KR20220024437A

KR20220024437A - 광파이버

Info

Publication number: KR20220024437A
Application number: KR1020227000515A
Authority: KR
Inventors: 지아키 도쿠다; 가쓰시 하마쿠보; 노리아키 이와구치
Original assignee: 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2022-03-03
Also published as: JPWO2020255569A1; WO2020255569A1; JP7459874B2; US11472735B2; TW202108713A; EP3989681A1; US20210221736A1; EP3989681A4; TWI833963B; CN113940144A

Abstract

광파이버는, 코어 및 클래드를 포함하는 유리 파이버와, 유리 파이버의 외주를 피복하는 피복 수지층을 구비하고, 피복 수지층이, 유리 파이버에 접해서 해당 유리 파이버를 피복하는 프라이머리 수지층과, 프라이머리 수지층의 외주를 피복하는 세컨더리 수지층을 갖고, 세컨더리 수지층은, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하고, 해당 실리카 입자의 함유량이 세컨더리 수지층의 총량을 기준으로 해서 7질량% 이상 60질량% 이하이며, 광파이버의 표면 전위의 절대치가, 10mV 이상 60mV 이하이다.

Description

광파이버

본 개시는, 광파이버에 관한 것이다.

본 출원은, 2019년 6월 18일에 출원된 일본 출원 제2019-112809호에 기초하는 우선권을 주장하고, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.

일반적으로, 광파이버는, 광전송체인 유리 파이버를 보호하기 위한 피복 수지층을 갖고 있다. 피복 수지층은, 예를 들면, 프라이머리 수지층 및 세컨더리 수지층으로 구성된다. 광파이버가 대전되어 있으면, 이물 부착에 의해 단선되기 쉬워지기 때문에, 광파이버를 보빈에 권취할 때에 권취 불량이 일어나기 쉬워진다. 광파이버는, 대전되기 쉽기 때문에, 정전 제거기를 사용하여 광파이버를 권취하는 것이 행해지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 특허공개 2013-18562호 공보

본 개시의 일 태양에 따른 광파이버는, 코어 및 클래드를 포함하는 유리 파이버와, 유리 파이버의 외주를 피복하는 피복 수지층을 구비하고, 피복 수지층이, 유리 파이버에 접해서 해당 유리 파이버를 피복하는 프라이머리 수지층과, 프라이머리 수지층의 외주를 피복하는 세컨더리 수지층을 갖고, 세컨더리 수지층은, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하고, 해당 실리카 입자의 함유량이 세컨더리 수지층의 총량을 기준으로 해서 7질량% 이상 60질량% 이하이며, 광파이버의 표면 전위의 절대치가, 10mV 이상 60mV 이하이다.

도 1은, 본 실시형태에 따른 광파이버의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.

[본 개시가 해결하려고 하는 과제]

광파이버의 권취 불량을 막기 위해서는, 정전 제거기를 수 개소에 설치할 필요가 있어, 설비비, 유지비 등의 비용이 든다. 그래서, 광파이버에는, 대전되기 어려워, 이물 부착에 의한 단선을 저감할 것이 요구된다.

본 개시는, 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 단선을 저감할 수 있는 광파이버를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[본 개시의 효과]

본 개시에 의하면, 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 단선을 저감할 수 있는 광파이버를 제공할 수 있다.

[본 개시의 실시형태의 설명]

최초로, 본 개시의 실시형태의 내용을 열기하여 설명한다. 본 개시의 일 태양에 따른 광파이버는, 코어 및 클래드를 포함하는 유리 파이버와, 유리 파이버의 외주를 피복하는 피복 수지층을 구비하고, 피복 수지층이, 유리 파이버에 접해서 해당 유리 파이버를 피복하는 프라이머리 수지층과, 프라이머리 수지층의 외주를 피복하는 세컨더리 수지층을 갖고, 세컨더리 수지층은, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하고, 해당 실리카 입자의 함유량이 세컨더리 수지층의 총량을 기준으로 해서 7질량% 이상 60질량% 이하이며, 광파이버의 표면 전위의 절대치가, 10mV 이상 60mV 이하이다.

