JPH02141440A - 被覆光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光ファイバの外周にエネルギー線硬化型樹脂か
らなる被覆層を形成した被覆光ファイバの改良に関する
ものである。

［従来の技術］ 光通信に用いる光ファイバにおいては、光学ガラスファ
イバ、石英系ガラスファイバに限らず、いずれもファイ
バ化した後直ちにその外周にプラスチック被覆を施すこ
とが望ましいとされている。

これは、ファイバ化されることにより発生するファイバ
表面の傷や裸ファイバの状態で空気に曝されることによ
るクラックの成長で、ファイバの強度が劣化するのを防
ぐためである。このようなプラスチック層としては、一
般に熱硬化型のシリコーン樹脂や紫外線硬化型樹脂（以
下、ｒＵＶ樹脂」と略称する）が用いられており、近年
は特にこのＵＶ樹脂被覆ファイバの需要が増大している
。

ここでこの被覆に用いられるＵＶ樹脂としては例えばエ
ポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエス
テルアクリレート等が用いられているが、吸湿した場合
に光ファイバの強度を劣化させる恐れがある。光ファイ
バと被覆樹脂の密着性を向上させるためには、従来シラ
ンカップリング剤等の添加剤が使用されてきたが、特開
昭５９９２９４７号公報にも記載されているように、ア
ミノ基を有しないシランカップリング剤では耐湿特性の
改善は殆ど図ることができない。

［発明が解決しようとする課題］ アミン基を有するシランカップリング剤を使用して耐湿
特性を改善できたとしても、耐湿特性を改善するために
は多量のシランカップリング剤を使用しなければならず
、その使用によりエネルギー線硬化型樹脂の硬化速度が
遅くなるために生産性の低下を招き、また、アミ７基を
有するシランカップリング剤の多量使用の場合、その分
子中には重合性の炭素−炭素２ｍ結合を含有していない
ために、樹脂が硬化反応を起こした後に経時的に光ファ
イバと被覆樹脂の界面に析出する恐れかある。

本発明は以上述べた事情に鑑み、当該添加剤の添加によ
り硬化速度を低下させることな（、ガラスファイバと被
覆樹脂を強固に密着させ、なおかつ被覆光ファイバを製
造した場合に当該添加剤が経時的に被覆と光ファイバの
界面から析出する恐れのない添加剤を含有するエネルギ
ー線硬化型樹脂で被覆された被覆光ファイバを提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は研究開発に努めた結果、前記の１−１的を
達成できる被覆光ファイバとして、本発明の光ファイバ
外周に（メタ）アクリルオリゴマー反応性希釈剤及び重
合開始剤を基本成分とするエネルギー線硬化型樹脂から
なる被覆を有してなる被覆光ファイバにおいて、該反応
性希釈剤が下記一般式（１）又は（訝）で表される化合
物であることを特徴とする被覆光ファイバ ［但しＲ，が水素原子もしくはメチル基であり八が−（
ＣＨ、）、、−基（ｎは４〜６の正の整数）である、又
はＲ１がメチル基でありＡが（ＣＨｐ）ｔ　　Ｏ（ＣＨ
＊Ｌ−である］［但しＲ７は水素もしくはメチル基であ
り、Ｒ３は炭素数１〜３のアルキル基である］ を見出した。

本発明における上記（１）又は（訂）の一般式で表され
る反応性希釈剤はエネルギー線硬化型樹脂中に１０重量
部以上８０重量部未満の割合で含有されていることが特
に好ましい。

以下に本発明を具体的に説明するが、まず本発明にいう
エネルギー線硬化型樹脂とは放射線、紫外線等のエネル
ギー線の照射により硬化する樹脂を意味するものであり
、この硬化はエネルギー線の照射により樹脂中の重合開
始剤が硬化に必要な活性種（ラジカル）を放出すること
により硬化か始まるものである。

まず本発明のエネルギー線硬化型樹脂について説明する
と、（メタ）アクリルオリゴマー、１１合開始剤、上記
（１）又は（ｆｆ）の反応性希釈剤を基本成分とするも
のである。

