JP5790942B2 - 光ファイバ素線 - Google Patents
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Description
本発明は、ガラスファイバの外周に樹脂被覆層を設けた光ファイバ素線に関する。
光ファイバ素線は、ガラスを熱溶融紡糸して得られたガラスファイバに、保護や補強を目的として樹脂が被覆されている。この樹脂被覆としては、例えば、光ファイバの表面にまず柔軟な第一次被覆層を設け、その外側に剛性の高い第二次被覆層を設けた構造が知られている。このような光ファイバ素線では、その伝送損失は、ガラスの周りに被覆される樹脂の物性や構造に大きく影響を受ける。例えば、被覆樹脂が硬化後の安定した状態にあっても、巻き替え等の作業時に光ファイバに新たに負荷される応力や歪みによって、被覆樹脂中に微小な歪みが物理的に生じ、この歪みの分布が光ファイバ中で不均一になると、マイクロベンドロスと呼ばれる過剰伝送損失が発生することがある。
特許文献１では、光ファイバを取り囲む一次コーティングと二次コーティングの二層のコーティングを有する被覆光ファイバについて、外側のコーティング層である二次コーティング層に非反応性のオリゴマー添加剤を添加することによって、強靱性を向上できることが開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載の被覆光ファイバでは、外側のコーティング層を強靱にすることによって、ガラスファイバの保護や補強が行われてはいるものの、マイクロベンドロスの低減や伝送特性の向上については検討がされていない。
一般に、光ファイバ素線のマイクロベンドロスを低減するためには、ヤング率の小さい樹脂をガラスファイバと接する第一次被覆層として外力を緩衝することにより、外力がガラスファイバに伝搬することを防止する方法が考えられる。しかし、従来知られた方法でヤング率を小さくするには、硬化反応する樹脂に含まれるオリゴマー間の架橋点を減らす必要があるため、これにより樹脂の硬化性が低下するという問題が生じることが懸念される。
一般に、光ファイバ素線のマイクロベンドロスを低減するためには、ヤング率の小さい樹脂をガラスファイバと接する第一次被覆層として外力を緩衝することにより、外力がガラスファイバに伝搬することを防止する方法が考えられる。しかし、従来知られた方法でヤング率を小さくするには、硬化反応する樹脂に含まれるオリゴマー間の架橋点を減らす必要があるため、これにより樹脂の硬化性が低下するという問題が生じることが懸念される。
本発明は、従来の光ファイバ素線における上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、硬化性の良好な樹脂で被覆され、且つ、マイクロベンドロスが低減された光ファイバ素線を提供することである。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、第一次被覆層を形成する紫外線硬化型コート材に非反応性オリゴマーを含有させることにより、当該非反応性オリゴマーが可塑剤のように作用するので、硬化反応する樹脂中の反応点密度を減らすことなく、ヤング率の小さい被覆樹脂が得られることを着想し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の光ファイバ素線は以下の通りである。
［１］ガラスファイバの外周に、第一次被覆層を設けた光ファイバ素線であって、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、メチルエチルケトンで抽出される分子量が１０００を超える成分が５重量％以上２１重量％以下含まれているものであり、かつヤング率が０．２〜１．０ＭＰａであり、
エチレン性不飽和基を１個有する単官能反応性希釈剤とエチレン性不飽和基を２個以上有する多官能反応性希釈剤を含み、前記多官能反応性希釈剤が２重量％を超える量含まれ、前記多官能反応性希釈剤の前記単官能反応性希釈剤に対する比率が１／９以上であり、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、さらに、
（Ａ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート、水酸基含有（メタ）アクリレート及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー；
（Ｂ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート及び１価アルコールを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー；
並びに、
（Ｄ）光ラジカル開始剤
を含む紫外線硬化型コート材であることを特徴とする光ファイバ素線。
［２］前記第一次被覆層のヤング率が０．６〜１．０ＭＰａであり、−４０℃に２時間置いたときの伝送損失の増加が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下である［１］に記載の光ファイバ素線。
［３］さらに、前記紫外線硬化型コート材が、（Ｅ）界面活性剤を含むことを特徴とする［２］に記載の光ファイバ素線。
［４］前記ガラスファイバのコアの実効断面積が１００μｍ２よりも大きい［１］〜［３］のいずれか一項に記載の光ファイバ素線。
［５］前記ガラスファイバのコアの純石英に対する比屈折率がｎ１、コアのすぐ外の第一クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ２、第一クラッドの外の第二クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ３であるときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２であり、０．２４％≦ｎ１−ｎ２≦０．３６％かつ０．０２％≦ｎ３−ｎ２≦０．１５％であって、コアの直径が１１μｍ以上１５μｍ以下かつ第一クラッドの直径とコアの直径との比が２．５以上６以下である［４］に記載の光ファイバ素線。
［１］ガラスファイバの外周に、第一次被覆層を設けた光ファイバ素線であって、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、メチルエチルケトンで抽出される分子量が１０００を超える成分が５重量％以上２１重量％以下含まれているものであり、かつヤング率が０．２〜１．０ＭＰａであり、
エチレン性不飽和基を１個有する単官能反応性希釈剤とエチレン性不飽和基を２個以上有する多官能反応性希釈剤を含み、前記多官能反応性希釈剤が２重量％を超える量含まれ、前記多官能反応性希釈剤の前記単官能反応性希釈剤に対する比率が１／９以上であり、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、さらに、
（Ａ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート、水酸基含有（メタ）アクリレート及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー；
（Ｂ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート及び１価アルコールを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー；
並びに、
（Ｄ）光ラジカル開始剤
を含む紫外線硬化型コート材であることを特徴とする光ファイバ素線。
