JPS61111943A - 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】 〔産業上の利用分野〕 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
めの材料に関する。

［従来の技術］ 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、もろく傷がつきやすい上に可撓性に乏
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、光ファイバは石英ガラス母材から紡
糸した直後にその表面にシリコーン樹脂、ポリウレタン
樹脂などの一次樹脂被覆が施され、これにより初期強度
を維持させるとともに上記被覆層の上にさらにケーブル
化に対処させるための耐摩耗性の二次被覆を施している
。

この二次被覆の目的に、最近では、エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレートの如き分子内に（メタ）アク
リロイル基を有する光重合性不飽和化合物に光重合開始
剤を含ませてなる紫外線硬化型の材料が用いられるよう
になってきた。また、かかる材料は、上記光重合性不飽
和化合物の種類を選択することにより、前記−次被覆用
の材料としても利用されている。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかるに、上記紫外線硬化型材料は、光フアイバ表面に
塗工したのち紫外線を照射したときの硬化性に難点があ
り、硬化不足によって表面硬度や強度が低下したり、ま
た表面部の耐湿性や耐汚染性の低下により外観を著しく
損なう問題があった。

これを克服するために、光重合開始剤とともに第三級ア
ミンの如き硬化促進剤を併用する試みが種々なされてい
るが、未だ充分な成果は得られていない。

したがって、この発明は、上記問題点を解決して、紫外
線照射時の硬化性が良好で、光ファイバの表面に表面硬
度１強度および外観にすぐれる樹脂被覆層を容易に形成
しつる光フアイバ用被覆材料を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段１ この発明者らは、上記問題点の解決のために鋭意検討し
た結果、光重合性不飽和化合物に対して光重合開始剤と
ともに第三級アミンを使用する一方、上記光重合開始剤
として特定のものを二種組み合わせ使用したときには、
紫外線照射時の硬化性を大きく向上でき前述の如き問題
点を解決できることを知り、この発明を完成するに至っ
た。

すなわち、この発明は、分子内に（メタ）アクリロイル
基を有する光重合性不飽和化合物に光重合開始剤と第三
級アミンとを加えてなる光フアイバ用被覆材料において
、上記光重合開始剤がベンゾフェノン系光重合開始剤と
アセトフェノン系ないしチオキサントン系光重合開始剤
との重量比１：９〜９：１の混合物からなることを特徴
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名は、いずれもアクリレートお
よびメタクリレートを総称したものであり、同化合物の
いずれか一方あるいは両方であってもよいことを意味し
、さらに（メタ）アクリロイル基とはアクリロイル基お
よびメタクリロイル基のいずれか一方あるいは両方であ
ってもよいことを意味する。

また、この明細書において記述される平均分子量とは、
ポリスチレンを基準としたゲルパーミェーションクロマ
トグラフィー（ＧＰＣ）により測定される数平均分子量
を意味し、また粘度はブルックフィールド粘度計により
測定される値を意味する。

〔発明の構成・作用］ この発明において用いられる光重合性不飽和化合物は、
分子内に（メタ）アクリロイル基を有するもので、一般
に常温で粘稠状のオリゴマーとこれの希釈剤として作用
する常温で低粘度液状のモノマーとの併用系で用いられ
る。場合によっては上記オリゴマーないしモノマーをそ
れぞれ単独で使用することも可能である。

上記オリゴマーは１分子内に２個以上、通常２〜７個の
（メタ）アクリロイル基を有する数平均分子量が１，０
００以上、通常１，０００〜５０，０００の不飽和化合
物である。その例としては、ポリアルキレンポリエーテ
ル（メタ）アクリレート類、ポリエステル（メタ）アク
リレート類、ウレタン（メタ）アクリレート類、エポキ
シ（メタ）アクリレート類、ポリアセタール（メタ）ア
クリレート類、ポリブタジェン（メタ）アクリレート類
、メラミン（メタ）アクリレート類などが挙げられる。

また、上記モノマーは１分子内に１個以上、通常１〜７
個の（メタ）アクリロイル基を有する数平均分子量が１
，０００未満で通常１００以上の不飽和化合物である。

その代表的な例を挙げれば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、ビスフェノールＡジオキシジエチレ
ングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノール
Ｆジオキシジエチレングリコールジ（メタ）アクリレー
ト、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレー
トなどがある。

この発明において使用する光重合開始剤は、ベンゾフェ
ノン系光重合開始剤とアセトフェノン系ないしチオキサ
ントン系光重合開始剤との混合物であり、両開始剤を併
用しかつ後記の第三級アミンと組み合わせ使用すること
によりはじめて紫外線照射時の硬化性を大幅に向上させ
ることができる。これに対し、上記開始剤のうちの一方
だけを用いたのでは、その量を多くしても紫外線照射に
よって短時間で硬化させることが難しく、実用性のある
光フアイバ用被覆材料を得ることはできない。

