WO2023195296A1 - 光ファイバ被覆用の樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び光ファイバリボン - Google Patents

光ファイバ被覆用の樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び光ファイバリボン Download PDF

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矩章 岩口
未歩 池川
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住友電気工業株式会社
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    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables

Definitions

  • the present disclosure relates to a resin composition for coating an optical fiber, a colored coating material for an optical fiber, an optical fiber, and an optical fiber ribbon.
  • an optical fiber has a coating resin layer for protecting the glass fiber that is an optical transmission body.
  • the coating resin layer includes, for example, a primary resin layer and a secondary resin layer.
  • the outermost layer of the coating resin layer is composed of a colored resin layer for identifying the optical fiber (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • a resin composition for coating an optical fiber contains a photopolymerizable compound and a photopolymerization initiator, and the photopolymerizable compound is an epoxy di(meth)acrylate having a bisphenol skeleton and an alkylene oxide modified Contains tri(meth)acrylate, and the content of alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate is 0.5% by mass or more and less than 40% by mass based on the total amount of photopolymerizable compounds.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical fiber according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical fiber ribbon according to this embodiment.
  • Optical fibers are sometimes used in the form of an optical fiber ribbon, in which a plurality of optical fibers are arranged and integrated using a ribbon resin.
  • optical fiber ribbons that use optical fibers with colored resin layers
  • a phenomenon known as "color peeling" occurs in which the colored resin layers peel off from the optical fibers.
  • color peeling occurs in which the colored resin layers peel off from the optical fibers.
  • the linear speed when forming the colored resin layer is increased, color peeling is likely to occur.
  • the coating resin layer may peel off from the glass fiber, increasing transmission loss.
  • An object of the present disclosure is to provide a resin composition, a colored coating material for an optical fiber, an optical fiber, and an optical fiber ribbon that can produce an optical fiber that does not easily cause color peeling and has excellent hot water resistance. do.
  • a resin composition for coating an optical fiber according to one aspect of the present disclosure contains a photopolymerizable compound and a photopolymerization initiator, and the photopolymerizable compound is an epoxy di(meth)acrylate having a bisphenol skeleton and an epoxy di(meth)acrylate having a bisphenol skeleton. It contains alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate, and the content of the alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate is 0.5% by mass or more and less than 40% by mass based on the total amount of photopolymerizable compounds.
  • Such a resin composition uses a (meth)acrylate compound having a specific structure in place of the commonly used urethane (meth)acrylate as a photopolymerizable compound, so that it is difficult to cause color peeling and is resistant to color peeling.
  • Optical fibers with excellent water heating properties can be produced.
  • the alkylene oxide-modified di(meth)acrylate has at least one type selected from the group consisting of ethylene oxide chains and propylene oxide chains. Good too.
  • the resin composition according to the present embodiment may further contain titanium oxide from the viewpoint of coloring the resin layer.
  • a colored coating material for an optical fiber according to one aspect of the present disclosure includes the resin composition according to any one of (1) to (3) above.
  • An optical fiber according to one aspect of the present disclosure includes a glass fiber including a core and a cladding, a primary resin layer that contacts the glass fiber and covers the glass fiber, and a secondary resin layer that covers the primary resin layer. a colored resin layer covering the secondary resin layer, the colored resin layer containing a cured product of the resin composition according to any one of (1) to (3) above.
  • An optical fiber according to one aspect of the present disclosure includes a glass fiber including a core and a cladding, a primary resin layer that contacts the glass fiber and covers the glass fiber, and a secondary resin layer that covers the primary resin layer.
  • the secondary resin layer contains a cured product of the resin composition according to any one of (1) to (3) above.
  • an optical fiber ribbon according to one aspect of the present disclosure, a plurality of the optical fibers described in (5) or (6) above are arranged in parallel and coated with ribbon resin.
  • Such an optical fiber ribbon has excellent hot water resistance, does not cause color peeling when the optical fiber is taken out, and can easily identify the optical fiber.
  • the resin composition for coating an optical fiber according to the present embodiment contains a photopolymerizable compound and a photopolymerization initiator, and the photopolymerizable compound is an epoxy di(meth)acrylate having a bisphenol skeleton and an alkylene oxide modified tri( The content of alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate is 0.5% by mass or more and less than 40% by mass based on the total amount of photopolymerizable compounds.
  • the content of alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate may be 0.8% by mass or more, 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 4% by mass or more. From the viewpoint of further improving hot water resistance, the content of alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate may be 36% by mass or less, 34% by mass or less, 32% by mass or less, or 30% by mass or less.
  • the alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate according to the present embodiment has at least one type selected from the group consisting of ethylene oxide (EO) chains and propylene oxide (PO) chains, from the viewpoint of adjusting the Young's modulus of the resin layer. You may.
  • An ethylene oxide chain can be represented as "(EO)n”
  • a propylene oxide chain can be represented as "(PO)n”.
  • n is an integer of 1 or more, which may be 2 or more, 3 or more, 6 or more, 8 or more, or 10 or more, and may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, 18 or less, or 16 or less.
