JPS60151256A - 繊維強化樹脂被覆光フアイバ−の製造方法 - Google Patents

繊維強化樹脂被覆光フアイバ−の製造方法

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JPS60151256A
JPS60151256A JP59004998A JP499884A JPS60151256A JP S60151256 A JPS60151256 A JP S60151256A JP 59004998 A JP59004998 A JP 59004998A JP 499884 A JP499884 A JP 499884A JP S60151256 A JPS60151256 A JP S60151256A
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Keichu Morikawa
森川　敬忠
Yasuro Yamamoto
山本　康郎
Mitsuharu Komada
駒田　光春
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服部　正昭
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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】 この発明は耐熱性にすくれた繊維強化樹脂（以下、η１
にＦ　ＲＩ’と称する）によって被覆された光ファイバ
ーの製造方法に関する。
光ファイバーは一般的に１００／”程度の細いものであ
るため外部からの衝撃、線膨張等による応力によって性
能に悲影響が及び易い。このため、゛ｍカケーフルなど
に使用する場合には、光ファイバーをＦ　ＲＰで被覆し
て機械的強度やＩＳ頼性を向上させる方法が採用される
ようになってきたつこの場合、Ｆ　ＲＰに・皮果される
特１１としては強Ｌ７ん性はもちろんのこと、落雷やザ
ージ電流発／：１＝時に生しる一時的４ｆ高温状態（３
００〜５００’Ｃ）にｊ酎えうるだけの耐熱性が要求さ
れる。
しかしながら、従来のＦ　ＲＰの製造用として使用され
てきたポリエチレンフタレートやポリフチレンツタレ−
トなどのり、！−丁塑性樹脂あるいはエポキシ＋ｒｉ、
を脂や不飽和ポリエステル樹脂ｔよとの熱硬化性樹脂で
は上記のような高温では容易に熱分解してしまう。
そこで、耐熱性Ｆ　ＲＰ用の樹脂原料として種々のもの
が提案されているが、これらを用いて製造されるＦＲＰ
には耐熱性と強じん性とをともに満足するものはみあた
らない。たとえは耐熱性を向上させるためにインシアヌ
ール環などの複素環を有する化合物を配合したものでは
、ＦＲＰの耐熱性は向上するが強じん性が低下する。こ
のため、光ファイバーを被覆する目的が充分に果たせな
い。
また、これら樹脂原料は溶剤をイ〕１用する場合が多か
ったり、可使時間が短いため光ファイバーの被覆作−、
！Ｉ一時に作業性が悪いなとの欠点を自するものか多い
１゜ この発明は上記のような欠点のない耐熱性ＦＲＰ川の樹
脂原料を用いた機械的強度とともに耐熱性にもずくれる
Ｆ　Ｒｉ）被覆光ファイバーの製造方法を提供するもの
である。
すなわち、この発明は、ａ）ヒドロキシアルキルイソシ
アスレートのトリ（メタ）アクリレート、１〕）フェノ
ールノボラック系エポキシ樹脂に（メタ）アクリロイル
基が導入されてなる変性フェノールノボラック系エポキ
シ樹脂および重合開始剤を必須成分とする硬化性組成物
を含浸させた連続フィラメント群よりなる補強基材で光
ファイ／・−を被覆して熱硬化させることを特徴とする
ＦＲＰ被覆光ファイバーの製造方法に係るものである。
なお、この明細書中において（メタ）アクリレート、（
メタ）アクリロイル基とあるのはそれぞれ「アクリレー
トおよび／またはメタクリレート」、「アクリロイル基
および／またはメタクリロイル基」を略称したものであ
る。
この発明の方法において用いる前記の２１成分、ｌ〕酸
成分よび重合開始剤を必須成分とする硬化性組成物は、
加熱硬化されることにより、基本屑格にインシアヌレー
ト環を含むため耐熱性にすぐれまた基本・晋格にフェノ
ールノボラック系エポキシ樹脂を含むため耐熱性を損う
ことなく機械的強度にずくれろとともに補強基材に対す
る雷名性にすくれた樹脂硬化物を与えるものである。こ
のため、前記の硬化性組成物を用いて形成されるＦ　Ｒ
