JP2003212609A - 光ファイバー被覆用樹脂組成物及びそれを用いた光ファイバー - Google Patents
光ファイバー被覆用樹脂組成物及びそれを用いた光ファイバーInfo
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Abstract
強度を長期間維持しうる単層被覆用あるいは1次被覆用
の光ファイバー被覆用樹脂組成物、およびそれを用いた
光ファイバーを提供する。特に、高温高湿雰囲気下でも
初期の特性を保持しうる湿熱耐久性に優れた単層被覆用
あるいは1次被覆用の光ファイバー被覆用樹脂組成物、
およびそれを用いた光ファイバーを提供する。更に、同
一製品ロット間における湿熱耐久性のばらつきを発生さ
せない単層被覆用あるいは1次被覆用の光ファイバー被
覆用樹脂組成物、およびそれを用いた光ファイバーを提
供する。 【解決手段】 ラジカル重合性化合物(A)、カップリ
ング剤(B)及び0.03〜2質量%の水(C)を含有
する光ファイバー被覆用樹脂組成物を用いる。
Description
ラス心材と直に接する単層被覆用、あるいは1次被覆用
の光ファイバー被覆用樹脂組成物及び該組成物の硬化物
で被覆された光ファイバー心線に関する。
送媒体として実用化され、現在、光ファイバーケーブル
による広帯域情報通信網が建設されつつある。光ファイ
バーには、導波ガラスに紫外線等の放射線硬化型樹脂に
よる1次被覆層および2次被覆層を施した2層被覆構造
のものと、単層の被覆層を施した単層被覆構造の形態の
ものがある。
被覆層は、通常、ヤング率が0.01から1.0kg/
mm2の柔軟な被覆層であり、2次被覆層は、通常、2
0から200kg/mm2の比較的堅い被覆層である。
また、単層被覆構造における被覆層は、ヤング率が0.
5から数10kg/mm2の被覆層である。1次被覆層
は、ちり、ホコリ、あるいは湿気から、導波路であるガ
ラスを保護し、ガラスの破断を防止すること、また、光
ファイバーの外部からかかる力により、ガラスが微少変
形(マイクロベンド)をおこして光の伝送損失が発生す
ることを防止する役割を持っている。
を塗工し、該組成物の硬化膜により被覆した光ファイバ
ーが、伝送損失を発生せず、破断強度を長期間維持する
ための十分な保護作用を有することが求められている。
特に、実際の光ファイバーが敷設される環境において
も、光の伝送特性やファイバーの破断強度を長期に亘り
維持するための耐久性を光ファイバーに対し付与するこ
とが要求されており、中でも、高温高湿雰囲気下におけ
る耐久性が重要である。以下、このような特性を「湿熱
耐久性」と記載する。
は、同一の光ファイバー被覆用樹脂組成物を用いて、同
一の製品を複数回、繰り返し製造する場合がある。その
ような場合には、各製品ロット間の特性にばらつきが生
じないように製造することが必要である。しかしなが
ら、現実には、原料ロット間の不純物含有量のばらつ
き、塗工条件のばらつき、温度・湿度等の変動により、
製造される光ファイバーの特性がかなり変動してしま
う。このような製品ロット間の特性変動を起こさないた
めの工夫も光ファイバー被覆用樹脂組成物に対して求め
られている。特に、このような特性変動は高温高湿下に
置かれた場合に顕著であり、同一製品ロット間での「湿
熱耐久性」の向上及びばらつきの解消も光ファイバー被
覆用樹脂組成物を設計する上で重要な項目である。
改善するために、従来から種々の技術が検討されてきて
いる。例えば、特開昭59−92947号や特公平6−
13665号においては、特定のポリアルコキシシラン
を含有する光ファイバー被覆用樹脂組成物が開示されて
いる。しかしながら、これらの技術においても高温高湿
雰囲気下で光ファイバーの破断強度を安定的に維持させ
る技術が不十分である。また、単にポリアルコキシシラ
ンを含有するのみでは、上記の同一製品ロット間での特
性変動を抑えることができず、したがって、これまでの
技術においては、光ファイバーのガラス心材と直に接す
る単層被覆用、あるいは1次被覆用の光ファイバー被覆
用樹脂組成物として、現在要求されている特性を十分に
満足するものは得られていない。
ァイバーの伝送損失を発生させず、破断強度を長期間維
持しうる単層被覆用あるいは1次被覆用の光ファイバー
被覆用樹脂組成物、およびそれを用いた光ファイバーを
提供することにある。特に、高温高湿雰囲気下でも初期
の特性を保持しうる湿熱耐久性に優れた単層被覆用ある
いは1次被覆用の光ファイバー被覆用樹脂組成物、およ
びそれを用いた光ファイバーを提供することにある。更
に、同一製品ロット間における湿熱耐久性のばらつきを
発生させない単層被覆用あるいは1次被覆用の光ファイ
バー被覆用樹脂組成物、およびそれを用いた光ファイバ
ーを提供することにある。
な状況に鑑み上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、
カップリング剤と一定量の水を含有する光ファイバー被
覆用樹脂組成物を用いることにより、前記課題を解決す
ることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわ
ち、本発明は、ラジカル重合性化合物(A)、カップリ
ング剤(B)及び0.03〜2質量%の水(C)を含有
する光ファイバー被覆用樹脂組成物を提供するものであ
る。
本発明のラジカル重合性化合物(A)とは、末端にビニ
ル基、アクリル基、メタクリル基等重合性不飽和基を有
する化合物であり、比較的高分子量のラジカル重合性オ
リゴマー(A1)と比較的低分子量のラジカル重合性モ
ノマー(A2)とがある。ラジカル重合性オリゴマー
(A1)としては、従来公知のものが使用可能である
