JP2001042137A - Optical fiber and its production - Google Patents

Optical fiber and its production

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JP2001042137A
JP2001042137A JP11221199A JP22119999A JP2001042137A JP 2001042137 A JP2001042137 A JP 2001042137A JP 11221199 A JP11221199 A JP 11221199A JP 22119999 A JP22119999 A JP 22119999A JP 2001042137 A JP2001042137 A JP 2001042137A
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optical fiber
core
metal alkoxide
sol
alcohol
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Kazuo Shimizu
一夫 清水
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Yazaki Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide flexibility suitable for the purpose for which a core is used to an organic-inorganic composite material and to reduce transmission loss. SOLUTION: A polymerization reactive material prepared by blending a photopolymerizable monomer with an auxiliary photoreaction initiator and a catalyst are added to a sol-gel solution prepared by blending a metal alkoxide, preferably ethyl silicate with alcohol and water. The resulting mixed solution 2 is poured into a core forming mold 3, irradiated with UV and held at 60-100 deg.C to form a core 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ及び光
ファイバの製造方法に係り、特に、使用目的にあった可
撓性を有する有機・無機複合材料をコアとする光ファイ
バ及び光ファイバの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber, and more particularly, to an optical fiber and a method for manufacturing an optical fiber having a core made of a flexible organic / inorganic composite material suitable for a purpose of use. About the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光ファイバには石英ガラス系光フ
ァイバが用いられており、石英ガラス系光ファイバの技
術は完成されたものとなっている。しかし、この石英ガ
ラス系光ファイバは柔軟性に乏しく、取扱い性が劣ると
いう性質を有している。そこで、近年、合成樹脂系光フ
ァイバが用いられるようになってきている。この合成樹
脂系光ファイバは、光透過性が良好で屈折率の高い重合
体をコア成分とし、このコア成分重合体よりも屈折率の
低い重合体をクラッド成分として、このコア・クラッド
の二重構造によって構成されている。そして、この合成
樹脂系光ファイバのコア成分としては、透明性、耐候性
及び機械的特性等の優れたポリメチルメタアクリレート
(PMMA)が用いられている。このようなPMMAな
どの有機材料を用いたプラスチック光ファイバ(PO
F)は、その可撓性の良さや取扱い易さから自動車や家
庭内などのネットワークの媒体として使用されるように
なってきている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a silica glass optical fiber has been used as an optical fiber, and the technology of the silica glass optical fiber has been completed. However, this silica glass optical fiber has poor flexibility and poor handling properties. Therefore, in recent years, synthetic resin optical fibers have been used. This synthetic resin-based optical fiber is composed of a polymer having good light transmittance and a high refractive index as a core component, and a polymer having a lower refractive index than the core component polymer as a clad component. It is constituted by a structure. As a core component of the synthetic resin optical fiber, polymethyl methacrylate (PMMA) having excellent transparency, weather resistance, mechanical properties, and the like is used. A plastic optical fiber (PO) using an organic material such as PMMA
F) has come to be used as a medium for networks such as automobiles and homes because of its flexibility and ease of handling.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PMM
AやPC(ポリカーボネート)を光ファイバのコアに使
用した合成樹脂系光ファイバにあっては、可撓性に優れ
ているも、石英ガラス系光ファイバに比べると伝送損失
が格段に大きく使用上問題を有している。この問題点を
改善するために、シリコーンで代表されるオルガノシロ
キサンやオルガノポリシロキサンなどの有機材料をコア
に使用する提案がなされている(特許第2836256
号、特開平8−199067号、特開平9−18492
9号、特開平4−350802号等)。
SUMMARY OF THE INVENTION However, PMM
Synthetic resin-based optical fibers using A or PC (polycarbonate) as the core of the optical fiber have excellent flexibility, but the transmission loss is much larger than that of silica glass-based optical fibers, and there is a problem in use. have. In order to solve this problem, it has been proposed to use an organic material such as an organosiloxane represented by silicone or an organopolysiloxane for the core (Japanese Patent No. 2836256).
JP-A-8-199067, JP-A-9-18492
9, JP-A-4-350802).

【0004】しかしながら、これら有機材料をコアに使
用する合成樹脂系光ファイバは、いずれも、有機材料を
母体としており光ファイバの可撓性(硬さ)を調整する
ことができない。また、これら有機材料をコアに使用す
る合成樹脂系光ファイバは、不純物も多いために、例え
ば、ポリシロキサンの場合、シリカ1に対して有機分子
が1以上結合しており、伝送損失が、シリカだけのガラ
スファイバの場合、0.3〜3dB/kmであるのに対し、
PMMAなどで構成されるプラスチックファイバの場合
は、200dB/kmと高い値を示し、伝送損失が大きいと
いう問題がある。
However, any of these synthetic resin optical fibers using an organic material as a core is based on an organic material and cannot adjust the flexibility (hardness) of the optical fiber. In addition, since synthetic resin optical fibers using these organic materials for the core have many impurities, for example, in the case of polysiloxane, one or more organic molecules are bonded to silica 1 and transmission loss is low. In the case of only glass fiber, it is 0.3 to 3 dB / km,
In the case of a plastic fiber made of PMMA or the like, the value is as high as 200 dB / km, and there is a problem that transmission loss is large.

【0005】一方、従来の石英ガラス系光ファイバは、
伝送損失が非常に低いが、コアの大きさが非常に小さい
ために石英ガラス系光ファイバの端末処理などが非常に
複雑で、かつ石英ガラス系光ファイバ用の電気を光に換
える素子(E/O)、光を電気に変換する素子(O/
E)の値段が高く実行性に欠ける点がある。また、従来
のゾルゲル法で作製したガラスは、その乾燥、焼結段階
で非常に体積の収縮が大きいために、体積制御が非常に
難しいという問題がある。
On the other hand, a conventional silica glass optical fiber is
Although the transmission loss is very low, the terminal processing of the silica glass based optical fiber is very complicated due to the very small size of the core, and the element for converting electricity for the silica glass based optical fiber into light (E / O), an element that converts light into electricity (O /
E) has a high price and lacks executable performance. Further, the glass produced by the conventional sol-gel method has a problem that the volume control is very difficult because the volume shrinks very much during the drying and sintering stages.

【0006】本発明の目的は、有機・無機複合材料をコ
アとして使用目的にあった可撓性を持たせ、伝送損失を
少なくしようということにある。
An object of the present invention is to reduce the transmission loss by providing an organic / inorganic composite material as a core with flexibility suitable for the intended use.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の光ファイバは、金属アルコキシド
からなる無機材料と、アクリル系光重合モノマー又はエ
ポキシ系の光重合モノマーからなる有機材料とを混合し
てコアを形成したものである。このように構成すること
により請求項1に記載の発明によると、有機・無機複合
材料をコアとして使用目的にあった可撓性を持たせるこ
とができ、伝送損失を少なくすることができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical fiber comprising: an inorganic material comprising a metal alkoxide; and an organic fiber comprising an acrylic photopolymerizable monomer or an epoxy photopolymerizable monomer. A core is formed by mixing materials. With this configuration, according to the first aspect of the invention, the organic / inorganic composite material can be used as the core to have flexibility suitable for the intended use, and transmission loss can be reduced.

