JP3888653B2 - Resin composition and cured product - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線硬化性樹脂組成物及びその硬化物に関する、更に詳しくは、光ファイバー用コーティング剤に適する樹脂組成物及びその硬化物に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバーは、無機ガラス系とポリ(メチルメタクリレート)等の合成樹脂系に分けられる。両系とも透明性に富んだ、屈折率の高い芯(コア)部分と屈折率の低い鞘(クラッド)部分から成り立っている。クラッド材として、従来より、屈折率が低いシリコン系化合物やポリフルオロアルキルアクリレート等の含フッ素モノマーの重合体等が提案され、また実施されてきた。例えば、コア材としてポリ(メチルメタクリレート)を用い、クラッド材として、フッ素化アルキル基含有(メタ)アクリレート重合体、または、ポリ(テトラフロロエチレン)ポリ(フッ化ビニリデン/テトラフロロエチレン)、ポリ(フッ化ビニリデン/ヘキサフロロプロピレン)等の含フッ素重合体を用いる方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
含フッ素重合体によりクラッド部分を形成する方法においては、高温の含フッ素重合体の溶融物や溶液を被覆するため、厚みが不均一になり易い。また、種々の外的要因、例えば、屈曲、温度変化等によって層間剥離が生じ易いため耐久性等に問題があった。また、含フッ素重合体の溶融物または溶液を塗布する製造方法においては、クラッド部分の硬化に長時間を要し、また溶液塗布性においては、特に、溶剤を系外に完全に除去する必要から、生産性、安全性、経済性等に欠点がある。一方、コア材としてポリ(メチルメタクリレート)を使用したプラスチックファイバーが使用されているが、性能面で50mが限界であり、コア材としてより透明性の優れたフッ素含有重合体が検討されている。そのためにクラッド材についても従来の屈折率(20℃)1.38〜1.43の要求に対して屈折率(20℃)が1.36以下の性能が要求されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明者らは、鋭意研究の結果、硬化速度が速く、屈折率が低く透明性、可とう性に優れた光伝送用ファイバーのクラッド材に適した樹脂組成物を提供することに成功し本発明を完成した。即ち、本発明は、
(1)フッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)と任意成分として有機ポリイソシアネート(c)の反応物であるウレタンメタクリレート(A)と光重合開始剤(B)を含有することを特徴とする樹脂組成物、
(2)フッ素含有ポリオール(a)がフッ素含有ポリエーテルポリオールまたはフッ素含有ポリエステルポリオールである(1)記載の樹脂組成物、
(3)ウレタンメタクリレート(A)が、フッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させ得られるウレタンメタクリレート(A−1)、またはフッ素含有ポリオール(a)と有機ポリイソシアネート(c)を反応させ、次いで2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させることによって得られるウレタンメタクリレート(A−2)である(1)または(2)記載の樹脂組成物。
(4)光ファイバー用コーティング剤である(1)ないし(3)記載の樹脂組成物、
(5)(1)ないし(4)記載の組成物の硬化物、
(6)屈折率(20℃)が1.36以下である(5)記載の硬化物、
に関する。
【0005】
本発明で使用するウレタンメタクリレート(A)は、フッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)と任意成分として有機ポリイソシアネート(c)の反応物である。具体的には、例えば、フッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させ得られるウレタンメタクリレート(A−1)、あるいは、(a)成分と有機ポリイソシアネート(c)を反応させ、次いで(b)成分を反応させることによって得られるウレタンメタクリレート(A−2)をあげることができる。
【0006】
フッ素含有ポリオール(a)としては、例えばフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1)、フッ素含有アルキルポリオール(a−2)、フッ素含有ポリエステルポリオール(a−3)、フッ素含有ポリε−カプロラクトン変性ポリオール(a−5)等を挙げることができる。
【0007】
フッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1)としては、例えば下記一般式(3)
【0008】
【化1】

Figure 0003888653
【0009】
(式(3)中、m及びnは、それぞれ平均値が0〜10の数であり、p及びqはそれぞれ平均値が1〜20の数である。)
で表される化合物(a−1−1)、具体的には、例えばアウジモント(株)製のFOMBLIN ZDOL(商品名、m及びnが0、p及びqが約10、平均分子量2000、屈折率(20℃)1.298)、FOMBLIN ZDOL TX2000(商品名、m及びnが約2.3、p及びqが約10、平均分子量2200、屈折率(20℃)1.316)、下記一般式(4)
