JP7513028B2 - 樹脂組成物、光ファイバのセカンダリ被覆材料、光ファイバ及び光ファイバの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、樹脂組成物、光ファイバのセカンダリ被覆材料、光ファイバ及び光ファイバの製造方法に関する。
本出願は、２０１９年６月１９日出願の日本出願第２０１９－１１３４７８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。光ファイバは、光ファイバに側圧が付与された際に発生する微小な曲げにより誘起される伝送損失の増加を小さくするために、側圧特性に優れることが求められている。

被覆樹脂層は、光重合性化合物、光重合開始剤等を含有する紫外線硬化型樹脂組成物を用いて形成することができる。例えば、特許文献１では、合成石英を原料とするフィラーを含有する紫外線硬化型樹脂組成物を用いて樹脂層を形成することで、光ファイバの側圧特性を改善することが検討されている。

特開２０１４－２１９５５０号公報

本開示の一態様に係る樹脂組成物は、ウレタン（メタ）アクリレート及びポリロタキサンを含む光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有し、ポリロタキサンの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として０．０５質量％以上１１質量％以下である。

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。

[本開示が解決しようとする課題]
被覆樹脂層は、一般にプライマリ樹脂層及びセカンダリ樹脂層を備えている。セカンダリ樹脂層を形成する樹脂組成物には、ヤング率を高めることで光ファイバの側圧特性を向上することが求められる。しかしながら、セカンダリ樹脂層の高ヤング率化は、樹脂層の靭性低下を引き起こすため、光ファイバのスクリーニング時に樹脂層に割れが生じ、信頼性試験におけるロス増の原因となる。また、光ファイバは、オイルを含んだジェリーに浸漬された状態でケーブルに収納されて使用されることが多い。光ファイバをジェリーに浸漬すると、被覆樹脂層がオイルを吸収し、ガラスファイバに対する被覆樹脂層の密着力が低下し、伝送特性が低下することがある。そのため、被覆樹脂層には、耐油性に優れることが求められる。

本開示は、耐油性に優れ、光ファイバの側圧特性を向上することができる樹脂層を形成できる樹脂組成物、及び、耐油性及び側圧特性に優れる光ファイバ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、耐油性に優れ、光ファイバの側圧特性を向上することができる樹脂層を形成できる樹脂組成物、及び、耐油性及び側圧特性に優れる光ファイバ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樹脂組成物は、ウレタン（メタ）アクリレート及びポリロタキサンを含む光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有し、ポリロタキサンの含有量が、光重合性化合物の総量を基準として０．０５質量％以上１１質量％以下である。

ポリロタキサンは、直鎖状高分子と環状分子とから構成される化合物である。直鎖状高分子は、環状分子の開口部に串刺し状に包接され、環状分子が脱離しないように、両末端に封鎖基を有している。環状分子は、紫外線硬化性基を有してよい。このようなポリロタキサンに基づく構造を樹脂層に導入することで、樹脂層にかかる応力を緩和して、強度と靱性とのバランスに優れる樹脂層を形成することができる。本実施形態に係る樹脂組成物を光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物として用いることで、耐油性及び側圧特性に優れる光ファイバを作製することができる。

樹脂層の強度を向上し易いことから、上記ポリロタキサンは、アクリロイル基、メタクリロイル基及びビニル基からなる群より選ばれる少なくとも１種の紫外線硬化性基を有する環状分子を含んでよい。樹脂層の靱性を向上し易いことから、ポリロタキサンは、アダマンチル基を有する直鎖状高分子を含んでよい。

本実施形態に係る樹脂組成物は、耐油性及び側圧特性により一層優れる光ファイバを作製する観点から、無機酸化物を更に含有してよい。

本開示の一態様に係る光ファイバのセカンダリ被覆材料は、上記樹脂組成物を含む。本実施形態に係る樹脂組成物をセカンダリ樹脂層に用いることで、耐油性に優れる樹脂層を形成することができる。

本開示の一態様に係る光ファイバは、コア及びクラッドを含むガラスファイバと、ガラスファイバに接して該ガラスファイバを被覆するプライマリ樹脂層と、プライマリ樹脂層を被覆するセカンダリ樹脂層とを備え、セカンダリ樹脂層が、上記樹脂組成物の硬化物からなる。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、光ファイバの耐油性及び側圧特性を向上することができる。