［２］前記第一次被覆層のヤング率が０．６〜１．０ＭＰａであり、−４０℃に２時間置いたときの伝送損失の増加が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下である［１］に記載の光ファイバ素線。
［３］さらに、前記紫外線硬化型コート材が、（Ｅ）界面活性剤を含むことを特徴とする［２］に記載の光ファイバ素線。
［４］前記ガラスファイバのコアの実効断面積が１００μｍ２よりも大きい［１］〜［３］のいずれか一項に記載の光ファイバ素線。
［５］前記ガラスファイバのコアの純石英に対する比屈折率がｎ１、コアのすぐ外の第一クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ２、第一クラッドの外の第二クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ３であるときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２であり、０．２４％≦ｎ１−ｎ２≦０．３６％かつ０．０２％≦ｎ３−ｎ２≦０．１５％であって、コアの直径が１１μｍ以上１５μｍ以下かつ第一クラッドの直径とコアの直径との比が２．５以上６以下である［４］に記載の光ファイバ素線。
本発明によれば、硬化性の良好な樹脂で構成された第一次被覆層で被覆され、且つ、マイクロベンドロスが低減された光ファイバ素線を提供することができる。
以下、本発明の光ファイバ素線について、図１を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバ素線の一例を示す概略断面図である。
光ファイバ素線１は、ガラスファイバ１０の外周に紫外線硬化型コート材を硬化させてなる第一次被覆層２０と、さらにその外周に硬化性樹脂を硬化させてなる第二次被覆層３０を有する。この第一次被覆層２０と第二次被覆層３０の二層により樹脂被覆層が形成される。樹脂被覆層の層構造は、図１に示す二層構造には限定されず、さらに第三次被覆層や第四次被覆層を有する多層構造であってもよい。
図１は、本発明の光ファイバ素線の一例を示す概略断面図である。
光ファイバ素線１は、ガラスファイバ１０の外周に紫外線硬化型コート材を硬化させてなる第一次被覆層２０と、さらにその外周に硬化性樹脂を硬化させてなる第二次被覆層３０を有する。この第一次被覆層２０と第二次被覆層３０の二層により樹脂被覆層が形成される。樹脂被覆層の層構造は、図１に示す二層構造には限定されず、さらに第三次被覆層や第四次被覆層を有する多層構造であってもよい。
ガラスファイバ１０は、通常、石英系ガラスからなるコア層の外周に石英ガラスからなるクラッド層を備える。該コア層の外径は、例えば７μｍ〜６０μｍ、該クラッド層の外径は、例えば１２５μｍとすることができる。
第一次被覆層２０は、ガラスファイバ１０の外周上に形成された硬化樹脂の層であり、例えば、厚さを１０μｍ〜５０μｍとすることができる。
第一次被覆層は、紫外線硬化型コート材を硬化させて形成したものである。第一次被覆層をメチルエチルケトンで抽出すると紫外線硬化型コート材中の未反応成分が抽出される。このうち分子量が１０００を超える成分は、非反応性のオリゴマーであるが、これが本発明の光ファイバ素線には、第一次被覆層に５重量％以上２１重量％以下含まれている。そして、本発明の光ファイバ素線の第一次被覆層の硬化後の樹脂のヤング率は、０．２〜１．０ＭＰａである。第一次被覆層のヤング率が０．２ＭＰａ未満であると、光ファイバ素線に必要な強度が不十分となり、１．０ＭＰａを超えると外力を緩衝することが困難になる。ヤング率を０．２ＭＰａ〜１．０ＭＰａとすることにより、光ファイバ素線に必要な一定の強度を維持しつつ、マイクロベンドロスを低減することができる。ここで一定の強度とは、曲げることによる伝送損失を低減するために必要な強度をいう。
なお、本発明において、上記の硬化後の樹脂のヤング率は、光ファイバの状態で測定するものである。
第一次被覆層は、紫外線硬化型コート材を硬化させて形成したものである。第一次被覆層をメチルエチルケトンで抽出すると紫外線硬化型コート材中の未反応成分が抽出される。このうち分子量が１０００を超える成分は、非反応性のオリゴマーであるが、これが本発明の光ファイバ素線には、第一次被覆層に５重量％以上２１重量％以下含まれている。そして、本発明の光ファイバ素線の第一次被覆層の硬化後の樹脂のヤング率は、０．２〜１．０ＭＰａである。第一次被覆層のヤング率が０．２ＭＰａ未満であると、光ファイバ素線に必要な強度が不十分となり、１．０ＭＰａを超えると外力を緩衝することが困難になる。ヤング率を０．２ＭＰａ〜１．０ＭＰａとすることにより、光ファイバ素線に必要な一定の強度を維持しつつ、マイクロベンドロスを低減することができる。ここで一定の強度とは、曲げることによる伝送損失を低減するために必要な強度をいう。
なお、本発明において、上記の硬化後の樹脂のヤング率は、光ファイバの状態で測定するものである。
本発明の光ファイバ素線において、紫外線硬化型コート材は、（Ａ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート、水酸基含有（メタ）アクリレート及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー；（Ｂ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート及び１価アルコールを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー；（Ｃ）反応性希釈剤；並びに、（Ｄ）光ラジカル開始剤を含む。また紫外線硬化型コート材にはさらに（Ｅ）界面活性剤を含むことができる。以下に、紫外線硬化型コート材に含まれる成分について詳説する。
（Ａ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート、水酸基含有（メタ）アクリレート及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（以下「（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー」ともいう）は、反応性基を有する反応性オリゴマーである。分子量は５０００〜３００００程度であることが好ましい。樹脂の硬化は、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー同士が重合することにより、又は、反応性モノマーである（Ｃ）反応性希釈剤と重合することにより行われる。（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーは、オリゴマー全体の８０〜９５重量％を占めることが好ましい。このような割合で含まれることにより、第一次被覆層の硬化性が担保され、良好な硬度を得ることが容易となる。
脂肪族ポリエーテル系ポリオールとしては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール及び二種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させて得られるポリエーテルジオールなどが挙げられる。
イオン重合性環状化合物としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテン−１−オキシド、イソブテンオキシド、３，３−ビスクロロメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルカーボネート、ブタジエンモノオキシド、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、安息香酸グリシジルエステルなどの環状エーテル類が挙げられる。
