JPH0843659A

JPH0843659A - 光伝送チューブ

Info

Publication number: JPH0843659A
Application number: JP6197467A
Authority: JP
Inventors: Minoru Ishiharada; 石原田　　稔; Hideo Sugiyama; 秀夫杉山; Masato Sugimachi; 正登杉町; 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）がフェニル基と親水性基と
を有するシリコーンオイルであ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、コアの耐熱性及
び耐湿性が高く、高温多湿雰囲気下でも長期間に亘り安
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、耐熱性及び耐湿性に優
れた液状コアタイプの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】従って、耐熱性の高い液状コアタイプの光
伝送チューブが望まれる。またこの場合、液状コアが吸
湿し、コアを白濁させたりすることは好ましくなく、こ
のため液状コアの耐湿性を向上させることも要望され
る。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、液状コアが耐熱性に優れ、高温下で使用しても透明
性の低下が少なく、かつ耐湿性に優れた光伝送チューブ
を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、液状コア
材として、フェニル基及び親水性基を有するシリコーン
オイル又はフェニル基を有するシリコーンオイルと親水
性基を有するオイルとの混合オイルを使用することによ
り、耐熱性及び耐湿性に優れ、高温多湿下においても長
期間に亘り優れた透明性を維持する液状コアタイプの光
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。

【０００７】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と親水性基とを有
するシリコーンオイルであることを特徴とする光伝送チ
ューブ、及び、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有するシリコーンオイルと親水性
基を有するオイルとの混合オイルであることを特徴とす
る光伝送チューブを提供する。

【０００８】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内に透明液状コア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、液状コア材
として、フェニル基及び親水性基を有するシリコーンオ
イル、又は、フェニル基を有するシリコーンオイルと親
水性基を有するオイルとの混合オイルを使用する。

【０００９】この場合、フェニル基及び親水性基を有す
るシリコーンオイルとしては、例えば下記一般式（１）
で示されるものが好適に用いられる。

【００１０】

【化１】

【００１１】但し、Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₈はメチル基、Ｒ
₄，Ｒ₅，Ｒ₆はフェニル基、Ｒ₉は親水性基であり、ｋ，
ｍ，ｎはそれぞれ０以上の整数であるが、ｍ＋ｎは１以
上、またｐは１以上の整数である。上記式（１）におい
て、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、ジメチルヒドロキシシリル基等で封鎖され
る。

【００１２】ここで、親水性基としては、水酸基、低級
アルキルエステル基、カルボキシル基、低級アルキルエ
ーテル基、ケトン基、炭酸エステル基などが挙げられる
が、耐熱性及び耐湿性の点から低級アルキルエステル基
が好ましい。具体的には、親水性基としてメチルエステ
ル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステ
ル等が挙げられる。

【００１３】この場合、フェニル基の含有量は、ケイ素
原子に結合する全側鎖基の５〜６０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５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。

【００１４】また、親水性基は、全側鎖基の２〜２０モ
ル％、特に５〜１５モル％であることが好ましく、２モ
ル％より少ないと十分な耐湿性が得られない場合が生じ
る。

【００１５】一方、フェニル基を有するシリコーンオイ
ルと親水性基を有するオイルとを混合して用いる場合、
フェニル基を有するシリコーンオイルとしては、上記フ
ェニル基と親水性基とを有するシリコーンオイルを用い
ることもできるが、この場合のフェニルシリコーンオイ
ルは親水性基が必須ではなく、上記式（１）においてｐ
＝０であるシリコーンオイル、具体的にはジメチルシロ
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、
更にメチルスチリル基を有するシリコーンオイルなどが
使用される。なお、この場合のフェニル基量は上記フェ
ニル基及び親水性基含有シリコーンオイルの場合と同様
である。また、Ｃ_aＨ_2a+1（ａ＝２〜１０）を側鎖に有
するシリコーンオイルを混合して得る。

【００１６】上記親水性基を有するオイルにおいて、親
水性基としては上で説明したものと同様である。このオ
イルはシリコーンオイルであっても、他のオイルであっ
てもよいが、上記フェニルシリコーンオイルと相溶性が
高いことが必要であり、このようなオイルとして具体的
には側鎖あるいは末端に水酸基、低級アルキル基、カル
ボキシル基、低級アルキルエーテル基、ケトン基、炭酸
エステル基などを有するメチルフェニルシリコーンオイ
ルが挙げられる。この場合、親水性基は末端よりも側鎖
についているものが好ましいが、低分子量シリコーンオ
イルの場合、末端についているものも使用できる。

