JPS6090856A - 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（以下、光フ
ァイバという）を被□覆するための材料に関する。

光ファイバはその性質上ガラス母材から紡糸した直後に
プラスチック被覆が施されている。このプラスチック被
覆として光フアイバ表面にまず柔軟な第一次の被覆層を
設け、その外側にさらに耐摩耗性の良好な第二次の被覆
層を設けたものが知られている。この二層構造のプラス
チック被覆における上記第一次の被覆層としては、光フ
ァイバに対して良好な密着性を有しかつ光ファイバの初
期強度を維持させるためのすぐれた柔軟性を具備し、し
かも光ファイバの屈折率に比しできるだけ大きな屈折率
を有して伝送損失の増加を可及的に防止でき、るもので
あることが望まれる。

しかるに、従来の上記第一次の被Ｎ層として知られる多
くのものは、光ファイバに対する密着性。

柔軟性および屈折率のいずれかに欠け、一般に柔軟性や
密着性にすぐれる材料は屈折率が低くなりやすいという
欠点があった。

この発明者らは、上記の観点から鋭意検討した結果、各
種のアクリルオリゴマーなどの主材成分に特定の重合性
不飽和化合物を配合したときには、密着性および柔軟性
と共に高屈折率の被覆層を形成できるものであることを
知り、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、重合性炭素−炭素二重結合を１
分子中に少なくとも２個有するオリゴマーと上記同様の
二重結合を１分子中に少なくとも１個有する反応性希釈
剤とからなる主材成分にヒドロキシアルキル（メタ）ア
クリレートのジフェニルホスフェートを配合したことを
特徴とする光フアイバ用被覆材料に係るものである。

なお、この明細書において、（メタ）アクリレートない
しこの用語を含む化合物塩はアクリレートおよびメタク
リレートを総称したものであり、そ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。

この発明において使用する主材成分のひとつは、重合性
炭素−炭素二重結合を１分子中に少なくとも２個通常２
〜５個、好ましくは２〜３個有するオリゴマーであり、
これには上記二重結合としてアクリル基またメタクリル
基を含む（メタ）アクリレートオリゴマーのほか、１・
４−ポリブタジェンオリゴマーの如きアクリル基ないし
メタクリル基以外の重合性炭素−炭素二重結合を有する
ものが含まれ、このうち硬化後の柔軟性に特に好結果を
与えるものが選ばれる。

具体的には、ポリエステルポリオール系ウレタン（メタ
）アクリレートオリゴマー、ポリエーテルポリオール系
ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーなどのウレタ
ン（メタ）アクリレートオリゴマーやエポキシ（メタ）
アクリレートオリゴマー、ポリエステル（メタ）アクリ
レートオリゴマー、ポリエーテル（メタ）アクリレート
オリゴマー、ポリブタジェン（メタ）アクリレ−トオリ
ゴマー、１・４−ポリブタジェンオリゴマーなどが挙げ
られる。これらのオリゴマーは一般に常温で粘稠状のも
のであり、数平均分子量としては２００〜５０，０００
程度である。

上記の数平均分子量は、ポリスチレンを基準物質とした
ゲルパーミェーションクロマトクラフィーによりめた値
である。以下、゛この明細書における「数平均分子量」
とは上記と同様の方法でめた値を示すものとする。

この発明において使用するもうひとつの主材成分は、上
記のオリゴマーの希釈剤として作用する１分子中に重合
性炭素−炭素二重結合を少なくとも１個有する常温で液
状の化合物であり、一般には上記二重結合としてアクリ
ル基またはメタクリル基を有する（メタ）アクリレート
化合物が好ましく用いられる。その他上記二重結合とし
てアリル基を有するアリルエステルなども使用できる。

（メタ）アクリレート化合物の中でも、硬化物の柔軟性
に好結果を与える分子骨格中に長鎖アルキル基や長鎖ポ
リオキシアルキレン基などの長鎖脂肪族基を有するモノ
（メタ）アクリレート化合物が望ましく、他にネオペン
チルグリコールジ（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、ポリプロピレング
リコールジ（メタ）アクリレートなどの分子中に２個以
上（通常の上限値は５）のアクリル基またはメタクリル
基を有するポリ（メタ）アクリレート化合物も使用可能
である。

上記モノ（メタ）アクリレート化合物の代表例としては
、下記の一般式で表わされるものが挙げられる。これら
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１０〜１００である。下記の一般式口の如く
、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。

イ）ＣＨ２＝ＣＲＩ−ＣＯＯＲ２ ［式中、Ｒ３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］ 上記の反応性希釈剤の使用量は、主材成分中つまり前述
のオリゴマーとの合計量中２０〜７０重量％の範囲とす
るのがよく、あまり多くなりすぎると硬化性や硬化物の
膜特性を損なうおそれがあるから望ましくない。

この発明において使用するヒドロキシアルキル（メタ）
アクリレートのジフェニルホスフェートとは、つぎの化
学構造式を有するものである。

［Ｒ１は水素またはメチル基、Ｒ３はアルキレン基であ
る〕 上記構造式中のアルキレン基（Ｒ３）の炭素数としては
一般に２〜１０程度であるのがよい。この化合物は前記
主材成分と共に重合硬化して、それ自体の屈折率（１，
５２９）が石英ガラスの屈折率（１，４６以下）に較べ
てはるかに大きいことによって重合硬化物の屈折率を増
大させ、これによって伝送損失の増加を抑制する。また
かかる化合物の配合によって前記主材成分の光フアイバ
表面に対する密着性および柔軟性が大きく損なわれるこ
とがないという特徴を有している。

