CN113966371A - 树脂组合物、光纤以及光纤的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种光纤被覆用的树脂组合物，包括：含有低聚物、单体以及光聚合引发剂的基础树脂；以及疏水性的无机氧化物粒子，低聚物含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的含量相对于环氧(甲基)丙烯酸酯的含量的质量比为0.25以上。

Description

树脂组合物、光纤以及光纤的制造方法
技术领域
本发明涉及树脂组合物、光纤以及光纤的制造方法。
本专利申请要求基于2019年6月14日提出的日本专利申请第2019-110920号的优先权，并且援引了所述日本专利申请所记载的全部记载内容。
背景技术
通常，光纤具有用于保护作为光传输体的玻璃纤维的被覆树脂层。被覆树脂层通常具备初级树脂层和次级树脂层。为了减小对光纤施加侧压时发生的微小弯曲所引起的传输损耗的增加，要求光纤具有优异的侧压特性。
例如，在专利文献1中，研究了通过提高次级树脂层(第二涂布层)的杨氏模量，从而减小光纤的弯曲损耗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2009-510520号公报
发明内容
本发明的一个方式涉及的树脂组合物包括：含有低聚物、单体以及光聚合引发剂的基础树脂；以及疏水性的无机氧化物粒子，低聚物含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的含量相对于环氧(甲基)丙烯酸酯的含量的质量比为0.25以上。
附图说明
[图1]图1是表示本实施方式涉及的光纤的一个例子的示意性剖面图。
具体实施方式
[本发明要解决的课题]
为了提高具有耐侧压特性的光纤的生产效率，需要提高对光纤进行拉丝的速度(线速度)。然而，当形成次级树脂层时所使用的树脂组合物的反应热较大时，初级树脂层所涉及的残余应力增大，容易在光纤中产生空隙。另外，当提高线速度时，在被覆树脂层处于高温的状态下卷取光纤，因此次级树脂层产生变形，成品率倾向于降低。
本发明的目的在于提供能够以良好的生产效率制作耐侧压特性优异的光纤的树脂组合物、以及具备由该树脂组合物所形成的次级树脂层的光纤。
[本发明的效果]
根据本发明，可以提供能够以良好的生产效率制作耐侧压特性优异的光纤的树脂组合物、以及具备由该树脂组合物所形成的次级树脂层的光纤。
[本发明实施方式的说明]
首先，列举本发明的实施方式的内容并进行说明。本发明的一个方式涉及的树脂组合物包括：含有低聚物、单体以及光聚合引发剂的基础树脂；以及疏水性的无机氧化物粒子，低聚物含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯，氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的含量相对于环氧(甲基)丙烯酸酯的含量的质量比为0.25以上。
这样的树脂组合物可以减少固化时的反应热。通过将上述树脂组合物用作光纤被覆用的紫外线固化型树脂组合物，能够以良好的生产效率制作耐侧压特性优异的光纤。
从抑制通过提高线速度来制作光纤时的空隙的产生的方面来看，以30mW/cm2的照射强度对所述树脂组合物照射紫外线300秒钟时的反应热量可以为100J/g以上275J/g以下。
从容易形成高杨氏模量的次级树脂层的方面来看，所述单体可以包含具有2个以上可聚合基团的多官能单体。
从在树脂组合物中的分散性优异、且容易调节杨氏模量的方面来看，无机氧化物粒子可以为包含选自由二氧化硅、二氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡以及氧化锌构成的组中的至少1种的粒子。从容易进一步调节反应热和杨氏模量的方面来看，以低聚物、单体以及无机氧化物粒子的总量为基准，无机氧化物粒子的含量可以为1质量％以上60质量％以下。
本发明的一个方式涉及的光纤具备：含有芯部和包层的玻璃纤维、与玻璃纤维接触并被覆该玻璃纤维的初级树脂层、以及被覆初级树脂层的次级树脂层，次级树脂层包含所述树脂组合物的固化产物。由此，能够提高光纤的侧压特性。从容易提高光纤的侧压特性的方面来看，次级树脂层的杨氏模量在23℃可以为1200MPa以上3500MPa以下。
本发明的一个方式涉及的光纤的制造方法包括：将所述树脂组合物涂布在由芯部和包层构成的玻璃纤维的外周的涂布工序；以及在涂布工序后通过照射紫外线使树脂组合物固化的固化工序。由此，能够以良好的生产效率制作耐侧压特性优异的光纤。
[本发明实施方式的详细说明]
根据需要参照附图对本实施方式涉及的树脂组合物和光纤的具体例子进行说明。需要说明的是，本发明不限于这些示例，而是由权利要求书所表示，并且意图包括与权利要求书等同的意义和范围内的所有变化。在下述说明中，在附图的说明中相同的要素标注相同的符号，并且省略重复的说明。
<树脂组合物>
本实施方式涉及的树脂组合物包括：含有低聚物、单体以及光聚合引发剂的基础树脂；以及疏水性的无机氧化物粒子。
(基础树脂)