本発明に係わる（メタ）アクリルオリゴマーは、ポリオ
ール成分、インシアネート成分及びアクリレート成分か
らなり、例えばポリオール成分としては、ポリオキシテ
トラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、
ポリエチレングリコール等のポリエーテルポリオール、
ポリオレフィングリコール、ポリエステルポリオール、
ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリ
オール等が挙げられ、インシアネート成分としては、例
えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ｐ−フヱニレンジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネ
ート、インホロンジイソシアネート等が挙げられる。ま
た、アクリレート成分としては、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、等のヒドロキシアルキル基の炭素数が
２〜４程度のものが挙げられる。また、該（メタ）アク
リルオリゴマーはその分子量が１０００〜１ｏｏｏｏ程
度のものが本発明の用途、目的にとり好適である。該（
メタ）アクリルオリゴマーはポリオール成分とイソシア
ネート成分を反応させ、さらにアクリレート成分を反応
させる等の通常のウレタンアクリレートオリゴマー製造
技術によって製造される。

本発明に係わる反応性希釈剤は、その分子中にアクリロ
イル基又はα−アルキルアクリロイル基と隣接する窒素
原子を有する化合物であり、下記一般式（１）又は（１
）で示される。

［−但しＲ４が水素原子もしくはメチル基でありＡか＝
（ＣＨ２）ｎ−基（ｎは正の４〜６の整数）である、又
はＲ１がメチル基てありＡか（ＣＨ、）、−０−（ＣＨ
、）？−である］［但しＲ２は水素もしくはメチル基で
あり、Ｒ，Ｉは炭素数１〜３のアルキル基である］ 上記一般式（１）又は（１）で表される化合物として具
体的には、例えばＮ−アクリロイルピロリジン、Ｎ−メ
タクリロイルピロリジン、Ｎ−アクリロイルピペリジン
、Ｎ−メタクリロイルピペリジン、Ｎ−メタクリロイル
モルホリン、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルア
クリルアミド、Ｎ−プロピルアクリルアミド、Ｎ−メチ
ルメタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ
−プロピルメタクリルアミド等が挙げられる。

上記の一般式（１）又は（１）で表される反応性希釈剤
に加えて以下に示す希釈剤を用いることも本発明におい
ては可能である。例えば２−エチルヘキシル（メタ）ア
クリレート、テトラヒドロフルフリルアルコールカプロ
ラクトン付加物の（メタ）アクリレート、ノニルフェノ
ールエチレンオキサイド付加物の（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、ポ
リブロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビス
フェノールジエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、水添ビスフェノールトリエチレングリコールジ（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、ペンタエリスリトールトリ　（メタ
）アクリレート、ビスフェノールジグリシジルエーテル
から合成したエポキシ（メタ）アクリレート等のモノな
いしポリ（メタ）アクリレート類、ジアリルアジペート
、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、ト
リアリルイソシアヌレート等のアリルエステル類、スチ
レン、ビニルアセテート等が挙げられる。

本発明に係わる重合開始剤としては、樹脂組成物をエネ
ルギー線の照射によって迅速に硬化させ得るものが好ま
しく、特に紫外線硬化型塗料の開始剤、増感剤として用
いられているものが好ましく、例えばベンゾイン、ベン
ゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベ
ンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチル
エーテル、２−メチルベンゾイン、ベンゾフェノン、シ
ヒラーズケトン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール
、ベンジルジエチルケタール、アントラキノン、メチル
アントラキノン、２，２−ジェトキシアセトフェノン、
２−メ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、アントラセン、ｌ１
１−ジクロロアセトフェノン、メチルオルソベンゾイル
ベンゾエート等が挙げられる。また、これらの重合開始
剤とアミン類等の少量の増感助剤とを併用したもの等も
挙げられる。

本発明の上記一般式（１）又は（１）で表される反応性
希釈剤はエネルギー線硬化型樹脂中に１０〜８０重量部
用いることが好ましい。これは１０重量部未満では密着
性向上の効果かな（、一方８０重量部以上では樹脂全体
としての粘度が低くなり、著しく作業性、塗布性が悪く
なるからである。

また重合開始剤の添加量としては（メタ）アクリルオリ
ゴマーと反応性希釈剤との合計量１００重量部に対して
、通常１〜１０重量部程度、好適には１〜５重量部であ
る。この量が少なすぎると硬化性を満足できず、また所
定量を越えて用いてもそれ以上の硬化速度の向上は望め
ない。

