KR20170068482A

KR20170068482A - 광섬유 심선 및 광섬유 테이프 심선

Info

Publication number: KR20170068482A
Application number: KR1020177010203A
Authority: KR
Inventors: 구미코 다치바나; 다카시 후지이
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2017-06-19
Also published as: US20170242209A1; CN107076945A; WO2016059727A1; RU2661064C1; JPWO2016059727A1

Abstract

광섬유 테이프 심선으로부터의 단심 분리 시에 색 벗겨짐이 없고, 또한 수지 피복층의 경화가 충분한 광섬유 심선을 제공한다. 광섬유 심선(10)은, 유리 섬유(13)와, 상기 유리 섬유(13)의 외주를 피복하는 수지 피복층(16)을 갖고, 상기 수지 피복층(16)이 10μm 이상의 두께의 착색층을 갖고, 상기 수지 피복층(16) 중에 0.06∼1.8질량%의 타이타늄 원소를 함유하며, 광섬유 테이프 심선(20)은, 상기 광섬유 심선(10)이 복수 병렬되고, 상기 복수의 광섬유 심선(10)이 연결재(21)로 연결되어 있다.

Description

광섬유 심선 및 광섬유 테이프 심선{OPTICAL FIBER CORE AND OPTICAL FIBER RIBBON}

본 발명은 광섬유 심선 및 광섬유 테이프 심선에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 유리 섬유를 자외선 경화형 수지 등으로 이루어지는 프라이머리층 및 세컨더리층에 의해 피복하고, 더욱이 그 외주에 특정 자외선 경화형 잉크로 착색층을 형성한 「광섬유 착색 심선」이 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 1차 피복층과 2차 피복층의 2층의 피복층을 갖고, 상기 1차 피복층과 상기 2차 피복층 중 어느 하나가 착색되어 있는 광섬유 착색 심선이 기재되어 있다.

일본 특허공개 2005-165227호 공보 일본 특허공개 2013-167762호 공보

그러나, 특허문헌 1과 같이 광섬유 심선의 최외층에 얇은 착색층(잉크층)을 설치하면, 그 광섬유 심선을 사용한 광섬유 테이프 심선은, 테이프재를 제거하여 광섬유 심선을 취출하는 작업 시에 잉크층이 광섬유 심선으로부터 벗겨져 버린다(이른바 색 벗겨짐)는 문제가 있었다. 색 벗겨짐을 막기 위해서, 잉크층을 없애고 수지 피복층(프라이머리층 또는 세컨더리층)을 착색하는 것을 생각했다.

그러나, 선인(線引) 공정에서 프라이머리층, 세컨더리층을 충분히 경화시킨 후, 착색 공정에서 두께 5μm 정도의 얇은 잉크층을 피복하는 종래의 광섬유 심선에 비해, 두께 10μm 이상의 착색층을 포함하는 수지 피복층을 피복한 광섬유 심선에서는, 수지 피복층의 경화 부족을 야기하기 쉽다.

본 발명은 광섬유 테이프 심선으로부터의 단심 분리 시에 색 벗겨짐이 없고, 또한 수지 피복층의 경화가 충분한 광섬유 심선을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따른 광섬유 심선은, 유리 섬유와, 상기 유리 섬유의 외주를 피복하는 수지 피복층을 갖는 광섬유 심선으로서,

상기 수지 피복층이 10μm 이상의 두께의 착색층을 갖고, 상기 수지 피복층 중에 0.06∼1.8질량%의 타이타늄 원소를 함유하는 광섬유 심선이다.

본 발명의 다른 일 태양에 따른 광섬유 테이프 심선은, 상기 광섬유 심선이 복수 병렬되고, 상기 복수의 광섬유 심선이 연결재로 연결된 광섬유 테이프 심선이다.

