。共重合は、触
媒として、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などのアルカリ金属水酸化物、テトラメチルアンモニウ
ムヒドロキサイドなどの触媒を添加し、反応温度50〜12
0℃にて非水系減圧下で反応させる。かかる共重合反応
によって粘稠液体が得られ、水洗により、触媒として使
用したアルカリ金属水酸化物を除去して精製する。触媒
として使用されるテトラメチルアンモニウムヒドロキサ
イドは150℃で昇華することから、加熱により昇華除去
できるのでアルカリ金属水酸化物よりは除去が容易であ
るという点で有利である。
一方、の方法は、アルカリ金属化合物の存在下に熱分
解して、三量体となし、これをの方法と同様の触媒の
存在下、窒素雰囲気において、60〜120℃に加熱して共
重合させる。この際、共重合用モノマーとして、例えば
オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルテ
トラエチルシクロテトラシロキサンなどを共存させて共
重合体とする。得られた生成物はの方法と同様に水洗
または加熱昇華によって触媒を除去し、精製する。
かくして製造される本発明のパーフルオロアルキルエー
テル基を含有するフルオロポリシロキサンからなるクラ
ッド材は、石英ガラスからなるガラスファイバーに被覆
し、硬化させることによって、光伝送ファイバーとする
ことができる。
而して、石英ガラスからなるガラスファイバーのコアに
対するクラッドの形成方法はクラッド材の熱硬化反応に
よって行なわれる。この際、好ましくは、パーフルオロ
アルキルエーテル基を含有するフルオロポリシロキサン
の他に添加剤、例えば、シリコーン化合物のごとき架橋
剤、有機過酸化物、白金触媒のごとき架橋触媒を光学的
特性を低下させない範囲で添加、混合し、必要により有
機溶媒を調製した組成物としてコアに被覆し、熱硬化反
応せしめてクラッド層としての硬化体とする。
熱硬化反応における加熱処理条件は形成されるクラッド
層の厚さによって異なるが、例えば100μの厚さとする4
00℃にて2秒間の処理で充分である。また、被覆方法は
特に限定されるものではないが、通常の線引き装置によ
って好適に行なうことができる。
本発明のクラッド材からなるクラッド層の形成された光
伝送ファイバーは開口数(NA≧0.5)が高く、しかも従
来の光伝送ファイバーに比して強度が高く、優れた柔軟
性を有していて、150℃の高温から−20℃の低温に至る
まで、これらの特性は変ることなく、耐熱性、耐寒性に
も優れている。これは、クラッド材としてのフルオロポ
リシロキサンが含フッ素化合物特有の耐熱性を有するこ
とによるものであり、更に耐寒性の向上に資するのは、
フルオロポリシロキサンがX−CF2CF2O(CFXCF2O)nCFX
−なる特定のパーフルオロアルキルエーテル基を含有す
ることによるものである。
本発明のクラッド材によるクラッド層の形成された光伝
送ファイバーは、光通信用、画像伝送用、ライトガイド
用などの光伝送ファイバーとして極めて過酷な条件下に
おいての使用が可能であり、例えば、厳寒地域あるいは
熱帯地方での屋外や同様の環境下の屋内での使用に耐
え、しかも高開口数、低損失という特徴を有することか
ら、極めて広範囲な用途に用いることができる。
また、本発明のクラッド材は、石英ガラスファイバーの
クラッド材として好適であるが、石英ガラスファイバー
のみに限定されることなく、他の材質からなるコアのク
ラッド材としても有用であることは勿論である。
[実施例] 実施例 撹拌機、温度計、還流冷却器、滴下ロートを備えた200m
lの四つ口フラスコに、15%水酸化ナトリウム水溶液16.