本实施方式涉及的低聚物含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯。氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯(UA)的含量相对于环氧(甲基)丙烯酸酯(EA)的含量的质量比(UA/EA)为0.25以上。从降低树脂组合物的反应热的观点来看，UA/EA优选为0.45以上，更优选为0.5以上、进一步优选为0.7以上。UA/EA的上限值可以为5.0以下、4.0以下或3.5以下。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，可以使用由多元醇化合物、多异氰酸酯化合物以及含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物进行反应而得到的低聚物。这里，所谓(甲基)丙烯酸酯，指的是丙烯酸酯或与其相对应的甲基丙烯酸酯。这也同样地适用于(甲基)丙烯酸。
作为多元醇化合物，例如可以列举出：聚四亚甲基二醇、聚丙二醇以及双酚A-环氧乙烷加成二醇。作为多异氰酸酯化合物，例如可以列举出：2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯以及二环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯。作为含羟基的(甲基)丙烯酸酯化合物，例如可以列举出：(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丁酯、1,6-己二醇单(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯以及三丙二醇单(甲基)丙烯酸酯。
从调节树脂层的杨氏模量的观点来看，多元醇化合物的数均分子量(Mn)优选为300以上3000以下、更优选为400以上2500以下、进一步优选为500以上2000以下。
作为合成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯时的催化剂，通常使用有机锡化合物。作为有机锡化合物，例如可以列举出：二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、双(巯基乙酸2-乙基己酯)二丁基锡、双(巯基乙酸异辛酯)二丁基锡以及氧化二丁基锡。从易得性或催化性能的方面来看，优选使用二月桂酸二丁基锡或二乙酸二丁基锡作为催化剂。
在合成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯时也可以使用碳原子数为5以下的低级醇。作为低级醇，例如可以列举出：甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-2-丁醇以及2,2-二甲基-1-丙醇。
作为环氧(甲基)丙烯酸酯，可以使用将具有(甲基)丙烯酰基的化合物与具有2个以上缩水甘油基的环氧树脂进行反应而得到的低聚物。
作为单体，可以使用选自由具有1个可聚合基团的单官能单体和具有2个以上可聚合基团的多官能单体构成的组中的至少1种。单体也可以2种以上混合使用。
作为单官能单体，例如可以列举出：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸3-苯氧基苄基酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸4-叔丁基环己醇酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸壬基酚聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基聚乙二醇酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸酯系单体；(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸二聚物、(甲基)丙烯酸羧基乙酯、(甲基)丙烯酸羧基戊酯、(甲基)丙烯酸ω-羧基-聚己内酯等含羧基的单体；N-(甲基)丙烯酰基吗啉、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、N-丙烯酰基哌啶、N-甲基丙烯酰基哌啶、N-(甲基)丙烯酰基吡咯烷、3-(3-吡啶基)丙基(甲基)丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯等含杂环的(甲基)丙烯酸酯；马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺等马来酰亚胺系单体；(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-己基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基丙烷(甲基)丙烯酰胺等酰胺系单体；(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸氨基丙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸氨基烷基酯系单体；N-(甲基)丙烯酰氧基亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚甲基琥珀酰亚胺等琥珀酰亚胺系单体。
