JP2002512587A - 被覆光ファイバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ガラス光ファイバーと放射線硬化性液状コーティング組成物から形成された放射線硬化被膜とを有する被覆光ファイバー。該液状コーティング組成物は、少なくとも１つの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アルカンジオールジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタクリレート化化合物、並びに光開始剤を含有する。１つの態様において、該組成物は、液状コーティング組成物または放射線硬化被膜の物性に不利な影響を及ぼすことなく、特に液状コーティング組成物の光学的透明度に悪影響を及ぼすことなく、放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させるシリコーン相溶化剤をさらに含有する。第二の態様において、液状コーティング組成物は、液状コーティング組成物及び硬化被膜の追加の有利な物性、特に光学的透明度を維持しつつ、少なくとも１つのシリコーン相溶化剤と、放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる少なくとも１つの官能化シリコーン化合物をさらに含有する。液状コーティング組成物は、蒸留水を基準として約０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示す。

Description

【発明の詳細な説明】 被覆光ファイバー 発明の分野 本発明は、放射線硬化性液状コーティング組成物から被膜が形成された被覆光 ファイバーに関する。より具体的には、本発明は、低減された摩擦係数と高い光 学的透明度を含む物性の有利な組み合わせを示す放射線硬化被膜を備えた光ファ イバーに関する。発明の背景 強靭で固有の欠点が極めて少ない光ファイバーは、光通信の用途に好適である 。しかしながら、光ファイバーは、塵や湿気を含む環境条件に曝されると非常に 傷つきやすく、僅かの傷でさえファイバーの強度を著しく低下させ、ファイバー を脆くし、そして、弱い外力によって容易に破壊される。したがって、光ファイ バーは、有害な欠陥を引き起こす条件への暴露から保護するため、好ましくは光 ファイバーの作製直後に、少なくとも１つの樹脂被膜が施されるのが通常である 。 少なくとも２つの樹脂被膜（即ち、第一若しくは緩衝内側被膜と第二外側被膜 ）が光ファイバー上に施されることが多い。一般に、第一内側被膜は、ガラスフ ァイバー上に直接適用され、硬化すると柔軟でゴム状の材料を形成して、クッシ ョンとして役立ち、ファイバーが曲げられたり、ケーブル配線されたり、あるい はスプールに巻かれたときに生じる応力を解放してファイバーを保護する。さも ないと、このような応力は、ファイバーの微小な曲げを誘導し、 ファイバーを通しての光移動の望ましくない減衰を引き起こす。第二外側被膜は 、通常、第一被膜上に直接適用され、硬化すると硬くて強靭な外層を形成し、ガ ラスファイバーを損傷する摩耗、湿気、その他の影響からガラスファイバーを保 護する。シュスタックの米国特許第５，１４６，５３１号及び５，３５２，７１ ２号は、第一及び第二被膜の両方を持つ光ファイバーと、第二外側被膜のみを持 つ光ファイバーを開示している。 様々な条件下での使用に好適な被覆光ファイバーを提供するために、ガラスフ ァイバーに適用される被膜は、望ましい諸物性のある種の組み合わせを示さなけ ればならない。例えば、第一被膜は、熱的かつ加水分解的エージングの間、ガラ スファイバーに対する適度の接着性を維持する必要があり、なおかつ、接続目的 のために剥離可能でなければならない。第一被膜の弾性率は、ファイバーにクッ ションを与え、保護するために、低くなければならならず、特に被覆繊維の寿命 の間に曝される広い温度範囲でそうでなければならない。また、第一被膜は、比 較的高い屈折率と高度の耐湿性を持たなければならない。 第二被膜は、加工及び使用中にガラスファイバーを保護する硬い保護層を提供 しなければならない。したがって、第二被膜は、高いガラス転移温度（例えば、 少なくとも約５０℃）、並びに高い弾性率（例えば、少なくとも約４０，０００ ｐｓｉ、好ましくは、少なくとも約７０，０００ｐｓｉ）を持たなければならな い。第二被膜は、第一被膜と同様に、高度の耐湿性、高い屈折率、及び良好な光 学的透明度を示さなければならない。 この技術分野において、光ファイバーに対する種々の第一及び第二被膜が知ら れている。内側第一被膜は省略してもかまわないが、 事実上、すべての光ファイバーは、硬い保護第二外側被膜を必要とする。光ファ イバーは、延伸により成形されるとき、一般に第一及び第二の両被膜あるいは第 二被膜のみが被覆され、次いで、組成物を硬化するために、直ちに照射〔一般に は、紫外線（ＵＶ）照射〕を受ける。次に、被覆ファイバーは、貯蔵、発送、及 び使用のためにスプール上に配列される。時々、スプールに巻かれたファイバー は、温度サイクリング条件（例えば、高温から低温、またはその逆）を受けて、 ファイバーを通しての光移動の減衰、したがって信号の損失がもたらされる。ま た、このような温度サイクリングに伴う膨張の間に、隣接するファイバーのもつ れが観察される。この隣接するファイバー間のもつれによっても、ファイバーを 通しての光移動の減衰がもたらされる。スプールに巻かれたファイバーの温度サ イクリングによりもたらされる減衰損失は、光ファイバーの第二被膜の表面特性 の結果であると思われ、特に第二被膜の摩擦係数が、ファイバーが互いに相対的 に容易に滑るのを許すだけ十分に低くないときにそうであると思われる。 硬化樹脂組成物の摩擦係数を減少させるために、種々の慣用的な添加剤が入手 可能である。しかしながら、概して、光ファイバーの第二コーティング組成物へ の慣用的な摩擦係数減少剤の添加は、光学的透明度、弾性率などの組成物の１以 上の物性に重大かつ有害な影響を及ぼし、該組成物を光ファイバーの第二被膜に 使用するのに不適当なものにしてしまう。特にシリコーンアクリレート材料のよ うな慣用の摩擦係数減少剤は、第二コーティング組成物用の基樹脂（ベースレジ ン）としてしばしば使用されている脂肪族ウレタンオリゴマーと非相溶度を示す 。摩擦係数減少剤と基樹脂との間のこの非相溶性の結果、組成物は、種々の程度 の曇り、不透明及び／また は着色、表面ブルーミング、減少した弾性率などを示す。