二種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させて得られるポリエーテルジオールの具体例としては、例えばテトラヒドロフランとプロピレンオキシド、テトラヒドロフランと２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランとエチレンオキシド、プロピレンオキシドとエチレンオキシド、ブテン−１−オキシドとエチレンオキシドなどの組み合わせより得られる二元共重合体；テトラヒドロフラン、ブテン−１−オキシド及びエチレンオキシドの組み合わせより得られる三元重合体などを挙げることができる。
これらの脂肪族ポリエーテル系ポリオールは単独で用いても、２種以上併用しても良い。
イオン重合性環状化合物としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテン−１−オキシド、イソブテンオキシド、３，３−ビスクロロメチルオキセタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオキシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルカーボネート、ブタジエンモノオキシド、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキシド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、安息香酸グリシジルエステルなどの環状エーテル類が挙げられる。
二種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させて得られるポリエーテルジオールの具体例としては、例えばテトラヒドロフランとプロピレンオキシド、テトラヒドロフランと２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランと３−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフランとエチレンオキシド、プロピレンオキシドとエチレンオキシド、ブテン−１−オキシドとエチレンオキシドなどの組み合わせより得られる二元共重合体；テトラヒドロフラン、ブテン−１−オキシド及びエチレンオキシドの組み合わせより得られる三元重合体などを挙げることができる。
これらの脂肪族ポリエーテル系ポリオールは単独で用いても、２種以上併用しても良い。
有機ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタ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、３，３’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、ビス（２−イソシアネートエチル）フマレート、６−イソプロピル−１，３−フェニルジイソシアネート、４−ジフェニルプロパンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環族ジイソシアネートとして、例えば、イソフォロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、２，５−ビス（イソシアネートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス（イソシアネートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとして、例えば、１，６−ヘキサンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。
これらのなかでも、経済性及び安定した品質の組成物が得られる点から、芳香族ジイソシアネートがより好ましく、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートが特に好ましい。これらの有機ポリイソシアネートは単独で用いても、２種以上併用しても良い。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、１，４−キシリレンジイソシアネート、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタ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、３，３’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、４，４’−ビフェニレンジイソシアネート、ビス（２−イソシアネートエチル）フマレート、６−イソプロピル−１，３−フェニルジイソシアネート、４−ジフェニルプロパンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。
上記脂環族ジイソシアネートとして、例えば、イソフォロンジイソシアネート、メチレンビス（４−シクロヘキシルイソシアネート）、水添ジフェニルメタンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、２，５−ビス（イソシアネートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、２，６−ビス（イソシアネートメチル）−ビシクロ［２．２．１］ヘプタン等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとして、例えば、１，６−ヘキサンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等が挙げられる。
これらのなかでも、経済性及び安定した品質の組成物が得られる点から、芳香族ジイソシアネートがより好ましく、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートが特に好ましい。これらの有機ポリイソシアネートは単独で用いても、２種以上併用しても良い。
水酸基含有（メタ）アクリレートとしては、水酸基が第一級炭素原子に結合した水酸基含有（メタ）アクリレート（以下「第一水酸基含有（メタ）アクリレート」ともいう）及び水酸基が第二級炭素原子に結合した水酸基含有（メタ）アクリレート（以下「第二水酸基含有（メタ）アクリレート」ともいう）を用いることが好ましい。水酸基が第三級炭素原子に結合した水酸基含有（メタ）アクリレート（以下「第三水酸基含有（メタ）アクリレート」ともいう）はイソシアネート基との反応性に劣るため好ましくない。
第一水酸基含有（メタ）アクリレートとして、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（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、１，６−ヘキサンジオールモノ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
第二水酸基含有（メタ）アクリレートとして、例えば、２−ヒドロキシプロピル（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−３−フェニルオキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられ、また、アルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート等のグリシジル基含有化合物と、（メタ）アクリル酸との付加反応により得られる化合物も挙げられる。