  • the alkylene oxide modified tri(meth)acrylate may have an alkylene oxide number of 3 to 21, 3 to 18, or 3 to 15.
  • alkylene oxide-modified tri(meth)acrylates include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethyloloctane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane polyethoxytri(meth)acrylate, and trimethylolpropane polypropoxytri(meth)acrylate.
  • the alkylene oxide-modified tri(meth)acrylate according to the present embodiment may be trimethylolpropane polyethoxytri(meth)acrylate (trimethylolpropane EO-added triacrylate) from the viewpoint of further suppressing color peeling.
  • epoxy (dimeta)acrylate As the epoxy (dimeta)acrylate according to this embodiment, a reaction product of a diglycidyl ether compound having a bisphenol skeleton and a compound having a (meth)acryloyl group such as (meth)acrylic acid can be used.
  • epoxy di(meth)acrylates examples include (meth)acrylic acid adducts of bisphenol A diglycidyl ether, (meth)acrylic acid adducts of bisphenol AF diglycidyl ether, and (meth)acrylic acid adducts of bisphenol F diglycidyl ether. Examples include adducts.
  • the content of epoxy di(meth)acrylate may be 30% by mass or more, 40% by mass or more, or 45% by mass or more, based on the total amount of photopolymerizable compounds, and 75% by mass or more. It may be less than 70% by mass, less than 65% by mass, less than 60% by mass, or less than 55% by mass.
  • the photopolymerizable compound according to the present embodiment may further contain an alkylene-modified di(meth)acrylate having a bisphenol skeleton from the viewpoint of increasing the toughness of the resin layer.
  • alkylene-modified di(meth)acrylates having a bisphenol skeleton include EO-modified di(meth)acrylate of bisphenol A, PO-modified di(meth)acrylate of bisphenol A, and EO/PO-modified di(meth)acrylate of bisphenol A. Examples include acrylate.
  • the photopolymerizable compounds according to this embodiment include photopolymerizable compounds other than epoxy di(meth)acrylates having a bisphenol skeleton, alkylene oxide-modified tri(meth)acrylates, and alkylene-modified di(meth)acrylates having a bisphenol skeleton (hereinafter referred to as , referred to as a "monomer").
  • a monofunctional monomer having one polymerizable group and a polyfunctional monomer having two or more polymerizable groups can be used.
  • a mixture of two or more monomers may be used.
  • monofunctional monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, s-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, Isobutyl (meth)acrylate, n-pentyl (meth)acrylate, isopentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, isoamyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, 2-phenoxyethyl (meth)acrylate, 3-phenoxybenzyl acrylate, phenoxydiethylene glycol acryl
  • polyfunctional monomers include ethylene glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, tripropylene glycol di(meth)acrylate, Tetraethylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl hydroxypivalic acid di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonane Diol di(meth)acrylate, 1,12-dodecanediol di(meth)acrylate, 1,14-tetradecanediol di(meth)acrylate, 1,16-hexadecanediol di(meth)acrylate, 1,20-eicosandiol Di(meth)acrylate, isopentyl diol di(meth
  • the photopolymerization initiator can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators.
  • the photopolymerization initiator include 1-hydroxycyclohexylphenylketone (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-one (Omnirad 907, manufactured by IGM Resins), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Omnirad TPO, manufactured by IGM Resins), and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide ( Omnirad 819, manufactured by IGM Resin
  • the content of the photopolymerization initiator is 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, 2 parts by mass or more and 8 parts by mass or less, or 3 parts by mass or more and 7 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of the photopolymerizable compound. There may be.
  • the resin composition may further contain a silane coupling agent, a leveling agent, an antifoaming agent, an antioxidant, a sensitizer, and the like.
  • the silane coupling agent is not particularly limited as long as it does not interfere with curing of the resin composition.
  • Examples of the silane coupling agent include tetramethylsilicate, tetraethylsilicate, mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris( ⁇ -methoxy-ethoxy)silane, ⁇ -(3,4-epoxycyclohexyl) )-Ethyltrimethoxysilane, dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -methacryloxy Propyltrimethoxysilane, N-( ⁇ -aminoethyl)- ⁇ -aminopropyltrimeth
  • the resin composition according to this embodiment can further contain titanium oxide particles.
  • titanium oxide particles surface-treated titanium oxide particles may be used.
  • Surface-treated titanium oxide particles are titanium oxide particles that have been surface-treated with an inorganic substance, and have excellent dispersibility in a resin composition.
  • Examples of inorganic substances used for surface treatment include aluminum oxide, silicon dioxide, and zirconium dioxide.
  • the surface-treated titanium oxide particles have a surface-treated layer containing at least one member selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon dioxide, and zirconium dioxide, dispersibility can be further improved.
  • the surface treatment layer may be formed on at least a portion of the surface of titanium oxide, or may be formed on the entire surface of titanium oxide.
  • the surface treatment layer is formed by surface treatment of titanium oxide.
