JPS60151260A - 光学ガラスフアイバ用被覆材料 - 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】 この発明は光伝送用の光学カラスファイバラ被覆するだ
めの材料に関する。

光伝送用媒体として使用される光学カラスファイバ（す
、下、単に光ファイバと称する）は、通常その直径が２
００／”以下であり、また材質的に脆いため、その製造
中またはケーブル化の工程や保管中に表面に傷が発生し
やすく、この傷が応力集中源になり、外部から応力が加
わった場合に容易に光ファイバが破断する欠点を有する
。この理由で光ファイバをそのまま光伝送用媒体として
使用することは極めて困難である。したかって、従来よ
り、光ファイバの表面にプラスチック被覆を行ない、こ
れにより光フアイバ製造直後の１期強度の維持および長
期使用に耐える光ファイバの製造方法が試みられてきた
。

このような樹脂被覆材料としては、従来シリコーン樹脂
、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂が用
いられているが、硬化乾燥に長時間を要するため生産性
に劣るほか硬化不足に起因して光ファイバとの密着性が
充分でなく長期信頼性に欠けるきらいがある。また、か
かる欠点を改善するものとして紫外線硬化型の樹脂液’
ｆｃｒｔ材料が用いられているが、一般に柔軟性に劣る
ためマイクロベンディングにより伝送特性が損われる欠
点がある。

このため、この発明者らは、上記材；、［に代わるもの
として、すでに、１分子中に２個以」二の官能基を有す
る１・４−ポリブタジェン類丈たはこれより誘導されて
」二重ポリブタジェン類の炭素−炭素二重結合とは異な
る重合性炭素−炭素二重結合が導入された変性ポリフタ
ジエン類を主材とした被覆材料を１２案し、これによっ
て乾燥硬化時間の短縮や光ファイバとの密着性および被
膜の柔軟性の向−１−などを図るに至った。

また、この発明者らは、引き続く検討の結果、１分子中
に２個以」−の官能基を有する１・４−ポリフタジエン
類の分′−１″−内に含まれる炭素−炭素二重結合に水
素を付加してなるいわゆる水素添加物を単独でまたは前
記水素未１６≦加のものとの混合系で主材として用いた
被覆何科を提案した。この被覆材料は、前記同様に光フ
ァイバ用被似材料として好適に応用でき、とくに高？Ｈ
λに長時間放置したときの柔軟性の維持に好結果が得ら
れ、これに伴なう伝送特性の一層の向上を図することか
できた。

この発明は、上記の先行発明に引き続きさらに検Ｑ、Ｊ
を加えた結果なされたものである。すなわち、この発明
は、ａ）水素添加１・２−ポリブタジェンに少なくとも
２個のアクリロイル基ないしはメタクリロイル基が導入
された変性ポリブタジェン、ｂＮ分子中に重合性炭素−
炭素二重結合を少なくとも１個有する化合物および重合
開始剤を必須成分とする光学ガラスファイバ用被ｆｆ１
Ｈ料に係るものである。

この発明の被覆材料は、ａ成分である変性ポリブタジェ
ンに含まれるアクリロイル基ないしはメタクリロイル基
あるいはこれとｂ成分に含まれる重合性炭素−炭素二重
結合によって重合開始剤の存在下加熱硬化ないし光硬化
あるいは電子線硬化できる性質を有し、その硬化速度が
従来の熱硬化性、ｉ、？＋４脂を用いたものに比べて速
いことがら、この発明の被覆祠、（：・↓を用いると光
ファイバの−ｒユ産性が向」二し、また硬化不足に起因
した密着性の低下が抑えられるため光ファイバの長期信
頼性を向上させることができる。

また、この発明の被覆材料から形成される硬化被膜は、
従来の熱硬化性４６Ｊ脂を用いたものや従来の六外線硬
化型の樹脂を用いたものに比べて非常に柔軟性にすぐれ
、この柔軟性によって強度的に好結果が得られるだけで
な（、マイクロベンディングなどに起因した伝送損失の
増加が抑えられ、高信頼性の光ファイバの製造が可能で
ある。