作为多官能单体，例如可以列举出：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的环氧烷加成物的二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羟基新戊酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,12-十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,14-十四烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,16-十六烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,20-二十烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、异戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-乙基-1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的EO加成物二(甲基)丙烯酸酯等具有2个可聚合基团的单体；以及三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基辛烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷聚乙氧基聚丙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三[(甲基)丙烯酰氧基乙基]异氰脲酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇聚乙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇聚丙氧基四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性三[(甲基)丙烯酰氧基乙基]异氰脲酸酯等具有3个以上可聚合基团的单体。
从提高树脂层的杨氏模量的观点来看，单体优选包含多官能单体，更优选包含具有2个可聚合基团的单体。
作为光聚合引发剂，可以从公知的自由基光聚合引发剂当中适当地选择并使用。作为光聚合引发剂，例如可以列举出：1-羟基环己基苯基酮(Omnirad 184，IGM Resins公司制)、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-丙烷-1-酮(Omnirad 907，IGM Resins公司制)、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(Omnirad TPO，IGM Resins公司制)以及双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(Omnirad819，IGM Resins公司制)。
从抑制树脂组合物的反应热的观点来看，以低聚物和单体的总量为基准，光聚合引发剂的含量优选为0.2质量％以上6.0质量％以下、更优选为0.4质量％以上3.0质量％以下、进一步优选为0.6质量％以上2.0质量％以下。
树脂组合物也可以进一步含有硅烷偶联剂、流平剂、消泡剂、抗氧化剂、敏化剂等。
作为硅烷偶联剂，只要其不妨碍树脂组合物的固化，则没有特别地限定。作为硅烷偶联剂，例如可以列举出：硅酸四甲酯、硅酸四乙酯、巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基-乙氧基)硅烷、β-(3,4-环氧环己基)-乙基三甲氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、二乙氧基二甲基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨基乙基)-γ-氨基丙基三甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]四硫化物、双-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]二硫化物、γ-三甲氧基甲硅烷基丙基二甲基硫代氨甲酰基四硫化物以及γ-三甲氧基甲硅烷基丙基苯并噻唑基四硫化物。
(无机氧化物粒子)
本实施方式涉及的无机氧化物粒子的表面经过疏水处理。本实施方式涉及的疏水处理是指在无机氧化物粒子的表面导入疏水性基团。导入了疏水性基团后的无机氧化物粒子在树脂组合物中的分散性优异。疏水性基团可以为(甲基)丙烯酰基、乙烯基等反应性基团，或者为脂肪族烃基(例如烷基)、芳香族烃基(例如苯基)等非反应性基团。在无机氧化物粒子具有反应性基团的情况下，容易形成高杨氏模量的树脂层。
本实施方式涉及的无机氧化物粒子分散在分散介质中。通过使用分散在分散介质中的无机氧化物粒子，可以使无机氧化物粒子均匀地分散在树脂组合物中，从而能够提高树脂组合物的保存稳定性。作为分散介质，只要其不妨碍树脂组合物的固化，则没有特别地限定。分散介质可以为反应性的，也可以为非反应性的。
