JP4292065B2 - 光ファイバ着色心線、及び光ファイバテープ心線 - Google Patents

Description

本発明は、光ファイバ着色心線及び光ファイバテープ心線に関する。

光通信に利用される光ファイバは、コアとクラッドからなるガラスファイバが、紫外線硬化型樹脂等からなるプライマリ層及びセカンダリ層によって被覆された構造となっている。さらにこの２層に被覆された光ファイバの外周面には、通常、紫外線硬化型インク等から形成された着色層が設けられている。このように着色剤を含有する着色層を設けると個々の光ファイバの識別が容易となる。この着色層が設けられた光ファイバは、「光ファイバ着色心線」と呼ばれる。

この光ファイバ着色心線は、ボビン等に巻いた状態でその伝送特性を検査すると、局部的に急激な伝送損失が観察されることがある。この急激な伝送損失は、光ファイバ着色心線をボビン等に巻き取る際の巻き取り不良が原因であると考えられる。
巻き取りによる急激な伝送損失を防止するには、ボビンと光ファイバ着色心線との摩擦あるいは光ファイバ着色心線同士の摩擦を小さくすることが有効とされている。このため、着色層に、末端にアクリロイル基を有するオリゴマーと、このオリゴマーと相溶性の高い変性シリコーン油とを含有させることにより、光ファイバ着色心線間の摩擦係数を小さくする技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、光ファイバ着色心線を光ケーブルとして使用する場合、複数の光ファイバ着色心線を平行に並べて樹脂等により一括被覆し、平面状の光ファイバテープ心線の形態とすることが多い。この光ファイバテープ心線の各光ファイバの末端を接続する時に、一括被覆用樹脂を剥離して各光ファイバに分離することが一般的に行われている。一括被覆用樹脂を光ファイバ着色心線の着色層から剥離しやすくするために、光ファイバ着色心線の着色層に有機ポリシロキサン化合物を含有させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２０００−１９３８５５号公報 特開平１−１５２４０５号公報

しかしながら、特許文献１又は特許文献２のように、着色層表面の動摩擦係数を低下させたり、着色層と一括被覆用樹脂との密着性を低下させようとすると、着色層とその下層（セカンダリ層）との密着性をも低下させてしまうことになる。このため、光ファイバテープ心線の一括被覆用樹脂を剥離するときに、着色層がセカンダリ層から剥がれる、いわゆる色ハガレが生じることがある。色ハガレが起きると光ファイバ着色心線を色によって識別しにくくなるため、著しく作業性が低下することになる。

本発明の目的は、巻き取りによる伝送損失が少なく、かつ、光ファイバテープ心線を形成したときにも色ハガレが生じることなく単心分離可能な、光ファイバ着色心線を提供することである。

上記課題を解決するための手段として、本発明の光ファイバ着色心線は、下記一般式（１）で表される変性ジメチルポリシロキサンを含有する紫外線硬化型インクから形成された着色層を有し、前記着色層表面の動摩擦係数が０より大きく０．２５以下であることを特徴としている。

（式中、Ｒはエーテル結合又はエステル結合を有する２価の連結基を示す。Ｘはアクリロイル基又はメタアクリロイル基を示す。ｌ、ｍ及びｎは、それぞれ１〜１００の整数を示す。）

このように、本発明の光ファイバ着色心線は、式（１）で表される側鎖にアクリロイル基又はメタアクリロイル基末端を有する変性ジメチルポリシロキサン（以下、式（１）の化合物という）を紫外線硬化型インクに含有させ、着色層表面の動摩擦係数を０．２５以下とすることにより、表面の滑性に優れ、着色層表面と他の樹脂層との密着性を低減できるので、光ファイバ着色心線をボビン等に巻き取った時にも、巻き取り不良による伝送損失の発生を低減できる。

また、式（１）の化合物は、着色層において重合性基（ビニル基）が下層方向に向けて配向して重合していると考えられ、これにより、着色層とその下層との密着性を向上できる。よって、本発明の光ファイバ着色心線は、光ファイバテープ心線を形成した時にも、色ハガレすることなく単心分離可能である。

また、本発明に係る光ファイバ着色心線は、前記紫外線硬化型インクが、前記変性ジメチルポリシロキサンを８〜２０重量％含有することが好ましい。

また、本発明に係る光ファイバ着色心線は、前記紫外線硬化型インクが、少なくとも２種以上の光重合開始剤を７〜１０重量％含有することが好ましい。
このような光ファイバ着色心線は、着色層に含まれる水溶性成分（例えば、未反応の重合性成分や着色層の外からしみ込んできた水分、着色剤成分等）が、着色層とその下の被覆層の間に溜まることがなく、ブリスタが発生しにくい。よって、本発明の好ましい形態によれば、上記作用効果に加え、耐水性に優れ、光ファイバ着色心線が水に浸漬された時でもブリスタによる伝送損失の発生を防止できる。

さらに、本発明に係る光ファイバテープ心線は、本発明に係る光ファイバ着色心線を複数配列して、一括被覆用樹脂で被覆してなるものである。

本発明によれば、着色層が式（１）の化合物を含有する紫外線硬化型インクから形成され、着色層表面の動摩擦係数を特定範囲内とすることにより、巻き取り時にも摩擦による伝送損失が少なく、かつ、色ハガレが生じることなく単心分離可能な、光ファイバ着色心線を提供できる。さらには、本発明の好ましい形態によれば、耐水性に優れた光ファイバ着色心線を提供できる。
また、本発明の光ファイバ着色心線を用いて光ファイバテープ心線を形成すれば、色ハガレが生じることなく単心分離可能な光ファイバテープ心線を提供できる。さらに、本発明の好ましい態様の光ファイバテープ心線は耐水性に優れており、屋外で使用しても、雨水等が前記光ファイバテープ心線にしみ込んでブリスタが生じることが少ないので、ブリスタによる伝送損失が発生しにくい。