  • the amount of the surface treatment layer in the surface-treated titanium oxide particles may be 1% by mass or more, 1.5% by mass or more, or 2% by mass or more from the viewpoint of improving dispersibility, and from the viewpoint of increasing hiding power. , 10% by mass or less, 9% by mass or less, or 8% by mass or less.
  • the amount of the surface treatment layer can be calculated by measuring the amount of titanium element and inorganic elements other than titanium contained in the surface treated titanium oxide particles using inductively coupled mass spectrometry (ICP-MS).
  • the average primary particle size of the surface-treated titanium oxide particles may be 300 nm or less, 295 nm or less, or 290 nm or less, from the viewpoint of improving the lateral pressure resistance of the coating resin layer.
  • the average primary particle size of the surface-treated titanium oxide particles may be 100 nm or more, 150 nm or more, or 200 nm or more, or 200 nm or more and 300 nm or less, from the viewpoint of increasing hiding power.
  • the average primary particle size can be measured, for example, by image analysis of electron micrographs, light scattering method, BET method, etc.
  • the content of the surface-treated titanium oxide particles is 0.6% by mass or more, 1% by mass or more, 2% by mass or more, or 3% by mass based on the total amount of the resin composition. It may be more than that. From the viewpoint of increasing the curability of the resin composition, the content of the surface-treated titanium oxide particles is 20% by mass or less, 15% by mass or less, 10% by mass or less, or 8% by mass or less based on the total amount of the resin composition. There may be.
  • the resin film obtained by curing the resin composition according to the present embodiment with an integrated light amount of 900 mJ/cm 2 or more and 1100 mJ/cm 2 or less is 6% or more and 50% or less at 23°C, the resin has excellent toughness.
  • a layer can be formed.
  • the elongation at break of the resin film may be 6.5% or more, 7% or more, or 10% or more, and may be 45% or less, 40% or less, or 30% or less.
  • the Young's modulus of the resin film may be 1000 MPa or more, 1100 MPa or more, or 1150 MPa or more at 23°C. From the viewpoint of forming a resin layer with excellent toughness, the Young's modulus of the resin film may be 2000 MPa or less, 1900 MPa or less, or 1800 MPa or less at 23°C.
  • the resin composition according to this embodiment can be suitably used as a colored coating material for optical fibers.
  • the hot water resistance of the optical fiber can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an optical fiber according to one embodiment.
  • the optical fiber 1 of this embodiment includes a glass fiber 10 and a coating resin layer 20 that is in contact with the glass fiber 10 and covers the outer periphery of the glass fiber 10.
  • the glass fiber 10 is a light-guiding optical transmission body that transmits the light introduced into the optical fiber 1.
  • the glass fiber 10 is a member made of glass, and is configured using, for example, silica (SiO 2 ) glass as a base material (main component).
  • the glass fiber 10 includes a core 12 and a cladding 14 that covers the core 12. Glass fiber 10 transmits the light introduced into optical fiber 1.
  • the core 12 is provided, for example, in a region including the central axis of the glass fiber 10.
  • the core 12 is made of, for example, pure SiO 2 glass or SiO 2 glass containing GeO 2 and/or fluorine element.
  • the cladding 14 is provided in a region surrounding the core 12.
  • the cladding 14 has a refractive index lower than the refractive index of the core 12.
  • the cladding 14 is made of, for example, pure SiO 2 glass or SiO 2 glass doped with fluorine element.
  • the outer diameter of the glass fiber 10 is approximately 100 ⁇ m to 125 ⁇ m, and the diameter of the core 12 constituting the glass fiber 10 is approximately 7 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the coating resin layer 20 is an ultraviolet curing resin layer that covers the cladding 14.
  • the coating resin layer 20 includes a primary resin layer 22 that covers the outer periphery of the glass fiber 10 and a secondary resin layer 24 that covers the outer periphery of the primary resin layer 22.
  • the primary resin layer 22 is in contact with the outer peripheral surface of the clad 14 and covers the entire clad 14.
  • the secondary resin layer 24 is in contact with the outer peripheral surface of the primary resin layer 22 and covers the entire primary resin layer 22.
  • the thickness of the primary resin layer 22 is, for example, 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the thickness of the secondary resin layer 24 is, for example, 10 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the resin composition according to this embodiment can be applied to the secondary resin layer 24.
  • the secondary resin layer 24 can be formed by curing the resin composition.
  • the secondary resin layer 24 can improve the single-fiber separability and hot water resistance of the optical fiber without causing color peeling.
  • the primary resin layer 22 can be formed, for example, by curing a resin composition containing urethane (meth)acrylate, a monomer, a photopolymerization initiator, and a silane coupling agent. Conventionally known techniques can be used for the resin composition for the primary resin layer.
  • the coating resin layer 20 may further include a colored resin layer 26 that covers the outer periphery of the secondary resin layer 24.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an optical fiber according to one embodiment. As shown in FIG. 2, the optical fiber 1A of this embodiment includes a glass fiber 10 and a coating resin layer 20 that is in contact with the glass fiber 10 and covers the outer periphery of the glass fiber 10.
  • the coating resin layer 20 includes a primary resin layer 22, a secondary resin layer 24, and a colored resin layer 26.