【００１７】また、親水性基を有するオイルとしては、
シリコーンオイル以外にも、シランカップリング剤、Ｃ
₁〜Ｃ₉のカルボン酸、Ｃ₁〜Ｃ₁₀の１価アルコール、エ
チレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン
類、エステル類、リン酸エステル類などが用いられる。

【００１８】なお、これらのオイルは単独で用いても２
種以上を組み合せて用いてもよい。

【００１９】これらフェニルシリコーンオイルと親水性
基含有オイルとの混合割合は、適宜選定されるが、重量
比として９９：１〜５０：５０、特に９５：５〜７０：
３０である。

【００２０】なお、液状コアの粘度は、室温で１０〜１
万センチポイズ、特に５０〜５０００センチポイズであ
ることが好ましい。

【００２１】また、液状コアの屈折率は、室温で１．４
５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。

【００２２】本発明の光伝送チューブにおいて、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を
も使用することもできるが、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。

【００２３】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。

【００２４】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）アクリル樹脂、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。

【００２５】ここで、窓材（封止栓）の屈折率はコアの
屈折率とほぼ等しいものを用いることが好ましい。ま
た、窓材（封止栓）の少なくとも光が入射する側の端面
に伝送しようとする光波長範囲に対する反射防止膜を設
けることが好ましい。更に、入射光に紫外線あるいは赤
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、赤外線よる温度上昇を防止するために、必要に
応じて紫外線及び／又は赤外線カット膜を窓材（封止
栓）の入射端面に設けることができる。窓材（封止栓）
自体がＵＶ及び／又はＩＲ吸収性を有するものを用いて
も良い。

【００２６】なお、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。

【００２７】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。

【００２８】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に被覆する
ことができる。

【００２９】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被覆したク
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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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
アがフェニル基及び親水性基含有シリコーンオイル又は
フェニルシリコーンオイルと親水性基含有オイルとの混
合オイルにより形成されているので、耐熱性及び耐湿性
が高く、高温多湿雰囲気で使用されても熱劣化が少な
く、長期間に亘り十分安定な透明性を有するものであ
る。

【００３３】

【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。

【００３４】なお、クラッドチューブとしてジメチルシ
リコーンチューブ（内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍ、長さ
１ｍ）の内面がフッ素ゴム（ポリフッ化ビニリデン−ポ
リヘキサフルオロエチレン共重合体）でコーティングさ
れ、窓材としてパイレックスガラス（直径１０ｍｍ×長
さ２０ｍｍ）で封止したものに下記に示すコアを充填
し、光伝送チューブを作製した。

【００３５】〔実施例１〕コアとしてメチルエステル基
が全側鎖の１０％である下記式のものを用いた。

【００３６】

【化２】

【００３７】〔実施例２〕コアとして粘度４００ｃｐの
メチルフェニルシリコーンオイル（ｎ＝１．５０５）に
トリオクチルホスフェートを２０重量％を混合したもの
を用いた。

【００３８】〔実施例３〕コアとして粘度１０００ｃｐ
のメチルスチリル基含有シリコーンオイル（ｎ＝１．４
８）にエチレングリコール１５重量％を混合したものを
用いた。

【００３９】〔比較例〕コアとして粘度４００ｃｐのメ
チルフェニルシリコーンオイル（ｎ＝１．５０５）を用
いた。

【００４０】上記で得られた光伝送チューブを５０℃，
９５％ＲＨのオーブンに５０時間入れ、その後オーブン
から取り出し２５℃で１時間保持した。この時の波長６
３３ｎｍでの光透過率を測定した。結果を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明の光伝送チューブは、コアの耐熱
性及び耐湿性が高く、高温多湿雰囲気下でも長期間に亘
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）がフェニル基と親水性
基とを有するシリコーンオイルであることを特徴とする
光伝送チューブ。
【請求項２】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）がフェニル基を有する
シリコーンオイルと親水性基を有するオイルとの混合オ
イルであることを特徴とする光伝送チューブ。