上記ジフェニルホスフェートの配合量としては、主材成
分１００重量部に対して５〜５０重量部、好適には１０
〜３０重量部とするのがよい。この配合量が少なすぎて
は前記効果が得られず、また多くなりすぎると硬化物の
機械的強度を劣化させるなどの問題が生じて（る。

この発明の被覆材料は上述の各成分と共に重合開始剤と
して光重合開始剤を用いることによって紫外線などの放
射線で簡単かつ迅速に硬化させることができる。上記光
重合開始剤としては、一般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各種のものが使用できる
。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、ベンゾインブチルエーテル、２−メチルベンゾイン
、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、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、ジアセチル、ア
セトフェノン、ジフェニルジスルフィド、アントラセン
など、またこれらとアミン類など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、この発明の被覆材料は上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、三級ブチルパーオクトエートや三級ブ
チルパーピバレートナトのパーエステル、ビス＝（４−
三級ブチルシクロヘキシル）−パーオキシジカルボネー
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／　Ｘ１ｌ−
オキシドやジクミルパーオキシドの如きジアルキルパ−
オキシド メチ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ノくルトーＩＩ塩の如
き金属促進剤との組合せなどの過酸化物系重合開始剤が
挙げられ、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量としては、主材成分１００重
量部に対して１〜１０重量部程度である。

この量が少なすぎると硬化性を満足できない。また所定
量を超えて用いてもそれ以上の硬化速度の向上は望めず
、実用上上記範囲内とするのがよい。

この発明の光フアイバ用被覆材料は、以上の各成分を必
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１，０　０　０〜１０，０００センチポイズ／２５
℃の範囲に調整されているのが望ましい。

この被覆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
１０〜２００μ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じ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ないし電子線硬化型材料を
塗工硬化して二次被覆層を設けることにより、ファイバ
強度の良好な光ファイバ肢覆体が得られる。

以上詳述したとおり、この発明によれば、光ファイバの
一次被覆用として有用な密着性および柔軟性をこすぐれ
しかも高屈折率によって伝送損失の少ない光フアイバ用
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 エチレングリコールとアジピン酸とから合成したポリエ
ステルポリオール１モルとトリレンジイソシアネート２
モルとの反応生成物に２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト２モルを反応させて得た数平均分子量１，９００のポ
リエステルポリオール系ウレタンアクリレートオリゴマ
ー３０部に、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Ｒ，＝水素、Ｒ２＝ノニル基、
Ｒ３＝エチレン基、ｎ＝２５）７０部を加え、これにさ
らにヒドロキシエチルアクリレートのジフェニルホスフ
ェート１７部とベンジルジメチルケタール５部とを配合
し、均一に混合して、粘度が３，６００センチポイズ／
２５°Ｃのこの発明の光フアイバ用被覆材料とした。

比較例 ヒドロキシエチルアクリレートのジフェニルホスフェー
トを全く配合しなかった以外は、実施例１と同様にして
比較用の光フアイバ用被覆材料を得た。

実施例２ ポリエステルポリオール系ウレタンアクリレートの代り
に、数平均分子量１，０００のポリテトラメチレンエー
テルグリコール１モルとイソホロンジイソシアネート２
モルとの反応生成物に２−ヒドロキシエチルアクリレー
トを２モル反応させて得たポリエーテル系ウレタンアク
リレートオリゴマーを３０部用いた以外は、実施例１と
同様にして、粘度が３，１００センチポイズ／２５°Ｃ
のこの発明の光フアイバ用被覆材料を得た。

実施例３ アロエックスＭ１１３の代りに、日本化薬社製商品名Ｔ
Ｃ１２０Ｓ（前記一般式ハで表わされる長鎖脂肪族基を
有するアクリレニド；一般式ハ中のＲ，＝水素、Ｒ３＝
ペンタメチレン基、ｎ＝２）を７０部用いた以外は、実
施例１と全く同様にして、粘度が３，８００°センチポ
イズ／２５℃のこの発明の光フアイバ用被覆材料を得た
。

上記実施例および比較例の材料の性能を調べるために、
各材料をガラス板上に１００１１１ｎ厚に塗工したのち
８０Ｗ／ｃ＋＋＋の高圧水銀ランプ２燈を用いて硬化さ
せ、硬化物のガラス板に対する密着性およびガラス板か
ら剥離したものの硬化物特性を、下記の方法で測定した
。結果は、後記の表に示されるとおりであった。

〈密着性〉 とばん目テープ剥離試験法により測定した。表中、分母
はごばん目の全個数、分子は上記個数のうち剥離せずに
被膜が残存した個数を示す。

〈硬化物特性〉 硬度はショアー硬度計Ａタイプにより測定し、ヤング率
および伸びはＪＩＳ　Ｋ−６９１１にしたがってダンベ
ル３号を用いて、引張試験法により測定した。

また上記試験とは別に、各材料を用いて実際に光ファイ
バの被覆試験を行った。すなわち、紡糸直後の１２５μ
厚の光ファイバの表面に５０μ厚に塗工したのち、８０
Ｗ／ｃｍの高圧水銀ランプ２燈を用いて紫外線を照射し
て硬化させ、この光フアイバ被覆体につき０．８５　／
’Ｉの波長の光の伝送損失（ｄＢ／Ｋｍ）を調べた。結
果は、下記の表に併記されるとおりであった。

上記の表から明らかなように、この発明によれば、密着
性および柔軟性にすぐれてかつ伝送損失のより少ない光
フアイバ用被覆材料を提供できるものであることがわか
る。

特許出願人　日東電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （］）］重合性炭素−炭素二重結を１分子中に少なくと
   も２個有するオリゴマーと上記同様の二重結合を１分子
   中に少なくとも１個有する反応性希釈剤とからなる主材
   成分にヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートのジフ
   ェニルホスフェートを配合したことを特徴とする光学ガ
   ラスファイバ用被覆材料。