また、密着性を更に向上させるために０．１〜５重量部
程度の少量の市販シランカップリング剤を用いることも
可能である。

本発明のエネルギー線硬化型樹脂は上記の（メタ）アク
リルオリゴマー、反応性希釈剤、重合開始剤を必須成分
とし、これに必要に応じてアクリル樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の各種
の変成用樹脂や有機ケイ素化合物、界面活性剤等の各種
添加剤を配合してもよく、全体の粘度としては作業性の
観点から通常１０００〜１００００センチボイズ（２５
℃）の範囲に調整されているのが望ましい。

本発明の被覆光ファイバの製法は、従来公知のこの種の
樹脂被覆形成法によればよい。例えば光ファイバ母材を
線引炉に送り込み、加熱溶融して光ファイバ（ガラスフ
ァイバ）に線引きし、次に塗布装置により上記のように
反応性希釈剤、重合開始剤、増感剤を添加したエネルギ
ー線硬化型樹脂を塗布した後に、例えばメタルハライド
ランプ等により当該エネルギー線を照射することにより
塗布層を硬化させて、被覆層を形成し、要すればさらに
二次被覆層を形成して被覆光ファイバとし、これを引き
取りながら巻き取るといった方法である。光ファイバの
素材・組成等も特に限定されるところはない。

［作用］ 本発明の樹脂中に添加する」１記−・般式（１）又は（
［）で表される反応性希釈剤は分子中に窒素原子を含有
しており、なおかつその窒素原子が炭素−酸素二重結合
（カルボニル基）に隣接しているために、窒素原子の非
共有電子対によるガラス表面との水素結合の形成、及び
酸素原子の非共有電子対によるガラス表面との水素結合
の形成により密ｊｒ性を向上できると考えられる。さら
に分子中に反応性炭素−炭素２重結合を有しているため
に硬化反応による化学結合をも生成する。従って、従来
の反応性希釈剤に比べて光ファイバと被覆樹脂の密着性
を大幅に向上させることができる。

密着力を向上させる方法の一つとしてシランカップリン
グ剤等のカップリング剤を使う従来法があるが、この場
合には前記したようにアミノ基を有しないシランカップ
リング剤等では耐湿特性を向上せることは難しく、また
例えアミノ基を有するシランカップリング剤を使用した
場合でも、大量に使用すると硬化速度が遅くなるという
問題を生じる恐れがある。

これに対し本発明の上記一般式（１）又は（旺）で表さ
れる反応性希釈剤は上記のような作用により密着性を改
善することが可能であるため、硬化速度の低下がなく、
経時的に光ファイバと被覆樹脂の界面に析出することも
ない。

１実施例］ 実施例Ｉ 撹拌機、冷却器及び温度計を付した５Ｑの四つ０フラス
コに平均分子Ｍ２０００のポリオキシテトラメチレング
リコール１モル、トリレンジイソシアネート２モルを仕
込み、６０〜７０℃で２時間反応させた。次いで２−ヒ
ドロキシエチルアクリレート２モルを加え、赤外線吸収
スペクトルによりインシアネート基の２２７０ｃｍ−’
の特性吸収帯が消失するまで反応を続けた。このように
して得られたウレタンアクリレートオリゴマー７０部（
以下特記のない限り重量部を表す）に反応性希釈剤とし
てＮ−アクリロイルピペリジン３０部、重合開始剤とし
てベンゾインメチルエーテル３部を配合してエネルギー
線硬化型樹脂を得た。このエネルギー線硬化型樹脂を第
１図に示すように光ファイバ１のまわりに塗布して被覆
層２を形成し、これを硬化させることにより被覆光ファ
イバ３（本発明品）を製造した。この被覆光ファイバの
耐湿特性を調べるために、その１ｍを切り取り、長さ５
０ｃｍ、直径３ｍｍのマンドレルに巻き付けて水中に浸
漬し、光ファイバが破断するまでの時間を測定したとこ
ろ、１４日間であった。

