JPWO2019221248A1 - 光ファイバ - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年5月16日出願の日本出願第2018−094592号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
光ファイバは、長期間水に浸漬された場合にも強度等の特性を維持することが求められている。しかしながら、低ヤング率のプライマリ樹脂層を備える光ファイバは、水浸漬下でガラス強度の維持率が低くなり易い傾向がある。そこで、本開示は、長期間水に浸漬された場合にもガラス強度の低下を抑制できる光ファイバを提供することを目的とする。
本開示によれば、長期間水に浸漬された場合にもガラス強度の低下を抑制できる光ファイバを提供することができる。
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一態様に係る光ファイバは、コア及びクラッドを含むガラスファイバと、ガラスファイバに接して該ガラスファイバを被覆するプライマリ樹脂層と、プライマリ樹脂層を被覆するセカンダリ樹脂層とを備え、プライマリ樹脂層が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、光重合開始剤及び芳香族酸性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有し、芳香族酸性化合物の含有量が、樹脂組成物の総量を基準として20ppm以上12000ppm以下であり、プライマリ樹脂層のヤング率が、23℃±2℃で0.6MPa以下である。
本開示の実施形態に係る樹脂組成物及び光ファイバの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(1)H−I−(PPG−I)n−H
(2)H−I−(PPG−I)n−Me
(3)Me−I−(PPG−I)n−Me
ここで、Hは2−ヒドロキシエチルアクリレートの残基を表し、Iはイソホロンジイソシアネートの残基を表し、PPGはポリプロピレングリコールの残基を表し、Meはメタノールの残基を表し、nは1以上の整数を表す。
(オリゴマー)
分子量4000のポリプロピレングリコール、イソホロンジイソシアネート、ヒドロキシエチルアクリレート及びメタノールを反応させて得られるウレタンアクリレートオリゴマーa1、a2、a3及びa4を準備した。ウレタンアクリレートオリゴマーa1、a2、a3及びa4では、ヒドロキシエチルアクリレート及びメタノールの配合割合を変更することで、アクリロイル基を両末端に有するオリゴマー(両末端反応性オリゴマー)と、アクリロイル基を片末端に有するオリゴマー(片末端反応性オリゴマー)との割合を調整している。
モノマーとして、エチレンオキシド変性ノニルフェニルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム及び1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを準備した。
光重合開始剤として、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドを準備した。
芳香族酸性化合物として、ジフェニルホスフィン酸及びトリメチル安息香酸を準備した。脂肪族酸性化合物として、乳酸を準備した。
シランカップリング剤として、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(MPTS)及びテトラエチルシリケート(TEOS)を準備した。
上記オリゴマー、モノマー、光重合開始剤、酸性化合物及びシランカップリング剤を混合して、表1〜4に示すプライマリ樹脂層用の樹脂組成物をそれぞれ作製した。比較例3では、脂肪族酸性化合物として乳酸を含有している。表中のN−ビニルカプロラクタム、MPTS、TEOS、ジフェニルホスフィン酸、トリメチル安息香酸及び乳酸の数値は、樹脂組成物の総量を基準とする含有量である。なお、樹脂組成物の総量は樹脂組成物の硬化物の総量と同じと考えてよい。
分子量1000のポリプロピレングリコール、イソホロンジイソシアネート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートの反応物であるウレタンアクリレートオリゴマーを準備した。ウレタンアクリレートオリゴマー60質量部と、イソボルニルアクリレート19質量部と、トリメチロールプロパントリアクリレート20質量部と、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド1質量部とを混合して、セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物b1を作製した。樹脂組成物b1にシリカ粒子を添加して、セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物b3を調製した。