本開示の一態様に係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。これにより、強度と靱性とのバランスに優れる樹脂層を形成することができ、耐油性及び側圧特性に優れる光ファイバを作製することができる。

［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、本発明はこれらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許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。

＜樹脂組成物＞
本実施形態に係る樹脂組成物は、ウレタン（メタ）アクリレート及びポリロタキサンを含む光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する。

（光重合性化合物）
本実施形態に係るポリロタキサンは、直鎖状高分子と環状分子とから構成される化合物である。ポリロタキサンは、紫外線硬化性であってもよい。ポリロタキサンが紫外線硬化性基を有する場合、ウレタン（メタ）アクリレート等の光重合性化合物と共有結合を形成することができる。

直鎖状高分子は、直鎖状の主鎖と、主鎖の両末端に結合した封鎖基を有している。直鎖状高分子の主鎖を構成する高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリテトラヒドロフラン、ポリジメチルシロキサン、ポリアクリルアミド、ポリオレフィン、及びポリエステルが挙げられる。封鎖基としては、例えば、ジニトロフェニル基、アダマンチル基、トリチル基、フルオレセイン基、及びピレン基が挙げられる。樹脂層に靱性を付与する観点から、直鎖状高分子は、ポリエチレングリコールに基づく主鎖と、封鎖基としてアダマンチル基とを有することが好ましい。

直鎖状高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）は、３０００以上８００００以下が好ましく、５０００以上６００００以下がより好ましく、１００００以上４００００以下が更に好ましい。

環状分子としては、例えば、シクロデキストリン化合物及びクラウンエーテル化合物が挙げられる。環状分子は紫外線硬化性基を有してよく、紫外線硬化性基としては、例えば、アクリロイル基、メタアクリロイル基、及びビニル基が挙げられる。

本実施形態に係るポリロタキサンのＭｗは、１０００００以上１５０００００以下が好ましく、１４００００以上１３０００００以下がより好ましく、１６００００以上１２０００００以下が更に好ましい。Ｍｗは、ＧＰＣ法で測定することができる。

ポリロタキサンとして、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社のセルム スーパーポリマー「ＳＭ３４０３Ｐ」、「ＳＭ２４０３Ｐ」、「ＳＭ１３０３Ｐ」、「ＳＡ３４０３Ｐ」、「ＳＡ２４０３Ｐ」、「ＳＡ１３０３」、「ＳＡ２４０５Ｐ－１０」、「ＳＡ２４０５Ｐ－２０」、「ＳＡ１３０５Ｐ－１０」、「ＳＡ１３０５Ｐ－２０」等の市販品を用いることができる。

樹脂層の靱性を向上することから、ポリロタキサンの含有量は、光重合性化合物の総量を基準として０．０５質量％以上であり、０．０８質量％以上が好ましく、０．１質量％以上がより好ましい。樹脂層の強度を向上することから、ポリロタキサンの含有量は、光重合性化合物の総量を基準として１１質量％以下であり、１０．５質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。

ウレタン（メタ）アクリレートとしては、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モノ（メタ）アクリレートが挙げられる。

ウレタン（メタ）アクリレート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。

樹脂層のヤング率を高める観点から、本実施形態に係る光重合性化合物は、エポキシ（メタ）アクリレートを更に含んでよい。エポキシ（メタ）アクリレートとしては、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。

本実施形態に係る光重合性化合物は、ポリロタキサン、ウレタン（メタ）アクリレート及びエポキシ（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。）を更に含んでもよい。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（メタ）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（メタ）アクリレート、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキサノール（メタ）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ル基含有モノマー；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－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－（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（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－イソプロピル（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、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）
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。

（無機酸化物粒子）
本実施形態に係る樹脂組成物は、疎水性の無機酸化物粒子を更に含有してよい。無機酸化物粒子は、その表面が疎水処理されている。本実施形態に係る疎水処理とは、無機酸化物粒子の表面に疎水性の基が導入されていることをいう。疎水性の基が導入された無機酸化物粒子は、樹脂組成物中の分散性に優れている。疎水性の基は、（メタ）アクリロイル基、ビニル基等の反応性基、又は、脂肪族炭化水素基（例えば、アルキル基）、芳香族炭化水素基（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。

