(57)【要約】【課題】高エネルギー線照射により迅速に硬化し、硬化物は通信波長帯での光透過率が高い高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物；そのためのオルガノポリシロキサン樹脂；通信波長帯での光透過率が高いオルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる光伝送部材とその簡便、迅速、効率的な製造方法を提供する。【解決手段】（メタ）アクリロキシ基と芳香族基含有オルガノポリシロキサン樹脂；（メタ）アクリロキシ基と芳香族基含有オルガノポリシロキサン樹脂、光重合触媒、必要により有機溶剤からなる高エネルギー線（例、紫外線）硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物；該オルガノポリシロキサン樹脂の光重合触媒共存下での高エネルギー線照射による硬化物からなる光伝送部材；該組成物を基材に塗布し高エネルギー線を照射して光伝送部材を製造する方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン単位式(1)：
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d  (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂。
【請求項２】
炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基がメチル基であり、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基がフェニル基であり、R7が水素原子である請求項１記載のアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂。
【請求項３】
（Ａ） シロキサン単位式 (1) 
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d  (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂100重量部、（Ｂ）光重合開始剤０．０１〜１０重量部、および（Ｃ）有機溶媒０〜５０００重量部からなる高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
【請求項４】
炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基がメチル基であり、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基がフェニル基であり、R7が水素原子である請求項３記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物
【請求項５】
光伝送部材用である請求項３または請求項４記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
【請求項６】
光伝送部材が光導波路である請求項５記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
【請求項７】
高エネルギー線が紫外線である請求項３〜請求項６のいずれか１項記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
【請求項８】
（Ａ） シロキサン単位式 (1)
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d  (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４で.あり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂（Ａ）の光重合開始剤（Ｂ）共存下での高エネルギー線照射による硬化物からなることを特徴とする光伝送部材。    
【請求項９】
光伝送部材が光導波路である請求項８記載の光伝送部材。          
【請求項１０】
高エネルギー線が紫外線である請求項８記載の光伝送部材。
【請求項１１】
（ａ）請求項３記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板に塗布する工程、次いで（ｂ）塗布物を高エネルギー線照射により硬化させる工程からなることを特徴とする光伝送部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項３記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板に塗布し、塗布物に高エネルギー線を照射し硬化させて下部クラッド層を形成し、この下部クラッド層上に請求項３記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物（ただし、その硬化物の屈折率はクラッド層用の硬化物より大である）を塗布し、塗布物に高エネルギー線照射により硬化させてコア層を形成し、このコア層を必要に応じて所望形状に加工し、このコア層上、あるいは、所望形状のコア層上と下部クラッド層上に請求項３記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を塗布し、塗布物に高エネルギー線照射により硬化させて上部クラッド層を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項１３】
高エネルギー線が紫外線である請求項１１または請求項１２記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一価芳香族炭化水素基含有量が多い（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂、該オルガノポリシロキサン樹脂を主剤とする高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物、該オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる光伝送部材、および該オルガノポリシロキサン樹脂組成物からの光伝送部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石英あるいはガラスは、光ファイバー材料のみならず、光通信用光学材料としても信頼性が高い材料として使用されている。しかしながらこれら無機材料は高温加工が必要であり、生産性に劣ることから、加工性、耐久性のある通信素子用有機材料が求められるようになった。最も信頼性の高い有機材料としてポリイミドがあり、これは電子部品用の材料として広く利用されている。一方、オルガノポリシロキサンは、光透過性、絶縁性、光安定性、熱安定性等が優れていることから、オプトエレクトロニクスの分野で注目されている。光伝送材料として要求される物性の中で、１３００-１６６０ｎｍ の通信波長帯に吸収を有しないこと、ポリマー鎖の配向による複屈折がない等の光学的特性、デバイスアセンブリにおける耐熱性、耐吸湿性、耐水性が重要視され、ポリイミド、オルガノポリシロキサン系材料を中心に上述の特性改良が進められている。
【０００３】
