JPS6114153A - 光学ガラスフアイバ用被覆材料 - Google Patents

光学ガラスフアイバ用被覆材料

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JPS6114153A
JPS6114153A JP59135572A JP13557284A JPS6114153A JP S6114153 A JPS6114153 A JP S6114153A JP 59135572 A JP59135572 A JP 59135572A JP 13557284 A JP13557284 A JP 13557284A JP S6114153 A JPS6114153 A JP S6114153A
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JP
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molecule
coating material
coating
meth
parts
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JP59135572A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Yoshihara
吉原 三男
Toshio Nakajima
中島 登志雄
Keichu Morikawa
森川 敬忠
Mitsuharu Komada
駒田 光春
Kazuhiko Yamamoto
和彦 山本
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
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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】 〔技術分野〕 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。
〔従来技術〕
光伝送用媒体゛として使用される光学ガラスファイバ(
以下、単に光ファイバと称する)は、通常その直径が2
005μm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。したがって、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
このような樹脂被覆材料の中でも光ファイバに対する密
着性が良好でかつ側圧を吸収緩和しうるすぐれた柔軟性
を有する一つの材料とし、て紫外線ないし電子線硬化型
材料が知られている。この材料は熱硬化型樹脂などの他
の材料に比べると比較的良好な硬化性を備えている。し
かしながら、光ファイバの量産化を可能にするという点
ではまだ充分なものとはいえず、硬化を非常に短時間で
行うと硬化不足のために強度の低下をきたしたり、粘着
感が残ってボビン巻き付けができなくなるなどの問題が
あった。
このため、従来より多くの工夫がなされ、例えばこの発
明者らは、ベンゾフェノン系光重合開始剤とこの硬化速
度を促進する機能を有する低級脂肪族アミンを上記紫外
線ないし電子線硬化型材料の硬化剤系として用いた場合
、非常に短時間の硬化によってもすぐれた硬化性が得ら
れることを知り、これによって光ファイバの量産化を可
能とした光フアイバ用被覆材料を提案した(たとえば特
願昭58−192893号、同5B−192894号、
同58−192895号)。     、しかるに、こ
の低級脂肪族アミンは臭気が強(かつ不快なものである
ため作業環境が悪くなるという問題があった。また、上
記低級脂肪族アミンを含む被覆材料は徐々に着色変色し
て硬化被膜の外観を悪くする欠点もあった。さらに、上
記低級脂肪族アミンは一般に一点が比較的低いため光フ
アイバ表面への塗工工程中に上記アミンが揮散して被覆
層にボイドが発生するなどの不都合があった。
〔発明の目的〕
この発明は、光重合開始剤の硬化促進剤として低級脂肪
族アミンを使用していたことに起因した作業環境の悪化
、硬化被膜の変色および被覆層のボイド発生を防止し、
しかも良好な硬化性を有した紫外線ないし電子線硬化型
の光フ乎イバ用被覆材料を提供することにある。
〔発明の概要〕
この発明者°らは、上記目的を達成するために鋭、意検
討した結果、上記低級脂肪族アミンの代わりに特定のア
ミン化合物を配合することにより上記問題が解消される
ことを知り、この発明をなすに至った。
すなわち、この発明は、a)重合性炭素−炭素二重結合
を1分子中に少なくとも2個有する常温で粘稠な”す1
″−とb)上記°成分0反応性希       λ釈剤
としての重合性炭素−炭素二重結合を1分子中に少なく
とも1個有する常温で低粘度液状の化合物とを主材とし
、これにC)ベンゾフェノン系光−合間始剤およびd)
分子両末端にイソシアネート基を有するポリアルキレン