したがって、光ファイ バーに対し、物性と減少した摩擦係数との望ましい組み合わせを示す第二被膜を 提供して、信号の著しい減衰や損失なしに、スプールに巻かれたファイバーを温 度サイクリングに耐えさせることは、困難であった。発明の概要 したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服した光ファイバーを提供 することにある。とえりわけ、本発明の目的は、諸物性の有利な組み合わせを示 す１以上の放射線硬化被膜を含む光ファイバーを提供することにある。本発明の より具体的な目的は、他の物性の良好な組み合わせ、特に被膜の良好な光学的透 明度を維持しつつ、減少した摩擦係数を示す放射線硬化被膜を含む光ファイバー を提供することにある。本発明のさらなる目的は、スプールに巻かれた時、過度 の信号損失をもたらす表面欠陥や減衰の発生なしに、温度サイクリング条件にさ らすことができる被覆光ファイバーを提供することにある。 これらの目的と付加的な目的は、本発明の光ファイバーによって提供される。 具体的に、本発明の光ファイバーは、放射線硬化性液状コーティング組成物から 形成された放射線硬化被膜を含むものである。該放射線硬化性組成物は、少なく とも１つの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、イソボルニルアクリレート 、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アルカン ジオールジメタクリレート類、それらのアルコキシ化誘導体類、及びそれらの混 合物からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタクリレ ート化化合物、並びに光開始剤から形成 される基樹脂を含むものである。１つの態様において、放射線硬化性の液状硬化 性組成物は、被膜の物性に著しく不利な影響を与えることなしに、放射線硬化被 膜の摩擦係数を減少させる少なくとも１つのシリコーン相溶化剤(silicone comp atibility agent)をさらに含有する。特に該被膜は、良好な光学的透明度を示し 、液状コーティング組成物は、蒸留水を基準にして約０．０４未満の５００ｎｍ でのＵＶ吸光度を持つ。第二態様において、放射線硬化性液状組成物は、放射線 硬化被膜の摩擦係数を減少させる少なくとも１つの官能化シリコーン化合物、及 び少なくとも１つのシリコーン相溶化剤をさらに含有し、被膜は、良好な光学的 透明度を示し、特に液状コーティング組成物は、蒸留水を基準にして約０．０４ 未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示し、かつ被膜の物性に著しく不利な影響を 及ぼさない。このように、本発明の光ファイバーで採用される被膜は、耐摩耗性 、特に高い弾性率、及び良好な耐湿性の良好な組み合わせも示す。本発明の光フ ァイバーは、常法に従ってスプールに巻くことができ、温度サイクリングを受け た時、信号の著しい減衰や損失あるいは隣接ファイバーの絡まりや磨り減りなし に、効率的な信号伝送を維持することができる。 これらの目的と付加的な目的並びに本発明の光ファイバーにより提供される利 点は、下記の詳細な説明によって、より十分に明らかとなる。詳細な説明 本発明の被覆光ファイバーは、ガラス被覆ファイバーと該ファイバー上の放射 線硬化被膜とからなる。ガラス光ファイバーは、従来知られている如何なる設計 であってもよい。例えば、ガラスファイ バーは、ガラスコアとガラスクラッド層からなることができる。コアは、ゲルマ ニウムまたは燐の酸化物若しくはその他の不純物によってドープされたシリカか らなり、クラッドは、純粋なシリカまたはフルオロシリカなどのドープしたシリ カからなることができる。代わりの態様として、ガラスファイバーは、ポリマー クラッド・シリカガラスコアからなることができる。当業界に公知で、この態様 に使用するのに好適なポリマー被覆の例としては、ポリジメチルシロキサンなど のオルガノシロキサン、フッ素化アクリルポリマーなどが含まれる。これらのタ イプのガラス光ファイバーは、当業界で良く知られており、本発明での使用に適 している。 本発明の少なくとも１つの放射線硬化被膜は、ガラス光ファイバーに施すこと ができる。後で詳細に説明するように、本発明の放射線硬化被膜は、ガラス光フ ァイバーに直接適用することができ、あるいは、そのかわりに、放射線硬化被膜 は、ガラス光ファイバーに固着した第一被膜に適用することができる。好ましく は、本発明の放射線硬化被膜は、本発明の被覆光ファイバーの外側被膜であり、 より好ましくは、ガラスファイバーに固着した第一被膜に適用される。 本発明の被覆光ファイバーに含まれる放射線硬化性コーティングは、放射線硬 化性液状コーティング組成物から形成される。好適には、該組成物は、紫外線（ ＵＶ）硬化性であるが、当業者にとって明らかなように、他の放射線も、適当な 光開始剤と組み合わせて利用することができる。放射線硬化性組成物は、少なく とも１つの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー及び選択群より選択された少 なくとも１つの付加的なアクリレート化またはメタクリレート化化合物から形成 される基樹脂からなる。種々の脂肪族ウレタンアクリ レートオリゴマーが当業界で知られており、本発明の放射線硬化性組成物の基樹 脂での使用に好適である。殆どの商業的に入手可能なウレタンアクリレートの骨 格は、ポリエーテルまたはポリエステルである。ポリエステル変性脂肪族ウレタ ンアクリレートオリゴマーは、一般により酸化安定であるので、本発明の組成物 での使用に好ましい。したがって、ポリエーテル変性脂肪族ウレタンアクリレー トオリゴマーを使用する時は、一般に、１以上の抗酸化剤及び／または安定剤と 組み合わせて使用することが好ましい。一般的に、脂肪族ウレタンアクリレート 成分は、高いガラス転移温度（好ましくは、少なくとも約５０℃）と高い弾性率 （好ましくは、少なくとも約４０，０００ｐｓｉ）により証明される有利な耐摩 耗性を被膜に提供する。 本発明の放射線硬化被膜が形成される放射線硬化性組成物の基樹脂は、イソボ ルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリ レート、アルカンジオールジメタクリレート、これらのアルコキシル化誘導体類 、及びこれらの混合物からなる群より選ばれるアクリレート化またはメタクリレ ート化化合物をさらに含有する。