【0008】上記目的を達成するために、請求項2に記
載の光ファイバは、金属アルコキシドを、珪酸エチルで
構成したものである。一般に、金属アルコキシドは、ア
ルコールの水酸基の水素を珪素で置換した化合物であ
る。アルカリ金属をアルコールに溶かすと水素を発生し
てアルコキシドを生成する。このアルコキシドは、アル
コキシ陰イオンを発生させるもので、この陰イオンが直
接求核反応に関与するとアルコキシ化が起こり、反応に
あずかる物質からプロトンを奪って反応を誘起すると縮
合剤として作用する。珪酸エチルは、エチルアルコール
の水酸基の水素を珪素で置換した化合物である。このよ
うに構成することにより請求項2に記載の発明による
と、有機・無機複合材料をコアとして伝送損失の少な
い、使用目的にあった可撓性を持たせることができ、伝
送損失の少ないコアを形成することができる。
In order to achieve the above object, an optical fiber according to a second aspect is characterized in that the metal alkoxide is composed of ethyl silicate. Generally, a metal alkoxide is a compound in which hydrogen of a hydroxyl group of an alcohol is replaced with silicon. When an alkali metal is dissolved in alcohol, hydrogen is generated to generate an alkoxide. This alkoxide generates an alkoxy anion. When the anion directly participates in a nucleophilic reaction, alkoxylation occurs. When the anion is deprived of a proton from a substance participating in the reaction to induce the reaction, the alkoxide acts as a condensing agent. Ethyl silicate is a compound in which the hydrogen of the hydroxyl group of ethyl alcohol is replaced with silicon. According to the second aspect of the present invention, a core having an organic / inorganic composite material, which has a small transmission loss, has flexibility suitable for the intended use, and has a small transmission loss. Can be formed.

【0009】上記目的を達成するために、請求項3に記
載の光ファイバの製造方法は、金属アルコキシドとアル
コールと水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノ
マーと光反応開始助材を配合してなる重合反応材と、触
媒を添加した混合溶液をコア成形型に流し込み、該流し
込んだ溶液に紫外線を照射し、60℃〜100℃の温度
に保持してコアを形成するようにしたものである。金属
アルコキシドとアルコールと水を配合してなるゾルゲル
溶液に、光重合モノマーと光反応開始助材を配合してな
る重合反応材と、触媒を添加した混合溶液をコアを成形
する型に流し込んだ後、混合溶液に紫外線を照射し、光
重合モノマーが光反応開始助材の作用によって重合反応
を開始する。しかる後、60℃〜100℃の温度に放置
することによってシリカの加水分解反応を進行させて有
機材料と無機材料(シリカ)の混合したものがコアを形
成する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical fiber, comprising: a sol-gel solution comprising a metal alkoxide, an alcohol and water; A mixed solution obtained by adding a polymerization reaction material and a catalyst to a core mold, and irradiating the poured solution with ultraviolet rays to maintain a temperature of 60 ° C to 100 ° C to form a core. It is. After pouring a mixed solution of a sol-gel solution containing a metal alkoxide, an alcohol, and water, a polymerization reaction material containing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid, and a catalyst, into a mold for molding a core. Then, the mixed solution is irradiated with ultraviolet rays, and the photopolymerization monomer starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid. Thereafter, the mixture is allowed to stand at a temperature of 60 ° C. to 100 ° C. to cause a hydrolysis reaction of silica to proceed, and a mixture of an organic material and an inorganic material (silica) forms a core.

【0010】重合反応材の光重合モノマーは、その添加
量を変更することにより、シリコーン樹脂のように柔ら
かいもの(この場合は、モノマーの量が金属アルコキシ
ドと同じかそれ以上)からシリカガラスのように固いも
の(モノマーが全くない場合)まで強度を調整すること
ができる(可撓性の調整)。また、この光重合のモノマ
ー(有機材料)は、ゾルゲル法で ―(Si−O)― のネットワークを形成する際に、このSi結合の中にど
の程度分散させるかによって、コアとしての強度、伝送
損失(基本的には、―(C−H)―の結合による光の吸
収が光通信で使用する領域の光波長域となるので、少し
でも少ない方が伝送損失は小さくなる)を決定すること
になる。この光重合モノマーの量は、コアを形成した際
のコアの固さ(硬度)に影響する。すなわち、コアの固
さが固いほど反応をゆっくり進め、クラックの発生を防
ぐ必要がある。重合反応材の光反応開始助材は、光重合
モノマーのポリマー化を促進するもので、その添加量
は、ポリマー化する光重合モノマーの量に依存してお
り、光重合モノマーの量が極端に少ない場合(例えば、
1重量%等)、添加しなくても問題はない。ゾルゲル溶
液に配合されているアルコールは、金属アルコキシドを
加水分解するために添加するもので、アルコールの添加
量は、ゾルゲル法の加水分解反応の速さを制御すること
になる。すなわち、アルコールの添加量を多くすると、
加水分解反応はゆっくり進み、アルコールの添加量を少
なくすると、加水分解反応はその分速く進む。したがっ
て、光重合モノマーの量が多い場合は、コアを形成した
際のコアが固くなるのでコアとなったときのクラックの
発生を防ぐためにアルコールの添加量を多くして、加水
分解反応をゆっくり進めることになる。ゾルゲル溶液に
配合されている水は、空気中の水分で加水分解反応が促
進することがあり、その場合は、全く添加しなくてもよ
い。加水分解反応用の触媒には、塩化水素(HCl)、
アンモニア(NH )等が用いられる。この触媒は、
加水分解反応を左右する作用を有しており、その添加
量、添加時期等によって、ゾルゲル法の加水分解反応の
開始時期を制御することができる。したがって、この触
媒は、金属アルコキシドとアルコールと水を配合してな
るゾルゲル溶液に、光重合モノマーと光反応開始助材を
配合してなる重合反応材を配合した中に、添加する作業
を行っている。
By changing the amount of the photopolymerizable monomer used as the polymerization reactant, the amount of the photopolymerizable monomer can be changed from a soft material such as a silicone resin (in this case, the amount of the monomer is equal to or greater than that of the metal alkoxide) to a material such as silica glass. The strength can be adjusted up to a solid (in the absence of any monomer) (adjustment of flexibility). Further, when the photopolymerization monomer (organic material) forms a — (Si—O) — network by a sol-gel method, the strength and transmission of the core depend on the degree of dispersion in the Si bond. Determining the loss (basically, since the absorption of light due to-(CH)-coupling becomes the optical wavelength region of the region used in optical communication, the smaller the loss, the smaller the transmission loss) become. The amount of the photopolymerizable monomer affects the hardness (hardness) of the core when the core is formed. That is, it is necessary to proceed the reaction more slowly as the hardness of the core increases, and to prevent the occurrence of cracks. The photoreaction initiation aid of the polymerization reaction material promotes the polymerization of the photopolymerizable monomer, and the amount added depends on the amount of the photopolymerizable monomer to be polymerized. If less (for example,
1% by weight), there is no problem even if it is not added. The alcohol contained in the sol-gel solution is added to hydrolyze the metal alkoxide, and the amount of the alcohol controls the speed of the hydrolysis reaction in the sol-gel method. In other words, if the amount of alcohol added is increased,
The hydrolysis reaction proceeds slowly, and when the amount of alcohol added is reduced, the hydrolysis reaction proceeds faster by that amount. Therefore, when the amount of the photopolymerization monomer is large, the core becomes hard when the core is formed, so that the addition amount of the alcohol is increased to prevent the occurrence of cracks when the core is formed, and the hydrolysis reaction proceeds slowly. Will be. The water contained in the sol-gel solution may accelerate the hydrolysis reaction due to moisture in the air, and in such a case, it may not be necessary to add it at all. Hydrogen chloride (HCl),
Ammonia (NH 3 ) or the like is used. This catalyst
It has the effect of affecting the hydrolysis reaction, and the start time of the hydrolysis reaction in the sol-gel method can be controlled by the amount and timing of addition. Therefore, this catalyst was added to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water, and a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid was added thereto. I have.

【0011】このように金属アルコキシドとアルコール
と水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと
光反応開始助材を配合してなる重合反応材を配合した中
に、触媒を添加すると、この触媒の添加量によって加水
分解反応の開始時期を制御し、混合溶液に紫外線を照射
することによって、光反応開始助材の作用によって光重
合モノマーの重合反応を開始させる。この重合反応の開
始と平行して60℃〜100℃の温度に放置することに
よって金属アルコキシドの加水分解反応を進行させる。
このように構成することにより請求項3に記載の発明に
よると、有機・無機複合材料をコアとして伝送損失の少
ない、使用目的にあった可撓性を持たせることができ、
伝送損失の少ないコアを形成することができる。
When a catalyst is added to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water as described above, a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid is added, The start timing of the hydrolysis reaction is controlled by the amount of the catalyst added, and the mixed solution is irradiated with ultraviolet rays, whereby the polymerization reaction of the photopolymerizable monomer is started by the action of the photoreaction initiation aid. The hydrolysis reaction of the metal alkoxide is allowed to proceed by being left at a temperature of 60 ° C to 100 ° C in parallel with the start of the polymerization reaction.
According to the third aspect of the present invention having such a configuration, the organic / inorganic composite material can be used as a core to reduce transmission loss and provide flexibility suitable for the intended use,
A core with small transmission loss can be formed.