상기 실리카 입자가 세컨더리 수지층에 균일하게 분산되는 것에 의해, 광파이버의 표면 전위의 절대치를 크게 할 수 있어, 광파이버의 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 광파이버의 단선을 저감할 수 있다고 생각된다.

수지층 중의 분산성이 우수하고, 광파이버의 표면 전위를 조정하기 쉽기 때문에, 상기 실리카 입자의 평균 입경은, 5nm 이상 400nm 이하여도 된다.

광파이버의 강도를 향상시키기 때문에, 세컨더리 수지층의 영률은, 23℃에서 1200MPa 이상 3000MPa 이하여도 된다.

광파이버의 외경은, 200±15μm여도 된다. 본 실시형태에 따른 세컨더리 수지층을 갖기 때문에, 세경의 광파이버여도 단선되기 어렵다. 광파이버의 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 단선을 저감하는 관점에서, 세컨더리 수지층은, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 함유하는 베이스 수지와, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하는 수지 조성물의 경화물을 포함해도 된다.

[본 개시의 실시형태의 상세]

본 실시형태에 따른 수지 조성물 및 광파이버의 구체예를, 필요에 따라 도면을 참조하면서 설명한다. 한편, 본 발명은 이들 예시로 한정되지 않고, 청구범위에 의해 나타나고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다. 이하의 설명에서는, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.

<광파이버>

도 1은, 본 실시형태에 따른 광파이버의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 광파이버(10)는, 코어(11) 및 클래드(12)를 포함하는 유리 파이버(13)와, 유리 파이버(13)의 외주에 마련된 프라이머리 수지층(14) 및 세컨더리 수지층(15)을 포함하는 피복 수지층(16)을 구비하고 있다.

클래드(12)는 코어(11)를 둘러싸고 있다. 코어(11) 및 클래드(12)는 석영 유리 등의 유리를 주로 포함하고, 예를 들면, 코어(11)에는 저마늄을 첨가한 석영 유리, 또는 순석영 유리를 이용할 수 있고, 클래드(12)에는 순석영 유리, 또는 불소가 첨가된 석영 유리를 이용할 수 있다.

도 1에 있어서, 예를 들면, 유리 파이버(13)의 외경(D2)은 100μm 내지 125μm 정도이고, 유리 파이버(13)를 구성하는 코어(11)의 직경(D1)은, 7μm 내지 15μm 정도이다. 피복 수지층(16)의 두께는, 통상 22μm 내지 70μm 정도이다. 프라이머리 수지층(14) 및 세컨더리 수지층(15)의 각 층의 두께는, 5μm 내지 50μm 정도여도 된다.

유리 파이버(13)의 외경(D2)이 125μm 정도이고, 피복 수지층(16)의 두께가 60μm 이상 70μm 이하인 경우, 프라이머리 수지층(14) 및 세컨더리 수지층(15)의 각 층의 두께는, 10μm 내지 50μm 정도이면 되고, 예를 들면, 프라이머리 수지층(14)의 두께가 35μm이고, 세컨더리 수지층(15)의 두께가 25μm여도 된다. 광파이버(10)의 외경은, 245μm 내지 265μm 정도여도 된다.

유리 파이버(13)의 외경(D2)이 125μm 정도이고, 피복 수지층(16)의 두께가 27μm 이상 48μm 이하인 경우, 프라이머리 수지층(14) 및 세컨더리 수지층(15)의 각 층의 두께는, 10μm 내지 38μm 정도이면 되고, 예를 들면, 프라이머리 수지층(14)의 두께가 25μm이고, 세컨더리 수지층(15)의 두께가 10μm여도 된다. 광파이버(10)의 외경은, 179μm 내지 221μm 정도여도 된다.

