JP2014118319A - 光ファイバー被覆用樹脂組成物、光ファイバー素線および光ファイバー素線の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光ファイバー被覆用樹脂組成物は、実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いて作製されたウレタンアクリレートオリゴマーを含む。
【選択図】なし
Description
本発明の一実施の形態において、光ファイバー被覆用樹脂組成物は、実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いて作製されたウレタンアクリレートオリゴマーを含む。
ウレタンアクリレートオリゴマーは、ポリオールと、ポリイソシアネートと、末端にラジカル重合性不飽和基と水酸基とを含有する化合物から合成される。
本発明の一実施の形態において、ポリオールとして、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドなど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などから選択される2種以上の共重合体であるジオール型ポリプロピレングリコールを用いる。
本発明の一実施の形態において、光ファイバー被覆用樹脂組成物は、前記ジオール型ポリプロピレングリコール以外のポリオールを用いて作製されたウレタンアクリレートオリゴマーを含むことができる。この場合、ポリオールとしては、多塩基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−バレロラクトンなど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、ブチレンオキシドなど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など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ブタジエンポリオール、水添ポリブタジエンポリオールなどが挙げられる。
光ファイバー被覆用樹脂組成物は、ラジカル重合性モノマーを含むことができる。ラジカル重合性モノマーは、光ファイバー被覆用樹脂組成物を特定粘度に調整し、ファイバーのガラス心材への塗工適性を最適にすることができる。
光ファイバー被覆用樹脂組成物は、光重合開始剤を含むことができる。光重合開始剤としては、従来公知のものが使用可能である。たとえば、ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド、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、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、ベンゾフェノンおよ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、ベンジルおよびベンジル誘導体、ベンゾインおよ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、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、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、などが挙げられる。
光ファイバー被覆用樹脂組成物は、公知のシランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤としては、たとえば、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などのエポキシ基含有シランカップリング剤、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などのメルカプト基含有シランカップリング剤が挙げられる。
光ファイバー被覆用樹脂組成物は、ヒンダードアミン系光安定剤を含むことができる。ヒンダードアミン系光安定剤としては、従来公知のものが使用可能であるが、たとえば、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、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などが挙げられる。
光ファイバー被覆用樹脂組成物は、上記の成分以外に、ヒドロキノン、メトキノンなどの重合禁止剤、ヒンダードフェノール系などの酸化防止剤、亜燐酸エステル系の脱色剤、シリコーンオイルなどの消泡剤、離型剤、レベリング剤、顔料などを含むことができる。特に、酸化防止剤を添加すると光ファイバーの耐久性を高めるので好ましい。
本発明の一実施の形態において、光ファイバー素線は本発明の光ファイバー被覆用樹脂組成物を硬化して得られる被覆層を備える。
本発明の一実施の形態において、光ファイバー素線の製造方法は、実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いてウレタンアクリレートオリゴマーを作製する工程(以下、ウレタンアクリレートオリゴマー作製工程ともいう)と、ウレタンアクリレートオリゴマーを含む光ファイバー被覆用樹脂組成物を光ファイバーに塗布する工程(以下、塗布工程ともいう)と、光ファイバー被覆用樹脂組成物を硬化する工程(以下、硬化工程ともいう)とを含む。
初めに、実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いてウレタンアクリレートオリゴマーを作製する。
次に、得られたウレタンアクリレートオリゴマーと他の配合成分とを公知の方法により混合して、光ファイバー被覆用樹脂組成物を作製する。次に、該光ファイバー被覆用樹脂組成物を光ファイバーに通常の方法により塗布する。なお、塗布後に、さらにセカンダリ樹脂を塗布しても良い。