作为反应性的分散介质，可以使用(甲基)丙烯酰基化合物、环氧化合物等单体。作为(甲基)丙烯酰基化合物，例如可以列举出：1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、EO改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、PO改性双酚A二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯以及聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯。作为(甲基)丙烯酰基化合物，也可以使用上述单体中示例的化合物。
作为非反应性的分散介质，可以使用甲基乙基酮(MEK)等酮类溶剂；甲醇(MeOH)等醇类溶剂；或者丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)等酯类溶剂。在使用非反应性的分散介质的情况下，在将基础树脂和分散在分散介质中的无机氧化物粒子混合后，可以除去分散介质的一部分，从而制备树脂组合物。利用光学显微镜(倍数约100倍)观察含有无机氧化物粒子的分散介质，在没有观察到粒子的情况下，可以认为无机氧化物粒子以一次粒子进行分散。
分散在分散介质中的无机氧化物粒子在树脂组合物固化后依然以分散的状态存在于树脂层中。在使用反应性的分散介质的情况下，无机氧化物粒子与分散介质一起混合在树脂组合物中，并且在保持分散状态的情况下进入到树脂层中。在使用非反应性的分散介质的情况下，分散介质的至少一部分从树脂组合物中挥发并消失，但是无机氧化物粒子依然以分散状态残留在树脂组合物中，并以分散的状态存在于固化后的树脂层中。在利用电子显微镜进行观察的情况下，存在于树脂层中的无机氧化物粒子以一次粒子分散的状态被观察到。
从在树脂组合物中的分散性优异、并且容易形成强韧的树脂层的方面来看，上述无机氧化物粒子优选为选自由二氧化硅(氧化硅)、二氧化锆(氧化锆)、氧化铝(alumina)、氧化镁(magnesia)、氧化钛(titania)、氧化锡以及氧化锌构成的组中的至少1种。从价格低廉、容易进行表面处理、具有紫外线透过性、容易对树脂层赋予适度的硬度等观点来看，更优选使用疏水性的氧化硅粒子作为本实施方式涉及的无机氧化物粒子。
从对次级树脂层赋予适度的韧性的观点来看，无机氧化物粒子的平均一次粒径可以为500nm以下、优选为200nm以下、更优选为100nm以下、进一步优选为50nm以下。从提高次级树脂层的杨氏模量的观点来看，无机氧化物粒子的平均一次粒径优选为5nm以上、更优选为10nm以上。平均一次粒径例如可以利用电子显微镜照片的图像分析、光散射法、BET法等来进行测定。在一次粒子的粒径较小的情况下，分散有无机氧化物的一次粒子的分散介质在目视下看起来是透明的。在一次粒子的粒径比较大(40nm以上)的情况下，分散有一次粒子的分散介质看起来是白浊的，但没有观察到沉淀物。
以低聚物、单体以及无机氧化物粒子的总量为基准，无机氧化物粒子的含量优选为1质量％以上60质量％以下、更优选为5质量％以上55质量％以下、进一步优选为10质量％以上50质量％以下。当无机氧化物粒子的含量为1质量％以上时，容易提高树脂层的杨氏模量。当无机氧化物粒子的含量为60质量％以下时，容易降低树脂组合物的反应热。
从抑制通过提高线速度来制作光纤时的空隙的产生的观点来看，以30mW/cm2的强度对本实施方式涉及的树脂组合物照射紫外线300秒钟时的反应热量优选为100J/g以上275J/g以下、更优选为110J/g以上265J/g以下、进一步优选为120J/g以上260J/g以下。树脂组合物的反应热量可以通过使用安装有紫外线照射装置的差示扫描量热仪(紫外线照射DSC)来进行测定。
本实施方式涉及的树脂组合物可以适用于光纤的次级被覆材料。通过将本实施方式涉及的树脂组合物用于次级树脂层，可以抑制通过提高线速度来制作光纤时的空隙的产生，从而能够制作侧压特性优异的光纤。
<光纤>
图1是表示本实施方式涉及的光纤的一个例子的示意性剖面图。光纤10具备：含有芯部11和包层12的玻璃纤维13，以及设置在玻璃纤维13的外周且含有初级树脂层14和次级树脂层15的被覆树脂层16。
包层12包围着芯部11。芯部11和包层12主要包含石英玻璃等玻璃，例如，芯部11可以使用添加有锗的石英玻璃或纯石英玻璃，包层12可以使用纯石英玻璃或添加有氟的石英玻璃。
在图1中，例如，玻璃纤维13的外径(D2)为100μm至125μm左右，构成玻璃纤维13的芯部11的直径(D1)为7μm至15μm左右。被覆树脂层16的厚度通常为22μm至70μm左右。初级树脂层14和次级树脂层15的各层的厚度可以为5μm至50μm左右。
在玻璃纤维13的外径(D2)为125μm左右、且被覆树脂层16的厚度为60μm以上70μm以下的情况下，初级树脂层14和次级树脂层15的各层的厚度可以为10μm至50μm左右，例如，初级树脂层14的厚度可以为35μm，次级树脂层15的厚度可以为25μm。光纤10的外径可以为245μm至265μm左右。
在玻璃纤维13的外径(D2)为125μm左右、且被覆树脂层16的厚度为27μm以上48μm以下的情况下，初级树脂层14和次级树脂层15的各层的厚度可以为10μm至38μm左右，例如，初级树脂层14的厚度可以为25μm，次级树脂层15的厚度可以为10μm。光纤10的外径可以为179μm至221μm左右。
在玻璃纤维13的外径(D2)为100μm左右、且被覆树脂层16的厚度为22μm以上37μm以下的情况下，初级树脂层14和次级树脂层15的各层的厚度可以为5μm至32μm左右，例如，初级树脂层14的厚度可以为25μm，次级树脂层15的厚度可以为10μm。光纤10的外径可以为144μm至174μm左右。
