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JPS59181303A - マルチフイラメント複合材料及びその製造方法 - Google Patents

マルチフイラメント複合材料及びその製造方法

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Publication number
JPS59181303A
JPS59181303A JP58244366A JP24436683A JPS59181303A JP S59181303 A JPS59181303 A JP S59181303A JP 58244366 A JP58244366 A JP 58244366A JP 24436683 A JP24436683 A JP 24436683A JP S59181303 A JPS59181303 A JP S59181303A
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JP
Japan
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bundle
composite material
filament
multifilament composite
coating material
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JP58244366A
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JPH0527842B2 (ja
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ニチヤ　レヴイ
パ−フブハイ　ダハイアブハイ　パテル
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AT&T Corp
Original Assignee
Western Electric Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Western Electric Co Inc filed Critical Western Electric Co Inc
Publication of JPS59181303A publication Critical patent/JPS59181303A/ja
Publication of JPH0527842B2 publication Critical patent/JPH0527842B2/ja
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    • C08F299/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
    • C08F299/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
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    • C08J2333/04—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters

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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】 発明の背景 発明の分野 本発明は、特に強化部材として使用されるマルチフィラ
メント複合材料の製造方法に関する。
先行技術の説明 強化部材は、電気通信用等のケーブルを含む広範用途に
使用されている。例えば、導光ケーブル外装は、光ファ
イバを機械的に保護すると共に、引張剛性を与えている
。ファイバのひずみ最大許容値を越えずに、高い引張負
荷定格を得るには引張剛性を高めることが望ましい。そ
の好例としては米国特許第４．２４１，９７９号に記載
されているものがある。該特許のケーブルでは、夫々高
密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）Ｋ埋設された２層のステ
ンレス鋼ワイヤを螺旋巻きして、直交稍層外装の強化部
材としている。補強されていないＨＤ、ＰＥ　外装は被
覆中にその縦軸に沿って、約６パーセント収縮する。こ
の収縮を抑制しないと、ファイバのマイクロベンディン
グ損が大きくなる。鋼ワイヤはこの収縮抑制に必要な圧
縮剛性を与える。
しかし、多くの用途では、全誘電強化部材にすることが
望ましい。この使用目的にかなう強化部材は、高い引張
剛性と圧縮剛性とを兼ね備えているものでなければなら
ない。高引張強さ要件を満たすものとしては、非含浸フ
ァイバガラスロービング（ねじれが少いか又はねじれな
しの繊維束）又は、芳香族ポリアミド（例えばイー・ア
イデュポンｆＬＩ。
Ｄｕｐｏｎｔ　）　　社のケブラー（ＫＥＶＬＥＲ）　
）ヤーン（ｙａｒｎ　）　　カある。しかし、これらは
