JPS5918124A - 光伝送用フアイバ− - 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】 本発明は光伝送用ガラスファイバーに関し、更に詳しく
は紫外線硬化型樹脂により被覆された光伝送用ガラスフ
ァイバーに関する。

光伝送用ガラスファイバー（以下「光ファイバー」とい
う）は下記の理由により通常そのままでは実用に供しえ
ない。

すなわち（イ）光ファイバーは通常その直径が２００μ
以下であり且つ材質的に可撓性に乏しく脆いため、外部
かられずかな応力が加わっても容易に破断してしまう。

更にこれらの光ファイバーは、その製造時またはその後
のケーブル化工程や、保管中に表面に微細なりラック等
の欠陥が生じ、この欠陥が応力集中源になり、外部から
応力が加わった場合より容易に破断してしまう。

（ロ）光ファイバーは優れた透光性を必要とし、光の吸
収、散乱等の原因を出来るだけ取り除く必要がある。−
力先フアイバーの表面のクランク等の欠陥は漏洩光の散
乱を惹起し光伝送に著しい悪影響を及ぼす。（ハ）漏洩
光が光ファイバーの外側で反射して再び伝送部に戻って
来たり、または外部より光が浸入したりすると、ノイズ
の原因になる。そのため何らかの方法でこの漏洩光が再
度内部にもどって来る事や、外部からの光が内部に入る
事を出来るだけ防ぐようにする事が好ましい。

光ファイバーは非常に優、ｉｔた伝送特性を持つにもか
かわ息ず上記したような欠点のために光も ファイバー単体で使用することは不可能である。

これらの問題点を解決するために光ファイバーの線引き
工程に引続いて、光ファイバーの表面を各種樹脂で被覆
することにより長期間の使用に耐えうる光ファイバーが
提案されている。

例えば特公昭５６−１９２９６号公報においては、ガラ
スファイバーを溶融紡糸した直後に液状の樹脂組成物を
単層又は複数層塗布焼付けし、更にその上に熱可塑性樹
脂組成物を押出し被覆することが提案されている。そし
て現在下記のような被覆方法が一部実用化されている。

すなわち溶融紡糸直後のガラスファイバーに第１層目と
して加熱硬化型のウレタン系、エポキシ系又は特殊変性
シリコン系樹脂を塗布焼付け、その上に第２層目として
柔軟性に富む加熱硬化型のシリコン系樹脂を塗布焼付け
し、更にその上にポリアミド、ポリエチレン等の熱可塑
性樹脂を押出しにより被覆する方法である。しかしこの
方法においては第１層目及び第２層目に用いられる加熱
硬化型の樹脂の硬化速度が遅く硬化に長時間必要とする
ため、光ファイバーの線引き速度が制限され、量産する
際の大きな問題点のひとつとなっている。一方、第２層
目に用℃・られているシリコン系樹脂は光ファイバーに
外側から加えられる応力に対する緩衝作用の目的のため
に、硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で３０以下のような
非常に軟らかい樹脂が通常用いられている。しかし光フ
ァイバーの製造においては、前記した第２層目の被覆の
のち一旦光フアイバーは巻取られてから熱可塑性樹脂に
よって押出し被覆されるが、この際前記したような非常
に軟らかいシリコン系樹脂で第２層目が被覆されている
と巻取り等の際に塵埃等が伺着し次の熱可塑性樹脂の押
出し被覆時に悪影響を及ぼしたり、又この第２層目のシ
リコン層があまりにも軟らかし・ため、熱可塑性樹脂に
よる押出し被覆の際の高温、高シェアに耐えきれず、特
に高速度で押出した場合、被覆がうまく行えない等の欠
点を有している。更に、この第２層目に用し・るシリコ
ン系樹脂は、第１層目に用いる特殊変性シリコン系樹脂
も同様であるが、通常２液型であり、２液を混合したあ
と室温に放置するだけで粘度が上昇し長時間の線引には
耐えられない。

前記したような従来の加熱硬化型の樹脂の欠点を改良す
るために種々の検討がなされている。

その中で特に紫外線硬化型樹脂は、特にその硬化速度が
速く線引き速度が制限されないことや、更に１液であり
紫外線を照射しない限り粘度が上昇したりすることもな
いので注目されている。

しかし紫外線硬化型樹脂を用いた光ファイバーは前記し
たように線引き速度が制限されない事や、樹脂の経時増
粘がない事等、製造上程々のメリットはあるが、光ファ
イーバー自体の性能例えば引張り強度、伸び率、光の伝
送損失等において、従来の加熱硬化型樹脂を用いた場合
に比較して劣るために極く限られた用途に一部用いられ
ているにすぎない。

そこで本発明者らは紫外線硬化型樹脂を被覆材として用
いて前記したよりな引張強度、伸び率、伝送損失等の性
能の優れた光ファイバーを目的に鋭意検討した結果、第
１層目を硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で４０以下の紫
外線硬化型樹脂により、その上の第２層目を硬化後の硬
さがショアＡ硬さ計で５０以上の紫外線硬化型樹脂によ
りそれぞれ被覆することを特徴とし更に第６層目を熱可
塑性樹脂により被覆した光ファイバーが本発明の目的を
達成することを知り、本発明を完成した。