とくに、水素添加１・２−ポリブタジェンから誘導され
た変性ポリブタジェンを必須成分として用いているため
、この発明ざらかすでに提案した水素未添加の１・４−
ポリブタジェン類ないしその誘導体をｔＪｉ独で主材と
して用いたものに比べて高温たとえば１２０°Ｃ以上に
長貼間放置したときの柔軟性の低下を抑止できるととも
に、前記提案のものおよびこの発明者らが次いで提案し
た水素添加Ｊ・４−ポリブタジェン類ないしはその誘導
体あるいはこれと前記水素未添加のものとの混合物を主
材として用いたものに比べて低温下における柔軟性をさ
らに良好に維持しつるという低温特性にすぐれたもので
ある。すなわち、この発明の被覆材料は、低温から高温
までの広い温度範囲において光７７′イバの伝送特性の
向上を図れるものである。

この発明において必須成分として用いられるａ成分とし
ての変性ポリブタジェンは、通常水酸基、カルボキシル
基、インシアネー１−基、エポキシ基などの官能基を１
分子中に少なくとも２個何する、とくに好適には分子両
末端に上記官能基を有する水素添加１・２−ポリブタジ
ェンに、この水素添加ｌ・２−ポリブタジェンの官能基
と反応しうる官能基およびアクリロイル基ないしはメタ
クリロイル基を冶する化合物を反応させることによって
慴られる。

上記の水素添加１・２−ポリブタジェンは、上記官能基
を有する１・２−ポリブタジェンを水素添加することに
より、あるいはこの水素添加反応後さらに多′ＩＡ能性
化合物を反応させることにより、たとえば水酸基含有の
水素添加１・２−ポリブタジェンにジイソシアネート化
合物やジカルボン酸を反応させることにより得られる。

このジイソシアネート化合物としては、゛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、ナ
フタレンジイソシアネート、イソポロンジイソシアネー
ト、ビス（インシアネートメチル）シクロヘキサン、ジ
シクロヘキシルメタンジイソシアネート、Ｊ・６−ヘキ
サンジイソシアネートなどが挙げられる。また、ジカル
ボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、タイマー酸、
フクル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられ
る。

」−記水素添加反応は、ラネー触媒などを用いた一般の
水素添加法に準じて行なうことができ、水素添加率とし
ては通常５０％以上であることが望ましい。これより低
くなると高温条件下での被膜の柔軟性の維持が輔しくな
る。なお」１記の説明によって明らかなように、この発
明における水素添加１・２−ポリブタジェンには、１・
２−ポリブタジェンに含まれる炭素−炭素二重結合が完
全に水素添加されていないものも当然に含まれる。

また、上記の水素添加１・２−ポリブタジェンの官能基
と反応しうる官能基およびアクＩＪ　Ｏイル基ないしは
メタクリロイル基を有する化合物としては、例えは水酸
基と反応しうる官能基を有するアクリル酸やメタクリル
酸またはこれらのクロライドの如きハライドあるいはメ
チルエステルの如きエステルなど、またインシアネート
基と反応しうる官能基を有する２−ヒドロキシエチルア
クリレートないしメタクリレート、２−ヒドロキシプロ
ピルアクリレートないしメタクリレートなとのヒドロキ
シアルキルアクリレ−１ないしメタクリレートなど、ま
たカルボキシル基と反応しうる官能基を有するグリシジ
ルアクリレートないしメタクリレートのようなエボギン
基含有アクリレートなどが挙りられる。

上記のＣ成分とともにこの発明における他の必頃成分と
して用いられるｌ〕酸成分、上記のＣ成分が一般に室／
１１賃で固形状あるいは高粘度のものであるため波８″
１材料の粘度を調整して被覆作業性を良くするためおよ
び硬化被膜の伸びや硬さを調整するために用いられる。