本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバ着色心線の好適な一実施形態を示す断面模式図である。図１に示すように、光ファイバ着色心線１は、石英を主成分としたコアおよびクラッドからなるガラスファイバ３を有し、ガラスファイバ３の外周が、熱硬化性樹脂等からなるプライマリ層４及びセカンダリ層５によって被覆された構造となっている。この２層被覆構造の光ファイバの外周には、通常、紫外線硬化型インク等から形成された着色層６が設けられている。
ここで、光ファイバ着色心線１は、着色層６が下記一般式（１）で表される変性ジメチルポリシロキサンを含有する紫外線硬化型インクから形成され、着色層６表面の動摩擦係数が０より大きく０．２５以下である。

（式中、Ｒはエーテル結合又はエステル結合を有する２価の連結基を示す。Ｘはアクリル基又はメタアクリル基を示す。ｌ、ｍ及びｎは、それぞれ１〜１００の整数を示す。）

このように、式（１）の化合物を紫外線硬化型インクに含有させることにより、着色層表面の滑性に優れ、しかも着色層とセカンダリ層との密着性に優れた光ファイバ着色心線とすることができる。

また、表面の滑性に優れ、かつセカンダリ層との密着性にも優れる理由としては、式（１）の化合物を含有する紫外線硬化型インクをセカンダリ層の外周面に塗布した時に、Ｓｉ原子が塗膜表面に配向し、ビニル基末端側がセカンダリ層側に配向するためと考えられる。即ち、この塗膜を硬化させると、着色層表面にＳｉ原子が多く配向し、一方、紫外線硬化型インクに含まれる重合性成分の重合により形成されたポリマー成分と式（１）の化合物のビニル基とが結合して、着色層のセカンダリ層側に炭化水素が多く配向するものと推定される。

例えば、下式（２）で表される「両末端にビニル基を有する変性ジメチルシロキサン」を紫外線硬化型インク中に含有する場合、Ｓｉ原子が表面に配向すると考えられるため、着色心線間の動摩擦係数を低下させるのには有効である。しかしながら、セカンダリ層側に対してもＳｉ原子が配向してしまうために、セカンダリ層との密着性が弱くなってしまう。

（式中、Ｒ₂はエーテル結合又はエステル結合を有する２価の連結基を示す。Ｘ₂はアクリロイル基を示す。ｌ₂、ｍ₂及びｎ₂は、それぞれ１〜１００の整数を示す。）

また、本発明に係る光ファイバ着色心線の着色層表面の動摩擦係数は０より大きく０．２５より小さい。
光ファイバ着色心線の製造時や使用時において、光ファイバ着色心線をボビン等に巻き取る際、光ファイバ着色心線を隙間なく整列させて巻き取る必要があるが、光ファイバ着色心線の整列が乱れ、巻き崩れが発生することがある。そして、この巻き崩れにより光ファイバに伝送損失が発生してしまう。
着色層表面の動摩擦係数を上記範囲とすると、巻き取り時の巻き崩れ防止に効果があり、本発明の光ファイバ着色心線は、ボビン等に巻き取っても伝送損失の少ないものとなる。

着色層の動摩擦係数が小さすぎると、かえって巻き取りが行いにくくなる恐れがあるため、着色層表面の動摩擦係数は、０．１５より大きいことが好ましい。着色層表面の動摩擦係数の調整するには、紫外線硬化型着色インクに含まれる式（１）の化合物の配合量を調整することによって行うことができ、配合量を多くすると動摩擦係数が小さくなる。
なお、光ファイバ着色心線の巻き取った状態での伝送特性は、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometer）によって測定できる。ＯＴＤＲは、光ファイバの片端から光パルスを入射して、光ファイバ中で生じる散乱光又は反射光を解析することで、光ファイバの破断点や局部的な伝送損失等を測定できる計測器である。

以下、式（１）の化合物について説明する。式（１）において、Ｒはエーテル結合又はエステル結合を有する２価の連結基を示す。このようにジメチルポリシロキサンをポリエーテル変性又はポリエステル変性することにより、モノマーやオリゴマーに対する相溶性が向上し、着色層組成物の液安定性が向上する。
Ｒが示すエーテル結合を有する２価の連結基としては、アルキレンオキシド基等が挙げられる。アルキレンオキシド基としては、炭素数１〜６のアルキレンオキシド基が好ましい。エステル結合を有する２価の連結基としては、下式（３）で表わされる連結基等が挙げられる。

（式中、Ｒ₃₁及びＲ₃₂は、炭素数１〜６の炭化水素基を示す。）

また、式（１）において、Ｘはアクリロイル基又はメタアクリロイル基である。ｌ、ｍ及びｎは、それぞれ１〜１００の整数を示す。ｌは１〜２０が好ましく、ｍは１〜１５が好ましく、ｎは１０〜９０が好ましい。