Ｐにより被覆されるこの発明に係るＦＲＰ被覆光ファイ
バーは機械的強度にすくれるとともに耐熱性にもすくれ
たものてあり、イ言頼性の大ｒｌＪに向−トしたものと
なる１、 また、前記の硬化性組成物は、１”　ＲＰ被覆光ファイ
バーの製造に際して１１１（溶剤ないしは少１１の浴剤
で取り扱えるとともに、熱硬化性で町使同間の問題がな
く、シかも熱硬化速度が速いためＦ　ＲＰ被覆光ファイ
バーの生産性を向上させることかできる。
この発明の方法において用いられる硬化性組成物におけ
るａ成分であるトリスヒドロキシアルキルイソシアヌレ
ートのトリ（メタ）アクリレートは、つぎの化学構造式
； （ただし、式中、Ｒ１はアルキレン基、Ｒ７は水素また
はメチル基である） で表わされる、たとえばトリス（２−ヒドロキシエチル
）インシアヌレートのトリアクリレート（融点５２〜５
４℃）またはトリメタクリレート（融点８０〜８２℃）
の如き化合物である。このａ成分はインシアヌレートを
有しているため樹脂硬化物の耐熱性を向上させることが
できる。
前記の硬化性組成物において上記のａ成分とともに用い
られるＩ〕酸成分しての変性フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂は一般に、１分子中に通常４個以上好ましく
は４〜７個のエポキシ基を有するフェノールノボラック
系エポキシ樹脂にアクリル酸またはメタクリル酸を反応
さぜることにより得られ、１分子中に好ましくは４個以
」−１より好ましくは４〜７個の（メタ）アクリロイル
基が導入されたものである。この変性フェノール／ボラ
ック系エポキシ樹脂としては分子内に一部エポキシ基が
存在していてもさしつかえｔよい。
前記の硬化性組成物においては、上記のａ成分と併用す
る成分として上記の変性フェノールノボラック系エポキ
シ樹脂を用いることにより、この組成物を硬化させて得
られる樹脂硬化物の耐熱性、機械的強度および補強基材
に対する密着性を、ａ成分により賦与される耐熱性を阻
害することなく向上させることかできる。なお、ビスフ
ェノール系エポキシ樹脂を上記同様に変性した変性ビス
フェノール系エポキシ樹脂を併用成分とした場合には、
樹脂硬化物は耐熱性に劣るため好ましくない。
この発明における硬化性組成物は、上記のＣ成分および
１〕成分を主相として用いる。この主材における。１成
分と１〕成分との併用割合としては、副成分の合計量中
Ｃ成分が通常２０〜９０重量％、好ましくは３０〜８０
重量％となるようにするのがよい。Ｃ成分の割合が少な
ずきると硬化物の耐熱性が不充分となり、また多すきる
と樹脂硬化物がもろくなり機械的強度が低下するととも
に補強基材に対する密着性も不充分となるため好ましく
ない。
また、上記の主材には、この組成物の粘度調整や樹脂硬
化物の伸びや硬さを調整するために、通常６０　’Ｅｆ
ｉ喰％以下の範囲で（メタ）アクリロイル基を有する他
の化合物（以、■、Ｃ成分という）を含ませてもよい。
この化合物としてとくに好ましいのは、ビスフェノール
ＡまたはビスフェノールＦのジオキシジエチレングリコ
ールのジ（メタ）アクリレートなどのビスフェノール系
エポキシジ（メタ）アクリレートである。その他、１−
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、ペンクエ
リスリトールテトラ（メタ）アクリレートなとを使用し
てもよい。なお、主材におけるこれらＣ成分の割合が多
ずきると樹脂硬化物の耐熱性や機械的強度が低下するた
め好ましくない。
前記の硬化性組成物における重合開始剤としては、ペン
ゾイルパーオキザイド、シーｔ−７チルパーオキサイド
、ｔ−ブチルパーベンゾエートなどの有機過酸化物が好
ましいか、その他アゾ化合物の如き公知の重合開始剤も
使用できる。使用量は主材１００％量部に対して連索０
」〜５重量部、好ましくは０５〜３重量部とするのがよ
い。
前記の硬化性組成物は、上記のＣ成分、１〕成分および
重合開始剤を必須成分とするものであるが、この組成物
の特性を損なわない程度に変性用樹脂や各種添加剤を配
合することもできる。双性用樹脂としてはフェノール樹
脂、エポキシ４ＡＪ　脂、’／リコーン樹脂などを挙げ
ることかできる。添加剤としでは繊維との密着性向上の
ためのシランカップリング剤、また顔料、充填剤などが
挙げられる。
以りのように構成された硬化ｉ生組成物は配合組成によ