유리 파이버(13)의 외경(D2)이 100μm 정도이고, 피복 수지층(16)의 두께가 22μm 이상 37μm 이하인 경우, 프라이머리 수지층(14) 및 세컨더리 수지층(15)의 각 층의 두께는, 5μm 내지 32μm 정도이면 되고, 예를 들면, 프라이머리 수지층(14)의 두께가 25μm이고, 세컨더리 수지층(15)의 두께가 10μm여도 된다. 광파이버(10)의 외경은, 144μm 내지 174μm 정도여도 된다.

광파이버의 대전을 억제하기 때문에, 광파이버의 표면 전위의 절대치는, 10mV 이상 60mV 이하이며, 10mV 이상 50mV 이하가 바람직하고, 15mV 이상 40mV 이하가 보다 바람직하다.

(세컨더리 수지층)

광파이버의 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 단선을 저감하는 관점에서, 세컨더리 수지층(15)은, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 함유하는 베이스 수지와, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하는 수지 조성물을 경화시켜 형성할 수 있다. 즉, 세컨더리 수지층(15)은, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 함유하는 베이스 수지와, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하는 수지 조성물의 경화물을 포함해도 된다.

여기에서, (메트)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 그에 대응하는 메타크릴레이트를 의미한다. (메트)아크릴산 등에 대해서도 마찬가지이다.

본 실시형태에 따른 실리카 입자는, 구상의 입자이며, 그 표면이 소수 처리되어 있다. 본 실시형태에 따른 소수 처리란, 실리카 입자의 표면에 소수성의 기가 도입되어 있는 것을 말한다. 소수성의 기가 도입된 실리카 입자는, 수지 조성물 중의 분산성이 우수하다. 소수성의 기는, (메트)아크릴로일기 등의 반응성기(자외선 경화성의 작용기), 또는 지방족 탄화수소기(예를 들면, 알킬기), 방향족 탄화수소기(예를 들면, 페닐기) 등의 비반응성기여도 된다. 실리카 입자가 반응성기를 갖는 경우, 영률이 높은 수지층을 형성하기 쉬워진다.

광파이버의 대전을 억제하여 이물 등의 부착에 의한 단선을 저감하기 쉽기 때문에, 본 실시형태에 따른 실리카 입자는, 자외선 경화성의 작용기를 가져도 된다. 자외선 경화성의 작용기를 갖는 실레인 화합물로 구상 실리카 입자를 처리함으로써, 구상 실리카 입자의 표면에 자외선 경화성의 작용기를 도입할 수 있다.

자외선 경화성의 작용기를 갖는 실레인 화합물로서는, 예를 들면, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인, 3-아크릴옥시프로필트라이에톡시실레인, 8-메타크릴옥시옥틸트라이메톡시실레인, 8-아크릴옥시옥틸트라이메톡시실레인, 7-옥텐일트라이메톡시실레인, 바이닐트라이메톡시실레인 및 바이닐트라이에톡시실레인을 들 수 있다.

본 실시형태에 따른 실리카 입자는, 분산매에 분산되어 있다. 분산매에 분산된 실리카 입자를 이용함으로써, 수지 조성물 중에 실리카 입자를 균일하게 분산시킬 수 있고, 해당 수지 조성물로 형성되는 수지층 중에서도 분산된 상태로 실리카 입자가 존재한다. 분산매로서는, 수지 조성물의 경화를 저해하지 않으면, 특별히 한정되지 않는다. 분산매는, 반응성이어도, 비반응성이어도 된다.

반응성의 분산매로서, (메트)아크릴로일 화합물, 에폭시 화합물 등의 모노머를 이용해도 된다. (메트)아크릴로일 화합물로서는, 예를 들면, 1,6-헥세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, EO 변성 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, PO 변성 비스페놀 A 다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 프로필렌 글라이콜 다이글라이시딜 에터의 (메트)아크릴산 부가물, 트라이프로필렌 글라이콜 다이글라이시딜 에터의 (메트)아크릴산 부가물, 및 글리세린 다이글라이시딜 에터의 (메트)아크릴산 부가물을 들 수 있다. (메트)아크릴로일 화합물로서, 후술하는 모노머로 예시하는 화합물을 이용해도 된다.

