JPH0321910A - 被覆光ファイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ファイバの外周に例えば紫外線等のエネルギ
ー線の照射により硬化するエネルギー線硬化型樹脂の被
覆を形戊した被覆光ファイバの改良に関するものである
。

〔従来の技術〕

光通信に用いられる光ファイバにおいては、光学ガラス
ファイバ、石英系ガラスファイバに限らず、何れもファ
イバ化した後直ちにその外周にプラスチック被覆を施す
ことが望ましい。これは、ファイバ化されることにより
発生するファイバ表面の傷や裸ファイバの状態で空気に
曝されることによるクラックの戒長で、ファイバの強度
が劣化するのを防ぐためである。このようなプラスチッ
ク層としては、一般に熱硬化型のシリコーン樹脂や紫外
線硬化型樹脂（以下、ｒＵＶ樹脂』とも略称する）、放
射線硬化型樹脂等のエネルギー線硬化型樹脂が用いられ
ており、近年は特にこのＵＶ樹脂被覆ファイバの需要が
増大している。

ここで、この被覆に用いられるＵＶ樹脂としては、例え
ばエボキシアクリレート，ウレタンアクリレート、ポリ
エステルアクリレート等が用いられているが、吸湿した
場合に光ファイバの強度を劣化させるおそれがあるとい
う問題点を有していた。

これに対して光ファイバと被覆樹脂の密着性を向上して
吸湿を防止する目的で、従来シランカップリング剤等の
添加剤が使用されてきたが、例えば特開昭５．９−９２
９４７号公報に提案されるようなアミノ基を含有しない
シランカップリング剤では耐湿特性の改善は殆ど図るこ
とができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、例えアミノ基を有するシランカップリング剤
を用いて耐湿特性を改善できたとしても、耐湿特性改善
のためには多量のシランカップリング剤の使用が必要で
あり、その結果エネルギー線硬化型樹脂の硬化速度が遅
くなるという現象が起こり、生産性の低下を招く。更に
アミノ基を有するシランカップリング剤の多量使用は、
該シランカップリング剤が分子中に重合性炭素・炭素二
重結合を含有しないために、樹脂が硬化反応を起こした
後も経時的に光ファイバと被覆樹脂の界面にシランカッ
プリング剤が経時的に析出するという恐れがあった。

本発明は以上述べた現状に鑑み、硬化速度を低下させる
ことなく、光ファイバと被覆樹脂を強固に密着させて耐
湿特性を保証し、なおかつ被覆光ファイバとした後に添
加剤が被覆と光ファイバの界面に経時的に析出すること
のない優れた被覆光ファイバを提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記の目的を達成すべく研究開発に努めた
結果、被覆層を形成するエネルギー線硬化型樹脂がその
基本成分としてカルバモイル基を有すれば、耐熱性が非
常に向上することを見出し、本発明に到達できた。

すなわち、本発明は光ファイバの外周にエネルギー線硬
化型樹脂からなる被覆を有してなる被覆光ファイバにお
いて、該エネルギー線硬化型樹脂は（メタ）アクリルオ
リゴマー、反応性希釈剤及び重合開始剤を基本成分とし
て重合され且つ該反応性希釈剤がカルバモイル基を含有
するものであることを特徴とする被覆光ファイバである
。

本発明の上記カルバモイル基を含有する反応性希釈剤は
下記一般式＋Ｉ＋で示される化合物であることが本発明
の特に好ましい実施態様である。

一般式＋１） （但し式＋１）中、Ｒ＋は水素原子又はメチル基を表し
、Ｒ＊，　Ｒｓは互いに同じでも異なってもよく、各々
水素原子，アルキル基又はアリール基を表し、ｎは０又
は１〜ｌＯの正の整数を表す） 本発明においては、上記カルバモイル基を含有する反応
性希釈剤はエネルギー線硬化型樹脂中にｌＯ重量以上８
０重量部未満の割合で含有されることが特に好ましい。