본 발명에 의하면, 광섬유 테이프 심선으로부터의 단심 분리 시에 색 벗겨짐이 없고, 또한 수지 피복층의 경화가 충분한 광섬유 심선을 얻는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 광섬유 심선의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 광섬유 테이프 심선의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

[본 발명의 실시형태의 설명]

본 발명의 일 태양에 따른 광섬유 심선은, (1) 유리 섬유와, 상기 유리 섬유의 외주를 피복하는 수지 피복층을 갖는 광섬유 심선으로서,

광섬유 심선의 수지 피복층은 통상 자외선 경화형 수지 조성물로 형성되어 있다. 수지 피복층을 착색층으로 하는 경우에는, 착색 안료를 첨가한 자외선 경화형 수지 조성물을 상기 유리 섬유의 외주에 도포하고 나서 자외선을 조사하여 상기 자외선 경화형 수지 조성물을 경화시킨다.

그러나, 상기 자외선 경화형 수지 조성물 중에 조사된 자외선을 흡수하는 안료가 존재하면, 수지 피복층의 경화가 불충분해진다.

본 실시형태에서는, 상기 수지 피복층에 산화 타이타늄을 함유시키고, 그 함유량을 0.1∼3.0질량%로 한 것에 의해, 수지 피복층의 경화 불량이 생기지 않게 되었다.

이 이유로서는, 상기 수지 피복층 중의 산화 타이타늄이, 조사된 자외선을 산란시키기 때문에, 산화 타이타늄이 존재하지 않는 경우에는 도달하기 어려웠던 부분에도 자외선이 도달하기 때문이라고 추측하고 있다.

또한, 착색층이 10μm 이상의 두께를 갖는 것에 의해, 착색층을 수지 피복층의 최외층으로서 설치한 경우라도, 색 벗겨짐이 생기는 일이 없다.

(2) 상기 광섬유 심선은, 상기 수지 피복층이 자외선 경화형 수지 조성물에 의해 형성되고, 겔 분율이 75질량% 초과이다. 이에 의해 양호한 인발력(유리 섬유를 남기고 수지 피복층을 인발할 때의 힘)이나 테이프 일괄 제거성이 얻어진다.

(3) 상기 광섬유 심선은, 상기 수지 피복층 중의 미반응 광개시제량이 3질량% 이하이다. 이에 의해 저온에서의 손실 증가를 방지할 수 있다.

(4) 상기 광섬유 심선은, 상기 수지 피복층이 상기 유리 섬유의 외주를 피복하는 내층과, 상기 내층의 외주를 피복하는 외층을 포함하고, 상기 내층의 영률이 0.05∼1MPa인 것이 바람직하다. 양호한 측압 특성이 얻어지고, 전술한 인발력이 적정한 범위가 되며, 테이프 일괄 제거에 있어서 유리 상에 수지 피복층의 잔재가 남는 일이 없기 때문이다.

(5) 또한, 상기 본 실시형태의 광섬유 심선은, 해당 광섬유 심선이 복수 병렬되고, 상기 복수의 광섬유 심선이 연결재로 연결된 광섬유 테이프 심선으로 할 수 있다.

[본 발명의 실시형태의 상세]

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도 1을 참조해서 상세하게 설명한다.

(광섬유 심선의 개요)

도 1은 본 발명의 일 형태인 광섬유 심선의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

광섬유 심선(10)은, 유리 섬유(13)의 외주에, 자외선 경화형 수지 조성물(이하, 간단히 「수지 조성물」이라고도 칭한다)에 의해 형성된 내층(14)과 외층(15)을 포함하는 수지 피복층(16)을 갖는다. 한편, 유리 섬유(13)는 코어부(11)와 클래드부(12)로 이루어지며, 예를 들면, 코어부(11)에는 저마늄을 첨가한 석영을 이용할 수 있고, 클래드부(12)에는 순 석영, 또는 불소가 첨가된 석영을 이용할 수 있다.