が、ポリオール(a1)、ポリイソシアネート(a
2)、及び同一分子内に重合性不飽和基と水酸基とを有
する化合物(a3)から合成されるウレタンアクリレー
ト、グリシジルエーテル化合物と(メタ)アクリル酸等
の重合性不飽和基を有するカルボン酸類の反応生成物で
あるエポキシアクリレート、およびビニルエーテルがあ
り、本発明においては、これらを用いることが好まし
い。
酸と多価アルコールを重縮合して得られるポリエステル
ポリオール、ε−カプロラクトン、γ−バレロラクトン
等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポ
リオール、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブ
チレンオキシド等のアルキレンオキシド、テトラヒドロ
フラン、アルキル置換テトラヒドロフラン等の環状エー
テルの重合体またはこれらの2種以上の共重合体である
ポリエーテルポリオール、ポリブタジエンポリオール、
水添ポリブタジエンポリオール、ポリカーボネートジオ
ール等が挙げられる。
は、トリレンジイソシアネート、4,4´−ジフェニル
メタンジイソシアネート、水添4,4´−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、
水添キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,5−
ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネー
ト、p−フェニレンジイソシアネート、トランスシクロ
ヘキサン1,4−ジイソシアネート、リジンジイソシア
ネート、テトレメチルキシレンジイソシアネート、リジ
ンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデ
カントリイソシアネート、1,8−ジイソシアネート−
4−イソシアネートメチルオクタン、1,3,6−ヘキ
サメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリ
イソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシア
ネート、ノルボルネンジイソシアネート等のポリイソシ
アネートが挙げられる。
基とを有する化合物(a3)としては、例えば、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ
プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−
フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メ
タ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチル
フタル酸、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレ
ート、3−アクリロイルオキシグリセリンモノ(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレ
ート、2−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロキシ−3
−(メタ)アクリロキシプロパン、グリセリンジ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ポリε−カプロラクトンモノ(メ
タ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アク
リレート、ε−カプロラクトンモノ(メタ)アクリレー
ト等が挙げられる。
性不飽和基と水酸基とを有するイソシアヌル酸誘導体も
有用である。このようなイソシアヌル酸誘導体として
は、例えば、イソシアヌル酸にγ−ブチロラクトン、γ
−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラ
クトン、D−グルコノ−1,4−ラクトン、1,10−
フェナントレンカルボラクトン、4−ペンテン−5−オ
リド、12−ドデカノリド等のラクトン類、あるいはエ
チレンオキシド、プロピレンオキシド等のアルキレンオ
キシドやテトラヒドロフラン等の環状エーテルを付加さ
せ、生じた水酸基を1モル以上残す当量比で(メタ)ア
クリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等の重合性不飽
和基を有するカルボキシル化合物を脱水縮合あるいはエ
ステル交換反応により反応させたものが通常用いられ
る。
性オリゴマーとしては、数平均分子量が400から20
000のポリオールを用いたものが好ましく、中でも数
平均分子量が2000から12000のポリオールを用
いたウレタンアクリレートが、ヤング率が低く、ガラス
との密着力が高く、更に湿熱耐久性に優れた光ファイバ
ー被覆陽樹始祖生物が得られ、特に好ましい。また、上
記のポリイソシアネート(a2)としては、数平均分子
量500未満のポリイソシアネートを用いるのが好まし
い。そのようなポリイソシアネートを用いると、粘度が
低い光ファイバー被覆用樹脂組成物を得ることができ
る。
スフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールF
等のビスフェノール類およびフェノール樹脂等の芳香環
を含むポリオールのグリシジルエーテルと(メタ)アク
リル酸の反応生成物であることが好ましい。そのような
エポキシアクリレートを用いることにより、光ファイバ