実施例２ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー７
０部に反応性希釈剤としてＮ−メタクリロイルピロリジ
ン３０部、重合開始剤としてベンゾインメチルエーテル
３部を配合してエネルギー線硬化型樹脂を得て、該樹脂
を用いて実施例１と同様に本発明の被覆光ファイバを作
製し、実施例１と同様の水浸テストを行なったところ、
破断までの時間は１５日間であった。

実施例３ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー７
０部に反応性希釈剤としてＮ−アクリロイルヒロリジン
３０部、重合開始剤としてベンゾインメチルエーテル３
部を配合してエネルギー線硬化型樹脂を得て、該樹脂を
用いて実施例Ｉと同様に本発明の被覆光ファイバを作製
し、実施例１と同様の水浸テストを行なったところ、破
断までの時間は１４日間であった。

比較例１ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー９
５部に反応性希釈剤としてＮ−アクリロイルピペリジン
５部、重合開始剤としてベンゾインメチルエーテル３部
を配合して本発明の範囲外の組成のエネルギー線硬化型
樹脂を得て、実施例１と同様に被覆光ファイバ（比較品
）を作製し、実施例１と同様の水浸テストを行なったと
ころ、破断までの時間は２日間しかなかった。

比較例２ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー７
０部に反応性希釈剤として２−エチルへキシルアクリレ
ート３０部、重合開始剤としてベンゾインメチルエーテ
ル３部を配合して本発明外の組成のエネルギー線硬化型
樹脂を得て、実施例１と同様に被覆光ファイバ（比較品
）を作製し、実施例１と同様の水浸テストを行なったと
ころ、破断までの時間は僅か２４時間であった。

比較例３ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー１
５部に反応性希釈剤としてＮ−アクリロイルピペリジン
８５部、重合開始剤としてベンゾインメチルエーテル３
部を配合して本発明の範囲外の組成のエネルギー線硬化
型樹脂を得て、実施例１と同様に被覆光ファイバ（比較
品）を作製したところが、エネルギー線硬化型樹脂の粘
度が２５°Ｃで９００センチボイズと非常に低く、製造
された被覆光ファイバは外観、形状がひどく損なわれた
ものであった。

以」二の実施例及び比較例の結果から、本発明のカルボ
ニル基を介して重合性２重結合基と窒素原子が隣接する
一般式（１）又は（…）で表される反応性希釈剤を含有
するエネルギー線硬化型樹脂被覆光ファイバは、水分の
吸湿に対して非常に抵抗性のあることが判る。また、本
発明に限定する範囲内の組成が特に好ましいことも判る
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の被覆光ファイバは被覆層樹
脂中に反応性希釈剤として重合性２重結合に対してカル
ボニル基を挟んで隣接した窒素原子を含有する化合物を
使用することにより、被覆と光ファイバの密着性の優れ
たものである。従って本発明の被覆光ファイバを用いた
場合、水中での巻き付は試験で光ファイバが破断するま
での時間が長くなり、耐湿特性を改善することか可能で
ある。

また、本発明はシランカップリング剤のみにより密着性
を向上する場合とは異なり、添加剤が光ファイバと被覆
樹脂の界面に析出することもない、という利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明又は比較品の被覆光ファイバを説明する
概略断面図である。 １：光ファイバ　２：被覆樹脂層、３：被覆光ファイバ
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ外周に（メタ）アクリルオリゴマー、
   反応性希釈剤及び重合開始剤を基本成分とするエネルギ
   ー線硬化型樹脂からなる被覆を有してなる被覆光ファイ
   バにおいて、該反応性希釈剤が下記一般式（ I ）又は
   （II）で表される化合物であることを特徴とする被覆光
   ファイバ。 ▲数式、化学式、表等があります▼‥（ I ） ［但しＲ＿１が水素原子もしくはメチル基でありＡが−
   （ＣＨ＿２）＿ｎ−基（ｎは４〜６の正の整数）である
   、又はＲ＿１がメチル基でありＡが −（ＣＨ＿２）＿２−Ｏ−（ＣＨ＿２）＿２−である］
   ▲数式、化学式、表等があります▼‥（II） ［但しＲ＿２は水素もしくはメチル基であり、Ｒ＿３は
   炭素数１〜３のアルキル基である］
2. （２）上記反応性希釈剤をエネルギー線硬化型樹脂中に
   １０重量部以上８０重量部未満の割合で含有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆光ファイバ
   。