비반응성의 분산매로서, 메틸 에틸 케톤(MEK) 등의 케톤계 용매, 메탄올(MeOH) 등의 알코올계 용매, 또는 프로필렌 글라이콜 모노메틸 에터 아세테이트(PGMEA) 등의 에스터계 용매를 이용해도 된다. 비반응성의 분산매의 경우, 베이스 수지와 분산매에 분산된 구상 실리카 입자를 혼합한 후, 분산매의 일부를 제거하여 수지 조성물을 조제해도 된다.

분산매에 분산된 실리카 입자는, 수지 조성물의 경화 후도 수지층 중에 분산된 상태로 존재한다. 반응성의 분산매를 사용한 경우, 실리카 입자는 수지 조성물에 분산매째 혼합되고, 분산 상태가 유지된 그대로 수지층 중에 도입된다. 비반응성의 분산매를 사용한 경우, 분산매는 적어도 그 일부가 수지 조성물로부터 휘발되어 없어지지만, 실리카 입자는 분산 상태인 그대로 수지 조성물 중에 남고, 경화 후의 수지층에도 분산된 상태로 존재한다. 수지층 중에 존재하는 실리카 입자는, 전자 현미경으로 관찰한 경우에, 일차 입자가 분산된 상태로 관찰된다.

수지층에 적당한 경도를 부여하기 쉬운 등의 관점에서, 본 실시형태에 따른 실리카 입자로서, 자외선 경화성의 작용기를 갖는 실리카 입자를 이용하는 것이 바람직하다.

세컨더리 수지층에 적당한 인성을 부여하는 관점에서, 실리카 입자의 평균 일차 입경은, 400nm 이하가 바람직하고, 300nm 이하가 보다 바람직하다. 세컨더리 수지층의 영률을 높게 하는 관점에서, 실리카 입자의 평균 일차 입경은, 5nm 이상이 바람직하고, 10nm 이상이 보다 바람직하다. 평균 일차 입경은, 예를 들면, 전자 현미경 사진의 화상 해석, 광산란법, BET법 등에 의해 측정할 수 있다. 무기 산화물의 일차 입자가 분산된 분산매는, 일차 입자의 입경이 작은 경우는 육안으로 투명하게 보인다. 일차 입자의 입경이 비교적 큰(40nm 이상) 경우는, 일차 입자가 분산된 분산매는 백탁되어 보이지만 침강물은 관찰되지 않는다.

소수성 구상 실리카 입자의 함유량은, 수지 조성물의 총량(베이스 수지 및 실리카 입자의 총량)을 기준으로 해서 7질량% 이상 60질량% 이하가 바람직하고, 8질량% 이상 55질량% 이하가 보다 바람직하며, 10질량% 이상 50질량% 이하가 더 바람직하다. 소수성 구상 실리카 입자의 함유량이 7질량% 이상이면, 광파이버의 표면 전위의 절대치를 크게 하기 쉬워진다. 소수성 구상 실리카 입자의 함유량이 60질량% 이하이면, 수지 조성물의 영률을 조정하여, 강인한 수지층을 형성할 수 있다. 한편, 수지 조성물의 총량은 경화에 의해 거의 변화하지 않기 때문에, 수지 조성물의 총량은 수지 조성물의 경화물의 총량이라고 생각해도 된다.

본 실시형태에 따른 베이스 수지는, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 함유한다.

유레테인 (메트)아크릴레이트로서는, 폴리올 화합물, 폴리아이소사이아네이트 화합물 및 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 화합물을 반응시켜 얻어지는 올리고머를 이용할 수 있다.

폴리올 화합물로서는, 예를 들면, 폴리테트라메틸렌 글라이콜, 폴리프로필렌 글라이콜 및 비스페놀 A·에틸렌 옥사이드 부가 다이올을 들 수 있다. 폴리올 화합물의 수 평균 분자량은, 400 이상 1000 이하여도 된다. 폴리아이소사이아네이트 화합물로서는, 예를 들면, 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 2,6-톨릴렌 다이아이소사이아네이트, 아이소포론 다이아이소사이아네이트 및 다이사이클로헥실메테인 4,4'-다이아이소사이아네이트를 들 수 있다. 수산기 함유 (메트)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시뷰틸 (메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올 모노(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트 및 트라이프로필렌 글라이콜 모노(메트)아크릴레이트를 들 수 있다.