ポリエーテルにジアルキルアミノアルコールを反応させ
て得られるアミン化合物を配合して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、常温とは23〜25℃程度
の大気温度を指し、また以下に記述される(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
、両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6とは
、特に断らない限り、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〕
この発明において使用するa成分としての重合性炭素−
炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個有する常温で
粘稠なオリゴマーとしては、上記二重結合を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
する一般に平均分子Iが200〜50.000程度のオ
リゴマーが用いられる。ここで粘稠とは高粘度のため流
動しないかまたは半固形の状態をいう。
このようなオリゴマーの中でも上記二重結合として(メ
タ)アクリロイル基を有する平均分子量が1,000〜
50,000程度の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、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およびポリブタジェン(
メタ)アクリレートオリゴマーの中から選ばれた少なく
とも一種の(メタ)アクリレートオリゴマーが好ましく
用いられる。
この発明において使用するb成分は上記a成分の反応性
希釈剤として作用するものであって、重合性炭素−炭素
二重結合を1分子中に少なくとも1個、好ましくは1個
有する常温で低粘度液状の化合物である。ここで低粘度
液状とはその粘度が2〜100センチポイズ(cps)
 / 25℃の範囲にあることをいう。平均分子量とし
ては一般に80〜s、ooo程度、好ましくは1,50
0以下である。
このような化合物としては上記二重結合として(メタ)
アクリロイル基を1分子内に1個有するモノ (メタ)
アクリレート化合物が好ましく用いられる。このモノ 
(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常温
で液状の分子量が200〜s、ooo程度のモノ (メ
タ)アクリレート化合物が好ましい。その代表例として
下記の一般式で表される化合物を挙げることができる。
イ)CHt≠CRr  C00Rz 口)CHz =CRI  COO−4Rx O−イ【◇
−Rz(式中、Ro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菖) 上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10〜100である。上記の一般式口の
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。
また、上記す成分としては、上記モノ (メタ)アクリ
レート化合物のほか、炭素−炭素二重結合としてアリル
基を1分子中に1個有するモノアリルエステル化合物も
使用でき条。また、b成分としては上述の如き炭素−炭
素二重結合を1分子中        ″に1個有する
ものに限られず、場合により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(メタ)アクリロイル基を有するポリ (メタ
)アクリレート化合物や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
ソシアヌレートなどのポリアリルエステルの使用も可能
である。もちろんこれら化合物は前記常温で低粘度液状
であることが必要でまた前記分子量範囲にあるものが好
ましく用いられる。
これらb成分としての化合物は既述したようにa成分の
反応性希釈剤として作用するとともに、硬化物の柔軟性
の維持にも役立つものである。
上記主材におけるa成分とb成分の配合割合としては、
a成分とb成分の合計量中a成分が通常30〜80重量
%、好ましくは40〜70重量%となるようにするのが
よい。a成分が多すぎると被覆材料の粘度が高くなりす
ぎて被覆作業が低下するため好ましくない。また、a成
分が少なすぎると硬化性や硬化物の膜特性を損なうおそ
れがあるから好ましくない。
この発明においてC成分として用いられる光重合開始剤
としては、ベンゾフェノン、3・3′−ジメチル−4−
メトキシベンゾフェノン、メチルオルソベンゾイルベン
ゾエートなどのベンゾフェノン系光重合開始剤が用いら
れる。この開始剤と後述するd成分との組み合わせによ
って非常に良好な硬化性が得られるものである。ただし