도 1에 있어서, 예를 들면, 유리 섬유(13)의 직경은 125μm 정도이다. 수지 피복층(16)은 1층만이어도 되고 복수층으로 구성되어 있어도 된다. 바람직하게는, 내층(14)과 외층(15)의 2층으로 이루어진다. 수지 피복층(16)의 총두께는 통상 60∼70μm이며, 70μm 이하가 바람직하고, 65μm가 보다 바람직하다. 내층(14) 및 외층(15)의 각층의 두께는 각각 10∼50μm이면 되지만, 내층(14) 및 외층(15)의 각 층의 두께는 거의 동일해도 된다. 광섬유 심선(10)의 외경은 245∼265μm이며, 255μm인 것이 바람직하다. 수지 피복층이 1층만인 경우에는 수지 피복층의 두께는 60μm∼70μm인 것이 바람직하다.

수지 피복층(16)의 전체층 중에 있어서의, 타이타늄 원소의 함유량은 0.06∼1.8질량%이며, 0.12∼0.90질량%가 바람직하다. 타이타늄 원소는 산화 타이타늄 유래이며, 산화 타이타늄의 양으로 환산하면 0.1∼3질량%이고, 0.2∼1.5질량%가 바람직하다. 타이타늄 원소의 함유량이 0.06%보다 적으면, 수지 피복층의 경화도가 낮아진다(겔 분율로 75질량% 이하가 된다). 또한, 착색층을 백색으로 하기 위해서, 백색 안료로서 산화 타이타늄을 단독으로 이용하는 경우, 타이타늄 원소의 함유량이 0.06%보다 적으면, 백색이 연해져서 육안으로의 색 식별이 어려워진다. 타이타늄 원소의 함유량이 1.8%를 초과하면, 착색층 중에 타이타늄 원소를 균일하게 분산시키는 것이 어려워 색 불균일이 생겨서 외관 불량이 된다.

산화 타이타늄을 포함하는 착색층으로서는, 내층(14), 외층(15) 중 어느 것이어도 된다. 또한, 내층(14) 및 외층(15)의 쌍방이 산화 타이타늄을 포함하는 착색층이어도 된다. 광섬유 심선(10)의 식별성을 향상시키는 관점에서, 외층(15)이 착색층인 것이 바람직하다. 도 1에 나타내는 실시형태의 광섬유 심선은, 수지 피복층(16)은 내층(14)과 외층(15)의 2층으로 이루어지는 것이지만, 내층(14)과 외층(15) 이외의 오버코트층을 갖고 있어도 된다. 또한, 이 오버코트층이 산화 타이타늄을 포함하는 착색층이어도 되고, 내층(14)과 외층(15)과 오버코트층 모두가 산화 타이타늄을 포함하는 착색층이어도 된다. 더욱이, 수지 피복층(16)이 1층만으로 이루어지는 것이어도 되고, 이 경우, 이 1층만으로 이루어지는 수지 피복층(16)이 산화 타이타늄을 포함하는 착색층이 된다. 어느 경우도 본 발명의 타이타늄 원소 함유량은 피복층 전체층의 질량에 대한 타이타늄 원소의 질량으로 표시된다.

수지 피복층(16)의 타이타늄 원소의 함유량은 고주파 유도 결합 플라즈마(ICP(Inductively Coupled Plasma)) 측정에 의해 구할 수 있다.

착색층의 두께는 10μm 이상이며, 10∼70μm인 것이 바람직하고, 10∼50μm인 것이 보다 바람직하고, 20∼40μm인 것이 더 바람직하다. 착색층의 두께가 10μm 이상이면, 색 벗겨짐을 억제할 수 있다.

내층(14)의 두께는 통상 20∼50μm 정도이며, 내층(14)이 착색층이 되는 경우에는, 내층(14)의 두께가 착색층의 두께가 된다. 외층(15)의 두께는 통상 20∼40μm 정도이며, 외층(15)이 착색층이 되는 경우에는, 외층(15)의 두께가 착색층의 두께가 된다.

내층(14)의 영률은 1MPa 이하인 것이 바람직하고, 0.5MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 외층(15)의 영률은 600∼1000MPa인 것이 바람직하다.

(베이스 수지)

본 실시형태에 있어서, 상기의 수지 피복층을 형성하는 수지 조성물은 이하의 베이스 수지를 함유한다.

