JPH0440177Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は光フアイバ、イメージガイド等の線
状の光学ガラスの被覆構造に係り、特に光学ガラ
ス線状材の機械的強度および高温下での耐クラツ
チ性の向上が図れる光学ガラス線状材の被覆構造
に関する。

［従来の技術］ 石英ガラスや多成分ガラスからなる光フアイ
バ、イメージガイド、ライトガイド等はその表面
に微小な傷が存在すると損傷し易い、このためこ
れらの表面には主として高分子材料を被覆するこ
とが一般に行なわれており、殊にゴム状シンコー
ンによる被覆が多用されている。

ところが、ゴム状シリコーンは機械的強度が低
く、しかも摩擦係数が大きい。そのため、ゴム状
シリコーンが被覆されたイメージガイド等が曲げ
られて使用される場合には、被覆層のシリコーン
部が摩耗により損傷し、ガラス部が破断しやすい
という欠点があつた。

そこで、本考案者は被覆材であるシリコーン樹
脂の弾性率を大きくすることによつて、特に引張
弾性率が80Kg／cm²以上であるシリコーン樹脂を被
覆することによつて機械的保護構造を用いること
なく、実用可能な被覆補強構造を提案した。

［考案が解決しようとする問題点］ たしかに、引張弾性率が80Kg／cm²以上のシリコ
ーン樹脂を被覆すると、イメージガイド、光フア
イバ等の充分な補強効果が得られる。ところで、
このような高引張弾性率のシリコーン樹脂では高
温加熱（例えば250℃）すると、被覆層にクラツ
クを生じ易いことがわかつた。

一方、シリコーン樹脂の引張弾性率（ヤング
率）を低くすれば被覆層の耐クラツク性は著しく
改善されるが、逆に機械的強度が低下しイメージ
ガイド等の光学ガラス線状材に対する補強効果は
著しく損なわれてしまう。

結局、光学ガラス線状材の外周に単層のシリコ
ーン樹脂被覆層を形成し、そのヤング率を変えて
みても耐摩耗性と高温下での耐クラツク性とを同
時に満足することはできない。

［考案の目的］ この考案は以上の従来の問題点を有効に解決す
べく創案されたものであり、この考案は機械的強
度が大きく且つ高温下での耐クラツク性が高い光
学ガラス線状材の被覆構造を提供することを目的
とする。

［考案の概要］ 上記目的を達成するために、この考案は線状の
光学ガラスの外周に引張弾性率が80〜200Kg／cm²
の硬質シリコーン樹脂被覆層が形成されていると
共に、その外周に引張弾性率が40〜50Kg／cm²の軟
質シリコーン樹脂被覆層が形成されており、硬・
軟シリコーン樹脂の二層被覆構造となしたもので
ある。

本考案の光学ガラス線状材は、断面が円形等の
細長いガラスから構成され、光伝送、エネルギ伝
送、画像伝送などに使用されるものをいう。具体
的には、光フアイバ、イメージガイド、ライトガ
イド、バンドルなどが該当する。光学ガラスの組
成については石英ガラス、多成分ガラス、赤外線
伝送用のフツ化物ガラス、カルコゲナイトガラ
ス、結晶化ガラス（例えばKRS−５）等が該当
する。

線状の光学ガラスの外周に被覆する硬質シリコ
ーン樹脂は引張弾性率が80Kg／cm²以上200Kg／cm²
以下のものが好ましい。引張弾性率が80Kg／cm²よ
りも小さいと光学ガラス線状材の補強効果が充分
に得られなくなる。また、引張弾性率が200Kg／
cm²を超えると高温下においてクラツクが発生し易
い。