【0010】
【化2】
Figure 0003888653
【0011】
(式(4)中、R3 は水素原子、メチル基又はエチル基であり、m及びnは、それぞれ平均値が0〜10数であり、lは平均値が1〜20で数である。)
で表される化合物(a−1−2)、具体的には例えば、一般式(4)においてm及びnが0でlが1〜20である化合物、一般式(4)においてm及びnが1でR3 が水素原子でlが1〜20である化合物、一般式(4)においてm及びnが1でR3 がメチル基でlが1〜20である化合物、下記一般式(5)
【0012】
【化3】
Figure 0003888653
【0013】
(式(5)中、R3 は水素原子、メチル基又はエチル基であり、m及びnは、それぞれ平均値が0〜10の数であり、lは平均値が1〜20の数である。)
で表される化合物(a−1−3)、具体的には例えば、一般式(5)においてm及びnが0でlが1〜20である化合物、一般式(5)においてm及びnが1でR3 が水素原子でlが1〜20である化合物、一般式(5)においてm及びnが1でR3 がメチル基でlが1〜20である化合物等があげられる。
【0014】
また、上記以外のフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1)として、例えば、下記フッ素含有アルキルポリオール(a−2)とモノエポキシ化合物(例えばエチレンオキサイド、3−(パーフルオロ−n−ブチル)−プロペノキシド等)の反応物(a−1−4)等があげられる。
【0015】
フッ素含有アルキルポリオール(a−2)としては、例えば2,2,3,3−テトラフルオロ−1,4−ブタンジオール、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,5ペンタンジオール、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール、1H,1H,8H,8H−パーフルオロ−1,8オクタンジオール、1H,1H,9H,9H−パーフルオロ−1,9−ノナンジオール、1H,1H,10H,10H−パーフルオロ−1,10−デカンジオール、1H,1H,12H,12H−パーフルオロ−1,12−ドデカンジオール等があげられる。
【0016】
フッ素含有ポリエステルポリオール(a−3)としては、例えばポリオール化合物とフッ素含有多塩基酸又はその無水物との反応物があげられる。ポリオール化合物としては、例えば前記フッ素含有アルキルポリオール(a−2)、フッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1−4)、あるいはエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール等のフッ素原子を含有しないポリオール等があげられる。フッ素含有多塩基酸としては、例えばパーフルオロコハク酸、パーフルオログルタル酸、パーフルオロアジピン酸、パーフルオロ−1,6−ヘキサンジカルボン酸、パーフルオロ−1,7−ヘプタンジカルボン酸、パーフルオロ−1,8−オクタンジカルボン酸、パーフルオロ−1,10−デカンジカルボン酸等があげられる。なお、フッ素含有ポリエステルポリオール(a−3)は、フッ素含有多塩基酸又はその無水物とともに、コハク酸、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のフッ素原子を含有しない多塩基酸又はその無水物を併用して得られる反応物でも良い。
【0017】
フッ素含有ポリε−カプロラクトン変性ポリオール(a−5)としては、例えば前記フッ素含有アルキルポリオール(a−2)、フッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1−4)あるいはフッ素含有ポリエステルポリオール(a−3)とε−カプロラクトン(フッ素原子を含有または含有しない)との反応物等を挙げることができる。
【0018】
より好ましいフッ素含有ポリオール(a)は、屈折率(20℃)が1.29〜1.36の範囲であるポリオールで、例えば一般式(3)で示されるフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1−1)、一般式(4)で示されるフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1−2)及び一般式(5)で示されるフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1−3)等のフッ素含有ポリエーテルポリオール(a−1)やフッ素含有ポリエステルポリオール(a−3)等を挙げることができる。
【0019】
本発明で使用するウレタンメタクリレート(A)の製造に使用される2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)は、市場より容易に入手することができる。例えば、昭和電工(株)製、MOI等があげられる。
【0020】
本発明で使用するウレタンメタクリレート(A−2)の製造に使用される有機ポリイソシアネート(c)としては、例えばイソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキサンメタン−4,4’−ジイソシアネート等のフッ素原子を含有しない有機ポリイソシアネートあるいは、下記式(6)
【0021】
【化4】
Figure 0003888653
【0022】
(式(6)中、p及びqは、それぞれ平均値で約10である。)
