WO2021019908A1 - 光ファイバリボン及び光ファイバケーブル - Google Patents

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optical fiber
ribbon
meth
resin
acrylate
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矩章 岩口
勝史 浜窪
千明 徳田
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住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to optical fiber ribbons and optical fiber cables.
  • This application claims the priority based on Japanese Application No. 2019-137900 filed on July 26, 2019, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • An optical fiber tape core wire in which a plurality of optical fiber strands are arranged and integrated by a batch coating layer is known (for example, Patent Document 1).
  • the bulk coating layer is formed of a UV curable resin.
  • the optical fiber ribbon according to one aspect of the present disclosure is an optical fiber ribbon in which a plurality of optical fibers are coated with a resin for ribbon, and the resin for ribbon is a base containing an oligomer, a monomer, and a photopolymerization initiator.
  • An optical fiber ribbon which is a cured product of a resin composition containing a resin and inorganic oxide particles.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an optical fiber ribbon according to an embodiment.
  • the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an optical fiber ribbon capable of realizing high lateral pressure characteristics and suppressing an increase in transmission loss.
  • the optical fiber ribbon according to one aspect of the present disclosure is an optical fiber ribbon in which a plurality of optical fibers are coated with a ribbon resin, and the ribbon resin is a base containing an oligomer, a monomer, and a photopolymerization initiator. It is a cured product of a resin composition containing a resin and inorganic oxide particles. According to such an optical fiber ribbon, high lateral pressure characteristics can be realized and an increase in transmission loss can be suppressed. By including the inorganic oxide particles in the ribbon resin, Young's modulus can be increased without increasing the curing strain.
  • the inorganic oxide particles improve the slipperiness of the surface of the optical fiber ribbon and suppress the sticking of the ribbons to each other. It is considered that this is because minute irregularities due to the inorganic oxide particles are formed on the ribbon surface. Further, since the inorganic substance is contained, the surface hardness can be increased as compared with the case where the same Young's modulus is obtained only with the organic substance. Due to these effects, it is considered that the optical fiber ribbon is unlikely to increase in loss even when it is made into a cable.
  • the optical fiber ribbon according to the present embodiment can be sharply bent when it is stored at a high density. For example, even when an optical fiber having a diameter of 200 or less, which is said to have a low lateral pressure characteristic, is used, it is possible to suppress an increase in transmission loss during bobbin winding or cable formation.
  • the inorganic oxide particles may be particles containing at least one selected from the group consisting of silicon dioxide, zirconium dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, titanium oxide, tin oxide and zinc oxide. These particles have excellent dispersibility in the resin composition, and the Young's modulus can be easily adjusted.
  • the inorganic oxide particles may be hydrophobic. Inorganic oxide particles into which a hydrophobic group has been introduced are excellent in dispersibility in a resin composition.
  • the content of the inorganic oxide particles may be 1% by mass or more and 45% by mass or less based on the total amount of the ribbon resin.
  • the average primary particle size of the inorganic oxide particles may be 650 nm or less.
  • the resin composition may further contain a lubricant.
  • the Young's modulus of the ribbon resin may be 1100 MPa or more and 2500 MPa or less at 23 ° C.
  • the optical fiber ribbon according to one aspect of the present disclosure is an optical fiber ribbon in which a plurality of optical fibers are coated with a ribbon resin, and the ribbon resin contains inorganic oxide particles and is a ribbon resin.
  • the rate is 1100 MPa or more and 2500 MPa or less at 23 ° C. According to such an optical fiber ribbon, high lateral pressure characteristics can be realized and an increase in transmission loss can be suppressed.
  • the ribbon resin may further contain a lubricant.
  • the optical fiber cable according to one aspect of the present disclosure comprises the above-mentioned optical fiber ribbon housed in the cable.
  • the optical fiber cable provided with the optical fiber ribbon can also achieve both high lateral pressure characteristics and low transmission loss.
  • optical fiber ribbon is formed by coating a plurality of optical fibers with a ribbon resin.
  • the ribbon resin (connecting resin) can be a cured product of a resin composition containing a base resin and inorganic oxide particles.
  • the base resin contains oligomers, monomers and photopolymerization initiators.
  • the oligomer preferably contains a urethane (meth) acrylate oligomer.
  • a urethane (meth) acrylate oligomer an oligomer obtained by reacting a polyol compound, a polyisocyanate compound, and a hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound can be used.
  • the (meth) acrylate means an acrylate or a methacrylate corresponding thereto. The same applies to (meth) acrylic acid.
  • polyol compound examples include polytetramethylene glycol, polypropylene glycol and bisphenol A / ethylene oxide-added diol.
  • polyisocyanate compound examples include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate.
  • hydroxyl group-containing (meth) acrylate compound examples include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, and the like. Examples thereof include 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and tripropylene glycol di (meth) acrylate.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyol compound may be 300 or more and 3000 or less.
  • An organic tin compound is generally used as a catalyst when synthesizing a urethane (meth) acrylate oligomer.
  • organotin compound examples include dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltinmalate, dibutyltinbis (2-ethylhexyl mercaptoacetate), dibutyltinbis (isooctyl mercaptoacetate) and dibutyltin oxide. From the viewpoint of easy availability or catalytic performance, it is preferable to use dibutyltin dilaurate or dibutyltin diacetate as the catalyst.
  • a lower alcohol having 5 or less carbon atoms may be used when synthesizing the urethane (meth) acrylate oligomer.
  • the lower alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, and the like. Examples thereof include 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol and 2,2-dimethyl-1-propanol.
  • the oligomer may further contain an epoxy (meth) acrylate oligomer.
  • an epoxy (meth) acrylate oligomer an oligomer obtained by reacting an epoxy resin having two or more glycidyl groups with a compound having a (meth) acryloyl group can be used.
  • a monofunctional monomer having one polymerizable group and a polyfunctional monomer having two or more polymerizable groups can be used. Two or more kinds of monomers may be mixed and used.
  • Examples of the monofunctional monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, s-butyl (meth) acrylate, and tert-butyl (meth) acrylate.
  • Heterocyclic ring-containing (meth) acrylates such as piperidine, N-acryloylpyrrolidin, 3- (3-pyridine) propyl (meth) acrylate, cyclic trimethylolpropanformal acrylate; maleimide, N-cyclohexyl maleimide, N-phenylmaleimide, etc.