本実施形態に係る無機酸化物粒子は、分散媒に分散されている。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、及びポリテトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。（メタ）アクリロイル化合物として、上述するモノマーで例示する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）等のケトン系溶媒、メタノール（ＭｅＯＨ）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。無機酸化物粒子が含まれる分散媒を光学顕微鏡（倍率約１００倍）で観察して、粒子が観察されない場合に、無機酸化物粒子が一次粒子で分散されたといえる。

分散媒に分散された無機酸化物粒子は、樹脂組成物の硬化後も樹脂層中に分散した状態で存在する。反応性の分散媒を使用した場合、無機酸化物粒子は樹脂組成物に分散媒ごと混合され、分散状態が維持されたまま樹脂層中に取り込まれる。非反応性の分散媒を使用した場合、分散媒は少なくともその一部が樹脂組成物から揮発して無くなるが、無機酸化物粒子は分散状態のまま樹脂組成物中に残り、硬化後の樹脂層にも分散した状態で存在する。樹脂層中に存在する無機酸化物粒子は、電子顕微鏡で観察した場合に、一次粒子が分散した状態で観察される。

樹脂組成物中での分散性に優れ、強靱な樹脂層を形成し易いことから、上記無機酸化物粒子は、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少なくとも１種を含む粒子であることが好ましい。廉価性に優れる、表面処理がし易い、紫外線透過性を有する、樹脂層に適度な硬さを付与し易い等の観点から、本実施形態に係る無機酸化物粒子として、疎水性のシリカ粒子を用いることがより好ましい。

セカンダリ樹脂層に適度な靱性を付与する観点から、無機酸化物粒子の平均一次粒径は、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、又は３０ｎｍ以下であってよい。セカンダリ樹脂層のヤング率を高くする観点から、無機酸化物粒子の平均一次粒径は、１ｎｍ以上、５ｎｍ以上、又は１０ｎｍ以上であってよい。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。無機酸化物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、光重合性化合物及び無機酸化物粒子の総量を基準として１質量％以上６０質量％以下、５質量％以上５０質量％以下、又は１０質量％以上４０質量％以下であってよい。無機酸化物粒子の含有量が１質量％以上であると、樹脂層のヤング率を高め易くなる。無機酸化物粒子の含有量が６０質量％以下であると、樹脂組成物に靱性を付与し易くなる。

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。

本実施形態に係る樹脂組成物は、光ファイバのセカンダリ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セカンダリ樹脂層に用いることで、側圧特性に優れる被覆樹脂層を形成することができる。

＜光ファイバ＞
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。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から１２５μｍ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から１５μｍ程度である。被覆樹脂層１６の厚さは、通常、２２μｍから７０μｍ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から５０μｍ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から５０μｍ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から２６５μｍ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から３８μｍ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、１７９μｍから２２１μｍ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から３２μｍ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から１７４μｍ程度であってよい。

本実施形態に係る樹脂組成物は、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。

本実施形態に係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１１５０ＭＰａ以上２７００ＭＰａ以下であることが好ましく、１２００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下がより好ましく、１３００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下が更に好ましい。セカンダリ樹脂層のヤング率が１１５０ＭＰａ以上であると、側圧特性を向上し易く、２７００ＭＰａ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、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、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。

光ファイバを複数本並列し、リボン用樹脂で一体化して光ファイバリボンとする場合がある。本開示に係る樹脂組成物は、リボン用樹脂として使用することもできる。これにより、光ファイバと同様に光ファイバリボンの耐油性及び側圧特性を向上することができる。

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。

［セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物］
（光重合性化合物）
アクリロイル基を有するポリロタキサンとして、アドバンスト・ソフトマテリアルズ株式会社の商品名「ＳＡ１３０３」（直鎖状高分子のＭｗ：１１０００）、「ＳＡ２４０３Ｐ」（直鎖状高分子のＭｗ：２００００）、及び「ＳＡ３４０３Ｐ（直鎖状高分子のＭｗ：３５０００）」を準備した。