式（１）においては、下記繰り返し単位（４）及び（５）がジメチルポリシロキサン中にランダムに存在してもよいし、ブロックで存在してもよい。

また、式（１）の化合物を合成するには、例えば、下式（６）で表される化合物（ポリメチルハイドロゲンシロキサン・ポリジメチルシロキサンの共重合体）と、下式（７）で表わされるポリエーテル化合物、又は（８）で表わされるポリエステル化合物とを付加反応させることによって行うことができる。

（式中、Ｒ₃₁及びＲ₃₂は前記と同じ意味を示す。Ｒ₇₁及びＲ₈₁は水素原子又はメチル基である。Ｒ₇₂は炭素数１〜６のアルキル基を示す。）

紫外線硬化型インクにおける式（１）の化合物の配合量としては、インクの全重量に対して８〜２０重量％であることが好ましく、９〜１２重量％であることがより好ましい。
有機変性ジメチルポリシロキサンの含有量が８重量％未満であると、着色層表面の動摩擦係数を低減させにくくなり、巻き取り時の摩擦による巻き乱れが起こるために光ファイバの伝送特性が低下する恐れがある。また、２０重量％を超えると、紫外線硬化型インクによる着色層を構成する樹脂のガラス転移温度（Ｔg）が低くなる傾向になり、光ファイバを温水中に浸漬させた時に吸水しやすくなるため、着色層被膜が劣化する恐れがある。

本発明に係る紫外線硬化型インクは、前記式（１）の化合物の他に、重合性モノマー及び重合性オリゴマー等の重合性成分、重合開始剤、着色剤等を含有することができる。
本発明に係る紫外線硬化型インクに用いられるモノマーとしては、ラジカル共重合性モノマーが挙げられ、具体的には、スチレン、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（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、ジエチレングリコール（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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート等が挙げられる。

また、本発明に係る紫外線硬化型インクに用いられるオリゴマーとしては、ウレタン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
ウレタン（メタ）アクリレートとしては、ポリオールとポリイソシアネート反応物に対して、さらにヒドロキシル基を有する（メタ）アクリレートを反応させた反応物等を利用することができる。ポリエステル（メタ）アクリレートは、ポリエステルポリオールと（メタ）アクリル酸との脱水縮合物である。エポキシ（メタ）アクリレートは、エポキシアクリレートは、エポキシ樹脂に（メタ）アクリル酸等の不飽和カルボン酸を付加反応させたもので、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂のエポキシ（メタ）アクリレート、フェノール又はクレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエポキシ（メタ）アクリレート及びポリエーテルのジグリシジルエーテルの（メタ）アクリレート等が挙げられる。
他に、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等のポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート又はそのアルキレンオキシド変性体等が挙げられる。

紫外線硬化型インクにおける重合性モノマー又は重合性オリゴマーの配合量は、紫外線硬化型インクの固形分に対して６５〜８７重量％が好ましい。

本発明に係る紫外線硬化型インクに用いられる光重合開始剤としては、紫外線を照射することにより、ラジカルやイオンを発生して重合を開始させる化合物であればよい。
光重合開始剤としては、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−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等が挙げられる。
着色剤として顔料を使用する場合、光重合開始剤の少なくとも１種が吸収波長が長い光重合開始剤を用いると、特に深部までの硬化により有効である。

本発明において、光重合開始剤は、少なくとも２種以上の光重合開始剤を組み合わせて使用することが好ましい。異なる２種以上の光重合開始剤を組み合わせて使用する際には、表面硬化性に優れた光重合開始剤（例えば、イルガキュア９０７（チバガイギー社製））と深部硬化性に優れた光重合開始剤（例えば、イルガキュア３６９（チバガイギー社製））とを組み合わせて使用することが好ましい。これにより、着色層の表層部から深部まで充分に硬化させることができる。

従来の光ファイバ着色心線や光ファイバテープ心線では、高湿環境下においたり水中に浸すと伝送特性が悪化することがある。この現象は、以下のようなメカニズムで起こると推測される。光ファイバ着色心線や光ファイバテープ心線を水（特に温水）に浸すと、一括被覆用樹脂と着色心線の着色層との境界面や着色層とセカンダリ層との境界面に水が浸入する。ここで、境界面に存在する気泡や微小ゴミ等を核として水滴が溜まり、境界面にブリスタ（水分による膨れ）を形成する。着色層の水溶性成分（着色剤、未反応成分等）がブリスタ内に溶け出し、浸透圧によって次第にブリスタが成長する。この成長したブリスタからガラスファイバに対して応力が加えられ、マイクロベンドが生じ、伝送特性の悪化を招くことになる。

しかし、表面硬化性に優れた光重合開始剤と深部硬化性に優れた光重合開始剤とを組み合わせて使用すれば、前記のように着色層の表層部から深部まで充分に硬化できるので、着色層中の水溶性成分を低減して、高湿環境下や水中においてもブリスタが生じにくいという耐水性に優れた光ファイバ着色心線又は光ファイバテープ心線を提供できる。また、前記の組み合わせにおいて、表面硬化性に優れた光重合開始剤により、着色層の表面がよく硬化して、着色層の上面に上層（一括被覆用樹脂等）が設けられた時に、上層との密着性が過度に大きくなるのを防止できる。そして、深部硬化性に優れた光重合開始剤により、着色層が硬化する時に、着色層の下面と下層（セカンダリ層等）とに結合が生じて、下層との密着性を大きくできる。よって、このような２種の光重合開始剤を用いると、上層との密着性及び下層との密着性のバランスが良く、色ハガレの発生をより確実に防止できる。