オルガノポリシロキサン系光伝送材料として、特開平３−４３４２３では、（Ｒ1Ｒ２ＳｉＯ２／２）単位（式中、Ｒ1およびＲ２は、アルキル基又はフェニル基の水素原子を重水素原子またはハロゲン原子に置換した基である）からなるオルガノポリシロキサン製、（Ｒ1ＳｉＯ３／２）（Ｒ2ＳｉＯ３／２）単位（式中、Ｒ1およびＲ２は、アルキル基又はフェニル基の水素原子を重水素原子またはハロゲン原子に置換した基である）からなるオルガノポリシロキサン製、またはこれら両単位の共重合体製の光学素子、光学材料が提案されており、特開平４−１５７４０２では、同様のオルガノポリシロキサン製の光導波路が提案されているが、アルキル基又はフェニル基の水素原子を重水素原子またはハロゲン原子に置換するので材料コストが高くなるという問題、および、硬化させないので耐熱性、耐溶剤性が乏しいという問題がある。特開２０００−２３００５２では、（Ｒ1ＳｉＯ３／２）単位と（Ｒ1（ＨＯ）ＳｉＯ２／２）単位（式中、Ｒ1は、フッ素化アルキル基またはフッ素化アリールアルキル基である）とからなる重合体製の光学材料が提案されているが、フッ素化アルキル基やフッ素化アリールアルキル基を有するため材料コストが高くなるという問題、および、硬化させるのに高温、長時間を要するという問題がある。
【０００４】
紫外線に代表される高エネルギー線照射により硬化する光導波路用組成物も提案されている。特開２０００−１８０６４３号では、（ＰｈＳｉＯ3／２）単位と（Ｒ1ＳｉＯ３／２）単位（式中、Ｒ1は炭素原子数１〜３のアルキル基、Ｐｈはフェニル基またはその誘導体である）とからなる有機オリゴマーと重合開始剤からなる光導波路用感光性組成物、（ＰｈＳｉＯ3／２）単位と（Ｒ1Ｒ２ＳｉＯ２／２）単位（式中、Ｒ1およびＲ２は炭素原子数１〜３のアルキル基、Ｐｈはフェニル基またはその誘導体である）とからなる有機オリゴマーと重合開始剤からなる光導波路用感光性組成物、（Ｐｈ（ＺＣＨ２Ｏ）ＳｉＯ3／２）単位と（ＰｈＳｉＯ3／２）単位（式中、Ｐｈはフェニル基またはその誘導体であり、Ｚはエポキシ基である）とからなる有機オリゴマーと重合開始剤からなる光導波路用感光性組成物が提案されているが、前２者は光重合性に劣り、後者はエポキシ含有有機基が酸素原子を介してケイ素原子に結合しているので、加水分解性があり、耐水性、耐熱性が劣り、熱処理後に屈折率が変化しやすいという問題がある。
【０００５】
一方、（メタ）アクリロキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂を主剤とする紫外線硬化性組成物も提案されている。
特開昭６１-１１１３３０(米国特許第４５６８５６６号)には、R3Si0.5単位とRSiO1.5単位とSiO2単位からなる群から選択される単位７５〜１００モル％とR2SiO単位０〜２５モル％（式中、Rは一価有機基（例、メチル基、フェニル基）であり、Rの一部はアクリロキシアルキル基またはメタクリロキシアルキル基である）とからなるシリコーン樹脂、および、該シリコーン樹脂と光重合開始剤からなる紫外線硬化性シリコーン樹脂組成物が開示されている。
特開昭６１-１８１８３５（特公平６-７８４３３）には、R2SiO単位、R1SiO1.5単位、R2SiO1.5単位各所定数からなり、R3RSiO単位を０．１〜２０モル％含むシリコーンコポリマー（式中、Rはアルキル基、アリール基またはアルアルキル基、R1はアリール基またはアルアルキル基、R2はアルキル基、R3はアクリロキシアルキル基またはメタクリロキシアルキル基である）、例えば、両末端シラノール基封鎖ポリジメチルシロキサンとフェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシランおよびメタクリロキシプロピルメチルジクロロシランを共加水分解して得た、ポリジメチルシロキサンの両末端にフェニルメチルメタクリロキシプロピルポリシロキサンブロックが結合したブロックコポリマー、および、該ブロックコポリマーと光開始剤からなる紫外線硬化性組成物が開示されている。この組成物は、可撓性を考慮してジオルガノシロキサン単位を主成分としている。特開平１-２９９８２７（特許第２８３９１５０号）には、ＭＴＱ構造と線状シリコン鎖とからなり末端にアクリル官能性基を有する複合ポリシロキサン、および、該複合ポリシロキサンと紫外線開始剤とからなる紫外線硬化性組成物が開示されており、被覆剤や注型封入剤として有用とされている。
特開平６-３０６１７３には、ケイ素結合有機基がメチル基とフェニル基とメタクリロキシプロピル基であるラダー状ポリシルセキオキサンが開示されているが、ケイ素結合有機基の５０モル％以上がメチル基であり、アクリル系モノマーとの共重合に供されており、高エネルギー線照射により硬化するとは記載されていない。特開平８-３１１１３９には、（メタ）アクリロキシプロピルトリアルコキシシランとフェニルトリアルコキシシランの共加水分解縮合物であるオルガノポリシルセスキオキサンと光増感剤からなる光硬化性組成物が開示され、特開平１０-３１９５９７には、（メタ）アクリロキシ基を有する感光性シリコーンラダー系樹脂組成物が開示されている。しかし、これらの特許文献には、光学的性質に関する記述が無く、光学材料としての検討例は見当たらず、光学材料、特には光伝送部材への応用は示唆すらされてない。
しかるに、特開２００３−２２７９４９には、（メタ）アクリロイルオキシ官能性オルガノポリシロキサンと光増感剤を含有する光硬化性オルガノポリシロキサン組成物からなる光導波路形成材料、及びこれを用いた光導波路の製造方法が開示されている。（メタ）アクリロイルオキシ官能性オルガノポリシロキサンはアルコキシ基を含有しており、具体的には（メタ）アクリロイルオキシアルキルトリアルコシシランとフェニルトリアルコキシシランを共加水分解して製造しているので、分子量を制御して精度よく製造することが容易でない。従って、高エネルギー線照射により硬化可能であり、容易に精度よく安定して製造できる（メタ）アクリロキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂、ならびにかかる（メタ）アクリロキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂を主剤とする、光学材料、特には光伝送部材に有用な高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は現在まで知られていない。
【０００６】
【特許文献１】特開平３−４３４２３号公報
【特許文献２】特開平４−１５７４０２号公報
【特許文献３】特開２０００−２３００５２号公報
【特許文献４】特開２０００−１８０６４３号公報
【特許文献５】特開昭６１-１１１３３０号公報
【特許文献６】特開昭６１-１８１８３５号公報
【特許文献７】特開平１-２９９８２７号公報
【特許文献８】特開平６-３０６１７３号公報
【特許文献９】特開平８-３１１１３９号公報
【特許文献１０】特開平１０-３１９５９７号公報
【特許文献１１】特開２００３−２２７９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、紫外線に代表される高エネルギー線照射により迅速に硬化し、その硬化物は形態保持性に優れ、通信波長帯での光透過率が高い高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物およびそのためのオルガノポリシロキサン樹脂を提供すること、形態保持性に優れ、通信波長帯での光透過率が高いオルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる光伝送部材、特には光導波路を提供すること、さらには、かかる光伝送部材、特には光導波路の簡便、迅速、効率的な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果本発明に到達した。すなわち、本発明は、
[１]シロキサン単位式(1)：