本発明において用いられるガラスは石英ガラスを主成分
とするガラスや多成分系ガラス等であり、特に制限はな
い。

次に本発明において第１層目及び第２層目に使用される
紫外線硬化型樹脂とはガラスファイバーに塗布する時は
未硬化で、塗布された後、紫外線を照射することによっ
て硬化する樹脂で１００％硬化性樹脂であってもよく、
又通常の有機溶媒や水等の稀釈剤に溶解又は分散してい
てもよい。又、この紫外線硬化型樹脂には、大別して、
アクリレート又はメタクリレート系、ポリエン−チオー
ル系、エポキシカチオン重合系のものがある。

はメチル基をあられす）を１ヶ以上持つ、いわゆる、ア
クリレート化合物又はメタクリレート化合物から選らば
れた化合物の１種又は２種板Ｒは水素原子又はメチル基
をあられす）を１ヶ以上含有する、いわゆるアＩＪ　）
し化合物と分子中にＳ　Ｉ−■基を１ヶ以上含有するチ
オール化合物と光増感剤からなる樹脂である。一方、エ
ポキシカチオン重合系とは、分子中にエポキシ基を有す
るエボキン化合物と紫外線照射等によりカチオン重合触
媒を放出する物質とからなる樹脂である。

本発明においては、ガラスファイノ（−に第１層として
、硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で４０以下好ましくは
３５以下の紫外線硬化型樹脂が被覆されるが、もし、紫
外線硬化型樹脂の硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で４０
を超える場合は光ファイバーの引張強度、伸び率及び光
の伝送損失等の性能が劣る。一方、第２層目の紫外線硬
化型樹脂の硬化後の硬度がショアＡで５０を超えない場
合はその後の熱可塑性樹脂で押出し被覆を行う際、押出
し被覆がうまく行えない。

本発明においては前記したように、硬化被膜の硬さが重
要であるが、径が細いガラスファイバーに紫外線硬化型
樹脂を塗布し硬化しても、その被膜の硬さをショアＡ硬
菓計で測定することは困難な場合が多い。そこで、本発
明における硬化後の被膜の硬さは下記に示した方法で求
めた硬さをいうものとする。すなわち表面がフラットな
基材に、実際の光ファイバーにおけるのとほぼ同程度の
膜厚に紫外線硬化型樹脂を塗布し、かつ、実際の光ファ
イバーにおけるのとほぼ同じ条件下（例えば、ランプの
種類、照射光量、照射ふん囲気等）で硬化したのち、硬
化被膜を基材かも剥離し、もし厚みが充分でなければ、
剥離した被膜を何枚も重ね合せて厚さが１２朋以上にな
るようにしショアＡ硬さ計で測定する。

本発明における紫外線硬化被膜の；膜厚は前記したよう
な光ファイバーの性能上から、ガラスファイバーに直接
塗布される第１層は通常６５〜１５０μが好ましく、５
０〜１６０μが特に好ましい。

又第２層は通常１０〜ｉｏｏμが好ましく、１０〜７０
μが特に好ましい。

本発明にお℃・て紫外線硬化型樹脂にはガラスファイバ
ーとの密着性を改良するためにシラン系カップリング剤
やチタン系カップリング剤、ガラスファイバーへの塗装
性を改善するためのフロロカーボン系等のレベリング剤
や消泡剤、又粘度及び粘性を調節するために各種溶剤、
構造粘性付与剤、増粘剤、更に顔料、フィラー、可塑剤
、光増感助剤等が添加されていてもよい。

本発明において、紫外線硬化型樹脂の塗布の方法には特
に限定はなく、ディピング法、スプレー法等がある。又
、塗布に際して、前記したような好ましい膜厚を１回で
塗布出来ない場合は、塗布、硬化を複数回くり返しても
よ（・。

本発明の紫外線硬化型樹脂の硬化は通常、１５０〜６０
０暉の波長の光を照射することによって行なわれ、この
ような波長の光を放つ光源としては、低圧水銀灯、高圧
水銀灯、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、アルゴン及
びキセノンランプ、タングステンランプ、メタルハライ
ドランプ等がある。又、紫外線を照射するふん囲気は空
気中や、チタンガス、炭酸ガス、ヘリウムガスや燃焼ガ
ス等の不活性ガス中であってもよく、特に高速で硬化す
る場合は照射ふん囲気中の酸素濃度を２容量％以下にす
るのが好ましい。紫外線硬化型樹脂の粘度調節等のため
に稀釈剤を用（・た場合は紫外線を照射する前に加熱に
よって溶剤等の稀釈剤を除去してもよい。