第一水酸基含有（メタ）アクリレートとして、例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（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、１，６−ヘキサンジオールモノ（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、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールモノ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタンジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
第二水酸基含有（メタ）アクリレートとして、例えば、２−ヒドロキシプロピル（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−３−フェニルオキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート等が挙げられ、また、アルキルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジル（メタ）アクリレート等のグリシジル基含有化合物と、（メタ）アクリル酸との付加反応により得られる化合物も挙げられる。
（Ｂ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート及び１価アルコールを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー（以下「（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー」ともいう）は、反応性基を有さない非反応性オリゴマーである。（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーは、メチルエチルケトンで抽出されて分子量が１０００を超える成分の例である。この成分はオリゴマー全体の５〜２０重量％を占めることが好ましい。
非反応性オリゴマーである（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを紫外線硬化型コート材中に含有させることにより、第一次被覆層を構成する樹脂について、硬化性に影響を与えることなく、硬化後のヤング率を低減することができる。そのメカニズムを以下に説明する。
非反応性オリゴマーである（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを紫外線硬化型コート材中に含有させることにより、第一次被覆層を構成する樹脂について、硬化性に影響を与えることなく、硬化後のヤング率を低減することができる。そのメカニズムを以下に説明する。
非反応性オリゴマーを含まない通常の紫外線硬化型コート材では、架橋構造が密になるため、マイクロベンドロス低減の観点からは、ヤング率が大きくなりすぎる。そこで、ヤング率を小さくするための方法として、従来は、反応点を減らしたオリゴマーを使用していた。これにより、架橋構造は疎になるので、ヤング率は小さくなるが、オリゴマー中の反応点が少ないため、架橋速度が遅くなってしまう。一方、非反応性オリゴマーを使用した場合、反応性オリゴマーの反応点を減らすことなく、未架橋のオリゴマーが硬化後の樹脂中に残存するので、架橋速度に影響を与えることなく、ヤング率を小さくすることができる。これを図２を参照してさらに詳説する。
図２は、硬化性樹脂（紫外線硬化型コート材）硬化時の紫外線照射量と硬化後のヤング率を示すグラフである。
図中、（ａ）は通常の反応性オリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材、（ｂ）はヤング率を小さくするために反応点を減らしたオリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材、（ｃ）は非反応性オリゴマーを含む反応性オリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材について、それぞれ紫外線照射量と硬化後のヤング率を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれの場合も１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した場合、ヤング率は飽和した値となり、２０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射したときのヤング率はその飽和値には達していない。したがって、２０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射したときのヤング率の飽和値に対する比は樹脂の硬化速度を示す指標とすることができる。（ａ）と（ｃ）では、この比がほぼ同等である。これに対してして（ｂ）では、この比が（ａ）や（ｃ）と比べて小さく硬化速度が遅いことが確認できる。すなわち、反応点を減らしたオリゴマーを用いた（ｂ）では、飽和時のヤング率は小さいが硬化性が不良となる。一方、非反応性オリゴマーを含む反応性オリゴマーを用いた（ｃ）では、飽和時のヤング率は小さく、硬化性も良好である。これらのグラフから明白なように、（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを紫外線硬化型コート材中に含有させることで、樹脂の硬化性に影響を与えることなく、硬化後のヤング率を低減することができる。
図中、（ａ）は通常の反応性オリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材、（ｂ）はヤング率を小さくするために反応点を減らしたオリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材、（ｃ）は非反応性オリゴマーを含む反応性オリゴマーを用いた紫外線硬化型コート材について、それぞれ紫外線照射量と硬化後のヤング率を示すグラフである。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）いずれの場合も１０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射した場合、ヤング率は飽和した値となり、２０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射したときのヤング率はその飽和値には達していない。したがって、２０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射したときのヤング率の飽和値に対する比は樹脂の硬化速度を示す指標とすることができる。（ａ）と（ｃ）では、この比がほぼ同等である。これに対してして（ｂ）では、この比が（ａ）や（ｃ）と比べて小さく硬化速度が遅いことが確認できる。すなわち、反応点を減らしたオリゴマーを用いた（ｂ）では、飽和時のヤング率は小さいが硬化性が不良となる。一方、非反応性オリゴマーを含む反応性オリゴマーを用いた（ｃ）では、飽和時のヤング率は小さく、硬化性も良好である。これらのグラフから明白なように、（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを紫外線硬化型コート材中に含有させることで、樹脂の硬化性に影響を与えることなく、硬化後のヤング率を低減することができる。
