JP6123444B2 - 光ファイバ素線およびその製造方法 - Google Patents
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Description
また、光ファイバの外周にシランカップリング剤を含む硬化性樹脂組成物によって被覆層を形成した後に、ボビンへの巻き取り等を行っている。
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、ボビンに巻かれた状態で保管しても引張強度が悪化しない光ファイバ素線を提供することである。
本発明は、上記知見に基づいて達成されたものである。
(1)ガラスファイバの外周と接するように被覆層を有する光ファイバ素線およびその製造方法であって、前記被覆層に、下記一般式(1)及び(2)の各式で表されるシランカップリング剤を含む光ファイバ素線およびその製造方法である。
本願発明は、(1)ガラスファイバの外周と接するように被覆層を有する光ファイバ素線およびその製造方法であって、前記被覆層を形成するための樹脂組成物として、下記一般式(1)及び(2)の各式で表されるシランカップリング剤を含むものを用いる光ファイバ素線およびその製造方法である。
(3)前記被覆層中の一般式(1)で表されるシランカップリング剤と一般式(2)で表されるシランカップリング剤との比を1:11〜11:1とすることが好ましい。製造される光ファイバ素線の引張強度の悪化抑制効果がより向上し、被覆層とガラスファイバとの密着性又は被覆層の引き抜き性が良好になるからである。こうして製造された光ファイバ素線中の二種類のシランカップリング剤の比は当初配合した時の比とほぼ同様となり、1:11〜11:1となる。
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態は、石英ガラスからなる光ファイバの外周に、放射線硬化型樹脂組成物をコーティングして硬化することにより被覆層を形成する。
例えば、石英系ガラス母材を溶融紡糸して得られた光ファイバの周囲に放射線硬化型樹脂組成物を塗布し、紫外線照射装置内で紫外線を照射することで該樹脂組成物を硬化させる方法を一実施態様として挙げることができる。
本発明の実施形態に用いる被覆層形成用の放射線硬化型樹脂組成物は、上記一般式(1)及び(2)の各式で表されるシランカップリング剤を含むものである。
一般式(1)のR1は、紫外線照射によりアクリル基と反応する基またはアクリル基であるが、紫外線照射によりアクリル基と反応する基としては、例えば、メルカプト基、メルカプトアルキル基等が挙げられる。
一般式(2)のR2〜R8は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数2以上のアルキル基であれば、特に限定されないが、炭素数が4以下である事が好ましい。
R2〜R8は、具体的には、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
R5〜R8は炭素数が3以上のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(2)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、例えば、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン等が挙げられる。テトラプロポキシシランなどR5〜R8が炭素数が3以上のアルキル基であるものであれば、シランカップリング剤が加水分解して生じるアルコールが炭素数が3以上の大きなものとなり、それがガラスの欠陥を広げることがなく、光ファイバ素線の引張強度がさらに向上して好ましい。
また、上記放射線硬化型樹脂組成物における、上記一般式(1)及び一般式(2)の各式で表されるシランカップリング剤の総含有量は、特に限定されないが、0.5〜5.0質量%であることが好ましい。
上記放射線硬化型樹脂組成物は、上記のシランカップリング剤以外に、ベース樹脂を含有する。
ベース樹脂としては、放射線硬化性を有するものであれば特に制限はされないが、例えば、オリゴマー、モノマー、光開始剤を含有するものが好ましい。
ポリオール化合物としては、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートなどが挙げられる。水酸基含有アクリレート化合物としては、2−ヒドロキシアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレートなどが挙げられる。