  • the thickness of the colored resin layer 26 is, for example, 3 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the resin composition according to this embodiment can be applied to the colored resin layer 26.
  • the colored resin layer 26 can be formed by curing the resin composition.
  • the colored resin layer 26 can improve the single core separation property and hot water resistance of the optical fiber without causing color peeling.
  • the secondary resin layer 24 in the optical fiber 1A may be formed using a conventionally known resin composition, for example, by curing a resin composition containing urethane (meth)acrylate, a monomer, and a photopolymerization initiator. be able to.
  • optical fiber ribbon An optical fiber ribbon can be manufactured using the optical fiber according to this embodiment.
  • the optical fiber ribbon has a plurality of the optical fibers arranged in parallel and is coated with a ribbon resin.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the optical fiber ribbon according to this embodiment.
  • the optical fiber ribbon 100 includes a plurality of optical fibers 1A and a connecting resin layer 40 in which the optical fibers 1A are coated with ribbon resin and connected. Although four optical fibers are shown as an example in FIG. 3, the number is not particularly limited.
  • a resin material generally known as a ribbon material can be used as the resin for the ribbon.
  • Ribbon resins are thermosetting resins such as silicone resins, epoxy resins, and urethane resins, or ultraviolet curing resins such as epoxy acrylates, urethane acrylates, and polyester acrylates, from the viewpoint of preventing damage to the optical fibers and making them easy to split. It may also contain resin.
  • the optical fiber ribbon according to the present embodiment does not cause color peeling when removing the connecting resin layer from the optical fiber ribbon to take out the optical fibers, and it is easy to remove the optical fibers. can be identified.
  • titanium oxide particles surface-treated titanium oxide particles having a surface treatment layer containing aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were prepared.
  • the average primary particle size of the surface-treated titanium oxide particles was 200 to 300 nm, and the amount of Al 2 O 3 calculated by ICP-MS measurement was 2.5% by mass.
  • Test Examples 1 to 9 correspond to Examples, and Test Examples 10 and 11 correspond to Comparative Examples.
  • a resin film was punched into a JIS K 7127 type No. 5 dumbbell shape, and tested using a tensile tester at a tensile speed of 1 mm/min and a gauge line spacing of 25 mm under the conditions of 23 ⁇ 2°C and 50 ⁇ 10% RH. Tensile, stress-strain curves were obtained. Young's modulus was determined using the 2.5% secant line.
  • a urethane acrylate oligomer obtained by reacting polypropylene glycol with a molecular weight of 4000, isophorone diisocyanate, hydroxyethyl acrylate, and methanol was prepared. 75 parts by mass of this urethane acrylate oligomer, 12 parts by mass of nonylphenol EO modified acrylate, 6 parts by mass of N-vinylcaprolactam, 2 parts by mass of 1,6-hexanediol diacrylate, 1 part by mass of Omnirad TPO, and 3-
  • a resin composition P was prepared by mixing 1 part by mass of mercaptopropyltrimethoxysilane.
  • (Resin composition for secondary resin layer) Acrylic acid addition of 40 parts by mass of urethane acrylate oligomer which is a reaction product of polypropylene glycol having a molecular weight of 600, 2,4-tolylene diisocyanate and 2-hydroxyethyl acrylate, 35 parts by mass of isobornyl acrylate, and bisphenol A diglycidyl ether.
  • a resin composition S was prepared by mixing 24 parts by mass of epoxy acrylate, 1 part by mass of Omnirad TPO, and 1 part by mass of Omnirad 184.
  • Resin composition for ribbon 18 parts by mass of urethane acrylate which is a reaction product of bisphenol A/ethylene oxide addition diol, tolylene diisocyanate and hydroxyethyl acrylate, and 10 parts by mass of urethane acrylate which is a reaction product of polytetramethylene glycol, tolylene diisocyanate and hydroxyethyl acrylate.
  • a resin composition R was prepared by mixing 0.7 parts by mass of -[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-one (Omnirad 907) and 1.3 parts by mass of Omnirad TPO. .
  • a primary resin layer with a thickness of 17.5 ⁇ m is formed using resin composition P on the outer periphery of a glass fiber with a diameter of 125 ⁇ m consisting of a core and a cladding, and a secondary resin layer with a thickness of 15 ⁇ m is further formed on the outer periphery using resin composition S.
  • a resin layer was formed to produce an optical fiber.
  • a colored resin layer with a thickness of 5 ⁇ m was formed on the outer periphery of the secondary resin layer using the resin compositions of Test Examples 1 to 11 while rewinding the optical fiber using a coloring machine.
  • An optical fiber having a diameter of 200 ⁇ m (hereinafter referred to as "colored optical fiber") having a colored resin layer was produced.
  • the linear speed when forming each resin layer was 1500 m/min.
  • optical fiber ribbon Four colored optical fibers were prepared, coated with resin composition R for ribbons, and then cured by irradiation with ultraviolet rays to form a connecting resin layer to produce an optical fiber ribbon.