これは、ＩＯ重量部未満では密着性向上に効果がなく、
一方８０重量部以上では樹脂全体としての粘度が低くな
り、著しく作業性、塗布性が悪化するからである。

〔作用〕

本発明の被覆光ファイバは、被覆層を形成する樹脂が基
本成分としてカルバモイル基を有する反応性希釈剤を有
するため、従来品よりも被１）層と光ファイバとの密着
性を向上させることができると判明した。また、カルバ
モイル基を有する反応性希釈剤は反応性炭素・炭素二重
結合を有するため、硬化反応により化学結合を生成でき
、これにより経時的な光ファイバと被覆との界面への析
出はない。

本発明のカルバモイル基を含有するエネルギー線硬化型
樹脂は、樹脂を形成する原料の重合成分となる、（メタ
）アクリルオリゴマー、反応性希釈剤、重合開始剤のう
ち、反応性希釈剤としてカルバモイル基を含有する化合
物を用いることにより実現できる。以下に本発明の被覆
樹脂を詳細に説明する。

本発明の被覆樹脂は（メタ）アクリルオリゴマ，反応性
希釈剤及び重合開始剤を必須の基本成分として重合され
たものであり、反応性希釈剤としてカルバモイル基を含
有する化合物を用いたものであり、分子量ｌ０００〜ｔ
ｏｏｏｏｏのものである。

本発明に係る（メタ）アクリルオリゴマーはボリオール
成分、イソシアネート成分、アクリレート威分からなり
、ボリオール成分としては、例えばポリオキシテトラメ
チレングリコール、ポリプロピレン〆リコール、ポリエ
チレングリコール等のポリエーテルボリオール、ポリオ
レフィングリコール、ポリエステルボリオール、ポリカ
ーボネートボリオール、ポリカブロラクトンポリオール
等が挙げられる。

アクリレート成分としては、例えば２−ヒドロキシエチ
ル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブ口ビル（メ
タ）アクリレート等のヒドロキシアルキル基の炭素数が
２〜４程度のものが用いられる。

またイソシアネート成分としては、例えばトリレンジイ
ソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｐ
−フエニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート、キシリレンジイソシアネー：・、イソホロ
ンジイソシアネート等が挙げられる。

本発明の反応性希釈剤としては、分子中にカルバモイル
基を含有する化合物が好ましく、特に好ましくは下記一
般式＋１）で示されるカルバモイル基を含有する化合物
を挙げることができる。

一般式＋Ｉｌ ＲＩ １ ここで、上記一般式（１）において、Ｒ１は水素原子又
はメチル基であり、Ｒｅ．Ｒｓは互いに同じでも異なっ
てもよく、各々水素原子、例えばメチル基、エチル基、
プロビル基、ブチル基等のアルキル基又は例えばフエニ
ル基等のアリール基であり、ｎは０又は１〜ＩＯの正の
整数を表す 上記一般式（１》で示される化合物を更に具体的に示す
と下記のものが挙げられるが、本発明はこれに限定され
るものではない。