このような本発明の好ましい形態に係る紫外線硬化型インクは、インクを硬化させた被膜からの水溶性成分の溶出が少なく、６０℃温水中に２４時間おいた時の重量変化が３重量％未満となる。本発明の光ファイバ着色心線及び光ファイバテープ心線は、６０℃温水中に２４時間おいた時、波長１．５５μｍの光の伝送損失の増加量が０．１ｄＢ／ｋｍ未満となり、耐水性に優れる。

なお、吸収波長の異なる２種の光重合開始剤を使用する場合、２種の光重合開始剤の配合比率は、使用する重合性モノマー、重合性オリゴマー、着色剤等の種類又はその使用量に応じて適宜変更することができる。

紫外線硬化型インクにおける光重合開始剤の配合量は、紫外線硬化型インクの固形分に対して７〜１０重量％が好ましく、８〜１０重量％がより好ましい。
光重合開始剤が紫外線硬化型インクの固形分に対して７重量％未満であると、特に着色層の深層部が硬化しにくくなる。また、１０重量％を超えた場合、着色層中の光重合開始剤が過多になり、照射した紫外線が光重合開始剤に吸収されるため、硬化に必要な紫外線量が深部まで十分に届かず、着色層の硬化が不均一となることがある。
光重合開始剤による光重合反応を促進させるために、光増感促進剤を光重合開始剤と併用してもよい。この光増感促進剤としては、３級アミン系、トリフェニルホスフィン等のアルキルホスフィン系、β−チオジグリコール等のチオエーテル系化合物等を使用することができる。

紫外線硬化型インクに含まれる着色剤としては、顔料を用いることが好ましい。顔料としては、カーボンブラック、二酸化チタン、亜鉛華などの着色顔料、γ-Fe₂O₃、γ-Fe₂O₃とγ-Fe₃O₄の混晶、CrO₂、コバルトフェライト、コバルト被着酸化鉄、バリウムフェライト、Fe-Co、Fe-Co-Ni等の磁性粉、ＭＩＯ、ジンククロメート、ストロンチウムクロメート、トリポリリン酸アルミニウム、亜鉛、アルミナ、ガラス、マイカ等の無機顔料が挙げられる。また、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、染付レーキ顔料等の有機顔料を用いることもできる。

顔料には、各種表面改質や複合顔料化等の処理が施されていてもよい。また、着色剤に、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維などのフィラー等を添加してもよい。
紫外線硬化型インクにおける着色剤成分の配合量は、紫外線硬化型インクの固形分に対して１〜５重量％の範囲が好ましい。

以上に挙げた、重合性モノマー又は重合性オリゴマー、光重合開始剤、着色剤の他に、添加剤として、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、保存安定剤、可塑剤、溶剤、老化防止剤、濡れ性改良剤などの添加剤を適宜配合することができる。

次に、本発明に係る光ファイバ着色心線のプライマリ層及びセカンダリ層を構成する成分について説明する。プライマリ層及びセカンダリ層は、熱、紫外線、その他の放射線により硬化する硬化性樹脂組成物から形成するのがよい。この硬化性樹脂組成物には、重合性モノマー、重合性オリゴマー、重合開始剤、添加剤等を含有することができる。
プライマリ層を形成する硬化性樹脂組成物には、通常の光ファイバ着色心線のプライマリ層に用いられる重合性モノマー、重合性オリゴマー、重合開始剤、添加剤を含有することができる。また、プライマリ層の硬化性樹脂組成物には、ウレタン（メタ）アクリレート、エステル（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレートから選ばれる重合性オリゴマーを含有することが好ましい。

セカンダリ層に用いられる硬化性樹脂組成物としては、着色層との密着性の観点から、以下に挙げる重合性オリゴマー（Ｂ）、重合性モノマー（Ｃ）、重合開始剤（Ｄ）を含有することが好ましい。
重合性オリゴマー（Ｂ）としては、例えば、ポリオール化合物、ジイソシアネート化合物および水酸基含有（メタ）アクリレートの反応生成物あるいはジイソシアネート化合物と水酸基含有（メタ）アクリレートの反応生成物を用いることができる。すなわち、この反応生成物は、ジイソシアネートのイソシアネート基を、ポリオール化合物の水酸基または水酸基含有（メタ）アクリレートの水酸基と反応させることにより製造される。

ポリオール化合物、ジイソシアネート化合物および水酸基含有（メタ）アクリレートの反応生成物である重合性オリゴマー（以下「重合性オリゴマー（Ｂ１）」という）を合成する場合、ポリオール化合物に含まれる水酸基１当量に対してジイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基が １.１〜２当量、水酸基含有（メタ）アクリレートの水酸基が０.１〜１当量となるように、これらの反応剤を用いるのが好ましい。ジイソシアネート化合物と水酸基含有（メタ）アクリレートとの反応生成物である重合性オリゴマー（以下「重合性オリゴマー（Ｂ２）」という）を合成する場合、ジイソシアネート化合物に含まれるイソシアネート基と水酸基含有（メタ）アクリレートの水酸基が当量となるように、これらの反応剤を用いるのが好ましい。また、ポリオール化合物、ジイソシアネート化合物、水酸基含有（メタ）アクリレートの量を適当に調整することにより重合性オリゴマー（Ｂ１）と重合性オリゴマー（Ｂ２）を同時に合成することもできる。