30gを入れ、撹拌しながら、 94.2g(0.20モル)、CH2=CH(CH3)SiCl20.57g(0.004
モル)からなる混合物を滴下ロートから反応温度を20℃
以下に保持しつつ60分間を要して滴下した。
滴下後、更に同温度で15分間撹拌し、有機層をトリクロ
ロトリフロロエタンによって抽出し、抽出液を水洗、硫
酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下でトリクロロトリ
フロロエタンを留去し、生成物としての無色の液体74.1
gを得た。
この生成物を70.4gと 0.80gと(CH3)4N+OH-10.0mgとを撹拌機、温度計、還流
冷却器とを備えた200mlの三つ口フラスコに入れ、窒素
雰囲気で80〜100℃に加熱、撹拌して2時間反応させ
た。反応後、フラスコ内の温度を150℃に上昇させ、2mm
Hgに減圧して触媒である(CH3)4N+OH-を分解除去し、
生成物として無色透明な粘稠液体68.7gを得た。得られ
た生成物はパーフルオロアルキルエーテル基含有フルオ
ロポリシロキサンとして核磁気共鳴及び赤外スペクトル
による分析の結果、下記式で示されるフルオロシロキサ
ン単位を有することが確認され、▲n25 D▼=1.350 粘
度=5,000CPSであった。
次に上記パーフルオロアルキルエーテル基含有フルオロ
ポリシロキサン100gと下記式の水素含有フッ素化シリコ
ーン化合物 4g及び塩化白金酸の0.2%イソプロパノール溶液0.52gを
混合してなる組成物を石英ガラスファイバー(外径200
μ)の外周に厚さ100μとなるようにクラッド層として
被覆し、400℃に保持された加熱硬化炉に導入し、2秒
間で通過させることによって、石英ガラスファイバーの
外周にフルオロポリシロキサンのクラッドが形成された
光伝送ファイバーを得た。
得られた光伝送ファイバーの特性を測定した結果、NAは
0.5、伝送損失は10dB/Km(850nm)であり、耐冷熱試験
として、−20℃と80℃との間のヒートサイクル試験を50
サクル繰返しても特性に変化はなく、更に150℃に200時
間保持したが特性の変化は認められなかった。
比較例 含有フッ素化合物として 3g及び塩化白金の0.2%イソプロパノール溶液0.4gを混
合してなる組成物を石英ガラスファイバー(外径200
μ)の外周に厚さ100μとなるようにクラッド層として
被覆し、400℃に保持された加熱硬化炉に導入し、2秒
間で通過させることによって石英ガラスファイバーの外
周にフルオロポリシロキサンのクラッドが形成された光
伝送ファイバーを得た。
得られた光伝送ファイバーの特性を測定した結果、NAは
0.50、伝送損失は10dB/Km(850nm)であったが、−20℃
〜80℃のヒートサイクル試験では最大24dB/Kmの損失増
加が認められた。
[発明の効果] 本発明のパーフルオロアルキルエーテル基を含有するフ
ルオロポリシロキサンからなるクラッド材は石英ガラス
からなるガラスファイバーのコアに対するクラッド層の
形成に好適に用いられ、特性の優れた光伝送ファイバー
を得ることができる。即ち、従来のプラスチッククラッ
ド光伝送ファイバーは通常の使用はもとより、苛酷な使
用条件において、クラッド層がコアから容易に脱落し
て、伝送損失の増大を招き易いという問題点があった
が、本発明によりこれを完全に解消するものである。し
かも苛酷な使用条件においても柔軟性を有し、高開口
数、低伝送損失が維持されるという優れた特性を有する
という効果を有するものである。
また、本発明のパーフルオロアルキルエーテル基を含有
するフルオロポリシロキサンは高重合度物が得られ易い
という製造上の利点を有していて、被覆条件に適合した
種々の重合度のクラッド材が製造できるという効果も認
められる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クラッドがフルオロポリシロキサンからな
    り、コアが石英ガラスからなる光伝送ファイバーにおい
    て、クラッドのフルオロポリシロキサンが、一般式 [式中のRfは、X−CF2CF2O(CFXCF2O)nCFX−(但し、
    XはFまたはCF3,nは0〜10の整数)で表わされるパー
    フルオロアルキルエーテル基、Yは2価の有機基、R′
    はアルキル基を示す] で表わされるパーフルオロアルキルエーテル基を含有す
    るフルオロシロキサン単位を有することを特徴とする光
    伝送ファイバー。
JP60187442A 1985-08-28 1985-08-28 光伝送ファイバー Expired - Fee Related JPH0752247B2 (ja)

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