上記の１〕成分としては、重合性炭素−炭素二重結合を
少なくとも１個、好ましくは１〜３個有するアクリル酸
エステルないしはメタクリル酸エステルがとくに好まし
い。これらエステルの具体例としては、シクロヘキシル
アクリレートないしはメタクリレート、ベンジルアクリ
レートないしはメタクリレート、カルピトールアクリレ
ートないしはメタクリレート、２−エチルヘキシルアク
リレートないしはメタクリレート、２−ヒドロキシエチ
ルアクリレートないしはメタクリレート、２−ヒドロキ
シプロピルアクリレートないしはメタクリレ−１・、テ
トラヒドロフルフリルアクリレートないしはメタクリレ
ート、エチレングリコールジアクリレートないしはジメ
タクリレート、ジエチレングリコールジアクリレートな
いしはジメタクリレート、１−リエチレングリコールジ
アクリレ−１・ないしはジメタクリレート、トリプロピ
レングリコールジアクリレートないしはジメタクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレートないしはジ
メタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレ
ートないしはジメタクリレート、ブチレングリコールジ
アクリレートないしはジメタクリレート、ネオペンチル
グリコールジアクリレートないしはジメタクリレート、
１・６−ヘキサングリコールジアクリレートないしはジ
メタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート
ないしはジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレートないしはトリメタクリレート、トリメチロ
ールプロパントリアクリレートないしはトリメタクリレ
ートなどが挙けられる。

また、上記１〕成分としては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なとのアリルエステル、スチレン、
ビニルアセテート、Ｎ−ヒニルピロリドンなどのヒニル
化合物も使用できる。

この発明の被’ＭｊＡ料においては、上記のＣ成分およ
び１〕成分を主材としてもよいし、あるいはこれら両成
分とともに水素添加１・４−ポリブタジェンないしは水
素未添加１・４−ポリブタジェンまたはこれらに少なく
とも２個のアクリロイル基ないしはメタクＩＪ　Ｏイル
基が尋人された変性ポリブタジェン（以下、Ｃ成分とい
う）を併用して主材としてもよい。このＣ成分のうち水
素添加１・４−ポリブタジェンから誘導されたものは、
Ｃ成分としての変性ポリブタジェンと同様にして得られ
る。

また、このＣ成分のうち水素未添加１・４−ポリブタジ
ェンから誘導されたものは、水素添加を行なわ／ｊい以
外は上記と同様にして得られる。

土材における各成分の配合割合としては、主材かＣ成分
および１〕成分からなる場合は、副成分の合計量中Ｃ成
分が通常３０〜９０市量％、好ましくは４０〜８０重量
％となるようにするのがよい。

３１成分が多ずきると被覆利別の粘度か尚くなりすきで
被覆作業性が低下するため好ましくない。またＣ成分か
少なすきると硬化被膜の柔軟性が低下するため好ましく
ない。また、主相かＣ成分、１〕成分およびＣ成分から
プＪる場合は、これら３成分の合計量中Ｃ成分とＣ成分
との合計量が通常３０〜９０市量％、好ましくは４０〜
８０１ｉ喰％で、かつＣ成分とＣ成分との合ｉ？Ｉ徂中
Ｃ成分の割合が通常５　ｏ１３ｉ量％以下、好ましくは
３０￥ｉｉｉ％以下とするのがよい。Ｃ成分とＣ成分と
の合古１爪が多すきると」１記と同様に被覆作業性が低
下し、またこれが少なずきると」１記と同１：ｉ旨こ硬
化被膜の柔軟性が低下するため好ましくない。またＣ成
分のＣ成分に対する割合が多すきると硬化被膜の低温特
性あるいは高７１υ特性が低下するため好ましくない。