また（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーの分子量は、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーと分子量分布の幅が同じであることが好ましい。これらの分子量分布の幅を同程度とすることで、反応性オリゴマーが作ったネットワークと非反応性オリゴマーの相溶性が良くなり、非反応性オリゴマーが他の層へ移行することを防止出来る。
（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを得るための反応成分である脂肪族ポリエーテル系ポリオール及び有機ポリイソシアネートは、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーにおける脂肪族ポリエーテル系ポリオール及び有機ポリイソシアネートと同義である。また１価アルコールとしては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ｉ−ブタノール、ｔ−ブタノール等が挙げられ、メタノール又はエタノールが好ましい。
（Ｃ）反応性希釈剤は、反応性モノマーであり、紫外線硬化型コート材中２０〜４０重量％含まれることが好ましい。（Ｃ）反応性希釈剤を含有することにより、樹脂を光ファイバ（ガラス）に塗布容易とし、かつ樹脂硬化後にモノマーが樹脂中に遊離することがない。
（Ｃ）反応性希釈剤としては、特に限定されないが、エチレン性不飽和基を１個有する化合物（単官能反応性希釈剤）及びエチレン性不飽和基を２個以上有する化合物（多官能反応性希釈剤）が挙げられる。単官能反応性希釈剤と多官能反応性希釈剤とを使用し、両者の配合比率を調整することで紫外線硬化型コート材のヤング率を調整できる。多官能反応性希釈剤の配合比率を相対的に増やすと紫外線硬化型コート剤のヤング率を大きくすることができる。
エチレン性不飽和基を１個有する化合物の具体例としては、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム等のビニル基含有ラクタム、イソボルニル（メタ）アクリレート、ボルニル（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、ジシクロペンタニル（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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の脂環式構造含有（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、４−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン等が挙げられる。さらに、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、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（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、ポリエチレングリコールモノ（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、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシエチル（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、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、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、７−アミノ−３，７−ジメチルオクチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、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、セチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ビニルオキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルオキシエチル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
（Ｃ）反応性希釈剤としては、特に限定されないが、エチレン性不飽和基を１個有する化合物（単官能反応性希釈剤）及びエチレン性不飽和基を２個以上有する化合物（多官能反応性希釈剤）が挙げられる。単官能反応性希釈剤と多官能反応性希釈剤とを使用し、両者の配合比率を調整することで紫外線硬化型コート材のヤング率を調整できる。多官能反応性希釈剤の配合比率を相対的に増やすと紫外線硬化型コート剤のヤング率を大きくすることができる。
エチレン性不飽和基を１個有する化合物の具体例としては、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム等のビニル基含有ラクタム、イソボルニル（メタ）アクリレート、ボルニル（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、ジシクロペンタニル（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、シクロヘキシル（メタ）アクリレート等の脂環式構造含有（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、４−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、アクリロイルモルホリン、ビニルイミダゾール、ビニルピリジン等が挙げられる。さらに、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、４−ヒドロキシブチルアクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソステアリル（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、ポリエチレングリコールモノ（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、メトキシエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシエチル（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、メトキシポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、イソブトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、ｔ−オクチル（メタ）アクリルアミド、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、７−アミノ−３，７−ジメチルオクチル（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリルアミド、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、セチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、ビニルオキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、ビニルオキシエチル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