ー被覆用樹脂組成物のガラスに対する密着性を高くする
ことができる。
は、例えば、上記のラジカル重合性オリゴマーを単独で
用いても、あるいは複数のオリゴマーを混合して用いて
も良い。中でも、プロピレンオキシドの重合体、1,2
−ブチレンオキシドの重合体、プロピレンオキシドとテ
トラヒドロフランの共重合体、1,2−ブチレンオキシ
ドとテトラヒドロフランの共重合体から選択されるポリ
オールのウレタンアクリレートであって、数平均分子量
が2000〜20000、好ましくは4000〜150
00のものが、粘度が低く、ガラスへの密着性が高く、
硬化性が高いので好ましい。
重合性モノマー(A2)としては、従来公知のものが使
用可能であるが、例えば、水酸基を含む化合物に(メ
タ)アクリル酸がエステル化反応で結合した構造の化合
物等が挙げられる。そのような化合物の中で、単官能の
化合物としては、例えば、メトキシエチレングリコール
(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコー
ル(メタ)アクリレート、β−(メタ)アクリロイルオ
キシエチルハイドロゲンフタレート、β−(メタ)アク
リロイルオキシエチルハイドロゲンサクシネート、ノニ
ルフェノキシエチル(メタ)アクリレート、3−クロロ
−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、フェ
ノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシポリエ
チレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリ
エチレングリコール(メタ)アクリレート、β−(メ
タ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレー
ト、β−(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロ
ゲンサクシネート、ブトキシポリエチレングリコール
(メタ)アクリレート、アルキル(メタ)アクリレー
ト、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、テトラヒド
ロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メ
タ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロ
キシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−
3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−
(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエ
チルフタル酸、3−アクリロイルオキシグリセリンモノ
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)
アクリレート、2−ヒドロキシ−1−(メタ)アクリロ
キシ−3−(メタ)アクリロキシプロパン、ポリプロピ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリε−カプ
ロラクトンモノ(メタ)アクリレート、ジアルキルアミ
ノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)ア
クリレート、モノ[2−(メタ)アクリロイルオキシエ
チル]アッシドホスフェート、トリフロロエチル(メ
タ)アクリレート、2,2,3,3−テトラフロロプロ
ピル(メタ)アクリレート、2,2,3,4,4,4−
ヘキサフロロブチル(メタ)アクリレート、パーフロロ
オクチルエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテ
ニルオキシアルキル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル
(メタ)アクリレート、トリシクロデカニルオキシエチ
ル(メタ)アクリレート、イソボルニルオキシエチル
(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)アクリレー
ト、等が挙げられる。
ニルピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルカプ
ロラクタム、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルカル
バゾール、等のビニル化合物もある。
としては、例えば、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシ
プロピル−2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオ
ネートのジ(メタ)アクリレート、エチレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)
アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)ア
クリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキ
シピバリン酸ネオペンチルグリコールのジ(メタ)アク
リレート、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物
のジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのプロピ
