JPS58194762A - 光通信ガラスフアイバ用被覆材 - 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】 本発明は、光通信ガラスファイバ用シリコーン被接材、
旺しくはガラスファイバ１を中心としてその外側をシリ
コーン被機材２で被積し。

さらにその外側を熱可塑性樹脂被覆材３で被接した断面
構造を有する光通信ガラスファイバ用のシリコーン被機
材２に関するものである。

光通信ガラス７−γイパは、その軽量性、大容１伝送性
、長距離伝送性、を気絶細柱などから公衆通信、構内通
信、コンピューターデータリンク、有線テレビなど多く
の通信に応用されつつある。光通信に用いられるガラス
ファイバは直径が約１００ミクロンと極めて細く、また
表面が汚染されると強度が大幅に低下したり伝送特性が
低下することからその表面をプラスチックや金属膜で保
護するのが一般的である。また。

光通信ガラスファイバは微少−げが加えられると伝送特
性が極端に低下する（マイクロベンディング損失と呼ば
れている）ので、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エテ
レ／−酢酸ビニル樹ング率の低い樹脂で一次被−した後
、ナイロン。

ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの比較的ヤング率の
高い樹脂で二次被櫟を施すのが一般的となっている。

ところで９通常光通信ガラスフーＴイバの接続には融着
接続法、つき合わせ接続法などがあるが、いずれの場合
にも一次被嶺、二次被接を完全に除去してから接続を行
なうのが望ましいととは当業者には容易に理解されるこ
とである。

特に融着接続法の場合には、被機材が残っていると融着
作業の際に被覆材が燃焼し、その燃えかすが融着部のガ
ラス中に入り込み、大幅な強度低下をもたらす。

一方、シリコーン系−次被榎材は、そのガラスへの密着
性の良さ、ヤング率の低さから広く用いられているもの
であるが、逆に接続作業のｖｉｒｃｈ＊Ｌ、、い、っ、
り皮、、ゆ性７、。く、ヶヵ、　　　　゛′なかガラス
ファイバ表面に付着したシリコーンがとれないという欠
点を持っていた。この欠点はシリコーン被接材上に熱可
塑性樹脂を被接することによって、さらに密着性が増大
することが原因となってより顕著なものになっていた。

本発明の目的は、かかる従来公鳳シリコーン被機材の欠
点を解消し、皮むけ性の良好な、しかも従来のシリコー
ン被機材の長所を保持したシリコーン被機材を提供する
ことにある。すなわち本発明は。

（イ）１分子中に少なくとも２個のビニル基を有する。

平均単位式Ｒａ５ｉＯｉ−＠で示されるオルガノポリシ
ロキサン（式中、Ｒは同種または異種の一価有機基であ
り、その関モルパーセント以上はメチル基であり、ａは
１．８〜ｚ２の数である）。

（ロ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子直結水素
原子を有する。平均単位式Ｒｂ５ｉ０４−ｂで１−一 示されるオルガノ水素ポリシロキサン（式中。

Ｒ′は同種または異種の一価有機基または水素原子であ
り、その切モルパーセント以上はメチル基であり、ｂは
１．８〜２５の数である）本成分中のケイ素原子直結 水素原子と（イ）成分中のビニ ル基とのモル比が０．８／１〜 １０／１となるのに十分な量。

（ハ）白金または白金化合物 白金金属として（イ）、（ロ）両成 分の合計量の０．１〜１１０００ｐｐ および に）平均−次粒子径０．２μｍ以下の非晶質シリカ粉末
（イ）、仲）両成分の合計量１００ 重量部に対して１〜５０重量 部 カラナルコとを特徴とする。ガラスファイバの外側にシ
リコーン被覆材、その外側に熱可塑性樹脂被覆材の断面
構造を有する光通信ガラスファイバ用のシリコーン被覆
材に関するものであるＯ これを詳しく説明すると、（イ）成分は本発明によるシ
リコーン被覆材の主成分となる本のであり、（ハ）成分
の触媒作用のもと、（ロ）成分により架橋して皮膜を形
成する。本成分１分子あたり少なくとも２つのビニル基
が存在することが必須であるが、ビニル基はポリマの末
端についていても側鎖についていてもよい。またビニル
基はケイ素原子に直結していてもよいし直結していなく
てもよいが経済性を考慮に入れるとケイ素原子に直結し
ているのが望ましい。本成分の分子構造は直鎖状１分枝
鎖状、網状、三次元構造。