この反応を実施する具体的方法としては、例えばポリオール化合物、ジイソシアネート化合物および水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を一括して仕込んで反応させる方法；ポリオール化合物およびジイソシアネート化合物を反応させ、次いで水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させる方法；ジイソシアネート化合物および水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させ、次いでポリオール化合物を反応させる方法；ジイソシアネート化合物および水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させ、次いでポリオール化合物を反応させ、最後にまた水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させる方法などが挙げられる。

ここで重合性オリゴマー（Ｂ）の合成で用いられるジイソシアネート化合物、水酸基含有（メタ）アクリレート化合物、及びポリオール化合物の具体例としては、特開２００１−３０２９２８号公報に記載の化合物が挙げられる。

セカンダリ層の硬化性樹脂組成物には、さらに重合性モノマー（Ｃ）を含有させることができる。その例として、単官能性化合物および／または多官能性化合物を挙げることができる。ここで用いられる単官能性化合物および多官能性化合物の具体例としては、特開２００１−３０２９２８号公報に記載の化合物が挙げられる。

前記硬化性樹脂組成物には重合開始剤（Ｄ）を含有させることができる。重合開始剤（Ｄ）としては、熱重合開始剤または光重合開始剤を用いることができる。本発明の液状硬化性樹脂組成物を熱硬化させる場合には、通常、過酸化物、アゾ化合物等の熱重合開始剤を用いることができる。具体的には、例えばベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチル−オキシベンゾエート、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。ここで用いられる熱重合開始剤及び光重合開始剤の具体例としては、特開２００１−３０２９２８号公報に記載の化合物が挙げられる。

また、前記硬化性樹脂組成物には、上記成分以外に各種添加剤、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、熱重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、保存安定剤、可塑剤、炭化水素化合物以外の滑剤、溶媒、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、塗面改良剤等を必要に応じて配合することができる。

図１に示す本実施形態に係る光ファイバ着色心線１を製造する方法を以下に例示する。まず、光ファイバ母材を線引きして細径のガラスファイバを形成する。そして、ガラスファイバの外周面にプライマリ層用硬化性樹脂を塗布して、紫外線等を照射して硬化させ、プライマリ層４を形成する。次に、プライマリ層４の外周面にセカンダリ層用硬化性樹脂を塗布して、紫外線等を照射して硬化させ、セカンダリ層５を形成する。このガラスファイバにプライマリ層４及びセカンダリ層５が形成された光ファイバを「光ファイバ素線」という。この光ファイバ素線を巻き取りボビン等に一旦巻き取る。

次に、この巻き取りボビンに巻き取られた光ファイバ素線に着色層を形成する。図２は、光ファイバ素線に着色層を形成する装置の概略構成図を示している。
図２に示すように、この装置は、着色層用の紫外線硬化型インクを塗布するインク塗布用ダイス１１と、塗布したインクに紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置１２と、引取り張力を与えて光ファイバ素線をボビン１３から繰出す引取装置１７が設けられている。
この装置に、光ファイバ素線が巻き取られているボビン１３をセットする。光ファイバ素線１４をインク塗布用ダイス１１に通過させ、光ファイバ素線１４の外周にインクを塗布してインク塗布膜を形成する。その後、紫外線照射装置１２を通過させることによって、インク塗布膜を硬化させ、光ファイバ着色心線１５を形成する。この着色層が形成された光ファイバ着色心線１５を引取装置１７によって引取り、再びボビン１６に巻き取る。なお、ボビン１３，１６はＡＢＳ樹脂等からなるものがよい。

本実施形態に係る光ファイバ着色心線１の直径は２４０〜２６０μｍであることが好ましい。また、ガラスファイバ３の直径は１２３〜１２７μｍ、プライマリ層４の厚みは３０〜５０μｍ、セカンダリ層５の厚みは１５〜３５μｍ、着色層６の厚みは２〜１０μｍの範囲であることが好ましい。

本発明の光ファイバ着色心線は、複数配列して一括被覆用樹脂により被覆した光ファイバテープ心線として好適に用いることができる。
図３は、本発明の光ファイバテープ心線の好適な一実施形態を示す断面模式図である。図３に示す光ファイバテープ心線８は、ガラスファイバの外周面がプライマリ層、セカンダリ層、及び着色層で被覆された４本の光ファイバ着色心線１ａ〜１ｄが相互に並列となるように配置されている。光ファイバ着色心線１ａ〜１ｄは一括被覆用樹脂７で被覆されて一体化されており、４心型光ファイバテープ心線８を構成している。

図４に、光ファイバテープ心線８を製造する装置の概略構成図を示す。図４に示すように、この装置は、一括被覆用樹脂を塗布する一括被覆用ダイス２１と、塗布した一括被覆用樹脂に紫外線を照射して硬化させる紫外線照射装置２２と、引取り張力を与えて光ファイバ着色心線２４ａ〜２４ｄをボビン２３ａ〜２３ｄから繰出す引取装置２７とが設けられている。
この装置に、光ファイバ着色心線が巻き取られているボビン２３ａ〜２３ｄをセットする。光ファイバ着色心線２４ａ〜２４ｄを一括被覆用ダイス２１に通過させ、光ファイバ着色心線２４ａ〜２４ｄの外周に一括して樹脂を塗布して塗布膜を形成する。その後、紫外線照射装置２２を通過させることによって、塗布膜を硬化させ、光ファイバテープ心線２５を形成する。この光ファイバテープ心線２５を引取装置２７によって引取り、再びボビン２６に巻き取る。