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂。
[２]炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基がメチル基であり、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基がフェニル基であり、R7が水素原子である[１]記載のアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂。
[３]（Ａ） シロキサン単位式 (1) 
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される（メタ）アクリロキシ基含有炭化水素基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における（メタ）アクリロキシ基含有炭化水素基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂１００重量部、（Ｂ）光重合開始剤０．０１〜１０重量部、および（Ｃ）有機溶媒０〜５０００重量部からなる高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
[４]炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基がメチル基であり、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基がフェニル基であり、R7が水素原子である[３]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物
[５]光伝送部材用である[３]または[４]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
[６]光伝送部材が光導波路である[５]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
[７]高エネルギー線が紫外線である[３]〜[６]のいずれか記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物。
[８]（Ａ） シロキサン単位式 (1)
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン（Ａ）の光重合開始剤（Ｂ）共存下での高エネルギー線照射による硬化物からなることを特徴とする光伝送部材。      
[９]光伝送部材が光導波路である[８]記載の光伝送部材。              
[１０]高エネルギー線が紫外線である[８]記載の光伝送部材。
[１１]（ａ）[３]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板に塗布する工程、次いで（ｂ）塗布物を高エネルギー線照射により硬化させる工程からなることを特徴とする光伝送部材の製造方法。
[１２][３]記載の高エネルギー線硬化型オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板に塗布し、塗布物に高エネルギー線を照射し硬化させて下部クラッド層を形成し、この下部クラッド層上に[３]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物（ただし、その硬化物の屈折率はクラッド層用の硬化物より大である）を塗布し、塗布物に高エネルギー線照射により硬化させてコア層を形成し、このコア層を必要に応じて所望形状に加工し、このコア層上、あるいは、所望形状のコア層上と下部クラッド層上に[３]記載の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を塗布し、塗布物に高エネルギー線照射により硬化させて上部クラッド層を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
[１３]高エネルギー線が紫外線である[１１]または[１２]請求項記載の製造方法。
に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂は、光重合開始剤共存下で紫外線に代表される高エネルギー線照射により迅速に硬化し、その硬化物は形態保持性に優れ、通信波長帯での光透過率が高く伝送損失が少ない。
本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は、少なくとも上記オルガノポリシロキサン樹脂と光重合開始剤とからなるので、紫外線に代表される高エネルギー線照射により迅速に硬化し、その硬化物は形態保持性に優れ、通信波長帯での光透過率が高く伝送損失が少ない。
本発明の光伝送部材、特には光導波路は、上記オルガノポリシロキサン樹脂の高エネルギー線照射による硬化物からなるので、その硬化物は形態保持性に優れ、通信波長帯での光透過率が高く伝送損失が少ない。
本発明の光伝送部材、特には光導波路の製造方法は、上記高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を高エネルギー線照射により硬化させるので、簡便、迅速、効率的に光伝送部材、特には光導波路を製造することができる。さらにはコア形状の加工が容易であり、反応性イオンエッチングを使用する製法に比べて所要時間が大幅に短く、得られる光伝送部材、特には光導波路は、屈折率がよく制御されており、通信波長帯における伝送損失が少ない。したがって、近赤外光域における光集積回路用材料および光通信用材料として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂は、
シロキサン単位式(1)：
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される。
【００１１】
この（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂は、シロキサン単位式（１）においてaとdは０があり得るので、(R4R5SiO2/2)単位と(R6SiO3/2)単位とからなるもの、(R1R2R3SiO1/2)単位と(R4R5SiO2/2)単位と(R6SiO3/2)単位とからなるもの、(R4R5SiO2/2)単位と(R6SiO3/2)単位と(SiO4/2) 単位とからなるもの、および、(R1R2R3SiO1/2)単位と(R4R5SiO2/2)単位と(R6SiO3/2)単位と(SiO4/2) 単位とからなるものがある。すなわち、シロキサン単位式 として、(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c、(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c、(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d、および(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)dがある。この（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂はこれらシロキサン単位からなる分岐状，網状，３次元状などのメタアクリロキシ基および／またはアクリロキシ基を有するオルガノポリシロキサン樹脂であり、メタアクリロキシ基および／またはアクリロキシ基を有するので、光重合開始剤共存下で紫外線に代表される高エネルギー照射により迅速に硬化する。
【００１２】