次に、塗布した光ファイバー被覆用樹脂組成物を硬化して、被覆層を作製する。硬化は熱や放射線を照射することによって行うことができる。硬化のための照射光源としては低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、電子線などを用いることができる。
撹拌機を備えた反応容器に、市販のジオール型ポリプロピレングリコール(1)(表1中、PPG(1)600g(0.3モル)(旭硝子(株)社製のPPGエクセノール、実質官能基数1.90、重量平均分子量2000、不純物の最大分子量1000)、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)69.6g(0.4モル)、ジブチル錫ジラウレート0.1gを仕込み、攪拌しながら昇温し85℃に保った。85℃になって5時間後、メトキノン0.2g、2,6−ジターシャリブチル−4−メチルフェノール0.02g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)23.2g(0.2モル)を加え、さらに85℃で4時間反応させ、ウレタンアクリレートオリゴマー(A)を得た。
ジオール型ポリプロピレングリコール(1)に代えてジオール型ポリプロピレングリコール(2)(表1中、PPG(2))600g(0.3モル)(旭硝子(株)社製のPPGプレミノール、実質官能基数1.95、重量平均分子量2000、不純物の最大分子量1000)を用いたほかは、ウレタンアクリレートオリゴマー(A)と同様の方法でウレタンアクリレートオリゴマー(B)を得た。
撹拌機を備えた反応容器に、市販のジオール型ポリプロピレングリコール(4)(表1中、PPG(4))640g(0.2モル)(旭硝子(株)社製のPPGプレミノール、実質官能基数1.90、重量平均分子量3200、不純物の最大分子量1500)、2,4−トリレンジイソシアネート(TDI)52.2g(0.3モル)、ジブチル錫ジラウレート0.1gを仕込み、攪拌しながら昇温し85℃に保った。85℃になって5時間後、メトキノン0.2g、2,6−ジターシャリブチル−4−メチルフェノール0.02g、2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)23.2g(0.2モル)を加え、さらに85℃で4時間反応させ、ウレタンアクリレートオリゴマー(C)を得た。
ジオール型ポリプロピレングリコール(4)に代えてジオール型ポリプロピレングリコール(3)(表1中、PPG(3))640g(0.2モル)(旭硝子(株)社製のPPGエクセノール、実質官能基数1.80、重量平均分子量3200、不純物の最大分子量1500)を用いたほかは、ウレタンアクリレートオリゴマー(C)と同様の方法でウレタンアクリレートオリゴマー(D)を得た。
(注2)HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
(樹脂組成物の作製)
得られたウレタンアクリレートオリゴマーと、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と、光重合開始剤(ルシリンTPO、ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド)と、シランカップリング剤(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)とを、表2に示す配合に従って混合し、樹脂組成物を得た。
得られた樹脂組成物を外径125μmのガラス素線に塗布し、さらに、第2層(セカンダリ)用の市販ポリウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂を塗布した後、紫外線を照射して、プライマリ層およびセカンダリ層を有する外径250μmの光ファイバ素線を作製した。
得られた樹脂組成物および光ファイバ素線を用いて、以下の評価を行った。
光ファイバ素線のプライマリ層のヤング率をPOM法により測定した。
初めに、樹脂組成物を250ミクロン厚用のアプリケーターを用いてガラス板上に塗布した。これに、窒素気流下で10mJ/cm2または1000mJ/cm2エネルギーの紫外線を照射して試験片を得た。
原料のコストについて従来法の原料コストと比較して同等以下の場合をA、従来よりも上昇した場合をBと表示した。
(注4)光重合開始剤:ルシリンTPO(BASF社製のアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤、ジフェニル(2,4,6−トリメトキシベンゾイル)ホスフィンオキシド)
(注5)シランカップリング剤:γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン
<評価結果>
実施例1〜3は、光ファイバ素線のプライマリ層のヤング率が十分に低減されており、硬化性も良好であった。
Claims (5)
- 実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いて作製されたウレタンアクリレートオリゴマーを含む、光ファイバー被覆用樹脂組成物。
- 前記ジオール型ポリプロピレングリコール中の不純物の分子量が1500以下である、請求項1に記載の光ファイバー被覆用樹脂組成物。
- さらにラジカル重合性モノマーを含む、請求項1に記載の光ファイバー被覆用樹脂組成物。
- 光ファイバーと、請求項1に記載の光ファイバー被覆用樹脂組成物を硬化して得られる被覆層とを備える光ファイバー素線。
- 実質官能基数が1.85以上2.0以下かつ重量平均分子量が1,000以上5,000以下のジオール型ポリプロピレングリコールを用いてウレタンアクリレートオリゴマーを作製する工程と、
前記ウレタンアクリレートオリゴマーを含む光ファイバー被覆用樹脂組成物を光ファイバーに塗布する工程と、
前記光ファイバー被覆用樹脂組成物を硬化する工程とを含む、
光ファイバー素線の製造方法。
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