【0012】上記目的を達成するために、請求項4に記
載の光ファイバの製造方法は、金属アルコキシドとアル
コールと水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノ
マーと光反応開始助材を配合してなる重合反応材と、触
媒を添加した混合溶液をクラッドを構成するチューブに
流し込み、該流し込んだ混合溶液に紫外線を照射し、6
0℃〜100℃の温度に保持して光ファイバを製造する
ようにしたものである。金属アルコキシドとアルコール
と水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと
光反応開始助材を配合してなる重合反応材と、触媒を添
加した混合溶液をクラッドを構成するチューブ内に流し
込んだ後、混合溶液に紫外線を照射し、重合反応材であ
る光重合モノマーが光反応開始助材の作用によって重合
反応を開始する。しかる後、60℃〜100℃の温度に
放置することによってシリカの加水分解反応を進行させ
て有機材料と無機材料(シリカ)の混合したものが光フ
ァイバを形成する。このように構成することにより請求
項4に記載の発明によると、有機・無機複合材料をコア
として伝送損失の少ない、使用目的にあった可撓性を持
たせることができ、伝送損失の少ない光ファイバを形成
することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical fiber, comprising mixing a photopolymerizable monomer and a photoreaction initiation aid into a sol-gel solution comprising a metal alkoxide, an alcohol and water. The mixed solution obtained by adding the polymerization reaction material and the catalyst is poured into a tube constituting a clad, and the poured mixed solution is irradiated with ultraviolet rays.
The optical fiber is manufactured while maintaining the temperature at 0 ° C to 100 ° C. A sol-gel solution containing a metal alkoxide, an alcohol, and water, a polymerization reaction material containing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid, and a mixed solution containing a catalyst were poured into a tube constituting a clad. Thereafter, the mixed solution is irradiated with ultraviolet rays, and the photopolymerization monomer, which is a polymerization reaction material, starts a polymerization reaction by the action of a photoreaction initiation aid. Thereafter, the mixture is allowed to stand at a temperature of 60 ° C. to 100 ° C. to cause a hydrolysis reaction of silica to proceed, and a mixture of an organic material and an inorganic material (silica) forms an optical fiber. According to the fourth aspect of the present invention, by using the organic / inorganic composite material as a core, light having a small transmission loss and flexibility suitable for the intended use can be provided, and light having a small transmission loss can be provided. Fibers can be formed.

【0013】上記目的を達成するために、請求項5に記
載の光ファイバの製造方法は、金属アルコキシドを、珪
酸エチルで構成したものである。珪酸エチルは、先に説
明したようにエチルアルコールの水酸基の水素を珪素で
置換した化合物である。このように構成することにより
請求項5に記載の発明によると、有機・無機複合材料を
コアとして伝送損失の少ない、使用目的にあった可撓性
を持たせることができ、伝送損失の少ない光ファイバを
形成することができる。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing an optical fiber according to a fifth aspect is characterized in that the metal alkoxide is composed of ethyl silicate. Ethyl silicate is a compound in which the hydrogen of the hydroxyl group of ethyl alcohol is replaced with silicon as described above. According to the fifth aspect of the present invention, by using the organic / inorganic composite material as a core, light having a small transmission loss and flexibility suitable for the intended use can be provided, and light having a small transmission loss can be provided. Fibers can be formed.

【0014】上記目的を達成するために、請求項6に記
載の光ファイバの製造方法は、混合溶液は、金属アルコ
キシドを10〜50重量%、光重合モノマーを1〜30
重量%、光反応開始助材を15重量%以下、アルコール
を0〜60重量%、水を0〜30重量%、触媒を5重量
%以下の割合で配合して構成したものである。ゾルゲル
溶液を構成する金属アルコキシドの配合量は、光ファイ
バとしての伝送特性を決めている。また、重合反応材を
構成する光重合モノマーは、コアの固さを決めるもの
で、光重合モノマーの添加量を多くすることにより製作
されるコアの固くすることができ、光重合モノマーの添
加量を少なくすることによりコアの固さを調整すること
ができる。さらに、重合反応材を構成する光反応開始助
材の添加量は、ポリマー化する光重合モノマーの量に依
存しており、光重合モノマーの量が多ければ、それなり
に多く添加することになる。また、ゾルゲル溶液を構成
する金属アルコキシドを加水分解するために添加するア
ルコールの添加量は、金属アルコキシドの加水分解反応
をゆっくり進ませる場合は、アルコールの添加量を多く
し、金属アルコキシドの加水分解反応を速く進ませる場
合には、アルコールの添加量を少なくする。さらに、ゾ
ルゲル溶液を構成する水の添加量は、アルコールの添加
量と同様にアルコールの添加量が多い場合は、それなり
に多く、アルコールの添加量が少ない場合は、それなり
に少なく添加することになる。また、触媒の添加量は、
金属アルコキシドを加水分解するための開始時期によっ
て決定される。このように構成することにより請求項6
に記載の発明によると、有機・無機複合材料をコアとし
て伝送損失の少ない、使用目的にあった可撓性を持たせ
ることができ、伝送損失の少ない光ファイバを形成する
ことができる。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an optical fiber, wherein the mixed solution comprises 10 to 50% by weight of a metal alkoxide and 1 to 30% by weight of a photopolymerizable monomer.
%, 15% or less by weight of a photoreaction initiation aid, 0 to 60% by weight of alcohol, 0 to 30% by weight of water, and 5% by weight or less of a catalyst. The amount of the metal alkoxide constituting the sol-gel solution determines the transmission characteristics of the optical fiber. Also, the photopolymerizable monomer constituting the polymerization reaction material determines the hardness of the core, and the core produced can be made harder by increasing the amount of the photopolymerizable monomer. The hardness of the core can be adjusted by reducing the number of cores. Further, the addition amount of the photoreaction initiation aid constituting the polymerization reaction material depends on the amount of the photopolymerization monomer to be polymerized. If the amount of the photopolymerization monomer is large, the amount of addition is relatively large. The amount of alcohol added to hydrolyze the metal alkoxide constituting the sol-gel solution is increased when the hydrolysis reaction of the metal alkoxide proceeds slowly. If you want to make it go faster, reduce the amount of alcohol added. Furthermore, the addition amount of water constituting the sol-gel solution is relatively large when the addition amount of alcohol is large as in the case of the addition amount of alcohol, and is relatively small when the addition amount of alcohol is small. . The amount of catalyst added is
It is determined by the start time for hydrolyzing the metal alkoxide. According to this structure, claim 6
According to the invention described in (1), an organic / inorganic composite material can be used as a core to provide an optical fiber with a small transmission loss and flexibility suitable for the intended use, and a small transmission loss.