り常温で固形あるいは液状とすることができる。また少
量の溶剤を使用して溶液としてもよく、これら形態は成
形法に応じて適宜決定すれはよい。この硬化性組成物は
通常８０〜２５０°Ｃで約１〜１０分程度の加熱により
硬化して耐熱性、機械的強度および補強基材に対する密
着性にすぐれた樹脂硬化物となるものである。
この発明において用いる補強基材の連続フィラメントと
しては、例えばガラスロービング、ヤーン等のガラス繊
維、アラミツド繊維などの有機繊維、カーボン長繊維、
ピアノ線、鋼線、鉄線、銅線、アルミ線など多種のもの
を使用できるがガラス繊維が最も好適であり、またこれ
ら連続フィラメントは光ファイバーと近似の線膨張率を
有するものが好ましい。
」二記の硬化性組成物と連続フィラメントからなる補強
基材を用いてＦＲＰ被覆光ファイバーを製造するには、
通常は引抜成形法によって行うのがよい。この方法は、
上記の硬化性組成物を含浸させた連続フィラメント群よ
りなる補強基材および１本または複数本の光ファイバー
を加熱ダイス内に同時に引き込み、ダイス軸方向に走行
させながら硬化させて一体となすものである。
この引抜成形法において、加熱ダイスの引き込み側にガ
イド冶具を設け、このガイド冶具の形状。
構造を変化させることにより、種々の断面形状を有する
Ｆ　ＲＰ被覆光ファイバーを製造することができる。
第１図はこの発明の製造方法の一例として上記の引抜成
形法による製造方法を説明するための略図であり、加熱
ダイス１（ダイス温度８０〜２５０°Ｃ）の後方側に設
置されたけん別装置２により硬化性組成物を含浸させた
連続フィラメント群３および光ファイバー４を加熱ダイ
ス１の前方側に設置されたガイド冶具５を介して加熱ダ
イス１内に引き込み、軸方向に走行させながら上記組成
物を連続フィラメント群３および光ファイバー４と−体
に硬化させ、必要に応じて後硬化炉６に導いてＦＲＰ被
覆光ファイバー７とする。
第２図は前記の製造方法により得られたＦＲＰ被覆ファ
イバー７の断面図であり、一方向に集束されかつ長手方
向に延在する連続フイラメント群を補強基材とする断面
円形のＦＲＰ長尺部材７０の中央部に保護被膜８を有す
る１本の光ファイバー４が長尺部材７０の長手方向に埋
設されたものである。
また、第：３１ズ１はこの発明の方ｌＪソにより化Ｉら
れる■・ＲＰ　’ｆｌ　’ｒＮ光ファイバーの１■ｌの
例を示ずものてあり、１−記同様のＦ　ＲＰ長尺部＋′
：Ａ’　７０の１ノ１部周）・４部に保護被膜８をＯｔ
“する複数本の光ファイバー４゜／１．・が長尺部（１
７０の長子方向に配列埋設されｌ−ものなどが挙けられ
る。この他上記の引抜成形性におけろガイド冶具の形状
、構造や埋設する光ファイバーの数などにより種々の断
面形状を宵するＦＲＰ被覆光ファイバーの８．′、！造
かり能である。
なお、−に記の保護被膜８は透過光量のｉ、！ｉｔ出戚
少の防止やｔ”ｌ　ｈＪ的強度向１−等の目的て設（１
られるものであり、この保護被膜の材質としては、−１
投にシリコ−ン樹脂か用いられるがこれに限られず側熱
性の良好なｆｄ１々の樹脂を用いる（―とかできる０、
以−１−ｉ・ここの発明の実ｈ（ｌｊ例を記載ずろ。な
お、」ヅ、下において部とあるのは！、ｌｊ量部を意味
する。１、実Ｍり例１ トリス（２−ヒト′ロキシエチル）イソシアンｌ／−ト
のトリアクリレ−）　２０部、変性フエノ−ルノ十うッ
ク系エポＡ−シ樹脂（１分］−中に・β均５５個のアク
リロイル基をへ有する）３０部、ビスフェノールＦジオ
キシジエチレンクリコールのジアクリレ−１・５０部お
よび［−プヂルパーベンゾ工−ｌ・１部を混ａ溶解＋、
、ＪＪｉ度８．１００　ＣＩ）Ｓ　Ｃ２５°Ｃ）の硬ｆ
ｌｒ、性組成物をＵ１１Ｘ］製した１、この組成物をガ
ラス繊維ロービングに含浸させ、次いてこのロービング
を１本の直径０．４　ｒｉｍの光ファイバー（直径０．
１２５＋川のファイバー繊維に保護被膜を設（づたもの
）に、この光フチイノ＼−が中央部となるように絢−沿
えした状態て、孔径１０ｒｎｒｎ　、長さ１．０００ｍ
ｍの加熱ダイス（加熱ｅ、ａ　＋　５　ｏｏｃ　）に引
き抜きスピード０．８７７１　／分で引抜成形を行い、
直径］、　Ｏｍｒηの］”　Ｒ’　Ｐ被覆光ファイバー
を得た。
実施例２ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リアクリレート４０部、変性フェノールノボラック系エ
