JPH0843658A

JPH0843658A - 光伝送チューブ

Info

Publication number: JPH0843658A
Application number: JP6197466A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ishiharada; 石原田　　稔; Masato Sugimachi; 正登杉町; Hideo Sugiyama; 秀夫杉山; Itsuo Tanuma; 逸夫田沼
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1994-07-29
Publication date: 1996-02-16

Abstract

(57)【要約】【構成】透明コア（２）と、該コア（２）よりも低屈
折率を有するクラッド（１）とを具備する光伝送チュー
ブにおいて、上記コア（２）がフェニル基を含有するシ
リコーンオイル又はゲルからなることを特徴とする光伝
送チューブ。【効果】本発明の光伝送チューブは、コアの耐熱性が
高く、長期間に亘り安定して透明性を保ち、しかも可撓
性を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可撓性を有すると共
に、耐熱性に優れた光伝送チューブに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、透明コアとこのコアよりも低屈折率を有するクラッ
ドとからなる光伝送チューブが種々の光伝送用途に用い
られている。この場合、コアとしては、固体状及び液体
状のものが知られているが、特にコアを大口径として大
量の光を効率よく伝送する場合、剛性固体状のものは可
撓性がないので、液状コアを用いることが多い。

【０００３】この液状コアとしては、種々のものが提案
されており、例えばシロキサンポリマーを用いることが
提案されている（特開昭６３−２５３３０３号、同６３
−２７３８０４号公報）が、従来のこの種の液状コアは
耐熱性の点で十分ではなく、高温になる雰囲気で液状コ
アタイプの光伝送チューブを使用すると、コアが熱劣化
し、透明性が低下するなどの問題が生じる。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、耐熱性に優れ、高温下で使用しても透明性の低下が
少なく、かつ可撓性を有する光伝送チューブを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【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行った結果、コア材と
して、フェニル基を有するシリコーンオイル又はゲルを
使用すること、特にケイ素原子に結合する全有機基の１
０〜６０モル％がフェニル基であるシリコーンオイル又
はゲルを使用することにより、耐熱性が優れ、しかも高
屈折率で光伝送効率が高く、かつフレキシブルで、所用
配設箇所に容易に設置し得る光伝送チューブが得られる
ことを知見し、本発明をなすに至ったものである。

【０００６】従って、本発明は、透明コアと、該コアよ
りも低屈折率を有するクラッドとを具備する光伝送チュ
ーブにおいて、上記コアがフェニル基を含有するシリコ
ーンオイル又はゲルからなることを特徴とする光伝送チ
ューブを提供する。

【０００７】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は、図１に示したように中
空管状クラッド１内に透明コア２を充填し、かつ管状ク
ラッド１の両端開口部を封止栓３ａ，３ｂにより封鎖し
たものであるが、本発明においては、コア材としてフェ
ニル基を有するシリコーンオイル又はゲルを使用する。

【０００８】この場合、このシリコーンオイル又はゲル
としては、特に下記一般式（１）で示されるジメチルシ
ロキサン−ジフェニルシロキサンコポリマーやジメチル
シロキサン−メチルフェニルシロキサンコポリマーなど
が好適に使用される。

【０００９】

【化１】

【００１０】但し、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃はメチル基、Ｒ₄，Ｒ
₅，Ｒ₆はフェニル基であり、ｋ，ｍ，ｎはそれぞれ０以
上の整数であるが、ｍ＋ｎは１以上である。上記式
（１）において、シリコーンオイルの場合、その末端
は、トリメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基等
で封鎖される。

【００１１】この場合、フェニル基の含有量は、ケイ素
原子に結合する全有機基の１０〜６０モル％、より好ま
しくは１５〜５０モル％、更に好ましくは２０〜４０モ
ル％であることが好ましい。フェニル基量が１０モル％
より少ないと耐熱性が十分でない上、屈折率も小さいも
のになる。フェニル基が多すぎると、低温にて結晶化が
生じる場合があり、光透過性を著しく損なうおそれがあ
る。

【００１２】また、このフェニル基を含有するシリコー
ンオイル又はゲルは、屈折率が室温で１．４５以上、特
に１．４７以上であることが好ましい。屈折率が低いと
コアとクラッドとの屈折率差が小さくなり、開口角が小
さくなるため、光伝送チューブを曲げたときの光損失が
大きくなったり、入射光のうち光伝送チューブに有効に
取り込める光が少なくなるため、光伝送効率が低下する
という問題が生じる。