一般に、ジオールジアクリレート類またはジオ ールジメタクリレート類のアルカン部分は、如何なる長さであってもよく、また 、飽和若しくは不飽和であってもよい。１つの好ましい態様において、この成分 のアルカン部分は、Ｃ₆〜Ｃ₁₆の飽和アルカン部分からなる。さらに好ましい態 様において、基樹脂のこの成分は、ヘキサンジオールジアクリレートの単独、あ るいは例えばイソボルニルアクリレートなどの付加的成分との組み合わせからな る。基樹脂のこの成分は、液状コーティング組成物に十分な低粘度を与えるので 、組成物は、ガラスファイバー上に連続した保護被 膜を形成するのに容易に適用される。さらに、この成分は、基樹脂組成物及び生 じる硬化被膜に良好な耐湿性を与える。 所望により、基樹脂は、分子当り２より大きなアクリレートまたはメタクリレ ート基を持つ１以上の付加的なアクリレート化またはメタクリレート化化合物を 含むことができる。これらの高官能性アクリレート及びメタクリレートモノマー は、当業界に良く知られており、トリメチロールプロパントリアクリレート、そ のアルコキシル化誘導体類、グリセロールアルコキシトリアクリレート類、トリ スヒドロキシエチルイソシアヌレートトリアクリレート、及びこれらの混合物な どを包含するが、これらに限定されない。これらの付加的なアクリレート化また はメタクリレート化化合物が含まれる時には、液状コーティング組成物の約５０ 重量％までの量で使用される。 放射線硬化性液状コーティング組成物の基樹脂は、脂肪族ウレタンアクリレー トオリゴマー並びに前述の群のアクリレート化またはメタクリレート化化合物を 、液状コーティング組成物及び放射線硬化被膜の物性の最適化に寄与する量で含 有する。好ましい態様において、液状コーティング組成物は、液状コーティング 組成物の重量を基準として、約３０重量％から約９０重量％の脂肪族ウレタンア クリレートオリゴマーと約３重量％から約６０重量％のアクリレート化またはメ タクリレート化化合物を含む。より好ましくは、放射線硬化性液状コーティング 組成物は、液状コーティング組成物の重量を基準として、約４０重量％から約８ ０重量％の脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーと約５重量％から約５０重量 ％のアクリレート化またはメタクリレート化化合物を含む。更に好ましいのは、 放射線硬化性液状コーティング組成物を基準として、約５０重量％ から約８０重量％の脂肪族ウレタンアクリレートと約５重量％から約４０重量％ のアクリレート化またはメタクリレート化化合物を含む放射線硬化性液状コーテ ィング組成物である。 また、光開始剤を、それから放射線硬化被膜が形成される放射線硬化性液状コ ーティング組成物中に含ませる。光開始剤は、オリゴマーと共に、組成物がガラ ス光ファイバーに適用され、放射線に暴露された時、組成物の早期のゲル化また は硬化を引き起こすことなく、良好な硬化速度の放射線硬化性組成物を提供する 。光開始剤の付加的な重要な特徴は、光開始剤が硬化被膜の光学的透明度を妨害 したり、黄色化の原因となることがなく、しかも光開始剤が熱的に安定なことで ある。放射線硬化性液状コーティング組成物は、好都合にＵＶ硬化性であり、当 業界で公知の種々の光開始剤を本発明の放射線硬化性組成物に使用することがで きる。本発明の組成物で使用するのに適した光開始剤の例としては、ベンゾイン 若しくはベンゾフェノン類などのそのアルキルエーテル、フェニルメチルケトン （アセトフェノン）、置換アセトフェノン類、アシルホスフィンオキシド類など が含まれるが、これらに限定されない。本発明の組成物に使用するのに適した具 体的な光開始剤としては、下記のものが含まれる。ヒドロキシシクロヘキシルフ ェニルケトン；ヒドロキシメチルフェニルプロパン；ジメトキシフェニルアセト フェノン；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；１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２− メチルプロパン−１−オン；１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ− ２−メチルプロパン−１−オン；４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−（ ２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン；ジエトキシアセトフェノン；２，２− ジ−ｓｅｃ −ブトキシアセトフェノン；ジエトキシフェニルアセトフェノン；ジフェニル（ ２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド；ビス（２，６−ジメ トキシベンゾイル）（２，４，４−トリエチルフェニル）ホスフィンオキシド； 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；エチ ル−２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィネート；及びこれらの 混合物。好ましい光開始剤には、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンのよ うな置換アセトフェノン類が含まれる。 光開始剤は、組成物の放射線硬化を促進するのに有効な量で放射線硬化性液状 コーティング組成物中に含有される。好ましくは、光開始剤は、放射線硬化性液 状コーティング組成物の重量に基づき、約１重量％から約１０重量％の量、より 好ましくは、約１重量％から約５重量％の量で含有される。 本発明の重要な特徴にしたがって、放射線硬化性組成物は、液状コーティング 組成物または硬化被膜の他の物性に不利な影響を及ぼすことなく、特に液状コー ティング組成物の光学的透明度に不利な影響を及ぼすことなく、放射線硬化被膜 の摩擦係数を減少させる少なくとも１つのシリコーン相溶化剤をさらに含有する 。すなわち、表面摩擦特性の減少を与える目的で多数のシリコーン成分が商業的 に入手可能であるが、概して、これらの成分は、液状組成物及び／または生じる 硬化被膜の光学的透明度及びしばしば他の特性に不利な影響を及ぼすという不利 な点がある。