エチレン性不飽和基を２個以上有する化合物の具体例としては、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、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラ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、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、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オキシエチル（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドの付加体のジオールのジ（メタ）アクリレート、水添ビスフェノールＡのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイドの付加体のジオールのジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルに（メタ）アクリレートを付加させたエポキシ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジビニルエーテル等が挙げられる。
（Ｄ）光ラジカル開始剤は、紫外線硬化型コート材中０．１〜５重量％含まれることが好ましい。
（Ｄ）光ラジカル開始剤としては、特に限定されないが、例えば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、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、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、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フォスフィンオキシド等が挙げられる。
（Ｄ）光ラジカル開始剤としては、特に限定されないが、例えば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、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、３−メチルアセトフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、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、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フォスフィンオキシド等が挙げられる。
（Ｅ）界面活性剤は任意の成分であり、紫外線硬化型コート材中０．１〜１．０重量％含まれることが好ましい。界面活性剤を含むことにより、耐温水特性を向上させることができる。
（Ｅ）界面活性剤としては、脂肪酸エステル型非イオン性界面活性剤が好ましく、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビトール脂肪酸エステルが特に好ましい。
本発明の光ファイバ素線の第二次被覆層３０は、比較的ヤング率の大きい硬化樹脂で構成された任意の層であることが好ましい。第一次被覆層２０の外周上に、例えば紫外線硬化型樹脂により形成され、厚さを１０μｍ〜５０μｍとすることができる。このような層を設けることで、外側からの衝撃を防御しやすくなる。この場合、第二次被覆層３０のヤング率は、１０００ＭＰａ〜１８００ＭＰａであることが好ましい。この範囲とすることにより、光ファイバ素線の脆化を防止し、必要な伸びを維持しつつ、マイクロベンドロスを低減することについて、より顕著な効果が得られ易くなる。
本発明の光ファイバ素線は、コアの実効断面積（Ａｅｆｆ）の大きな（１００μｍ２）ガラスファイバを用いるとマイクロベンドロスの低下の効果が大きくなる。
このようなガラスファイバは、例えば、図３に示すように、コアの比屈折率がｎ１、コアのすぐ外の第一クラッドの比屈折率がｎ２、第一クラッドの外の第二クラッドの比屈折率がｎ３であるときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２であり、０．２４％≦ｎ１−ｎ２（Δ＋）≦０．３６％かつ０．０２％≦ｎ３−ｎ２（Δ−）≦０．１５％であって、コアの直径（２ａ）が１１μｍ以上１５μｍ以下かつ第一クラッドの直径（２ｂ）とコアの直径（２ａ）との比が２．５以上６以下であるガラスファイバを挙げることができる。
なお、上記の比屈折率とは、コア、第一クラッド及び第二クラッドの各屈折率の、純石英の屈折率に対する比を意味するものである。
このガラスファイバの外周に設ける第一被覆層として、上述の材料を使用するとマイクロベンドロスを顕著に抑制できる。
このようなガラスファイバのコアおよびクラッドは下記のようにして製造できる。
コアはシリカガラスをベースとしてゲルマニウムを添加する。第一クラッドにはフッ素を添加する。第二クラッドにはゲルマニウムを添加し、または意図的には添加物を含まない純シリカガラスとする。
または、コアを意図的には添加物を含まない純シリカガラスとして、第一クラッドおよび第二クラッドにフッ素を添加する。第一クラッドのフッ素の添加量を第二クラッドのフッ素の添加量よりも大きくする。
ガラスファイバの実効断面積を大きくすることによりガラスファイバの非線形光学現象を低減し、かつ第一被覆層を上述の材料とすることによりマイクロベンドロスを低下させることができる。
このようなガラスファイバは、例えば、図３に示すように、コアの比屈折率がｎ１、コアのすぐ外の第一クラッドの比屈折率がｎ２、第一クラッドの外の第二クラッドの比屈折率がｎ３であるときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２であり、０．２４％≦ｎ１−ｎ２（Δ＋）≦０．３６％かつ０．０２％≦ｎ３−ｎ２（Δ−）≦０．１５％であって、コアの直径（２ａ）が１１μｍ以上１５μｍ以下かつ第一クラッドの直径（２ｂ）とコアの直径（２ａ）との比が２．５以上６以下であるガラスファイバを挙げることができる。
なお、上記の比屈折率とは、コア、第一クラッド及び第二クラッドの各屈折率の、純石英の屈折率に対する比を意味するものである。
このガラスファイバの外周に設ける第一被覆層として、上述の材料を使用するとマイクロベンドロスを顕著に抑制できる。
このようなガラスファイバのコアおよびクラッドは下記のようにして製造できる。
コアはシリカガラスをベースとしてゲルマニウムを添加する。第一クラッドにはフッ素を添加する。第二クラッドにはゲルマニウムを添加し、または意図的には添加物を含まない純シリカガラスとする。
または、コアを意図的には添加物を含まない純シリカガラスとして、第一クラッドおよび第二クラッドにフッ素を添加する。第一クラッドのフッ素の添加量を第二クラッドのフッ素の添加量よりも大きくする。
ガラスファイバの実効断面積を大きくすることによりガラスファイバの非線形光学現象を低減し、かつ第一被覆層を上述の材料とすることによりマイクロベンドロスを低下させることができる。