通过将本实施方式涉及的树脂组合物应用于次级树脂层，可以制作出具有高杨氏模量、且侧压特性优异的光纤。
本实施方式涉及的光纤的制造方法包括：将上述树脂组合物涂布在由芯部和包层构成的玻璃纤维的外周的涂布工序；以及在涂布工序后通过照射紫外线使树脂组合物固化的固化工序。
次级树脂层的杨氏模量在23℃优选为1200MPa以上3500MPa以下、更优选为1200MPa以上3300MPa以下、进一步优选为1300MPa以上3000MPa以下。当次级树脂层的杨氏模量为1200MPa以上时，容易提高光纤的侧压特性，当其为3500MPa以下时，能够对次级树脂层赋予适度的韧性，因而在次级树脂层中难以产生裂纹等。
初级树脂层14例如可以是通过使包含氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、单体、光聚合引发剂以及硅烷偶联剂的树脂组合物固化而形成的。初级树脂层用的树脂组合物可以使用现有公知的技术。作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯低聚物、单体、光聚合引发剂以及硅烷偶联剂，可以适当地选自上述基础树脂中所示例的化合物。但是，形成初级树脂层的树脂组合物与形成次级树脂层的基础树脂具有不同的组成。
从抑制在光纤中产生空隙的观点来看，初级树脂层的杨氏模量在23℃优选为0.04MPa以上1.0MPa以下、更优选为0.05MPa以上0.9MPa以下、进一步优选为0.05MPa以上0.8MPa以下。
制作光纤时的线速度可以为500m/分钟以上。从提高光纤的生产效率的观点来看，线速度优选为1000m/分钟以上、更优选为1500m/分钟以上、进一步优选为2000m/分钟以上。
实施例
以下，示出了使用本发明涉及的实施例和比较例的评价试验结果并对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，本发明不限于这些实施例。
[次级树脂层用的树脂组合物]
(低聚物)
作为低聚物，准备了使分子量为600的聚丙二醇、2,4-甲苯二异氰酸酯、以及丙烯酸羟乙酯发生反应而得到的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(UA)，以及环氧丙烯酸酯低聚物(EA)。
(单体)
作为单体，准备了三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)(“大阪有機化学工業株式会社”的商品名“ビスコート310HP”)。
(光聚合引发剂)
作为光聚合引发剂，准备了1-羟基环己基苯基酮(Omnirad 184)和2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦(Omnirad TPO)。
(无机氧化物粒子)
作为无机氧化物粒子，准备了将具有甲基丙烯酰基、且平均一次粒径为10～15nm的疏水性氧化硅粒子分散在MEK中而得到的氧化硅溶胶。
(树脂组合物)
首先，将上述低聚物、单体以及光聚合引发剂混合，从而制备了基础树脂。接着，将氧化硅溶胶与基础树脂混合后，减压除去大部分的作为分散介质的MEK，以使得成为表1或表2所示的氧化硅粒子的含量的方式分别制备了实施例和比较例的次级树脂层用的树脂组合物。需要说明的是，残留在树脂组合物中的MEK的含量为5质量％以下。
在表1和表2中，低聚物、单体以及光聚合引发剂的数值是以低聚物和单体的总量为基准的含量，氧化硅粒子的数值是以单体、低聚物以及氧化硅粒子的总量为基准的含量。
(反应热)
利用紫外线照射DSC测定次级树脂层用的树脂组合物的反应热。在φ5mm的铝制容器中放入约3mg的树脂组合物，在下述条件下进行了测定。
差示扫描量热仪：Q100(“TAインスツルメント”公司制造)
数据处理：Universal Analysis 2000(“TAインスツルメント”公司制造)
气氛：氮气(50mL/分钟)
温度：25℃
紫外线照射装置：OmniCure S2000(“ユーヴィックス”公司制造)
光源：高压水银灯(全波长)
照射强度：30mW/cm2
照射时间：300秒钟(测定开始1分钟后开始光照射)
[光纤的制作]
准备了通过使分子量为4000的聚丙二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯以及甲醇发生反应而得到的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物。将75质量份的该氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物、12质量份的壬基苯酚EO改性丙烯酸酯、6质量份的N-乙烯基己内酰胺、2质量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯、1质量份的2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦以及1质量份的3-巯基丙基三甲氧基硅烷混合，从而得到了初级树脂层用的树脂组合物。
将初级树脂层用的树脂组合物和作为次级树脂层用的实施例或比较例的树脂组合物涂布在由芯部和包层构成的直径为125μm的玻璃纤维的外周，然后，通过照射紫外线使得树脂组合物固化，形成厚度为35μm的初级树脂层、以及在其外周的厚度为25μm的次级树脂层，从而制作了光纤。将线速度改变为500m/分钟、1000m/分钟、2000m/分钟，从而分别进行了光纤的制作。