環状のいずれでもよいが、畠が１．８〜２２と限定され
るためほとんど直鎖状分子が主体となる０被覆作業性の
点からはａが１．９５〜１０５の数であ゛ることか望ま
しく、大部′分が直鎖状であることが望ましい。本成分
の分子量は特に限定されないが。

被覆作業性を考えるとその５℃における粘度は１０〜ｉ
ｏ、ｏｏｏセｙチボイズであることが適当であり、さら
には１００〜ｓ、ｏｏｏセンチボイズであることが望ま
しい。−価有機基Ｒは、メチル基、エチル基、プロピル
基、イソプロビル基などのアルキル基、ビニル基、アリ
ル基、ブテニル基などのアルケニル基、クロロメチル基
、≠ロログロビル基などのハロゲン化アル苓ル基、フェ
ニル基、ヘンシル基、トリル基などのアリール基。

らそのωモルパーセント以上はメチル基である。

良好な皮むけ性、被覆作業性を得るためにはメチル基が
匍モルパーセント以上であることが望ましい。なお１本
成分は、少量のケイ素原子結合の水酸基やアルコキシ基
を含有していてもよい。本成分の具体的な例を次に示す
。

両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ポリジメチルシロキ
サン、両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ジメチルシロ
キサン・ジフェニルシロキサン共重合体１両末端ジメチ
ルビニル基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシ
ロキサン共重合体１両末端トリメチルシリル基封鎖ジメ
チルシロキサン・メチルビニルシ＋＋ ロキサン共重合体１両末端ジメチルビニルシリル基封鎖
ジメチルシｐキサン・メチルビニルシロキサン共重合体
１両末端ジメチルビニルシリル基封鎖ジメチルシロキサ
ン・ジフェニルシロキサン・メチルフェニルシロキサン
共重合体、上記各ポリ！の末端側鎖基をメチルフヱニル
ビニルシリル基に替、ｔたもの。

（ＣＨ３）３Ｓｉ０３Ａ単位、（ＣＨｓ）２ＳＩＯ単位
、　ＣＨｓＳｉＯＨ単位、　ＣＨ３（ＣＨ，＝ＣＨ）Ｓ
ｉＯ単位−（ＣＨｌｈ　（ＣＨｒ−ＣＨ）Ｓｉ０３４単
位、　ＣＨｓ（ＣｓＨｓ）　８１０単位、　（Ｃ６Ｈ５
）２８１０単屏からなる群のうち少なくとも３種類の単
位で構成される共重合体。

（ロ）成分は（イ）成分の架橋剤であシ、（ロ）成分中
のケイ素原子直結水素原子が（ハ）成分の触媒作用のも
と、（イ）成分のビニル基に付加して架橋反応を起こす
。本成分１分子あたり少なくと４．２個のケイ素原子直
結水素原子が存在することが必須であるが、良好な架橋
反応を起こすためには本成分１分子あたりケイ素原子直
結水素原子は３個以上あることが望ましい。本成分の構
造は直鑓状１分枝鎖状、環状、網目状、三次元構造のい
ずれでもよいが、ｂが１．８〜１５と限定されるためほ
とんど直鎖状９分枝鎖状または環状となる。

（イ）成分との良好な相溶性を得るためにはｂは１．９
５〜２４０の数であることが望ましく、大部分が直鎖状
か環状であることが望ましい。本成分の分子量は特に限
定されないが９通常その２５’Ｏにおける粘度が１〜１
０００センチボイズのものが使用される。良好な被接作
業性を得るためには１〜１００センチボイズのものが望
ましい。−価有機基Ｒ′はメチル基、エチル基、プロピ
ル基などのアルキル基、クロロメチル基、フロロプロピ
ル基などのハロゲン化アルキル基、フェニル基。