유레테인 (메트)아크릴레이트를 합성할 때의 촉매로서, 일반적으로 유기 주석 화합물이 사용된다. 유기 주석 화합물로서는, 예를 들면, 다이뷰틸주석 다이라우레이트, 다이뷰틸주석 다이아세테이트, 다이뷰틸주석 말레에이트, 다이뷰틸주석 비스(머캅토아세트산 2-에틸헥실), 다이뷰틸주석 비스(머캅토아세트산 아이소옥틸) 및 다이뷰틸주석 옥사이드를 들 수 있다. 용이입수성 또는 촉매 성능의 점에서, 촉매로서 다이뷰틸주석 다이라우레이트 또는 다이뷰틸주석 다이아세테이트를 사용하는 것이 바람직하다.

유레테인 (메트)아크릴레이트의 합성 시에 탄소수 5 이하의 저급 알코올을 사용해도 된다. 저급 알코올로서는, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-뷰탄올, 2-뷰탄올, 2-메틸-2-프로판올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-뷰탄올, 3-메틸-1-뷰탄올, 2-메틸-2-뷰탄올, 3-메틸-2-뷰탄올 및 2,2-다이메틸-1-프로판올을 들 수 있다.

광파이버의 표면 전위를 높게 하기 쉽기 때문에, 올리고머는, 에폭시 (메트)아크릴레이트를 추가로 포함해도 된다. 에폭시 (메트)아크릴레이트로서는, 글라이시딜기를 2 이상 갖는 에폭시 수지에 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 올리고머를 이용할 수 있다.

광파이버의 인성을 높이기 때문에, 에폭시 (메트)아크릴레이트의 함유량은, 올리고머 및 모노머의 총량을 기준으로 해서, 10질량% 이상 55질량% 이하가 바람직하고, 15질량% 이상 50질량% 이하가 보다 바람직하며, 20질량% 이상 45질량% 이하가 더 바람직하다.

모노머로서는, 중합성기를 1개 갖는 단작용 모노머, 및 중합성기를 2개 이상 갖는 다작용 모노머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 이용할 수 있다. 모노머는, 2종 이상을 혼합하여 이용해도 된다.

단작용 모노머로서는, 예를 들면, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-뷰틸 (메트)아크릴레이트, s-뷰틸 (메트)아크릴레이트, tert-뷰틸 (메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸 (메트)아크릴레이트, n-펜틸 (메트)아크릴레이트, 아이소펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-페녹시벤질 아크릴레이트, 페녹시다이에틸렌 글라이콜 아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌 글라이콜 아크릴레이트, 4-tert-뷰틸사이클로헥산올 아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일 (메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸 (메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일 (메트)아크릴레이트, 노닐페놀 폴리에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌 글라이콜 (메트)아크릴레이트, 아이소보닐 (메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴레이트계 모노머; (메트)아크릴산, (메트)아크릴산 다이머, 카복시에틸 (메트)아크릴레이트, 카복시펜틸 (메트)아크릴레이트, ω-카복시-폴리카프로락톤 (메트)아크릴레이트 등의 카복실기 함유 모노머; N-(메트)아크릴로일 모폴린, N-바이닐 피롤리돈, N-바이닐 카프로락탐, N-아크릴로일피페리딘, N-메타크릴로일피페리딘, N-(메트)아크릴로일피롤리딘, 3-(3-피리딘)프로필 (메트)아크릴레이트, 환상 트라이메틸올프로페인 폼알 아크릴레이트 등의 헤테로환 함유 모노머; 말레이미드, N-사이클로헥실 말레이미드, N-페닐 말레이미드 등의 말레이미드계 모노머; (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸 (메트)아크릴아마이드, N,N-다이에틸 (메트)아크릴아마이드, N-헥실 (메트)아크릴아마이드, N-메틸 (메트)아크릴아마이드, N-뷰틸 (메트)아크릴아마이드, N-뷰틸 (메트)아크릴아마이드, N-메틸올 (메트)아크릴아마이드, N-메틸올프로페인 (메트)아크릴아마이드 등의 아마이드계 모노머; (메트)아크릴산 아미노에틸, (메트)아크릴산 아미노프로필, (메트)아크릴산 N,N-다이메틸아미노에틸, (메트)아크릴산 tert-뷰틸아미노에틸 등의 (메트)아크릴산 아미노알킬계 모노머; N-(메트)아크릴로일옥시메틸렌 석신이미드, N-(메트)아크릴로일-6-옥시헥사메틸렌 석신이미드, N-(메트)아크릴로일-8-옥시옥타메틸렌 석신이미드 등의 석신이미드계 모노머를 들 수 있다.