このようにして製造した光ファイバテープ心線において単心分離作業を行う時には、光ファイバ着色心線の着色層表面と一括被覆用樹脂との密着力が、着色層とセカンダリ層との密着力に比べて大きすぎると、着色層表面と一括被覆用樹脂との境界面で剥離されず、光ファイバ着色心線の着色層がセカンダリ層から剥がれてしまい、色ハガレが生じる。
しかしながら、本発明の光ファイバテープ心線によれば、表面滑性に優れ、かつ着色層とその上下の層との密着性のバランスに優れた光ファイバ着色心線から形成されているので、色ハガレが発生することなく、容易に一括被覆用樹脂を剥離することができる。
また、本発明の好ましい形態に係る光ファイバ着色心線は耐水性に優れているので、本発明の光ファイバ着色心線からなる光ファイバテープ心線も耐水性に優れるものである。

光ファイバテープ心線の一括被覆用樹脂としては、光ファイバの損傷防止性、分断容易性等の観点から、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化型樹脂や、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂がよい。中でも、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリエステルアクリレート樹脂等の紫外線硬化型樹脂が好ましく、ウレタンアクリレート樹脂がより好ましい。

一括被覆用樹脂を形成する硬化性樹脂組成物としては、樹脂の構成成分である重合性モノマー及び／又は重合性オリゴマーを含有することができる。重合性オリゴマーとしては、例えば、ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオール、トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート；ポリテトラメチレングリコール、トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート；トリレンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート等が挙げられる。
また、重合性モノマーとしては、トリシクロデカンジアクリレート；Ｎ−ビニルピロリドン；イソボニルアクリレート；ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオールジアクリレートラウリルアクリレート；ビスフェノールＡエポキシジアクリレート；エチレンオキサイド付加ノニルフェノールアクリレート等が挙げられる。これらの構成成分は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの構成成分にポリシロキサン化合物を添加して用いることもできる。

また、一括被覆用樹脂の硬化性樹脂組成物には、光重合開始剤を配合することができる。光重合開始剤としては、特に限定されないが、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−オンと、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シドとを配合することが好ましい。これらの化合物の配合量は、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−オンが０．５〜０．９重量％、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シドが１．０〜１．５重量％が好ましい。

なお、図３には４心型光ファイバテープ心線の一例を示したが、本発明の光ファイバテープ心線が備える光ファイバ心線の本数は特に制限されず、用途に応じて２心型、８心型又は１２心型としてもよい。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。本発明はこれによって限定されるものではない。なお、「部」及び「％」は「重量部」及び「重量％」を示す。
〔変性ジメチルポリシロキサン（ａ）の製造例〕
５０％のトルエン溶液８００部をフラスコに仕込み、下式（１１）で示されるポリシロキサン（ＫＦ−９９０１（信越化学工業社製、商品名））１００部と、下式（１２）で示される化合物（ブレンマーＡＥ−２００（日本油脂社製、商品名））１００部とを加え、さらに触媒としてオクチル錫１０部を加え、８０℃にて３時間反応させて、下式（１３）で示される変性ジメチルポリシロキサン（ａ）を得た。

〔重合性オリゴマー（ａ１）の製造例〕
グリコール酸２１３部、触媒としてテトラエチルアンモニウムブロマイド０．７部、及び有機溶剤としてメチルイソブチルケトン４８９部を反応容器に入れ、１００℃に加熱した。この溶液を１００℃に保持し、撹拌しながらグリシジルメタクリレート３９７部を滴下して反応させ、不飽和基含有ジオールの溶液を得た。
次に、この溶液にジメチロールブタン酸４１４部、イソホロンジイソシアネート９３２部を添加して攪拌した。赤外分光分析によりイソシアネート基がほとんどなくなったのを確認した後、有機溶剤３５０部を入れ冷却し、重合性オリゴマー（ａ１）を得た。

〔重合性オリゴマー（ａ２）の製造例〕
無水フタル酸６６６部、イソフタル酸７４７部、エチレングリコール３１０部、及びネオペンチルグリコール５２０部を反応容器に入れて反応させ、樹脂固形分１００％の水酸基含有ポリエステル樹脂を得た。
次に、上記で得られた水酸基含有ポリエステル樹脂１０００部、４−エポキシシクロヘキシルメチルアクリレート１８２部、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル５部、ハイドロキノンモノメチルエーテル１部、及び有機溶剤５０７部をフラスコに入れて反応させ、重合性オリゴマー（ａ２）を得た。

〔紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕の調製〕
下記組成物を４口フラスコに入れ、空気を吹き込みながら８０℃まで加熱して３０分攪拌した。得られた混合液にチタン白３部を加えて、５０℃に保持して２０分攪拌し、その後常温に冷却して紫外線硬化型インク〔Ａ〕を得た。
組成物：
変性ジメチルポリシロキサン（ａ） １０部；
光重合開始剤（a）（イルガキュア９０７ チバガイギー（株）社製） ３部；
光重合開始剤（b）（イルガキュア３６９ チバガイギー（株）社製） ７部；
重合性オリゴマー（ａ１） ３０部；
重合性オリゴマー（ａ２） ７部；
ビスフェノールＡＥＯ変性ジアクリレート（アロニックスＭ−２１１Ｂ 東亜合成（株）社製） ２０部；
ポリエステルアクリレート（アロニックスＭ９０５０ 東亜合成（株）社製） ２０部