レンオキシド付加物のジ(メタ)アクリレート、2,
2′−ジ(ヒドロキシプロポキシフェニル)プロパンの
ジ(メタ)アクリレート、2,2′−ジ(ヒドロキシエ
トキシフェニル)プロパンのジ(メタ)アクリレート、
トリシクロデカンジメチロールのジ(メタ)アクリレー
ト、2,2′−ジ(グリシジルオキシフェニル)プロパ
ンの(メタ)アクリル酸付加物等が挙げられる。
ー(A2)としては、例えば、トリメチロールプロパン
トリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ
(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ
(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ
(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ
(メタ)アクリレート、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレートのトリ(メタ)アクリレート、ト
リス(ヒドロキシプロピル)イソシアヌレートのトリ
(メタ)アクリレート、トリメリット酸のトリ(メタ)
アクリレートと、トリアリルトリメリット酸、トリアリ
ルイソシアヌレート等が挙げられる。
モノマー(A2)の2種以上を、または単官能と2官能
以上のラジカル重合性モノマー(A2)とを組み合わせ
て使用すると、低温特性、硬化性に優れ、好ましい。中
でも単独重合体のTgが20℃以下の単官能のラジカル
重合性モノマー(A2)と単独重合体のTgが50℃以
上の単官能のラジカル重合性モノマー(A2)を併用す
ると、光ファイバーの湿熱耐久性に優れ、特に好まし
い。
ラジカル重合性モノマー(A2)としては、ラウリルア
クリレート、イソデシルアクリレート、イソステアリル
アクリレート、ラウリルアルコールエトキシアクリレー
ト、エポキシステアリルアクリレート、2−(1−メチ
ル−4−ジメチル)ブチル−5−メチル−7−ジメチル
オクチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレー
ト、フェノキシエトキシエチルアクリレート、フェノー
ルポリアルコキシアクリレート、ノニルフェノキシエチ
ルアクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド
変性アクリレート、ノニルフェノールポリプロピレンオ
キサイド変性アクリレート、ブトキシポリプロピレング
リコールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアルコ
ールラクトン変性アクリレート、ラクトン変性2−ヒド
ロキシエチルアクリレート、2−エチルヘキシルカルビ
トールアクリレート等が挙げられる。
ラジカル重合性モノマー(A2)としては、ジシクロペ
ンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル
(メタ)アクリレート、ボルニル(メタ)アクリレー
ト、イソボルニル(メタ)アクリレート、N−ビニル−
2−ピロリドン、N−ビニルピリジン、モルホリン(メ
タ)アクリレート、N−ビニルカプロラクタム、ビニル
カルバゾール、ビニルホルムアミド等がある。
性モノマー(A2)は、単独重合体のTgが50℃以上
の単官能のラジカル重合性モノマー(A2)と併用する
ことによりガラスとの密着性あるいは硬化性を向上させ
るものであり、併用することが好ましい。そのようなも
のとしては、例えば、2−ヒドロキシ−3−フェノキシ
プロピルアクリレート、アクリル酸ダイマー、ω−カル
ボキシ−ポリカプロラクトンモノアクリレート、テトラ
ヒドロフルフリルアクリレート、ヒドロキシエチルアク
リレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキ
シブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジ
シクロペンテニルオキシアルキルアクリレート、ジシク
ロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリ
レート、トリシクロデカニルオキシエチルアクリレー
ト、イソボルニルオキシエチルアクリレート等のアクリ
レート類、アクリロイルモルホリン、ダイアセトンアク
リルアミド等のアクリルアミド類、N−ビニルピロリド
ン、N−ビニルカプロラクタム等のN−ビニルアミド
類、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ラウリルビニル
エーテル等のビニルエーテル類、クロルフェニルマレイ
ミド、シクロヘキシルマレイミド、ラウリルマレイミド
等のマレイミド類を挙げることができる。
は、全組成物に対し20〜90質量%用いるのが好まし
く、中でも、30〜80質量%用いるのがより好まし
い。この範囲にすることにより、本発明の光ファイバー
被覆用樹脂組成物の粘度を低く抑えながら、高速硬化性
を良好にすることができ、また、硬化膜を強靱にするこ
とができる。
2)は、本発明の光ファイバー用樹脂組成物の粘度を下
げるために有効であり、全組成物5〜70質量%を含有
させることが好ましい。中でも、10〜60質量%含有
するものがより好ましい。この範囲にすることにより、
本発明の光ファイバー被覆用樹脂組成物の粘度を低く抑
えながら、高速硬化性を良好にすることができ、また、
硬化膜を強靱にすることができる。
は、ガラス表面のSi−OH基と反応しうる基を含有す
る化合物である。そのような化合物としては、例えば、