この発明の被覆材料は、上記のような主材とともに光重
合開始剤を含まぜることにより紫外線て節用かっ迅速に
硬化させることができる。この光重合開始剤としては、
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル
、ペンツインイソプロピルエーテル、ヘンゾインインフ
チルエーテル、ヘンシフエノン、メチルオルソヘンジイ
ルベンゾエート、ヘンシル、ペンシルジメヂルヶクール
、２・２−ンエトキンアセトフェノン、１・１−ンクロ
ロアセトフェノン、２−クロロチオキザントン、２−メ
チルチオキ→Ｊントンー１２−イソプロピルチオギサン
トン、アントラセンなと、またこれらとアミン類なとの
少量の増感助剤と併用したものなどを挙げることができ
る。

また、この発明の被覆桐材は」１記の光重合開始剤の代
りにあるいは光重合開始剤とともに熱重合開始剤を用い
ることによって加熱硬化させることもできる。上記熱重
合開始剤としては、三級ブヂルパーオクトエートや三級
フチルバービバレートナトのパーエステル、ビス＝（４
−三級ブデルシクロヘキシル）−パーオキシジカルホネ
ートの如き過炭酸エステル、ベンゾイルパーオキシドの
如きジアシルパーオキシド、ジー三級ブチルパーオキシ
ドやジクミルパーオキシドの如きジアルキルパーオキシ
ド、シクロヘキサノンパーオキシド、メヂルエチルケト
ンパーオキシド、クメンヒドロパーオキシドなどのヒド
ロパーオキシドおよびこれらと２−エチルヘキサン酸や
）ナフテン酸のコバルｌ−−ＩＪ塩の如き金屑促進剤と
の組合せなどの過酸化物系重合開始剤が挙けられ、その
他アゾ化合物なども使用できる。

これら重合開始剤の使用宿としては、主材１００市量部
に対して通常ｊ〜７重量部程度である。この量が少なす
きると硬化性を）β：Ｓ足できない。また所定承を超え
て用いてもそれ以上の硬化速度の向」二は望めす、実用
」二上記範囲内とするのかよい。

この発明の光フアイバ用被覆材料は、以上のＣ成分、ｂ
成分および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、ポリエステル樹脂
、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、フエ／−ル樹脂などの各種
の変性用イｊＪ脂や、有機けい素化合物、界面活性剤な
どの各種添加剤を配合してなるものであり、全体の粘度
としては塗工作業性の観点から通常１．．０００−１．
０，０００ｃｐｓ　／　２　ｓ−ｃの範囲にｌＵＮ整さ
れているのが望ましい。

このＦ＆　覆４’Ａ利を光ファイバに適用するに当たっ
ては、紡糸直後の光ファイバの表面に上記材料を硬化後
の厚みが通常１０〜２００μｍとなるように適宜の手段
で塗工したのち、重合開始剤の種類に応して加熱硬化あ
るいは紫外線や電子線などを照射して硬化させればよい
。このようにして形成される一次被覆層」二に通常はさ
らに耐摩耗性の良好なポリアミド樹脂などの二次被覆層
を設けることにより、ファイバ強度の良好な光フアイバ
被覆体とされる。

以上詳述したと−おり、この発明によれ・″、Ｊ′、常
態下はもちろんのこと低温下でもまた高温下に長期間放
置したのちでも良好な柔軟性を示す長期安定性の光フア
イバ用被覆材料を提供することができる。っ 以１・−に、この発明の実施例を記載してより具体的に
説明ターる。なお、以下において部とあるは重甲部を意
味するものと下る・−） 実施例１ １覚１土機および温度ｄＩをイー１した３　００　ｃｃ
の四つロノラスコに、分子両末端に水酸基を有する水素
添ＩＪ１１さｔｉた１・２−ポリブタジェン１８’ｌ’
（水酸基価６０１１１ｇ　ＫＯｔｌ、／ｇ　、水素添加
率８０％）を佳込み、１２０〜］　３０　”Ｃてトリレ
ンジイソシアネー１−１７　！ｌ／を３０分間で滴下し
、つきに２−エチルヒドロキシアクリレート２３７を加
え、３”ｊ間反応させて変性ポリブタジェンを得た。