すなわち、カルバモイルメチルアクリレート、カルバモ
イルメチルメタクリレート、カルバモイルエチルアクリ
レート、カルバモイルエチルメタクリレート、カルバモ
イルブロビルアクリレート、カルバモイルブロビルメタ
クリレート、ジメチルカルバモイルメチルアクリレート
、ジメチルカルバモイルメチルメタクリレート、ジメチ
ルカルバモイルエチルアクリレート、ジメチルカルバモ
イルエチルメタクリレート、ジフエニルカルバモイルメ
チルアクリレート、ジフエニルカルバモイルメチルメタ
クリレート、ジフェニルカルバモイルエチルアクリレー
ト、ジフェニルカルバモイルエチルメタクリレート、カ
ルバモイルアクリレート、カルバモイルメタクリレート
、メチルカルバモイルブチルアクリレート、メチルカル
バモイルブチルメタクリレート、メチルカルバモイルペ
ンチルアクリレート、メチルカルバモイルペンチルメタ
クリレート、メチルカルバモイヘキシルアクリレート、
メチルカルバモイルへキシルメタクリレート、メチルカ
ルバヘブチルアクリレート、メチルカルバモイルへプチ
ルメタクリレート、メチルカルバモイルオクチルアクリ
レート、メチルカルバモイルオクチルメタクリレート、
メチルカルバモイルノニルアクリレート、メチルカルバ
モイルノニルメタクリレート、メチルカルバモイルデシ
ルアクリレート、メチルカルバモイルデシルメタクリレ
ート、メチルカルバモイルメチルアクリレート、メチル
カルバモイルメチルメタクリレート、メチルカルバモイ
ルエチルアクリレート、メチルカルバモイルエチルメタ
クリレート、メチルカルバモイルプロビルアクリレート
、メチルカルバモイルプロビルメタクリレート、エチル
カルバモイルメチルアクリレート、エチルカルバモイル
メチルメタクリレート、エチルカルバモイルエチルアク
リレート、エチルカルバモイルエチルメタクリレート、
エチルカルバモイルプロピルアクリレート、エチルカル
バモイルプロビルメタクリレート、プロビルカルバモイ
ルメチルアクリレート、プロビルカルバモイルメチルメ
タクリレート、プロビルカルバモイルエチルアクリレー
ト、プロビルカルバモイルエチルメタクリレート、プロ
ビルカルバモイルプ口ピルアクリレート、プロビルカル
バモイルブ口ピルメタクリレート、イソプロビルカルバ
モイルメチルアクリレート、イソプロビルカルバモイル
メチルメタクリレート、イソプロビルカルバモイルエチ
ルアクリレート、イソプロビルカルバモイルエチルメタ
クリレート、イソプロビルカルバモイルプロビルアクリ
レート、イソプロビルカルバモイルプロビルメタクリレ
ート、プチルカルバモイルメチルアクリレート、プチル
カルバモイルメチルメタクリレート、プチルカルバモイ
ルエチルアクリレート、プチルカルバモイルエチルメタ
クリレート、プチルカルバモイルプ口ピルアクリレート
、プチルカルバモイルプロビルメタクリレート等を挙げ
ることができる。

また、本発明においては、上記のカルバモイル基を含有
する化合物の他に、以下に示すような希釈剤を用いるこ
とも可能であり、例えば２−エチルヘキシル（メタ）ア
クリレート、テトラヒドロフルフリルアルコールカプロ
ラクトン付加物の（メタ）アクリレート、ノニルフェノ
ールエチレンオキサイド付加物の（メタ）アクリレー１
・、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、
ボリプロビレングリコールジ（メタ）アクリレート、ビ
スフェノールジエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、水添ビスフェノールトリエヂレングリコールジ（
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、ペンタエリスリトールトリ（メタ）
アクリレート、ビスフェノールジグリシジルエーテルか
ら合成したエボキシ（メタ）アクリレート等のモノＡい
しポリ（メタ）アクリレート類、ジアリルアジペート、
ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート、トリ
アリルイソシアヌレート等のアリルエステル類、スチレ
ン、ビニルアセテート等のビニル化合物等が挙げられる
。

本発明において上記のカルバモイル基を含有する反応性
希釈剤は、エネルギー線硬化型樹脂中にＩＯ重量部以上
８０重量部未満の割合で含有されることが特に好ましい
。ｌＯ重量部未満では密着性向上に効果がなく不都合で
あり、８０重量部を越えると樹脂全体の粘度が低くなり
作業性、塗布性が悪くなるため好ましくない。

本発明の重合開始剤としては、樹脂組戊物をエネルギー
線の照射によって迅速に硬化させうるちのが好ましく、
特に紫外線硬化型塗料の開始剤，増感剤として用いられ
ているものが適しており、例えばベンゾイン、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ペンゾ
インイソプ口ビルエーテル、ペンゾインイソブチルエー
テル、２−メチルベンゾイン、ペンゾフエノン、ミヒラ
ーズケトン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベ
ンジルジエチルケタール、アントラキノン、メチルアン
トラキノン、２．２−ジエトキシアセトフエノン、２−
メチルチオキサントン、２−イソブロビルチオキサント
ン、２−クロロチオキサントン、アントラセン、１．１
−ジクロロアセトフエノン、メチルオルソベンゾイルベ
ンゾエート等が挙げられる。