シラン系のカップリング剤、アルミニウム系のカップリ
ング剤、チタネート系のカップリング剤、あるいはジル
コニウム系のカップリング剤等がある。本発明において
は、それらの中で、いずれの化合物も使用することがで
きるが、アルコキシシリル基を1つ以上含む化合物を用
いることが好ましい。アルコキシシリル基としては、ト
リメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジ
メトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、トリス
(βメトキシエトキシ)シリル基等がある。特に、トリ
メトキシシリル基、あるいはトリエトキシシリル基を含
むカップリング剤を使用すると、それを含有する光ファ
イバー被覆用樹脂組成物の放置安定性が良好となり、ま
た、光ファイバーの初期破断強度を長期間保持すること
ができる。本発明の光ファイバー被覆用樹脂組成物に特
に適したカップリング剤(B)としては、アルコキシシ
リル基とアルコキシシリル基以外の反応性基を持つシラ
ンカップリング剤(B−1)とアルコキシシリル基以外
の反応性基を有さないシランカップリング剤(B−2)
がある。
は、例えば以下の化合物が挙げられる。 ・ビニル基含有シラン:例えば、ビニルトリメトキシシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメ
トキシエトキシ)シラン等。 ・エポキシ基含有シラン:例えば、β−(3,4エポキ
シシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリエトキシシラン等。 ・メタクリロキシ基又はアクリロキシ基含有シラン:例
えば、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
クリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アク
リロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アクリ
ロキシプロピルトリエトキシシラン等。 ・アミノ基含有シラン:例えば、γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、N−β(ア
ミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、3−4,5−ジヒドロイミ
ダゾロ−1−イル−プロピルトリエトキシシラン、N−
[2−(ビニルベンジルアミノ)エチル]−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N,N’−ビス[3−
(トリメトキシシリル)プロピル]エチレンジアミン、
等。 ・メルカプト基含有シラン:例えば、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメ
トキシシラン等。 ・イソシアネート基含有シラン:例えば、γ−イソシア
ナトプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアナトプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアナトプロピル
メチルジメトキシシラン等。
は、テトラメチルオルソシリケート、テトラエチルオル
ソシリケート、メチルトリメトキシシラン、プロピルト
リメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等があ
る。又、イソシアネート基を持つオリゴマー又はポリマ
ーに、アミノ基含有シランを反応させた化合物、水酸基
を持つオリゴマー又はポリマーに、イソシアネート基含
有シランを反応させた化合物、エポキシ基を持つオリゴ
マー又はポリマーに、アミノ基含有シランを反応させた
化合物、カルボン酸基を持つオリゴマー又はポリマー
に、アミノ基含有シラン又はエポキシ基含有シランを反
応させた化合物、ラジカル重合性モノマーとメタクリロ
キシ基又はアクリロキシ基含有シランのラジカル共重合
体等がある。
ては、メルカプト基含有シランあるいはエポキシ基含有
シランを用いると、温水雰囲気下の光ファイバーの強度
維持(温水耐久性)と被覆層の除去性(被覆除去性)が
共に良好となり、好ましい。エポキシ基含有シランは、
温水耐久性を上げるのに効果があるが、特に、メルカプ
ト基含有シランは、両方の特性を共に満足させるために
有効である。メルカプト基含有シランは単独で用いても
良いが、エポキシ基含有シランと併用することが、より
好ましい。また、メルカプト基含有シラン、とエポキシ
基含有シランは、それぞれ、2種以上の同系のシランを
併用しても良い。
質量%に対し、0.01〜2質量%、好ましくは0.0
4〜1質量%使用することが好ましい。0.01質量部
より少ないと、温水雰囲気下、ジェリー浸漬下におい
て、光ファイバーの強度が低下しやすい(温水耐久性、
耐ジェリー性が劣る)。2質量%より多く添加すると、
光ファイバーを接続する際、被覆層の除去が困難となり
易く(被覆除去性が悪い)、また硬化性が低下する等の
障害が生じやすくなる。
の、精製されていないものいずれでも良いが、多量に不
純物を含むものは、光ファイバーの強度を低下させるの
で好ましくない。水(C)の含有割合は、本発明の光フ
ァイバー被覆用樹脂組成物全体に対し0.03〜2質量
%、好ましくは0.08〜2質量%、特に好ましくは
0.1〜1.5質量%である。この範囲にすることによ
り高温高湿雰囲気下でも十分な強度を安定して保持する
ことができる。また、特に上記の範囲内であっても、カ