、このベンゾフェノン系光重合開始剤の50重量%以下
を他の光重合開始剤たとえばチオキサントン系、アセト
フェノン系などの開始剤とおきかえても差し支えない。
これら光重合開始剤の添加量としては上記のa成分とb
成分との合計量100重量部に対して通常0.1〜10
重量部、好ましくは1〜5重量部である。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
い工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。
この発明において上記C成分の光重合の促進剤として用
いられるd成分は、分子両末端にイソシアネート基を有
するポリアルキレンポリエーテルにアルキルア兆ノアル
コールを上記ポリエーテルの遊離のイソシアネート基1
当量に対して上記アルコールの水酸基が約1当量となる
ように反応させることによって得ることができる。
上記の分子両末端にイソシアネート基を有するポリアル
キレンポリエーテルは、たとえば分子両末端に水酸基を
有するポリアルキレンポリエーテルに約2倍当量のジイ
ソシアネート化合物を反応させることによって得ること
ができる。
上記の反応は、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチ
ンジラウレートなどの触媒を用いて通常50〜120℃
で反応を行えばよい。
上記反応に用いられる分子両末端に水酸基を有するポリ
アルキレンポリエーテルとしては、HO<R40) 1
lOH(R4はアルキレン基)で表されるポリエチレン
グリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメ
チレングリコールなどが挙げられる。これらの平均分子
量としては200〜10,000、好ましくは1,00
0〜5,000である。
上記ポリアルキレンポリエーテルと反応させるジイソシ
アネート化合物としては、 0CN−R,−NGO(Rsは芳香族、脂肪族、脂環族
または複素環族の二価の基)で表される一般に平均分子
量が150〜1,000程度の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、トリジンジイソシアネート、p−フェ
ニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ
ート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソ
シアネート、ビス(イソシアネートメチル)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、リジ
ンジイソシアネート、トリメチルへキサメチレンジイソ
シアネートなどが挙げられる。
また、上記ポリアルキレンポリエーテルの分子両末端に
導入されたイソシアネート基と反応させ       
へるジアルキルアミノアルコールとしては、っぎの一般
式; %式% (式中、R6はアルキレン基、R? 、Reはアルキル
基である) で表されるアルキレン基の炭素数が2以上、好適には2
〜5であり、アルキル基の炭素数としては2以上、好適
には2〜4のものが好ましく用いられ、具体的にはジメ
チルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、ジ
メチルアミツブロバノール、ジエチルアミツブロバノー
ル、ジメチルアミノブタノール、ジエチルアミノブタノ
ールなどが挙げられる。
上記の如くして得られるd成分は下記の一般式;(式中
、Ra 、Rs 、Rh 、R)、R8は前記と同じ) で表されるアミン化合物であり、平均分子量としては、
通常12.O’OO以下、好ましくは5,000以下、
特に好ましくはa、ooo以下である。
上記アミン化合物はC成分の光重合促進剤として有効に
作用するものであり良好な硬化性が得られる。また、従
来の低級脂肪族ア短ンに比べて一般に沸点が200℃以
上と高く、このため塗工作業Φ不快なアミン臭を発生す
ることもなくまた塗工中にボイドが生じることもなくな
る。しかも硬化被膜の経時的な着色変色がみられないと
いう特徴を有している。このアミン化合物の使用量とし
てはC成分およびb成分の合計量100重量部に対して
5〜30重量部、好ましくは7〜20重量部とするのが
よい。
この発明においては上記のc、  d両成分を硬化剤系
とするものであるが、必要ならばさらにポリビニルピリ
ジン、ビニルピロリドンおよびポリビニルピロリドンな
どの他の光重合促進剤を併用してもよい。
この発明に係る被覆材料は、上記のようにして得られた
アミン化合物を、C成分としての重合性炭素−炭素二重
結合を1分子中に少なくとも2個有する常温で粘稠なオ
リゴマーとb成分と゛しての上記C成分の反応性希釈剤
としての重合性炭素−炭素二重結合を1分子中に少なく
とも1個有する常温で低粘度液状の化合物およびC成分
としての光重合開始剤に添加することにより得られる。