다작용 모노머로서는, 예를 들면, 에틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 네오펜틸 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A의 알킬렌 옥사이드 부가물의 다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발산 네오펜틸 글라이콜 다이(메트)아크릴레이트, 1,4-뷰테인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,12-도데케인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,14-테트라데케인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,16-헥사데케인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,20-에이코세인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 아이소펜틸다이올 다이(메트)아크릴레이트, 3-에틸-1,8-옥테인다이올 다이(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A의 EO 부가물 다이(메트)아크릴레이트 등의 중합성기를 2개 갖는 모노머; 및 트라이메틸올프로페인 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올옥테인 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 폴리에톡시 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 폴리프로폭시 트라이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인 폴리에톡시 폴리프로폭시 트라이(메트)아크릴레이트, 트리스[(메트)아크릴로일옥시에틸] 아이소사이아누레이트, 펜타에리트리톨 트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 폴리에톡시 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 폴리프로폭시 테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리스[(메트)아크릴로일옥시에틸] 아이소사이아누레이트 등의 중합성기를 3개 이상 갖는 모노머를 들 수 있다.

수지층의 영률을 높이는 관점에서, 모노머는, 다작용 모노머를 포함하는 것이 바람직하고, 중합성기를 2개 갖는 모노머를 포함하는 것이 보다 바람직하다.

광중합 개시제로서는, 공지된 라디칼 광중합 개시제 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 광중합 개시제로서, 예를 들면, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Omnirad 184, IGM Resins사제), 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 1-(4-아이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 비스(2,6-다이메톡시벤조일)-2,4,4-트라이메틸펜틸포스핀 옥사이드, 2-메틸-1-[4-(메틸싸이오)페닐]-2-모폴리노-프로판-1-온(Omnirad 907, IGM Resins사제), 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드(Omnirad TPO, IGM Resins사제) 및 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀 옥사이드(Omnirad 819, IGM Resins사제)를 들 수 있다.

수지 조성물은, 실레인 커플링제, 레벨링제, 소포제, 산화 방지제, 증감제 등을 추가로 함유해도 된다.

실레인 커플링제로서는, 수지 조성물의 경화의 방해가 되지 않으면, 특별히 한정되지 않는다. 실레인 커플링제로서, 예를 들면, 테트라메틸 실리케이트, 테트라에틸 실리케이트, 머캅토프로필트라이메톡시실레인, 바이닐트라이클로로실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 바이닐트리스(β-메톡시-에톡시)실레인, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)-에틸트라이메톡시실레인, 다이메톡시다이메틸실레인, 다이에톡시다이메틸실레인, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, γ-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인, γ-글라이시독시프로필메틸다이에톡시실레인, γ-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-(β-아미노에틸)-γ-아미노프로필트라이메틸다이메톡시실레인, N-페닐-γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, γ-클로로프로필트라이메톡시실레인, γ-머캅토프로필트라이메톡시실레인, γ-아미노프로필트라이메톡시실레인, 비스-[3-(트라이에톡시실릴)프로필] 테트라설파이드, 비스-[3-(트라이에톡시실릴)프로필] 다이설파이드, γ-트라이메톡시실릴프로필다이메틸싸이오카밤일 테트라설파이드 및 γ-트라이메톡시실릴프로필벤조싸이아질 테트라설파이드를 들 수 있다.