a, b, c, dは、各シロキサン単位の合計モル数を１とした場合の各シロキサン単位の平均モル数を意味しており、各シロキサン単位が一分子中に平均何モル％含まれているかを示している。したがって、a+b+c+d=1 である。
（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂中に、(R1R2R3SiO1/2)単位が導入されると一般に分子量が低下するため、その範囲は平均０≦ａ＜０．４である。(R4R5SiO2/2)単位が導入されると、該オルガノポリシロキサン樹脂の分岐度が減少して硬化物のモジュラスが低下するが、ｂ＝０であると該オルガノポリシロキサン樹脂の製造時に有機溶剤不要物が生成しやすく、安定した製造が困難になる。したがって、bは平均０＜ｂ＜０．５であり、好ましくは平均０＜ｂ＜０．３である。(R6SiO3/2)単位が導入されると、一般に該樹脂の分岐度が向上して硬化物のモジュラスが大きくなるので，平均０＜ｃ＜１であり、好ましくは平均０．３＜ｃ＜１．０である。(SiO4/2) 単位が導入されると一般に該樹脂の分岐度が顕著に向上して硬化物のモジュラスが顕著に大きくなり脆くなるので、ｄは平均０≦ｄ＜０．４であり、好ましくは０≦ｄ＜０．２であり、より好ましくはｄ＝０である。(R4R5SiO2/2)単位と(R6SiO3/2)単位のモル比が大きすぎると該樹脂の分岐度が減少して硬化物のモジュラスが低下しすぎ、そのモル比が小さすぎると該樹脂の分岐度が増大して硬化物のモジュラスが増大しぎるので、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、好ましくは０．０１≦ｂ／ｃ≦０．２である。
【００１３】
該オルガノポリシロキサン樹脂中のケイ素原子に結合した置換基であるR1, R2, R3, R4, R5, R6のうち、炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等の一価飽和脂肪族炭化水素基；ビニル、アリル、ヘキセニル等の一価不飽和脂肪族炭化水素基が挙げられる。また、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基が例示される。光学特性の重要な性質である屈折率は、一価炭化水素基の種類と含有量を変えることによって調節される。メチル基等の一価脂肪族炭化水素基を主たる置換基にすると、該オルガノポリシロキサン樹脂の屈折率は１．５未満となりやすく、フェニル基等の一価芳香族炭化水素基を主たる置換基にすると該オルガノポリシロキサンの屈折率１．５以上になりやすい。
式(2)で表される基中のR7は水素原子またはメチル基であるが、紫外線に代表される高エネルギー照射時の硬化性を考慮すると、水素原子が好ましい。R8は炭素原子数2以上のアルキレン基であるが、炭素原子数は３〜８が好ましい。式(2)で表される基として3−（メタクリロキシ）プロピル基、3−（アクリロキシ）プロピル基、6−（アクリロキシ）ヘキシル基が例示される。紫外線に代表される高エネルギー照射時の硬化性を考慮すると、3−（アクリロキシ）プロピル基が好ましい。紫外線に代表される高エネルギー照射時の硬化性を考慮すると、該オルガノポリシロキサン樹脂一分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％である。該シロキサン単位が５モル％未満であると、硬化性に劣るうえ、硬化物の架橋密度が低く光伝送部材として十分な硬度を得ることができない。一方、該シロキサン単位が５０モル％を超えると耐熱性および光透過性の低下を招くので不適である。
【００１４】
（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂として、(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A1SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me3SiO1/2),(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),(A1SiO3/2)および(SiO4/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),(A2SiO3/2)および(SiO4/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),(MeSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Ph2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(MePhSiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(MeViSiO2/2),(PhSiO3/2),および(A1SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(MeViSiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2SiO2/2),(Ph2SiO2/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me2ViSiO1/2),(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me3SiO1/2),(Ph2SiO2/2),(PhSiO3/2),および(A2SiO3/2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂、(Me3SiO1/2),(Me2SiO2/2),(PhSiO3/2),(A2SiO3/2),および(SiO2)単位からなるオルガノポリシロキサン樹脂 [ここで、Meはメチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基、A1は3−メタクリロキシプロピル基、A2は3−アクリロキシプロピル基を表す]が例示される。炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基がメチル基であり、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基がフェニル基であり、R7が水素原子であるアクリロキシ基含有メチルフェニルポリシロキサン樹脂は、光重合触媒存在下で紫外線に代表される高エネルギー照射時に迅速に硬化し、通信波長における光透過性に優れているので好ましい。
【００１５】
本発明の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂は、従来から知られている製造方法、例えば、特開平８−１４３６７５に開示されている製造方法で製造することができる。一例を示すと、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシランおよび（または）フェニルトリクロロシランの混合物を共加水分解縮合して（メタ）アクリロキシ基不含オルガノポリシロキサン中間体を製造した後、反応系を塩基性にし、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランの加えて加水分解縮合反応を行うことにより、3−アクリロキシプロピル基含有オルガノポリシロキサン樹脂を得ることができる。所望のシロキサン構成と分子量の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂を精度よく安定して製造するには、このような二段階反応方法が推奨される。