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1,000〜10.000cps(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通用するに当たっでは、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、紫外線や電子線などを照射して硬化させればよ
い。なお、このようにして形成される被膜層上にさらに
外層としてエポキシアクリレート、ウレタンアクリレー
トなどの紫外線硬化被膜、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〕 この発明の被覆材料においては、C成分およびb成分を
主材とする紫外線ないし電子線硬化型材料を用いたこと
によって、硬化後の光ファイバ表へ・ 面に対する密着性とその柔軟性を満足し、しかも   
    □このa、b両成分に対する硬化剤系として上
記C16成分を併用したことにより、すぐれた硬化性が
得られるものである。
そして、特にこの発明の被覆材料においては、硬化剤系
として上記C成分の光重合促進剤として有効に作用する
上記特定のアミン化合物を使用しているため、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
られずしかも粘着性が残らない良好な樹脂被覆を行うこ
とができるとともに、従来の低級脂肪族アミンを使用し
ていたことに起因する作業環境の悪化や被膜の変色およ
び被覆層にボイドが生じるといった欠点を防止すること
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。なお、以下において部とあるのは重量部を意味す
るものとする。
実施例1 攪拌機および温度計を付した11の四つ目フラスコに、
ポリプロピレングリコール(平均分子量1.000)5
00g、トリレンジイソシアネート174gおよびジブ
チルチンジラウレート0.1gを加え、65〜70℃で
2時間反応させて分子両末端にイソシアネート基を有す
るポリアルキレンポリエーテルをつくりこれにジエチル
アミノエタノール117gを加え、さらに70〜75℃
で2時間反応させて、粘度が80,000cps(25
℃)のアミン化合物を得た。このアミン化合物の沸点は
250℃以上であり、アミン臭はほとんどなかった。
つぎに、ポリプロピレングリコール(平均分子量1,0
00)500gとトリレンジイソシアネート174gと
2−ヒドロキシエチルアクリート116gとを反応させ
て得られた平均分子量2,000のポリアルキレンポリ
エーテルウレタンアクリレートオリゴマー70部に、ラ
ウリルアクリレート30部、ベンゾフェノン5部および
上記アミン化合物10部を配合し、粘度が6.700c
ps(25℃)のこの発明の光フアイバ用被覆材料を得
た。
この被覆材料をガラス板上に0.4 vna厚に塗工し
たのち高圧水銀ランプ(80w/am、  2灯)を用
い、コンベアースピード10m/分で紫外線硬化させた
。得られた被膜の硬度をショア(S hore)硬度計
A型により測定したところショアA40であり柔軟性を
有していた。また、得られた被膜を指で触れたところ粘
着感は全くなく硬化性は良好であった。
実施例2 実施例1と同様のフラスコに、ポリエチレングリコール
(平均分子量400)200g、トリレンジイソシアネ
ート174gおよびジブチJレチンジラウレート0.0
3 gを加え、60〜70℃で2時間反応させて分子両
末端にイソシアネート基を有するポリアルキレンポリエ
ーテルをつくりこれにジメチルアミノエタノール89g
を加え、さらに60〜70℃で2時間反応させて、粘度
が20゜000cps(25℃)のアミン化合物を得た
。このアミン化合物の沸点は250℃以上であり、アミ
ン臭はほとんどなかった。
つぎに、実施例1で得た平均分子量2,000のポリア
ルキレンポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー
70部に、ラウリルアクリレート30部、ベンゾフェノ
ン5部および上記アミン化合物10部を配合し、粘度が
5.0,00 cps(25℃)のこの発明の光フアイ
バ用被覆材料を得た。
この被覆材料を実施例1と同様にして硬化させ、得られ
た被膜の硬度はショアA45であり柔軟性を有していた
。また、得られた被膜を指で触れたところ粘着感は全°
くなく硬化性は良好であった。
比較例1 実施例1においてアミン化合物を用いなかった以外は実
施例1と同様にして光フアイバ用被覆材料を得た。この
被覆材料を実施例1と同様にして硬化させ、得られた被
膜を指で触れたところ粘着感が強くこの被覆材料はほと
んど硬化していなかった。
比較例2 実施例1において用いたアミン化合物の代わりに低級脂
肪族アミンであるトリエチルアミン3部を用いた以゛外
は実施例1と同様にして光ファイバ        !
