JPS6227710A - 合成樹脂コ−テイングを有する光ガラスフアイバ及び硬化性エラストマ−形成性物質 - 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】 本発明は合成樹脂コーティングを有する光ガラスファイ
バに関するもので、これはガラスファイバ、１〜１０Ｍ
Ｐａの弾性率を有する合成ゴムの第１層及び１００ＭＰ
ａ以上の弾性率を有する合成樹脂の第２層から成り、少
なくとも第１層の合成ゴムが化学線により硬化すること
ができる合成樹脂組成物より形成される。

本発明は更に硬化性エラストマー形成性物質に関するも
ので、該物質を化学線により硬化することができそれに
より疎水性合成ゴムを形成する。

光ガラスファイバ、例えば重篤通信目的用に使用される
ファイバのようなガラスファイバは石英ガラスファイバ
を意味すると解される。化学線は電子又はイオンでの照
射のようなＵＶ光又は高エネルギー放射を意味すると解
される。

かかる光ガラスファイバ及び硬化性合成樹脂組成物はオ
ランダ国公開特許第８．４０１．９８１号に開示されて
いる。第１軟質層及び第２硬質層から成るガラスファイ
バの合成樹脂コーティング又はマイクロベンディングに
対する低感受性と高強度を有するガラスファイバの提供
を可能する。かかる方法において、ガラスファイバの機
械的変形により生じる伝送損失を最も可能な広範囲温度
域において低度に保持する。光ガラスファイバを更に熱
硬化性合成樹脂又は金属の付加層で被覆することにより
保護することもできる。該付加層は、ファイバが自由に
移動可能な管形状又はクラッド形状である。化学線によ
り硬化し得る合成樹脂組成物の使用は、ガラスファイバ
を例えばプレフォームから線引きすることにより形成し
た後直ちにガラスファイバを被覆することを可能にする
。そして、該線引き及びコーティング処理を高速で実施
することができる。

ケーブル処理においての、そして電気通信網内ケーブル
を配置する間のガラスファイバの破断率を減じるため、
動的状態で使用する際強い引張強度を有するガラスファ
イバの製造を目的とする。

電気通信網中で使用するガラスファイバの作動信頼性を
高めるため、ファイバの特性が周囲条件を変化させても
可能な限り最小程度にしか左右されず、極めて低い老化
速度を呈するというガラスファイバ゛の製造を目的とす
る。

ガラスファイバに機械的負荷を一定に課した場合、疲労
破断率が最小となるようにしなければならない。水の存
在は上記した全ての特性に逆効果を与えられることを確
かめた。

本発明の目的は第１欄に記載したような光ファイバ及び
硬化性合成樹脂組成物を、コーティングしたガラスファ
イバが特に水の存在下より大きい強度、より少ない静的
疲労破断率及び低い老化速度を呈するような程度まで改
良することである。

本発明の目的は第１欄に記載したような光ガラスファイ
バ及び硬化性エラストマー形成物質により達せられ、さ
らに該硬化性エラストマー形成性物質は次式； ％式％） （式中のｎは１又は２、Ｒは有機基を示す）で表される
リン化合物から選ばれる１種又はそれ以上の化合物を全
歯で０．１〜５重量％含む。有機基Ｒは、例えば酸素原
子又は炭素原子を介してリン原子に化学的に結合するこ
とができ、その構造式は各々リン酸エステル又はホスホ
ネートを示す。

本発明におけるリン化合物の添加は第１層の合成ゴムと
ガラスファイバ間の優れた接着性を呈する結果となる。

従来の接着性プライマー、例えばシランとは異なり、リ
ン化合物の添加は合成ゴム外表面での添加程度及び硬化
速度の現象をおこさない結果を得る。本発明のリン化合
物は、°ガラスファイバと合成ゴムの第１層との界面付
近で酸性媒体が発生するという特別な利点を有し、その
結果としてガラス又は石英ガラスの老化を防止する。か
かる方法により、合成樹脂でコーティングした光ガラス
ファイバの有効寿命を長くし、所望のより大きい強度が
得られる。しかしながら、連結を行う目的に対して、フ
ァイバ端で合成樹脂コーティングを剥離による簡単な方
法により除去することはやはり可能である。剥離は溶剤
による手段と同様に機械的に実施することができる。