【００１３】上記シリコーンオイル又はゲルは、室温で
液状又はゲル状であればよいが、その粘度は室温で５０
センチポイズ以上であることが好ましい。

【００１４】なお、フェニルシリコーンゲルを用いる場
合、片末端及び／又は両末端をメタクリル変性したメタ
クリル変性メチルフェニルシリコーンを使用し、これを
ラジカル架橋剤、例えば有機又は無機過酸化物やアゾ化
合物を用いて架橋したものが好適に使用される。この場
合、このメタクリル変性メチルフェニルシリコーンに非
反応性のメチルフェニルシリコーン、その他のシリコー
ンオイルやシリコーンと相溶性の高い他のオイルを混合
して架橋しても差し支えない。

【００１５】シリコーンゲルは、シリコーンオイルを用
いる場合に比べ、コアにした場合に液漏れのおそれがな
く、また熱膨張の点でも良好である上、使用時に設置場
所に応じて適宜な長さに切断し得るので、この点で有利
である。

【００１６】なおまた、上記フェニルシリコーンオイル
又はゲルを用いる場合、クラッド内に充填する前に原料
オイルをアルミナ、シリカゲル、ケイソウ土、ポリマー
ビーズ、イオン交換樹脂、モレキュラーシーブスや活性
炭などで処理しておくことが、コアの透明性を向上させ
たり、長期間安定して透明に保持させる点で好ましい。
この場合、モレキュラーシーブスやアルミナなどによる
処理は高温で行なうことが好ましく、８０℃以上、より
好ましくは１００℃以上である。

【００１７】本発明の光伝送チューブは、上記フェニル
シリコーンオイル又はゲルをコア材とするものである
が、クラッド材としてはコアより低屈折率であればいず
れのものも使用することもできる。特にコアとクラッド
との膨張係数の差に起因するコアの内圧の変化を緩和す
るため、ゴム弾性材料を用いることが好ましく、またコ
アの耐熱性を活かすため、耐熱性に優れたものが好まし
い。

【００１８】このような点から、コア材としては、ジメ
チルシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、フッ素
ゴムが好適であり、中でもコア材であるフェニルシリコ
ーンオイル又はゲルによる膨潤を防ぐためにはフルオロ
シリコーンゴムやフッ素ゴムが更に好ましく用いられ
る。この場合、コアは２層以上の多層構造とすることが
でき、コアと接する最内層をフルオロシリコーンゴムや
フッ素ゴムにて形成し、外層側を他のゴム材料、例えば
ジメチルシリコーンゴムにより形成することができる。

【００１９】また、封止栓は、光の窓材として作用させ
る際は、封止栓を形成する材料は透明であることが必要
であり、かかる封止栓の材料として具体的には、石英ガ
ラス、パイレックスガラス、多成分ガラス、サファイ
ヤ、水晶などの無機ガラス、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・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有機ガラ
スやプラスチック透明材料を挙げることができる。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、その内側端面で接触す
るコア材や、その外側端面で接触するガスや水分とも化
学的に反応せず、長期的に優れた性能をもたらすことが
できる。

【００２０】なお、封止栓を透明窓材とする場合、その
屈折率はコアの屈折率とほぼ等しいものとすることが好
ましい。また、少なくとも光入射側の封止栓（窓材）３
ａの外側端面に可視光に対する反射防止膜を設けること
が望ましい。更に、入射光に紫外線或いは赤外線が含ま
れる場合には、紫外線によるコアの劣化を防いだり、赤
外線による温度上昇を防止するため、紫外線及び／又は
赤外線カット性を有する膜を封止栓４ａ（又は４ｂ）の
外側端に設けることが好適である。この場合、紫外線吸
収剤や赤外線吸収剤を封止栓中に配合して、封止栓にか
かる紫外線又は赤外線を吸収することができる。

【００２１】また、図示していないが、封止栓でクラッ
ド端部を封止するに際し、熱収縮処理、接着処理、ホー
スバンド締結、ワイヤー素線による巻き上げ、形状記憶
合金による固定、スリーブ、Ｏ−リング、パッキングを
介しての締め付け等の機械的な締結を必要に応じて実施
することができる。中でも、ステンレススチール、アル
ミニウム、銅、真ちゅうなどの銅合金、スチール、Ｔ
ｉ、Ｎｉなどの金属スリーブをクラッド外周部にこれを
覆って嵌合し、スリーブを圧縮変形させる加締め方法で
封止栓をクラッドに固定することが好適である。

【００２２】上記封止栓は、透明性を必要としない場合
は、金属やセラミックスなどを用いることができる。

【００２３】シリコーンゲルを用いる場合、封止栓は必
ずしも必要としないが、封止栓を用いることが好まし
い。

【００２４】更に必要に応じ、上記クラッドの外周に
は、保護の目的で適宜な被覆材を被覆することができ
る。被覆材としてはプラスチック、エラストマー、金
属、ガラス、無機材料の中から選定することができる。
具体的には、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、フッ素樹脂、ブ
チルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリウレタン、塩酸ゴム、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴ
ム、アクリルゴム、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等の高分子材
料をコーティング、押し出し成形、或いはテープ状材料
の巻き付け、熱収縮処理などによりクラッド材に被覆す
ることができる。