で表される化合物(アウジモント(株)製、商品名 FOMBLIN ZDISOC)等のフッ素含有有機ポリイソシアネート等を挙げることができる。
【0023】
フッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させてウレタンメタクリレート(A−1)を製造する方法において、ポリオール(a)の水酸基1化学当量に対して2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)の仕込量は、イソシアネート基0.5〜2.2当量が好ましく、特に好ましくは0.99〜2.1当量である。反応温度は20〜120℃が好ましく、特に50〜90℃が好ましい。反応時間は0.5〜15時間が好ましい。この反応は、イソシアネート基と水酸基の反応を促進させるため、第3級アミン、ジブチルスズラウリレート、ジオクチルスズジラウリレート等の公知の触媒の存在下で行うことができる。
【0024】
フッ素含有ポリオール(a)と有機ポリイソシアネート(c)を反応させ、次いで2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させウレタンメタクリレート(A−2)を製造する方法において、ポリオール(a)の水酸基1化学当量に対して有機ポリイソシアネート(c)の仕込量は、イソシアネート基0.4〜0.8当量が好ましく、特に0.5〜0.75当量が好ましい。反応温度は20〜120℃が好ましく、反応時間は5〜20時間が好ましい。次に、こうして得られた末端に水酸基を有する化合物の水酸基1当量に対して0.90〜1.2当量、特に好ましくは0.98〜1.1当量の2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させる。この反応は、反応を促進させるために、第3級アミン、ジブチルスズジラウリレート、ジオクチルスズジラウリレート等の公知の触媒の存在下で行うことができる。反応温度は30〜100℃が好ましく、反応時間は0.5〜15時間が好ましい。
【0025】
上記二つの製造方法において、反応はいずれも無溶媒、あるいはイソシアネート基に不活性なアセトン、メチルエチルケトン、トルエンあるいはフッ素系の溶剤、または後で述べる本発明の樹脂組成物に好ましく用いることができる、(メタ)アクリル酸エステルを反応溶媒として用いることができる。
【0026】
好ましいウレタンメタククレート(A)としては、屈折率(20℃)が1.34以下で、フッ素原子の含有量は50重量%以上である。
【0027】
本発明の組成物は、光重合開始剤(B)を使用する。光重合開始剤(B)としては、公知のどのような光重合開始剤であっても良いが、配合後の貯蔵安定性の良いことや、着色しないことが要求される。このような光重合開始剤としては、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキサイド、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サイド、メチルベンゾイルホルメート等を挙げることができる。これら光重合開始剤は、一種または二種以上任意の割合で混合使用してもかまわない。その使用量は通常、組成物の0.5〜15重量%が好ましく、特に1〜10重量%が好ましい。
【0028】
本発明の樹脂組成物には、ウレタンメタクリレート(A)以外の(メタ)アクリル酸エステルを用いることができる。(メタ)アクリル酸エステルはフッ素含有の(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。具体的には,例えば、1H,1H−パーフルオロ−n−オクチル(メタ)アクリレート、1H,1H−パーフルオロ−n−デシル(メタ)アクリレート、1H,1H,5H−パーフルオロ−n−ペンチル(メタ)アクリレート、1H,1H、8H,8H−パーフルオロ−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1H,1H,9H,9H−パーフルオロ−1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1H,1H,7H−パーフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−n−オクチル(メタ)アクリレート、1H,1H,10H,10H−パーフルオロ−1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び下記式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)で示される化合物等を挙げることができる。
【0029】
【化5】
Figure 0003888653
【0030】
【化6】
Figure 0003888653
【0031】
これら(メタ)アクリル酸エステルは、本発明の組成物中のウレタンメタクリレート(A)100重量部に対して、1〜1000重量部を使用するのが好ましく、特に好ましくは10〜600重量部を使用する。
【0032】
また、本発明の組成物は、必要に応じて更にシランカップリング剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、光安定剤(ヒンダードアミン等)、重合禁止剤等の各種の添加剤を添加することもできる。
【0033】
本発明の組成物は、上記の各成分を均一に混合することにより得ることができる。また、本発明の組成物の硬化物は、常法により紫外線や電子線等の放射線を照射により得ることができる。