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、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、４・４′−
ビスジエチルアミノベンゾフェノンなどが挙げられる。

アセトフェノン系ないしチオキサントン系光重合開始剤
としては、ベンジルジメチルケタール、２・２−ジェト
キシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロ
ピオフェノン、１−ヒドロキシシクロへキシルフェニル
ケトン、２−クロロチオキサントン、２・４−ジエチル
チオキサントンなどが挙げられる。

これら光重合開始剤の使用量は、その合計量が前記光重
合性不飽和化合物１００重量部に対して一般に００１〜
１０重量部、好ましくは０．１〜５重量部となる割合と
すればよい。ベンゾフェノン系光重合開始剤とアセトフ
ェノン系ないしチオキサントン系光重合開始剤との使用
比率としては、前者対後者の重量比が１：９〜９：１、
好ましくは３ニア〜７：３となるような比率とすべきで
あり、どちらか一方が両者の合計量中の１０重量％未満
となれば、この発明の目的は達せられない。

この発明において用いられる第三級アミンは、１述の光
重合開始剤による硬化反応を促進する機能を有するもの
であり、その例としてはエチル−４−ジメチルアミノベ
ンゾエート、インアミル−４−ジメチルアミノベンゾエ
ート、２−（ジメチルアミ／）エチルベンゾエート、ジ
メチルエタ／−ルアミン、メチルジェタノールアミン、
ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなど
が挙げられる。使用量は前記光重合性不飽和化合物１０
０重量部に対して一般に０．０１〜７重量部、好ましく
は０．１〜４重量部となるようにするのがよい。

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
から通常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。

この被覆材料を光ファイバに適用するにあたっては、−
次被覆が施された光ファイバの表面にあるいは紡糸直後
の光ファイバの表面に、上記材料をその被覆目的に応じ
た厚み、一般的には二次被覆用としては５０〜３００＋
＋ｔ＋＋＋（硬化後の厚み）、−次被覆用としては１０
−１００／’ｌ（硬化後の厚み）となるように適宜の手
段で塗工したのち、紫外線を照射して硬化させればよい
。

紫外線の照射は、たとえば８０〜１２０Ｗ／ｃｍの高圧
水銀灯を用いて０．１〜１０秒間照射し、このときの照
射量が１００〜３，０００　　ミリジュール（ｍＪ）／
ｃｉとなるようにすればよい。なお、このような紫外線
照射の代わりに、場合により電子線照射を行うことも可
能である。

上記照射により、光ファイバの表面にほぼ完全に硬化し
た表面硬度や強度にすぐれまた粘着感の全（みられない
外観良好な樹脂被覆層が形成される。なお、この被覆層
が一次被覆である場合は、この層上にさらに外層として
耐摩耗性に特にすぐれる上記同様の紫外線硬化被膜、ポ
リエチレン、ナイロンのような熱可塑性樹脂被膜の如き
強じん性を有する被膜を形成することにより、ファイバ
強度の一層良好な光フアイバ被覆体とすることができる
。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明においては、光重合性不飽和化
合物の硬化剤成分として光重合開始剤と第三級アミンと
を併用する一方、上記開始剤をベンゾフェノン系光重・
合間始剤とアセトフェノン糸ないしチオキサントン系光
重合開始剤との混合物で構成したことにより、光フアイ
バ表面に塗工したのちの紫外線照射による硬化性を大幅
に改善でき、短時間の照射で粘着感がなく、また耐湿性
や耐汚染性の低下に起因した外観不良をきたすことのな
いしかも表面硬度や強度にすぐれる樹脂被覆層を形成し
つる光フアイバ用被覆材料を提供することができる。

〔実施例〕

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。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モルとトリレンジインシアネート２モルと
の付加反応物に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
レートオリゴマー５０部、ビスフェノールＦジオキシジ
エチレングリコールジアクリレート５０部、ベンゾフェ
ノン２部、ベンジルジメチルケタール１部およびエチル
−４−ジメチルアミノベンゾエート０．５部を溶解混合
して、２５°Ｃの粘度が７，１００センチポイズのこの
発明の光フアイバ用被覆材料を得た。

実施例２ ベンゾフェノンの使用部数を２．４部に、ベンジルジメ
チルケタールの使用部数を０．６部に、それぞれ変更し
た以外は、実施例１と同様にして、この発明の光フアイ
バ用被覆材料を得た。

実施例３ ベンゾフェノンの使用部数を１２部に、ベンジルジメチ
ルケタールの使用部数を１８部に、それぞれ変更した以
外は、実施例１と同様にして、この発明の光フアイバ用
被覆材料を得た。

実施例４ ペンツフェノンの使用部数を０６部に、ベンジルジメチ
ルケタールの使用部数を２４部に、それぞれ変更した以
外は、実施例１と同様にして、この発明の光フアイバ用
被覆材料を得た。