【００２５】また、ＳＵＳ、アルミ、銅、鉄などの金属
材料、或いは上記の高分子材料をパイプ状、蛇腹管状、
螺旋ワイヤー状に成形したものの中に、コアを充填した
クラッドを挿入しても良い。更には金属材料をクラッド
材外周へ鍍金、蒸着、スパッタなどによりめっきするこ
とで金属膜を被覆することもできる。

【００２６】これらの被覆材は単体或いは他の材料との
複合体として用いることもできる。

【００２７】なお、上記の被覆材は、光伝送チューブの
保護だけでなく、遮光或いは所用部分だけを発光させる
目的で設けることもできる。例えば上記被覆材の所用部
分に穴を開けたり、透明にするとその部分から光が外に
漏れ多数のスポット状或いはライン状の発光体とするこ
とができる。

【００２８】本発明の光伝送チューブは、図１に示した
ように、光源からの光が一方の透明封止栓３ａから入光
し、更にコア２内を伝送されて、その出光部（図１では
他方の透明封止栓３ｂ）から出射するものであるが、コ
アがフェニルシリコーンオイル又はゲルにより形成され
ているので、耐熱性が高く、高温雰囲気で使用されても
熱劣化が少なく、長期間に亘り十分な透明性を有するも
のであり、またコアの屈折率が高く、クラッドとの屈折
率差を大きくし得るので、開口角も大きくでき、光損失
を少なくし得ると共に、光伝送効率を向上し得るもので
ある。

【００２９】

【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。

【００３０】〔実施例１、比較例１，２〕コア材として
屈折率（２５℃）が１．５０５のメチルフェニルシリコ
ーンオイル（粘度４００センチポイズ、ケイ素原子に結
合する全有機基の約２７モル％がフェニル基）を用い、
クラッド材として屈折率（２５℃）が１．３７４のフッ
素ゴム又は屈折率が１．３３８の四フッ化エチレン−六
フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂を用い、封止
栓として屈折率が１．４６の石英を用いて、図１に示す
如き光伝送チューブを製造した。

【００３１】コア材を空気中で１５０℃，１００時間熱
処理する前後のコア材の平均光透過率（波長４００〜７
００ｎｍ）及びクラッドとの開口角の結果を表１に示
す。なお、光源としてはハロゲンランプを使用し、実験
を行った。

【００３２】比較のため、コア材として側鎖に下記式
（２）で示されるメチルスチリル基を有する屈折率１．
４８０（２５℃）のメチルシリコーンオイル及び側鎖に
下記式（３）で示されるアルキル基を有する屈折率１．
４４７のメチルシリコーンオイルをそれぞれ使用して、
上記と同様の実験を行った。結果を表１に併記する。

【００３３】

【化２】

【００３４】なお、上記シリコーンオイルは、コア材と
して使用する前にいずれもモレキュラーシーブス５Ａで
１２０℃，２４時間処理したものを使用した。

【００３５】

【表１】

【００３６】〔実施例２〕片末端メタクリル変性メチルフェニルシリコーン５０重量部両末端メタクリル変性メチルフェニルシリコーン５０重量部ベンゾイルパーオキサイド０．２重量部を５×６ｍｍのＦＥＰチューブに充填し、オーブン中１
００℃で１２時間反応させ、シリコーンゲルのコアを有
する光伝送チューブを作成した。

【００３７】得られたチューブは、１２０℃のオーブン
で高温耐久試験した後も光透過性の低下が少ないもので
あった。

【００３８】〔実施例３〕両末端メタクリル変性メチルフェニルシリコーン５０重量部非反応性メチルフェニルシリコーン５０重量部 α，α’−アゾビスイソブチロニトリル０．２重量部を用いた以外は実施例２と同様にして光伝送チューブを
作成した。

【００３９】得られたチューブは、１２０℃のオーブン
で高温耐久試験した後も光透過性の低下が少ないもので
あった。

【００４０】

【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、コアの耐熱
性が高く、長期間に亘り安定して透明性を保ち、しかも
可撓性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光伝送チューブの一例を示す一部省略
断面図である。

【符号の説明】

１クラッド２コア３ａ，３ｂ封止栓

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明コア（２）と、該コア（２）よりも
低屈折率を有するクラッド（１）とを具備する光伝送チ
ューブにおいて、上記コア（２）がフェニル基を含有す
るシリコーンオイル又はゲルからなることを特徴とする
光伝送チューブ。
【請求項２】シリコーンオイル又はゲル中のフェニル
基の含有量が、ケイ素原子に結合する全有機基の１０〜
６０モル％である請求項１記載の光伝送チューブ。