  • Aminoalkyl (meth) acrylate monomers such as aminopropyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, tert-butylaminoethyl (meth) acrylate; N- (meth) acryloyl
  • succinimide-based monomers such as oxymethylene succinimide, N- (meth) acryloyl-6-oxyhexamethylene succinimide, and N- (meth) acryloyl-8-oxyoctamethylene succinimide.
  • polyfunctional monomer examples include ethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, and tripropylene glycol di (meth) acrylate.
  • Di (meth) acrylate of alkylene oxide adduct of bisphenol A tetraethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate of hydroxypivalate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6 -Hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,12-dodecanediol di (meth) acrylate, 1,14-tetradecanediol di (meth) acrylate, 1,16-hexadecane EO addition of diol di (meth) acrylate, 1,20-eicosane diol di (meth) acrylate, isopentyl diol di (meth) acrylate, 3-ethyl-1,8-octane diol di (meth) acrylate, bisphenol A
  • the photopolymerization initiator it can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators and used.
  • the photopolymerization initiator include 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (Omnirad 184, manufactured by IGM Resins), 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-.
  • Methylpropan-1-one bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1 -On (Omnirad 907, manufactured by IGM Resins), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Omnirad TPO, manufactured by IGM Resins) and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphin oxide (Omnirad 819) , IGM Resins).
  • the resin composition may further contain a silane coupling agent, a leveling agent, a defoaming agent, an antioxidant, a sensitizer, a lubricant and the like.
  • the silane coupling agent is not particularly limited as long as it does not interfere with the curing of the resin composition.
  • examples of the silane coupling agent include tetramethyl silicate, tetraethyl silicate, mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris ( ⁇ -methoxy-ethoxy) silane, and ⁇ - (3,4-epylcyclohexyl).
  • -Ethyltrimethoxysilane dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyl Trimethoxysilane, N- ( ⁇ -aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N- ( ⁇ -aminoethyl) - ⁇ -aminopropyltrimethyldimethoxysilane, N-phenyl- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, ⁇ -Chloropropyltrimethoxysilane, ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane, ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, bis- [3- (triethoxysilyl) prop
  • silicone oil is used as the lubricant.
  • the silicone oil is preferably a high-molecular-weight silicone oil or a modified silicone oil in which a part of the dimethylsiloxane skeleton is modified with an organic group, which does not easily precipitate on the surface over time.
  • the modified silicone oil include silicone oils modified with polyether, amine, epoxy, mercapto, (meth) acrylic, carboxyl and the like.
  • the viscosity of the resin composition is preferably 300 mPa ⁇ s or more and 3500 mPa ⁇ s or less at 45 ° C., more preferably 300 mPa ⁇ s or more and 2500 mPa ⁇ s or less, and 300 mPa ⁇ s or more and 2000 mPa ⁇ s or less. Is more preferable. If the viscosity of the resin composition is too high, the coatability tends to decrease. On the other hand, if the viscosity of the resin composition is too low, uneven thickness tends to occur.
  • the resin composition can be used as a coating material for an optical fiber as described later, but at that time, if the viscosity of the resin composition is too high, the coatability is lowered and the coating diameter when forming the resin layer becomes large. The optical fiber is not stable and easily breaks. On the other hand, if the viscosity of the resin composition is too low, the self-aligning force does not easily work, and uneven thickness tends to occur.
  • the inorganic oxide particles are not particularly limited, but silicon dioxide (silica), zirconium dioxide (zirconia), aluminum oxide (alumina), from the viewpoint of excellent dispersibility in the resin composition and easy preparation of the Young ratio, It is preferable that the particles contain at least one selected from the group consisting of magnesium oxide (magnesia), titanium oxide (titania), tin oxide and zinc oxide. It is more preferable to use silica particles as the inorganic oxide particles from the viewpoints of low cost, easy surface treatment, ultraviolet transmission, and easy to impart appropriate hardness to the cured product.
  • Inorganic oxide particles are preferably hydrophobic. Specifically, it is preferable that the surface of the inorganic oxide particles is hydrophobically treated with a silane compound.
  • the hydrophobic treatment means introducing a hydrophobic group into the surface of the inorganic oxide particles.
  • Inorganic oxide particles into which a hydrophobic group has been introduced are excellent in dispersibility in a resin composition.
  • the hydrophobic group include an ultraviolet curable reactive group such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group, or a non-reactive group such as a hydrocarbon group (for example, an alkyl group) and an aryl group (for example, a phenyl group). It may be a group.
  • the inorganic oxide particles have a reactive group, it becomes easy to form a resin layer having a high Young's modulus.
  • silane compound having a reactive group examples include 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltriethoxysilane, and 8- Examples thereof include silane compounds such as metharoxyoctyltrimethoxysilane, 8-acryloxyoctyltrimethoxysilane, 7-octenyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane.
  • silane compound having an alkyl group examples include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane, pentiltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, and octyltrimethoxysilane.
  • Examples thereof include methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltriethoxysilane, pentyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane and octyltriethoxysilane.
  • the inorganic oxide particles may be dispersed in a dispersion medium when added to the resin composition.
  • the inorganic oxide particles can be uniformly dispersed in the resin composition, and the storage stability of the resin composition can be improved.
  • the dispersion medium is not particularly limited as long as it does not inhibit the curing of the resin composition.
  • the dispersion medium may be reactive or non-reactive.
  • a monomer such as a (meth) acryloyl compound or an epoxy compound
  • examples of the (meth) acrylic compound include 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, EO-modified bisphenol A di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and PO-modified bisphenol A di (meth) acrylate.
  • the (meth) acryloyl compound exemplified by the monomer described later may be used.
  • a ketone solvent such as methyl ethyl ketone (MEK) or methyl isobutyl ketone (MIBK)
  • an alcohol solvent such as methanol (methanol) or propylene glycol monomethyl ether (PGME), or propylene glycol monomethyl ether acetate
  • An ester solvent such as (PGMEA)
  • the base resin and the inorganic oxide particles dispersed in the dispersion medium may be mixed, and then a part of the dispersion medium may be removed to prepare a resin composition.
  • the average primary particle size of the inorganic oxide particles may be 650 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 500 nm or less, still more preferably 400 nm or less. From the viewpoint of excellent strength after curing, the average primary particle size of the inorganic oxide particles is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more.
  • the average primary particle size can be measured by, for example, image analysis of electron micrographs, a light scattering method, a BET method, or the like.
  • the dispersion medium in which the primary particles of the inorganic oxide particles are dispersed looks transparent visually when the particle size of the primary particles is small. When the particle size of the primary particles is relatively large (40 nm or more), the dispersion medium in which the primary particles are dispersed appears cloudy, but no precipitate is observed.