【0034】
本発明の組成物は、光ファイバー用コーティング剤として、光伝送ファイバーのクラッド部に使用することが好ましい。本発明に係る光ファイバー用コーティング剤を基材(光伝送ファイバー芯線)に塗布する方法としては、例えばダイスコーティング法、浸漬法等が挙げられる。光ファイバー芯線としては、石英系芯線並びにポリスチレン、ポリメタクリレートポリマー(PMMA)、ポリカーボネート等のプラスチック系芯線が挙げられる。本発明のコーティング剤を使用して光伝送ファイバーのクラッド部を形成する場合、その被膜の厚さは特に限定されないが、通常5〜300ミクロン程度が好ましい。本発明のコーティング剤を硬化重合する場合、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプを光源とする紫外線を使用することが好ましく、硬化の効率を挙げるために窒素ガス中で照射することが望ましい。
【0035】
本発明の組成物は、光伝送ファイバーのクラッド材だけでなく、その低屈折率(好ましい屈折率(20℃)としては1.36以下である。)を利用し、ガラスまたはプラスチック類のコーティング剤、反射防止膜、LED用封止剤等に使用することができる。
【0036】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。尚、実施例中の部は重量部である。
【0037】
(ウレタンメタクリレート(A)の合成例)
合成例1
フッ素含有ポリエーテルジオール(アウジモント(株)製、商品名、FOMBLIN ZDOL TX2000、平均分子量2200、屈折率(20℃)1.316)2200部、2−イソシアネートエチルメタクリレート310部及びp−メトキシフェノール(重合禁止剤)1.2部を仕込み、加熱しながら85℃でイソシアネート濃度(%)が0.3%以下になるまで、約15時間反応し、ウレタンメタクリレート(A−1−1)を得た。得られた生成物は、無色で、20℃における屈折率は1.332であった。
【0038】
合成例2
フッ素含有ポリエーテルジオール(アウジモント(株)製、商品名、FOMBLIN ZDOL TX2000、平均分子量2200、屈折率(20℃)1.316)2200部、トリメチルヘキサメチレンイソシアネート105部を仕込み、加熱しながら85℃で約10時間、イソシアネート濃度が0.1%以下になるまで反応し、次いで2−イソシアネートエチルメタリレート155部及びp−メトキシフェノール1.2部を仕込み、加熱しながら85℃でイソシアネート濃度が0.3%以下になるまで約15時間反応し、ウレタンメタクリレート(A−2−1)を得た。得られた生成物は無色で20℃における屈折率は1.330であった。
【0039】
合成例3
パーフルオロ−1,10−デカンジカルボン酸590部、3−(パーフルオロ−n−ヘキシル)−プロペノキシド752部、テトラメチルアンモニウムクロライド3.3部を仕込み、90〜95℃で15時間反応させた。得られた反応液をトルエン2000mLに溶解し、15%炭酸ナトリウム水溶液で3回、20%食塩水3回洗浄した後、トルエンを減圧留去して無色のフッ素含有ポリエステルジオール1328部を得た。次いで、得られたフッ素含有ポリエステルジオール1342部、2−イソシアネートエチルメタクリレート310部及びp−メトキシフェノール0.8部を仕込み、加熱しながら85℃で約15時間、イソシアネート濃度が0.3%以下になるまで反応し、ウレタンメタクリレート(A−1−2)を得た。得られた生成物は無色で、20℃における屈折率は1.349であった。
【0040】
実施例1〜3
表1の配合組成にしたがって本発明の樹脂組成物を調製した。この調製された樹脂組成物をガラス板上に200ミクロンの厚さで塗布した後、窒素雰囲気下、高圧水銀灯で500mJ/cm2 の紫外線を照射して本発明の樹脂組成物の硬化物の膜を得た。得られた硬化物の膜について、屈折率(20℃)、硬度(ショアD)、ヤング率(kg/mm2 、破断強度(kg/mm2 )、破断伸度(%)を測定した。得られた結果を表1に示す。
【0041】
【表1】
Figure 0003888653
【0042】
評価方法
硬度(ショアD):厚さ約200μの硬化物を10枚重ねてJIS Z2246の方法に準じて行った。
ヤング率、破断強度、破断伸度:JIS K7113の方法に準じて行った。
屈折率:屈折計を用いて測定した。
【0043】
表1の結果から明らかなように、本発明の樹脂組成物は硬化速度が速く、その硬化物は、屈折率(20℃)が1.36以下と低く、硬度、ヤング率、破断強度が大きく、かつ破断伸度も大きく高い可とう性を有する。
【0044】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物および光ファイバー用コーティング剤は、硬化速度が速く、その硬化物は、屈折率が低く可とう性があり、光伝送用光学ファイバーのクラッド層に適する。がある光伝送用光学ファイバーのクラッド層に適した樹脂硬化物が得られる[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultraviolet curable resin composition and a cured product thereof, and more particularly to a resin composition suitable for an optical fiber coating agent and a cured product thereof.