特に、多くの従来のシリコーン摩擦減少成分は、液状コーティング 組成物及び／または硬化被膜に曇ったまたは不透明な状態とし、また、しばしば 被膜表面に移動して、ブルームまたは他の望ましくない特徴を引き起こす。表面 ブルームは、外側被膜への印刷インクの付着を低減または妨げる ため、後でインク印刷される被覆光ファイバーにとっては特に不利益となる。理 論により限定されることを意図するものではないが、本発明者らは、汎用のシリ コーン摩擦減少剤の望ましくない影響は、添加剤の相対的に高いシリコン含量に より引き起こされると理論づけている。 したがって、本発明の放射線硬化性組成物は、液状コーティング組成物または 硬化被膜の物性に不利な影響を及ぼすことなく、特に液状コーティング組成物の 光学的透明度に不利な影響を及ぼすことなく、硬化被膜の摩擦係数を減少させる シリコーン相溶化剤を含有する。再び、理論によって限定されることを意図する ものではないが、本発明者らは、このようなシリコーン相溶化剤は、シリコン含 量が低いと確信している。好ましい態様において、シリコーン相溶化剤は、１以 上の官能基を含有し、より好ましくは、該官能基は、液状コーティング組成物の 放射線硬化工程で反応性であり、それによって、該化合物を移動から防ぐのを助 ける。好適な官能化シリコーン相溶化剤は、アクリレート化シリコーン類、メタ クリレート化シリコーン類、メルカプト官能性シリコーン類、ビニルシリコーン 類、これらの混合物などを含むが、これらに限定されない。さらに好ましい態様 において、シリコーン相溶化剤は、好ましくは相対的に高い有機含量を持つシリ コーンアクリレート成分を含む。したがって、これらの特徴を持ち、かつ、本組 成物におけるシリコーン相溶化剤として使用するのに適したシリコーンアクリレ ート成分は、当業者に明らかであり、望ましくは、従来のシリコーン摩擦減少剤 に比べて、少ないシリコン含量と、したがって高い有機含量とを有する。放射線 硬化性組成物において相溶化剤として使用するのに適した１つの好適なシリコー ンアクリレートは、米国バイク−ケミー るポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを含む。この商業的に入手できる成 分は、例えばキシレンなどの溶液として供給され、放射線硬化性組成物において 、溶剤と共に、あるいは硬化性組成物に含有させる前に溶剤から分離して使用す ることができる。シリコーンアクリレートを含むシリコーン相溶化剤は、放射線 硬化性組成物に対して溶剤が不利な影響を及ぼすのを防ぐために、無溶剤で使用 するのが好ましい。本発明においてシリコーン相溶化剤として使用するのに好適 な他の商業的に入手できる製品は、OSi Specialties/Witco社から入手できるSil Wet 7604及びテゴケミー(Tego Chemi 最初の態様において、シリコーン相溶化剤は、液状コーティング組成物若しく は硬化被膜の物性に不利な影響を及ぼすことなく、特に液状コーティング組成物 の光学的透明度に不利な影響を及ぼすことなく、放射線硬化被膜の摩擦係数を減 少させるのに十分な量で放射線硬化性液状コーティング組成物中に含有される。 特に、シリコーン相溶化剤は、液状コーティング組成物が蒸留水を基準として約 ０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示すように、液状コーティング組成 物の光学的透明度を維持しつつ、摩擦係数を減少させるのに十分な量で放射線硬 化性液状コーティング組成物中に含有される。本明細書を通じて、蒸留水を基準 とする５００ｎｍでのＵＶ吸光度は、１ｃｍ水晶セル（パーキン エルマー ラ ムダ１４インスツルメント）を用いたＵＶ／可視分光計により測定したものであ る。好ましくは、シリコーン相溶化剤は、被膜の光学的透明度に不利な影響を及 ぼすことなく放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる量で放射線硬化性液状コー ティング組成物中で用いられ、液状 コーティング組成物は、蒸留水を基準として約０．０２未満の５００ｎｍでのＵ Ｖ吸光度を示す。代わりの態様では、シリコーン相溶化剤は、被膜の光学的透明 度に不利な影響を及ぼすことなく放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる量で放 射線硬化性コーティング組成物中で使用され、硬化被膜には実質的に欠陥がなく 、目視で観察した場合、クレーター、フィッシュアイ、またはその他の表面ので こぼこがない。より好ましくは、シリコーン相溶化剤は、放射線硬化性液状コー ティング組成物の重量を基準として、約０．１重量％から約１０重量％の量で、 さらに好ましくは、約０．１重量％から約５重量％の量で、放射線硬化性液状コ ーティング組成物中に含有される。 第二の態様において、シリコーン相溶化剤は、放射線硬化性液状コーティング 組成物中で相溶化剤として使用され、組成物の物性に不利な影響を及ぼすことな く、特に液状コーティング組成物または硬化被膜の光学的透明度に不利な影響を 及ぼすことなく、放射線硬化被膜の摩擦係数をさらに減少させる従来のシリコー ン化合物を含有させることができる。驚くべきことに、本発明者らは、比較的少 量のシリコーン相溶化剤を使用すると、組成物の物性の有利な組み合わせを維持 しつつ、特に、液状コーティング組成物及びそれから形成される硬化被膜の良好 な光学的透明度を維持しつつ、組成物中に、従来の摩擦減少用シリコーン成分を さらに添加させることができることを見いだした。したがって、この態様におい ては、基樹脂を形成する脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー及びアクリレー ト化若しくはメタクリレート化化合物、並びに光開始剤に加えて、放射線硬化性 液状コーティング組成物は、放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる少なくとも １つの官能化シリコーン化合物及び少な くとも１つのシリコーン相溶化剤をさらに含有する。有利には、該液状コーティ ング組成物は、良好な光学的透明度、特に蒸留水を基準として約０．０４未満の ５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示す。 官能化シリコーン化合物は、一般に、放射線硬化工程中に反応する官能基を含 有しており、該化合物を移動(migrating)から防止するのを助ける。