  • the content of the inorganic oxide particles is 1% by mass or more and 45% by mass or less, preferably 2% by mass or more and 40% by mass or less, based on the total amount of the resin composition (total amount of the base resin and the inorganic oxide particles). More preferably, it is 3% by mass or more and 35% by mass or less.
  • the content of the inorganic oxide particles is 1% by mass or more, it becomes easy to form a tough cured product.
  • the content of the inorganic oxide particles is 45% by mass or less, it becomes easy to form a cured product in which the inorganic oxide particles are preferably dispersed. Since the total amount of the resin composition and the total amount of the cured product of the resin composition can be substantially the same, the above-mentioned regulation of the content of the inorganic oxide particles shall be applied to the total amount of the resin for ribbon. Can be done.
  • the Young's modulus of the ribbon resin can be 1100 MPa or more and 2500 MPa or less at 23 ° C., but is preferably 1100 MPa or more and 2000 MPa or less, and more preferably 1400 MPa or more and 2000 MPa or less.
  • the Young's modulus of the ribbon resin is 1100 MPa or more, the lateral pressure characteristics are easily improved, and when it is 2500 MPa or less, appropriate toughness can be imparted to the ribbon resin, so that the ribbon resin is less likely to crack.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber.
  • the optical fiber 10 includes a glass fiber 13 including a core 11 and a clad 12, and a coating resin layer 16 including a primary resin layer 14 and a secondary resin layer 15 provided on the outer periphery of the glass fiber 13.
  • the clad 12 surrounds the core 11.
  • the core 11 and the clad 12 mainly contain glass such as quartz glass.
  • glass such as quartz glass.
  • quartz glass or pure quartz glass to which germanium is added can be used for the core 11, and pure quartz glass or pure quartz glass or pure quartz glass can be used for the clad 12.
  • Fused quartz glass to which fluorine has been added can be used.
  • the outer diameter (D2) of the glass fiber 13 is about 100 ⁇ m or more and 125 ⁇ m or less, and the diameter (D1) of the core 11 constituting the glass fiber 13 is about 7 ⁇ m or more and about 15 ⁇ m or less.
  • the thickness of the coating resin layer 16 is usually about 22 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the thickness of each of the primary resin layer 14 and the secondary resin layer 15 may be about 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of each layer of the primary resin layer 14 and the secondary resin layer 15 is about 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the primary resin layer 14 may be 35 ⁇ m, and the thickness of the secondary resin layer 15 may be 25 ⁇ m.
  • the outer diameter of the optical fiber 10 may be about 245 ⁇ m or more and 265 ⁇ m or less.
  • the thickness of each layer of the primary resin layer 14 and the secondary resin layer 15 is about 10 ⁇ m or more and 38 ⁇ m or less.
  • the thickness of the primary resin layer 14 may be 25 ⁇ m, and the thickness of the secondary resin layer 15 may be 10 ⁇ m.
  • the outer diameter of the optical fiber 10 may be about 179 ⁇ m 221 ⁇ m or less.
  • the thickness of each layer of the primary resin layer 14 and the secondary resin layer 15 is about 5 ⁇ m or more and 32 ⁇ m or less.
  • the thickness of the primary resin layer 14 may be 25 ⁇ m, and the thickness of the secondary resin layer 15 may be 10 ⁇ m.
  • the outer diameter of the optical fiber 10 may be about 144 ⁇ m or more and 174 ⁇ m or less.
  • the above resin composition for forming the ribbon resin can be applied to the secondary resin layer.
  • the secondary resin layer can be formed by curing a resin composition containing the above-mentioned inorganic oxide particles and a base resin. Thereby, the lateral pressure characteristic of the optical fiber can be improved.
  • the method for producing an optical fiber includes a coating step of applying the above resin composition to the outer periphery of a glass fiber composed of a core and a clad, and a curing step of curing the resin composition by irradiating ultraviolet rays after the coating step. ,including.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer is preferably 1300 MPa or more, more preferably 1300 MPa or more and 3600 MPa or less, and further preferably 1400 MPa or more and 3000 MPa or less at 23 ° C.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer is 1300 MPa or more, the lateral pressure characteristics are easily improved, and when it is 3600 MPa or less, appropriate toughness can be imparted to the secondary resin layer, so that cracks or the like are less likely to occur in the secondary resin layer.
  • the primary resin layer 14 can be formed by curing, for example, a resin composition containing a urethane (meth) acrylate oligomer, a monomer, a photopolymerization initiator and a silane coupling agent.
  • a resin composition for the primary resin layer a conventionally known technique can be used.
  • the urethane (meth) acrylate oligomer, monomer, photopolymerization initiator and silane coupling agent may be appropriately selected from the compounds exemplified in the above base resin.
  • the resin composition forming the primary resin layer has a composition different from that of the base resin forming the secondary resin layer.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an optical fiber ribbon according to an embodiment.
  • the optical fiber ribbon 100 is formed by coating a plurality of optical fibers 10 with the ribbon resin 40 (integrally).
  • the ribbon resin 40 integralally
  • four optical fibers 10 are shown as an example, but the number of the optical fibers 10 is not particularly limited.
  • the optical fibers 10 may be integrated in a state of being adjacently arranged in parallel, or a part or all of the optical fibers 10 may be integrated in a state of being arranged in parallel at regular intervals.
  • the distance F between the centers of adjacent optical fibers 10 is preferably 250 ⁇ 30 ⁇ m or less. When the distance between the centers is 250 ⁇ m, it is easy to place the optical fiber in the existing V-groove, and an optical fiber ribbon having excellent batch fusion property can be obtained.
  • the thickness T of the optical fiber ribbon 100 is preferably 164 ⁇ m or more and 285 ⁇ m or less, although it depends on the diameter of the optical fiber 10.
  • the thickness of the ribbon resin at the center of the optical fibers 10 The ribbon can be 20 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the optical fiber cable is formed by housing the above-mentioned optical fiber ribbon in the cable.
  • the optical fiber cable include a slot-type optical fiber cable having a plurality of slot grooves.
  • the optical fiber ribbon can be mounted in the slot groove so that the mounting density in each slot groove is about 25% or more and 65% or less.
  • the mounting density means the ratio of the cross-sectional area of the optical fiber ribbon mounted in the slot groove to the cross-sectional area of the slot groove.
  • Resin composition for forming resin for ribbon (Oligomer)
  • a urethane acrylate oligomer obtained by reacting polypropylene glycol having a molecular weight of 1000, 2,4-tolylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate was prepared.