ベンジル基、トリル基などのアリール基が例示されるが
、その初モルパーセント以上がメチル基である。また良
好な皮むけ性、被覆作業性を得るにはＲ′のうち匍モル
パーセント以上がメチル基であることが望ましい。なお
１本成分は少量のケイ素原子結合の水酸基やアルコキシ
基を含有していてもよい。本成分の添加量は６本成分中
のケイ素原子直結水素原子と（イ）成分中のビニル基と
のモル比が０．８／１〜１０／１となるような量である
が、　０．８／１よシも少ない添加量だと架橋反応が十
分に進行せず、　１０／１より多いと実質上無意味であ
るばかりでなく、硬化物がかたくなりすぎるからである
０次に本成分の具体的な例を示す。

両末端トリメチルシリル基封鎖メチルノ１イドロジェ／
ポリシロキサン、両末端トリメチルシリル基封鎖ジメチ
ルシロキサン・メチルノ・イドロジエンシロキサン共重
合体、メチルノ１イドロジェンシロキサン環状重合体、
ジメチルシロキサン・メチルハイドロジエンシロキサン
環状共重合体１両末端トリメチルシリル基封鎖ジメチル
シロキサン・メチルノ１イドロジヱンシロキサン・ジフ
ェニルシロキサン共重合体９両末端ジメチルフェニル基
封鎖メチルフェニルシロキサン・メチル／Ｓイドクジエ
ンシロキサン共重合体。

（ハ）成分は、（イ）成分と（ロ）成分との架橋反応の
触媒となるものである０具体的には、粉末状白金。

これを保持担体に吸着させたもの、白金黒、塩化白金酸
、塩化白金酸＝アルカリ金属塩、四塩化白金、アルコー
ル変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとの錯体、
塩化白金酸とアルケニルシロキサンとの錯体、白金のジ
ケトンキレート化合物が例示される。本成分は（イ）成
分と（ロ）成分の合計量に対して、白金金属量として０
．１〜１１０００ｐｐとされるがｗｌＰＰｍ未満では硬
化が遅＜　、　１１０００ｐｐ以上では実質上無意味で
あるばかりでなく、不経済であるからである。好ましい
添加量は１〜１１００ｐｐである。

に）成分は本発明の最も重要な成分であり、熱可塑性樹
脂により二次被覆したシリコーン−次被機材のガラスフ
ァイバからの皮むけ性を飛躍的に向上する役目を果九し
ている０本成分は平均−次粒子径０，２μ薄（２００ｔ
リミクロン）以下の非晶質シリカ粉末である。

平均−次粒子径をα２μ簿以下とするのは、平均−次粒
子径が０，２μ罵を越えると光通信ガラスファイバのマ
イク°゛７デイ″′”′を弓１き起０す力゛ら′あ６°
１、また、結晶質シリカ粉末ではガラスファイバ表面を
傷つける恐れがあるし、結晶質シリカ粉末では皮むけ性
がさほど向上しないからである０本成分に用いられるシ
リカ粉末は、単一粒子でも。

二次粒子構造を有するものでもよく、乾式法（気相酸化
法）、湿式法（沈降法）により作られる合成シリカ、シ
リカフラワー、および天然の非晶質シリカが例示される
。本成分中の８１０２含有率は９０パ一セント以上であ
ることが望ましく、さらには９５パ一セント以上である
ことが本発明の目的を達成する上で望ましい。また、光
通信ガラスファイバの表面を保霞する目的から。