以下、本発明に係る実施例及び比較例を用いた評価試験の結果を示し、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例１〜３及び比較例１〜２として、表１に示す成分を含む紫外線硬化型コート材（表中、各材料の数値は重量部を表す）により形成される第一次被覆層樹脂を用いて作製した光ファイバ素線又は同紫外線硬化型コート材により作製した硬化樹脂膜を用いて、側圧特性（マイクロベンドロス低減）、硬化性、耐温水特性の評価を下記の要領で行った。各実施例及び比較例における内外被覆樹脂のヤング率と、評価結果を下記表１に併せて示す。
なお、下記表１中、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（２）は、反応点を、実施例１における（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（１）と（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーの総量に対する反応点の割合と、同じ割合になるように、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（１）より低減させたものである。
なお、下記表１中、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（２）は、反応点を、実施例１における（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（１）と（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーの総量に対する反応点の割合と、同じ割合になるように、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー（１）より低減させたものである。
（側圧特性評価方法）
サンドペーパーで表面を被覆した２８０ｍｍ径のボビンと同径でサンドペーパのないボビンそれぞれに、被試験光ファイバ素線を８０ｇの張力で単層状に巻き付け、ＯＴＤＲ法により１．５５μｍ波長における伝送損失を測定した。なお、被試験光ファイバ素線は、Ｇ６５２に準拠するシングルモード光ファイバで、ＭＦＤ１＝１０．４μｍを使用した。測定した伝送損失を用いて、下記式より算出したΔαについて、以下の基準で評価した。
式：Δα（ｄＢ／ｋｍ）＝損失（サンドペーパー有り）−損失（サンドペーパー無し）
（評価基準）
Δα＜０．３ｄＢ／ｋｍ：○
Δα≧０．３ｄＢ／ｋｍ：×
サンドペーパーで表面を被覆した２８０ｍｍ径のボビンと同径でサンドペーパのないボビンそれぞれに、被試験光ファイバ素線を８０ｇの張力で単層状に巻き付け、ＯＴＤＲ法により１．５５μｍ波長における伝送損失を測定した。なお、被試験光ファイバ素線は、Ｇ６５２に準拠するシングルモード光ファイバで、ＭＦＤ１＝１０．４μｍを使用した。測定した伝送損失を用いて、下記式より算出したΔαについて、以下の基準で評価した。
式：Δα（ｄＢ／ｋｍ）＝損失（サンドペーパー有り）−損失（サンドペーパー無し）
（評価基準）
Δα＜０．３ｄＢ／ｋｍ：○
Δα≧０．３ｄＢ／ｋｍ：×
（硬化性評価方法）
空気下で、２０ｍＪ／ｃｍ２及び１Ｊ／ｃｍ２の紫外線で硬化させた２００μｍ厚の硬化樹脂膜を作製した。ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して引張試験を実施し、２０ｍＪ／ｃｍ２で硬化させた硬化膜のヤング率（Ｙ０．０２）と、１Ｊ／ｃｍ２で硬化させた硬化膜のヤング率（Ｙ１）の比から硬化速度（Ｙ０．０２／Ｙ１）を算出し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
硬化速度≧０．８：○
硬化速度＜０．８：×
空気下で、２０ｍＪ／ｃｍ２及び１Ｊ／ｃｍ２の紫外線で硬化させた２００μｍ厚の硬化樹脂膜を作製した。ＪＩＳ Ｋ７１２７に準拠して引張試験を実施し、２０ｍＪ／ｃｍ２で硬化させた硬化膜のヤング率（Ｙ０．０２）と、１Ｊ／ｃｍ２で硬化させた硬化膜のヤング率（Ｙ１）の比から硬化速度（Ｙ０．０２／Ｙ１）を算出し、以下の基準で評価した。
（評価基準）
硬化速度≧０．８：○
硬化速度＜０．８：×
（ヤング率測定方法）
光ファイバ素線の第一次被覆層のヤング率を下記の方法で測定した。
光ファイバ素線の被覆の一部をジャケットリムーバで除去してガラスファイバを露出する。光ファイバ素線の被覆が残った部分１０ｍｍを接着剤でシリンダに接着して固定する。ガラスファイバ部分をチャックして固定したシリンダから３．５μｍ／分の速さで引き抜き、荷重が０．１（Ｎ）となったときに、被覆層から引き抜かれたガラスファイバの長さＬ（ｍ）を測定する。
下記の式からヤング率を求める。
ヤング率（Ｐａ）＝（１０（１＋ｎ）／πＬ）・ｌｎ（Ｄｐ／１２５）
Ｄｐは第一次被覆層の外径（μｍ）、ｎは第一次被覆層のポアソン比
光ファイバ素線の第一次被覆層のヤング率を下記の方法で測定した。
光ファイバ素線の被覆の一部をジャケットリムーバで除去してガラスファイバを露出する。光ファイバ素線の被覆が残った部分１０ｍｍを接着剤でシリンダに接着して固定する。ガラスファイバ部分をチャックして固定したシリンダから３．５μｍ／分の速さで引き抜き、荷重が０．１（Ｎ）となったときに、被覆層から引き抜かれたガラスファイバの長さＬ（ｍ）を測定する。
下記の式からヤング率を求める。
ヤング率（Ｐａ）＝（１０（１＋ｎ）／πＬ）・ｌｎ（Ｄｐ／１２５）
Ｄｐは第一次被覆層の外径（μｍ）、ｎは第一次被覆層のポアソン比
（耐温水特性評価方法）
光ファイバ素線をテープ化し６０℃温水に３０日間浸漬し、ＯＴＤＲ法により浸漬前と３０日浸漬後の１．５５μｍ波長における伝送損失を測定した。測定した損失レベルを用いて、下記式より算出したΔαについて、以下の基準で評価した。
式：Δα（ｄＢ／ｋｍ）＝損失（６０℃温水３０日後）−損失（浸漬前）
（評価基準）
Δα＜０．０５ｄＢ／ｋｍ：○
Δα≧０．０５ｄＢ／ｋｍ：×
光ファイバ素線をテープ化し６０℃温水に３０日間浸漬し、ＯＴＤＲ法により浸漬前と３０日浸漬後の１．５５μｍ波長における伝送損失を測定した。測定した損失レベルを用いて、下記式より算出したΔαについて、以下の基準で評価した。
式：Δα（ｄＢ／ｋｍ）＝損失（６０℃温水３０日後）−損失（浸漬前）
（評価基準）
Δα＜０．０５ｄＢ／ｋｍ：○
Δα≧０．０５ｄＢ／ｋｍ：×
（低温損失増加測定方法）
２ｋｇのスクリーニング張力をかけた光ファイバ素線の伝送損失を測定し、同光ファイバ素線を−４０℃に２時間置いて伝送損失を測定した。−４０℃に置く前のものと比べて、−４０℃に置いた後のものの、１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失の増加を求めた。伝送損失の増加が０．０３ｄＢ／ｋｍ以下を○、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下を◎として表１に示す。
２ｋｇのスクリーニング張力をかけた光ファイバ素線の伝送損失を測定し、同光ファイバ素線を−４０℃に２時間置いて伝送損失を測定した。−４０℃に置く前のものと比べて、−４０℃に置いた後のものの、１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失の増加を求めた。伝送損失の増加が０．０３ｄＢ／ｋｍ以下を○、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下を◎として表１に示す。
（メチルエチルケトンによる抽出）
