JPS60176953A - 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ガラスファイバを被覆するた
めの紫外線ないし電子線硬化型の材料に関する。

光伝送に用いられる光学ガラスファイバ（以下、光ファ
イバという）は、脆く傷がつきやすい上に可とう性に乏
しいので、このような傷が原因となって僅かな外力によ
っても容易に破壊する。このため、光ファイバをそのま
ま光伝送用として用いることは極めて困難である。した
がって、従来より光シ゛アイバはガラス母材から紡糸し
た直後にその表面に樹脂被覆を行い、これにより光フア
イバ製造直後の初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。

しかるに、従来の被覆材料として知られるシリコン樹脂
やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂では、その硬化速度
がおそく硬化乾燥に長時間を必要とするため、光ファイ
バの線引速度が制限され、光ファイバの量産上の問題点
のひとつになっていた。この点を改善するために、最近
では上記熱硬化型のものに代わって紫外線ないし電子線
硬化型の材料が一部用いられるようになってきた。

ところが、かかる紫外線ないし電子線硬化型材料は、一
般に柔軟性特に低温下での柔軟性に劣り、側圧により伝
送損失が増加するという欠点があった。特に近年では光
ファイバの性能向上のために、外層として耐摩耗性にす
ぐれる層を設けこの層の緩衝層として柔軟な内層を設け
た２層構造の樹脂被覆とすることがよく行われている。

このような樹脂被覆における上記緩衝層形成材料として
従来の紫外線ないし電子線硬化型材料を適用した場合、
低温下での柔軟性の欠如によって上記伝送損失の増加現
象が非常に顕著なものとなる。

このような柔軟性の欠如による問題を回避するために、
紫外線ｊ、、１′いし電子線硬化型材料の主剤成分につ
き種々の提案がなされているものの未だ充分子、Ｈ成果
はＩＬＪられておらず、また柔軟性をある程度’／Ｎｌ
−足できるような材料にあってはその硬化速度に問題の
あるものが多く、硬化作業を短時間に行うと硬化不足の
ために強度の低下をきたしたり粘着感が残って被覆作業
性を損なうなどの問題があった。

この発明者らは、以−ヒの観点から、紫外線ないし電子
線硬化型材料としての有用性を損なうことのないすぐれ
たｂ化性を有するとともに、２層構造の樹脂被覆にお（
プる緩衝層形成祠料としても充分に実用しうるすぐれた
柔軟性を有し、特に低温下でも伝送損失の少ない紫外線
ないし電子線硬化型の光ファイバ川被覆材料を得ること
を目的として鋭意横側した結果、この発明を完成するに
至った。

すなわち、この発明は、ａ）ポリエーテル系ウレタン（
メタ）アクリレートオリコマ−１１〕）長鎖脂肪族基を
含有する（メタ）アクリレート化合物、ｃ）ベンゾフェ
ノン系光重合開始剤およびｄ）脂肪族アミンを含むこと
を特徴とする光ファイバ用被覆利別に係るものである。

なお、この明細己十において、（メタ）アクリレートな
いしこの用語を含む化合物乞は、いずれもアクリ１ノー
トおよびメククリレ−１・を総称したものであり、両化
合物のいずれか一方あるいは両方であってよいことを意
味する。

この発明の被覆材料においては、−ト剤成分として−１
−記ａ成分を用いかっこの反応性希釈剤古して−ｌ記ｌ
〕成分を用いたことによって、硬化後の柔軟性に非常に
すぐれたものとなり、低温下での伝送損失の増加を大き
く抑制することができる。また、手記ａ、１）成分は硬
化物の而・］湿特性にも好結果を与え、高湿下に長時間
さらされたときの強度の低下を防ぐことができる１、 一方、」二記ａ、１〕成分を一般の光重合開始剤系で（
１更化させたときには硬化性に問題をきたすおそれがあ
る。この発明では、」二記問題を克服するために、光重
合開始剤として特に前記Ｃ成分を使用し、かつ硬化促進
剤として前記ｄ成分を使用したものであり、このｃ、ｄ
成分を前記ａ　、　ｂ成分に対して（Ｊｌ用することに
より、すぐれた硬化性が得られ、短時間の硬化によって
強度の低下がみられない良好な樹脂被覆を行うことがで
きる。

この発明において使用するＣ成分としてのポリエーテル
系ウレタン（′メタ）アクリレートオリコマ−は、ポリ
エチレンクリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラメチレンエーテルグリコールなどの数平均分子量
が通常２００〜５０，０００程度のポリオキシアルキレ
ングリコール１モルとジイソシアネート化合物２モルと
の付加反応生成物に、さらにヒドロキシアルキル（メタ
）アクリレートを２モル付加反応させることによって得
ることかできる。