好適な官能 化シリコーン化合物には、アクリレート化シリコーン類、メタクリレート化シリ コーン類、メルカプト官能シリコーン類、ビニルシリコーン類、それらの混合物 などが含まれるが、これらに限定されない。さらに官能化シリコーン化合物は、 一般に、シリコーン相溶化剤に比べて高いシリコン含量を持っている。放射線硬 化被膜の摩擦係数を減少させることができ、かつ本発明の放射線硬化性組成物中 で使用するのに適した商業的に入手可能な官能化シリコーン化合物の例には、テ ゴケミー(Tego Chemie)か ミカルズから入手できるエベクリル(Ebecryl)350及びエベクリル1360、OSiスペ シャリティーズ/witco社から入手できるCoat 0 Sil（登録商標）3503、ダウコ ーニングＤＣ−３０及びＤＣ−３１、並びにクロダ(Croda)から入手できるCroda UVS 500が含まれるが、これらに限定されない。 官能化シリコーン化合物は、放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させ、かつ、シ リコーン相溶化剤と組み合わせて、硬化被膜の物性に悪影響を及ぼさない、特に 液状コーティング組成物の光学的透明度に不利な影響を及ぼさない量で放射線硬 化性液状コーティング組成物中に含有され、それによって、液状コーティング組 成物は、蒸留水を基準として約０．０４未満、好ましくは０．０２未満の５００ ｎｍでのＵＶ吸光度を示す。好ましい態様において、放射線硬化性 液状コーティング組成物は、放射線硬化性液状コーティング組成物を基準として 、約０．０１重量％から約５重量％の放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる官 能化シリコーン化合物と約０．１重量％から約５重量％のシリコーン相溶化剤と を含む。より好ましくは、放射線硬化性液状コーティング組成物は、約０．１重 量％から約１重量％の官能化シリコーン化合物と約０．２５重量％から約１重量 ％のシリコーン相溶化剤とを含む。 放射線硬化性液状コーティング組成物は、光ファイバー被覆での使用が当業界 で一般に知られている抗酸化剤、熱安定剤などの追加の添加剤または成分を含有 することができ、これらの具体例には、有機燐酸類、ヒンダードフェノール類、 ヒンダードアミン類、及びこれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない 。これらの慣用の添加剤は、放射線硬化性液状コーティング組成物の重量を基準 として約０．０１重量％から約３重量％、より好ましくは約０．１重量％から約 ２重量％の通常の量で使用される。 放射線硬化性形状コーティング組成物は、ガラス光ファイバーに塗布され、当 業界で知られている任意の方法によって硬化される。例えば、本発明の放射線硬 化性液状コーティング組成物は、ガラスファイバーに直接塗布し、その場で硬化 することができる。あるいは、第一被覆も採用されている時は、例えば、テイラ ーの米国特許第４，４７４，８３０号に開示されているウエット−オン−ウエッ ト(wet-on-wet)法を採用することができ、放射線硬化性組成物は、未硬化の第一 被膜上に塗布され、その場で両被膜が硬化される。さらなる他の態様において、 放射線硬化性組成物は、硬化した第一被膜に塗布され、その後、該組成物は、硬 化されて第二被膜を形成する。硬化は、所望により他のタイプの放射を用いて硬 化させること ができるが、好ましくは、紫外線放射によって実施される。一般的に、硬化被膜 の厚みは、光ファイバーの意図した用途によるが、約２０から３５ミクロンの厚 みが適しており、約２５から３０ミクロンの厚みが好ましい。 硬化被膜の弾性率に不利な影響を及ぼすことなく、硬化被膜の摩擦係数が低減 されることが、本発明の重要な特徴点である。好ましい態様において、本発明の 光ファイバー上に含有される放射線硬化被膜は、ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２に従って ２５℃で測定した時、少なくとも約４０，０００ｐｓｉ、好ましくは、少なくと も約７０，０００ｐｓｉの２．５％引張弾性率を持つ。この相対的に高い弾性率 は、耐カットスルー性及び耐ミクロベンディング性などの有利な耐摩耗性を提供 し、被覆光ファイバーを容易にスプールに巻き取ったり、巻き戻したりすること に貢献する。 本発明の放射線硬化性組成物及び被覆光ファイバーは、下記の実施例に示され る。実施例中並びに本件明細書を通じて、部及びパーセントは、特に明記しない 限り、重量による。実施例１ この実施例中には、脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、ヘ ８４（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）からなる光 ル）からなる抗酸化剤を含有する種々の放射線硬化性組成物が開示されている。 この実施例の組成物中で用いられている各成分の重量部(pbw)は、表Ｉに示され ている。表Ｉを参照すると、組成物１Ａは、シリコーンアクリレート相溶化剤も 、摩擦係数を減少させるための官能化シリコーン化合物も含有していない従来の 第二コーティ ング組成物を表している。組成物１Ｂ−１Ｅは、従来技術によるものであり、本 発明によるシリコーン相溶化剤の不存在下に、従来の 有している。組成物１Ｆは、本発明によるシリコーン相溶化剤の不存在下に、従 来の官能化シリコーン摩擦係数減少剤の組み合わせ、物１Ｇ及び１Ｈは、本発明に従うものであって、シリコン相溶化剤、 のであって、官能化シリコーン化合物の不存在下に、シリコーン相溶化剤を含有 している。組成物ＩＩにおいて、シリコーン相溶化剤は、残りの成分の液状混合 物への添加に先立って溶剤が除去された すべての組成物は、液状形態で、表Ｉに示されているように、例えば、透明、 曇りまたは不透明などの外観を目視検査した。各液状組成物は、バード(Bird)塗 布機を使用して、平坦なガラスシートに６ミル被膜として塗布し、紫外線放射（ １００ｐｐｍＯ₂、Ｄランプ、０．７Ｊ／ｃｍ²）を用いて硬化した。硬化被膜も また、例えば、透明、曇りまたは不透明などの外観を目視検査した。硬化被膜を ２時間の状態調節（コンディショニング）に付し、その間、２３℃（±２℃）の 温度と５０％（±５％）の相対湿度に維持した。