アルカリ金属含有率は低い方が良く、望ましくは１１０
０ｐｐ以下である。さらに、硬化物中に気泡が発生する
のを防止するためには、シリカ粉末に含有される水分は
１重量−以下であることが望ましい。シリカ粉末の表面
には通常シラノール基が存在するが９本発明においては
シラノール基が存在するシリカ粉末をそのまま使用して
もよいし９表向のシラノールをヘキサメチルジシラザン
、メチルトリメトキシシラン、低分子１ポリジメチルシ
ロキサン等で処理したシリカ粉末を使用してもよい。被
覆の際良好な流動性を必要とする場合は後者を使用する
方が有利である。

本成分の添加量は、（イ）、（ロ）両成分の合計量１０
０重量部に対して１〜５０重量部とされるが、これは１
重量部未満だと皮むけ性向上の効果が現われに＜＜、ま
た（資）重量部を越えると組成物の粘性が高くな抄すぎ
て被覆作業が困難になるからである。皮むけ性向上の点
からは５重量部以上添加することが好ましいが、被覆作
業性の点からは加重置部以下にすることが好ましい。

本発明のシリコーン被覆材は、（イ）、（ロ）、（ハ）
。

に））の４成分を混合することによって容易に得られる
が、混合機としてはプラネタリ−型ミキサー、ニーダ−
ミキサー、バンバリーミキサ−等。

通常当業界で用いられているものなら何でもよい０ 本発明のシリコーン被覆材にはポットライフを長くする
意味でトリアゾール類、アミン類。

アセチレンアルコール類、エチニル基含有シラン類など
の硬化遅延剤を少量添加することが好ましい。

また必要に応じて補強のためのビニル基含有シリコーン
レジン、超微粒子着色顔料、耐熱添加剤、難燃性付与剤
などを添加してもよい０本発明のシリコーン被覆材は特
定のシリカ粉末を含有することにより、ガラスファイバ
１を中心とし、その外側にシリコーン被覆材２を被接し
、さらにその外側に熱可塑性樹脂被覆材３を被覆した断
面構造の光通信７アイパに応用された際に良好な皮むけ
性を発揮し、ガラスファイバの接続作業を非常に容易に
することができる。さらに詳しく述べれば、最も外側の
熱可塑性樹脂被覆材３と、内側のシリコーン被覆材２に
切れ目を入れ、熱可塑性樹脂被覆材３をガラス７アイパ
１より引き抜くと、内側のシリコーン被覆材２も熱可塑
性樹脂被覆材３と共に引き抜かれてしまうという特徴を
持つものである０この特徴は、ガラスファイバを本発明
のシリコーン被覆材により一次被覆しただけではガラス
ファイバからの皮むけ性ははとんど改良されないことを
考えれば、ｔつたく予想外の効果である。

本発明のシリコーン被覆材にょシ被覆された光通信ガラ
スファイバは、接続性がすぐれているので公衆通信、構
内通信、有線テレビ、コンピューターデータリンクなど
、多くの産業分野においてきわめて有用である。

本発明のシリコーン被覆材をガラスファイバに被覆する
のは、従来公知の方法で行なうことができる。すなわち
、コーティングダイによる方法、押出し機とコーティン
グダイとの組合せによる方法、ギアポンプとコーティン
グダイとの組合せによる方法などである。シリコーン被
覆材は被榎後すぐに加熱して硬化させることが好ましく
、硬化温度は１００〜８００℃が適当であるＯ 本発明のシリコーン被覆材の外側を被様する熱可■性樹
脂は、従来公知の熱可盟性樹脂なら　　　何でもよく、
具体的にはポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリ、エステル、ポリスルフォン、ポリ塩化ビニル、
ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイ
ド、フッ素樹脂、メタアクリル樹脂が例示される。

次に実施例をあげて本発明を詳しくｌｌ２ｖＡするが１
文中［部１とあるのは重量部であり、「チ」とあるのは
重量パーセントである。また粘ｆａ２５℃における値で
ある。