  • Photopolymerization initiator As a photopolymerization initiator, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide were prepared.
  • Inorganic oxide particles As the inorganic oxide particles, hydrophobic silica particles having an average primary particle size of 10 nm or more and 15 nm or less, hydrophobic silica particles having an average primary particle size of 70 nm or more and 100 nm or less, and hydrophobic silica having an average primary particle size of 250 nm or more and 350 nm or less. Particles were prepared. These silica particles had a methacryloyl group and were dispersed in methyl ethyl ketone (MEK).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • urethane acrylate oligomer 70 parts by mass of urethane acrylate oligomer, 10 parts by mass of 2-phenoxyethyl acrylate, 13 parts by mass of tripropylene glycol diacrylate, 5 parts by mass of N-vinylcaprolactam, 1 part by mass of 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, and 2,4,6-
  • a base resin was prepared by mixing 1 part by mass of trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
  • Example 7 silicone oil was added as a lubricant to the resin composition in the amount shown in Table 1.
  • Resin composition for secondary resin layer 60 parts by mass of urethane acrylate oligomer, which is a reaction product of polypropylene glycol, isophorone diisocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate having a molecular weight of 1000, 19 parts by mass of isobornyl acrylate, 20 parts by mass of trimethylpropan triacrylate, 2,4.
  • a resin composition for a secondary resin layer was prepared by mixing with 1 part by mass of 6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
  • Resin composition for primary resin layer 75 parts by mass of urethane acrylate oligomer which is a reaction product of polypropylene glycol, 2,4-tolylene diisocyanate, 2-hydroxyethyl acrylate and methanol having a molecular weight of 2000, 12 parts by mass of nonylphenol EO modified acrylate, 6 parts by mass of N-vinylcaprolactam, 1 , 6-Hexanediol diacrylate 2 parts by mass, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide 1 part by mass, and ⁇ -mercaptopropyltrimethoxysilane 1 part by mass are mixed to form a resin composition for the primary resin layer.
  • urethane acrylate oligomer which is a reaction product of polypropylene glycol, 2,4-tolylene diisocyanate, 2-hydroxyethyl acrylate and methanol having a molecular weight of 2000, 12 parts by mass of nonylphenol
  • a resin composition for a primary resin layer and a resin composition for a secondary resin layer are applied to the outer periphery of a glass fiber having a diameter of 125 ⁇ m composed of a core and a clad, and then irradiated with ultraviolet rays to form the resin composition.
  • the line speed was 1500 m / min.
  • a resin composition for forming a resin for a ribbon was applied to the outer periphery of the four optical fibers arranged in parallel adjacent to each other, and then the resin composition was cured by irradiating with ultraviolet rays. As a result, an optical fiber ribbon having a thickness (thickness T as shown in FIG. 2) of 230 ⁇ m was produced. The linear velocity at the time of curing the resin composition was 500 m / min.
  • a slot-type optical fiber cable having 6 slot grooves was prepared.
  • the optical fiber ribbon was mounted in the slot groove so that the mounting density in each slot groove was 50%.
  • the mounting density means the ratio of the cross-sectional area of the optical fiber ribbon mounted in the slot groove to the cross-sectional area of the slot groove.
  • the resin film was punched into a JIS K 7127 type 5 dumbbell shape and used as an evaluation sample.
  • This evaluation sample was pulled under the conditions of 23 ⁇ 2 ° C. and 50 ⁇ 10% RH at a tensile speed of 1 mm / min and a distance between marked lines of 25 mm using a tensile tester to obtain a stress-strain curve. Then, Young's modulus was calculated by a 2.5% secant line.
  • the optical fiber cable was allowed to stand in a low temperature (-40 ° C.) environment, and the value of the transmission loss when the wavelength of the signal light was 1.55 ⁇ m was measured. The measured values were evaluated according to the following criteria.
  • the optical fiber ribbon of the example had excellent lateral pressure characteristics and was able to suppress an increase in transmission loss.

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Abstract

本開示は、複数本の光ファイバ（１０）がリボン用樹脂（４０）により被覆されてなる光ファイバリボン（１００）であって、リボン用樹脂（１００）が、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含有するベース樹脂と、無機酸化物粒子と、を含む樹脂組成物の硬化物である、光ファイバリボン（１００）に関する。