硬化性エラストマー形成性物質は、反応性モノマー、光
増感及び光吸収剤、触媒、開始剤、離型剤、湿潤剤、酸
化防止剤及び安定化剤のような他の従来の添加物を付加
的に含むことができる。

ヨーロッパ特許明細書ＥＰ　０１０１０９１号にリン酸
エステルを含む硬化性合成樹脂組成物が開示されている
が、上記合成樹脂組成物を光ガラスファイバに適用すべ
き合成樹脂コーティングの製造には使用しない。更に、
上記合成樹脂組成物は化学線によっては硬化しないが硬
化剤としてのリン酸エステルにより硬化する。

マイグレーションは光ガラスファイバの有効寿命に逆効
果を及ぼすので、合成樹脂コーティング中のリン化合物
のマイグレーションを防止するため、本発明の上記光ガ
ラスファイバ及び硬化性エラストマー形成性物質中のＲ
は、硬化性合成樹脂組成物が硬化する閲兵反応をおこし
、かようにして形成される重合体網状構造体を構成する
有機基であることが有利である。

本発明においてリン化合物を当業者間で普通に用いられ
る硬化性合成樹脂組成物と同時に使用することができ、
その主成分は例えばポリシロキサン、ポリブタジェン、
ポリエーテルウレタンアクリレート、ポリエステルウレ
タンアクリレート、ポリシロキサンアクリレート、ビニ
ル基及びシリル基を含むモノマー間の反応により形成さ
れるポリマー、又はかかるポリマー若しくはコポリマー
の混合物である。

本発明の光ガラスファイバ及び硬化性エラストマー形成
性物質の好適例において、硬化性エラストマー形成性物
質はポリウレタンアクリレートから成り、Ｒは少なくと
も一個のアクリレートエステル基を含む有機基である。

好ましくは、更にＲ基はエチル基又はプロピル基のよう
な短いアルキル鎖からなる。Ｒ基はビニル基又は芳香族
基に結合したビニル基のような他の不飽和基でもよい。

かかる型の適切な硬化性エラストマー形成性物質は例え
ばオランダ国公開特許Ｎし第８４０１９８１号に開示さ
れている。上記オランダ国公開特許において、Ｒが２−
アクリロキシエチレート基であるリン化合物により極め
て優れた結果を得ている。

硬化性エラストマー形成性物質によりガラスファイバの
湿潤性を更に改良し、合成ゴムの外表面での硬化を促進
するために、硬化性エラストマー形成性物質が２重量％
までのポリ（ジメチルシロキサン−コ−エチレンオキシ
ド）アクリレートを含むことで効果がある。

選定された硬化性エラストマー形成性物質の成分に左右
されて、メタクリレート基及びビニル基のような他の適
切な共反応性基をリン化合物中に使用することも可能で
ある。

本発明を図面を参照して実施例及び比較例により説明す
る。

実施例１ 従来の技術においては、ガラスファイバをプレフォーム
から線引きすることにより形成した。該ファイバは、屈
折率の異なるコアガラス及びクラッドガラスより構成し
た。代わりに、屈折率が中心から外側に徐々に変化する
ファイバを用いることができ、更にファイバをプレフォ
ームから線引きする代わりに二重るつぼ法により形成さ
れるファイバを用いることができた。第１図に示すガラ
スファイバｌはその断面が円形（直径１２５μｍ）であ
るが、他のあらゆる断面形状、例えば楕円形でも可能で
あった。