−１−記の数平均分子量は、ポリスチレンを基準物質と
しだケルパーミェーションクロマトグラフィ〜によりめ
た値である。以下、この明細書における「数平均分子量
」とは−Ｊｚ記と同様の方法でめた値を示すものとする
。

上記ジイソシアネ−１・化合物としては、たとえばイソ
ホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ートトリレンジイソ７アネー１・、ジフェニルメタンジ
イソシアネ＝Ｉ・などが挙げられ、また上記ヒドロキシ
アルキル（メタ）アクリレート化合物としては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）アクリレートなどが挙げられる。

この発明において使用する１〕成分としての長鎖脂肪族
基を含有する（メタ）アクリレート化合物には、分子骨
格中に長鎖アルキル基や長鎖ポリオキンアルキレン基な
どの長鎖脂肪族基を有する常温で液状の（メタ）アクリ
レートが広く包含される。

この１〕成分としては分子−ＩＷ　２００〜５，０００
のものを用いるのか一般的である。代表例として下記の
一般式で表わされる化合物を挙げることができる。

イ）ＣＨ２＝ＣＲ，−ＣＯＯＲ２ し式中、Ｒ１は水素またはメチル基、Ｒ２はアルキル基
、Ｒ３はアルキレン基である〕 」二記化合物における長鎖脂肪族基の炭素数としては、
７以上、好適には１０以上であり、上限としては通常１
００までである。なお、前記一般式口のρｎく、脂肪族
基としてアルキル基とポリオキシアルキレン基とを両方
含む場合などにあっては、脂肪族基の合計炭素数が上記
範囲内にあればよい。

これらの（メタ）アクリレート化合物は、前述したとお
り、Ｃ成分の反応性希釈剤として作用する一方、硬化物
のガラス転移温度を低下させて低温下での柔軟性の維持
に役立つものである。この（メタ）アクリレート化合物
の使用量としては、前記Ｃ成分との合計量中２０〜７０
重量％、好適には３０〜５０重量％となるようにするの
がよい。

この発明において用いるＣ成分としてのベンゾフェノン
系光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、メチルオル
ソベンソイルベンゾエート、２・２−ジェトキシアセト
フェノン、４・４′−ビスジエチルアミノベンゾフェノ
ンなどが挙けられる。その使用量は前記Ｃ成分と１〕成
分との合計ｈＴ　ｌ　００重量部に対して０１〜１０重
り１部、好適には１〜５重晴重量するのがよい。

なお、一般の紫外線ないし電子線硬化型材料の光重合開
始剤としては、チオキサン系開始剤、ベンツインエーテ
ル系開始剤、アセトフェノン系開始剤などが知られてい
るが、これらの開始剤ではこの発明の目的とするすぐれ
た硬化性は得られず、上記ベンゾフェノン系開始剤を用
いることによってはじめてこの発明の目的を達成しうる
ものである。

この発明において用いるＣ成分としての脂肪族アミンは
、上記Ｃ成分の促進剤として有効に作用するものであり
、この脂肪族アミンの代わりにたとえば芳香族アミンな
どを用いると硬化性に劣り、やはりこの発明の目的を達
成することは不可能となる。脂肪族アミンとしては、モ
ノアミン、ポリアミンが使用でき一般に分子量４０〜３
００程度のものが用いられる。

」二記脂肪族アミンの具体例としては、ジメチルアミン
、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、
トリエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ペ
ンタメチルジエチレントリアミンなどが挙けられる。使
用量は前記Ｃ成分とｂ成分との合計量１００重量部に対
して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部とす
るのかよい。

この発明の光フアイバ用被覆材料は、以上のａ〜ｄ成分
を必須成分とし、これに必要に応じてシランカップリン
グ剤などの密着性付与剤や従来公知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１，０００〜１０．０００センチポイズ／２５
°Ｃの範囲に調整されているのが望ましい。

この肢榎材料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
１０〜２００声となるように適宜の手段で塗工したのち
、紫外線ないし電子線を照射して硬化させればよい。得
られる硬化層は柔軟性に非常にすぐれたものであり、こ
れを緩衝層とする場合はこの層上にさらにポリアミド樹
脂や一般の熱硬化型あるいは紫外線／、ｆいし電子線硬
化型材料を塗工硬化して耐摩耗性の自好な表面硬化層を
形成することができる。

以上のように、この発明によれば、紫外線ないし電子線
によって良好に硬化させることができ、しかも硬化物の
柔軟性にすぐれて低温下でも伝送損失の増加の少ない工
業的有用な光フアイバ用被覆材料を提供することができ
る。