(涂布性)
对于改变线速度而制作的光纤，通过确认是否发生断线和树脂层是否产生裂纹来评价树脂组合物的涂布性。将没有断线且树脂层没有裂纹的情况评价为“A”；将发生断线但树脂层没有裂纹的情况评价为“B”；将发生断线且树脂层产生裂纹的情况评价为“C”。
使用以2000m/分钟的线速度所制作的光纤进行以下评价。
(初级树脂层的杨氏模量)
初级树脂层的杨氏模量通过23℃下的拉拔模量(Pullout Modulus，POM)法测定。用2个卡盘装置固定光纤的两处，除去2个卡盘装置之间的被覆树脂层(初级树脂层和次级树脂层)部分，接着，固定一个卡盘装置，使另一个卡盘装置沿着与固定的卡盘装置相反的方向缓慢移动。将光纤的夹在移动的卡盘装置之间的部分的长度设为L、将卡盘的移动量设为Z、将初级树脂层的外径设为Dp、将玻璃纤维的外径设为Df、将初级树脂层的泊松比设为n、将卡盘装置移动时的负荷设为W，在这样的情况下，由下式求出初级树脂层的杨氏模量。初级树脂层的杨氏模量为0.2MPa。
杨氏模量(MPa)＝((1+n)W/πLZ)×ln(Dp/Df)
(次级树脂层的杨氏模量)
使用将玻璃纤维从光纤拔出而得到的管状的被覆树脂层(长度：50mm以上)，并在23±2℃、50±10％RH的环境下进行拉伸试验(标线间距离：25mm)，由2.5％正割值求出次级树脂层的杨氏模量。
(空隙的产生)
将10m的光纤在85℃、湿度85％的条件下保管120天，然后在-40℃放置16小时，利用显微镜观察是否存在直径为10μm以上的空隙。将每1m光纤中的空隙的数量小于1个的情况评价为“A”；将空隙的数量为1～2个的情况评价为“B”；将空隙的数量超过2个的情况评价为“C”。
(侧压特性)
将光纤以单层状卷绕在表面包覆有砂纸的280mm直径的卷筒上，利用OTDR(Optical Time Domain Reflectometer：光时域反射仪)法测定此时1550nm波长的光的传输损耗。另外，将光纤以单层状卷绕在没有砂纸的280mm直径的卷筒上，利用OTDR法测定此时1550nm波长的光的传输损耗。求出所测定的传输损耗的差，将传输损耗差为0.6dB/km以下的情况评价为侧压特性“A”，将传输损耗差超过0.6dB/km的情况评价为侧压特性“B”。
[表1]
Figure BDA0003388238150000141
[表2]
Figure BDA0003388238150000151
由表1和表2可以确认：含有疏水性的氧化硅粒子、且UA/EA的比率为0.25以上的树脂组合物的反应热量减小至275J/g以下，树脂组合物的涂布性提高，可以减少光纤中的空隙。即，通过将本发明涉及的树脂组合物用作光纤被覆用的紫外线固化型树脂组合物，能够以良好的生产效率制作出耐侧压特性优异的光纤。
符号的说明
10 光纤
11 芯部
12 包层
13 玻璃纤维
14 初级树脂层
15 次级树脂层
16 被覆树脂层。

Claims (8)

1.一种光纤被覆用的树脂组合物，包括：含有低聚物、单体以及光聚合引发剂的基础树脂；以及疏水性的无机氧化物粒子，
所述低聚物含有氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯和环氧(甲基)丙烯酸酯，所述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的含量相对于所述环氧(甲基)丙烯酸酯的含量的质量比为0.25以上。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中，
以30mW/cm2的照射强度照射紫外线300秒钟时的反应热量为100J/g以上275J/g以下。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的树脂组合物，其中，
所述单体包含具有2个以上可聚合基团的多官能单体。
4.根据权利要求1至权利要求3中任意一项所述的树脂组合物，其中，
所述无机氧化物粒子为选自由二氧化硅、二氧化锆、氧化铝、氧化镁、氧化钛、氧化锡以及氧化锌构成的组中的至少1种。
5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的树脂组合物，其中，
以所述低聚物、所述单体以及所述无机氧化物粒子的总量为基准，所述无机氧化物粒子的含量为1质量％以上60质量％以下。
6.一种光纤，具备：
含有芯部和包层的玻璃纤维、
与所述玻璃纤维接触并被覆所述玻璃纤维的初级树脂层、以及被覆所述初级树脂层的次级树脂层，
所述次级树脂层包含根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的树脂组合物的固化产物。
7.根据权利要求6所述的光纤，其中，
所述次级树脂层的杨氏模量在23℃为1200MPa以上3500MPa以下。
8.一种光纤的制造方法，包括：
将根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的树脂组合物涂布在由芯部和包层构成的玻璃纤维的外周的涂布工序；以及
在所述涂布工序后通过照射紫外线使所述树脂组合物固化的固化工序。
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