該オルガノポリシロキサン樹脂は、その製造方法、製造条件によってはケイ素原子に結合した水酸基や、アルコキシ基が残存することがある。これらの置換基は、保存安定性に悪影響を及ぼしたり耐熱性低下の原因になるので可能な限り少なくする必要がある。例えば、該オルガノポリシロキサン樹脂を微量の水酸化カリウム存在下で加熱することにより、更なる脱水縮合あるいは脱アルコール縮合反応を起こさせてこれら置換基濃度を減少させることができる。これら置換基濃度の好ましい範囲は、ケイ素原子結合全置換基の３モル％以下であり、２モル％以下の範囲がより好ましい。
【００１６】
本発明の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂の数平均分子量に特に限定されないが、硬化したオルガノポリシロキサン樹脂の靭性および有機溶媒に対する溶解性を考慮すると103〜106が好ましい。
本発明の（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂は、分子中の炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基の含有量が１０重量％〜５０重量％である必要がある。この範囲外では、該オルガノポリシロキサン硬化物の靭性および通信波長領域での光透過率が低くなるため不適である。光透過率および力学強度を考慮すると、一価芳香族炭化水素基の含有量は好ましくは１５重量％〜５０重量％である。
【００１７】
本発明は、また、（Ａ） シロキサン単位式 (1) 
(R1R2R3SiO1/2)a(R4R5SiO2/2)b(R6SiO3/2)c(SiO4/2)d (1)
[式中、R1, R2, R3, R4, R5, R6は炭素原子数１〜６の一価脂肪族炭化水素基、炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基および式(2)： CH2=C(R7)COOR8−  (2)
（式中、R7は水素原子またはメチル基であり、R8は炭素原子数２以上のアルキレン基である）で表される基から選択される一種または２種以上の一価有機基であり、分子中における式(2)で表される基を有するシロキサン単位は５モル％〜５０モル％であり、分子中における炭素原子数６〜１０の一価芳香族炭化水素基は１０重量％〜５０重量％であり、ａは平均０≦ａ＜０．４であり，bは平均０＜ｂ＜０．５であり，cは平均０＜ｃ＜１であり，dは平均０≦ｄ＜０．４であり、ｂ，ｃは平均０．０１≦ｂ／ｃ≦０．３であり、a+b+c+d=1 である。] で表される（メタ）アクリロキシ官能性オルガノポリシロキサン樹脂１００重量部、（Ｂ）光重合開始剤０．０１〜１０重量部、および（Ｃ）有機溶媒０〜５０００重量部からなる高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物に関するが、（Ａ）成分は既に説明したとおりである。
【００１８】
（Ｂ）光重合開始剤は（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサンの光重合開始剤として従来から使用されているものや、（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサンの光重合開始能を有するものであれば特に限定されない。ジアジド化合物、イミノキノンジアジド化合物、クマリン系色素、アントラキノン類、ベンゾフェノン誘導体、芳香族カルボニル化合物、ベンゾイン誘導体、アシルフォスフィンオキシド類、チオキサントン誘導体、アミノカルボニル化合物等が例示される。具体的には、2,6-ビス（p-アジドベンザル）-4-メチルシクロヘキサノン、4,4'-ジアジドベンザルアセトン、4,4'-ジアジドジフェニルメタン、1,4-イミノキノン-ジアジド(4)-2-スルフォンアミド、3,3-カルボニルビス（7-ジエチルアミノクマリン）、エチルアントラキノン、4,4'-ジメチルアミノベンゾフェノン、3,3',4,4'-テトラ（t-ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、2,2'-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、［4-（メチルフェニルチオ）フェニル］フェニルメタノン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、2-メチル-1[4-（メチルチオ）フェニル]-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタノン-1、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ビス（2,4,6-トリメチルベンゾイル）-フェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド、2-クロロチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等が好ましく使用できる。（Ｂ）成分は、０．０１重量部未満であると紫外線に代表される高エネルギー照射時の硬化が不十分となり、１０重量部を超えると残存触媒により硬化物の光学特性が低下しかねないので、（Ａ）成分１００重量部当たり０．０１重量部〜１０重量部であり、好ましくは０．１重量部〜５重量部である。
【００１９】
（Ｃ）有機溶媒は、（Ａ）成分が固形状であるときや粘ちょう液状であるときに必要に応じて配合される。（Ａ）成分と（Ｂ）成分を溶解可能であり、光重合性を阻害しなければ、その種類は特に限定されず、沸点が８０℃以上２００℃未満のものが推奨される。具体的には、ｉ-プロピルアルコール、ｔ-ブチルアルコール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、メシチレン、クロロベンゼン、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エトキシ-2-プロパノールアセテート、メトキシ-2-プロパノールアセテート、オクタメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサンが例示される。このような有機溶媒は単独で用いても良いし、二種以上を混合して使用しても良い。
（Ａ）成分が液状であり、（Ｂ）成分との混和性が非常に良好な場合は、（Ｃ）成分を配合する必要はない。（Ｃ）成分の配合量が５０００重量部を超えると、後述する光伝送部材製造時に良質の薄膜が得にくくなるので５０００重量部以下とされるが、通常１〜１０００重量部が好ましく、１〜５００重量部がより好ましい。
【００２０】
本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は、常温で液状であり、特には粘度が２５℃において２０mPa・s〜１０,０００mPa・sであることが好ましい。この範囲を外れると、薄膜状硬化物製造時の作業性があまり良好でなくなり、光学的に良質の薄膜が得られにくい。本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分、あるいは（Ａ）成分と（Ｂ）成分と（Ｃ）成分を混合することにより容易に製造することができる。
本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は、光伝送部材、特には光導波路製造用に好適である。
【００２１】
本発明は上記オルガノポリシロキサン樹脂（Ａ）の光重合触媒（Ｂ）共存下での高エネルギー線照射による硬化物からなる光伝送部材、特には光導波路に関するが、（Ａ）成分、（Ｂ）成分は上述したとおりである。