Description

光ファイバリボン及び光ファイバケーブル
　本開示は、光ファイバリボン及び光ファイバケーブルに関する。本出願は、２０１９年７月２６日出願の日本出願第２０１９－１３７９００号に基づく優先権を主張し、当該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。
　光ファイバ素線を複数本並べて一括被覆層により一体化した光ファイバテープ心線が知られている（例えば、特許文献１）。一括被覆層は紫外線硬化性樹脂から形成される。
特開平０５－０１９１５０号公報
　本開示の一態様に係る光ファイバリボンは、複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなる光ファイバリボンであって、リボン用樹脂が、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含有するベース樹脂と、無機酸化物粒子と、を含む樹脂組成物の硬化物である、光ファイバリボンである。
図１は、光ファイバの一例を示す概略断面図である。 図２は、一実施形態に係る光ファイバリボンを示す概略断面図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　光ファイバテープ心線の側圧特性をより向上するべく、一括被覆層のヤング率を高めることが考えられる。しかしながら、例えばベース樹脂のオリゴマー分子量や、配合物の比率を調整することでヤング率を高めようとすると、ヤング率の上昇とともに、光ファイバに加わる硬化歪が上昇する虞がある。この硬化歪により、テープ心線の伝送損失が増加する傾向がある。
　本開示は上記事情に鑑みてなされたものであり、高い側圧特性を実現できると共に、伝送損失の増加を抑制することのできる、光ファイバリボンを提供することを目的とする。
［本開示の効果］
　本開示によれば、高い側圧特性を実現できると共に、伝送損失の増加を抑制することのできる、光ファイバリボンを提供することができる。
［本開示の実施形態の説明］
　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リボンは、複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなる光ファイバリボンであって、リボン用樹脂が、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含有するベース樹脂と、無機酸化物粒子と、を含む樹脂組成物の硬化物である。このような光ファイバリボンによれば、高い側圧特性を実現できると共に、伝送損失の増加を抑制することができる。リボン用樹脂に無機酸化物粒子を含めることにより、硬化歪を上昇させることなくヤング率を高めることができる。また、当該無機酸化物粒子により、光ファイバリボンの表面の滑り性が向上し、リボン同士の貼り付きを抑制できる。これは、無機酸化物粒子による微小な凹凸がリボン表面に形成されるためと考えられる。さらに、無機物が含まれることで、有機物だけで同程度のヤング率を得ようとする場合に比して表面硬度を高めることができる。これらの効果により、ケーブル化時にも損失増加し難い光ファイバリボンとなると考えられる。本実施形態に係る光ファイバリボンは、高密度に収納する際などに急峻に曲げることが可能である。例えば側圧特性が低いとされるφ２００以下の光ファイバを用いた場合であっても、ボビン巻き時やケーブル化時における伝送損失増加を抑制することができる。
　一態様において、無機酸化物粒子が、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む粒子であってよい。これらの粒子は、樹脂組成物中での分散性に優れ、ヤング率を調整し易い。
　一態様において、無機酸化物粒子が疎水性であってよい。疎水性の基が導入された無機酸化物粒子は、樹脂組成物中での分散性に優れる。
　一態様において、無機酸化物粒子の含有量が、リボン用樹脂の総量を基準として、１質量％以上４５質量％以下であってよい。
　一態様において、無機酸化物粒子の平均一次粒径が６５０ｎｍ以下であってよい。
　一態様において、樹脂組成物が、さらに滑剤を含んでよい。
　一態様において、リボン用樹脂のヤング率が、２３℃で１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であってよい。
　本開示の一態様に係る光ファイバリボンは、複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなる光ファイバリボンであって、リボン用樹脂が、無機酸化物粒子を含み、リボン用樹脂のヤング率が、２３℃で１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下である。このような光ファイバリボンによれば、高い側圧特性を実現できると共に、伝送損失の増加を抑制することができる。
　一態様において、リボン用樹脂が、さらに滑剤を含んでよい。
　本開示の一態様に係る光ファイバケーブルは、上記の光ファイバリボンがケーブル内に収納されてなるものである。上記光ファイバリボンを備える光ファイバケーブルもまた、高い側圧特性と、低伝送損失を両立することができる。
［本開示の実施形態の詳細］
　本開示の実施形態に係る光ファイバリボン及び光ファイバケーブルの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本開示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。
＜光ファイバリボン＞
　光ファイバリボンは、複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなるものである。
（リボン用樹脂）
　リボン用樹脂（連結樹脂）は、ベース樹脂と、無機酸化物粒子と、を含む樹脂組成物の硬化物とすることができる。ベース樹脂は、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含有する。
　オリゴマーは、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを含有することが好ましい。ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物及び水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させて得られるオリゴマーを用いることができる。ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。（メタ）アクリル酸についても同様である。
　ポリオール化合物としては、例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びビスフェノールＡ・エチレンオキサイド付加ジオールが挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート及びジシクロヘキシルメタン４，４’－ジイソシアナートが挙げられる。水酸基含有（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールモノ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート及びトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
　硬化物のヤング率を調整する観点から、ポリオール化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、３００以上３０００以下であってもよい。
　ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを合成する際の触媒として、一般に有機スズ化合物が使用される。有機スズ化合物としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレート、ジブチルスズビス（メルカプト酢酸２－エチルヘキシル）、ジブチルスズビス（メルカプト酢酸イソオクチル）及びジブチルスズオキシドが挙げられる。易入手性又は触媒性能の点から、触媒としてジブチルスズジラウレート又はジブチルスズジアセテートを使用することが好ましい。
　ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー合成時に炭素数５以下の低級アルコールを使用してもよい。低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチル－２－プロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、３－ペンタノール、２－メチル－１－ブタノール、３－メチル－１－ブタノール、２－メチル－２－ブタノール、３－メチル－２－ブタノール及び２，２－ジメチル－１－プロパノールが挙げられる。
　オリゴマーは、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーを更に含有してもよい。エポキシ（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、グリシジル基を２以上有するエポキシ樹脂に（メタ）アクリロイル基を有する化合物を反応させて得られるオリゴマーを用いることができる。
　モノマーとしては、重合性基を１つ有する単官能モノマー、重合性基を２つ以上有する多官能モノマーを用いることができる。モノマーは、２種以上を混合して用いてもよい。
