JPS63273804A - 光導波路 - Google Patents

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、光導波路に関し、更に詳しくは、温度および
／または湿度の変化によっても光透過量がほとんど変化
しないポリマーからなる光導波部を有する光導波路に関
する。

［従来技術］ 有機シロキサンポリマーから成る光導波部を有する光導
波路が種々提案されている。たとえば特開昭６０−４２
７１２号公報には、実質的に透明な熱可塑性有機重合体
をクラッド成分とする光導波路が、また、特開昭６１−
２７５７０６号公報には、屈折率を制御するための置換
基を有する有機ノロキザンボリマーからなる光導波部を
有する光導波路がそれぞれ開示されている。

しかしながら、従来のこれらの光導波路においては、温
度または湿度が変化すると光透過性が顕著に低下すると
いう問題点が存在する。具体的には次のような現象が生
じるのである。

（イ）光導波路の一部を一４０℃の雰囲気にさらすと、
光の透過量が、最初の透過量に比へて顕著に（例えば、
２０ｄＢ／ｆｆ以−ヒ）減衰する。

（ロ）光導波路の一部を７０℃×Ｉ００％ＲＨの雰囲気
に２４時間さらした後、常態中に取り出してから５〜Ｉ
Ｏ分経過した場合における光の透過量が最初の透過量に
比べて顕著に（例えば、２０ｄＢ／広以」二）減衰する
。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記問題点を解消し、光透過性が湿度
および温度によって悪影響を顕著に受けることかない光
導波路を提供することにある。

［発明の構成］ 発明者らは、上記問題点の原因が、光導波部を形成して
いる有機シロキザンボリマーの水との相溶性不足である
と考え、有機シロキザン単位と親水性単位を有するポリ
マーを光導波部として用いることにより」二記問題点を
解決したのである。

即ち、本発明の要旨は、光導波部およびクラッドを有す
る、または光導波部、クラッドおよびソースを有する光
導波路であって、 光導波部が、式： ［式中、Ｒ１およびＲ２は同−又は異なって炭素数１〜
１２の炭化水素基である。］ で示される有機シロキサン単位と、親水性基を有する親
水性単位とを荷するポリマーから成ることを特徴とする
光導波路に存する。

光導波部は、有機シロキザン単位および親水性単位を有
するポリマーから成る。このポリマーは、ポリマーの主
鎖または側鎖のいずれにおいても親水性基を有してよい
。

親水性単位の親水性基は、いずれの親水性基であっても
よいが、毒性、安定性などの点からエステル基（例えば
、メチルエステル、エチルエステルまたはプロピルエス
テル基）、水酸基、エーテル基（例えば、メチルエーテ
ルまたはエチルエーテル基）、ケトン基または炭酸エス
テル基であることが好ましい。親水性基はエステル基で
あることが更に好ましい。親水性基がエステル基である
場合に、耐湿性および耐熱性の点から、例えばメチルエ
ステル基が特に好ましい。

親水性単位は、例えば、以下のように示される。

親水性基の量は少なすぎると耐低温性および耐湿性に効
果がないので、ポリマー分子における（親水性基の数）
／（ケイ素原子の数）が０．０５／１以上であることが
好ましい。

有機シロキザン単位および親水性単位を有するポリマー
の性状は、液状、ゲル状、エラストマー状、樹脂状など
いずれでもよいが、可撓性、ハンドリングの容易性の点
からエラストマー状が好ましい。

有機シロキサン単位および親水性単位を有するポリマー
の製造は公知の方法により行える。たとえば、非共役型
不飽和結合および親水性基を有する化合物とＳｉＨ基を
有する有機シロキサンとのヒドロシリル化反応が適用で
きる。

本発明の光導波路（三おいては、伝送損失を増大させる
遷移金属の含量を０．５重ｉｉ　ｐｐｍ以下とすること
が好ましい。特にヒドロシリル化反応で白金を触媒とし
て用いることが多いので、白金量を０５重量ｐｐｍ以下
に抑えることが望ましい。

クラッドはポリマー製支持部材から形成されており、ポ
リマー製支持部材は光導波部よりも屈折率の小さい材料
からできている。好ましい材料としては含フツ素ポリマ
ー、例えばテトラフルオロエヂレン／ヘキザフルオロプ
ロピレンコボリマー、ポリビニリデンフルオライド、含
フッ素ポリンロギザン、ポリ塩化ビニル、ボリエヂレン
などのポリマーを用いてもよく、また比較的屈折率の小
さいンメヂルシロギザンゴムを用いてもよい。可撓性が
要求される場合にはゴム材料が好ましい。またさらに低
温性、耐湿性を改良するためには、クラッド材料も親水
性基を有することが好ましい。

