JPH0496004A - 高na光ファイバ用クラッド材 - Google Patents

高na光ファイバ用クラッド材

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JPH0496004A
JPH0496004A JP2213723A JP21372390A JPH0496004A JP H0496004 A JPH0496004 A JP H0496004A JP 2213723 A JP2213723 A JP 2213723A JP 21372390 A JP21372390 A JP 21372390A JP H0496004 A JPH0496004 A JP H0496004A
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JP
Japan
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group
optical fiber
fluorosilicone
component
formula
Prior art date
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JP2213723A
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English (en)
Inventor
Seiji Shintani
新谷 清治
Yutaka Furukawa
豊 古川
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高NA光フアイバ用クラツド材に関するもの
である。
(従来の技術) 近年、ビル内の太陽光伝送に例示されるように、光ファ
イバをエネルギー伝送に使用する試みがおこなわれるよ
うになってきた。このような用途に適応し得る光ファイ
バに要求される重要な特性は、そのNA (開口数が大
きいことである。NAの大きな光ファイバは供給された
光がファイバにはいる割合が太き(なり、それ故に、供
給光を有効に活用できるという利点を有することになる
NAの大きな光ファイバを製造するためには、コアとク
ラッドの屈折率の差を大きく採ることが必要であり、ク
ラッドとして屈折率の低い含フッ素のポリマーをコアに
コーティングすることがおこなわれている。
かかる含フッ素のポリマーとしては従来フルオロシリコ
ーンを用いる例が知られていて、米国特許4.431.
264号明細書(特開昭56−62206号公報)には
クラッドとしてフッ素含有量52%以下のフルオロシリ
コーンを用いることが開示されている。しかしながら、
このフルオロシリコーンは本質的に粘度の高いフルオロ
シリコーンガムであるために、その使用において、コア
にコーティングする際に溶媒を必要とし、コーティング
の際に揮発する溶媒がファイバに欠陥を生ぜしめるとい
う問題がある。
また、付加型硬化のフルオロシリコーンをクラツド材と
して用いた例においては、クラツド材の機械特性が不十
分であるために、製造中や後加工中に、クラツド材が剥
離したりファイバが断線するといった問題点があった。
特開昭62−7006には、無溶媒でフルオロシリコー
ンをコーティングする方法が記載されているが、この物
もクラツド材の機械特性が不十分であるという問題点を
有していた。
(発明の解決しようとする課題) 本発明の目的は、室温において100,000CP以下
の付加型硬化のフルオロシリコーンをクラツド材として
用いることにより、無溶媒でコアへのコーティングをお
こない、溶媒揮発に起因するファイバ欠陥を皆無にする
ことである。
本発明の別の目的は、付加型硬化のフルオロシリコーン
にレジン成分を導入することにより、機械特性の優れた
物とすることである。
(課題を解決するための手段) 即ち、本発明は、下記成分A〜Dを含む組成物からなり
、且つ室温における粘度が10,000CP以下である
、熱により硬化可能な高NA光ファイバクラッド材を提
供するものである。
A、下記式 (式中、Viはビニル基、R2はパーフルオロアルキル
基またはパーフルオロエーテル基を示し、1.mは正の
整数、nはO又は正の整数であってn/ l +m+n
<0.02を満足する。) で表わされるビニル基含有フルオロシリコーン。
B、該組成物を硬化させるに十分な量の、1分子中に平
均2個以上の珪素結合水素原子を有するシリコーン。
C,R31O+、s単位(Rは置換または非置換の一価
の飽和または不飽和基である)およびSiO□単位の少
なくとも1種を必須成分とするシリコーンレジン。
D、該組成物の硬化を促進するに十分な量の遷移金属触
媒。
本発明における成分Aは上記式で表わされるビニル基含
有フルオロシリコーンであって、式中のR1にて示され
るパーフルオロアルキル基またはパーフルオロエーテル