【００２２】
本発明の上記オルガノポリシロキサン樹脂（Ａ）の光重合触媒（Ｂ）共存下での高エネルギー線照射による硬化物からなる光伝送部材は、可視光領域においては反射を除けばほぼ１００％の光透過率を有する。また、偏光子を用いて測定する限りにおいては、偏光は観測されないことから、複屈折は無視できる程度に小さい。さらに、容易に変形しない程度の硬度と弾性を有し、硬化物のそり、クラック発生がほとんど観察されない。
また、本発明の光伝送部材は、パッシブ系部材、アクティブ系部材の双方で使用可能である。具体的には、非分岐光導波路、分岐光導波路、合分波器、光学接着剤等のパッシブ伝送部材、導波路型光スイッチ、導波路型光変調器、光減衰器、光増幅器等のアクティブ伝送部材が挙げられる。
【００２３】
光伝送部材の代表例である光導波路は、コア部と屈折率がコア部の屈折率より大きいクラッド部とからなるので、コア部とクラッド部の屈折率差を精密に調整する必要がある。硬化物の屈折率は、（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂中のケイ素原子結合基である一価脂肪族炭化水素基（典型的にはメチル基）と一価芳香族炭化水素基（典型的にはフェニル基）のモル比を調整することにより精密に調整することができる。一価芳香族炭化水素基の比率が増すと高屈折率となり、一価脂肪族炭化水素基の比率が増すと低屈折率となる。本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物から光導波路を製造する場合、コア用硬化物はクラッド用硬化物より屈折率を高くすることが必要なので、コア用オルガノポリシロキサン樹脂組成物中の一価芳香族炭化水素基の量をクラッド用オルガノポリシロキサン樹脂組成物中のそれよりも高くすることが必要である。このためには、［一価脂肪族炭化水素基］/［一価芳香族炭化水素基］の比率の異なる二種の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂をコア用、クラッド用に使い分ける方法、および／またはこれら二種の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサンを異なった比率で混合する方法等を採用するとよい。
【００２４】
本発明は、また、（ａ）上記高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板に塗布する工程、次いで（ｂ）塗布物を高エネルギー線照射により硬化させる工程からなることを特徴とする光伝送部材、特には光導波路の製造方法に関するが、該光伝送部材を製造するには、まず、（ａ） 上記高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を基板上に塗布して均一な厚みを有する薄膜を形成した後、必要に応じて加熱することにより有機溶媒（Ｃ）を除去して、（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂（Ａ）と光重合開始剤（Ｂ）からなる薄膜を得る。ここで用いる基板としては、表面が平滑であり、溶媒および硬化時の光および熱に対して安定であるものが好ましく、シリコンウェハー、ガラス板、セラミック板、耐熱性プラスチック板が例示される。上記高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を塗布する方法はスピンコート法が一般的であり、塗布後の加熱温度は、３０℃〜１２０℃の範囲が好ましい。（ｂ）続いて基板上の該薄膜に高エネルギー線を照射して硬化させる。ここで使用される高エネルギー線（活性エネルギー線とも言われる）としては、紫外線、電子線、放射線等が挙げられるが、実用性の点で紫外線が好ましい。紫外線発生源としては高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ、ディープＵＶランプ等が好適であり、その際の照射量は、１００〜８０００ｍＪ/ｃｍ2が好ましい。使用する（メタ）アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂の種類によっては、該高エネルギー線照射のみでは硬化が完結しないことがある。この場合は、高エネルギー線照射した薄膜を加熱（以下、後加熱と記述する）することにより硬化を完結することができる。後加熱の好ましい温度域は、５０〜２００℃である。
このように、基板上に高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を塗布し、次いで塗布された該組成物に高エネルギー線を照射し、必要に応じて後加熱することにより指定波長域で光透過性の高い光伝送部材を製造することができるが、必要に応じて基板から剥がすことにより、フィルム状光伝送部材を得ることができる。このような基板に付着していない光伝送部材は、光伝送路中の任意の場所に配置できる点から、光伝送システムを構築する上での自由度が広がるため有用である。このフィルム状光伝送部材の厚さには特に制限は無いが、一般に５〜２００ミクロンの範囲である。また、基板からの剥離方法に関しても制限は無く精密治具等での機械的剥離、酸などの薬品を使用する化学的剥離等が適用可能である。
【００２５】
上記工程（ａ）と工程（ｂ）を繰り返すことにより、該光伝送部材を光導波路形状にすることも可能である。光導波路の典型的な製造方法を例示する。
まず、基板上にクラッド用高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物をスピンコートし、塗布物を高エネルギー線照射により硬化させて下部クラッド層を形成する。次いで，この下部クラッド層上にコア用高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物をスピンコートし、塗布物を高エネルギー線照射により硬化させてコア層を形成し、このコア層を必要に応じて所望の形状に加工してクラッド層より屈折率の高いコア層を形成する。この際スピンコート法の替わりに溶媒キャスト法を使用してもよい。このコア層を所望の形状に加工、すなわち、パターン化するためには、その形状が描画されたフォトマスクを介してコア層に高エネルギー線を照射し、必要に応じて上記の後加熱を行った後、有機溶媒を使用して未露光部を溶解除去するとよい。ここで使用する有機溶媒は、（Ｃ）成分として説明した有機溶媒がよい。このコア層上、あるいは、パターン化されたコア層上と下部クラッド層上にクラッド用高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を塗布し高エネルギー線照射により硬化させて上部クラッド層を形成すると、クラッド層−コア層−クラッド層からなる光導波路が得られる。前記と同様、基板から剥がすことにより、フィルム状光導波路が得られる。また、下部クラッド層を形成後基板から剥がしてフィルム状とした後、そのフィルム状物である下部クラッド層上に上記要領にしたがってコア層、ついで上部クラッド層を形成することによりフィルム状光導波路を製造することもできる。なお、上記製造方法において、コア用高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物の硬化物は、クラッド用高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物の硬化物よりも大きな屈折率を有している。光導波路はスラブ型、チャネル型等のいずれでもよい。
【実施例】
【００２６】