ガラスファイバを形成した後直ちに硬化性エラストマー
形成性物質の層を上記ファイバに適用し次いでエラスト
マー形成性物質を硬化して厚みが３０μｍである合成ゴ
ム層２を形成した。高圧水銀蒸気ランプを用いて該層を
多くて０．５秒の放射にさらすことにより硬化した。該
ランプのＵｖ光の波長及び強度エラストマー形成性物質
層上で測定して各々２０（１−４００ｎｍ、　０．６　
ｗ　／　ｃｔであった。エラストマー形成性物質を別な
方法、例えばエレクトロカーテン（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｕ
ｒｔａｉｎ）装置（マサチューセッツ州つォブーンにあ
るエネルギーサイエンス社製）を用いて該物質を電子に
さらすことによっても硬化することができた。

合成ゴム２の第１層は硬化性エラストマー形成性物質か
ら形成され、その主成分（７６重世％）はオランダ国公
開特許ＮＬ第８４０１９８１号に開示され次式； ％式％ で表されるポリエーテルウレタンアクリレートであった
。硬化性合成樹脂組成物は更に反応性モノマーとして２
−フェノキシ−エチルアクリレート（１４重量％）とヘ
キサンジオールジアクリレート（２重量％）及び光増感
開始剤として２，２′−ジメトキシ−２−フェニル−ア
セトフェノン（２重量％）、２．２’−ジメチル−２−
ヒドロキシ−アセトフェノン（２重量％）と２−オキシ
ベンゾフェノン−２−エトキシ−エチル−アセトフェノ
ン（２重量％）を含んだ。硬化性合成樹脂組成物は最終
的には次式； で表される各々ｎ＝ｌとｎ＝２の場合のモノ−２−アク
リロキシエチルホスフェート及びジー２−アクリロキシ
エチルホスフェートの混合物をモル比で１：１の割合で
２重量％含んだ。

次いで、３０μｍ厚の合成樹脂第２層をファイバに、例
えばＬＩＶ光にさらすことにより硬化する硬化性合成樹
脂組成物を用いてファイバをコーティングすることによ
り適用した。第２層に適する市場で入手し１尋る合成虜
脂組成物はデッド社製（ＤｅＳｏｔｏ　Ｉｎｃ、　　）
のデソライト（ＤｅＳｏｌｉｔｅ）　０４２■で；上記
組成物は光増感開始剤を含んだ。硬化した後、上記物質
の弾性率は約４００１ＡＰ　ａであった。

所望の場合には、熱硬化性合成樹脂、例えばナイロンの
クラッドを光ファイバの周囲に設けることができた（ク
ラッドは第１図中には図示せず）。

合成樹脂コーティングした光ファイバを被覆したクラッ
ドは上記ファイバに直接接触させることもできた。しか
しながら、該クラッドは管形状をなすことも可能で、例
えばシリコンオイル中で光ファイバが該クラッド内を自
由に移動することも可能であった。

このように形成されたファイバを多くの試験に課した。

動的破断強度を曲げ破断装置を用いて測定した。強度は
ＰＪ、　　Ｆｒａｎｃｅ　らによるＪ、　Ｍａｔｅｒ、
　Ｓｃｉ。

１５、８２５−８３０（１９８０）に記載された破断率
で示した。結果を第１表に示した。該表中、本発明のフ
ァイバを、同様の方法で製造するがリン化合物を含まず
他の成分が比較的多量に存在するファイバと比較した。

第１表 伸びでの破損率　　　実施例　　　　比較例５．８　　
％　　　　　＜０．１　　％　　　　　　　１　％６．
２　　％　　　　　＜０．１　　％　　　　　　９９　
　％６．８％　　　　　　３％　　　＞９９．９　　％
７．２％　　　　　９９％　　　＞９９．９　　％第１
表には本発明のファイバが比較用ファイバに比して強い
ことを示した。