状態調節後、アルテック潤滑性 スレッド試験機(Altek lubricity sled test device)（２０００グラム、３球ス レッド、パートno.9505-A-10、速度２０）を用いて、被膜の動摩擦係数を測定し た。摩擦係数の測定結果もまた表Ｉに示す。 表Ｉから、組成物１Ｂ−１Ｆは、従来の組成物１Ａに比べて減少した摩擦係数 を示すが、硬化の前及び／または後での曇った外観により、本発明の被覆光ファ イバーでの使用に不利である。一方、本発明の組成物１Ｇ−ＩＩは、従来の組成 物１Ａに比べて減少した摩擦係数を示しながら良好な光学的透明度も示すので有 利である。 また、組成物１Ａ、１Ｇ及び１Ｈは、５℃で１６時間の状態調節に付し、その 後、再び目視観察した。状態調節した各組成物は、光学的に透明なままであった 。実施例２ この実施例では、本発明による追加の放射線硬化性組成物２Ａ−２Ｄを調製し た。組成物の成分は、実施例１で述べたものであり、 １相溶化剤を溶剤含有形態で含ませ、組成物２Ｂ−２Ｄでは、組成 ラス板に６ミル被膜として塗布し、実施例１で述べたようにして硬化させた。液 状コーティング組成物の光学的透明度を、蒸留水を基準とする５００ｎｍでのＵ Ｖ吸光度として測定して、結果を表IIに示した。硬化被膜の静的及び動的摩擦係 数も実施例１で述べたようにして（速度２０での３球スレッド）測定し、その結 果を表IIに示す。摩擦係数特性の測定前に、組成物２Ｂ及び２Ｄは、２３℃（± ２℃）で４８時間状態調節し、組成物２Ｃは、２３℃（±２℃）で１６時間状態 調節した。 表IIに示す結果は、本発明の組成物が優れた光学的透明度と摩擦係数特性での 改善された減少を発揮することを示している。実施例３ 本発明による追加の組成物３Ａ及び３Ｂを調製し、これらを用いて、実施例１ で述べた方法に従って、ガラス板上に硬化被膜を形成した。また、従来の被膜を 示すため、組成物３Ｃを調製した。組成 べたものであり、重量部(bpw)で表IIIに示す量で用いた。得られた被膜は、２３ ℃（±２℃）、相対湿度５０％（±５％）で１６時間の状態調節に付した後、実 施例１及び２で述べた方法に従って、静 的及び動的の両摩擦係数の測定を行った。また、被膜は、ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２ に従って、２５℃での弾性率の測定に付した。測定結果も表IIIに示す。 表IIIに示す結果は、本発明に従って硬化被膜の形成に用いた組成物が高い弾 性率と摩擦係数特性の改善された減少を発揮する被膜を提供することを示してい る。実施例４ この実施例では、本発明の幾つかの追加の放射線硬化性組成物４Ａ及び４Ｂを 調製した。この実施例の組成物では、基樹脂として、 ２つの脂肪族ウレタンアクリレートをヘキサンジオールジアクリレートと共に使 用した。組成物の残余の成分は、無溶剤形で用いら で表IVに示す量で用いた。各組成物は、ガラス板に６ミルの被膜として塗布し、 実施例１で述べたようにして硬化した。２３℃（±２℃）、相対湿度５０％（± ５％）で３時間の状態調節の後、実施例１で述べた方法に従って、硬化被膜の静 的及び動的摩擦係数を測定した。測定結果も表IVに示す。 組成物４Ａ及び４Ｂと同様の組成物で、シリコーン相溶化剤または官能化シリ コーン摩擦係数減少剤のいずれも含んでいない組成物は、それぞれ約０．２５及 び０．２０を越える静的及び動的摩擦係 数を示した。このように、本発明の組成物は、摩擦係数特性の著しい減少を提供 する。さらに、これらの組成物４Ａ及び４Ｂは、同様に光学的透明度を発揮する 。 本件明細書で述べたこれらの実施例及び具体的な態様は、本発明の種々の態様 の例示を提供するものであり、これらに限定されることを意図していない。本件 請求の範囲内の追加の態様は、当業者にとって明らかである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/44 ３０１ Ｃ０８Ｆ 2/48 // Ｃ０８Ｆ 2/48 Ｃ０３Ｃ 25/02 Ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ガラス光ファイバーと該ファイバー上の放射線硬化被膜とを含む被覆光 ファイバーにおいて、該被膜が、少なくとも１つの脂肪族ウレタンアクリレート オリゴマー、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカ ンジオールジアクリレート類、アルカンジオールジメタクリレート類、それらの アルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくと も１つのアクリレート化またはメタクリレート化化合物、光開始剤、並びに放射 線硬化被膜の摩擦係数を減少させる少なくとも１つのシリコーン相溶化剤を含有 する放射線硬化性液状コーティング組成物から形成されたものであり、該液状コ ーティング組成物が蒸留水を基準として約０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸 光度を示すことを特徴とする被覆光ファイバー。 ２． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、脂肪族ウレタンアクリレート オリゴマー約３０重量％から約９０重量％、イソボルニルアクリレート、イソボ ルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アルカンジオール ジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物か らなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタクリレート化 化合物約５重量％から約６０重量％、光開始剤約１重量％から約１０重量％、並 びにシリコーン相溶化剤約０．１重量％から約１０重量％を含有するものである 請求項１記載の被覆光ファイバー。 ３． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、脂肪族ウレタン アクリレートオリゴマー約４０重量％から約８０重量％、イソボルニルアクリレ ート、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アル カンジオールジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導体類、及びそれ らの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタ クリレート化化合物約５重量％から約５０重量％、光開始剤約１重量％から約５ 重量％、並びにシリコーン相溶化剤約０．