本発明を具体的に説明するために以下に実施例を記すが、本発明はこれらに限定されるものではない。アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂の構造決定は13C および29Si NMR測定により行った。アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂の数平均分子量の測定にはGPCを使用し、ポリスチレン標品との比較から数平均分子量を算出した。アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂のシラノール基とメトキシ基含有量は、29Si NMR法により測定した。高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物硬化用の高エネルギー線源としては、山下電装（株）製ディープUV照射装置を使用した。硬化物の屈折率はプリズムカプラー法により、波長１.５５ミクロンにて測定し、膜厚は、Tencor製アルファステップ２００で測定した。また、硬化物の光透過率は、厚さ５mmの平板を作成し、自記分光光度計により波長１５５０nmで測定した。光損失値は、硬化物については１５５０ｎｍでの値をプリズムカップリング法により、光導波路については１５５０ｎｍでの値をカットバック法により測定した。さらに、硬化物の偏光依存性は、偏光子を用いた光学顕微鏡観察で行った。尚、下記のシロキサン単位式中のMe, Ph, Vi,はそれぞれメチル基、フェニル基、ビニル基を表す。
【００２７】
[参考例１]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂(A1)の調製
攪拌機、還流冷却管、温度計を付した１L4つ口ガラスフラスコにトルエン450g、イソプロピルアルコール104.6g、水104.7gを投入し、滴下ロートからフェニルトリクロロシラン382.2gとジメチルジクロロシラン25.0gの混合物を滴下した。滴下終了後該ガラスフラスコにマントルヒーターを付し、加熱還流下１時間攪拌した。該ガラスフラスコを冷却後、水100gを投入して混合し、混合物を分液ロートで分液し、上層を水100gで2回洗浄し、NaHCO3飽和水溶液100gで1回洗浄して塩酸を取り除いた。洗浄済み上層を攪拌機、冷却管、温度計を付した1 L セパラブルフラスコに移し、加熱して水、イソプロピルアルコールを除いた。残液にCsOH 50重量%水溶液1.9gを加え、トルエンとの共沸脱水で縮合水を除いた。該フラスコ内容物を50℃に冷却し、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン287.3g、重合禁止剤0.2gを投入し、酸素が２%混合された窒素ガスをバブリングしながら加熱還流下３時間攪拌した。該フラスコ内容物を50℃以下まで冷却した後、メタノール353.3g、水 66.7gを加え、１時間加熱還流下攪拌し、メタノール、水の留去を相当分のトルエンを加えながら行った。適宜トルエンを抜くあるいは加えることにより、固形分濃度を50重量%に調節した。完全に脱水後、再度水、メタノールを加え同様な操作を行った。冷却後ろ過助剤2gを加え1時間攪拌し、このろ過助剤をろ別後、ろ液をエバポレーターで濃縮してアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂のトルエン溶液498.2g（固形分濃度：80%）を調製した。この樹脂は、シロキサン単位式[Me2SiO2/2]0.05[PhSiO3/2]0.55[AcSiO3/2]0.40 [Ac: 3−アクリロキシプロピル]を有し、その数平均分子量は4600であり、フェニル基含有量は30重量％であり、シラノール基とメトキシ基の含有量は1.7モル％であった。
【００２８】
[参考例２]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂(A2)の調製
出発原料としてトルエン450.9g、イソプロピルアルコール126.1g、水121.8g、フェニルトリクロロシラン233.5g、メチルトリクロロシラン149.3g、ジメチルジクロロシラン28.7g、CsOH 50重量%水溶液1.8g、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン319.7g、重合禁止剤0.18gを使用した以外は、参考例１と同様に合成反応を行って、シロキサン単位式[Me2SiO2/2]0.05[MeSiO3/2]0.25[PhSiO3/2]0.30[AcSiO3/2]0.40 [Ac: 3−アクリロキシプロピル]を有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂のトルエン溶液544.0g（固形分濃度：75％）を調製した。その数平均分子量は5300であり、フェニル基含有量は18重量％であり、シラノール基とメトキシ基の含有量は1.9モル％であった。
【００２９】
[実施例１]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物の調製
上記参考例で得られたアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂(A1)および(A2)、光重合開始剤（Ｂ）として日本チバガイギー（株）製2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4モルフォリノフェニル)-ブタノン、および有機溶媒（Ｃ）としてのトルエンを下記表−１に示す配合量（単位：ｇ）で混合して、高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物１,２,３および４を調製した。
【００３０】
【表１】
2005163009.tif 000002
【００３１】
チャンバー閉鎖系において、組成物１および組成物２をそれぞれシリコン基板上に2000rpmで30秒間スピンコートし、得られた薄膜状組成物を室温で30分間放置後、110℃で5分加熱した。その後、照射量６J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間加熱することにより、それぞれ均一な厚さ7〜9μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂の硬化物を得た。この各硬化物は透明であり、容易に変形しない程度の硬さと弾性を有していた。また、基板からの剥離、クラックは観測されなかった。各硬化物の屈折率と光透過率を上記表−1に示した。各硬化物の通信波長領域での光透過率は93％以上であり、光学損失値は0.6dB/cmであり、光伝送部材として使用するに適した十分低い値を有していた。
【００３２】
[実施例２]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるチャネル型光導波路の作製