【0015】上記目的を達成するために、請求項7に記
載の光ファイバの製造方法は、混合溶液に紫外線を照射
する時期を、加水分解反応を開始する前又は加水分解反
応の開始と同時にしたものである。混合溶液に紫外線を
照射する時期は、混合溶液に添加してある光反応開始助
材を作用させる時期を示しており、混合溶液に紫外線を
照射することによって、光反応開始助材の作用によって
光重合モノマーが重合反応を開始することになる。加水
分解反応を開始する前は、金属アルコキシドの加水分解
反応が始まる前のことで、金属アルコキシドと光重合モ
ノマーと光反応開始助材を配合した中に、アルコールと
水を先に添加した後、触媒を添加した直後でよい。ま
た、混合溶液に紫外線を照射する時期は、加水分解反応
の開始と同時であってもよい。加水分解反応の開始と同
時は、金属アルコキシドの加水分解反応が始まったとき
ということで、金属アルコキシドとアルコールと水を配
合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと光反応開
始助材を配合してなる重合反応材を配合した中に、さら
に触媒を添加することにより、ゾルゲル溶液を構成する
金属アルコキシドの加水分解反応が始まったときであ
る。このゾルゲル溶液を構成する金属アルコキシドの加
水分解反応が始まったか否かは、ゾルゲル溶液の粘度を
見ることによって判断できる。すなわち、金属アルコキ
シドとアルコールと水を配合してなるゾルゲル溶液に、
光重合モノマーと光反応開始助材を配合してなる重合反
応材を配合した溶液は、ゾル状の溶液で、触媒を添加し
て金属アルコキシドの加水分解反応が始まると、ゾル状
の溶液がゲル化するため、ゾルゲル溶液の粘度に変化が
生じる。この粘度を見ることによってゾルゲル溶液の金
属アルコキシドの加水分解反応が始まったか否かを判断
することができる。混合溶液に紫外線を照射する時期
は、加水分解反応を開始する前又は加水分解反応の開始
と同時であることが重要で、加水分解反応が起こってし
まってからでは、紫外線照射により重合反応を起こして
も、―(Si−O)―のネットワーク中にポリマーが分
散・結合できずに、偏りができてしまう。このように偏
りができてしまうと、分子量の大きい有機材料(ポリマ
ー)を―(Si−O)―のネットワーク中に分散させ
て、この有機材料(ポリマー)にスプリングのような役
目を果たさせ、加水分解反応後のガラス化する際の体積
収縮に対応して、クラックの発生を防ぐことを期待する
ことはできない。すなわち、加水分解反応を開始する前
又は加水分解反応の開始と同時にゾルゲル溶液に紫外線
を照射することは、分子量の大きい有機材料(ポリマ
ー)が分散し、加水分解反応後にゾルゲル溶液をガラス
化する際に生じる体積収縮のときに、分子量の大きい有
機材料(ポリマー)がスプリングのような役目を果た
し、ガラス化して形成されるコアにクラックが発生する
ことを防ぐために必要なことである。このように構成す
ることにより請求項7に記載の発明によると、有機・無
機複合材料によるコアにクラックを生じさせることな
く、使用目的にあった可撓性を持たせることができ、か
つコアにおける伝送損失の少ない光ファイバを形成する
ことができる。
In order to achieve the above object, in the method of manufacturing an optical fiber according to the present invention, the time of irradiating the mixed solution with ultraviolet rays is set before the start of the hydrolysis reaction or simultaneously with the start of the hydrolysis reaction. Things. The time when the mixed solution is irradiated with ultraviolet light indicates the time when the photoreaction initiation aid added to the mixed solution is acted on, and when the mixed solution is irradiated with ultraviolet light, the photoreaction initiation aid is acted upon by the action of the photoreaction initiation aid. The polymerization monomer will initiate the polymerization reaction. Before starting the hydrolysis reaction, before the hydrolysis reaction of the metal alkoxide started, while mixing the metal alkoxide, the photopolymerization monomer and the photoreaction initiation auxiliary, after adding the alcohol and water first, It may be just after adding the catalyst. The timing of irradiating the mixed solution with ultraviolet rays may be the same as the start of the hydrolysis reaction. Simultaneously with the start of the hydrolysis reaction, it means that the hydrolysis reaction of the metal alkoxide has started, and the sol-gel solution obtained by mixing the metal alkoxide, the alcohol and water is mixed with the photopolymerization monomer and the photoreaction initiation aid. This is the time when the hydrolysis reaction of the metal alkoxide constituting the sol-gel solution was started by further adding a catalyst to the polymerization reaction material. Whether or not the hydrolysis reaction of the metal alkoxide constituting the sol-gel solution has started can be determined by checking the viscosity of the sol-gel solution. That is, a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water,
The solution containing the polymerization reaction material, which is a mixture of the photopolymerization monomer and the photoreaction initiation aid, is a sol-like solution. When the hydrolysis reaction of the metal alkoxide starts by adding a catalyst, the sol-like solution becomes a gel. Therefore, the viscosity of the sol-gel solution changes. By looking at this viscosity, it can be determined whether or not the hydrolysis reaction of the metal alkoxide in the sol-gel solution has started. It is important that the mixed solution is irradiated with ultraviolet light before the start of the hydrolysis reaction or at the same time as the start of the hydrolysis reaction, and after the hydrolysis reaction has occurred, the polymerization reaction is caused by the irradiation of ultraviolet light. Even so, the polymer cannot be dispersed and bonded in the-(Si-O)-network, resulting in a bias. When such a bias occurs, an organic material (polymer) having a large molecular weight is dispersed in a — (Si—O) — network, and the organic material (polymer) acts as a spring. However, it cannot be expected that cracks are prevented from occurring in response to volume shrinkage during vitrification after the hydrolysis reaction. In other words, irradiating the sol-gel solution with ultraviolet light before starting the hydrolysis reaction or simultaneously with the start of the hydrolysis reaction disperses the organic material (polymer) having a high molecular weight, and vitrifies the sol-gel solution after the hydrolysis reaction. This is necessary in order to prevent the organic material (polymer) having a high molecular weight from acting as a spring when volume shrinkage occurs and to prevent cracks from occurring in the core formed by vitrification. With this configuration, according to the invention described in claim 7, the core made of the organic-inorganic composite material can have flexibility suitable for the intended use without causing cracks in the core, and An optical fiber with small transmission loss can be formed.

【0016】上記目的を達成するために、請求項8に記
載の光ファイバの製造方法は、60℃〜100℃の温度
に保持する時期を、溶液内に均一に分散している光重合
性モノマーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始
し、分子のネットワークを形成すると同時又は分子のネ
ットワークの形成後にしたものである。60℃〜100
℃の温度に保持する時期は、金属アルコキシド(シリ
カ)の加水分解を進行させるときで、一般的には、混合
溶液に紫外線を照射し、光反応開始助材の作用によって
光重合モノマーが重合反応を開始し十分重合反応が進ん
だ後に、60℃〜100℃の温度に放置することであ
る。この60℃〜100℃の温度は、金属アルコキシド
(シリカ)の加水分解を進行させるに適した温度であ
る。この60℃〜100℃の温度に保持する時期は、ゾ
ルゲル溶液内に均一に分散している光重合性モノマーが
光反応開始助材の作用で重合反応を開始し、分子のネッ
トワークを形成すると同時又は分子のネットワークの形
成後にしたものである。すなわち、60℃〜100℃の
温度に保持する時期(加水分解反応開始時期)は、光重
合性モノマーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始
した後であることが重要である。もし、光重合性モノマ
ーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始する前に加
水分解反応を開始させると、紫外線を照射して重合反応
を起こさせても、―(Si−O)―のネットワーク中に
ポリマーが分散・結合できずに、偏りができてしまい、
加水分解反応後にガラス化した際、体積収縮によってコ
アにクラックが発生してしまうからである。60℃〜1
00℃の温度に保持する時期は、分子のネットワークを
形成すると同時でよい。この分子のネットワークの形成
は、触媒を添加することにより金属アルコキシドの加水
分解反応が開始することによって行われる。このように
構成することにより請求項8に記載の発明によると、有
機・無機複合材料によるコアにクラックを生じさせるこ
となく、使用目的にあった可撓性を持たせることがで
き、かつコアにおける伝送損失の少ない光ファイバを形
成することができる。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing an optical fiber according to claim 8, wherein the time when the temperature is maintained at 60 ° C to 100 ° C is determined by uniformly dispersing the photopolymerizable monomer in the solution. Are the ones that initiate the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid and form a molecular network at the same time or after the molecular network is formed. 60 ° C-100
The time when the temperature is maintained at ℃ is when the hydrolysis of the metal alkoxide (silica) proceeds. Generally, the mixed solution is irradiated with ultraviolet rays, and the photopolymerization monomer is polymerized by the action of the photoreaction initiation aid. Is started, and after the polymerization reaction has sufficiently proceeded, the mixture is left at a temperature of 60 ° C to 100 ° C. The temperature of 60 ° C to 100 ° C is a temperature suitable for promoting the hydrolysis of the metal alkoxide (silica). At the time when the temperature is maintained at 60 ° C. to 100 ° C., the photopolymerizable monomer uniformly dispersed in the sol-gel solution starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid, and simultaneously forms a molecular network. Or after the formation of a molecular network. That is, it is important that the timing of maintaining the temperature at 60 ° C. to 100 ° C. (the timing of starting the hydrolysis reaction) is after the photopolymerizable monomer starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid. If the photopolymerizable monomer initiates the hydrolysis reaction before starting the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid,-(Si-O)- The polymer cannot be dispersed and bonded in the network of
This is because when vitrified after the hydrolysis reaction, cracks occur in the core due to volume shrinkage. 60 ° C-1
The time at which the temperature is maintained at 00 ° C. may be the same as when the molecular network is formed. The formation of this molecular network is carried out by starting the hydrolysis reaction of the metal alkoxide by adding a catalyst. With this configuration, according to the invention of claim 8, the core made of the organic-inorganic composite material can be provided with flexibility suitable for the intended use without causing cracks in the core, and An optical fiber with small transmission loss can be formed.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ファイバ及
び光ファイバの製造方法の実施の形態について説明す
る。図1には、本発明に係る光ファイバの製造方法の一
実施の形態を示す概念図が示されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an optical fiber and a method for manufacturing the optical fiber according to the present invention will be described. FIG. 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of a method for manufacturing an optical fiber according to the present invention.