実施例１ 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖のポリジメチルシロ
キサン（粘度２０００センチポイズ）１００部９両末端
トリメチルシリル基封鎖であシジメチルシロキサン単位
とメチルハイドロジエンシロキサン単位のモル比が１／
１の共重合ポリシロキサン（粘度１０センチポイズ）２
部、塩化白金酸のｌチ２−エチルヘキサノール溶液α１
部、メチルブチノール０．０５部、平均−次粒子径１２
　ミＩＪ　ミゾ。ロン、ＢＥＴ表面積２００禮りの乾式
法シリカ８部からなる混合物をプラネタリミキサで作製
した。

次にこの混合物をコーティングダイを用いてコア径（資
）ミクロン、クラツド径１２５ミクロンの光通信ガラス
ファイバに外径４Ｆ１０ミクロンになるように被覆し、
すぐに５００℃の電気炉中で硬化させた。さらにその外
側をポリアミド（ナイロン１２　）で外径９００ミクロ
ンになるように被覆して、常温で為時間放置した。

上記被覆ファイバのナイロン１２層とシリコーン層に円
周状に切れ目をナイフで入れ、ニッパで引き抜くと、シ
リコーン被覆材もナイロン１２被覆材と共にガラスファ
イバから完全にはく離し九。比較例として、上記組成物
がら乾式法シリカを除い九本ので同様の試験を行なった
ところ・ガラスファイバ表面の約９５パーセントはシリ
コーン被覆材に覆われたｔまであった。

実施例２ 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖のポリジメチルシロ
キサン（粘度１０００センチボイズ）１００部に補強用
シリコーンレジンとして（ＣＨｓ　）ａ　Ｓ　ｉ　ＯＨ
単単位８ルルパー＋７　）　、　（ＣＨ３）２　（ＣＨ
２＝ＣＨ）Ｓ１０５４単位４モルパーセント＝　８ｉ０
ｚ単位８８モルパーセントからなるシリコーンレジン加
部を溶解し九ものを調整し、ベースポリマとした。上記
ペースメ ポリ１１２０部に１．３．５．７−テトラチル１．３．
５．７−テ△ トラハイドロジエンシクロテトラシロキサン２．５部、
塩化白金酸の１１２−エチルヘキサノール溶液０１部、
メチルブチノール０．０５部、ヘキサメチルジシラザン
で表面処理し平均−次粒子径７ミリミクロン、ＢＥＴ表
面積３００シクの乾式法シリカ１５部からなる混合物を
プラネタリミキサーで調製した。上記混合物をギアポン
プとコーティングダイを用いてコア径（資）ミクロン、
クラツド径１２５ミクロンの光通信ガラスファイバに外
径５５０ミクロンになるように被覆し、すぐに６００℃
の電気炉中で硬化させた０さらにその外側をポリ塩化ビ
ニルで外径１．０閣になるように被覆し、７０℃で１週
間エージングした。上記被験ファイバのポリ塩化ビニル
層とシリコーン層に円周状に切れ目をナイフで入・れ、
ニッパで引き抜くと、シリコーン被覆材もポリ塩化ビニ
ル被接材と共にガラスファイバから完全にはく離゛′シ
た０比較例として、上記混合物から乾式法シリカを除い
たもので同様の実験を行なったところ。

ガラス表面の約（資）パーセントはシリコーンに徨われ
たままであった。

実施例３ 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖でアリジ□　メチル
シロキサン単位とメチルフェニルシロキ”ｊ７７部のモ
ル比が９／１の共重合ポリシロキサン（粘［１５００セ
ンチボイズ）１００部９両末端トリノチルシリル基封鎖
のポリメチルハイドロジエンシロキサン（粘度６センチ
ボイズ）１．０部。

塩化白金酸の１嘔イソプロパツール溶液０．２部。

メチルブチノール０．０５部、ヘキサメチルジシラザン
で表面処理した平均−次粒径２０ミリミクロンの沈降法
シリカ加部をプラネタリミキサーで混合した。この混合
物をギアポンプとコーティ：／／′４　ｔＭｕ−Ｃ−：
ＩＴ＆１００７′°′・１５　ｙ　　　、：。