本発明の実施形態で製造される光ファイバ素線の一実施形態を図1に示す。光ファイバ素線10は、石英ガラスからなるガラスファイバ13の外周に、本発明の実施形態の被覆層形成用の放射線硬化型樹脂組成物により形成された内層14を含む被覆層16を有する。なおガラスファイバ13は、コア部11とクラッド部12とからなり、例えば、コア部にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド部には純石英、或いはフッ素が添加された石英を用いることができる。
ガラスファイバ13は、石英を主成分とするコア径(D1)が8μm、クラッド径(D2)が125μmのもの(比屈折率差Δnは1.0%)を使用した。そして、該ガラスファイバ13の外周面に、前記した方法に準じて、下記の紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させてなる被覆層16を二層(内層14と外層15)被覆して、外層15の外径(D3)が250μmとなる光ファイバ素線10を作製した。
オリゴマーとして、ポリプロピレングリコール、2,4−トリレンジイソシアネート、2−ヒドロキシエチルアクリレートをおおよそ1:2:2の割合で反応させたものを用い、モノマーとして、N−ビニルカプロラクタム、イソボルニルアクリレートを加えたものをベース樹脂とした。このベース樹脂100質量部に対し、光開始剤として2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドを1質量部を添加し、樹脂組成物を調製した。
なお、内側保護被覆層(内層14)形成用の樹脂組成物には、シランカップリング剤として下記表1に記載のものを表1に記載の添加量になるように添加した。
作製した光ファイバ素線について、以下の評価試験(引張強度、引抜力、硬化性)を行った。結果を表1に示す。
引張試験機を用いて、Teccordia GR−20−COREの規定にそって光ファイバ素線の引張強度を測定した。
なお、引張強度は、製造後7日後と90日後の光ファイバ素線について測定した。保管環境及び測定環境は23℃50%。5.5kg未満をB、5.5kg以上をAとした。
[引抜力評価方法]
光ファイバ素線の樹脂被覆層に、カミソリで刃先がガラス表面に届かない深さで切れ目を入れ、切れ目の横の一方の樹脂被覆層を台紙に貼り付けて台紙を固定し、他方の光ファイバ素線を把持して引っ張った。光ファイバ(ガラス部分)が台紙に固定された樹脂被覆層から引き抜かれる時の引抜力を測定した。0.6kg未満をC、0.6以上1.0kg未満をB、1.0以上1.5kg未満をAとした。
[硬化性評価方法]
光ファイバ素線を、メチルエチルケトン(MEK)に60℃で17時間浸した後、充分乾燥させ重量を測定し、下記式にてゲル分率を求めた。ゲル分率90%未満をB、90%以上をAとした。
ゲル分率=(抽出後被覆重量/抽出前被覆重量)×100
上記表1の結果に示すように、上記一般式(1)及び(2)の各式で表されるシランカップリング剤を含む樹脂組成物を用いたNo.1〜4の場合、90日保存後でも引張強度が悪化しない光ファイバ素線を得ることができた。また、一般式(1)で表されるシランカップリング剤と一般式(2)で表されるシランカップリング剤との比が1:2〜2:1であるNo.1〜2の場合、さらに引抜力、硬化性も良好な信頼性の高い光ファイバ素線を得ることができた。
一方、一般式(1)及び(2)の各式で表されるシランカップリング剤を使用しないNo.5では、90日保存後の引張強度が悪化し、引抜力、硬化性も不良であった。
11 コア部
12 クラッド部
13 ガラスファイバ
14 内層(被覆層)
15 被覆(外)層
16 被覆層
Claims (6)
- R5〜R8が炭素数3以上のアルキル基である請求項1に記載の光ファイバ素線。
- R5〜R8が炭素数3以上のアルキル基である請求項3に記載の光ファイバ素線の製造方法。
- 前記被覆層中の一般式(1)で表されるシランカップリング剤と一般式(2)で表されるシランカップリング剤との質量比を1:11〜11:1とする請求項3又は4に記載の光ファイバ素線の製造方法。
- 前記被覆層の外側にさらに被覆層を形成し、かつ、前記ガラスファイバの外周と接する被覆層中の一般式(1)で表されるシランカップリング剤と一般式(2)で表されるシランカップリング剤との質量比を1:2〜2:1とする請求項3〜5のいずれか一項に記載の光ファイバ素線の製造方法。
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