本発明のファイバ及び比較用ファイバを促進老化方法に
課した。該方法はファイバを６０℃の水にあらかじめ設
定した時間浸漬することで行い、その後動的破断強度を
測定した。次いで、ファイバを乾燥し相対湿度６５％で
調整し、その後動的破断強度を再び測定した。結果を第
２表に示した。該表は破断率が、ファイバを６０℃の水
に浸漬している間の時間の関数として６３％である伸び
で作製した。　　　　　　　第２表 実施例　　　　比較例 ０日、　　　　　　　　７．０　％　　　　６．１　％
２日、湿潤　　　　　６．５％　　　　５．３％２日、
乾燥　　　　　６．９％　　　　５．５　％７日、湿潤
　　　　　６．５％　　　　４．９％７日、乾燥　　　
　　６．９　％　　　　５．１　％３８日、湿潤　　　
　　６．４％　　　　４．８％３８日、乾燥　　　　　
６．９　％　　　　４．９　％３０５　日、湿潤　　　
　６．２％　　　　４．４％３０５　　日、乾燥　　　
　６．５　％　　　　４．５　％水中での老化後におい
ても、本発明のファイバはリン化合物を含まないファイ
バよりも強いことを確認した。更に、比較用ファイバと
は異なり、本発明のファイバは乾燥後光の強度にほとん
ど完全に回復した。

静的疲労試験を行うために、ファイバを直径３．４ｎｍ
＋のマンドレル上に巻付け、次いで機械的応力（伸び３
．４２％）に課する間、水に浸漬した。比較用ファイバ
において、第１破損は１０〜１８分後に生じ、８５〜９
３分後、ファイバ巻付の６３％が破断した。

本発明のファイバにおいて、第１破損は１０００分以上
たった後まで生じなかった。

リン化合物の添加を少なくとも０．１重世％の量で用い
る場合には陽性効果を呈することが付加実験により示さ
れた。５重量％より多い量では合成ゴムの特性に逆影響
を与えた。

更にガラスファイバの湿潤及び表面での硬化を改良する
ため、ポリ（ジメチルシロキサン−コ−エチレンオキシ
ド）アクリレートを例えば１重量％の量で添加すること
が可能であった。一本発明の合成樹脂組成物の場合には
、それにより表面硬化時間が約１０個の因子で促進され
た。

実施例２〜５及び比較例１〜１０ 上記例で使用する硬化性合成樹脂組成物は異なる分子量
のポリプロピレンオキシドウレタンアクリレートを主成
分として含んだ（第３表に数平均分子量を示した）。他
の適当なポリマーは例えばデッド社製のデソライト０３
９■とデソライト０７３■である。

反応性モノマーを粘度及び硬化速度に影響を及ぼすため
に使用した。硬化性エラストマー形成性物質を本例にお
いて粘度が約２　Ｐａ、　ｓに達する４５℃の温度でガ
ラスファイバに適用した。使用した反応性モノマーは２
−フェノキシ−エチルアクリレート（ＰＥＡ）　、１．
６　　’−ヘキサンジオールジアクリレー）　（ＨＤＤ
Ａ）　　、２−　　（２−エトキシエトキシ）エチルア
クリレ−）　（ＥＥＥＡ）及びトリプロピレングリコー
ルジアクリレート（ＴＲＧ［ｌＡ）であった。トリメチ
ロールプロパントリアクリレートは本発明の硬化性合成
樹脂組成物に適切に用いられることも可能であった。

本例において２．２′−ジメトキシ−２−フェニルアセ
トフェノンを光増幅開始剤として用いた。

使用したリン化合物はモノ−２−アクリロキシエチルホ
スフェート及びジー２−アクリロキシエチルホスフェー
トを１：１の比で混合した混合物であった。本例で代わ
りに使用された接着剤はγ−メククリロキシープロピル
トリメトキシシランであった。

実施例１に示したように第３表に記載した硬化性合成樹
脂組成物を光ファイバの製造に使用した。

第３表中に示した例のうち本発明の例〈実施例）は２〜
５であり比較例は１〜１０である。

第３表に合成樹脂組成物を硬化することにより形成する
合成ゴムの２５℃の弾性率をＭＰａで、ガラス遷移温度
Ｔｇを℃で、破断時の伸びを％（曲げ破断試験、実施例
１参照）で示す。