クラッドが充分な強度を有していない場合は、シースが
機械的補強材としてクラッド」二に被覆されていてもよ
い。シースの材料は特に限定されず、いずれの材料でも
使用することが可能である。

本発明の光導波路は、クラッドとして機能するポリマー
製支持部材が有する長手方向の連続空間（孔）に、光導
波部として有機シロキサン単位と親水性単位を有するポ
リマーを充填した構造を有する。ポリマー製支持部材の
形状は、デユープ状、板状またはテープ状などのいずれ
の形状であってもよい。光導波部を収容するための支持
部材の空間の横断面形状は、円形のみに限定されるもの
ではなく、他のいずれの形状であってもよい。

本発明の光導波路の製造は、たとえば、有機シロキサン
単位と親水性単位を有する液状のポリマーを支持部材の
空間に充填し、支持部材の両端をガラスロッドなどにて
封止することによって容易に行える。また、該ポリマー
を充填した後、熱、放射線または紫外線等によって該ポ
リマーを硬化させて得られたゲル状、樹脂状またはエラ
ストマー状のポリマーを光導波部として用いることもで
きる。有機ンロキザン単位と親水性単位を有するポリマ
ーをゲル状、樹脂状またはエラストマー状とする時、熱
、放射線または紫外線の架橋効果を高めるために、各種
助剤を該ポリマーに混合してもよい。助剤には、たとえ
ば、過酸化物、金属、有機金属錯体、光により容易にラ
ジカル生成する有機化合物等が例示される。

［発明の効果］ 本発明によれば、有機シロキサンポリマーからなる光導
波部を有する従来の光導波路の欠点であった温度または
湿度変化による光透過量の低下がきわめて小さくなる。

本発明の光導波路は、たとえば、従来の光導波路を使用
するのが困難であった自動車用ライトガイドおよびセン
サー等において使用できる。

［発明の好ましい態様］ 以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

（実施例１） ジメチルジクロロシラン１２．９ｇおよびジエチレンク
リコール１０６ｇから成るモノマーをトルエン５０ｘ（
２に溶解した後、窒素ガス雰囲気下で１０℃で７２時間
反応させ、続いて６０℃で７２時間反応させた。次いで
、反応生成物を減圧乾燥させ、液状ポリマー８．０ｇを
得た（平均分子量：３０００）。この親水性基含有ポリ
マーにおいて、エーテル基数とケイ素原子数との比は約
２：ｌであった。

内径２　ｒｔｕｎ１外径３ｍｍおよび長さ１ｍのテトラ
フルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共電合体
（ＰＥＰ）チューブの中にこの親水性基含有ポリマーを
注入し、両端をガラスロッドにて封止し、光導波路を得
た。

次いで光導波路の光透過性を試験した。長さ１ｍの光導
波路の片端から波長６６０ｎｍのＬＥＤ赤色光を透過さ
せ、他端から出てくる透過光量をフォトダイオードにて
測定した。まず、この光導波路について温度および湿度
変化を加えずに常態のままで光透過量を測定すると３７
７１Ｗであった。

更にこの光導波路の中央付近の全長の約１／２の部分を
一４０℃の雰囲気に０．５時間さらして光透過量を測定
すると２６μＷであった。また光導波路の上記と同様の
一部分を相対湿度１００％の７０℃雰囲気に２４時間さ
らし常態中に取り出してから１０分後に光透過量を測定
すると２１μＷであった。光透過量低下は次式により求
めたが、−４０℃にさらした場合に３ｃｌＢ／ｚ、　７
０　ｘ　Ｉ　ＯＯ％ＲＨにさらした場合に５ｄＢ／ｚで
あった。

Ａ：光透過量低下 ｌｏ　　最初（常態のまま）の光透過量（μＷ）Ｔ：／
Ｆｉｎ度、湿度試験時（後）の光透過量（ＩＩＷ）Ｑ　
・温度、湿度試験雰囲気にさらした光導波路の長さくｆ
ｆ） これら光透過量性の結果を第１表に示す。

