JP2917709B2 - 樹脂組成物およびそれを用いたプラスチッククラッド光ファイバー - Google Patents
樹脂組成物およびそれを用いたプラスチッククラッド光ファイバーInfo
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂組成物およびその
硬化物をクラッドとするプラスチッククラッド光ファイ
バーに関する。本発明の樹脂組成物は、光硬化性、特に
紫外線硬化性である。
硬化物をクラッドとするプラスチッククラッド光ファイ
バーに関する。本発明の樹脂組成物は、光硬化性、特に
紫外線硬化性である。
【0002】
【従来の技術】紫外線硬化型フッ化アクリレートは、樹
脂自体は機械強度に秀れておりかつ低光伝送損失性であ
るので、ポリマークラッド光ファイバーのクラッド材と
して好ましい。しかし、未硬化樹脂をコアガラス上に塗
布した後、紫外線照射によって硬化する際、硬化収縮に
よってコア−クラッド間に隙間が生じ、伝送損失が増加
するばかりでなく、光ファイバーの引張強度の低下を招
く。また、コア−クラッド間の接着力が低い為、コネク
タ付け後に充分なコネクタ引抜強度を得ることができな
い。
脂自体は機械強度に秀れておりかつ低光伝送損失性であ
るので、ポリマークラッド光ファイバーのクラッド材と
して好ましい。しかし、未硬化樹脂をコアガラス上に塗
布した後、紫外線照射によって硬化する際、硬化収縮に
よってコア−クラッド間に隙間が生じ、伝送損失が増加
するばかりでなく、光ファイバーの引張強度の低下を招
く。また、コア−クラッド間の接着力が低い為、コネク
タ付け後に充分なコネクタ引抜強度を得ることができな
い。
【0003】そこで、紫外線硬化時にコアガラスとクラ
ッドポリマーとの間に化学結合を形成し得る化合物とし
て、下記式(A)に示すように、1つの紫外線官能性の基
と、少なくとも1つのアルコキシ基またはハロゲンが結
合したケイ素原子を同一分子内に有する化合物をクラッ
ド形成樹脂組成物に添加することにより上記問題点の解
決を図ろうとすることが特開昭64−24203号公報
に記載されている:
ッドポリマーとの間に化学結合を形成し得る化合物とし
て、下記式(A)に示すように、1つの紫外線官能性の基
と、少なくとも1つのアルコキシ基またはハロゲンが結
合したケイ素原子を同一分子内に有する化合物をクラッ
ド形成樹脂組成物に添加することにより上記問題点の解
決を図ろうとすることが特開昭64−24203号公報
に記載されている:
【化1】 [式中、Zは紫外線照射により紫外線硬化型樹脂と化学
結合を形成し得る官能基を表し、X1〜X3の少なくとも
1つがアルコキシ基またはハロゲンを表し、他の基はア
ルキル基またはフルオロアルキル基を表し、Rは単結合
またはZとSiを結ぶ2価の有機基を表す。]。
結合を形成し得る官能基を表し、X1〜X3の少なくとも
1つがアルコキシ基またはハロゲンを表し、他の基はア
ルキル基またはフルオロアルキル基を表し、Rは単結合
またはZとSiを結ぶ2価の有機基を表す。]。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では硬化後のコアとクラッドとの間の低い接着力の
問題を充分解決できたとはいえなかった。これは、クラ
ッド材に添加する化合物に紫外線硬化型樹脂と化学結合
を形成し得る官能基が1つしか含まれないためと考えら
れる。本発明の目的は、コアとクラッドの間の接着力が
充分に高いプラスチッククラッド光ファイバーを提供す
ることにある。
技術では硬化後のコアとクラッドとの間の低い接着力の
問題を充分解決できたとはいえなかった。これは、クラ
ッド材に添加する化合物に紫外線硬化型樹脂と化学結合
を形成し得る官能基が1つしか含まれないためと考えら
れる。本発明の目的は、コアとクラッドの間の接着力が
充分に高いプラスチッククラッド光ファイバーを提供す
ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルコキシ基
またはハロゲンが結合した少なくとも1つのケイ素原子
と、紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成し得る少なくと
も2つの官能基を同一分子内に有する反応性化合物を含
む樹脂組成物ならびに前記反応性化合物と(メタ)アク
リル酸を含む樹脂組成物を提供する。
またはハロゲンが結合した少なくとも1つのケイ素原子
と、紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成し得る少なくと
も2つの官能基を同一分子内に有する反応性化合物を含
む樹脂組成物ならびに前記反応性化合物と(メタ)アク
リル酸を含む樹脂組成物を提供する。
【0006】本発明は、(A)紫外線硬化型樹脂5〜9
5重量部、(B)アルコキシ基またはハロゲンと結合し
たケイ素原子を少なくとも1つと、紫外線硬化型樹脂と
化学結合を形成し得る官能基を少なくとも2つ同一分子
内に有する反応性化合物0.01〜10重量部を含む樹
脂組成物をクラッド材とし、クラッド材がコアよりも低
い屈折率を有しており、クラッド材がフッ素原子を含む
ことを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバーを
提供する。樹脂組成物が、(C)反応性希釈剤を含み、
成分(A)および(C)の少なくとも1つがフッ素原子