実施例２と比較例１を比較すると、接着剤としてのシラ
ン化合物の使用は第１合成樹脂コーティングと（石英）
ガラスファイバ間に優れた接着性をもたらした。このこ
とは本発明のリン化合物の使用に対してもあてはまった
。しかしながら、シラン化合物は特に合成ゴムの外表面
での硬化処理に逆効果を及ぼし；光ファイバの有効寿命
に必要な効果もなかった。

実施例３〜５の合成樹脂組成物により製造されたファイ
バは比較例１〜１０のファイバに比べて強く、耐老化性
に優れることが明らかとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ガラスファイバの断面図である。 １・・・ガラスファイバ　　　２・・・合成ゴム３・・
・合成樹脂

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ガラスファイバ、１〜１０ＭＰａの弾性率を有する
   合成ゴムの第１層と１００ＭＰａ以上の弾性率を有する
   合成樹脂の第２層から成り、少なくとも第１層の合成ゴ
   ムが化学線により硬化することができるエラストマー形
   成性物質から形成された合成樹脂コーティングを有する
   光ガラスファイバにおいて、エラストマー形成性物質が
   次式； ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のｎは１又は２、Ｒは有機基を示す）で表される
   リン化合物から選定された１種又はそれ以上の化合物を
   全量で０．１〜５重量％含むことを特徴とする合成樹脂
   コーティングを有する光ガラスファイバ及び硬化性エラ
   ストマー形成性物質。 ２、Ｒは硬化性合成樹脂組成物が硬化する間共反応をお
   こし、このようにして形成される重合体網状構造体を構
   成する特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂コーティン
   グを有する光ガラスファイバ及び硬化性エラストマー形
   成性物質。 ３、硬化性合成樹脂組成物はポリウレタンアクリレート
   を含み、Ｒは少なくとも１個のアクリレートエステル基
   を含む有機基である特許請求の範囲第２項記載の合成樹
   脂コーティングを有する光ガラスファイバ及び硬化性エ
   ラストマー形成性物質。 ４、Ｒが２−アクリロキシエチレート基である特許請求
   の範囲第３項記載の合成樹脂コーティングを有する光ガ
   ラスファイバ及び硬化性エラストマー形成性物質。 ５、硬化性エラストマー形成性物質が２重量％までのポ
   リ（ジメチルシロキサン−コ−エチレンオキシド）アク
   リレートを含む特許請求の範囲第１〜４項いずれか１つ
   の項記載の合成樹脂コーティングを有する光ガラスファ
   イバ及び硬化性エラストマー形成性物質。 ６、化学線により硬化して疎水性合成ゴムを形成するこ
   とができる硬化性エラストマー形成性物質において硬化
   性エラストマー形成性物質が次式； ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中のｎは１又は２、Ｒは有機基を示す）で表される
   リン化合物から選定された１種又はそれ以上の化合物を
   全量で０．１〜５重量％含むことを特徴とする硬化性エ
   ラストマー形成性物質。 ７、Ｒは硬化性合成樹脂組成物が硬化する間共反応をお
   こし、このようにして形成される重合体網状構造体を構
   成する特許請求の範囲第６項記載の硬化性エラストマー
   形成性物質。 ８、硬化性合成樹脂組成物はポリウレタンアクリレート
   を含み、Ｒは少なくとも１個のアクリレートエステル基
   を含む有機基である特許請求の範囲第７項記載の硬化性
   エラストマー形成性物質。 ９、Ｒが２−アクリロキシエチレート基である特許請求
   の範囲第８項記載の硬化性エラストマー形成性物質。 １０、硬化性エラストマー形成性物質が２重量％までの
   ポリ（ジメチルシロキサン−コ−エチレンオキシド）ア
   クリレートを含む特許請求の範囲第６〜９項いずれか１
   つの項記載の硬化性エラストマー形成性物質。