베이스 수지로서는, 자외선 경화성을 갖는 것이면 특별히 제한은 되지 않지만, 예를 들면 올리고머, 모노머, 광개시제를 함유하는 것이 바람직하다.

올리고머로서는, 유레테인 (메트)아크릴레이트, 에폭시 (메트)아크릴레이트, 또는 그들의 혼합계를 들 수 있다.

유레테인 아크릴레이트로서는, 폴리올 화합물, 폴리아이소사이아네이트 화합물, 수산기 함유 아크릴레이트 화합물을 반응시켜 얻어지는 것을 들 수 있다.

폴리올 화합물로서는, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 비스페놀 A·에틸렌 옥사이드 부가 다이올 등을 들 수 있다. 폴리아이소사이아네이트 화합물로서는, 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 2,6-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 아이소포론 다이아이소사이아네이트 등을 들 수 있다. 수산기 함유 아크릴레이트 화합물로서는, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시뷰틸 (메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올 모노(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 에폭시 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 에폭시 화합물과 (메트)아크릴산을 반응시켜 얻어진 것을 이용할 수 있다. 여기에서, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 그에 대응하는 메타크릴레이트를 의미한다. (메트)아크릴산에 대해서도 마찬가지이다.

올리고머의 함유량은 자외선 경화성 수지 조성물의 전체량을 기준으로 해서 50∼90질량%인 것이 바람직하고, 35∼85질량%인 것이 보다 바람직하다.

모노머로서는, 환상 구조를 갖는 N-바이닐 모노머, 예를 들면 N-바이닐 피롤리돈, N-바이닐 카프로락탐, (메트)아크릴로일 모폴린을 들 수 있다. 이들 모노머를 포함하면 경화 속도가 향상되므로 바람직하다. 이 밖에, 아이소보닐 (메트)아크릴레이트, 트라이사이클로데칸일 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 노닐페닐 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노(메트)아크릴레이트 등의 단작용 모노머나, 폴리에틸렌 글리콜 다이(메트)아크릴레이트 또는 트라이사이클로데케인다이일 다이메틸렌 다이(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A·에틸렌 옥사이드 부가 다이올 다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트 등의 다작용 모노머가 이용된다.

모노머는 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다. 모노머의 함유량은 자외선 경화성 수지 조성물의 전체량을 기준으로 해서 5∼45질량%인 것이 바람직하고, 10∼30질량%인 것이 보다 바람직하다.

광개시제로서는, 라디칼 광중합 개시제를 사용할 수 있고, 예를 들면, 아실포스핀 옥사이드계 개시제 및 아세토페논계 개시제를 들 수 있다.

아세토페논계 개시제로서는, 1-하이드록시사이클로헥세인-1-일 페닐 케톤(BASF사제, 상품명 「일가큐어 184」), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온(BASF사제, 상품명 「다로큐어 1173」), 2,2-다이메톡시-1,2-다이페닐에탄-1-온(BASF사제, 상품명 「일가큐어 651」), 2-메틸-1-(4-메틸싸이오페닐)-2-모폴리노프로판-1-온(BASF사제, 상품명 「일가큐어 907」), 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-뷰탄온-1(BASF사제, 상품명 「일가큐어 369」), 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 1-(4-아이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온 등을 들 수 있다.

아실포스핀 옥사이드계 개시제로서는, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드(BASF사제, 상품명 「루시린 TPO」), 2,4,4-트라이메틸펜틸 포스핀 옥사이드, 2,4,4-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드 등을 들 수 있다.

광중합 개시제는 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다. 광중합 개시제의 함유량은 자외선 경화성 수지 조성물의 전체량을 기준으로 해서 0.1∼10질량%인 것이 바람직하고, 0.3∼7질량%인 것이 보다 바람직하다.

(그 밖의 성분)

상기 수지 조성물에는 실레인 커플링제, 산화 방지제, 광증감제 등이 포함되어 있어도 된다.