ポキシ樹脂（１分Ｐ中に平均５５個のアクリロイル基を
含有する）２０部、ビスフェノールＦジオキシジエチレ
ンクリコールのジアクリレート２０部、トリメチロール
プロパントリアクリレ−ト２０部および［−ブチルパー
ベンゾエート１部をｔ１１１合ｆ容解し、枯１見４，６
５０　ｃｐｓ　（２５℃）の硬化性組成物を調製した。
この組成物を用いて実施例１と同（策にしてＦ　ＲＰ被
覆光ファイバーを製造した。
実施例３ トリス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートのト
リメタクリレート５０部、変性フェノール／ボラック系
エポキシ樹脂（１分子中に平均５．５個のアクリロイル
基を含有する）２５部、トリメチロールプロパントリア
クリレ−Ｉ・２５部および［−ブチルパーベンツエート
１部を混合溶解し７、粘度８，１．００ｃｐｓ（２５℃
）の硬化性組成物を調製した。この組成物を用いて実施
例１と同（１にしてＦ　ＲＰ被覆光ファイバーを製造し
た。
実施例４ トリス（：２−ヒドロキシエチル）インシアヌレートの
トリアクリレート４０部、変性フェノールノボラック系
エポキシ樹脂（１分子中に平均５５個の７ククリロイル
基を含有する）２０部、ビスフェノールｌ・゛ジオキシ
ジコニチレンクリコールのジアクリレート４０部および
［−フチルバーペンツエート１部を混合溶解し、粘度５
，３００　ｃｐｓ（２５°Ｃ）の硬化性組成物を調製し
た８、この組成物を用いて実施例１と同様にしてＦ　Ｒ
Ｐ被覆光ファイバーを製造した。
比較例１ 変性フェノールノボラック系エポキシ樹脂（１分子中に
平均５５個のアクリロイル基を含有する）３０部、ビス
フェノールＦジオキシジエチレンクリコールのジアクリ
レート４０部、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト３０部および［−フヂルパーペンゾエート１部を山１
合溶解して粘度５．７００　ｃｐｓ　（２５”Ｃ）のａ
載物を３周ｇ＋、ｙしムコ５、この４＋１成物を用いて
実施例１と同様に１７でＦ　ＲＰ被覆）１１″、−ノア
イハーを掘！造した５、比較例２ １・リス（２−ヒドロキシエチル）インシアヌレ−１−
Ｚ）　ｌ・リアクリレート３０部、敵性ヒスフェノール
Ａ系エポキシ樹脂（１分子中に平均２個のアクリロイル
基を含有する）４０部、トリメヂロールプ「Ｓパントリ
アクリレート３０部および［−フチルバーヘンソニー１
・１部を混合溶解して、粘度４．８００　ｃｐｓ　（２
Ｂ”Ｃ）の硬化性組成物を調製した、。
この組成物を用いて実施例１と同核にしてＦ　ＲＰ被覆
光ファイバーを製造した。
−１−記の実施例１〜４および比較例１〜２で得ら才ま
たＦ　ＲＰ　被’ＩＩ　）’ｔ、ファイバーについて上
記のよ−）にして耐熱性Ｊ５よび曲は強度を調へた。
く耐熱性＼ Ｆ　Ｒ■）被覆光ファイバーを直径２５０　ｒｎｍの円
状に１１旧Ｙた状態て昇温して（昇温スピード５°Ｃ／
分）、クランクの発生する温度を調へた。
（曲は強度〉 米軍規格１−ＭＩ　Ｌ−Ｒ−９３００Ｂ　ＴＹＰＥ　Ｉ
Ｉ　Ｊに準拠して試験した。
上記の試験結果は次表のとおりてあった。
上記の結果から明らかなように、この発明の製造方法に
よると耐熱性およびＤ　４１１に的強反にすくれるＦＲ
’Ｐ彼覆光ファイバーが得られることかわかる。
【図面の簡単な説明】
！（′Ｊ１図はこの発明の製造方法の一例を説明する略
図、ｆｆ１ｌ’３２図は第１図により説明する製造方法
によりｊｌｌられるＦ　ＲＰ被さししファイバーを示す
１祈面図、第３図はこの発明の方法により得られるＦ　
ＲＰ被剪）Ｙ、ファイバーの１１１＋の例を汀くず断面
図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ｉｆ）　ａ）トリスヒドロキシアルキルイソシアヌレ−
    トのトす（メタ）アクリｌ／−Ｊ−１ｌ））フェノール
    ／ボラック系エポキシ樹脂に（メタ）アクリロイル基が
    導入さノ１、てなる変性フェノールノホラソク系エポキ
    シ樹脂および重合開始剤を必須成分とする硬化性組成物
    を含浸させた連続フィラメント群よりなる補強基材て光
    ファイバーを被覆して熱硬化させることを特徴とする繊
    維強化樹脂被覆光ファイバーの製造方法、−１
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