　単官能モノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、ｓ－ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ－ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、へキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、イソアミル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ－オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、２－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、３－フェノキシベンジルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキサノールアクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ノニルフェノールポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ノニルフェノールＥＯ変性アクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート系モノマー；（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸ダイマー、カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシペンチル（メタ）アクリレート、ω－カルボキシ－ポリカプロラクトン（メタ）アクリレート等のカルボキシル基含有モノマー；Ｎ－アクリロイルモルホリン、Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、Ｎ－アクリロイルピペリジン、Ｎ－メタクリロイルピペリジン、Ｎ－アクリロイルピロリジン、３－（３－ピリジン）プロピル（メタ）アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート等の複素環含有（メタ）アクリレート；マレイミド、Ｎ－シクロへキシルマレイミド、Ｎ－フェニルマレイミド等のマレイミド系モノマー；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロール（メタ）アクリルアミド、Ｎ－メチロールプロパン（メタ）アクリルアミド等のＮ－置換アミド系モノマー；（メタ）アクリル酸アミノエチル、（メタ）アクリル酸アミノプロピル、（メタ）アクリル酸Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチルアミノエチル等の（メタ）アクリル酸アミノアルキル系モノマー；Ｎ－（メタ）アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、Ｎ－（メタ）アクリロイル－６－オキシヘキサメチレンスクシンイミド、Ｎ－（メタ）アクリロイル－８－オキシオクタメチレンスクシンイミド等のスクシンイミド系モノマーが挙げられる。
　多官能モノマーとしては、例えば、エチレングリコールジ（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、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのアルキレンオキシド付加物のジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９－ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１２－ドデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１４－テトラデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，１６－ヘキサデカンジオールジ（メタ）アクリレート、１，２０－エイコサンジオールジ（メタ）アクリレート、イソペンチルジオールジ（メタ）アクリレート、３－エチル－１，８－オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールオクタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンポリプロポキシトリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシポリプロポキシトリ（メタ）アクリレート、トリス［（メタ）アクリロイルオキシエチル］イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールポリエトキシテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールポリプロポキシテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート及びカプロラクトン変性トリス［（メタ）アクリロイルオキシエチル］イソシアヌレートが挙げられる。
　光重合開始剤としては、公知のラジカル光重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。光重合開始剤として、例えば、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（Ｏｍｎｉｒａｄ　１８４、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）、２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン、１－（４－イソプロピルフェニル）－２－ヒドロキシ－２－メチルプロパン－１－オン、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、２－メチル－１－［４－（メチルチオ）フェニル］－２－モルホリノ－プロパン－１－オン（Ｏｍｎｉｒａｄ　９０７、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）、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（Ｏｍｎｉｒａｄ　ＴＰＯ、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）及びビス（２，４，６－トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド（Ｏｍｎｉｒａｄ　８１９、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）が挙げられる。
　樹脂組成物は、シランカップリング剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤、増感剤、滑剤等を更に含有してもよい。
　シランカップリング剤としては、樹脂組成物の硬化の妨げにならなければ、特に限定されない。シランカップリング剤として、例えば、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β－メトキシ－エトキシ）シラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）－エチルトリメトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（β－アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ－（β－アミノエチル）－γ－アミノプロピルトリメチルジメトキシシラン、Ｎ－フェニル－γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－クロロプロピルトリメトキシシラン、γ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス－［３－（トリエトキシシリル）プロピル］テトラスルフィド、ビス－［３－（トリエトキシシリル）プロピル］ジスルフィド、γ－トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド及びγ－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドが挙げられる。
　滑剤として、例えば、シリコーンオイルが用いられる。シリコーンオイルは高分子量シリコーンオイル、またはジメチルシロキサン骨格の一部を有機基に変性した変性シリコーンオイル等、経時的に表面析出しにくいものがのぞましい。変性シリコーンオイルとしては、ポリエーテル変性、アミン変性、エポキシ変性、メルカプト変性、（メタ）アクリル変性、カルボキシル変性等されたシリコーンオイルが挙げられる。滑剤を含むことでさらにリボン同士の貼り付きを抑制することができ、ケーブル化した際に損失増加し難いリボンを得ることができる。
　樹脂組成物の粘度は、４５℃で３００ｍＰａ・ｓ以上３５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、３００ｍＰａ・ｓ以上２５００ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、３００ｍＰａ・ｓ以上２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが更に好ましい。樹脂組成物の粘度が高すぎると塗布性が低下し易くなる。一方、樹脂組成物の粘度が低すぎると、偏肉が発生し易くなる。また、樹脂組成物は、後述のとおり光ファイバの被覆材料として用いることができるが、その際、樹脂組成物の粘度が高すぎると塗布性が低下し、樹脂層を形成する際の被覆径が安定せずに光ファイバが断線し易くなる。一方、樹脂組成物の粘度が低すぎると、自己調芯力が働きにくく、偏肉が発生し易くなる。
（無機酸化物粒子）
　無機酸化物粒子としては特に制限されないが、樹脂組成物中での分散性に優れ、ヤング率を調製し易いという観点から、二酸化ケイ素（シリカ）、二酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化マグネシウム（マグネシア）、酸化チタン（チタニア）、酸化スズ及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む粒子であることが好ましい。廉価である、表面処理がし易い、紫外線透過性を有する、硬化物に適度な硬さを付与し易い等の観点から、無機酸化物粒子として、シリカ粒子を用いることがより好ましい。
　無機酸化物粒子は疎水性であることが好ましい。具体的には、無機酸化物粒子の表面は、シラン化合物で疎水処理されていることが好ましい。ここで疎水処理とは、無機酸化物粒子の表面に疎水性の基を導入することを言う。疎水性の基が導入された無機酸化物粒子は、樹脂組成物中での分散性に優れる。疎水性の基としては、（メタ）アクリロイル基、ビニル基等の紫外線硬化性の反応性基、又は、炭化水素基（例えば、アルキル基）、アリール基（例えば、フェニル基）等の非反応性基であってもよい。無機酸化物粒子が反応性基を有する場合、ヤング率が高い樹脂層を形成し易くなる。