また、これら重合開始剤とアミン類等の少量の増感助剤
と併用したもの等も挙げることができる。

本発明においてこれらの重合開始剤の添加量は、（メタ
）アクリルオリゴマーと反応性希釈剤との合計量１００
重量部に対して通常１〜ＩＯ重量部程度、好適には１〜
５重量部である。この量が少なすぎると硬化性を満足で
きず、また所定量を越えてもそれ以上の硬化速度の向上
は望めない。

本発明のエネルギー線硬化型樹脂は上記の（メタ）アク
リルオリゴマー、反応性希釈剤、重合開始剤を必須成分
とし、これに必要に応じてアクリル樹脂、ボリアミド樹
脂、ポリエーテル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド
イミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の各種
の変成用樹脂や、有機ケイ素化合物、界面活性剤、増感
剤等の各種の添加剤を配合してもよく、全体の粘度とし
ては作業性の観点から、通常１０００〜１００００セン
チボイズ（２５℃）の範囲に調整されていることが望ま
しい。

また密着性を更に向上させるために、０．１〜５重量部
という少量のシランカップリング剤を用いることも可能
である。

本発明の被覆光ファイバの製法は、従来公知のこの種の
樹脂被覆形成法によればよい。例えば光ファイバ母材を
線引炉に送り込み、加熱溶融して光ファイバ（ガラスフ
ァイバ）に線引きし、次に塗布装置により上記のように
反応性希釈剤、重合開始剤を添加したエネルギー線硬化
型樹脂を塗布した後に、当該エネルギー線を照射するこ
とにより塗布層を硬化させて、被覆光ファイバとし、引
取りながら巻き取るといった方法である。光ファイバの
素材・組戊等も特に限定されるところはない。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例と比較例を挙げて本発明の
構戒、効果を更に説明する。

実施例１ 撹拌機、冷却器及び温度計を付した５Ｉ！の四つロフラ
スコに、平均分子量２０００のポリオキシテトラメチレ
ングリコール１モル、トリレンジイソシアネート２モル
を仕込み、６０〜７０℃で２時間反応させた。次いで２
−ヒドロキシエチルアクリレート２モルを加え、赤外線
吸収スペクトルによりイソシアネート基の２　２　７　
０　ｃｔａ−’の特性吸収帯が消失するまで反応を続け
た。

このようにして得られたウレタンアクリレートオリゴマ
−７０部（以下、特別の記載のない限り重量部を表す）
に、反応性希釈剤としてメチルカルバモイルメチルアク
リレート３０部、重合開始剤としてベンゾインメチルエ
ーテル３部を配合して、エネルギー線硬化型樹脂を得た
。このエネルギー線硬化型樹脂を第１図に示した構造の
光ファイバ１の外周に塗布し硬化させることにより被覆
層２を形威して被覆光ファイバ３（本発明品）を製造し
た。

以上で得られた本発明の被覆光ファイバ１ｍを、長さ５
０ＣＩ１、直径３請のマンドレルに巻き付け、水中に浸
漬し、光ファイバが破断するまでの時間を測定したとこ
ろ１５日間であった。

実施例２ 実施例ｌで合戒したウレタンアクリレートオリゴマ−７
０部に反応性希釈剤としてエチルカルバモイルプロビル
アクリレート３０部、重合開始剤としてベンゾインメチ
ルエーテル３部を配合して、エネルギー線硬化型樹脂を
得た。このエネルギー線硬化型樹脂を用いて実施例ｌと
同様に被覆光ファイバ（本発明品）を製造し、この被覆
光ファイバについて実施例ｌと同様の水中巻付け試験を
行ったところ、破断までの時間は１４日間であった。