硬質シリコーン樹脂の外周にはこれより引張弾
性率が小さい軟質シリコーン樹脂が被覆される。
軟質シリコーン樹脂の引張弾性率は80Kg／cm²以下
とするのがよい。引張弾性率が80Kg／cm²を越えた
場合には、耐クラツク性の改善がほとんどもたら
されない。しかし、耐クラツク性を完全に改善す
るためには、軟質シリコーン樹脂の引張弾性率を
50Kg／cm²以下にすることが望ましい。その理由
は、後述する実施例の通り、引張弾性率が50Kg／
cm²以下の場合には、高温下においても硬質シリコ
ーン被覆層にクラツクが生ずることは皆無である
が、例えば引張弾性率が70Kg／cm²や60Kg／cm²の場
合には、わずかの確率でクラツクが発生する危険
性があるからである。ただし、引張弾性率が40
Kg／cm²よりも小さいと機械的張度が低く、しかも
摩耗により損傷しやすくなる。このような理由か
ら軟質シリコーン被覆層の引張弾性率を40〜50
Kg／cm²とすることが望ましい。なお、軟質シリコ
ーン樹脂にはゴム状のシリコーンに充填剤を添加
したものが好ましい。充填剤としては通常のシリ
コーンに使用されるシリカ、酸化チタン、酸化
鉄、カーボンブラツク、マイカ、タルク、クレ
ー、アルミナ、アルミニウム、各種顔料等が該当
する。これらの内、一種もしくは二種以上を組合
せて使用するとよい。勿論、充填剤無添加のシリ
コーンでも耐クラツク性向上の効果はある。

硬質および軟質シリコーン樹脂を硬化する方法
としては、加熱硬化、紫外線硬化、電子線硬化等
があげられる。

［考案の効果］ 本考案では、線状の光学ガラス層の外周に引張
弾性率が80〜200Kg／cm²の硬質シリコーン樹脂被
覆層が形成されていると共に、その外周に引張弾
性率が40〜50Kg／cm²の軟質シリコーン樹脂被覆層
が形成されていることにより、硬質シリコーン樹
脂被覆層にて十分な機械的強度、耐摩耗性を保持
しつつ軟質シリコーン樹脂被覆層にて高温におけ
る耐クラツク性を著しく向上することができる。

なお、クラツク発生が防止される理由は明確で
はないが、軟質シリコーン樹脂を被覆することに
よつて硬質シリコーン樹脂層においてクラツク発
生原因となる、好ましくない後架橋反応を起しに
くくなることもその理由の一つと考えられる。

［実施例］ 次に本考案の実施例と比較例とを示す。

実施例 １ 石英管中に光フアイバ素線を多数稠密に配列し
たイメージガイド母材を線引炉で外径15mmになる
ように線引きした後、石英管の外周にフエニル含
有シリコン樹脂（硬化物の屈折率1.5，引張弾性
率200Kg／cm²）を厚さ100μ被覆し、次いでこれを
350℃の電気炉を通過させて焼付け硬化させた。
次にその外周に石英及び酸化鉄を含有した付加重
合型シリコーン樹脂（ゴム状硬化物の引張弾性率
40Kg／cm²）を厚さ50μの被覆し、300℃の電気炉
を通過させて焼付け硬化させた。このようにして
製作されたイメージガイドを第１図に示す。同図
において、１は光フアイバ素線、２は石英管、３
は硬質シリコーン樹脂の被覆層、４は軟質シリコ
ーン樹脂の被覆層である。

かくして得られたイメージガイドについて曲げ
特性の試験を行なつた結果、破損したものは皆無
であつた。また、250℃の恒温槽に放置する耐熱
試験を行なつたところ、500時間経過後も被覆層
にクラツクの発生は皆無であつた。

実施例 ２ 外層が石英からなる外径1.5mmのバンドル状ラ
イトガイドの外周に紫外線硬化型フエニル含有シ
リコーン樹脂（硬化物の屈折率1.50，引張弾性率
100Kg／cm²）を厚さ100μ被覆し、次いで紫外線硬
化装置（ランプ出力80W／cm）を通過させて硬化
させた。次にこの外周に石英および酸化チタンを
添加した付加重合型シリコーン樹脂（ゴム状硬化
物の引張弾性率50Kg／cm²）を厚さ50μ被覆し、
300℃の電気炉を通過させて焼付け硬化させた。