チャンバー閉鎖系において、表−１の組成物２をシリコン基板上に2000rpmで30秒間スピンコートし、得られた薄膜状組成物を室温で30分間放置後、110℃で5分加熱した。その後、照射量6J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間後加熱することにより、均一な厚さ8μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物薄膜を得た。次に、この硬化物薄膜を下部クラッド層とし、その上に表−1の組成物1を上記と同条件でスピンコートし、加熱処理した。線幅7μｍ、長さ５ｃｍの長方形の光路形状を有するガラスマスクを通して照射量6J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間加熱することにより、露光部を硬化させた。未露光部をメチルイソブチルケトンで溶解除去することにより、均一な厚さ8μｍ、線幅7μｍ、長さ５ｃｍの直線矩形を有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるコアパターンを調製した。このようにして作製した下部クラッド層とコアパターン上に、表−1の組成物2をチャンバー閉鎖系において1000rpmで30秒間スピンコートし、室温で30分間放置後110℃で5分間加熱し、さらに照射量6J/cm2で紫外線照射し、110℃で5分間後加熱し、コアパターン上の厚さ10μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる上部クラッド層を形成した。このようにして作製したチャネル型光導波路は、コアとクラッド間のインターミキシングがなく、光損失値は0.6dB/cmであった。
【００３３】
[実施例３]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるチャネル型光導波路の作製
チャンバー閉鎖系において、表−１の組成物４をシリコン基板上に500 rpmで20秒、1000 rpmで10秒間スピンコートし、得られた薄膜状組成物を室温で30分間放置後、110℃で5分加熱した。その後、照射量6J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間後加熱することにより、均一な厚さ55μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物薄膜を得た。次に、この硬化物薄膜を下部クラッド層とし、その上に表−１の組成物３を上記と同条件でスピンコートし、加熱処理した。線幅50μｍ、長さ5cmの長方形の光路形状を有するガラスマスクを通して照射量6J/cm2で紫外線照射し、さらに150℃で１分間加熱することにより、露光部を硬化させた。未露光部をメチルイソブチルケトンで溶解除去することにより、均一な厚さ48μｍ、線幅50μｍ、長さ5cmの直線矩形を有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるコアパターンを調製した。このようにして作製した下部クラッド層とコアパターン上に、表−１の組成物４を上記と同条件でスピンコートし、加熱処理した。照射量6J/cm2で紫外線照射し、110℃で5分間後加熱し、コアパターン上の厚さ55μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる上部クラッド層を形成した。このようにして作製したチャネル型光導波路は、コアとクラッド間のインターミキシングがなく、光損失値は0.6 dB/cmであった。
【００３４】
[実施例４]
アクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるスラブ型光導波路の作製
チャンバー閉鎖系において、表−１の組成物４をシリコン基板上に500 rpmで20秒、1000 rpmで10秒間スピンコートし、得られた未硬化コーティングを室温で30分間放置後、110℃で5分加熱した。その後、照射量６J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間後加熱することにより、均一な厚さ55μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物薄膜を得た。その屈折率は、1.521であった。次に、このフィルムの上に表−１の組成物３を同様にコーティングし、加熱処理後、照射量6J/cm2で紫外線照射し、さらに110℃で5分間加熱することにより、屈折率が1.539で均一な厚さ50μｍを有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなるコア層を形成した。この上に、表−１の組成物４を同様にコーティングし、加熱処理、照射量６J/cm2での紫外線照射し、さらに150℃での１分間加熱を経て、屈折率が1.521の均一な厚さ55μｍを有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物からなる上部クラッド層を形成した。このようにして作製したスラブ型光導波路フィルムは、コアとクラッド間のインターミキシングがなく、クラックや基板からの剥離がおこらず、偏光依存性は観察されなかった。また、光損失値は0.6 dB/cmであった。
【００３５】
[比較例１]
特開平8−311139の実施例１に準じた光硬化性フェニルポリシロキサン樹脂組成物
3−アクリロキシプロピルトリメトキシシランとフェニルトリメトキシシランと(モル比1：1)を塩酸存在下で共加水分解縮合し、共加水分解縮合のヘキサメチルジシラザン処理により調製した3−アクリロキシプロピル基含有フェニルポリシロキサン樹脂 [シロキサン単位式(Me3SiO1/2)0.06(R10SiO3/2)0.31(PhSiO3/2)0.63; R10: アクリロキシプロピル基] 100g、2,6-ビス(p-アジドベンザル)-4-tアミールシクロヘキサノン5g、およびメチルイソブチルケトン30gからなる紫外線硬化性フェニルポリシロキサン樹脂組成物を調製した。この組成物をスピンコートし、風乾後、照射量0.18J/cm2で紫外線照射した。得られた硬化膜にはクラックが観察され、光伝送部材としては不適切であった。
【００３６】
[比較例２]
出発原料としてフェニルトリクロロシラン382.2gの代わりにフェニルトリクロロシラン56gとメチルトリクロロシラン200gの混合物を使用した以外は参考例１と同様の方法で、シロキサン単位式[Me2SiO2/2]0.05[MeSiO3/2]0.45[PhSiO3/2]0.09[AcSiO3/2]0.41 [Ac: 3−アクリロキシプロピル基]を有するアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂（数平均分子量：5100、フェニル基含有量：6重量％、シラノール基とメトキシ基の含有量：0.8モル％）のトルエン溶液（固形分濃度：73.5％）を調製した。このアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂50gおよび2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4モルフォリノフェニル)-ブタノン1.5gを混合して紫外線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物を調製した。この溶液を実施例１と同様の方法でスピンコート、紫外線照射、熱処理を行い、均一な厚さ8.5μｍのアクリロキシ基含有オルガノポリシロキサン樹脂硬化物を得た。この硬化物は透明であり、容易に変形しない程度の硬さを有するなど十分な力学強度を有し、トルエン中に一晩浸漬しても溶解、膨潤等による変化は観測されなかったが、靭性に劣り、若干のクラックの発生が認められた。また、通信波長領域での光透過率は85％であり、光伝送部材として使用するには不十分であった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂は、高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物の主剤として有用である。
本発明の高エネルギー線硬化性オルガノポリシロキサン樹脂組成物は、光学材料、特には光導波路に代表される光伝送部材の製造に有用である。
本発明の光伝送部材は、近赤外光域における光集積回路用材料および光通信用材料に有用である。