[0002]
[Prior art]
Optical fibers are classified into inorganic glass systems and synthetic resin systems such as poly (methyl methacrylate). Both systems consist of a highly refractive core (core) and a low refractive index sheath (cladding). As clad materials, silicon compounds having a low refractive index and polymers of fluorine-containing monomers such as polyfluoroalkyl acrylate have been proposed and implemented. For example, poly (methyl methacrylate) is used as a core material, and a fluorinated alkyl group-containing (meth) acrylate polymer, poly (tetrafluoroethylene) poly (vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene), poly ( A method using a fluorine-containing polymer such as vinylidene fluoride / hexafluoropropylene) is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of forming the clad portion with the fluoropolymer, the thickness tends to be non-uniform because the melt or solution of the high-temperature fluoropolymer is coated. In addition, delamination is likely to occur due to various external factors such as bending, temperature change, etc., and there is a problem in durability. In addition, in the production method of applying a melt or solution of a fluoropolymer, it takes a long time to cure the clad part. In addition, in the solution application property, it is particularly necessary to completely remove the solvent from the system. There are disadvantages in productivity, safety, and economy. On the other hand, a plastic fiber using poly (methyl methacrylate) is used as a core material, but the limit is 50 m in terms of performance, and a fluorine-containing polymer having more excellent transparency as a core material has been studied. For this reason, the clad material is also required to have a refractive index (20 ° C.) of 1.36 or less compared to the conventional refractive index (20 ° C.) of 1.38 to 1.43.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors, as a result of diligent research, have found that a resin composition suitable for an optical transmission fiber clad material having a high curing speed, a low refractive index, excellent transparency and flexibility. The present invention has been completed. That is, the present invention
(1) Fluorine-containing polyol (a), 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), and urethane methacrylate (A), which is a reaction product of organic polyisocyanate (c), and a photopolymerization initiator (B) as optional components. A resin composition characterized by
(2) The resin composition according to (1), wherein the fluorine-containing polyol (a) is a fluorine-containing polyether polyol or a fluorine-containing polyester polyol,
(3) Urethane methacrylate (A) obtained by reacting fluorine-containing polyol (a) with 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), or urethane-containing polyol (a) and organic polyisocyanate (A) The resin composition according to (1) or (2), which is urethane methacrylate (A-2) obtained by reacting c) and then reacting 2-isocyanate ethyl methacrylate (b).
(4) The resin composition according to (1) to (3), which is a coating agent for optical fibers,
(5) A cured product of the composition according to (1) to (4),
(6) The cured product according to (5), wherein the refractive index (20 ° C.) is 1.36 or less,
About.
[0005]
The urethane methacrylate (A) used in the present invention is a reaction product of a fluorine-containing polyol (a), 2-isocyanatoethyl methacrylate (b) and an organic polyisocyanate (c) as an optional component. Specifically, for example, urethane methacrylate (A-1) obtained by reacting fluorine-containing polyol (a) with 2-isocyanatoethyl methacrylate (b), or reacting component (a) with organic polyisocyanate (c). And urethane methacrylate (A-2) obtained by reacting the component (b).
[0006]
Examples of the fluorine-containing polyol (a) include fluorine-containing polyether polyol (a-1), fluorine-containing alkyl polyol (a-2), fluorine-containing polyester polyol (a-3), fluorine-containing poly ε-caprolactone-modified polyol ( a-5) and the like.
[0007]
As fluorine-containing polyether polyol (a-1), for example, the following general formula (3)
[0008]
[Chemical 1]
Figure 0003888653
[0009]
(In Formula (3), m and n are numbers whose average values are 0 to 10, respectively, and p and q are numbers whose average values are 1 to 20, respectively.)
Specifically, for example, FOBBLIN ZDOL (trade name, m and n are 0, p and q are about 10, average molecular weight 2000, refractive index, manufactured by Augmont Co., Ltd. (20 ° C) 1.298), FOMBLIN ZDOL TX2000 (trade name, m and n are about 2.3, p and q are about 10, average molecular weight 2200, refractive index (20 ° C) 1.316), the following general formula (4)
[0010]
[Chemical 2]
Figure 0003888653
[0011]
(In Formula (4), R3 is a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and m and n each have an average value of 0 to 10 and l is an average value of 1 to 20 and a number.)
A compound represented by formula (a-1-2), specifically, for example, a compound in which m and n are 0 and l is 1 to 20 in the general formula (4), and m and n in the general formula (4) are 1, a compound in which R3 is a hydrogen atom and l is 1 to 20, a compound in which m and n are 1, R3 is a methyl group and l is 1 to 20 in the general formula (4), and the following general formula (5)
[0012]
[Chemical 3]
Figure 0003888653
[0013]
(In Formula (5), R <3> is a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, m and n are numbers each having an average value of 0 to 10, and l is a number having an average value of 1 to 20. )
A compound represented by formula (a-1-3), specifically, for example, a compound in which m and n are 0 and l is 1 to 20 in the general formula (5), and in the general formula (5), m and n are 1 and R3 is a hydrogen atom and l is 1 to 20, and in general formula (5), m and n are 1, R3 is a methyl group and l is 1 to 20, and the like.
[0014]
Moreover, as fluorine-containing polyether polyol (a-1) other than the above, for example, the following fluorine-containing alkyl polyol (a-2) and a monoepoxy compound (for example, ethylene oxide, 3- (perfluoro-n-butyl) -propenoxide) And the like (a-1-4) and the like.