を含むことが好ましい。
5重量部、(B)アルコキシ基またはハロゲンと結合し
たケイ素原子を少なくとも1つと、紫外線硬化型樹脂と
化学結合を形成し得る官能基を少なくとも2つ同一分子
内に有する反応性化合物0.01〜10重量部を含む樹
脂組成物をクラッド材とし、クラッド材がコアよりも低
い屈折率を有しており、クラッド材がフッ素原子を含む
ことを特徴とするプラスチッククラッド光ファイバーを
提供する。樹脂組成物が、(C)反応性希釈剤を含み、
成分(A)および(C)の少なくとも1つがフッ素原子
を含むことが好ましい。
【0007】本発明の樹脂組成物は、反応性化合物およ
び紫外線硬化型樹脂あるいは反応性化合物、(メタ)ア
クリル酸および紫外線硬化型樹脂から成る。反応性化合
物において、アルコキシ基としては、−OCH3、−O
CH2CH3、−OCH2CH2CH3、−OCH2CH2O
CH3が好ましい。またハロゲンとしては塩素が好まし
い。また、紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成し得る官
能基としては、CH2=CHCO−、CH2=C(CH3)
CO−、CH2=C(CF3)CO−、CF2=C(CF3)C
O−、CH2=CH−またはI−が好ましい。
び紫外線硬化型樹脂あるいは反応性化合物、(メタ)ア
クリル酸および紫外線硬化型樹脂から成る。反応性化合
物において、アルコキシ基としては、−OCH3、−O
CH2CH3、−OCH2CH2CH3、−OCH2CH2O
CH3が好ましい。またハロゲンとしては塩素が好まし
い。また、紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成し得る官
能基としては、CH2=CHCO−、CH2=C(CH3)
CO−、CH2=C(CF3)CO−、CF2=C(CF3)C
O−、CH2=CH−またはI−が好ましい。
【0008】反応性化合物の例としては、ジエトキシジ
ビニルシラン、ジメトキシジビニルシラン、3−(N−
アリル−N−メタクリロイル)アミノプロピルトリメト
キシシランなどのモノマー類、および式:
ビニルシラン、ジメトキシジビニルシラン、3−(N−
アリル−N−メタクリロイル)アミノプロピルトリメト
キシシランなどのモノマー類、および式:
【化2】 [式中、R1は水素またはメチル基、Rxは分子内に不飽
和結合を有する炭化水素基、Rfはフルオロアルキル
基、Rは、メチル基、エチル基またはプロピル基、Z
は、単結合、または炭素、水素および酸素から成る2価
の有機基、xは2〜1000の数、yは1〜1000の
数、wは0〜1000の数である。]で示される(メ
タ)アクリレート系重合体を挙げることができる。
和結合を有する炭化水素基、Rfはフルオロアルキル
基、Rは、メチル基、エチル基またはプロピル基、Z
は、単結合、または炭素、水素および酸素から成る2価
の有機基、xは2〜1000の数、yは1〜1000の
数、wは0〜1000の数である。]で示される(メ
タ)アクリレート系重合体を挙げることができる。
【0009】炭素、水素および酸素から成る基Zとして
は、
は、
【化3】 (mおよびnは1〜10の整数)が挙げられる。反応性化合
物の量は、樹脂組成物100重量部に対して、通常、
0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部であ
る。本発明の樹脂組成物は(メタ)アクリル酸を含むこ
とが好ましい。(メタ)アクリル酸は反応性化合物の助
剤として働き、これを添加することによりコアとクラッ
ド間の接着力は更に増大する。(メタ)アクリル酸の量
は、樹脂組成物100重量部に対して0.005〜10
重量部、好ましくは0.05〜5重量部である。0.00
5重量部未満では助剤としての効果は十分でなく、また
10重量部を越えて加えた場合には光ファイバーの透光
性が低下する。
物の量は、樹脂組成物100重量部に対して、通常、
0.01〜10重量部、好ましくは0.1〜5重量部であ
る。本発明の樹脂組成物は(メタ)アクリル酸を含むこ
とが好ましい。(メタ)アクリル酸は反応性化合物の助
剤として働き、これを添加することによりコアとクラッ
ド間の接着力は更に増大する。(メタ)アクリル酸の量
は、樹脂組成物100重量部に対して0.005〜10
重量部、好ましくは0.05〜5重量部である。0.00
5重量部未満では助剤としての効果は十分でなく、また
10重量部を越えて加えた場合には光ファイバーの透光
性が低下する。
【0010】紫外線硬化型樹脂としては、例えば数平均
分子量が5万〜500万(スチレン換算)の下記一般式
で示されるような、エステル側鎖に不飽和結合を有する
(メタ)アクリレート共重合体を挙げることができる:
分子量が5万〜500万(スチレン換算)の下記一般式
で示されるような、エステル側鎖に不飽和結合を有する
(メタ)アクリレート共重合体を挙げることができる:
【化4】 [式中、R1およびR2はそれぞれ水素またはメチル基、
Rfはフルオロアルキル基、Rxは不飽和結合を有する
炭化水素基、xは1〜5000の数、yは1〜5000
の数である。]。
Rfはフルオロアルキル基、Rxは不飽和結合を有する
炭化水素基、xは1〜5000の数、yは1〜5000
の数である。]。
【0011】Rx基としては、ビニル基、アリル基、ア
クリル基、メタクリル基、内部オレフィン等を挙げるこ