　反応性基を有するシラン化合物としては、例えば、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３－アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、８－メタクリロキシオクチルトリメトキシシラン、８－アクリロキシオクチルトリメトキシシラン、７－オクテニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及びビニルトリエトキシシラン等のシラン化合物が挙げられる。
　アルキル基を有するシラン化合物としては、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン及びオクチルトリエトキシシランが挙げられる。
　無機酸化物粒子は、樹脂組成物への添加時に、分散媒に分散されていてよい。分散媒に分散された無機酸化物粒子を用いることで、樹脂組成物中に無機酸化物粒子を均一に分散でき、樹脂組成物の保存安定性を向上することができる。分散媒としては、樹脂組成物の硬化を阻害しなければ、特に限定されない。分散媒は、反応性であっても、非反応性であってもよい。
　反応性の分散媒として、（メタ）アクリロイル化合物、エポキシ化合物等のモノマーを用いてもよい。（メタ）アクリロイル化合物としては、例えば、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡ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、ＰＯ変性ビスフェノールＡ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、ポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシ－３－フェノキシプロピルアクリレート、プロピレングリコールジグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸付加物、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸付加物、及びグリセリンジグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸付加物が挙げられる。分散媒として、後述するモノマーで例示する（メタ）アクリロイル化合物を用いてもよい。
　非反応性の分散媒として、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等のケトン系溶媒、メタノール（ＭｅＯＨ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）等のアルコール系溶媒、又は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）等のエステル系溶媒を用いてもよい。非反応性の分散媒の場合、ベース樹脂と分散媒に分散された無機酸化物粒子とを混合した後、分散媒の一部を除去して樹脂組成物を調製してもよい。
　樹脂組成物中での分散性に優れる観点から、無機酸化物粒子の平均一次粒径は、６５０ｎｍ以下であってもよく、６００ｎｍ以下が好ましく、５００ｎｍ以下がより好ましく、４００ｎｍ以下が更に好ましい。硬化後の強度に優れる観点から、無機酸化物粒子の平均一次粒径は、５ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以上がより好ましい。平均一次粒径は、例えば、電子顕微鏡写真の画像解析、光散乱法、ＢＥＴ法等によって測定することができる。無機酸化物粒子の一次粒子が分散された分散媒は、一次粒子の粒径が小さい場合は目視で透明に見える。一次粒子の粒径が比較的大きい（４０ｎｍ以上）場合は、一次粒子が分散された分散媒は白濁して見えるが沈降物は観察されない。
　無機酸化物粒子の含有量は、樹脂組成物の総量（ベース樹脂及び無機酸化物粒子の総量）を基準として１質量％以上４５質量％以下であり、２質量％以上４０質量％以下が好ましく、３質量％以上３５質量％以下がより好ましい。無機酸化物粒子の含有量が１質量％以上であると、強靱な硬化物を形成し易くなる。無機酸化物粒子の含有量が４５質量％以下であると、無機酸化物粒子が好適に分散された硬化物を形成し易くなる。樹脂組成物の総量と樹脂組成物の硬化物の総量は実質的に同一とすることができるため、上記無機酸化物粒子の含有量の規定は、リボン用樹脂の総量に対しても適用することができる。
　リボン用樹脂のヤング率は、２３℃で１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下とすることができるが、１１００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であることが好ましく、１４００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であることがより好ましい。リボン用樹脂のヤング率が１１００ＭＰａ以上であると、側圧特性を向上し易く、２５００ＭＰａ以下であると、リボン用樹脂に適度な靱性を付与できるため、リボン用樹脂に割れ等が発生し難くなる。
（光ファイバ）
　図１は、光ファイバの一例を示す概略断面図である。光ファイバ１０は、コア１１及びクラッド１２を含むガラスファイバ１３と、ガラスファイバ１３の外周に設けられたプライマリ樹脂層１４及びセカンダリ樹脂層１５を含む被覆樹脂層１６とを備えている。
　クラッド１２はコア１１を取り囲んでいる。コア１１及びクラッド１２は石英ガラス等のガラスを主に含み、例えば、コア１１にはゲルマニウムを添加した石英ガラス、又は、純石英ガラスを用いることができ、クラッド１２には純石英ガラス、又は、フッ素が添加された石英ガラスを用いることができる。
　図１において、例えば、ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）は１００μｍ以上１２５μｍ以下程度であり、ガラスファイバ１３を構成するコア１１の直径（Ｄ１）は、７μｍ以上１５μｍ以下程度である。被覆樹脂層１６の厚さは、通常、２２μｍ以上７０μｍ以下程度である。プライマリ樹脂層１４及びセカンダリ樹脂層１５の各層の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下程度であってもよい。
　ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）が１２５μｍ程度で、被覆樹脂層１６の厚さが６０μｍ以上７０μｍ以下の場合、プライマリ樹脂層１４及びセカンダリ樹脂層１５の各層の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下程度であってよく、例えば、プライマリ樹脂層１４の厚さが３５μｍで、セカンダリ樹脂層１５の厚さが２５μｍであってよい。光ファイバ１０の外径は、２４５μｍ以上２６５μｍ以下程度であってよい。
　ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）が１２５μｍ程度で、被覆樹脂層１６の厚さが２７μｍ以上４８μｍ以下の場合、プライマリ樹脂層１４及びセカンダリ樹脂層１５の各層の厚さは、１０μｍ以上３８μｍ以下程度であってよく、例えば、プライマリ樹脂層１４の厚さが２５μｍで、セカンダリ樹脂層１５の厚さが１０μｍであってよい。光ファイバ１０の外径は、１７９μｍ２２１μｍ以下程度であってよい。
　ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）が１００μｍ程度で、被覆樹脂層１６の厚さが２２μｍ以上３７μｍ以下の場合、プライマリ樹脂層１４及びセカンダリ樹脂層１５の各層の厚さは、５μｍ以上３２μｍ以下程度であってよく、例えば、プライマリ樹脂層１４の厚さが２５μｍで、セカンダリ樹脂層１５の厚さが１０μｍであってよい。光ファイバ１０の外径は、１４４μｍ以上１７４μｍ以下程度であってよい。
　リボン用樹脂を形成するための上記樹脂組成物は、セカンダリ樹脂層に適用することができる。セカンダリ樹脂層は、上記無機酸化物粒子とベース樹脂とを含む樹脂組成物を硬化させて形成することができる。これにより、光ファイバの側圧特性を向上することができる。
　光ファイバの製造方法は、コア及びクラッドから構成されるガラスファイバの外周に、上記樹脂組成物を塗布する塗布工程と、塗布工程の後に紫外線を照射することにより樹脂組成物を硬化させる硬化工程と、を含む。
　セカンダリ樹脂層のヤング率は、２３℃で１３００ＭＰａ以上が好ましく、１３００ＭＰａ以上３６００ＭＰａ以下がより好ましく、１４００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下が更に好ましい。セカンダリ樹脂層のヤング率が１３００ＭＰａ以上であると、側圧特性を向上し易く、３６００ＭＰａ以下であると、セカンダリ樹脂層に適度な靱性を付与できるため、セカンダリ樹脂層に割れ等が発生し難くなる。
　プライマリ樹脂層１４は、例えば、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、モノマー、光重合開始剤及びシランカップリング剤を含む樹脂組成物を硬化させて形成することができる。プライマリ樹脂層用の樹脂組成物は、従来公知の技術を用いることができる。ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、モノマー、光重合開始剤及びシランカップリング剤としては、上記ベース樹脂で例示した化合物から適宜、選択してもよい。ただし、プライマリ樹脂層を形成する樹脂組成物は、セカンダリ樹脂層を形成するベース樹脂とは異なる組成を有している。
　図２は一実施形態に係る光ファイバリボンを示す概略断面図である。上記のとおり、光ファイバリボン１００は、複数本の光ファイバ１０がリボン用樹脂４０により（一体的に）被覆されてなるものである。図２では、一例として４本の光ファイバ１０が示されているが、その本数は特に限定されるものではない。
　光ファイバ１０は隣接して並列された状態で一体化されていてもよく、一部又は全部の光ファイバ１０が一定間隔をあけて並列された状態で一体化されていてもよい。ただし、隣り合う光ファイバ１０同士の中心間距離Ｆは２５０±３０μｍ以下であることが好ましい。中心間距離を２５０μｍとした場合は、既存のＶ溝に光ファイバを載せ易く、一括融着性に優れる光ファイバリボンを得ることができる。