[0015]
Examples of the fluorine-containing alkyl polyol (a-2) include 2,2,3,3-tetrafluoro-1,4-butanediol, 2,2,3,3,4,4-hexafluoro-1,5 pentane. Diol, 2,2,3,3,4,4,5,5-octafluoro-1,6-hexanediol, 1H, 1H, 8H, 8H-perfluoro-1,8octanediol, 1H, 1H, 9H , 9H-perfluoro-1,9-nonanediol, 1H, 1H, 10H, 10H-perfluoro-1,10-decanediol, 1H, 1H, 12H, 12H-perfluoro-1,12-dodecanediol, etc. can give.
[0016]
Examples of the fluorine-containing polyester polyol (a-3) include a reaction product of a polyol compound and a fluorine-containing polybasic acid or an anhydride thereof. Examples of the polyol compound include the fluorine-containing alkyl polyol (a-2), the fluorine-containing polyether polyol (a-1-4), ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, 1,4-butanediol, Examples thereof include polyols containing no fluorine atom, such as neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol. Examples of the fluorine-containing polybasic acid include perfluorosuccinic acid, perfluoroglutaric acid, perfluoroadipic acid, perfluoro-1,6-hexanedicarboxylic acid, perfluoro-1,7-heptanedicarboxylic acid, and perfluoro-1. , 8-octanedicarboxylic acid, perfluoro-1,10-decanedicarboxylic acid and the like. The fluorine-containing polyester polyol (a-3) is a polybasic acid containing no fluorine atom, such as succinic acid, adipic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, or the like, together with the fluorine-containing polybasic acid or its anhydride. A reaction product obtained in combination may be used.
[0017]
Examples of the fluorine-containing polyε-caprolactone-modified polyol (a-5) include the fluorine-containing alkyl polyol (a-2), the fluorine-containing polyether polyol (a-1-4), and the fluorine-containing polyester polyol (a-3). And a reaction product of ε-caprolactone (containing or not containing a fluorine atom).
[0018]
A more preferable fluorine-containing polyol (a) is a polyol having a refractive index (20 ° C.) in the range of 1.29 to 1.36. For example, the fluorine-containing polyether polyol (a-1- 1) Fluorine-containing polyether such as fluorine-containing polyether polyol (a-1-2) represented by general formula (4) and fluorine-containing polyether polyol (a-1-3) represented by general formula (5) Examples include polyol (a-1) and fluorine-containing polyester polyol (a-3).
[0019]
The 2-isocyanatoethyl methacrylate (b) used in the production of the urethane methacrylate (A) used in the present invention can be easily obtained from the market. For example, Showa Denko Co., Ltd., MOI etc. are mentioned.
[0020]
Examples of the organic polyisocyanate (c) used in the production of the urethane methacrylate (A-2) used in the present invention include isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and dicyclohexane. Organic polyisocyanate containing no fluorine atom such as methane-4,4′-diisocyanate or the following formula (6)
[0021]
[Formula 4]
Figure 0003888653
[0022]
(In formula (6), p and q are each about 10 on average.)
Fluorine-containing organic polyisocyanate such as a compound represented by the formula (Augmont Co., Ltd., trade name: FOMBLIN ZDISOC) can be used.
[0023]
In the method for producing urethane methacrylate (A-1) by reacting fluorine-containing polyol (a) with 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), 2-isocyanate ethyl methacrylate (1) with respect to 1 chemical equivalent of hydroxyl group of polyol (a). The charge amount of b) is preferably 0.5 to 2.2 equivalents of isocyanate groups, particularly preferably 0.99 to 2.1 equivalents. The reaction temperature is preferably 20 to 120 ° C, particularly preferably 50 to 90 ° C. The reaction time is preferably 0.5 to 15 hours. This reaction can be carried out in the presence of a known catalyst such as tertiary amine, dibutyltin laurate, dioctyltin dilaurate, etc., in order to promote the reaction between the isocyanate group and the hydroxyl group.
[0024]
In the method of producing urethane methacrylate (A-2) by reacting fluorine-containing polyol (a) with organic polyisocyanate (c) and then reacting with 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), hydroxyl 1 chemistry of polyol (a) The amount of the organic polyisocyanate (c) charged with respect to the equivalent is preferably 0.4 to 0.8 equivalent, particularly preferably 0.5 to 0.75 equivalent, of the isocyanate group. The reaction temperature is preferably 20 to 120 ° C., and the reaction time is preferably 5 to 20 hours. Next, 0.90 to 1.2 equivalents, particularly preferably 0.98 to 1.1 equivalents of 2-isocyanatoethyl methacrylate (b) is used per 1 equivalent of hydroxyl group of the compound having a hydroxyl group at the terminal thus obtained. React. This reaction can be carried out in the presence of a known catalyst such as tertiary amine, dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, etc., in order to accelerate the reaction. The reaction temperature is preferably 30 to 100 ° C., and the reaction time is preferably 0.5 to 15 hours.