基は炭素数4以上の長鎖のパーフルオロアルキル基また
はパーフルオロエーテル基であるのが、クラツド材の屈
折率を下げ、高NAの光ファイバを得るという点におい
て好ましい。特に炭素数4以上のパーフルオロアルキル
基が好ましい。さらに、l / mは4以上であるのが
好ましく、またnは望ましくはOであるが、クラツド材
の機械特性を変化させるために、n/ 1 +m+n<
0.02の範囲で導入してもよい。而して、n/1+m
+nが0.02より大きいビニル基含有フルオロシリコ
ーンの使用はクラツド材としては脆いものとなる。成分
Aのビニル基含有フルオロシリコーンは単独重合体、あ
るいは例えばRf基を異にする2種類以上の共重合体な
どいずれであってもよい。
成分Bは、1分子中に平均2個以上の珪素結合水素原子
を有する化合物であり、成分Aのビニル基との間にハイ
ドロシリレーションと呼ばれる反応を起こし、該組成物
は硬化される。
成分Bの構造は、特に限定されるものでないが、Aとの
相溶性を確実にするために、Aと共通のRt基を含むこ
とが望ましい。Bは該組成物を硬化させるに十分な量を
使用すればよく、通常はAのビニル基に対して珪素結合
水素原子が0.5〜2.0の範囲で使用すればよい。
成分Bのシリコーンとして好適なものは、例えば (式中のRloは炭素数4以上のパーフルオロアルキル
基あるいはパーフルオロエーテル基、x、y、zは2以
上の整数であってX/Y〉4である。) (式中のR2”は炭素数4以上のパーフルオロアルキレ
ン基あるいはパーフルオロエーテル基)などが挙げられ
る。
成分Cは、クラツド材の機械特性を向上させる成分であ
り、R31O+、s単位(Rは置換または非置換の一価
の飽和または不飽和基である)およびSiO*単位の少
なくとも1種を必須成分とするシリコーンレジンである
。かかる成分Cは、成分Aとの相溶性を確実にするため
成分Aで説明したR、基を有するものが望ましい。
また、成分Cは上記R31O+、 s単位、5iOa単
位の他にR55iO0,単位、RfSiO+、 s単位
(Rは上記に同じ)を有していてもよい。
さらに、成分Cは成分A、Bと共加橋させると特に機械
特性がはかれるので、珪素結合水素原子や珪素結合ビニ
ル基を含むことが望ましい。
成分Cの使用量は特に限定されないが、成分100部に
対して5〜40部が機械特性その他の面で好適な量とし
て用いられる。
成分りの遷移金属触媒は、該組成物の硬化を促進する化
合物であり、通常へキサクロロ白金酸などの白金化合物
、あるいはこれらの化合物と比較的低分子量のビニル基
含有オルガノシロキサンとの錯体が用いられる。成分り
の使用量は該組成物の硬化を促進するに十分な量を使用
すれば良いが、通常は1〜100 ppmの範囲であれ
ば充分である。
さらに上記成分の他に、室温において成分A〜Dを混合
して調整した組成物をクラツド材として、コアにコーテ
ィングし高温で硬化されるまでの間、室温における硬化
の進行を制御し、粘度を適度に保持するために用いられ
る抑制剤を含んでいてもよい。かかる抑制剤の好適な化
合物として、3−メチル−1−ブチン−3−オール等の
アセチレン化合物、有機チッソ化合物、有機リン化合物
、イオン含有化合物、ビニルシロキサンなどを例示する
ことができる。かかる抑制剤は、上記の使用目的及び高
温における該組成物の迅速な硬化を妨げないという点を
勘案してその適量が用いられる。
本発明のクラツド材は上記成分A〜Dを混合して調整し
た組成物として室温における粘度は10,000CP以
下であることが重要である。10.000CPを越える
とコアにコーティングする際に溶媒を必要とするように
なる。かかる溶媒の使用は高温でクラツド材を硬化する
際に揮発し、これが光ファイバの欠陥を招くことになる
本発明のクラツド材は熱により硬化可能であり、光ファ
イバのクラッドの形成方法としては、例えば石英ガラス
または光学ガラスのコアに調整された組成物を被覆し、
熱硬化反応せしめて硬化体とすることによって行なわれ
る。熱硬化反応における加熱処理条件はクラッド層の厚
さによって異なるが、例えば100μの厚さとすると4
00℃にて2秒間の処理で充分である。
(作 用) 本発明において、R2はクラツド材の屈折率下げるに有
用であり、これにより高NAの光ファイバを得ることが
できる。またA成分のビニル基にB成分のH−StがD
成分の遷移金属触媒下に付加することにより組成物の硬
化が起こる。さらにC成分はクラツド材の機械特性を向
上させる成分であり、これにより光ファイバの断線がな
(なり後加工も容易になる。
(実施例) 合成例1(成分Aの合成) 十分に窒素置換された、撹はん器、温度計、を備えた1
ρの4つロフラスコに、[C4F、C2H4(CH,)
Sin]、  816g (0,89モル) 、  [
(CH,)2SiO]4296.6g (1,0モル)
 、Vi(CH3)msiOsi(CHs)zVi4.