（実施例２） モノマーとして１，１，３．３−テトラメチルジシロキ
サン６．７ｇおよびエヂレンジアクリレート８．５ｇを
使用し、トルエン５０順に溶解し、塩化白金酸を白金濃
度に換算して１０重ｆｆｉｐｐｍ加え、窒素ガス雰囲気
下で８０℃て２４時間反応させた。

次いて反応生成物を減圧乾燥させ、液状ポリマー５ｇを
得た（平均分子量：３５００）。この親水性基含有ポリ
マーにおいて、エステル基数とケイ素原子数との比は約
Ｉｌｌであった。

この親水性基含有ポリマーを使用し、実施例１と同様に
して光導波路を得た。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

その結果を第１表に示す。

（実施例３） モノマーとして１，１，３．３−テトラメチルジシロキ
サン６．７９および２．４−へブタジェン−６−オン５
．５ｇを使用する以外は、実施例２を繰り返し、液状ポ
リマー４ｇを得た（平均分子量、２５００）。この親水
性基含有ポリマーにおいて、ケトン基数とケイ素原子数
との比は約１・１であった。

この親水性基含有ポリマーを使用し、実施例１と同様に
して光導波路を得た。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

その結果を第１表に示す。

（実施例４） モノマーとして１，１，３．３−テトラメチルジシロキ
サン６．７ｇおよび２．４−へキサジエン−１−オール
４．９ｇを使用する以外は、実施例２と同様にして液状
ポリマー３．５ｇを得た（平均分子量：３２００）。こ
の親水性基含有ポリマーにおｌｌ− いて、水酸基数とケイ素原子数との比は約ｌ：１てあっ
た。

この親水性基含有ポリマーを使用し、実施例１と同様に
して光導波路を得た。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

その結果を第１表に示す。

（実施例５） モノマーとしてジメチルジクロロシラン１２９ｇ、ジエ
チレングリコールＩ　Ｏ，６ｇおよびメチルビニルノク
ロロシラン１．４ｇを使用する以外は、実施例１と同様
にして液状ポリマー１０ｇを得た（平均分子量＋３００
０）。この親水性基含有ポリマーにおいて、エーテル基
数とケイ素原子数との比は約０．９１であっノで。

この親水性基含有ポリマー５ｇにバーブデル０（日本油
脂製）０２ｇを加えた後、ＦＥＰデユープに注入し、８
０℃×１時間で加熱硬化させ、エラストマー状の光導波
部を有する光導波路を得た。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

結果を第１表に示す。

一１２＝ （比較例１） 次の構造を有する有機シロキサンポリマー（２５℃での
粘度：１００センチストークス）を実施例１と同様にＦ
ＥＰチューブに注入し、両端をガラスロッドにて封止し
、光導波路を得た。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

その結果を第１表に示す。

（比較例２） 次の構造を有する有機シロキサンポリマー（２５℃での
粘度：１０，０００センチストークス）と実施例Ｉで用
いたポリマーとを重量比１０：１で混合した。ポリマー
混合物に塩化白金酸のイソプロパツール溶液を白金量に
換算してＯ：ＯＩｐｐｍ（重量）加え、光導液部前駆体
とした。

一方、実施例１と同様にしてＦＥＰチューブに、この前
駆体を注入し、加熱硬化させて光導波路を作製した。

光導波路の光透過性を実施例１と同様にして測定した。

結果を第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光導波部およびクラッドを有する、または光導波部
   、クラッドおよびシースを有する光導波路であって、 光導波部が、式： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） ［式中、Ｒ＾１およびＲ＾２は同一又は異なって炭素数
   １〜１２の炭化水素基である。］ で示される有機シロキサン単位と、親水性基を有する親
   水性単位とを有するポリマーから成ることを特徴とする
   光導波路。 ２、親水性基がエステル基である特許請求の範囲第１項
   記載の光導波路。 ３、エステル基がメチルエステル基である特許請求の範
   囲第２項記載の光導波路。 ４、親水性基が水酸基である特許請求の範囲第１項記載
   の光導波路。 ５、親水性基がエーテル基である特許請求の範囲第１項
   記載の光導波路。 ６、親水性基がケトン基である特許請求の範囲第１項記
   載の光導波路。 ７、親水性基が炭酸エステル基である特許請求の範囲第
   １項記載の光導波路。 ８、光導波部のポリマーがエラストマーである特許請求
   の範囲第１〜７項のいずれかに記載の光導波路。