[0025]
In the above-mentioned two production methods, the reaction can be preferably used for any solvent-free or acetone, methyl ethyl ketone, toluene or fluorine-based solvent inert to the isocyanate group, or the resin composition of the present invention described later. A (meth) acrylic acid ester can be used as a reaction solvent.
[0026]
A preferable urethane methacrylate (A) has a refractive index (20 ° C.) of 1.34 or less and a fluorine atom content of 50% by weight or more.
[0027]
The composition of the present invention uses a photopolymerization initiator (B). The photopolymerization initiator (B) may be any known photopolymerization initiator, but is required to have good storage stability after blending and not to be colored. Such photopolymerization initiators include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) Examples include -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide and methylbenzoyl formate. These photopolymerization initiators may be used singly or in combination of two or more at any ratio. The amount used is usually preferably 0.5 to 15% by weight of the composition, particularly preferably 1 to 10% by weight.
[0028]
In the resin composition of the present invention, (meth) acrylic acid esters other than urethane methacrylate (A) can be used. The (meth) acrylic acid ester is preferably a fluorine-containing (meth) acrylic acid ester. Specifically, for example, 1H, 1H-perfluoro-n-octyl (meth) acrylate, 1H, 1H-perfluoro-n-decyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 5H-perfluoro-n-pentyl ( (Meth) acrylate, 1H, 1H, 8H, 8H-perfluoro-1,8-octanediol di (meth) acrylate, 1H, 1H, 9H, 9H-perfluoro-1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1H, 1H, 7H-perfluoroheptyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 2H, 2H-perfluoro-n-octyl (meth) acrylate, 1H, 1H, 10H, 10H-perfluoro-1,10-decanediol Di (meth) acrylate and the following formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), and formula (11) Compounds, etc. can be mentioned.
[0029]
[Chemical formula 5]
Figure 0003888653
[0030]
[Chemical 6]
Figure 0003888653
[0031]
These (meth) acrylic acid esters are preferably used in an amount of 1-1000 parts by weight, particularly preferably 10-600 parts by weight, per 100 parts by weight of the urethane methacrylate (A) in the composition of the present invention. To do.
[0032]
Moreover, the composition of the present invention further includes various additives such as a silane coupling agent, a leveling agent, an antifoaming agent, an antioxidant, a light stabilizer (such as a hindered amine), and a polymerization inhibitor as necessary. You can also.
[0033]
The composition of this invention can be obtained by mixing each said component uniformly. Moreover, the hardened | cured material of the composition of this invention can be obtained by irradiation with radiations, such as an ultraviolet-ray and an electron beam, by a conventional method.
[0034]
The composition of the present invention is preferably used as a coating agent for optical fibers in the clad portion of an optical transmission fiber. Examples of the method for applying the optical fiber coating agent according to the present invention to a base material (light transmission fiber core wire) include a die coating method and a dipping method. Examples of the optical fiber core wires include quartz core wires and plastic core wires such as polystyrene, polymethacrylate polymer (PMMA), and polycarbonate. When the clad part of the optical transmission fiber is formed using the coating agent of the present invention, the thickness of the coating is not particularly limited, but is usually preferably about 5 to 300 microns. In the case of curing polymerization of the coating agent of the present invention, it is preferable to use ultraviolet light having a high pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, or a metal halide lamp as a light source, and it is desirable to irradiate in nitrogen gas in order to increase curing efficiency.
[0035]
The composition of the present invention uses not only the clad material of the optical transmission fiber but also its low refractive index (preferred refractive index (20 ° C.) is 1.36 or less), and is a coating agent for glass or plastics. , Antireflection film, LED sealant and the like.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. In addition, the part in an Example is a weight part.
[0037]
(Synthesis example of urethane methacrylate (A))
Synthesis example 1
Fluorine-containing polyether diol (manufactured by Augmont Co., Ltd., trade name, FOMBLIN ZDOL TX2000, average molecular weight 2200, refractive index (20 ° C.) 1.316) 2200 parts, 2-isocyanatoethyl methacrylate 310 parts and p-methoxyphenol (polymerization) Inhibitor) 1.2 parts were charged and reacted for about 15 hours at 85 ° C. with heating until the isocyanate concentration (%) became 0.3% or less to obtain urethane methacrylate (A-1-1). The obtained product was colorless and had a refractive index of 1.332 at 20 ° C.