とができる。Rf基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−CF3 [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数2〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。
クリル基、メタクリル基、内部オレフィン等を挙げるこ
とができる。Rf基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−CF3 [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数2〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。
【0012】この重合体には耐熱性向上のために第三成
分を共重合させても良い。このような第三共重合成分と
して、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)
アクリレート等を挙げることができる。フッ素原子を含
有する(メタ)アクリレート共重合体としては、例え
ば、式:
分を共重合させても良い。このような第三共重合成分と
して、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペ
ンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)
アクリレート等を挙げることができる。フッ素原子を含
有する(メタ)アクリレート共重合体としては、例え
ば、式:
【化5】 [式中、Rfはフルオロアルキル基、Rはアルキル基、
xは1〜5000の数、yは1〜5000の数、zは1
〜5000の数である。]で示される化合物が好まし
い。Rf基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−CF3 [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数2〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。R
は、炭素数1〜15のアルキル基であることが好まし
い。
xは1〜5000の数、yは1〜5000の数、zは1
〜5000の数である。]で示される化合物が好まし
い。Rf基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−CF3 [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数2〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。R
は、炭素数1〜15のアルキル基であることが好まし
い。
【0013】また、下記一般式で示される様なポリウレ
タンアクリレートを挙げることができる。適当な屈折率
を得るためにこのポリマーもフッ素原子を含有すること
ができる:
タンアクリレートを挙げることができる。適当な屈折率
を得るためにこのポリマーもフッ素原子を含有すること
ができる:
【化6】 あるいは、
【化7】 [式中、R1、R2、R3、R4およびR5は同一または異
なったアルキル基またはフルオロアルキル基、mは0〜
100の数、nは1〜100の数である。]。フルオロア
ルキル基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−(CH2)a− [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数3〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。ア
ルキル基は、炭素数1〜15のアルキル基であることが
好ましい。さらに、(メタ)アクリル化合物やフッ素化
(メタ)アクリル化合物を挙げることができる。紫外線
硬化型樹脂の分子量は、通常、1000〜500万、好
ましくは1000〜100万である。紫外線硬化型樹脂
の量は、紫外線硬化型樹脂と反応性化合物の合計重量1
00重量部に対して、通常、90〜99.995重量%
である。あるいは、紫外線硬化型樹脂の量は、樹脂組成
物100重量部に対して、通常、5〜95重量部、好ま
しくは5〜80重量部である。
なったアルキル基またはフルオロアルキル基、mは0〜
100の数、nは1〜100の数である。]。フルオロア
ルキル基としては、 −(CH2)a−(CF2)b−(CH2)a− [式中、aは1または2、bは2〜6である。]、炭素
数3〜15のパーフルオロアルキル基を例示できる。ア
ルキル基は、炭素数1〜15のアルキル基であることが
好ましい。さらに、(メタ)アクリル化合物やフッ素化
(メタ)アクリル化合物を挙げることができる。紫外線
硬化型樹脂の分子量は、通常、1000〜500万、好
ましくは1000〜100万である。紫外線硬化型樹脂
の量は、紫外線硬化型樹脂と反応性化合物の合計重量1
00重量部に対して、通常、90〜99.995重量%
である。あるいは、紫外線硬化型樹脂の量は、樹脂組成
物100重量部に対して、通常、5〜95重量部、好ま
しくは5〜80重量部である。
【0014】本発明の樹脂組成物は、光重合開始剤をさ
らに含有してもよい。光重合開始剤は、紫外線照射によ
り容易にラジカルを発生する化合物であることが好まし