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Abstract

光ファイバ被覆用の樹脂組成物は、光重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、光重合性化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートを含み、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として0.5質量%以上40質量%未満である。

Description

光ファイバ被覆用の樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び光ファイバリボン
 本開示は、光ファイバ被覆用の樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び光ファイバリボンに関する。
 本出願は、2022年4月6日出願の日本出願第2022-063430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。
 一般に、光ファイバは、光伝送体であるガラスファイバを保護するための被覆樹脂層を有している。被覆樹脂層は、例えば、プライマリ樹脂層及びセカンダリ樹脂層を有している。被覆樹脂層の最外層は、光ファイバの識別のための着色樹脂層から構成される(例えば、特許文献1~3参照。)。
特開平6-242355号公報 特開2003-279811号公報 国際公開第2016/047002号
 本開示の一態様に係る光ファイバ被覆用の樹脂組成物は、光重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、光重合性化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートを含み、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として0.5質量%以上40質量%未満である。
図1は、本実施形態に係る光ファイバの一例を示す概略断面図である。 図2は、本実施形態に係る光ファイバの一例を示す概略断面図である。 図3は、本実施形態に係る光ファイバリボンの一例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]
 光ファイバは、光ファイバを複数本並べてリボン用樹脂により一体化した光ファイバリボンの形態で使用されることがある。着色樹脂層を有する光ファイバを使用した光ファイバリボンでは、リボン材を除去して光ファイバを取り出す作業をする際に、着色樹脂層が光ファイバから剥がれてしまう現象、いわゆる「色剥がれ」が生じることがある。特に着色樹脂層を形成する際の線速を速くすると、色剥がれが生じ易くなる。また、光ファイバを温水に浸漬した場合、ガラスファイバから被覆樹脂層が剥離して伝送損失が増加することがある。
 本開示は、色剥がれが生じ難く、かつ、耐温水性に優れる光ファイバを作製することができる樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び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、色剥がれが生じ難く、かつ、耐温水性に優れる光ファイバを作製することができる樹脂組成物、光ファイバの着色被覆材料、光ファイバ、及び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。
 (1)本開示の一態様に係る光ファイバ被覆用の樹脂組成物は、光重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、光重合性化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートを含み、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として0.5質量%以上40質量%未満である。
 このような樹脂組成物は、光重合性化合物として、一般に用いられるウレタン(メタ)アクリレートに代えて、特定の構造を有する(メタ)アクリレート化合物を用いることで、色剥がれが生じ難く、かつ、耐温水性に優れる光ファイバを作製することができる。
 (2)上記(1)において、樹脂層のヤング率を調整する観点から、アルキレンオキサイド変性ジ(メタ)アクリレートは、エチレンオキサイド鎖及びプロピレンオキサイド鎖からなる群より選ばれる少なくとも1種を有してもよい。
 (3)上記(1)又は(2)において、樹脂層を着色する観点から、本実施形態に係る樹脂組成物は、酸化チタンを更に含有してもよい。
 (4)本開示の一態様に係る光ファイバの着色被覆材料は、上記(1)から(3)のいずれかに記載の樹脂組成物を含む。本実施形態に係る樹脂組成物を着色樹脂層に用いることで、色剥がれが生じ難く、かつ、耐温水性に優れる光ファイバを作製することができる。
 (5)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、セカンダリ樹脂層を被覆する着色樹脂層と、を備え、着色樹脂層が、上記(1)から(3)のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む。本実施形態に係る樹脂組成物を着色樹脂層に適用することで、色剥がれが生じることなく、光ファイバの耐温水性を向上することができる。
 (6)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、セカンダリ樹脂層が、上記(1)から(3)のいずれかに記載の樹脂組成物の硬化物を含む。本実施形態に係る樹脂組成物をセカンダリ樹脂層に適用することで、色剥がれが生じることなく、光ファイバの耐温水性を向上することができる。
 (7)本開示の一態様に係る光ファイバリボンは、上記(5)又は(6)に記載の光ファイバが複数並列され、リボン用樹脂で被覆されている。このような光ファイバリボンは、耐温水性に優れ、光ファイバを取り出す作業をする際に色剥がれが生じることがなく、光ファイバを容易に識別することができる。
[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。本明細書における(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)アクリロイル等の他の類似表現についても同様である。
(樹脂組成物)
 本実施形態に係る光ファイバ被覆用の樹脂組成物は、光重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、光重合性化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートを含み、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として0.5質量%以上40質量%未満である。
 色剥がれをより抑制する観点から、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量は、0.8質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、又は4質量%以上であってもよい。耐温水性をより向上する観点から、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量は、36質量%以下、34質量%以下、32質量%以下、又は30質量%以下であってもよい。