[0038]
Synthesis example 2
Fluorine-containing polyether diol (manufactured by Augmont Co., Ltd., trade name, FOMBLIN ZDOL TX2000, average molecular weight 2200, refractive index (20 ° C.) 1.316) 2200 parts, trimethylhexamethylene isocyanate 105 parts are charged and heated at 85 ° C. For about 10 hours until the isocyanate concentration becomes 0.1% or less, and then charged with 155 parts of 2-isocyanatoethyl metallate and 1.2 parts of p-methoxyphenol, and the isocyanate concentration is 0 at 85 ° C. while heating. It reacted for about 15 hours until it became 3% or less, and urethane methacrylate (A-2-1) was obtained. The obtained product was colorless and had a refractive index of 1.330 at 20 ° C.
[0039]
Synthesis example 3
590 parts of perfluoro-1,10-decanedicarboxylic acid, 752 parts of 3- (perfluoro-n-hexyl) -propenoxide, and 3.3 parts of tetramethylammonium chloride were charged and reacted at 90 to 95 ° C. for 15 hours. The obtained reaction solution was dissolved in 2000 mL of toluene, washed with 15% aqueous sodium carbonate solution 3 times and 20% brine 3 times, and then toluene was distilled off under reduced pressure to obtain 1328 parts of colorless fluorine-containing polyester diol. Subsequently, 1342 parts of the obtained fluorine-containing polyester diol, 310 parts of 2-isocyanatoethyl methacrylate and 0.8 part of p-methoxyphenol were charged, and the isocyanate concentration was reduced to 0.3% or less at 85 ° C. for about 15 hours while heating. The reaction was continued until urethane methacrylate (A-1-2) was obtained. The obtained product was colorless and the refractive index at 20 ° C. was 1.349.
[0040]
Examples 1-3
The resin composition of the present invention was prepared according to the composition shown in Table 1. The resin composition thus prepared was applied to a glass plate with a thickness of 200 microns, and then irradiated with 500 mJ / cm 2 of ultraviolet light with a high-pressure mercury lamp in a nitrogen atmosphere to form a cured film of the resin composition of the present invention. Got. About the film | membrane of the obtained hardened | cured material, refractive index (20 degreeC), hardness (Shore D), Young's modulus (kg / mm < 2 >, breaking strength (kg / mm < 2 >)), and elongation at break (%) were measured. The results obtained are shown in Table 1.
[0041]
[Table 1]
Figure 0003888653
[0042]
Evaluation Method Hardness (Shore D): Ten cured products having a thickness of about 200 μ were stacked in accordance with the method of JIS Z2246.
Young's modulus, breaking strength, breaking elongation: Performed according to the method of JIS K7113.
Refractive index: Measured using a refractometer.
[0043]
As is apparent from the results in Table 1, the resin composition of the present invention has a high curing rate, and the cured product has a low refractive index (20 ° C.) of 1.36 or less, and has high hardness, Young's modulus, and breaking strength. In addition, the elongation at break is large and has high flexibility.
[0044]
【The invention's effect】
The resin composition and optical fiber coating agent of the present invention have a high curing rate, and the cured product has a low refractive index and is flexible, and is suitable for a clad layer of an optical fiber for optical transmission. A cured resin suitable for the cladding layer of optical fiber for optical transmission

Claims (1)

下記一般式(3)で表されるフッ素含有ポリオール(a)と2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させ得られるウレタンメタクリレート(A−1)、または、下記一般式(3)で表されるフッ素含有ポリオール(a)と有機ポリイソシアネート(c)を反応させ、次いで2−イソシアネートエチルメタクリレート(b)を反応させることによって得られるウレタンメタクリレート(A−2)と、光重合開始剤(B)を含有することを特徴とする樹脂組成物を用いる光ファイバー用コーティング剤
Figure 0003888653
(式(3)中、m及びnは、それぞれ平均値が0〜10の数であり、p及びqはそれぞれ平均値が1〜20の数である。)
Urethane methacrylate (A-1) obtained by reacting the fluorine-containing polyol (a) represented by the following general formula (3) and 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), or represented by the following general formula (3) Urethane methacrylate (A-2) obtained by reacting fluorine-containing polyol (a) with organic polyisocyanate (c) and then 2-isocyanate ethyl methacrylate (b), and photopolymerization initiator (B). A coating agent for optical fibers using a resin composition characterized by containing .
Figure 0003888653
(In Formula (3), m and n are numbers whose average values are 0 to 10, respectively, and p and q are numbers whose average values are 1 to 20, respectively.)
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