【0018】図1(A)において、容器1内には、混合
溶液2が収納されている。この混合溶液2は、金属アル
コキシドとアルコールと水を配合してなるゾルゲル溶液
に、光重合モノマーと光反応開始助材を配合してなる重
合反応材と、触媒を添加したものである。この容器1内
に収納された混合溶液2は、コアを成形するための型で
あるコア成形型3に流し込まれる。
In FIG. 1A, a mixed solution 2 is contained in a container 1. This mixed solution 2 is obtained by adding a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water, and a catalyst. The mixed solution 2 contained in the container 1 is poured into a core forming die 3 which is a die for forming a core.

【0019】ゾルゲル溶液を構成する金属アルコキシド
(具体的には、珪酸エチル(TEOS))の配合量は1
0〜50重量%、アルコール(具体的には、エタノー
ル)の配合量は0〜60重量%、水の配合量は0〜30
重量%で構成されている。また、重合反応材を構成する
光重合モノマー(アクリル系やエポキシ系)の配合量は
1〜30重量%、光反応開始助材(具体的には、ベンゾ
イエーテル)の配合量は15重量%以下で構成されてい
る。また、触媒(具体的には、HCl、NH等)の配
合量は5重量%以下である。
The amount of metal alkoxide (specifically, ethyl silicate (TEOS)) constituting the sol-gel solution is 1
0 to 50% by weight, the amount of alcohol (specifically, ethanol) is 0 to 60% by weight, and the amount of water is 0 to 30%.
% By weight. The amount of the photopolymerizable monomer (acrylic or epoxy type) constituting the polymerization reaction material is 1 to 30% by weight, and the amount of the photoreaction initiation aid (specifically, benzoyether) is 15% by weight. It consists of the following. Further, the amount of the catalyst (specifically, HCl, NH 3 or the like) is 5% by weight or less.

【0020】このような割合で混合された混合溶液2
を、容器1からコア成形型3に流し込み、このままの状
態で放置すると、やがてゾルゲル溶液の金属アルコキシ
ドが加水分解反応を開始する。そこで、ゾルゲル溶液の
金属アルコキシドが加水分解反応を開始する前または同
時に、図1(B)に示す如く、混合溶液2に紫外線(U
V)を照射する。この混合溶液2に紫外線を照射する
と、混合溶液2に配合されている重合反応材を構成する
光反応開始助材の作用で光重合モノマーが重合反応を開
始し、分子のネットワークを形成する。
A mixed solution 2 mixed in such a ratio
Is poured into the core mold 3 from the container 1 and left as it is, the metal alkoxide in the sol-gel solution starts a hydrolysis reaction. Therefore, before or simultaneously with the start of the hydrolysis reaction of the metal alkoxide in the sol-gel solution, as shown in FIG.
V). When the mixed solution 2 is irradiated with ultraviolet light, the photopolymerization monomer starts a polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid constituting the polymerization reaction material mixed in the mixed solution 2 to form a molecular network.

【0021】この光重合モノマーの重合反応で、分子の
ネットワークを形成すると同時に、または、分子のネッ
トワークが形成された後に、図1(C)に示す如く、温
度処理によって加水分解反応を行う。この温度処理は、
60℃〜100℃程度の温度に保持し、放置することに
よって行う。この状態でシリカの加水分解反応が進行し
て有機材料と無機材料(シリカ)の混合したものがコア
4を形成する。
In the polymerization reaction of the photopolymerizable monomer, a hydrolysis reaction is performed by a temperature treatment at the same time as the formation of the molecular network or after the formation of the molecular network, as shown in FIG. This temperature treatment
This is performed by maintaining the temperature at about 60 ° C. to 100 ° C. and leaving it to stand. In this state, the hydrolysis reaction of silica proceeds, and a mixture of an organic material and an inorganic material (silica) forms the core 4.

【0022】このように、金属アルコキシドとアルコー
ルと水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマー
と光反応開始助材を配合してなる重合反応材と、触媒を
添加した混合溶液2をコア4を成形するコア成形型3に
流し込んだ後、混合溶液2に紫外線を照射し、光重合モ
ノマーが光反応開始助材の作用によって重合反応を開始
する。しかる後、60℃〜100℃の温度に放置するこ
とによってシリカの加水分解反応を進行させて有機材料
と無機材料(シリカ)の混合したものがコア4を形成す
る。
As described above, a mixed solution 2 containing a photo-polymerizable monomer and a photo-reaction initiation aid and a catalyst-added mixed solution 2 in a sol-gel solution containing a metal alkoxide, an alcohol and water are used as a core. After pouring the mixture 4 into the core mold 3 for molding, the mixed solution 2 is irradiated with ultraviolet rays, and the photopolymerization monomer starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid. Thereafter, the core 4 is formed by mixing the organic material and the inorganic material (silica) by allowing the silica to undergo a hydrolysis reaction by being left at a temperature of 60 ° C to 100 ° C.

【0023】重合反応材の光重合モノマーは、その添加
量を変更することにより、シリコーン樹脂のように柔ら
かいもの(この場合は、モノマーの量が金属アルコキシ
ドと同じかそれ以上)からシリカガラスのように固いも
の(モノマーが全くない場合)まで強度を調整すること
ができる(可撓性の調整)。また、この光重合のモノマ
ー(有機材料)は、ゾルゲル法で ―(Si−O)― のネットワークを形成する際に、このSi結合の中にど
の程度分散させるかによって、コアとしての強度、伝送
損失(基本的には、―(C−H)―の結合による光の吸
収が光通信で使用する領域の光波長域となるので、少し
でも少ない方が伝送損失は小さくなる)を決定すること
になる。この光重合モノマーの量は、コアを形成した際
のコアの固さ(硬度)に影響する。すなわち、コアの固
さが固いほど反応をゆっくり進め、クラックの発生を防
ぐ必要がある。
By changing the amount of the photopolymerization monomer used as the polymerization reaction material, the photopolymerization monomer can be changed from a soft material such as a silicone resin (in this case, the amount of the monomer is equal to or more than the metal alkoxide) to a material such as silica glass. The strength can be adjusted up to a solid (in the absence of any monomer) (adjustment of flexibility). Further, when the photopolymerization monomer (organic material) forms a — (Si—O) — network by a sol-gel method, the strength and transmission of the core depend on the degree of dispersion in the Si bond. Determining the loss (basically, since the absorption of light due to-(CH)-coupling becomes the optical wavelength region of the region used in optical communication, the smaller the loss, the smaller the transmission loss) become. The amount of the photopolymerizable monomer affects the hardness (hardness) of the core when the core is formed. That is, it is necessary to proceed the reaction more slowly as the hardness of the core increases, and to prevent the occurrence of cracks.