 本実施形態に係るアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートは、樹脂層のヤング率を調整する観点から、エチレンオキサイド(EO)鎖及びプロピレンオキサイド(PO)鎖からなる群より選ばれる少なくとも1種を有してもよい。エチレンオキサイド鎖を「(EO)n」、プロピレンオキサイド鎖を「(PO)n」と表すことができる。nは1以上の整数であり、2以上、3以上、6以上、8以上、又は10以上であってもよく、30以下、25以下、20以下、18以下、又は16以下であってもよい。アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートが有するアルキレンオキサイド数は、3~21、3~18、又は3~15であってもよい。
 アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートとしては、例えば、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、及びペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートが挙げられる。本実施形態に係るアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートは、色剥がれを更に抑制する観点から、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EO付加トリアクリレート)であってもよい。
 本実施形態に係るエポキシ(ジメタ)アクリレートとしては、ビスフェノール骨格を有するジグリシジルエーテル化合物と、(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリロイル基を有する化合物との反応物を用いることができる。
 エポキシジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビスフェノールAジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ビスフェノールAFジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、及びビスフェノールF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。
 樹脂層の強度を高める観点から、エポキシジ(メタ)アクリレートの含有量は、光重合性化合物の総量を基準として30質量%以上、40質量%以上、又は45質量%以上であってもよく、75質量%以下、70質量%以下、65質量%以下、60質量%以下、又は55質量%以下であってもよい。
 本実施形態に係る光重合性化合物は、樹脂層の靱性を高める観点から、ビスフェノール骨格を有するアルキレン変性ジ(メタ)アクリレートを更に含んでもよい。ビスフェノール骨格を有するアルキレン変性ジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ビスフェノールAのEO変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO変性ジ(メタ)アクリレート、及びビスフェノールAのEO・PO変性ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
 本実施形態に係る光重合性化合物は、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート、アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、及びビスフェノール骨格を有するアルキレン変性ジ(メタ)アクリレート以外の光重合性化合物(以下、「モノマー」という。)を更に含むことができる。
 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基含有モノマー;N-(メタ)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-(メタ)アクリロイルピペリジン、N-(メタ)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モノマー;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-エチル(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、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、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(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は、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。
 光重合開始剤の含有量は、光重合性化合物の総量100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下、2質量部以上8質量部以下、又は3質量部以上7質量部以下であってもよい。
 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、増感剤等を更に含有してもよい。
 シランカップリング剤は、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は、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。
 樹脂層を着色する観点から、本実施形態に係る樹脂組成物は、酸化チタン粒子を更に含有することができる。酸化チタン粒子としては、表面処理酸化チタン粒子を用いてもよい。表面処理酸化チタン粒子は、酸化チタンが無機物により表面処理が施された粒子であり、樹脂組成物中の分散性に優れている。
 表面処理に用いる無機物としては、例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、及び二酸化ジルコニウムが挙げられる。表面処理酸化チタン粒子が、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、及び二酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む表面処理層を有することで、分散性をより向上することができる。表面処理層は、酸化チタンの表面の少なくとも一部に形成されてよく、酸化チタンの全表面に形成されていてもよい。表面処理層は、酸化チタンの表面処理によって形成されたものである。
 表面処理酸化チタン粒子における表面処理層の量は、分散性を向上する観点から、1質量%以上、1.5質量%以上、又は2質量%以上であってもよく、隠蔽力を高める観点から、10質量%以下、9質量%以下、又は8質量%以下であってもよい。表面処理層の量は、誘導結合質量分析(ICP-MS)を用いて、表面処理酸化チタン粒子に含まれるチタン元素及びチタン以外の無機物の元素の量を測定することで算出することができる。
 表面処理酸化チタン粒子の平均一次粒径は、被覆樹脂層の側圧耐性を向上する観点から、300nm以下、295nm以下、又は290nm以下であってもよい。表面処理酸化チタン粒子の平均一次粒径は、隠蔽力を高める観点から、100nm以上、150nm以上、又は200nm以上であってもよく、200nm以上300nm以下であってもよい。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。
 表面処理酸化チタン粒子の含有量は、樹脂層の視認性を向上する観点から、樹脂組成物の総量を基準として0.6質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、又は3質量%以上であってもよい。表面処理酸化チタン粒子の含有量は、樹脂組成物の硬化性を高める観点から、樹脂組成物の総量を基準として20質量%以下、15質量%以下、10質量%以下、又は8質量%以下であってもよい。