본 실시형태에 있어서, 산화 타이타늄을 함유하는 착색층을 형성하기 위해서는, 상기 수지 조성물에 산화 타이타늄을 소정량 첨가한다. 수지 피복층(16) 중의 타이타늄 원소의 함유량은 0.06∼1.8질량%가 바람직하고, 0.12∼0.90질량%가 보다 바람직하다. 산화 타이타늄의 양으로 말하면, 0.1∼3.0질량%가 바람직하고, 0.2∼1.5질량%가 더 바람직하다.

(그 밖의 특성)

본 실시형태에 있어서, 수지 피복층(16)의 겔 분율은 75질량% 초과이며, 수지 피복층(16) 중의 미반응 광개시제량이 3질량% 이하이다.

또한, 수지 피복층(16)이 내층(14)과 외층(15)의 2층으로 이루어지는 경우, 내층(14)의 영률이 0.05∼1MPa인 것이 바람직하다.

(광섬유 심선의 제조)

본 실시형태의 광섬유 심선(10)은, 유리 섬유(13)의 외주에 상기의 수지 조성물을 도포하고 나서, 자외선 조사를 행하여 도포한 수지 조성물을 경화시켜, 수지 피복층(16)을 형성하는 것에 의해 제조할 수 있다. 이때, 내층(14) 형성용 수지 조성물을 유리 섬유(13)의 외주에 도포하고 경화시키고 나서, 그 외주에 외층(15) 형성용 수지 조성물을 도포하고 경화시키는 웨트 온 드라이(wet-on-dry) 방식을 채용해도 된다. 또한, 내층(14) 형성용 수지 조성물을 유리 섬유(13)의 외주에 도포하고, 그 외주에 외층(15) 형성용 수지 조성물을 도포하여, 내층(14)과 외층(15)을 동시에 경화시키는 웨트 온 웨트(wet-on-wet) 방식을 채용해도 된다.

(광섬유 테이프 심선으로서의 형태)

도 2에 나타내는 바와 같이, 상기 실시형태의 광섬유 심선(10)은, 광섬유 심선(10)이 복수 병렬되고, 상기 복수의 광섬유 심선(10)이 연결재(21)로 연결된 광섬유 테이프 심선(20)으로 할 수 있다. 광섬유 테이프 심선(20)으로 하는 것에 의해, 상기 실시형태의 광섬유 심선(10)의 색 벗겨짐 억제의 효과를 적합하게 발휘할 수 있다.

광섬유 테이프 심선(20)의 연결재(21)로서는, 광섬유 심선(10)의 분단 용이성 등의 관점에서, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 유레테인 수지 등의 열경화형 수지나, 에폭시 아크릴레이트 수지, 유레테인 아크릴레이트 수지, 폴리에스터 아크릴레이트 수지 등의 자외선 경화형 수지가 좋다. 그 중에서도, 에폭시 아크릴레이트 수지, 유레테인 아크릴레이트 수지, 폴리에스터 아크릴레이트 수지 등의 자외선 경화형 수지가 바람직하고, 유레테인 아크릴레이트 수지가 보다 바람직하다.

연결재(21)를 형성하는 경화성 수지 조성물로서는, 수지의 구성 성분인 중합성 모노머 및/또는 중합성 올리고머를 함유할 수 있다. 중합성 올리고머로서는, 예를 들면, 비스페놀 A·에틸렌 옥사이드 부가 다이올, 톨릴렌 다이아이소사이아네이트 및 하이드록시에틸 아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 유레테인 아크릴레이트; 폴리테트라메틸렌 글리콜, 톨릴렌 다이아이소사이아네이트 및 하이드록시에틸 아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 유레테인 아크릴레이트; 톨릴렌 다이아이소사이아네이트 및 하이드록시에틸 아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 유레테인 아크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 중합성 모노머로서는, 트라이사이클로데케인 다이아크릴레이트; N-바이닐 피롤리돈; 아이소보닐 아크릴레이트; 비스페놀 A·에틸렌 옥사이드 부가 다이올 다이아크릴레이트; 비스페놀 A·에폭시 다이아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드 부가 노닐페놀 아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 구성 성분은 1종을 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다. 또한, 이들 구성 성분에 폴리실록세인 화합물을 첨가하여 이용할 수도 있다.