세컨더리 수지층의 영률은, 23℃에서 1200MPa 이상 3000MPa 이하인 것이 바람직하고, 1250MPa 이상 2800MPa 이하가 보다 바람직하며, 1300MPa 이상 2700MPa 이하가 더 바람직하다. 세컨더리 수지층의 영률이 1200MPa 이상이면, 측압 특성을 향상시키기 쉽고, 3000MPa 이하이면, 세컨더리 수지층에 적당한 인성을 부여할 수 있기 때문에, 저온 특성을 향상시키기 쉬워진다.

(프라이머리 수지층)

프라이머리 수지층(14)은, 예를 들면, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머, 광중합 개시제 및 실레인 커플링제를 포함하는 수지 조성물을 경화시켜 형성할 수 있다. 프라이머리 수지층용의 수지 조성물은, 종래 공지된 기술을 이용할 수 있다. 유레테인 (메트)아크릴레이트, 모노머, 광중합 개시제 및 실레인 커플링제로서는, 상기 베이스 수지로 예시한 화합물로부터 적절히 선택해도 된다. 단, 프라이머리 수지층을 형성하는 수지 조성물은, 세컨더리 수지층을 형성하는 베이스 수지와는 상이한 조성을 갖고 있다.

광파이버에 보이드가 발생하는 것을 억제하는 관점에서, 프라이머리 수지층의 영률은, 23℃에서 0.04MPa 이상 1.0MPa 이하인 것이 바람직하고, 0.05MPa 이상 0.9MPa 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.05MPa 이상 0.8MPa 이하인 것이 더 바람직하다.

실시예

이하, 본 개시에 따른 실시예 및 비교예를 이용한 평가 시험의 결과를 나타내어, 본 개시를 더 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.

[세컨더리 수지층용의 수지 조성물]

(올리고머)

올리고머로서, 분자량 600의 폴리프로필렌 글라이콜, 2,4-톨릴렌 다이아이소사이아네이트 및 하이드록시에틸 아크릴레이트를 반응시키는 것에 의해 얻어진 유레테인 아크릴레이트(UA)와, 비스페놀 A형의 에폭시 아크릴레이트(EA)를 준비했다.

(모노머)

모노머로서, 트라이프로필렌 글라이콜 다이아크릴레이트(TPGDA) 및 2-페녹시에틸 아크릴레이트(PO-A)를 준비했다.

(광중합 개시제)

광중합 개시제로서, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(Omnirad 184) 및 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드(Omnirad TPO)를 준비했다.

(실리카 입자)

실리카 입자로서, 표 1에 나타내는 실리카 입자(Si-1∼Si-4)를 포함하는 실리카 졸을 준비했다. 소수성의 실리카 입자는, 메타크릴로일기를 갖고 있었다.

(수지 조성물)

우선, 상기 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 혼합하여, 베이스 수지를 조제했다. 이어서, 표 2 또는 표 3에 나타내는 실리카 입자의 함유량이 되도록, 실리카 졸을 베이스 수지와 혼합한 후, 분산매인 MEK의 대부분을 감압 제거하여, 세컨더리 수지층용의 수지 조성물을 각각 제작했다. 한편, 수지 조성물 중에 잔존하고 있는 MEK의 함유량은, 5질량% 이하였다.

표 2 및 표 3에 있어서, 올리고머 및 모노머의 수치는, 올리고머 및 모노머의 총량을 기준으로 하는 함유량이며, 실리카 입자의 수치는, 수지 조성물의 총량을 기준으로 하는 함유량이다.

<수지 조성물의 분산 상태>

수지 조성물을 MEK로 100배로 희석하고, 오쓰카 전자 주식회사제의 제타 전위·입경·분자량 측정 시스템 「ELSZ-2000」을 이용하여, 전압 200V에 있어서의 제타 전위를 측정했다. 제타 전위의 절대치가 30mV를 초과하는 경우를 실리카 입자가 수지 조성물 중에 균일하게 분산되어 있다고 판단했다.