 本実施形態に係る樹脂組成物を900mJ/cm以上1100mJ/cm以下の積算光量で硬化させた樹脂フィルムの破断伸びは、23℃で6%以上50%以下であると、靱性に優れる樹脂層を形成することできる。樹脂フィルムの破断伸びは、6.5%以上、7%以上、又は10%以上であってもよく、45%以下、40%以下、又は30%以下であってもよい。
 光ファイバの耐温水性を向上する観点から、樹脂フィルムのヤング率は、23℃で1000MPa以上、1100MPa以上、又は1150MPa以上であってもよい。靱性に優れる樹脂層を形成する観点から、樹脂フィルムのヤング率は、23℃で2000MPa以下、1900MPa以下、又は1800MPa以下であってもよい。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、光ファイバの着色被覆材料として好適に用いることができる。本実施形態に係る樹脂組成物を含む着色被覆材料を用いて被覆樹脂層の最外層を形成することで、光ファイバの耐温水性を向上することができる。
(光ファイバ)
 図1は、一実施形態に係る光ファイバの構成を示す概略断面図である。図1に示されるように、本実施形態の光ファイバ1は、ガラスファイバ10と、ガラスファイバ10に接してガラスファイバ10の外周を覆う被覆樹脂層20とを備えている。
 ガラスファイバ10は、光ファイバ1に導入された光を伝送する導光性の光伝送体である。ガラスファイバ10は、ガラス製の部材であって、例えば、シリカ(SiO)ガラスを基材(主成分)として構成される。ガラスファイバ10は、コア12と、コア12を覆うクラッド14とを備えている。ガラスファイバ10は、光ファイバ1に導入された光を伝送する。コア12は、例えば、ガラスファイバ10の中心軸線を含む領域に設けられている。コア12は、例えば、純SiOガラス、又は、SiOガラスにGeO及び/又はフッ素元素等が含まれたものからなっている。クラッド14は、コア12を囲む領域に設けられている。クラッド14は、コア12の屈折率より低い屈折率を有している。クラッド14は、例えば、純SiOガラス、又はフッ素元素が添加されたSiOガラスからなっている。ガラスファイバ10の外径は100μmから125μm程度であり、ガラスファイバ10を構成するコア12の直径は、7μmから15μm程度である。
 被覆樹脂層20は、クラッド14を覆う紫外線硬化型の樹脂層である。被覆樹脂層20は、ガラスファイバ10の外周を被覆するプライマリ樹脂層22と、プライマリ樹脂層22の外周を被覆するセカンダリ樹脂層24と、を備えている。プライマリ樹脂層22は、クラッド14の外周面に接しており、クラッド14の全体を被覆している。セカンダリ樹脂層24は、プライマリ樹脂層22の外周面に接しており、プライマリ樹脂層22の全体を被覆している。プライマリ樹脂層22の厚さは、例えば、10μm以上50μm以下である。セカンダリ樹脂層24の厚さは、例えば、10μm以上40μm以下である。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、セカンダリ樹脂層24に適用することができる。セカンダリ樹脂層24は、上記樹脂組成物を硬化させて形成することができる。セカンダリ樹脂層24は、本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物を含むことにより、色剥がれが生じることなく、光ファイバの単心分離性及び耐温水性を向上することができる。
 プライマリ樹脂層22は、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、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。
 被覆樹脂層20は、セカンダリ樹脂層24の外周を被覆する着色樹脂層26を更に備えていてもよい。図2は、一実施形態に係る光ファイバの構成を示す概略断面図である。図2に示されるように、本実施形態の光ファイバ1Aは、ガラスファイバ10と、ガラスファイバ10に接してガラスファイバ10の外周を覆う被覆樹脂層20とを備えている。被覆樹脂層20は、プライマリ樹脂層22と、セカンダリ樹脂層24と、着色樹脂層26とを備えている。着色樹脂層26の厚さは、例えば、3μm以上10μm以下である。
 本実施形態に係る樹脂組成物は、着色樹脂層26に適用することができる。着色樹脂層26は、上記樹脂組成物を硬化させて形成することができる。着色樹脂層26は、本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物を含むことにより、色剥がれが生じることなく、光ファイバの単心分離性及び耐温水性を向上することができる。光ファイバ1Aにおけるセカンダリ樹脂層24は、従来公知の樹脂組成物を用いて形成してよく、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、モノマー、及び光重合開始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。
(光ファイバリボン)
 本実施形態に係る光ファイバを用いて光ファイバリボンを作製することができる。光ファイバリボンは、上記光ファイバが複数並列され、リボン用樹脂で被覆されている。
 図3は、本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。光ファイバリボン100は、複数の光ファイバ1Aと、光ファイバ1Aがリボン用樹脂により被覆されて連結された連結樹脂層40とを有している。図3では、一例として4本の光ファイバが示されているが、その本数は特に限定されるものではない。
 リボン用樹脂としては、一般にリボン材として知られている樹脂材料を用いることができる。リボン用樹脂は、光ファイバの損傷防止性、分断容易性等の観点から、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化型樹脂、又は、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート等の紫外線硬化型樹脂を含有してもよい。
 本実施形態に係る光ファイバリボンは、上記光ファイバを用いることで、光ファイバリボンから連結樹脂層を除去して光ファイバを取り出す作業をする際に色剥がれが生じることがなく、光ファイバを容易に識別することができる。
 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、本発明はこれら実施例に限定されない。
[着色樹脂層用の樹脂組成物]
(光重合性化合物)
 光重合性化合物として、ビスフェノールAエポキシジアクリレート(EA)と、以下のアルキレンオキサイド変性アクリレート化合物を準備した。
BPA(EO)DA:EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート(EO数:4)
TMP(EO)TA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(EO数:3)
TMP(EO)TA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(EO数:6)
TMP(EO)TA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(EO数:9)
TMP(EO)15TA:トリメチロールプロパンEO付加トリアクリレート(EO数:15)
PE(EO)nTTA:エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(EO数:5)
 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(Omnirad TPO)及び1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Omnirad 184)を準備した。