このようにして製作したライトガイドについて
曲げ特性の試験を行なつた結果、破損したものは
皆無であつた。また250℃の恒温槽に放置した結
果、500時間経過後も被覆層のクラツク発生は皆
無であつた。

実施例 ３ 第２図に示す如く、外形125μの光伝送用石英
ガラスの光フアイバ素線５の表面にフエニル含有
シリコーン樹脂（硬化物の屈折率1.50、引張弾性
率200Kg／cm²）を厚さ50μ被覆し、600℃の電気炉
を速度40m／minで通過させて焼付け硬化させ
た。次にこの外周に石英および酸化鉄を含有した
付加重合型シリコーン樹脂（ゴム状硬化物の引張
弾性率40Kg／cm²）を厚さ100μになるように被覆
し、500℃の電気炉を通過させて焼付け硬化させ
た。

このようにして製造された光フアイバを長さ約
１Km採集し、外径300mmのドラムに巻き付けた状
態で250℃の恒温槽に放置した結果、500時間経過
後も被覆層のクラツクは皆無であつた。また、こ
の光フアイバの引張試験を行なつたところ、引張
強さは平均5.8Kgと良好であつた。

比較例 １ 実施例１において、石英管の外周にフエニル含
有シリコーン樹脂のみが被覆された単層被覆構造
のイメージガイドで、層厚、焼付条件その他は実
施例１と全く同様のもの。このイメージガイドの
曲げ特性試験を行なつた結果、破損したものは皆
無であつた。しかし、250℃の恒温槽に放置した
結果、48時間経過後、クラツクが50個／ｍ発生し
ていた。

比較例 ２ 実施例１において、最外層の付加重合型シリコ
ーン樹脂の引張弾性率が90Kg／cm²であることのみ
異なるイメージガイド。このイメージガイドの曲
げ特性試験の結果は実施例１と同様に良好であつ
た。しかし、250℃の恒温槽に放置した結果、100
時間経過後、クラツクが10個／ｍ発生していた。

比較例 ３ 実施例１において、内外被覆層を逆にしたも
の。即ち石英管の外周に石英及び酸化鉄を含有し
た付加重合型の軟質のシリコーン樹脂を被覆し、
更にその外周に硬質のフエニル含有シリコーン樹
脂を被覆したイメージガイド。層厚、焼付条件そ
の他は実施例１と全く同様である。このイメージ
ガイドにおいても、高温状態で放置したところク
ラツク発生が認められ高温下での使用には不適で
ある。

上記実施例、比較例に対してなされた各種試験
は次の通りである。

・曲げ試験 長さ1mの試験片を採集し、外径200mmのマンド
レルに全長にわたつて曲げた。試料数、10本につ
いて試験し破断の有無を調べた。

・耐熱試験 長さ1mの試験片を採集し、250℃の恒温槽に入
れた。所定時間経過後、恒温槽から試験片を取り
出してクラツクの有無を肉眼で調べた。

・引張試験 インストロン型引張試験機に被覆フアイバをゲ
ージ長さ300mmになるように取付け、引張速さ100
mm／minで引張つて破断する荷重を求めた。試料
数、30本の平均値から引張強さを求めた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す横断面図、第
２図は本考案の他の実施例を示す横断面図であ
る。 図中、１，５は光フアイバ素線、２は石英管、
３は硬質シリコーン樹脂の被覆層、４は軟質シリ
コーン樹脂の被覆層である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 線状の光学ガラスの外周に引張弾性率が80〜
   200Kg／cm²の硬質シリコーン樹脂被覆層が形成さ
   れていると共に、その外周に引張弾性率が40〜50
   Kg／cm²の軟質シリコーン樹脂被覆層が形成されて
   いることを特徴とする光学ガラス線状材の被覆構
   造。