[프라이머리 수지층용의 수지 조성물]

분자량 4000의 폴리프로필렌 글라이콜, 아이소포론 다이아이소사이아네이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메탄올을 반응시키는 것에 의해 얻어지는 유레테인 아크릴레이트를 준비했다. 이 유레테인 아크릴레이트 75질량부, 노닐페놀 EO 변성 아크릴레이트 12질량부, N-바이닐 카프로락탐 6질량부, 1,6-헥세인다이올 다이아크릴레이트 2질량부, 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀 옥사이드 1질량부, 및 3-머캅토프로필트라이메톡시실레인 1질량부를 혼합하여, 프라이머리 수지층용의 수지 조성물을 얻었다.

[광파이버의 제작]

코어 및 클래드로 구성되는 직경 125μm의 유리 파이버의 외주에, 프라이머리 수지층용의 수지 조성물을 이용하여 두께 20μm의 프라이머리 수지층을 형성하고, 추가로 그 외주에 세컨더리 수지층용의 수지 조성물을 이용하여 두께 15μm의 세컨더리 수지층을 형성하여, 광파이버를 제작했다. 선속은 1500m/분으로 했다.

(광파이버의 표면 전위)

「ELSZ-2000」을 이용하여, 인가 전압 60V에 있어서의 광파이버의 표면 전위를 실온에서 측정했다. 측정은, 이하의 수순으로 행했다.

우선, 모니터 입자로서, 폴리스타이렌 라텍스(입경: 520nm)를 하이드록시프로필렌 셀룰로스(Mw: 300000)로 코팅한 입자를, 10mM의 NaCl 수용액에 분산시킨 모니터 입자의 용액을 준비했다. 이어서, 광파이버를 스페이서에 100개 전면에 깔고, 「ELSZ-2000」의 제타 전위용의 셀에 세팅한 후, 포어 사이즈 0.1μm의 필터로 여과한 모니터 입자의 용액을 셀 내에 주입했다. 셀 깊이 방향으로 모니터 입자의 전기영동 측정을 행했다. 측정된 셀 내부의 겉보기의 속도 분포를 모리·오카모토식으로 해석하고, 광파이버의 표면 전위를 구했다.

(단선의 유무)

광파이버를 1500m/분으로 선긋기했을 때, 100km 선긋기해서 단선되지 않는 경우를 「A」, 단선된 경우를 「B」로 했다.

10 광파이버
11 코어
12 클래드
13 유리 파이버
14 프라이머리 수지층
15 세컨더리 수지층
16 피복 수지층

Claims

코어 및 클래드를 포함하는 유리 파이버와, 상기 유리 파이버의 외주를 피복하는 피복 수지층을 구비하는 광파이버로서,
상기 피복 수지층이, 상기 유리 파이버에 접해서 상기 유리 파이버를 피복하는 프라이머리 수지층과, 상기 프라이머리 수지층의 외주를 피복하는 세컨더리 수지층을 갖고,
상기 세컨더리 수지층은, 소수성 구상 실리카 입자를 포함하고, 상기 실리카 입자의 함유량이 상기 세컨더리 수지층의 총량을 기준으로 해서 7질량% 이상 60질량% 이하이며,
표면 전위의 절대치가, 10mV 이상 60mV 이하인, 광파이버.
제 1 항에 있어서,
상기 실리카 입자의 평균 일차 입경이, 5nm 이상 400nm 이하인, 광파이버.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 세컨더리 수지층의 영률이, 23℃에서 1200MPa 이상 3000MPa 이하인, 광파이버.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
외경이, 200±15μm인, 광파이버.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세컨더리 수지층이, 유레테인 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 모노머 및 광중합 개시제를 함유하는 베이스 수지와, 상기 실리카 입자를 포함하는 수지 조성물의 경화물을 포함하는, 광파이버.