6g (0,025モル)を入れた。内温を50℃に保
持した後、CF35O,80,62g (4,13ミリ
モル)を導入した。4時間後にモノマーの消失を確認し
、NaHCOs 6.9g(82,1モル)を入れ反応
を停止した。濾過によりNaHCOmを除去した後、1
80℃/ 3 mmHgで低沸カットをおこなった。得
られた生成物はNMRfIRにより下記式で示される構
造であることが確認され、粘度= 2020CPSであ
った。
合成例2(成分Bの合成) 十分に窒素置換された、撹はん器、温度計、を備えた5
00 mQの4つロフラスコに、[C4F。
C2H4CH,)SiO]3150g(0,163モル
) 、 [(CH3)5in]、 9.1g(0,03
1モル)団(CH3)5iO]418.4g(0,07
7モル)  、  (CH−)−3IO3I(CH3)
3 5.52g(0,032モル)を入れた。内温を5
0℃に保持した後、CFsSO−HO,09g (0,
0006モル)を導入した。4時間後にモノマーの消失
を確認し、NaHCO31,00g(0,012モル)
を入れ反応を停止した。濾過によりNaHCOaを除去
した後、得られた生成物をNMRfIRにより調べ、下
記式で示される構造であることを確認した。
合成例3(成分Cの合成) 撹はん器、温度計、を備えた500m1の4つロフラス
コに、 (CHm)msiOsi(CHs)i 7.9
g(0,049モル) 、 Vi(CHs)a 5iO
Si(CHxhVi 36.3g(0,19モル)  
、C4FeCJ4(CHs)SL(QCs)Ia)s 
200g  (0,49gモル) 、5i(OC2H−
)439.2g(0,19モル) 、 CF、SO,H
O,17g (1,13ミリモル)を入れた。内温を5
0℃に保持した後、82057.2g(3,18モル)
を滴下した。4時間後にモノマーの消失を確認した後、
KOHの10%メタノール溶液3.5gを入れ80℃で
3時間反応させた。室温に冷却後、KOHをH3PO4
で中和した。
実施例1 合成例1で得た成分A 100gに、合成例3で得た成
分C20g、塩化白金酸の1%イソプロパツール溶液0
.21g、 3−メチル−1−ブチン−3−オール0.
01gを添加し、十分に撹はんした。これに合成例2で
得た成分B  5gをいれ、さらに十分撹はんした。こ
の物の粘度は、1、200CPであった。この組成物を
石英ファイバ(外径200μ)の外周に100μ厚さと
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
り、石英ガラスの外周にプラスチッククラッドの形成さ
れた光ファイバを得た。得られた光ファイバの特性を測
定した結果、NAは0.51、伝送損失は9db/km
であった。また、クラツド材を金型で硬化させシート状
にした後、物性を測定したところTB・20kg/cm
2、ショア硬度A=38であった。
比較例1 実施例1において、成分Aとして100,000CPの
ものを用い、R−113により全体を希釈した他は、同
様の方法により光ファイバを製造した。
このものは製造中に溶媒が揮発し、そのためりラッドに
欠陥が多く、伝送損失が30db/kmと大きかった。
比較例2 実施例から成分Cを除いた他は、同様の方法により組成
物を得たが、このものはT、=2kg/cn+2、ショ
ア硬度A・3と著しく機械特性の劣るものであり、光フ
アイバ製造中に多数断線が生じた。
(発明の効果) 本発明のクラッドとする光ファイバはNAが太き(、エ
ネルギー伝送用ファイバとしての使用した場合、エネル
ギーを効率よ(送れるという利点を有する。また室温に
おいて100.000cp以下であるため溶媒で希釈す
る必要がなく、溶媒の揮発に起因するファイバの欠陥が
なく、伝送損失の低下が少ない。さらに、機械特性の改
良がなされているので、製造中や後加工中に、クラツド
材が剥離したり光ファイバが断線するといったことがな
い。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、下記成分A〜Dを含む組成物からなり、且つ室温に
    おける粘度が10,000CP以下である、熱により硬
    化可能な高NA光ファイバクラッド材。 A、下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Viはビニル基、R_fはパーフルオロアルキ
    ル基またはパーフルオロエーテル基を 示し、l、mは正の整数、nは0又は正の 整数であってn/l+m+n<0.02を満足する。) で表わされるビニル基含有フルオロシリコーン。 B、該組成物を硬化させるに十分な量の、1分子中に平
    均2個以上の珪素結合水素原子を有するシリコーン。 C、RSiO_1_._5単位(Rは置換または非置換
    の一価の飽和または不飽和基である)および SiO_2単位の少なくとも1種を必須成分とするシリ
    コーンレジン。 D、該組成物の硬化を促進するに十分な量の遷移金属触
    媒。 2、R_fが炭素数4以上のパーフルオロアルキル基で
    ある請求項1記載の高NA光ファイバクラッド材。
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