또한, 연결재(21)용의 경화성 수지 조성물에는, 광중합 개시제를 배합할 수 있다. 광중합 개시제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온과 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드를 배합하는 것이 바람직하다.

실시예

이하, 본 발명에 따른 실시예 및 비교예를 이용한 평가 시험의 결과를 나타내어 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

[광섬유 심선(10)의 제작]

유리 섬유(13)는 코어(11)와 클래드(12)로 이루어지고 외경이 125μm인 것을 사용했다. 그리고, 유리 섬유(13)의 외주면에, 하기에 나타내는 조성의 내층용 수지 조성물과 외층용 수지 조성물을 경화시켜 2층(내층(14)과 외층(15)) 피복해서 수지 피복층(16)을 형성하여, 광섬유 심선(10)을 제작했다. 착색층은 최외층으로 하고 표 1에 나타내는 두께로 했다. 광섬유 심선의 직경은 255μm로 했다. 광섬유 심선을 제조할 때의 선속은 각 예에서 표 1에 나타내는 선속으로 했다.

유레테인 아크릴레이트 올리고머를 하기의 배합예 a∼d에 나타내는 것으로 하고, 그 이외는 공통의 배합으로 했다.

배합예 a

편(片) 말단 비반응성 올리고머 20질량%

양 말단 반응성 올리고머 80질량%

배합예 b

편 말단 비반응성 올리고머 40질량%

양 말단 반응성 올리고머 60질량%

배합예 c

편 말단 비반응성 올리고머 100질량%

양 말단 반응성 올리고머 0질량%

배합예 d

편 말단 비반응성 올리고머 0질량%

양 말단 반응성 올리고머 100질량%

상기 편 말단 비반응성 올리고머 및 양 말단 반응성 올리고머의 구조는 이하와 같다.

편 말단 비반응성 올리고머:

H-T-폴리프로필렌 글리콜-T-MeOH

양 말단 반응성 올리고머:

H-T-폴리프로필렌 글리콜-T-H

상기 올리고머의 표기에 있어서, H는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 잔기를, T는 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트의 잔기를, MeOH는 메탄올의 잔기를, 폴리프로필렌 글리콜은 폴리프로필렌 글리콜의 잔기를 나타낸다.

피복층이 3층 있는 경우에는, 내측으로부터 세어 제2층과 제3층은 상기 외층용 수지 조성물을 사용하고, 산화 타이타늄 및 구리 프탈로사이아닌을 제3층(최외층)에만 첨가했다.

[광섬유 심선(10)의 평가]

제작한 광섬유 심선(10)에 대하여 이하의 평가 시험(수지 피복층(16) 전체층 중의 타이타늄의 함유량, 수지 피복층(16) 전체층 중의 미반응 광개시제량, 내층(14)의 영률, 수지 피복층(16)의 인발력값, 수지 피복층(16)의 겔 분율, 측압 특성 및 저온 손실 증가)을, 광섬유 테이프 심선(20)에 대하여 이하의 평가 시험(색 벗겨짐 및 테이프 일괄 제거성)을 행했다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

(수지 피복층(16) 전체층 중의 타이타늄의 함유량)

광섬유 심선 0.2g (중 피복 수지는 0.12g)에 황산 10ml와 질산 5ml를 가하여 백연(白煙)이 나며 10분간 가온한 후, 과염소산 1ml를 가하고 불용물이 없어질 때까지 가온하여, 측정 시료를 조제했다. 이 측정 시료에 대하여 고주파 유도 결합 플라즈마(ICP(Inductively Coupled Plasma))로 타이타늄 원소량을 측정했다.