【0024】重合反応材の光反応開始助材は、光重合モ
ノマーのポリマー化を促進するもので、その添加量は、
ポリマー化する光重合モノマーの量に依存しており、光
重合モノマーの量が極端に少ない場合(例えば、1重量
%等)、添加しなくても問題はない。ゾルゲル溶液に配
合されているアルコールは、具体的にはエタノール等
で、金属アルコキシド(具体的には、珪酸エチル等)を
加水分解するために添加するもので、アルコールの添加
量によって、ゾルゲル法の加水分解反応の速さを制御し
ている。すなわち、アルコールの添加量を多くすると、
加水分解反応はゆっくり進み、アルコールの添加量を少
なくすると、加水分解反応はその分速く進む。したがっ
て、光重合モノマーの量が多い場合は、コアを形成した
際のコアが固くなるのでコアとなったときのクラックの
発生を防ぐためにアルコールの添加量を多くして、加水
分解反応をゆっくり進めることになる。
The photoreaction initiation aid of the polymerization reaction material promotes the polymerization of the photopolymerization monomer.
It depends on the amount of the photopolymerizable monomer to be polymerized. When the amount of the photopolymerizable monomer is extremely small (for example, 1% by weight), there is no problem even if it is not added. The alcohol compounded in the sol-gel solution is specifically added with ethanol or the like to hydrolyze a metal alkoxide (specifically, ethyl silicate or the like). It controls the speed of the hydrolysis reaction. In other words, if the amount of alcohol added is increased,
The hydrolysis reaction proceeds slowly, and when the amount of alcohol added is reduced, the hydrolysis reaction proceeds faster by that amount. Therefore, when the amount of the photopolymerization monomer is large, the core becomes hard when the core is formed, so that the addition amount of the alcohol is increased to prevent the occurrence of cracks when the core is formed, and the hydrolysis reaction proceeds slowly. Will be.

【0025】ゾルゲル溶液に配合されている水は、空気
中の水分で加水分解反応が促進することがあり、その場
合は、全く添加しなくてもよい(0重量%)。加水分解
反応用の触媒としては、塩化水素(HCl)、アンモニ
ア(NH)等が用いられる。この触媒は、加水分解反
応を左右する作用を有しており、その添加量、添加時期
等によって、ゾルゲル法の加水分解反応の開始時期を制
御することができる。したがって、この触媒は、金属ア
ルコキシドとアルコールと水を配合してなるゾルゲル溶
液に、光重合モノマーと光反応開始助材を配合してなる
重合反応材を配合した中に、添加する作業を行ってい
る。
The water contained in the sol-gel solution may accelerate the hydrolysis reaction due to the moisture in the air, in which case it may not be added at all (0% by weight). Hydrogen chloride (HCl), ammonia (NH 3 ), or the like is used as a catalyst for the hydrolysis reaction. This catalyst has an effect on the hydrolysis reaction, and the start time of the hydrolysis reaction in the sol-gel method can be controlled by the amount and timing of the addition. Therefore, this catalyst was added to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water, and a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid was added thereto. I have.

【0026】このように金属アルコキシドとアルコール
と水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと
光反応開始助材を配合してなる重合反応材を配合した中
に、触媒を添加すると、この触媒の添加量によって加水
分解反応の開始時期を制御し、混合溶液2に図1(B)
に示す如く、紫外線を照射することによって、光反応開
始助材の作用によって光重合モノマーの重合反応を開始
させる。この重合反応の開始と平行して60℃〜100
℃の温度に放置することによって金属アルコキシドの加
水分解反応を進行させる。ゾルゲル溶液を構成する金属
アルコキシドの配合量は、光ファイバとしての伝送特性
を決めている。また、重合反応材を構成する光重合モノ
マーは、コアの固さを決めるもので、光重合モノマーの
添加量を多くすることにより製作されるコアの固くする
ことができ、光重合モノマーの添加量を少なくすること
によりコアの固さを調整する。
When a catalyst is added to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water as described above, a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid is added. The start time of the hydrolysis reaction is controlled by the amount of the catalyst added, and FIG.
As shown in (1), by irradiating ultraviolet rays, the polymerization reaction of the photopolymerizable monomer is started by the action of the photoreaction initiation aid. 60 ° C. to 100 ° C. in parallel with the start of the polymerization reaction.
The hydrolysis reaction of the metal alkoxide is allowed to proceed by being left at a temperature of ° C. The amount of the metal alkoxide constituting the sol-gel solution determines the transmission characteristics of the optical fiber. Also, the photopolymerizable monomer constituting the polymerization reaction material determines the hardness of the core, and the core produced can be made harder by increasing the amount of the photopolymerizable monomer. The hardness of the core is adjusted by reducing.

【0027】さらに、重合反応材を構成する光反応開始
助材の添加量は、ポリマー化する光重合モノマーの量に
依存しており、光重合モノマーの量が多ければ、それな
りに多く添加することになる。また、ゾルゲル溶液を構
成する金属アルコキシドを加水分解するために添加する
アルコールの添加量は、金属アルコキシドの加水分解反
応をゆっくり進ませる場合は、アルコールの添加量を多
くし、金属アルコキシドの加水分解反応を速く進ませる
場合には、アルコールの添加量を少なくする。さらに、
ゾルゲル溶液を構成する水の添加量は、アルコールの添
加量と同様にアルコールの添加量が多い場合は、それな
りに多く、アルコールの添加量が少ない場合は、それな
りに少なく添加することになる。また、触媒の添加量
は、金属アルコキシドを加水分解するための開始時期に
よって決定する。
Further, the amount of the photoreaction initiation aid constituting the polymerization reaction material depends on the amount of the photopolymerization monomer to be polymerized. If the amount of the photopolymerization monomer is large, it is necessary to add a relatively large amount. become. The amount of alcohol added to hydrolyze the metal alkoxide constituting the sol-gel solution is increased when the hydrolysis reaction of the metal alkoxide proceeds slowly. If you want to make it go faster, reduce the amount of alcohol added. further,
As with the alcohol, the amount of water constituting the sol-gel solution is relatively large when the alcohol is large, and is small when the alcohol is small. Further, the amount of the catalyst to be added is determined by the starting time for hydrolyzing the metal alkoxide.