比較例１ ベンゾフェノンの使用部数を３部とし、かつベンジルジ
メチルケタールを使用しなかった以外は、実施例１と同
様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

比較例２ ベンゾフェノンを使用せず、かつベンジルジメチルケタ
ールの使用部数を３部に変更した以外は、実施例１と同
様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

実施例５ ビスフエ／−ルＡジグリシジルエーテル（数平均分子量
１，４００）１モルにアクリル酸２モルを反応させて得
たジアクリレートオリゴマー７０部、ポリプロピレング
リコールジアクリレート３０部、ベンゾフェノン２部、
２・４−ジエチルチオキサントン２部およびジエチルエ
タノールアミン１部を溶解混合して、２５°Ｃの粘度が
５，４００センチボイズのこの発明の光フアイバ用被覆
材料を得た。

比較例３ ベンゾフェノンの使用部数を４部とし、かつ２・４−ジ
エチルチオキサントンを開用しなかった以外は、実施例
５と同様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

比較例４ ベンゾフェノンを使用せず、かつ２・４−ジエチルチオ
キサントンの使用部数を４部に変更した以外は、実施例
５と同様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

実施例６ 数平均分子量２．０００のポリプロピレングリコール１
モルとトリレンジイソシアネート２モルとの付加反応物
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
ゴマー８０部、トリプロピレングリコールジアクリレー
ト２０部、ベンゾフェノン３部、２・２−ジェトキシア
セトフェノン１部および２−（ジメチルアミ／）エチル
ベンゾエート０．５部を溶解混合して、２５°Ｃの粘度
が４．９００センチポイズの光フアイバ用被覆材料を得
た。

比較例５ ベンゾフェノンの使用部数を４部とし、かつ２・２−ジ
ェトキシアセトフェノンを使用しなかった以外は、実施
例６と同様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

比較例６ ベンゾフェノンを使用せず、かつ２・２−ジェトキシア
セトフェノンの使用部数を４部に変更した以外は、実施
例６と同様にして光フアイバ用被覆材料を得た。

上記実施例および比較例で得られた光フアイバ用被覆材
料を、−次被覆が施された光ファイバの表面に硬化後の
厚みが０．１朋厚となるように塗布したのち、８０Ｗ／
ｃｍの高圧水銀灯を用いて、線速１００　ｍ、／分で紫
外線を照射して硬化させた。

その結果、実施例１〜６ではいずれも被覆層表面の粘着
感は認められず外観良好であり、また表面硬度や機械的
強度にすぐれていた。これに対し、比較例１〜６はいず
れも被覆層表面に粘着感が残り、外観不良でかつ表面硬
度や機械的強度に劣るものであった。

つぎに、上記実施例および比較例の各光フアイバ用被覆
材料の性能を調べるために、下記方法にて、紫外線照射
後のゲル分率、硬度および引張強さを測定した。結果は
後記の表に示されるとおりであった。

くゲル分率〉 ガラス板上に光フアイバ用被覆材料を塗工したのち、８
０Ｗ／ｃＩｎの高圧水銀灯を用いて紫外線を照射して硬
化させた。照射量は１００ミリジユール（ｍＪ）／ｃｄ
、硬化後の厚みは０．２　ｍｎであった。この硬化被膜
をメチルエチルケトン中に３時間（ソックスレー抽出器
を用いて）浸漬したのちの乾燥重量を求め、次式にてゲ
ル分率を算出した。

く硬　度〉 離型紙上に光フアイバ用被覆材料を硬化後の厚みが０．
２　ｍｍとなるように塗工したのち、８０Ｗ／ｃｍの高
圧水銀灯を用いて照射量１，０００　ｍＪ　／ｃＩＩＮ
の条件で紫外線を照射して硬化させた。この硬化被膜の
硬度（Ｓｈｏｒｅ　　Ｄ　）をショアー硬度計により測
定した。

く引張強さ〉 上記硬度測定の場合と全く同様にして硬化被膜を得たの
ち、ＪＩＳＫ−７１１３によりダンベル２号で引張強さ
を測定した。

上表から明らかなように、この発明の光フアイバ用被覆
材料は、硬化性が良好なため、紫外線照射後のゲル分率
が高く、高硬度でかつ大きな引張強さを有する硬化被膜
を与えるものであることが判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）分子内に（メタ）アクリロイル基を有する光重合
   性不飽和化合物に光重合開始剤と第三級アミンとを加え
   てなる光学ガラスファイバ用被覆材料において、上記光
   重合開始剤がベンゾフェノン系光重合開始剤とアセトフ
   ェノン系ないしチオキサントン系光重合開始剤との重量
   比１：９〜９：１の混合物からなることを特徴とする光
   学ガラスファイバ用被覆材料。