上記組成物の組成を下記表のように変更して、紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕を作成した。

〔光ファイバ着色心線〔Ａ〕〜〔Ｅ〕の製造〕
上記のようにして製造した紫外線硬化型インク〔Ａ〕を用いて、図１に示す光ファイバ着色心線１を以下の手順で作製した。
ガラスファイバ３として、コアにＧｅをドープしたシングルモードガラスファイバを使用した。ガラスファイバ３の外周に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（ヤング率：１ＭＰａ）を含有する樹脂組成物を塗布、硬化させて、プライマリ層４を形成した。このプライマリ層４の外周に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂（ヤング率：８００ＭＰａ）を含有する樹脂組成物を塗布、硬化させて、セカンダリ層５を形成した。
さらに、図２に示す装置を用いて、セカンダリ層の外周に紫外線硬化型インク〔Ａ｝を塗布、硬化させて、光ファイバ着色心線〔Ａ〕を製造した。
同様にして、紫外線硬化型インク〔Ｂ〕〜〔Ｅ〕を用いて、光ファイバ着色心線〔Ｂ〕〜〔Ｅ〕をそれぞれ作製した。

〔光ファイバテープ心線〔Ａ〕〜〔Ｅ〕の製造〕
上記のようにして製造した光ファイバ着色心線〔Ａ〕を４本用意し、下記組成の一括被覆用樹脂組成物を用いて、４心型の光ファイバテープ心線〔Ａ〕を製造した。なお、光ファイバ着色心線の線速を６００ｍ／分とした。光ファイバテープ心線の厚さは３１０μｍであった。同様にして、光ファイバ着色心線〔Ｂ〕〜〔Ｅ〕から光ファイバテープ心線〔Ｂ〕〜〔Ｅ〕をそれぞれ製造した。

一括被覆用樹脂組成物：
ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオール１ｍｏｌ、トリレンジイソシアネート２ｍｏｌ及びヒドロキシエチルアクリレート２ｍｏｌを反応させて得られるウレタンアクリレート １８部；
ポリテトラメチレングリコール１ｍｏｌ、トリレンジイソシアネート２ｍｏｌ及びヒドロキシエチルアクリレート２ｍｏｌを反応させて得られるウレタンアクリレート １０部；
トリレンジイソシアネート１ｍｏｌ及びヒドロキシエチルアクリレート２ｍｏｌを反応させて得られるトリシクロデカンジアクリレート（ｂ） １５部；
Ｎ−ビニルピロリドン １０部；
イソボニルアクリレート １０部；
ビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオールジアクリレート ５部；
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−オン（イルガキュア９０７、チバスペシアリティケミカルズ社製） ０．７部；
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シド（ルシリンＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製） １．３部

〔光ファイバ着色心線表面の動摩擦係数測定〕
図５に示す要領で、以下のようにして光ファイバ着色心線の着色層表面の動摩擦係数を求めた。
（ａ）：光ファイバ着色心線を３０本並列に密着して並べたものを２組用意し、両者の外側の間隔がスライドガラス４１の横幅程度になるようにそれぞれ貼りつける。
（ｂ）：光ファイバ着色心線を３０本並列に並べたものを２組用意し、スライドガラス４１の横幅程度の間隔を空けて並行に並べる。
（ｃ）及び（ｄ）：（ｂ）の光ファイバ着色心線の上に、（ａ）のスライドガラス４１を光ファイバ着色心線を貼った面を下にして、垂直に重ねる。スライドガラス４１の上に５０ｇの分銅４２を乗せて、スライドガラス４１を引張速度６ｃｍ／分で引っ張り、移動しているときの力を動摩擦力（ｋｇｆ）とする。この値をスライドガラス４１及び分銅４２を合計した質量で割ったものを動摩擦係数とする。

〔評価試験〕
上記で得られた紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕、光ファイバ着色心線〔Ａ〕〜〔Ｅ〕、及び光ファイバテープ心線〔Ａ〕〜〔Ｅ〕について、以下の試験を行った。

１．紫外線硬化型インクの評価
１−１．６０℃温水溶出率
ガラス板上に、紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕をスピンコーターで膜厚１０μｍとなるように塗布し、大気中で紫外線をエネルギー線量5000Ｊ／ｍ²で照射して硬化させた。このサンプルをガラス板から剥がし、プラスチックの吸水率のJIS規格（JIS K 7209 (2000) Ａ法）に準じた方法にて６０℃温水中の吸水率（％）を算出した。なお、浸漬時間は２４時間であった。

１−２．ピール強度（対一括被覆用樹脂）
ポリエステル合成紙上に、紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕をスピンコーターで膜厚１０μｍとなるように塗布し、大気中で紫外線をエネルギー線量５０００Ｊ／ｍ²で照射して硬化させた。その上に、前記の一括被覆用樹脂組成物をスピンコーターで膜厚５０μｍとなるように塗布し、大気中で紫外線をエネルギー線量５０００Ｊ／ｍ²で照射して硬化させた。このようにして樹脂サンプルを作製した。
この樹脂サンプルを１ｃｍ幅の短冊状に切断し、オートグラフ（島津製作所製）でロードセルの荷重を１ｋｇ重で、紫外線硬化型インクの被膜と一括被覆樹脂組成物の被膜との間を２０℃で１８０°の方向にピールさせ、ピール強度（Ｎ／ｍ）を測定した。