!3用被覆材料を得た。この被覆材料を実施例1と同様
にして硬化させて得られた被膜の硬度はショアA40で
あり柔軟性を有していた。また、この被膜を指で触れた
ところ粘着感はなく硬化性は良好であった。
実施例3 エチレングリコールとアジピン酸とから合成した平均分
子量2,000のポリエステルポリオール1、000 
gとトリレンジイソシアネート174gと2−ヒドロキ
シエチルアクリレート116gとを反応させて得られた
平均分子量3,000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70部に、トリプロピレン
グリコールジアクリレート30部、3・3′−ジメチル
−4−メトキシベンゾフェノン5部および実施例1で得
られたアミン化合物15部を配合し、粘度が5.500
cps(25℃)のこの発明の光フアイバ用被覆材料を
得た。
この被覆材料を実施例1と同様に硬化させて得られた被
膜の硬度はショアA50であり柔軟性を有していた。ま
た、この被膜を指で触れたところ粘着感が全くなく硬化
性は良好であった。
実施例4 エポキシ当量900のエポキシ樹脂(シェル化学社製商
品名エピコート#11004)450とアクリル酸36
gとから合成した平均分子量2,500のエポキシアク
リレートオリゴマー40部に、ポリエチレングリコール
ジアクリレート(平均骨 ′子量400)40部、イソ
ノニルアクリレート20部、メチルオルソベンンゾイル
ベンゾエート5部および実施例1で得られたアミン化合
物20部を配合し、粘度が4700cps(25℃)の
この発明の光フアイバ用被覆材料を得た。
この被覆材料を実施例1と同様に硬化させて得られた被
膜の硬度はショアA60であり柔軟性を有していた。ま
た得られた被膜を指で触れたところ粘着感が全くなく硬
化性は良好であった。
実施例5 ポリプロピレングリコール(平均分子量1,000)5
00gとトリレンジイソシアネート174gと2−ヒド
ロキシメタクリレート130gとを反応させてなる平均
分子量2,000のポリアルキレンポリエーテルウレタ
ンメタクリレートオリゴマー70部に、イソノニルアク
リレート30部、ベンゾフェノン5部および実施例1で
得られたアミン化合物15部を配合し、粘度が4.30
0 cps(25℃)のこの発明の光フアイバ用被覆材
料を得た。
この被覆材料を実施例1と同様に硬化させて得られた被
膜の硬度はショアA50であり柔軟性を有していた。ま
た、得られた被膜を指で触れたところ粘着感は全くなく
硬化性は良好であった。
実施例6 実施例3で得られた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70部に、ポリエチレングリコ
ールジメタクリレート(平均分子量400)30部、メ
チルオルソベンゾイルベンゾエート5部および実施例1
で得られたアミン化合物7部を配合し、粘度が5.30
 Gaps(25℃)のこの発明の光フアイバ用被覆材
料を得た。
この被覆材料を実施例1と同様に硬化させて得られた被
膜の硬度はショアA45であり柔軟性を有していた。ま
た、この被膜を指で触れたところ粘着感が全くなく硬化
性は良好であった。
く試験例〉  ′ 50m/分の速度で紡糸した直径125μmの光ファイ
バの表面に、紡糸工程に引き続く工程において、実施例
1〜6および比較例1.2の各光フアイバ用被覆材料を
塗布したのち、高圧水銀ランプ(80W/ell、2灯
)を用いて紫外線硬化させた。
その結果、実施例1〜6および比較例2のいずれの被覆
材料の場合も被覆後の光ファイバの外径は約250μm
で表面は均一で粘着感はなく、破断強度は6睦であった
。これに対して比較例1の被覆材料を用いた場合は、硬
化不足のため被覆後の表面は不均一で粘着感がありボビ
ン巻き付けが困難であった。また破断強度は3kgと低
かった。
また、実施例1〜6の被覆材料では上記被覆作業中不快
なアミン臭は全くなく、しかも被膜にボ       
0イドの発生は認められず、さらに80℃の条件下30
日間放置したのちでも被膜が変色することはなかった。
これに対し比較例2の被覆材料の場合は上記被覆作業中
に不快なアミン臭が強くて作業環境が悪く、また被膜に
はボイドが認められるとともに、上記同様の放Ii率被
膜が変色していた。
特許出願人   日東電気工業株式会社−]クリ1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)a)重合性炭素−炭素二重結合を1分子中に少な
    くとも2個有する常温で粘稠なオリゴマーとb)上記a
    成分の反応性希釈剤としての重合性炭素−炭素二重結合
    を1分子中に少なくとも1個有する常温で低粘度液状の
    化合物とを主材とし、これにc)ベンゾフェノン系光重
    合開始剤およびd)分子両末端にイソシアネート基を有
    するポリアルキレンポリエーテルにジアルキルアミノア
    ルコールを反応させて得られるアミン化合物を配合して
    なることを特徴とする光学ガラスファイバ用被覆材料。
JP59135572A 1984-06-29 1984-06-29 光学ガラスフアイバ用被覆材料 Pending JPS6114153A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01201052A (ja) * 1988-12-01 1989-08-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学ガラスファイバ用被覆材料

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JPH01201052A (ja) * 1988-12-01 1989-08-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学ガラスファイバ用被覆材料

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