ップリング剤(B)の使用量に応じて、カップリング剤
(B)中に存在する水と反応しうる官能基の当量以上の
水を含有させることが好ましい。水が0.03質量%未
満では、高温高湿雰囲気下で十分な光ファイバー強度を
安定して保持することができず、2質量%を超えると、
光ファイバーの破断強度が低下する。水(C)は、本発
明の光ファイバー被覆用樹脂組成物を配合する際に添加
するのが最も好ましいが、水分含有率の高い原料を用い
たり、塗布工程中等において高湿度雰囲気に暴露するこ
とにより上記範囲の含有量となるように調製して、光フ
ァイバーに塗布しても構わない。
(D)を添加しても構わない。塩基性物質(D)として
は、従来公知のものが使用可能であるが、例えば、以下
のものを用いることができる。 ・ラジカル重合性を持たないアミン類:例えば、ラウリ
ルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン等のアル
キル1級アミン、ジオレイルアミン等のアルキル2級ア
ミン、ジメチルラウリルアミン等のアルキル3級アミ
ン、オレイルプロピレンジアミン等のアルキルジアミ
ン、N−メチルモルフォリン、N−エチルモルフォリン
等のモルフォリン類等。 ・ラジカル重合性基を持ったアミン類:例えば、ジメチ
ルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノ
エチル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリ
ン等。 ・光増感剤として有用な芳香族アミン類:例えば、4−
ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安
息香酸エチル(日本化薬社製カヤキュアEPA)、4−
ジメチルアミノ安息香酸イソアミル(日本化薬社製カヤ
キュアDMBI)、安息香酸(2−ジメチルアミノ)エ
チル、4−ジメチルアミノ安息香酸(n−ブトキシ)エ
チル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル
等。 ・光安定化剤として有用なヒンダードアミン類、即ち、
2,2,6,6テトラメチルピペリジル基、又は1−ア
ルキル−2,2,6,6テトラメチルピペリジル基を持
つ化合物:例えば、ビス(1,2,2,6,6−ペンタ
メチル−4−ピペリジル)セパケート、ビス(2,2,
6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セパケート、
2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゼ
ル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,
6−ペンタメチル−4−ピペリジル)、コハク酸ジメチ
ル−1−(2−ヒドロキシルエチル)−4−ヒドロキシ
−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、
ポリ〔16−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)
イミノ−1.3.5−トリアジン−2,4−ジイル〕、
〔(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)
イミノ〕ヘキサメチレン〔(2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ピペリジル)イミノ〕〕、1−〔2−〔3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオニルオキシ〕エチル〕−4−〔3−(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニ
ルオキシ〕−2,2,6,6−テトラメチルピペリジ
ン、(ミックスド1,2,2,6,6−ペンタメチル−
4−ピペリジル/トリデシル)−1,2,3,4−ブタ
ンテトラカルボキシレート、ミックスド〔1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル/β,β,β’
−テトラメチル−3,9−〔2,4,8,10−テトラ
オキサスピロ(5,5)ウンデカシ〕ジエチル〕ジエチ
ル1−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレー
ト、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−
ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキ
シレート等。 ・あるいは、例えば、分子量が400〜4000のもの
として、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製チヌビ
ン144(分子量685.0)、チヌビン292(分子
量508.8)、チヌビン123(分子量737.
2)、チヌビン440(分子量435.6)、チヌビン
622LD(分子量3100〜4000)、チヌビン7
65(分子量509)、CHIMASSORB 119
L(分子量2286)、CHIMASSORB 202
0FDL(分子量2600〜3400)、CHIMAS
SORB 944LD(分子量2000〜3100)、
三共株式会社社製サノールLS−770(分子量48
0.7)、サノールLS−2626(分子量722.
1)、サノールLS−744(分子量261.4)、サ
ノールLS−944(分子量>2000)、旭電化工業
(株)社製アデカスタブLA−52(分子量847.