い。光重合開始剤の例は、ベンゾフェノン、アセトフェ
ノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチル
ケタール、α,α'−アゾビスイソブチロニトリル、ベン
ゾイルパーオキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルア
セトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オンなどである。特に1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ
−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オンが特に好まし
い。光重合開始剤の量は、樹脂組成物100重量部に対
して、通常、0.01〜10重量部、好ましくは0.05
〜5重量部である。
らに含有してもよい。光重合開始剤は、紫外線照射によ
り容易にラジカルを発生する化合物であることが好まし
い。光重合開始剤の例は、ベンゾフェノン、アセトフェ
ノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテ
ル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチル
ケタール、α,α'−アゾビスイソブチロニトリル、ベン
ゾイルパーオキサイド、1−ヒドロキシシクロヘキシル
フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルア
セトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェ
ニルプロパン−1−オンなどである。特に1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ
−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−
メチル−1−フェニルプロパン−1−オンが特に好まし
い。光重合開始剤の量は、樹脂組成物100重量部に対
して、通常、0.01〜10重量部、好ましくは0.05
〜5重量部である。
【0015】樹脂組成物は、コアガラスへ均一に、しか
も薄肉に塗布するため、その粘度が100〜10000
cpsであることが好ましい。樹脂組成物は、粘度を調
整するため、反応性希釈剤を含んでもよい。反応性希釈
剤の例は、(メタ)アクリル化合物である。(メタ)アク
リル化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、シク
ロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどを挙
げることができる。
も薄肉に塗布するため、その粘度が100〜10000
cpsであることが好ましい。樹脂組成物は、粘度を調
整するため、反応性希釈剤を含んでもよい。反応性希釈
剤の例は、(メタ)アクリル化合物である。(メタ)アク
リル化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、シク
ロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ト
リメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどを挙
げることができる。
【0016】反応性希釈剤は、屈折率を調整するために
ふっ素原子を含む(メタ)アクリル化合物であってもよ
い。このようなふっ素化(メタ)アクリル化合物として
は、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフ
ルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオ
ロデシル(メタ)アクリレート、および式:
ふっ素原子を含む(メタ)アクリル化合物であってもよ
い。このようなふっ素化(メタ)アクリル化合物として
は、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフ
ルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオ
ロデシル(メタ)アクリレート、および式:
【化8】 [式中、R1およびR2は水素またはメチル基、xは1〜
2の数、yは2〜6の数である。]
2の数、yは2〜6の数である。]
【化9】 [式中、RはHまたはCH3、nは4〜10の数であ
る。]
る。]
【化10】 [式中、RはHまたはCH3、mは1〜2の数、nは4
〜10の数である。]で示される化合物などを挙げるこ
とができる。反応性希釈剤の量は、樹脂組成物100重
量部に対して、通常、94重量部以下、好ましくは89
重量部以下、より好ましくは20〜89重量部である。
〜10の数である。]で示される化合物などを挙げるこ
とができる。反応性希釈剤の量は、樹脂組成物100重
量部に対して、通常、94重量部以下、好ましくは89
重量部以下、より好ましくは20〜89重量部である。
【0017】樹脂組成物を石英系または光学ガラスから
成るコアの上に、ダイスコーティング法やスプレーコー
ティング法などの方法で塗布し、紫外線などの活性な光