以下に、この発明の実施例を記載してより具体的に説明
する。なお、以下において部とあるは重量部を意味する
ものとする。

実施例１ 数平均分子！］、０００のポリテトラメチレンエルチル
グリコール１モルとインホロンジインシアネート２モル
との付加反応生成物に２−ヒドロキシエチルアクリレー
トを２モル付加反応させてなろポリエーテル系ウレタン
アクリレートオリゴマー５０部、東亜合成社製商品名ア
ロエックスＭ１１３（前記一般式口で表わされる長鎖脂
肪族基を有するアクリレートニ一般式口中のＲ１−水素
、Ｒ２−／ニル基、Ｒ１＝エチレン基、ｎ＝２５’）　
５０部、ベンゾフェノン５部およびジメチルエタノール
アミン３部を均一に混合して、この発明の光ファイバ用
被覆刊料とした。この材料の粘度は５．４Ｏｆ）センチ
ポイズ／２５°Ｃ２紫外線硬化後のガラス転移温度は一
４０°Ｃであった。

実施例　２ 数平均分子量２．０００のポリテトラメチレンニーｙル
クリコール１モルとインホロンジイソシアネート２モル
との付加反応生成物に２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト２モルを付加反応させてなるポリエーテル系ウレタン
アクリレートオリコマ−５０部、日本化薬社製商品名Ｔ
Ｃ１２Ｏ５（前記一般式ハで表わされる長鎖脂肪族基を
有するアクリレート、一般式ハ中のＲ１−水素、Ｒ３−
ペンタメチレン基、１ｌ−２）５０部、ベンゾフェノン
５部およびジメチルエタノールアミン３部を均一に混合
して、この発明の光フアイバ用被覆材料とした。

この材料の粘度は８，４００センチボイズ／　２５　’
Ｃ。

紫外線硬化後のガラス転移温度は−５０’Ｃであった。

実施例３ 数平均分子Ｆｔｌ、０００のポリプロピレングリコール
１モルとインポロンジイソシアネート２モルとの付加反
応生成物に２−ヒドロキシプロピルアクリレート２モル
を付加反応させてなるポリエーテル系ウレタンアクリレ
ートオリコマ−７０部、ラウリルメタクリレート３０部
、ヘンシフエノン５部およびテトラメチルエチレンジア
ミン３部を均一に混合して、この発明の光ファイバ用被
覆材料とした。この材料の粘度は７，０００センヂポイ
ズ、７２５°Ｃ２紫外線硬化後のガラス転移ｌ都度（」
−４０°Ｃであった。

比較例 市販のポリニスデルポリオール系ウレタンアクリレート
オリコマ−５０部に、アロエックスＭ１１３（前出の長
鎖脂肪族基を有するアクリレート）５０部、ベンゾフェ
ノン５部およびＮ−Ｎ−ジメチルアニリン３部を均一に
混合して、比較用の光フアイバ用被覆材料とした。この
材料の粘度は７，０００センチポイズ／２５”Ｃ，紫外
線硬化後のガラス転移〆１１１１’ｌ　１丈は一１０°
Ｃであった。

上記実施例旧よひ比較例の材料を用いて、これを紡糸直
後の］　２５　、ｕｒｎ厚の光ファイバの表面に５０μ
ｍ厚に塗布したのち、ＩＫＷのｊ階床水銀ランプを用い
て紫外線を照射して硬化させた。この硬化に当−って実
施例１〜３の材料は、紫外線照射時の光ファイバの走行
速度を１００ｙｎ１分以上としてもＩｉ＋化不足をきた
すことなく機械的強度にすくれる樹脂被覆を行えたが、
比較例の材料では」−紀速度では硬化不充分で２０　ｔ
ｙ＋、　／分以下の走行速度にしなけれは完全な硬化を
望めなかった。

また上記の々１くして完全便化させた光フアイバ被覆体
は、実施例１〜３ては−２０”Ｃでも伝送損失の増Ｉノ
［１は認められなかったか、比較例のものでは上記ｌ都
度で伝送損失の顕著な増加が認められた。

手続補正書 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭５９−２０５３４号 ２、発明の名称 光学ガラスファイバ用被覆材料 ３、補正をする者 事付との関係　特許用ＩＪＩ　人 住　所　東京都千代田区内幸町１丁目１番６号名　称　
（４２２）日本電信電話公社 代表者　真　藤　恒（外１名） ４、代理人 胛使番号　５３０ ７、補正の内容 Ａ、明細書： （１）第７頁第３行目； 」 とあるを 」 と訂正いたしまず。

（２）第８頁第２〜３行目； ［，２・２−ジェトキシアセトフェノンｊとあるを削除
いたしまず。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｌｌａ）ポリエーテル系ウレタン（メタ）アクリレー
   トオリゴマー、ｂ）長鎖脂肪族基を含有する（メタ）ア
   クリレート化合物、Ｃ）ベンゾフェノン系光重合開始剤
   およびｄ）脂肪族アミンを含むことを特徴とする光学ガ
   ラスファイバ用被覆材料。