光ファイバ素線を６０℃、１７時間メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に浸し、抽出物のうち分子量が１０００以下の物質の質量をガスクロマトグラフ質量分析計で求める。抽出物の重量から分子量が１０００以下の物質の重量を引いて分子量が１０００を超える物質の重量を求める。これを光ファイバ素線の被覆層樹脂の重量で除して、ＭＥＫで抽出される分子量が１０００を超える成分の重量パーセント値を求めた。
光ファイバ素線を６０℃、１７時間メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に浸し、抽出物のうち分子量が１０００以下の物質の質量をガスクロマトグラフ質量分析計で求める。抽出物の重量から分子量が１０００以下の物質の重量を引いて分子量が１０００を超える物質の重量を求める。これを光ファイバ素線の被覆層樹脂の重量で除して、ＭＥＫで抽出される分子量が１０００を超える成分の重量パーセント値を求めた。
上記結果より、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーと（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを含む紫外線硬化型コート材により形成された第一次被覆層樹脂（実施例１〜３）は、側圧特性、硬化性共に良好であることが確認された。
一方、（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを有さない比較例１及び２では、側圧特性と硬化性の双方を良好に維持することができなかった。すなわち、ヤング率が高い比較例１では、側圧特性に劣り、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーの反応点を減少させたことによりヤング率を低くした比較例２では、硬化性に劣った。
第一次被覆層の硬化後のヤング率が０．６〜１．０ＭＰａであれば低温特性に特に優れる。反応性希釈剤（モノマ）のうち多官能反応性希釈剤（モノマ）の配合比率も多くすることによりヤング率を大きくすることができる。上記の実施例の場合では多官能反応性希釈剤の単官能反応性希釈剤に対する比率を１／９以上とすることで低温特性が特に優れる。
界面活性剤を添加することにより耐温水特性を良好とすることができる。
一方、（Ｂ）（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマーを有さない比較例１及び２では、側圧特性と硬化性の双方を良好に維持することができなかった。すなわち、ヤング率が高い比較例１では、側圧特性に劣り、（Ａ）（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマーの反応点を減少させたことによりヤング率を低くした比較例２では、硬化性に劣った。
第一次被覆層の硬化後のヤング率が０．６〜１．０ＭＰａであれば低温特性に特に優れる。反応性希釈剤（モノマ）のうち多官能反応性希釈剤（モノマ）の配合比率も多くすることによりヤング率を大きくすることができる。上記の実施例の場合では多官能反応性希釈剤の単官能反応性希釈剤に対する比率を１／９以上とすることで低温特性が特に優れる。
界面活性剤を添加することにより耐温水特性を良好とすることができる。
（実施例４〜６、比較例３〜５）
コアおよびクラッドの構造（比屈折率分布）を図３および下記表として被覆層は実施例２と同様にした光ファイバ素線のマイクロベンドロスを下記表に示す。
マイクロベンドロスは、下記のようにして測定する。
直径５０μｍ、間隔１００μｍのワイヤーメッシュで表面を覆われた胴径４００ｍｍのボビンに、光ファイバ素線を８０ｇの張力で光ファイバ素線が重ならないように巻き付けた。この状態で１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失を測定する。
表に示したように本発明の光ファイバ素線はガラスファイバコアのＡｅｆｆが大きい場合に、マイクロベンドロスを低減する効果が大きい（言い換えると側圧特性が良い）ことが分かる。
コアおよびクラッドの構造（比屈折率分布）を図３および下記表として被覆層は実施例２と同様にした光ファイバ素線のマイクロベンドロスを下記表に示す。
マイクロベンドロスは、下記のようにして測定する。
直径５０μｍ、間隔１００μｍのワイヤーメッシュで表面を覆われた胴径４００ｍｍのボビンに、光ファイバ素線を８０ｇの張力で光ファイバ素線が重ならないように巻き付けた。この状態で１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失を測定する。
表に示したように本発明の光ファイバ素線はガラスファイバコアのＡｅｆｆが大きい場合に、マイクロベンドロスを低減する効果が大きい（言い換えると側圧特性が良い）ことが分かる。
１ 光ファイバ素線、１０ ガラスファイバ、２０ 第一次被覆層、３０ 第二次被覆層
Claims (5)
- ガラスファイバの外周に、第一次被覆層を設けた光ファイバ素線であって、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、メチルエチルケトンで抽出される分子量が１０００を超える成分が５重量％以上２１重量％以下含まれているものであり、かつヤング率が０．２〜１．０ＭＰａであり、
エチレン性不飽和基を１個有する単官能反応性希釈剤とエチレン性不飽和基を２個以上有する多官能反応性希釈剤を含み、前記多官能反応性希釈剤が２重量％を超える量含まれ、前記多官能反応性希釈剤の前記単官能反応性希釈剤に対する比率が１／９以上であり、
前記第一次被覆層を構成する樹脂が、さらに、
（Ａ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート、水酸基含有（メタ）アクリレート及びγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基含有ウレタンオリゴマー；
（Ｂ）少なくとも脂肪族ポリエーテル系ポリオール、有機ポリイソシアネート及び１価アルコールを反応させて得られる（メタ）アクリロイル基非含有ウレタンオリゴマー；
並びに、
（Ｄ）光ラジカル開始剤
を含む紫外線硬化型コート材であることを特徴とする光ファイバ素線。 - 前記第一次被覆層のヤング率が０．６〜１．０ＭＰａであり、−４０℃に２時間置いたときの伝送損失の増加が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下である請求項１に記載の光ファイバ素線。
- さらに、前記紫外線硬化型コート材が、（Ｅ）界面活性剤を含むことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバ素線。
- 前記ガラスファイバのコアの実効断面積が１００μｍ ２ よりも大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ファイバ素線。
- 前記ガラスファイバのコアの純石英に対する比屈折率がｎ１、コアのすぐ外の第一クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ２、第一クラッドの外の第二クラッドの純石英に対する比屈折率がｎ３であるときに、ｎ１＞ｎ３＞ｎ２であり、０．２４％≦ｎ１−ｎ２≦０．３６％かつ０．０２％≦ｎ３−ｎ２≦０．１５％であって、コアの直径が１１μｍ以上１５μｍ以下かつ第一クラッドの直径とコアの直径との比が２．５以上６以下である請求項４に記載の光ファイバ素線。
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