　光ファイバリボン１００の厚さＴは、光ファイバ１０の径にも依るが、１６４μｍ以上２８５μｍ以下であることが好ましい。光ファイバ１０が一定間隔をあけて並列されている場合、すなわち隣り合う光ファイバ１０が接することなくリボン用樹脂４０を介して接合されている場合、光ファイバ１０同士の中央におけるリボン用樹脂の厚さは、２０μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
＜光ファイバケーブル＞
　光ファイバケーブルは、上記の光ファイバリボンがケーブル内に収納されてなるものである。光ファイバケーブルとしては例えば、複数のスロット溝を有するスロット型の光ファイバケーブルが挙げられる。スロット溝内には、上記光ファイバリボンを、各スロット溝における実装密度が２５％以上６５％以下程度となるように実装することができる。実装密度とは、スロット溝の断面積に対するスロット溝内に実装される光ファイバリボンの断面積の割合を意味する。
　以下、本開示に係る実施例及び比較例を用いた評価試験の結果を示し、本開示を更に詳細に説明する。なお、本開示はこれら実施例に限定されない。
［リボン用樹脂形成用の樹脂組成物］
（オリゴマー）
　オリゴマーとして、分子量１０００のポリプロピレングリコール、２，４－トリレ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を反応させることにより得られたウレタンアクリレートオリゴマーを準備した。
（モノマー）
　モノマーとして、２－フェノキシエチルアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、及びＮ－ビニルカプロラクタムを準備した。
（光重合開始剤）
　光重合開始剤として、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び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。
（無機酸化物粒子）
　無機酸化物粒子として、平均一次粒径が１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の疎水性シリカ粒子、平均一次粒径が７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の疎水性シリカ粒子、及び平均一次粒径が２５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の疎水性シリカ粒子を準備した。これらのシリカ粒子は、メタクリロイル基を有しており、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に分散されていた。
　ウレタンアクリレートオリゴマー７０質量部、２－フェノキシエチルアクリレート１０質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート１３質量部、Ｎ－ビニルカプロラクタム５質量部、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン１質量部、及び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質量部を混合して、ベース樹脂を調製した。
　次いで、表１に示すシリカ粒子の含有量となるように、各シリカゾルをベース樹脂と混合した後、分散媒であるＭＥＫの大部分を減圧除去して、実施例及び比較例の樹脂組成物（リボン用樹脂形成用の樹脂組成物）をそれぞれ調製した。なお、実施例７では、樹脂組成物に滑剤としてシリコーンオイルを表１に示す量添加した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物］
　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を調製した。
［プライマリ樹脂層用の樹脂組成物］
　分子量２０００のポリプロピレングリコール、２，４－トリレンジイソシアネート、２－ヒドロキシエチルアクリレート及びメタノールの反応物であるウレタンアクリレートオリゴマー７５質量部、ノニルフェノールＥＯ変性アクリレート１２質量部、Ｎ－ビニルカプロラクタム６質量部、１，６－ヘキサンジオールジアクリレート２質量部、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、及びγ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン１質量部を混合して、プライマリ樹脂層用の樹脂組成物を調製した。
［光ファイバの作製］
　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と、セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物とを塗布し、その後、紫外線を照射させることで樹脂組成物を硬化させ、厚さ２０μｍのプライマリ樹脂層とその外周に厚さ１７．５μｍのセカンダリ樹脂層を形成して、直径２００μｍの光ファイバを作製した。線速は１５００ｍ／分とした。
［光ファイバリボンの作製］
　隣接して並列された４本の上記光ファイバの外周に、リボン用樹脂形成用の樹脂組成物を塗布し、その後、紫外線を照射させることで樹脂組成物を硬化させた。これにより、厚さ（図２で示すところの厚さＴ）が２３０μｍの光ファイバリボンを作製した。樹脂組成物を硬化させる際の線速は５００ｍ／分とした。
［光ファイバケーブルの作製］
　６つのスロット溝を有するスロット型の光ファイバケーブルを準備した。上記光ファイバリボンは、各スロット溝における実装密度が５０％となるようにスロット溝内に実装された。実装密度とは、スロット溝の断面積に対するスロット溝内に実装される光ファイバリボンの断面積の割合を意味する。
［各種評価］
　実施例及び比較例で得られたリボン用樹脂形成用の樹脂組成物、光ファイバケーブルを用いて、以下の評価を行った。結果を表２に示す。
（ヤング率）
　スピンコータを用いて、樹脂組成物をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの上に塗布した後、無電極ＵＶランプシステム（Ｄバルブ）（ヘレウス製）を用いて、１０００±１００ｍＪ／ｃｍ２の条件で硬化させた。これによりＰＥＴフィルム上に厚み２００±２０μｍの樹脂層を形成した。樹脂層をＰＥＴフィルムから剥がし、樹脂フィルムを得た。
　樹脂フィルムを、ＪＩＳ　Ｋ　７１２７　タイプ５のダンベル形状に打ち抜いて評価サンプルとした。この評価サンプルを、２３±２℃、５０±１０％ＲＨの条件下で、引張試験機を用いて１ｍｍ／分の引張速度、標線間２５ｍｍの条件で引張り、応力－歪み曲線を得た。そして２．５％割線によりヤング率を求めた。
（ケーブル損失特性）
　光ファイバケーブルを低温（－４０℃）環境下に静置し、信号光の波長が１．５５μｍの時の伝送損失の値を測定した。測定値を以下の基準に従い評価した。
Ａ：伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ以下。
Ｂ：伝送損失が０．３ｄＢ／ｋｍ超０．５ｄＢ／ｋｍ以下。
Ｃ：伝送損失が０．５ｄＢ／ｋｍ超。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例の光ファイバリボンは優れた側圧特性を有しており、かつ伝送損失の増加を抑制することができた。
　１０　光ファイバ
　１１　コア
　１２　クラッド
　１３　ガラスファイバ
　１４　プライマリ樹脂層
　１５　セカンダリ樹脂層
　１６　被覆樹脂層
　４０　リボン用樹脂
　１００　光ファイバリボン

 

Claims (10)

  1. 　複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなる光ファイバリボンであって、
    　前記リボン用樹脂が、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含有するベース樹脂と、無機酸化物粒子と、を含む樹脂組成物の硬化物である、光ファイバリボン。
  2. 　前記無機酸化物粒子が、二酸化ケイ素、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化スズ及び酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種を含む粒子である、請求項１に記載の光ファイバリボン。
  3. 　前記無機酸化物粒子が疎水性である、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバリボン。
  4. 　前記無機酸化物粒子の含有量が、前記リボン用樹脂の総量を基準として、１質量％以上４５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リボン。
  5. 　前記無機酸化物粒子の平均一次粒径が６５０ｎｍ以下である、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リボン。
  6. 　前記樹脂組成物が、さらに滑剤を含む、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リボン。
  7. 　前記リボン用樹脂のヤング率が、２３℃で１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下である、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リボン。
  8. 　複数本の光ファイバがリボン用樹脂により被覆されてなる光ファイバリボンであって、
    　前記リボン用樹脂が、無機酸化物粒子を含み、
    　前記リボン用樹脂のヤング率が、２３℃で１１００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下である、光ファイバリボン。
  9. 　前記リボン用樹脂が、さらに滑剤を含む、請求項８に記載の光ファイバリボン。
  10. 　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の光ファイバリボンがケーブル内に収納されてなる、光ファイバケーブル。

     
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