【0028】混合溶液2に紫外線を照射する時期は、混
合溶液2に添加してある光反応開始助材を作用させる時
期を示しており、混合溶液2に紫外線を照射することに
よって、光反応開始助材の作用によって光重合モノマー
が重合反応を開始することになる。加水分解反応を開始
する前は、金属アルコキシドの加水分解反応が始まる前
のことで、金属アルコキシドと光重合モノマーと光反応
開始助材を配合した中に、アルコールと水を先に添加し
た後、触媒を添加した直後でよい。また、混合溶液2に
紫外線を照射する時期は、加水分解反応の開始と同時で
あってもよい。加水分解反応の開始と同時は、金属アル
コキシドの加水分解反応が始まったときということで、
金属アルコキシドとアルコールと水を配合してなるゾル
ゲル溶液に、光重合モノマーと光反応開始助材を配合し
てなる重合反応材を配合した中に、さらに触媒を添加す
ることにより、ゾルゲル溶液を構成する金属アルコキシ
ドの加水分解反応が始まったときである。このゾルゲル
溶液を構成する金属アルコキシドの加水分解反応が始ま
ったか否かは、ゾルゲル溶液の粘度を見ることによって
判断できる。すなわち、金属アルコキシドとアルコール
と水を配合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと
光反応開始助材を配合してなる重合反応材を配合した溶
液は、ゾル状の溶液で、触媒を添加して金属アルコキシ
ドの加水分解反応が始まると、ゾル状の溶液がゲル化す
るため、ゾルゲル溶液の粘度に変化が生じる。この粘度
を見ることによってゾルゲル溶液の金属アルコキシドの
加水分解反応が始まったか否かを判断することができ
る。
The timing of irradiating the mixed solution 2 with ultraviolet rays indicates the timing of causing the photoreaction initiation aid added to the mixed solution 2 to act. The photopolymerization monomer starts the polymerization reaction by the action of the auxiliary material. Before starting the hydrolysis reaction, before the hydrolysis reaction of the metal alkoxide started, while mixing the metal alkoxide, the photopolymerization monomer and the photoreaction initiation auxiliary, after adding the alcohol and water first, It may be just after adding the catalyst. Further, the timing of irradiating the mixed solution 2 with ultraviolet rays may be simultaneous with the start of the hydrolysis reaction. Simultaneously with the start of the hydrolysis reaction means that the hydrolysis reaction of the metal alkoxide has started,
A sol-gel solution is formed by adding a catalyst to a sol-gel solution obtained by mixing a metal alkoxide, an alcohol and water, and a polymerization reaction material obtained by mixing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid. This is when the hydrolysis reaction of the metal alkoxide starts. Whether or not the hydrolysis reaction of the metal alkoxide constituting the sol-gel solution has started can be determined by checking the viscosity of the sol-gel solution. That is, a solution in which a polymerization reaction material in which a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation auxiliary material are mixed in a sol-gel solution in which metal alkoxide, alcohol and water are mixed is a sol-like solution, and a catalyst is added. When the hydrolysis reaction of the metal alkoxide starts, the sol-like solution gels, so that the viscosity of the sol-gel solution changes. By looking at this viscosity, it can be determined whether or not the hydrolysis reaction of the metal alkoxide in the sol-gel solution has started.

【0029】このように混合溶液2に紫外線を照射する
時期は、加水分解反応を開始する前又は加水分解反応の
開始と同時であることが重要である。加水分解反応が起
こってしまってからでは、紫外線照射により重合反応を
起こしても、―(Si−O)―のネットワーク中にポリ
マーが分散・結合できずに、偏りができてしまう。この
ように偏りができてしまうと、分子量の大きい有機材料
(ポリマー)を―(Si−O)―のネットワーク中に分
散させて、この有機材料(ポリマー)にスプリングのよ
うな役目を果たさせ、加水分解反応後のガラス化する際
の体積収縮に対応して、クラックの発生を防ぐことを期
待することはできない。すなわち、加水分解反応を開始
する前又は加水分解反応の開始と同時にゾルゲル溶液に
紫外線を照射することは、分子量の大きい有機材料(ポ
リマー)が分散し、加水分解反応後にゾルゲル溶液をガ
ラス化する際に生じる体積収縮のときに、分子量の大き
い有機材料(ポリマー)がスプリングのような役目を果
たし、ガラス化して形成されるコアにクラックが発生す
ることを防ぐために必要なこととなっている。
As described above, it is important that the time when the mixed solution 2 is irradiated with the ultraviolet ray is before the start of the hydrolysis reaction or at the same time as the start of the hydrolysis reaction. After the hydrolysis reaction has occurred, even if the polymerization reaction is caused by irradiation with ultraviolet rays, the polymer cannot be dispersed and bonded in the-(Si-O)-network, resulting in a bias. When such a bias occurs, an organic material (polymer) having a large molecular weight is dispersed in a — (Si—O) — network, and the organic material (polymer) acts as a spring. However, it cannot be expected that cracks are prevented from occurring in response to volume shrinkage during vitrification after the hydrolysis reaction. In other words, irradiating the sol-gel solution with ultraviolet light before starting the hydrolysis reaction or simultaneously with the start of the hydrolysis reaction disperses the organic material (polymer) having a high molecular weight, and vitrifies the sol-gel solution after the hydrolysis reaction. When volume shrinkage occurs, the organic material (polymer) having a large molecular weight acts as a spring, and is necessary to prevent cracks from occurring in the core formed by vitrification.

【0030】また、60℃〜100℃の温度に保持する
時期は、金属アルコキシド(シリカ)の加水分解を進行
させるときで、一般的には、混合溶液2に紫外線を照射
し、光反応開始助材の作用によって光重合モノマーが重
合反応を開始し十分重合反応が進んだ後に、60℃〜1
00℃の温度に放置することである。この60℃〜10
0℃の温度は、金属アルコキシド(シリカ)の加水分解
を進行させるに適した温度である。
The time of maintaining the temperature at 60 ° C. to 100 ° C. is when the hydrolysis of the metal alkoxide (silica) proceeds, and generally, the mixed solution 2 is irradiated with ultraviolet rays to assist the photoreaction. After the photopolymerization monomer starts the polymerization reaction by the action of the material and the polymerization reaction proceeds sufficiently,
This is to leave at a temperature of 00 ° C. This 60 ° C-10
The temperature of 0 ° C. is a temperature suitable for promoting the hydrolysis of the metal alkoxide (silica).

【0031】この60℃〜100℃の温度に保持する時
期は、ゾルゲル溶液内に均一に分散している光重合性モ
ノマーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始し、分
子のネットワークを形成すると同時又は分子のネットワ
ークの形成後にしたものである。すなわち、60℃〜1
00℃の温度に保持する時期(加水分解反応開始時期)
は、光重合性モノマーが光反応開始助材の作用で重合反
応を開始した後であることが重要である。もし、光重合
性モノマーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始す
る前に加水分解反応を開始させると、紫外線を照射して
重合反応を起こさせても、―(Si−O)―のネットワ
ーク中にポリマーが分散・結合できずに、偏りができて
しまい、加水分解反応後にガラス化した際、体積収縮に
よってコアにクラックが発生してしまう。60℃〜10
0℃の温度に保持する時期は、分子のネットワークを形
成すると同時でよい。この分子のネットワークの形成
は、触媒を添加することにより金属アルコキシドの加水
分解反応が開始することによって行われる。
When the temperature is maintained at 60 ° C. to 100 ° C., the photopolymerizable monomer uniformly dispersed in the sol-gel solution starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid to form a molecular network. This is at the same time as the formation or after the formation of the molecular network. That is, 60 ° C.-1
Time when the temperature is kept at 00 ° C (time to start the hydrolysis reaction)
It is important that after the photopolymerizable monomer starts the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid. If the photopolymerizable monomer initiates the hydrolysis reaction before starting the polymerization reaction by the action of the photoreaction initiation aid,-(Si-O)- The polymer cannot be dispersed and bonded in the network, and the polymer is unbalanced. When the polymer is vitrified after the hydrolysis reaction, the core is cracked due to volume shrinkage. 60 ° C-10
The time at which the temperature is maintained at 0 ° C. may be the same as when the molecular network is formed. The formation of this molecular network is carried out by starting the hydrolysis reaction of the metal alkoxide by adding a catalyst.

【0032】このように形成したコア4の上にクラッド
層を形成することによって光ファイバケーブルを形成す
ることができる。また、このコア成形型3にクラッドと
なる樹脂製の型またはチューブ(混合液の乾燥後の屈折
率より低い屈折率を有するプラスチック系のもの)を用
いることにより、容器1内に収納された混合溶液2をコ
ア成形型3に流し込んでコアを形成した段階で光ファイ
バケーブルが形成されることになる。
An optical fiber cable can be formed by forming a clad layer on the core 4 thus formed. Also, by using a resin mold or tube (a plastic-based material having a refractive index lower than the refractive index of the mixed solution after drying) as a clad for the core mold 3, the mixing housed in the container 1 is obtained. The optical fiber cable is formed at the stage where the solution 2 is poured into the core mold 3 to form the core.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0034】請求項1に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして使用目的にあった可撓性を持た
せることができ、伝送損失を少なくすることができる。
According to the first aspect of the present invention, the organic / inorganic composite material can be used as a core to have flexibility suitable for the intended use, and transmission loss can be reduced.