2)、アデカスタブLA−57(分子量791.1)、
アデカスタブLA−62(分子量約900)、アデカス
タブLA−67(分子量約900)、アデカスタブLA
−63(分子量約2000)、アデカスタブLA−68
(分子量約1900)、アデカスタブLA−77(分子
量481)等。 ・ラジカル重合性基をもつヒンダードアミン類として
は、アデカスタブLA−87(分子量225.3)、ア
デカスタブLA−82(分子量239.4)等。 ・ラジカル重合性基を持たず、分子量が400未満のヒ
ンダードアミンとして、2,2,6,6−テトラメチル
−4−ピペリジルアルコール(分子量157)、1−メ
チル−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル
アルコール(分子量171)等。 ・重合禁止剤として有用な芳香族アミン類:例えば、
N,N−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン
等 がある。
0.005〜1質量%、好ましくは0.01〜0.5、
さらに好ましくは0.05〜0.3質量%の範囲で使用
するのが、温水下、高温高湿下での光ファイバーの強度
低下を防止するうえで効果がある。特に、本発明の組成
物のpHが7未満、さらに好ましくは5未満であると最
も効果が高い。この組成物のpHは、イソプロピルアル
コール/イオン交換水:20ml/5mlの混合溶剤に
組成物1gを溶解し、pHメータで測定したものであ
る。
紫外線により硬化させる場合には、必要に応じて、上記
の成分以外に光重合開始剤(E)を更に加えることがで
きる。光重合開始剤(E)としては、従来公知のものが
使用可能であるが、例えば、4−ジメチルアミノ安息香
酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル、アルコキシ
アセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフ
ェノン及びベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸
アルキル、ビス(4−ジアルキルアミノフェニル)ケト
ン、ベンジル及びベンジル誘導体、ベンゾイン及びベン
ゾイン誘導体、ベンゾインアルキルエーテル、2−ヒド
ロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン及びチ
オキサントン誘導体、2,4,6−トリメチルベンゾイ
ルジフェニルフォスフィンオキシド、2−メチル−1−
[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロ
パノン−1、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−
(4−モルホリノフェニル)−ブタノン−1、ビス
(2、6ージメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリ
メチルペンチルホスフィンオキシド等が挙げられる。
キシルフェニルケトン、チオキサントン及びチオキサン
トン誘導体、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェ
ニルフォスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベ
ンゾイルエトキシフェニルフォスフィンオキシド、ビス
(2、6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリ
メチルペンチ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、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]
−2−モルホリノプロパン−1、2−ベンジル−2−ジ
メチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタ
ノン−1、1,7−ビス(アクリジニル)ヘプタン、
3,6−ビス(2−メチル−2−モルホリノプロピオニ
ル)−9−n−オクチルカルバゾール、2,2−ジメト
キシ−2−フェニルアセトフェノンの群から選ばれる1
種または2種類以上の混合系とすると、硬化性が高くな
り、特に好ましい。
全組成物0.1〜10質量%であることが好ましく、特
に、高速硬化性が大きくなることから、0.5〜6質量
%であることがより好ましい。
成物には、上記の成分以外に、ヒドロキノン、メトキノ
ン等の重合禁止剤、ヒンダードフェノール系の酸化防止
剤、紫外線吸収剤、亜燐酸エステル系の脱色剤、シリコ
ーンオイル等の消泡剤、離型剤、レベリング剤料等を添
加しても構わない。
ては、加工性及び光ファイバーの伝送特性を良好にする
ため、組成物及び硬化膜の物性値が以下の範囲になるよ
うに適宜調製するのが好ましい。
ps(25℃、B型粘度計)であることが好ましい。1
000cps以下、10000cps以上では高速での
光ファイバー製造時に外径の変動や硬化膜の破断が生じ
て高速硬化性が悪い。 ・硬化膜のヤング率:硬化物のヤング率は0.01〜
1.0kg/mm2が好ましい。0.01kg/mm2
未満であると、巻き取時に光ファイバーの被覆が破損
し、1.0kg/mm2を越えると伝送特性が悪くな
る。
囲にあることが伝送特性、素線のハンドリング性が良い
ので好ましい。 ・ガラス転移点:−40〜30℃、好ましくは−20℃
〜10℃。 ・−40℃のヤング率:0.1〜4kgf/mm2、好