実施例３ 実施例ｌで合戒したウレタンアクリレートオリゴマ−７
０部′に反応性希釈剤としてイソプロビルカルバモイル
プロビルアクリレート３０部、重合開始剤としてベンゾ
インメチルエーテル３部を配合して、エネルギー線硬化
型樹脂を得た。このエネルギー線硬化型樹脂を用いて実
施例ｌと同様に被覆光ファイバ（本発明品）を製造し、
この被覆光ファイバについて実施例１と同様の水中巻付
け試験を行ったところ、破断までの時間は１４日間であ
った。

比較例！ 実施例ｌで合成したウレタンアクリレートオリゴマ−９
５部に、反応性希釈剤としてメチルカルバモイルメチル
アクリレート５部、重合開始剤としてベンゾインメチル
エーテル３部を配合して、エネルギー線硬化型樹脂を得
た。このエネルギー線硬化型樹脂を用いて実施例ｌと同
様に被覆光ファイバ（比較品）を製造し、実施例ｌと同
様の水中巻付け試験をしたところ、光ファイバが破断す
るまでの時間は３日間であった。

比較例２ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマー７
０部に、反応性希釈剤として２−エチルへキシルアクリ
レート３０部、重合開始剤としてベンゾインメチルエー
テル３部を配合して、エネルギー線硬化型樹脂を得た。

このエネルギー線硬化型樹脂を用いて実施例ｌと同様に
被覆光ファイバ（比較品）を製造し、実施例ｌと同様の
水中巻付け試験をしたところ、光ファイバが破断するま
での時間は２４時間であった。

比較例３ 実施例１で合成したウレタンアクリレートオリゴマ−１
５部に、反応性希釈剤としてエチルカルバモイルエチル
アクリレート８５部、重合開始剤としてベンゾインメチ
ルエーテル３部を配合して、エネルギー線硬化型樹脂を
得た。このエネルギー線硬化型樹脂を用いて実施例ｌと
同様に被覆光ファイバ（比較品）の製造を試みたが、エ
ネルギー線硬化型樹脂の粘度が非常に低く（２５℃で５
００センチボイズ）、製造されたファイバは外観、形状
がひどく損なわれたファイバであった。

以上の実施例、比較例の結果から、本発明の構成の被覆
樹脂層のファイバが耐吸湿性に優れていること、さらに
本発明の限定範囲のものが有効であることが分かる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の被覆光ファイバは、被覆
層を形戒する樹脂として該樹脂の基本戊分とする反応性
希釈剤としてカルバモイル基を含有する化合物を用いて
合成したものを使用しているので、光ファイバと被覆樹
脂の密着性が非常に向上した被覆ファイバであり、水中
での巻付け試験での破断に至る時間が延長され、耐吸湿
性が改善されたものである。また、従来のシランカツプ
リング剤の添加により密着性を向上させた被覆ファイバ
のような、硬化速度の低下や、添加剤が光ファイバと被
覆樹脂の界面に析出という問題が解消された点において
も、優れた被覆光ファイバである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明及び従来の被覆光ファイノくの断面図で
あり、ｌは光ファイバ、２はエネルギー線硬化型樹脂被
覆層、３は被覆光ファイｌくを表す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバの外周にエネルギー線硬化型樹脂から
   なる被覆を有してなる被覆光ファイバにおいて、該エネ
   ルギー線硬化型樹脂は（メタ）アクリルオリゴマー、反
   応性希釈剤及び重合開始剤を基本成分として重合され且
   つ該反応性希釈剤がカルバモイル基を含有するものであ
   ることを特徴とする被覆光ファイバ。
2. （２）上記反応性希釈剤は下記一般式（ I ）で示され
   るカルバモイル基を含有する化合物であることを特徴と
   する請求項（１）に記載の被覆光ファイバ。 一般式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し式（ I ）中、Ｒ＿１は水素原子又はメチル基を
   表し、Ｒ＿２、Ｒ＿３は互いに同じでも異なってもよく
   、各々水素原子、アルキル基又はアリール基を表し、ｎ
   は０又は１〜１０の正の整数を表す〕
3. （３）上記カルバモイル基を含有する反応性希釈剤をエ
   ネルギー線硬化型樹脂中に１０重量以上８０重量部未満
   の割合で含有することを特徴とする請求項（１）に記載
   の被覆光ファイバ。