１重量％から約５重量％を含有するも のである請求項１記載の被覆光ファイバー。 ４． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の少なくとも１つのアクリレー ト化またはメタクリレート化化合物が、ヘキサンジオールジアクリレートまたは ジメタクリレートを含有する請求項１記載の被覆光ファイバー。 ５． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の少なくとも１つのアクリレー ト化またはメタクリレート化化合物が、ヘキサンジオールジアクリレートとイソ ボルニルアクリレートとの混合物を含有する請求項１記載の被覆光ファイバー。 ６． 放射線硬化性組成物中の光開始剤が、ヒドロキシシクロヘキシルフェニ ルケトンを含有する請求項１記載の被覆光ファイバー。 ７． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の光開始剤が、アシルホスフィ ンオキシド化合物を含有する請求項１記載の被覆光ファイバー。 ８． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、官能 基を含む請求項１記載の被覆光ファイバー。 ９． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、反応 性基を含む請求項１記載の被覆光ファイバー。 １０． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、ア クリレート基を含む請求項１記載の被覆光ファイバー。 １１． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、ポ リエステル変性ポリジメチルシロキサンを含有する請求項１記載の被覆光ファイ バー。 １２． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、蒸留水を基準として約０． ０２未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示す請求項１記載の被覆光ファイバー。 １３． 被膜が外側第二被膜であって、ガラス光ファイバー上の第一被膜上に 装着されている請求項１記載の被覆光ファイバー。 １４． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、分子当り２より大きいアク リレートまたはメタクリレート基を持つ追加のアクリレート化若しくはメタクリ レート化化合物をさらに含有する請求項１記載の被覆光ファイバー。 １５． 追加のアクリレート化若しくはメタクリレート化化合物 が、トリメチロールプロパントリアクリレート、そのアルコキシル化誘導体、グ リセロールアルコキシトリアクリレート類、トリスヒドロキシエチルイソシアヌ レートトリアクリレート、またはそれらの混合物である請求項１４記載の被覆光 ファイバー。 １６． ガラス光ファイバーと該ファイバー上の放射線硬化被膜とを含む被覆 光ファイバーにおいて、被膜が、少なくとも１つの脂肪族ウレタンアクリレート オリゴマー、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカ ンジオールジアクリレート類、アルカンジオールジメタクリレート類、それらの アルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくと も１つのアクリレート化またはメタクリレート化化合物、光開始剤、放射線硬化 被膜の摩擦係数を減少させる少なくとも１つの官能化シリコーン化合物、並びに 少なくとも１つのシリコーン相溶化剤を含有する放射線硬化性液状コーティング 組成物から形成されたものであり、該液状コーティング組成物が蒸留水を基準と して約０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示すことを特徴とする被覆光 ファイバー。 １７． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、脂肪族ウレタンアクリレー トオリゴマー約３０重量％から約９０重量％、イソボルニルアクリレート、イソ ボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アルカンジオー ルジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物 からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタクリレート 化化合物約５重量％から約６０重量％、光開始剤約１重量％から 約１０重量％、放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる官能化シリコーン化合物 約０．０１重量％から約５重量％、並びにシリコーン相溶化剤約０．１重量％か ら約５重量％を含有するものである請求項１６記載の被覆光ファイバー。 １８． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、脂肪族ウレタンアクリレー トオリゴマー約４０重量％から約８０重量％、イソボルニルアクリレート、イソ ボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリレート類、アルカンジオー ルジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導体類、及びそれらの混合物 からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレート化またはメタクリレート 化化合物約５重量％から約５０重量％、光開始剤約１重量％から約５重量％、放 射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる官能化シリコーン化合物約０．１重量％か ら約１重量％、並びにシリコーン相溶化剤約０．２５重量％から約１重量％を含 有するものである請求項１６記載の被覆光ファイバー。 １９． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、官能化シリコーン化合物を 約０．１重量％から約１重量％と、シリコーン相溶化剤を約０．２５重量％から 約１重量％とを含有する請求項１７記載の被覆光ファイバー。 ２０． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の少なくとも１つのアクリレ ート化若しくはメタクリレート化化合物が、ヘキサンジオールジアクリレートま たはジメタクリレートを含有する請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２１． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の少なくとも１つのアクリレ ート化またはメタクリレート化化合物が、ヘキサンジオールジアクリレートとイ ソボルニルアクリレートとの混合物を含有する請求項１６記載の被覆光ファイバ ー。 ２２． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の光開始剤が、ヒドロキシシ クロヘキシルフェニルケトンを含有する請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２３． 放射線硬化性液状コーティング組成物中の光開始剤が、アシルホスフ ィンオキシド化合物を含有する請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２４． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、官 能基を含む請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２５． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、反 応性基を含む請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２６． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、ア クリレート基を含む請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２７． 放射線硬化性液状コーティング組成物中のシリコーン相溶化剤が、ポ リエステル変性ポリジメチルシロキサンを含有する請求項１６記載の被覆光ファ イバー。 ２８． 放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる官能化シリコーン化合物が、 アクリレート化シリコーン類、メタクリレート化シリコーン類、メルカプト官能 性シリコーン類、ビニルシリコーン類、及びこれらの混合物からなる群より選ば れる請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ２９． 放射線硬化被膜の摩擦係数を減少させる官能化シリコーン化合物が、 アクリレート化シリコーン類を含有する請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ３０． 液状コーティング組成物が、蒸留水を基準として約０．０２未満の５ ００ｎｍでのＵＶ吸光度を示す請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ３１． 被膜が外側第二被膜であって、ガラス光ファイバー上の第一被膜上に 装着されている請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ３２． 放射線硬化性液状コーティング組成物が、分子当り２より大きいアク リレートまたはメタクリレート基を持つ追加のアクリレート化若しくはメタクリ レート化化合物をさらに含有する請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ３３． 追加のアクリレート化若しくはメタクリレート化化合物が、トリメチ ロールプロパントリアクリレート、そのアルコキシル化誘導体、グリセロールア ルコキシトリアクリレート類、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレートトリア クリレート、またはそれら の混合物である請求項１６記載の被覆光ファイバー。 ３４． 放射線硬化被膜を形成するための放射線硬化性液状コーティング組成 物において、少なくとも１つの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、イソボ ルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリ レート類、アルカンジオールジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導 体類、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレー ト化またはメタクリレート化化合物、光開始剤、並びに放射線硬化被膜の摩擦係 数を減少させる少なくとも１つのシリコーン相溶化剤を含有し、該液状コーティ ング組成物が蒸留水を基準として約０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を 示すことを特徴とする放射線硬化性液状コーティング組成物。 ３５． 放射線硬化被膜を形成するための放射線硬化性液状コーティング組成 物において、少なくとも１つの脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマー、イソボ ルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、アルカンジオールジアクリ レート類、アルカンジオールジメタクリレート類、それらのアルコキシル化誘導 体類、及びそれらの混合物からなる群より選ばれる少なくとも１つのアクリレー ト化またはメタクリレート化化合物、光開始剤、放射線硬化被膜の摩擦係数を減 少させる少なくとも１つの官能化シリコーン化合物、並びに少なくとも１つのシ リコーン相溶化剤を含有し、該液状コーティング組成物が蒸留水を基準として約 ０．０４未満の５００ｎｍでのＵＶ吸光度を示すことを特徴とする放射線硬化性 液状コーティング組成物。