本発明においては、第３層目に熱可塑性樹脂が被覆され
るが、用いられる熱可塑性樹脂としてはポリアミド、ポ
リエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカー
ボネート、ポリスルホン等が挙げられる。又、これらの
熱可塑性樹脂は溶融押出しによ・って被覆されるのが一
般的である。

本発明の光ファイバーは、紫外線硬化型樹脂を用いるの
で、硬化速度が速（ガラスファイバーの高速による線引
作業が出来、光ファイバーの量産化が可能となり且つ引
張強度、伸び率、光の伝送損失等の性能において優れて
いる。

次に本発明を実施例によって更に具体的に説明する。尚
、紫外線硬化型樹脂の硬化は１２０ｗ／２ｍのメタルハ
ライドランプを用いて、チノンガスふん囲気（酸素濃度
約０２容量％）中で０．２秒間紫外線を照射して行った
。又、紫外線硬化樹脂の硬化後の硬さは次の方法により
求めた。即ちガラス板上に紫外線硬化樹脂を光ファイバ
ーに塗布したときとほぼ同じ膜厚になるように塗布した
のち光ファイバーの際と同じ条件で硬化させた。このよ
うにして得られた硬化被膜をガラス板から剥離し、全厚
さが約１５朋になるように重ね合せ、ショアＡ硬さ計を
用いて硬さを測定した。

実施例１ 光ファイバー用石英母椙を約２．［］　００″Ｃに加熱
し、直径約１５０μのファイバーを１００ｍ／分の速度
で線引きし、次に紫外線硬化型樹脂０Ｘ−５０１（三井
東圧化学■製つレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂
）を入れた槽中を通して約１００μ塗布し、前記した条
件で紫外線を照射して硬化させた。次にこの上にＯＸ　
−１０４（三井東圧化学■製紫外線硬化型樹脂）を約４
０μ塗布し、紫外線を照射し硬化させた。

このようにして得られた光ファイバーの引張強度及び伸
び率を測定し下記の表１の１次被覆後の性能の欄にまと
めた。又前記した方法により各紫外線硬化型樹脂の硬化
後の硬さを測定した。０Ｘ−５０１の硬さはショアＡで
３６．０Ｘ−１０４の硬さはショアＡで１００を超えた
。

次に得られた光ファイバーの上に更にカイロン−１２を
約２００μ押出し被覆して光ファイバーを作り引張強度
及び伸び率を測定した。又、発光波長１６μｍの光を伝
送した際の伝送損失を求めた。得られた結果は表１の２
次被覆後の性能の欄にまとめた。

実施例２ 実施例１において０Ｘ−５０１の代わりに０Ｘ−５０２
（三井東圧化学■製紫外線硬化型樹脂）を、０Ｘ−１０
４の代わりに０Ｘ−１０５（三井東圧化学■製紫外線硬
化型樹脂）をそれぞれ用いる以外は実施例１と同じ方法
で光ファイバーを作り、その物性を調べた。結果は表１
にまとめた。又、実施例１と同様にして硬さを測定した
。ＯＸ−５０２の硬さはショアＡで、２８．０Ｘ−１０
５は７０であった。

比較例１ 実施例１においてｏｘ、−５ｏｉの代わりにデソライト
４１（デソート社製紫外線硬化型光ファイバー用樹脂）
及びＯ）’−１０４の代わりにデンライｌ−４２（デソ
ート社製）を用いる以外は実施例１と同じ方法で光ファ
イバーを作り性能を調べた。結果は表１にまとめた。又
硬化塗膜の硬さはデフライト４１−折ショアＡで４５、
デソライト４２は１００を超えた。

比較例２ 実施例２において０Ｘ−５０２の代わりに０Ｘ−１０５
を、０Ｘ−１０５の代わりに０Ｘ−５０２を用いる以外
は実施例２と同じ方法で光ファイバーを作った。しかし
０Ｘ−５０２の硬化塗膜は少しタンクが残っていたので
、０Ｘ−５［）２を塗布硬化後一旦巻取った後、更にそ
の上にナイロン−１２を押出し被覆しようとしたがうま
く被覆出来なかった。尚、硬化後の塗膜の硬さは０Ｘ−
１０５はショアＡで６８．０Ｘ−５０２は６３であった
。

尚、引張強度及び伸び率はインストロン試験機を用い試
料間距離１００　ｍａ、引張速度５ｉａ／”の条件で行
った。表１には試験点数２０点の平均値を示した。引張
強度はガラスファイバーの断面積を基準に求めた。

特許出願人 三井東圧化学株式会社 １４１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　第１層目を硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で４０
   以下の紫外線硬化型樹脂により、その上の第２層目を硬
   化後の硬さがショアＡ硬さ計で５０以上の紫外線硬化型
   樹脂により、それぞれ被覆することを特徴とする第３層
   目が熱可塑性樹脂である光伝送用ファイバー。 ２　第１層目の被膜の硬化後の硬さがショアＡ硬さ計で
   ３５以下である特許請求の範囲第１項記載の光伝送用フ
   ァイバー。