ましくは1から10kgf/mm2。 ・引張破断強度:0.05kgf/mm2以上、好まし
くは0.2kgf/mm2以上。 ・引張破断伸び:100%以上、好ましくは150%〜
600%の範囲がよい。
が、もとより本発明はこれにより何等限定されるもので
はない。なお、例中の部はすべて質量基準である。 (光ファイバーの製造)表1の組成の1次被覆材、及び
ポリテトラメチレングリコールのウレタンアクリレート
を主成分とする紫外線硬化型樹脂組成物を2次被覆材と
して外径250μmの光ファイバーを線引きして、各実
施例及び比較例の組成物を1次被覆材とする2層被覆構
造の光ファイバーを製造した。なお、光ファイバーの製
造においては、実施例及び比較例の組成物各々につき間
欠的に5回の線引きを行い、合計5ロットの光ファイバ
ーを製造した。 (初期破断強度の測定)各実施例及び比較例の組成物を
1次被覆材として製造した各々5ロットの光ファイバー
から、1ロットあたり25本のサンプルを切り出した。
測定用サンプルの長さは50cmとし、市販の引張試験
器(島津製作所製オートグラフ)を用いて引張速度25
mm/分、測定雰囲気:23℃、50%RHの条件下で
各サンプルの初期破断強度の測定を行った。次に、各ロ
ットから切り出した25本のサンプルの測定値を集計
し、ロット毎の初期破断強度の平均値(ロット毎、25
本の平均値)を求め、それを各ロットの初期破断強度と
した。そして、その中で、初期破断強度の値が最小のロ
ットと最大のロットの値を表1中に示した。また、その
最小値と最大値の平均値も表1中に示した。 (湿熱耐久性の評価)初期破断強度の測定と同様に、各
実施例及び比較例の組成物を1次被覆材として製造した
各々5ロットの光ファイバーを85℃、85%RHの雰
囲気中に30日間放置した。その後、1ロットあたり2
5本の湿熱耐久性評価用のサンプルを切り出し、引張速
度25mm/分、測定雰囲気:23℃、50%RHの条
件下で破断強度を測定した。各ロットから切り出した2
5本のサンプルの測定値を基に、ロット毎の破断強度の
平均値(25本の平均値)を求め、それを各ロットの湿
熱耐久試験後の破断強度とした。そして、その中から、
最小(あるいは最大)の破断強度を示したロットの値を
高温高湿下放置後の破断強度の最小値(あるいは最大
値)として、また、上記の初期破断強度の平均値を用い
て、下記の式により破断強度の残存比率(最小値、最大
値)を計算した。結果を表1中に示した。 破断強度残存比率最小値(最大値)%=(高温高湿下放
置後の破断強度の最小値(あるいは最大値)/初期破断
強度の平均値)×100
トルイレンジイソシアネート、βーヒドロキシアクリレ
ートを公知の方法で等量で反応して得られたウレタンジ
アクリレート 数平均分子量10000のポリプロピレングリコール
にトルイレンジイソシアネート、βーヒドロキシアクリ
レートを公知の方法で等量で反応して得られたウレタン
ジアクリレート ・ラジカル重合性モノマー(A2) :N−ビニルカプロラクタム :ノニルフェニルオキシエチルアクリレート ・カップリング剤(B) :γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン :γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン ・塩基性物質(D) :ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピ
ペリジル)セバケート :ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリ
ジル)セバケート ・光重合開始剤(E) :2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォ
スフィンオキシド・酸化防止剤 :ベンゼンプロパン酸、3,5−ビス(1,1−ジメ
チルエチル)−4−ヒドロキシ、アルキルエステル
失を発生させず、破断強度を長期間維持しうる単層被覆
用あるいは1次被覆用の光ファイバー被覆用樹脂組成
物、およびそれを用いた光ファイバーを提供することが
できる。特に、高温高湿雰囲気下でも初期の特性を保持
しうる湿熱耐久性に優れた単層被覆用あるいは1次被覆
用の光ファイバー被覆用樹脂組成物、およびそれを用い
た光ファイバーを提供することができる。更に、同一製
品ロット間における湿熱耐久性のばらつきを発生させな
い単層被覆用あるいは1次被覆用の光ファイバー被覆用
樹脂組成物、およびそれを用いた光ファイバーを提供す
ることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 ラジカル重合性化合物(A)、カップリ
ング剤(B)及び0.03〜2質量%の水(C)を含有
する光ファイバー被覆用樹脂組成物。 - 【請求項2】 前記水(C)の含有量が0.08〜2質
量%である請求項1記載の光ファイバー被覆用樹脂組成
物。 - 【請求項3】 前記カップリング剤(B)がシランカッ
プリング剤である請求項1または2記載の光ファイバー
被覆用樹脂組成物 - 【請求項4】 前記カップリング剤(B)の含有量が
0.01〜2.0質量%である請求項1、2または3記
載の光ファイバー被覆用樹脂組成物。 - 【請求項5】 更に塩基性物質(D)を含有する請求項
1、2、3および4記載の光ファイバー被覆用樹脂組成
物。 - 【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の組
成物で被覆された光ファイバー。
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