ド径１５０ミクロンの光通信ガラスファイバに被覆し、
すぐに３００℃の電気炉中で硬化させた。

さらＫその外側を高密度ポリエチレンで被覆して常温で
槌時間放置した。上記被験ファイバを光通信ガラスファ
イバ専用のワイヤストリッパ（皮むき器）を用いて皮む
きを行なったところ。

シリコーン被覆材も高密度ポリエチレン被覆材と共に完
全にファイバからはく離した。比較例として上記混合物
から沈降法シリカを除いたもので同様の実験を行なった
ところガラス表面の約９５パーセントはシリコーンに覆
われたままであった。

実施例４ 両末端ジメチルビニルシリル基封鎖のポリジメチルシロ
キサン（粘度５００センチボイズ）１００部１両末端ジ
メチルハイドロジエンシリル基封鎖でありジメチルシル
キサンとメチルノ１イドロジェンシロキサンのモル比が
３／２の共重合ポリシロキサン（粘度８センチポイズ）
３．５部。

塩化白金酸の１％２−エチルヘキサノール溶液０．２　
部、エチニルシクロ末キサノールα０１部からなる混合
物を調整した（混合物Ａと称す）０混金物Ａを用いて第
１表に示すＢ、Ｃ，Ｄ３’３部のシリコーン被覆材をプ
ラネタリミキサーを用いて作動、それぞれをギアポンプ
とコーティングダイを用いてコア径間ミクロン、クラツ
ド径１２５宅クロンの光通信用石英ファイバに被覆した
。さらにそれらのファイバをポリアミド（ナイロン１２
）で被覆し、２４時間常温に放置した後。

光伝送損失、引張強度、ワイヤス）　ＩＪツバを用い九
皮むけ性を測定した。その結果を第２表に示した。

第１表　シリコーン被機材の組成 第２表　試験結果 注１）ガラスファイバ表面のうち、シリコーン被覆材の
残存している割合を示す。

第２表の結果より、粉砕石英のような結晶性シリカ粉末
では、ファイバ強度の低下をもたらし、フユーズドシリ
カのような粒径の大きいシリカではマイクロベンディン
グ損失を引き起こすことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は９本発明のシリコーン被覆材により被接された
光通信ファイバの断面構造の一実施例である。 １　　光通信ガラスファイバ ２　、・シリコーン被覆材 ３・・・熱可塑性樹脂被扱材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（イ）１分子中に少なくとも２個のビニル基を有す
   る。平均単位式Ｒａ５ｉＯ４−ａで示されるオ］− ルガノボリシロキサン（式中、Ｒは同種または異種の一
   価有機基であり、そのωモルパーセント以上はメチル基
   であり、ａは１．８〜２，２の数である）。 （ロ）１分子中に少なくとも２個のケイ素原子で示され
   るオルガノ水素ポリシロキサン（式中、Ｒ′は四Ｓまた
   は異種の一価有機基または水素原子であり、その４０モ
   ルパーセント以上はメチル基であり、ｂ＃′ｉ、１．８
   〜２．５の数である）本成分中のケイ１ｇ原子直結 水素原子と１イ）成分中のビニ ル基とのモル比がＯＪ３／１〜 １０／１となるのに十分な量。 （ハ）白金または白金化合−物 白金金属として（イ１．（ロ）両成 分の合計量の０１〜１１００ＯＰＩ） および に）平均−次粒子径０．２μｍ以下の非晶質シリカ粉末 （イ）、（ロ）両成分の合計＠　１００重量部に対して
   １〜５０重閂 部 からなることを％徴とする。カラスファイバの外側にシ
   リコーン薔蝋材、その外側に熱可塑性樹脂被債材の断面
   構造を有する光通信ガラス７アイパ用のシリコーン被機
   材。 ２　（イ）成分のＲ基のうち頭モルパーセント以上がメ
   チル基であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のシリコーン被機材０３、に）成分が気相酸化法も
   しくは沈降法により得られた非晶質シリカ粉末であるこ
   とを特徴とする請求 １畝のシリコーン被機材。