このヂ性ポリブタジェン７０部にテトラヒドロフルフリ
ルアクリレート３０部、ベンジルジメチルケタール４部
を配合し、粘度６，３００ｃｐｓ（２５℃）の光フアイ
バ用被覆（」料を得た１、この被覆材料を高ｔＩｆ水銀
ランプ（８０Ｗ／’ｃｍ　、　２灯）を用い・コンベア
ースピード１０＋１７．／分で硬化させた。得られた被
膜の硬度はショア（５ｈｏｒｃ　）Ａ　６０テアった。

実施例２ 実施例１て得られた変性ポリフタジエン７０部に１・６
−ヘキサンジアクリレート３０部、ヘンンルジメチルケ
タール４部を配合し、粘度ｓ、　ｏ　ｏ　。

ＣＩ）Ｓ　（２５”Ｃ）の光ファイバ用岐”ｆｌ　１Ａ
米−１を得た３、この被覆組材を実施例１と同１′、ｉ
’ｒにして硬化させて得られた被膜の硬度はンヨア（Ｓ
ｂｏ　ｒｃ　Ｈ）　３０であった。。

実施例３ 実施例１で得られた変性ポリフランエフ５０部にトリプ
ロピレンクリコールンアクリレ−ト５０部、ヘンジルン
メチルケタール４部を配合し、粘度６，２００　Ｃｌｌ
５の光ファイバ用彼覆イ」料を得た。

この被覆何科を実施例１と同様にして硬化させて得られ
た被膜の硬度はンヨアＧＳｈｏｒｅ）Ｄ　５０てあった
。

実施例４ ２−ヒドロキシエチルアクリレートのかわりに２−ヒド
ロキシエチルアクリレートを用いた以外は実施例１と同
様にして変性ポリブタジェンを得、この変性ポリブタジ
ェンを用いて実施例１と同（〕旨こして粘度６，０００
　ＣＩ）Ｓ　（２５°Ｃ）の光ファイバ川波１’Ｂ−４
ワ；ｌを得た。この被覆材料を用いて実施例１と同様に
して硬化させて得られた被１換の硬度はショア（Ｓ１〕
旧−ｅ）Ｄ２０であった。

試験例 ５０＋＋＋、／分の速度で紡糸した直径１２５ｕｌの光
ファイバの表面に、紡糸口ｌ稈に引き続く工程において
、実施例］の岐覆組材を塗布した後、商用水銀ランプ（
８Ｗ　／　ｃｍ　）で照射して硬化させた。

被覆後の光ファイバの外径は約２５０ノｌｌ〃であり、
表面は均一であった。才だ、破断強度は６Ｋｇであり、
−５０″Ｃまで伝送損失の増加は認められなかった、さ
らに、１２０°Ｃて約１，０００時間放置したのちでも
、−５０“Ｃでの伝送損失の増加はほとんど認められな
かった。

なお、参考のために、分子両末端に水酸基を有する水素
添加１・２−ポリブタジェンのかわりに分子両末端に水
酸基を有する水素添加ｊ・４−ポリブタジェン（水酸基
価４２　ｔ＋＋ｇＫＯＨ／　ｇ　、水素添加率８０％）
を用いた以外は実施例１と同様にして光フアイバ用被覆
材料を得、これを用いて上記同様に光ファイバを被覆し
た。被覆後の光ファイバは一５０℃以Ｆでは伝送損失の
増加がわずかに認められた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ＋）　ａ）水素添加１・２−ポリブタジェンに少なく
   とも２個のアクリロイル基ないしはメタクリロイル基が
   導入された変性ポリブタジェン、ｂ）】分子中に重合性
   炭素−炭素二重結合を少なくとも１個有する化合物およ
   び重合開始剤を必須成分とする光学ガラスファイバ用被
   Ｎ４４料。