を照射して、硬化してクラッド材を形成することによっ
て、本発明のプラスチッククラッド光ファイバーを製造
することができる。光の照射量は、通常、10〜500
0mJ/cm2である。コアの直径は、通常、10〜1
000μmである。クラッドの厚さは、通常、1〜10
0μm、好ましくは5〜50μmである。
成るコアの上に、ダイスコーティング法やスプレーコー
ティング法などの方法で塗布し、紫外線などの活性な光
を照射して、硬化してクラッド材を形成することによっ
て、本発明のプラスチッククラッド光ファイバーを製造
することができる。光の照射量は、通常、10〜500
0mJ/cm2である。コアの直径は、通常、10〜1
000μmである。クラッドの厚さは、通常、1〜10
0μm、好ましくは5〜50μmである。
【0018】
【実施例】以下に、実施例および比較例を示し、本発明
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
【0019】実施例1〜4ならびに比較例1および2 石英ガラスロッドを外径200μmに線引した直後、表
1に示す組成のクラッド材を塗布し、UV硬化させて、
外径230μmのプラスチッククラッド光ファイバーを
得た。これらのプラスチッククラッド光ファイバーに圧
着式コネクタを取り付けた後のコネクタファイバー間の
25℃における引抜強度は表2の通りであった。
1に示す組成のクラッド材を塗布し、UV硬化させて、
外径230μmのプラスチッククラッド光ファイバーを
得た。これらのプラスチッククラッド光ファイバーに圧
着式コネクタを取り付けた後のコネクタファイバー間の
25℃における引抜強度は表2の通りであった。
【0020】
【表1】
【0021】
【化11】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明によるプラスチッククラッド光フ
ァイバーは、コアとクラッド間の接着力が大きい。した
がって、コネクタ付け後のファイバーの不用意な取り扱
いによるファイバーコネクタ間の引抜きが起こる恐れが
従来のものよりも軽減されている。これは、反応性化合
物中のアルコキシ基またはハロゲンに結合したケイ素原
子がガラスコアと化学結合を形成し、かつ紫外線硬化型
樹脂と化学結合を形成し得る少なくとも2つの官能基が
紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成するためであると考
えられる。
ァイバーは、コアとクラッド間の接着力が大きい。した
がって、コネクタ付け後のファイバーの不用意な取り扱
いによるファイバーコネクタ間の引抜きが起こる恐れが
従来のものよりも軽減されている。これは、反応性化合
物中のアルコキシ基またはハロゲンに結合したケイ素原
子がガラスコアと化学結合を形成し、かつ紫外線硬化型
樹脂と化学結合を形成し得る少なくとも2つの官能基が
紫外線硬化型樹脂と化学結合を形成するためであると考
えられる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 洋 大阪府大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電気工業株式会社大阪製作所内 (56)参考文献 特開 平1−14227(JP,A) 特開 昭63−215707(JP,A) 特開 平3−166206(JP,A) 特開 平3−199217(JP,A) 特開 平3−14589(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/00 - 6/54 C08F 290/00 - 290/14 C08F 299/00 - 299/08 C08F 20/00 - 20/70 C08F 220/00 - 220/70 C08F 30/00 - 30/10 C08F 230/00 - 230/10 G02B 1/00 - 1/12
Claims (3)
- 【請求項1】 (A)紫外線硬化型樹脂5〜95重量
部、(B)アルコキシ基またはハロゲンと結合したケイ
素原子を少なくとも1つと、紫外線硬化型樹脂と化学結
合を形成し得る官能基を少なくとも2つ同一分子内に有
する反応性化合物0.01〜10重量部を含む樹脂組成
物をクラッド材とし、クラッド材がコアよりも低い屈折
率を有しており、クラッド材がフッ素原子を含むことを
特徴とするプラスチッククラッド光ファイバー。 - 【請求項2】 樹脂組成物が、(C)反応性希釈剤を含
み、成分(A)および(C)の少なくとも1つがフッ素
原子を含むことを特徴とする請求項1記載のプラスチッ
ククラッド光ファイバー。 - 【請求項3】 樹脂組成物が、(D)(メタ)アクリル
酸0.005〜10重量部を含むことを特徴とする請求
項1または請求項2記載のプラスチッククラッド光ファ
イバー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4269995A JP2917709B2 (ja) | 1991-10-08 | 1992-10-08 | 樹脂組成物およびそれを用いたプラスチッククラッド光ファイバー |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-260356 | 1991-10-08 | ||
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