(수지 피복층(16) 전체층 중의 미반응 광개시제량)

미리 중량을 측정한 광섬유 심선을 아세톤으로 속슬릿 추출(120℃×1시간)하여 피복 수지층 중에 잔존하고 있는 미반응 개시제를 추출했다. 이어서, 아세톤 중에 추출된 미반응 개시제의 양을 GCMS를 이용하여 측정했다.

(내층(14)의 영률)

Pullout Modulus(POM)법에 의해 측정했다. 광섬유 심선(10)의 2개소를 2개의 척 장치로 고정하고, 2개의 척 장치 사이의 수지 피복층 부분을 제거하고, 이어서 한쪽의 척 장치를 고정하고, 다른 쪽의 척 장치를 고정한 척 장치의 반대 방향으로 서서히 이동시켰다. 광섬유 심선(10)에 있어서의 이동시키는 척 장치에 끼워져 있는 부분의 길이를 L, 척의 이동량을 Z, 내층(14)의 외경을 Dp, 유리 섬유(13)의 외경을 Df, 내층(14)의 푸아송비를 n, 척 장치의 이동 시의 하중을 W로 한 경우, 하기의 식으로부터 내층(14)의 영률(POM값)을 구했다.

영률(Pa) = ((1+n)W/πLZ)·ln(Dp/Df)

(수지 피복층(16)의 인발력값)

광섬유 심선(10)의 수지 피복층(16)에, 면도기로 날끝이 유리 섬유(13)의 표면에 도달하지 않는 깊이로 칼집을 넣고, 칼집을 사이에 둔 한쪽의 수지 피복층을 대지(台紙)에 첩부하여 대지에 고정하고, 다른 쪽의 광섬유 소선을 파지하여 잡아 당겼다. 유리 섬유(13) 부분이 대지에 고정된 수지 피복층으로부터 인발될 때의 인발력을 측정했다. 2.0kg 이하 1.5kg을 초과하는 것을 A, 1.5kg 이하 0.5kg 이상을 B, 0.5kg보다 작고 0.3kg 이상을 C, 2.0kg보다 큰 것을 D, 0.3kg보다 작은 것을 E로 했다.

(수지 피복층(16)의 겔 분율)

광섬유 심선(10)을 60℃의 메틸 에틸 케톤(MEK)에 17시간 침지한 후, 100℃에서 2시간 건조시킨 후 상온까지 자연 냉각하고 중량을 측정하여, MEK 침지 전과 MEK 침지 후의 각 중량으로부터, 하기 식으로 구했다.

(MEK 침지 건조 후 피복 중량/MEK 침지 전 피복 중량)×100 = 겔 분율

(측압 특성)

샌드 페이퍼로 표면을 덮은 280mm 직경의 보빈과 동 직경이고 샌드 페이퍼가 없는 보빈의 각각에 피시험 광섬유 심선(10)을 단층상으로 휘감고, OTDR(Optical Time Domain Reflectometer)법에 의해 1550nm 파장의 광의 전송 손실을 측정했다.

한편, 피시험 광섬유 심선(10)은 G652에 준거하는 싱글 모드 광섬유이고 MFD1(모드 필드 직경)이 10.4μm인 것을 사용했다.

측정한 손실을 이용하여,

식: Δα(dB/km) = 손실(샌드 페이퍼 있음)-손실(샌드 페이퍼 없음)

으로부터 산출한 Δα에 대하여 이하의 기준으로 평가했다.

Δα≤0.3dB/km: A, 0.3＜Δα≤0.6dB/km: B, Δα＞0.6dB/km: C

(테이프 일괄 제거성)

스미토모전공제 재킷 리무버 JR-6으로 광섬유 테이프 심선(20)의 연결재(21) 및 수지 피복층(16)을 일괄해서 제거하여, 유리 섬유(13)를 노출시켰다. 유리 섬유(13)의 표면에 피복 수지의 잔재가 눈으로 보아 관찰되지 않으면 A, 잔재가 관찰되면 B로 했다.