コア及びクラッドから構成される直径125μmのガラスファイバの外周に、プライマリ樹脂層用の樹脂組成物を用いて厚さ15〜35μmのプライマリ樹脂層を形成し、更にその外周にセカンダリ樹脂層用の樹脂組成物を用いてセカンダリ樹脂層を形成して、実施例及び比較例の光ファイバを作製した。線速は1500m/分とした。
プライマリ樹脂層のヤング率は、23℃でのPullout Modulus試験によって測定した。具体的には、光ファイバの被覆樹脂層にカミソリ等で切れ目を入れて被覆樹脂層を切り、被覆樹脂層(プライマリ樹脂層及びセカンダリ樹脂層)を固定してガラスファイバを引き抜いた。ガラスファイバが引き抜かれる前にプライマリ樹脂層が弾性変形する量と、ガラスファイバを引っ張った力からプライマリ樹脂層の応力を求めた。
セカンダリ樹脂層のヤング率は、光ファイバを溶剤( エタノール: アセトン=3:7)に浸漬して被覆樹脂層をガラスファイバからパイプ抜きしたサンプル(50mm以上)を用いて測定した。パイプ抜きしたサンプルを23±2℃、50±10%RHの条件下で1日以上静置した後、引張試験機を用いて1mm/分の引張速度、標線間25mmの条件で引っ張り、応力−歪み曲線を得た。その曲線の2.5%割線によりヤング率を求めた。
光ファイバの束を85℃の温水中に60日間浸漬し、浸漬前後のガラス強度を評価した。ガラス強度は50%強度の測定により良否を判断した。50%強度は、光ファイバの引張試験において被試験光ファイバの半数が破断する強度である。本実施例では、引張速度25mm/分で各被試験光ファイバの引張試験を行った。浸漬前のガラス強度の50%強度値に対し、浸漬後のガラス強度の50%強度値が、80%よりも小さい場合を「不良(C)」、80〜90%の場合を「良好(B)」、90%よりも大きい場合を「特に良好(A)」と判断した。
半径15mmのマンドレルに光ファイバを10ターン巻きつけた時の伝送損失変化(損失増)を求めた(R15mm×10ターン)。波長1625nmにおける伝送損失の増加が1.0dB以下を許容値とした。
光ファイバの耐側圧特性をメッシュ側圧試験により評価した。図2Aは、メッシュ側圧試験に使用される金属メッシュ材30の構成を示す図であり、図2Bは図2AのBの部分拡大図である。図2A及び図2Bに示されるように、金属メッシュ材30は、縦横それぞれ複数本の金属線が張り巡らされたメッシュ状の形態を有する。縦線径φ1及び横線径φ2は、50μmである。縦線の中心線間、及び横線の中心線間のピッチPは、150μmである。縦線突出長さL1は100μmであり、横線突出長さL2は100μmである。
Claims (8)
- コア及びクラッドを含むガラスファイバと、前記ガラスファイバに接して該ガラスファイバを被覆するプライマリ樹脂層と、前記プライマリ樹脂層を被覆するセカンダリ樹脂層と、を備え、
前記プライマリ樹脂層が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、光重合開始剤及び芳香族酸性化合物を含む樹脂組成物の硬化物を含有し、
前記芳香族酸性化合物の含有量が、前記樹脂組成物の総量を基準として20ppm以上12000ppm以下であり、
前記プライマリ樹脂層のヤング率が、23℃±2℃で0.6MPa以下である、光ファイバ。 - 前記樹脂組成物が、前記芳香族酸性化合物を2種以上含む、請求項1に記載の光ファイバ。
- 前記芳香族酸性化合物が、ジフェニルホスフィン酸及びトリメチル安息香酸を含む、請求項2に記載の光ファイバ。
- 前記樹脂組成物が、前記モノマーとして極性モノマーを含み、前記極性モノマーの含有量が、前記樹脂組成物の総量を基準として3質量%以上15質量%以下である、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光ファイバ。
- 前記樹脂組成物が、2種以上のシランカップリング剤を更に含む、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光ファイバ。
- 前記セカンダリ樹脂層のヤング率が23℃で1500MPa以上である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の光ファイバ。
- 前記セカンダリ樹脂層が無機酸化物を含む、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の光ファイバ。
- 前記光ファイバの波長1310nmにおけるモードフィールド径が8.2μm以上9.6μm以下であり、ケーブルカットオフ波長が1260nm以下であり、
前記光ファイバを半径が15mmのマンドレルに巻いたときの、巻き数10回あたりの波長1625nmにおける曲げ損失増が1.0dB以下であり、
縦線径50μm、横線径50μm、ピッチ150μmの金属メッシュ材が巻かれたボビンに当該光ファイバが張力80gで巻き付けられたときの波長1550nmにおける伝送損失と、束状態での波長1550nmにおける伝送損失の差が1.0dB/km以下である、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の光ファイバ。
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