 酸化チタン粒子として、酸化アルミニウム(Al)を含む表面処理層を有する表面処理酸化チタン粒子を準備した。表面処理酸化チタン粒子の平均一次粒径は、200~300nmであり、ICP-MSの測定により算出されるAlの量は、2.5質量%であった。
 表1に示す配合量(質量部)の光重合性化合物及び光重合開始剤を混合した後、樹脂組成物中の表面処理酸化チタン粒子の含有量が5質量%となるように混合して、樹脂組成物を調製した。試験例1~9が実施例に相当し、試験例10及び11が比較例に相当する。
(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(ヘレウス製の「VPS600(Dバルブ)」)を用いて、1000±100mJ/cmの条件で硬化させ、PETフィルム上に厚み50±5μm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号のダンベル形状に打ち抜き、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。2.5%割線によりヤング率を求めた。
(プライマリ樹脂層用の樹脂組成物)
 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ることにより得られるウレタンアクリレートオリゴマーを準備した。このウレタンアクリレートオリゴマーを75質量部、ノニルフェノールEO変性アクリレートを12質量部、N-ビニルカプロラクタムを6質量部、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートを2質量部、Omnirad TPOを1質量部、及び3-メルカプトプロピルトリメトキシシランを1質量部混合して、樹脂組成物Pを調製した。
(セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物)
 分子量600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の反応物であるウレタンアクリレートオリゴマーを40質量部、イソボルニルアクリレートを35質量部、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物であるエポキシアクリレートを24質量部、及びOmnirad TPOを1質量部、Omnirad 184を1質量部混合して、樹脂組成物Sを調製した。
(リボン用の樹脂組成物)
 ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加ジオール、トリレンジイソシアネート及び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を18質量部、ポリテトラメチレングリコール、トリレンジイソシアネート及び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を10質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートを15質量部、N-ビニルピロリドンを10質量部、イソボルニルアクリレートを10質量部、ビスフェノールA・エチレンオキサイド付加ジオールジアクリレートを5質量部、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)を0.7質量部、及びOmnirad TPOを1.3質量部混合して、樹脂組成物R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、樹脂組成物Pを用いて厚さ17.5μmのプライマリ樹脂層を形成し、更にその外周に樹脂組成物Sを用いて15μmのセカンダリ樹脂層を形成して、光ファイバを作製した。次いで、光ファイバを一旦巻き取った後に、着色機で光ファイバを改めて繰り出しながらセカンダリ樹脂層の外周に試験例1~11の樹脂組成物により、厚さ5μmの着色樹脂層を形成することで、着色樹脂層を有する直径200μmの光ファイバ(以下、「着色光ファイバ」という。)を作製した。各樹脂層を形成する際の線速は1500m/分とした。
[光ファイバリボンの作製]
 着色光ファイバを4本用意し、リボン用の樹脂組成物Rを被覆した後、紫外線を照射して硬化して連結樹脂層を形成し、光ファイバリボンを作製した。
(温水試験)
 光ファイバリボンの伝送損失を測定した後、光ファイバリボンを60℃の温水に60日間浸漬した。OTDR法により光ファイバリボンの温水に浸漬前と30日浸漬後の1.55μmの波長における伝送損失を測定した。温水に浸漬前の伝送損失と温水に60日間浸漬後の伝送損失との差が0.05dB/km以下の場合を「A」、0.05dB/km超の場合を「B」と評価した。
(色剥がれ試験)
 光ファイバリボンを85℃85%RH(暗所)環境下で30日間保管した後、光フイバリボンからTelcordia GR-20 5.3.1に準拠し、光ファイバを単心分離した。その際の着色樹脂層の剥がれの有無を評価した。着色樹脂層に剥がれが無かった場合を「A」、剥がれが有った場合を「B」と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 1,1A 光ファイバ
 10 ガラスファイバ
 12 コア
 14 クラッド
 20 被覆樹脂層
 22 プライマリ樹脂層
 24 セカンダリ樹脂層
 26 着色樹脂層
 40 連結樹脂層
 100 光ファイバリボン

Claims (8)

  1.  光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有し、
     前記光重合性化合物が、ビスフェノール骨格を有するエポキシジ(メタ)アクリレート及びアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートを含み、
     前記アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートの含有量が、前記光重合性化合物の総量を基準として0.5質量%以上40質量%未満である、光ファイバ被覆用の樹脂組成物。
  2.  前記アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレートが、エチレンオキサイド鎖及びプロピレンオキサイド鎖からなる群より選ばれる少なくとも1種を有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3.  酸化チタンを更に含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、光ファイバの着色被覆材料。
  5.  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前記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、
     前記セカンダリ樹脂層を被覆する着色樹脂層と、を備え、
     前記着色樹脂層が、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む、光ファイバ。
  6.  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前記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、
     前記セカンダリ樹脂層が、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物を含む、光ファイバ。
  7.  請求項5に記載の光ファイバが複数並列され、リボン用樹脂で被覆された、光ファイバリボン。
  8.  請求項6に記載の光ファイバが複数並列され、リボン用樹脂で被覆された、光ファイバリボン。
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