(저온 손실 증가)

2kg의 스크리닝 장력을 건 광섬유 심선(10)의 전송 손실을 측정하고, 동 광섬유 심선(10)을 -40℃에 2시간 두고 전송 손실을 측정했다. -40℃에 두기 전의 것과 비교하여, -40℃에 둔 후의 것의, 1550nm 파장의 광의 전송 손실의 증가를 구했다. 전송 손실의 증가가 0.03dB/km를 초과하는 것을 B, 0.03dB/km 이하인 것을 A로 했다.

(색 벗겨짐)

광섬유 테이프 심선(20)을 85℃ 85% RH(암소(暗所)) 환경하에서 30일간 열화시킨 후, 당해 광섬유 테이프 심선(20)으로부터 Telcordia GR-20 5.3.1에 준거하여, 광섬유 심선(10)을 단심 분리시켰다. 그때의 착색층 및 잉크층의 벗겨짐의 유무를 평가하여, 벗겨짐 없음을 A, 벗겨짐 있음을 B로 했다.

광섬유 심선(10)을 4본 준비하고, 하기 조성의 연결재(21)용 수지 조성물을 이용하여, 4심형의 광섬유 테이프 심선(20)을 제조했다.

한편, 하기 표 1 중, 시험예 No. 1∼11 및 17이 실시예이고, 시험예 No. 12∼16이 비교예이다.

시험예 No. 1∼11 및 17은 모두 광섬유 테이프 심선을 제조한 후에 당해 광섬유 테이프 심선의 테이프재(연결재)를 제거하여 광섬유 심선으로 단심 분리한 경우에 색 벗겨짐이 없고, 또한 경화도도 충분했다. 시험예 No. 1∼11은 인발력, 테이프 일괄 제거성, 저온 손실 증가, 측압 특성의 각 평가도 합격 레벨이었다.

시험예 No. 12 및 16은 산화 타이타늄을 첨가하지 않은 바, 피복 수지의 겔 분율이 낮고, 또한 미반응 개시제량도 많았다. 겔 분율이 낮은 것은 수지의 경화도가 불충분한 것을 의미하고, 충분한 인발력이 얻어지지 않고, 테이프 일괄 제거에 있어서는 유리 섬유에 잔재가 보였다. 미반응 개시제가 많으므로(3질량%를 초과하므로), 저온 손실 증가가 보였다고 생각된다.

시험예 No. 13 및 14는 종래의 잉크층을 갖는 광섬유 심선이다. 내층과 외층을 경화한 후에 잉크층(최외층)을 도포 경화시켰다. 따라서 수지 피복층의 겔 분율 및 미반응 개시제량은 합격 레벨이었지만, 잉크층의 색 벗겨짐이 발생했다.

시험예 No. 15는 외층을 얇게 한 예이지만, 종래의 잉크층과 마찬가지로 색 벗겨짐이 발생했다.

10: 광섬유 심선
11: 코어부
12: 클래드부
13: 유리 섬유
14: 내층
15: 외층
16: 수지 피복층
20: 광섬유 테이프 심선
21: 연결재

Claims

유리 섬유와, 상기 유리 섬유의 외주를 피복하는 수지 피복층을 갖는 광섬유 심선으로서,
상기 수지 피복층이 10μm 이상의 두께의 착색층을 갖고,
상기 수지 피복층 중에 0.06∼1.8질량%의 타이타늄 원소를 함유하는 광섬유 심선.
제 1 항에 있어서,
상기 수지 피복층이 자외선 경화형 수지 조성물에 의해 형성되고, 겔 분율이 75질량% 초과인 광섬유 심선.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 수지 피복층 중의 미반응 광개시제량이 3질량% 이하인 광섬유 심선.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 피복층이 상기 유리 섬유의 외주를 피복하는 내층과, 상기 내층의 외주를 피복하는 외층을 포함하고, 상기 내층의 영률이 0.05∼1MPa인 광섬유 심선.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 광섬유 심선이 복수 병렬되고, 상기 복수의 광섬유 심선이 연결재로 연결된 광섬유 테이프 심선.