【0035】請求項2に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして伝送損失の少ない、使用目的に
あった可撓性を持たせることができ、伝送損失の少ない
コアを形成することができる。
According to the second aspect of the present invention, an organic / inorganic composite material can be used as a core to provide a small transmission loss and flexibility suitable for the intended use, thereby forming a core with a small transmission loss. be able to.

【0036】請求項3に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして伝送損失の少ない、使用目的に
あった可撓性を持たせることができ、伝送損失の少ない
コアを形成することができる。
According to the third aspect of the present invention, the organic / inorganic composite material can be used as a core to provide a transmission characteristic with low transmission loss and flexibility suitable for the intended use, and to form a core with low transmission loss. be able to.

【0037】請求項4に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして伝送損失の少ない、使用目的に
あった可撓性を持たせることができ、伝送損失の少ない
光ファイバを形成することができる。
According to the present invention, an organic / inorganic composite material can be used as a core to provide an optical fiber having a small transmission loss and a flexibility suitable for a purpose of use and a small transmission loss. can do.

【0038】請求項5に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして伝送損失の少ない、使用目的に
あった可撓性を持たせることができ、伝送損失の少ない
光ファイバを形成することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, an organic / inorganic composite material can be used as a core to provide an optical fiber having a small transmission loss and a flexibility suitable for the purpose of use, and a small transmission loss. can do.

【0039】請求項6に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料をコアとして伝送損失の少ない、使用目的に
あった可撓性を持たせることができ、伝送損失の少ない
光ファイバを形成することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, an organic / inorganic composite material is used as a core to provide an optical fiber with a small transmission loss and flexibility suitable for a purpose of use and a small transmission loss. can do.

【0040】請求項7に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料によるコアにクラックを生じさせることな
く、使用目的にあった可撓性を持たせることができ、か
つコアにおける伝送損失の少ない光ファイバを形成する
ことができる。
According to the seventh aspect of the invention, the core made of the organic / inorganic composite material can be provided with flexibility suitable for the intended use without causing cracks in the core, and the transmission loss of the core can be reduced. Fewer optical fibers can be formed.

【0041】請求項8に記載の発明によれば、有機・無
機複合材料によるコアにクラックを生じさせることな
く、使用目的にあった可撓性を持たせることができ、か
つコアにおける伝送損失の少ない光ファイバを形成する
ことができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the core made of the organic / inorganic composite material can be provided with flexibility suitable for the intended use without causing cracks in the core, and the transmission loss of the core can be reduced. Fewer optical fibers can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る光ファイバの製造方法を示す概念
図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method for manufacturing an optical fiber according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………………………………容器 2…………………………混合溶液 3………………………コア成形型 4………………………………コア 1 …………………………………………………………………………… Mixed solution 3 ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 4 ………core

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08F 2/48 C08F 2/48 290/06 290/06 Fターム(参考) 2H050 AA13 AB04X AB42X AB43X AC03 4J011 GA02 GB03 GB08 PA13 PA16 PA25 PA47 PA99 PB22 PC02 PC08 PC13 PC15 QA03 QB19 TA06 TA09 TA10 UA01 WA07 WA10 4J027 AE01 BA06 BA07 CA10 CA18 CA20 CA29 CA36 CB10 CC05 CD01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (reference) C08F 2/48 C08F 2/48 290/06 290/06 F term (reference) 2H050 AA13 AB04X AB42X AB43X AC03 4J011 GA02 GB03 GB08 PA13 PA16 PA25 PA47 PA99 PB22 PC02 PC08 PC13 PC15 QA03 QB19 TA06 TA09 TA10 UA01 WA07 WA10 4J027 AE01 BA06 BA07 CA10 CA18 CA20 CA29 CA36 CB10 CC05 CD01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属アルコキシドからなる無機材料と、
アクリル系光重合モノマー又はエポキシ系の光重合モノ
マーからなる有機材料とを混合してコアを形成したこと
を特徴とする光ファイバ。
An inorganic material comprising a metal alkoxide,
An optical fiber, wherein a core is formed by mixing an organic material comprising an acrylic photopolymerizable monomer or an epoxy photopolymerizable monomer.
【請求項2】 上記金属アルコキシドは、珪酸エチルで
ある請求項1に記載の光ファイバ。
2. The optical fiber according to claim 1, wherein the metal alkoxide is ethyl silicate.
【請求項3】 金属アルコキシドとアルコールと水を配
合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと光反応開
始助材を配合してなる重合反応材と、触媒を添加した混
合溶液をコア成形型に流し込み、該流し込んだ溶液に紫
外線を照射し、60℃〜100℃の温度に保持してコア
を形成するようにしたことを特徴とする光ファイバの製
造方法。
3. A core mold is prepared by mixing a sol-gel solution containing a metal alkoxide, an alcohol and water with a polymerization reaction material containing a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid, and a catalyst. A method for producing an optical fiber, comprising: pouring, irradiating the poured solution with ultraviolet rays, and maintaining the temperature at 60 ° C. to 100 ° C. to form a core.
【請求項4】 金属アルコキシドとアルコールと水を配
合してなるゾルゲル溶液に、光重合モノマーと光反応開
始助材を配合してなる重合反応材と、触媒を添加した混
合溶液をクラッドを構成するチューブに流し込み、該流
し込んだ混合溶液に紫外線を照射し、60℃〜100℃
の温度に保持して光ファイバを製造する光ファイバの製
造方法。
4. A clad comprising a sol-gel solution comprising a metal alkoxide, an alcohol and water, a polymerization reaction material comprising a photopolymerization monomer and a photoreaction initiation aid, and a catalyst-added mixed solution. Pour the mixture into a tube, and irradiate the mixed solution with ultraviolet rays at 60 ° C. to 100 ° C.
An optical fiber manufacturing method for manufacturing an optical fiber while maintaining the temperature.
【請求項5】 上記金属アルコキシドは、珪酸エチルで
ある請求項3又は4に記載の光ファイバの製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the metal alkoxide is ethyl silicate.
【請求項6】 上記混合溶液は、金属アルコキシドを1
0〜50重量%、光重合モノマーを1〜30重量%、光
反応開始助材を15重量%以下、アルコールを0〜60
重量%、水を0〜30重量%、触媒を5重量%以下の割
合で配合したものである請求項3、4又は5に記載の光
ファイバの製造方法。
6. The mixed solution is prepared by mixing a metal alkoxide with 1
0 to 50% by weight, 1 to 30% by weight of a photopolymerizable monomer, 15% by weight or less of a photoreaction initiation aid, and 0 to 60% of an alcohol.
6. The method for producing an optical fiber according to claim 3, wherein the optical fiber is blended in a ratio of 0% to 30% by weight, water, and 5% by weight or less.
【請求項7】 上記混合溶液に紫外線を照射する時期
は、加水分解反応を開始する前又は加水分解反応の開始
と同時である請求項3、4、5又は6に記載の光ファイ
バの製造方法。
7. The method for producing an optical fiber according to claim 3, wherein the time of irradiating the mixed solution with ultraviolet rays is before or at the same time as the start of the hydrolysis reaction. .
【請求項8】 上記60℃〜100℃の温度に保持する
時期は、混合溶液内に均一に分散している光重合性モノ
マーが光反応開始助材の作用で重合反応を開始し、分子
のネットワークを形成すると同時又は分子のネットワー
クの形成後である請求項3、4、5、6又は7に記載の
光ファイバの製造方法。
8. When the temperature is maintained at 60 ° C. to 100 ° C., the photopolymerizable monomer uniformly dispersed in the mixed solution starts a polymerization reaction by the action of a photoreaction initiation aid, 8. The method for producing an optical fiber according to claim 3, wherein the network is formed simultaneously with or after the formation of the molecular network.
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