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（ＵＡ）と、エポキシアクリレート（ＥＡ）とを準備した。

モノマーとして、２－フェノキシエチルアクリレート（ＰＯＡ、共栄社化学株式会社の商品名「ライトアクリレートＰＯ－Ａ」）、イソボルニルアクリレート（大阪有機化学工業株式会社の商品名「ＩＢＸＡ」）、及びトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ、大阪有機化工業学株式会社の商品名「ビスコート♯３１０ＨＰ」）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、メタクリロイル基を有し、平均一次粒径が１０～１５ｎｍである疎水性シリカ粒子がＭＥＫに分散されたシリカゾルを準備した。

（樹脂組成物）
表１又は表２に示す配合量で、ポリロタキサン、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、モノマー及び光重合開始剤を混合して、実施例１～１０及び比較例１～３の樹脂組成物を作製した。また、実施例１１の樹脂組成物は、表２に示すシリカ粒子の含有量となるように、シリカゾルを更に混合し、分散媒であるＭＥＫの大部分を減圧除去して作製した。

表１及び表２において、ポリロタキサンの数値は、光重合性化合物の総量を基準とする含有量（質量％）であり、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート及びモノマーの数値は、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート及びモノマーの総量を基準とする含有量（質量％）であり、シリカ粒子の数値は、光重合性化合物及びシリカ粒子の総量を基準とする含有量（質量％）である。

（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^２の条件で硬化させ、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。

［光ファイバの作製］
（プライマリ樹脂層用の樹脂組成物）
オリゴマーとして、分子量４０００のポリプロピレングリコール、イソホロンジイソシアネート、ヒドロキシエチルアクリレート及びメタノールを反応させて得られるウレタンアクリレートを準備した。ウレタンアクリレートを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３－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作製した。

（光ファイバ）
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、実施例又は比較例の樹脂組成物をセカンダリ樹脂層用として塗布し、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３５μｍのプライマリ樹脂層とその外周に厚さ２５μｍのセカンダリ樹脂層を形成して光ファイバを作製した。線速は１５００ｍ／分とした。

（側圧特性）
サンドペーパーで表面を覆った２８０ｍｍ径のボビンに、光ファイバを単層状に巻き付けた時の１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失を、ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）法により測定した。また、サンドペーパーのない２８０ｍｍ径のボビンに、光ファイバを単層状に巻き付けた時の１５５０ｎｍの波長の光の伝送損失を、ＯＴＤＲ法により測定した。測定した伝送損失の差を求め、伝送損失差が０．６ｄＢ／ｋｍ以下の場合を側圧特性「ＯＫ」と、伝送損失差が０．６ｄＢ／ｋｍ超の場合を側圧特性「ＮＧ」と判断した。

（耐油性）
光ファイバを、被覆樹脂層全体が完全に浸るように８５℃に加熱したジェリーに６０日間浸漬した。分子量が３００～６００程度の鉱油に増粘剤を添加したものをジェリーとした。２３℃と－４０℃のそれぞれの温度条件下で、波長１５５０ｎｍの信号の伝送特性を測定し、２３℃と－４０℃とでの伝送損失の評価を行った。－４０℃での伝送損失から２３℃での伝送損失を引いた差（伝送損失差）が０．０５ｄＢ／ｋｍ以下（－４０℃の方が伝送損失が小さい）の場合を「Ａ」、０．０５ｄＢ／ｋｍ超の場合を「Ｂ」と評価した。

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

Claims (7)

1. ウレタン（メタ）アクリレート及びポリロタキサンを含む光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有する樹脂組成物であり、
   前記ポリロタキサンの含有量が、前記光重合性化合物の総量を基準として０．０５質量％以上１１質量％以下である、光ファイバ被覆用の樹脂組成物。
2. 前記ポリロタキサンが、アクリロイル基、メタクリロイル基及びビニル基からなる群より選ばれる少なくとも１種の紫外線硬化性基を有する環状分子を含む、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記ポリロタキサンが、アダマンチル基を有する直鎖状高分子を含む、請求項１又は２に記載の樹脂組成物。
4. 無機酸化物を更に含有する、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。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、光ファイバのセカンダリ被覆材料。
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４のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物からなる、光ファイバ。
7. コア及びクラッドを含むガラスファイバの外周に、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の樹脂組成物を塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程の後に紫外線を照射することにより前記樹脂組成物を硬化させる硬化工程と、
   を含む、光ファイバの製造方法。

Images