１−３．ピール強度（対セカンダリ層用樹脂）
ガラス板上に、前記したセカンダリ層用樹脂組成物を膜厚５０μｍになるように塗布し、２０００ｐｐｍ酸素含有の窒素雰囲気下で、紫外線をエネルギー線量１０００Ｊ／ｍ²で照射し硬化させた。次に、紫外線硬化型インク〔Ａ〕〜〔Ｅ〕をスピンコーターにて膜厚10μｍとなるように塗布し、大気中で紫外線をエネルギー線量１０００Ｊ／ｍ²で照射し硬化させた。さらに、一括被覆樹脂をスピンコーターにて膜厚５０μｍとなるように塗布し、大気中で紫外線をエネルギー線量５０００Ｊ／ｍ²で照射し硬化させた。このようにして樹脂サンプルを作製した。
上記で得られた樹脂サンプルをガラス板から剥がして、１ｃｍ幅の短冊状に切断した。オートグラフ（島津製作所製）用いロードセルの荷重１ｋｇ重で、セカンダリ層用樹脂の被膜と紫外線硬化型インクの被膜との間を２０℃で１８０°の方向にピールさせ、ピール強度（Ｎ／ｍ）を測定した。

２．光ファイバ着色心線・光ファイバテープ心線特性の評価
２−１．ＯＴＤＲ段差発生頻度
巻き取りボビンに光ファイバ着色心線を巻いたまま、ＯＴＤＲ（安藤電気社製）によって、波長１．５５μｍの光の波形を観察し、波形の段差（波形の傾きが急激な階段状に変化する箇所）を計測した。光ファイバ着色心線の総巻き替え長（２３０ｋｍ）に対する波形の段差（２００ｍの長さで０．０２ｄＢ以上の変化がある箇所）の総個数を算出し、これをＯＴＤＲ段差発生頻度（個／２３０ｋｍ）とした。

２−２．単心分離性試験
１ｍの光ファイバテープ心線を手作業で単心分離し、光ファイバ着色心線の色ハガレの有無を観察した。これを１２回繰り返して、全試行数に対して色ハガレが起きた試行数を計測した。

２−３．耐水性試験
４心型光ファイバテープ心線を全長約700ｍ、直径約30ｃｍの束とし、この束を６０℃の温水に浸漬させた。束の両端を水面上に出しておき、４本の光ファイバ着色心線の伝送損失（ｄＢ／ｋｍ）を測定し、２４時間後と２週間後の伝送損失の増加量の最大値を記録した。

以上の試験結果を表２に示す。

以上の結果より、本発明の光ファイバ着色心線及び光ファイバテープ心線（実施例１〜３）は、ＯＴＤＲ段差の発生が極めて少なく、しかも光ファイバテープ心線を各光ファイバ着色心線に単心分離するときに色ハガレが起りにくく、単心分離性に優れていた。これに対し、比較例１の光ファイバ着色心線はＯＴＤＲ段差の発生は少なかったが、光ファイバテープ心線としたときに単心分離性が劣っていた。これは、ピール強度のデータから、着色層と一括被覆用樹脂との密着性と、着色層とセカンダリ層との密着性とが同程度であり、密着性のバランスが悪く、単心分離時に必ずしも一括被覆用樹脂と着色層とが剥離しないためと推測される。また、比較例２においては、光ファイバ着色心線表面の動摩擦係数が大きすぎるのでＯＴＤＲ段差の発生頻度が高く、さらに密着性のバランスが悪いので単心分離性でも劣っていた。
なお、実施例１〜３のうち、特に実施例１は、単心分離性及び耐水性において最も優れていた。これは、実施例１では、表面硬化性のよい光重合開始剤（イルガキュア９０７）と深部硬化性のよい光重合開始剤（イルガキュア３６９）とを併用しているためと推測される。

本発明の光ファイバ着色心線の一実施形態を示す断面模式図である。 光ファイバ素線に着色層を形成する装置の概略構成図である。 本発明の光ファイバテープ心線の一実施形態を示す断面模式図である。 光ファイバテープ心線を製造する装置の概略構成図である。 光ファイバ着色心線の動摩擦係数を計測する説明図である。

符号の説明

１ 光ファイバ着色心線
３ ガラスファイバ
４ プライマリ層
５ セカンダリ層
６ 着色層
７ 一括被覆用樹脂
８ 光ファイバテープ心線

Claims (4)

1. 下記一般式（１）で表される変性ジメチルポリシロキサンを含有する紫外線硬化型インクから形成された着色層を有し、前記着色層表面の動摩擦係数が０より大きく０．２５以下であることを特徴とする光ファイバ着色心線。
   

   

   （式中、Ｒはエーテル結合又はエステル結合を有する２価の連結基を示す。Ｘはアクリロイル基又はメタアクリロイル基を示す。ｌ、ｍ及びｎは、それぞれ１〜１００の整数を示す。）
2. 前記紫外線硬化型インクが、前記変性ジメチルポリシロキサンを８〜２０重量％含有することを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ着色心線。
3. 前記紫外線硬化型インクが、少なくとも２種以上の光重合開始剤を７〜１０重量％含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ着色心線。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光ファイバ着色心線を複数配列して、一括被覆用樹脂で被覆してなる光ファイバテープ心線。
   
   

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