、ヤーン状の構造であるため、圧縮剛性が低い。
ヤーン状又はロービング状のフィラメントはＨＤＰＥ外
装の冷却時に発生する圧縮負荷に剛えられずに曲がって
し丑う。その結果、ケーブルの応力−ひずみ応答に、補
強外装の設計意図に反する、初期引張剛性が低い領域即
ち「ニー（ｋｎｅｅ）Ｊが生じる。
連続フィラメント繊維ガラスロービングは高い引張剛性
を有するばかりでなく、不導性かつ安価であり、光ファ
イバに適合する熱膨張率を有しており、ケーブル布線温
度で機械的特性が損われない。従って、これは強化部材
として優れた候補物質である。しかし、所望の圧縮剛性
を得るには、ロービングを含浸処理してフィラメント間
の結合を促進する必要がある。ＫＥＶＬＥＲヤーンも不
導性であるが、導光ケーブル等に使用するには、圧縮剛
性を高める必要がある。
商業的には、Ｅ−ガラス（アルカリ−ホウケイ酸塩組成
物）ロービングの含浸は引抜成形法によって行われる。
即ち、ロービングをエポキシ樹脂浴に通してから、加熱
された長い金型に導いて硬化させる。金型が長いので、
この方法はかなり低速Ｃ処理速度は約１乃至２メ一トル
／分）であるため、がなりコスト高になる。
Ｅガラスロービングにナイロンを押出積層しようとする
試みが成されたが、ナイロンがフィラメントに浸透しな
いことが判明したため研究は続行されなかった。マルチ
ストランドカーボンファイバを紫外線硬１ヒアクリル樹
脂で被覆しようとする試みが成されたが、良好な浸透が
得°られなかった。マルチフィラメント束を被覆する問
題は、被膜塗布及び放射線硬化性が知られて、いる単元
ファイバ被覆と対照的である。例えば、光ファイバはア
クリル系エポキシ樹脂、シリコン等で被覆され紫外線光
で硬化される。
発明の概要 本発明はてコーテイング液をマルチフィラメント束に含
浸し、化学線で露光して硬ｆヒさせる、複合マルチフィ
ラメント部材の製造法に関する。ファイバは通常ガラス
又は芳香族ポリアミド（その他のものでも良い）である
。
コーテイング液は束に浸透し、実質的に各フィラメント
を包囲する。好適コーテイング液は、囚ビスフェノール
−Ａ・−ジグリシジルエーテルジアクリレート樹脂、（
Ｂ）脂肪族ウレタン樹脂（任意）、及び（１）ペンタと
カドラブシルメチレングリコールジアクリレートとの混
合物、（Ｊ）１．１０−デカメチレングリコールジアク
リレート、及び（１０ポリエチレングリコール（２００
）ジメタクリレートから成る群から選択された、少くと
も１種類の希釈剤で構成されている。コーテイング液は
、被覆フィラメント上で低いぬれ角を得る様に選択され
た多分散層にすることができる。通常被覆されたファイ
バ束は２０マイクロメータ以下の直径を有する、少くと
も１００本のフィシメントで構成されている。本発明方
法では、通常少くとも２０メ一トル／分の速度で、被覆
硬化できる。
次に、放射線で硬化する液体コーテイング材を、マルチ
フィラメント束に塗布し、放射線露光して硬化させる、
複合材料の製造方法の詳細を説明する。
本発明は、適切な液体コーティング利であれば、マルチ
フィラメント束内で、良好な含浸性及び急速な放射線硬
化性が同時に得られるという認識及び発見に基づいてい
る。本発明のロービング含浸処理（ＲＩＰ）は、ガラス
又はＫＥｖＩ、ＡＲ束に所望の圧縮性を与える。
マルチフィラメント束はロービング（撚りが少いか又は
撚りなし）又はヤーン（撚り束）の形状を成している。
引抜成形法より速い処理速度、即ち２０メ一トル／分を
越える速度が容易に得られる。この処理速度を客観的に
示すため、光ファイバヶーフル製造に係るその他の代表
的処理速度を以下に示す。
１、ロービングの延伸：４００メ一トル／分、２、光フ
ァイバの延伸：６０乃至１５０メ一トル／分、 ３、フィラメントの巻取（含浸済識維ガラス固相部分の
形成）：３５乃至１５０メ一トル／分、 ４、引抜成形：３メ一トル／分以下。
本発明の方法に使用されろ物質は、放射線硬化性コーテ
ィング及びマルチフィラメント束である。これらの物質
を複合するには少くとも数百本の微細１＜２０ｔｔｍ直
径）フィラメントを液体コーテイング材で湿らせ、該コ
ーテイング材を硬化させることにより、フィラメント間
を剪断結合する。
適切なコーテイング材は、以下の様な所望特性を有して
いる。
１、優れたフィラメント湿潤性、及び ２高速硬化性。
さらに、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）外装で被覆さ
れた光フアイバケーブルの強化部材として使用する場合
は、以下の特性が要求される。
３、Ｈ’ＤＰＥ処理温度（２２０Ｃ１における、機械的
特性低下に対する耐性、 ４、大半のＨＤＰＥが収縮する高い圧縮剛性を確保する
、結晶化温度（１２０乃至１３０Ｃ）」こり２０Ｃ以下
のガラス転移温度、５、ＨＤＰｇ押出成形時の泡ケぢ（
カス抜き）を防止ずろ、２２００以下における低重量損
。
液状態で良好な浸潤性及び高速硬化性を示し、かつ硬化
状態で良好な高温性を示す単樹脂系を製剤することは困
難である。ジアクリル系樹脂は、高い反応性及び急速な
硬化速度を得るのに好適であり、一方ジメタクリル系樹
脂は許容し得ろ特性を示す。高温特性は、ビスフェノー
ル−Ａ−ジアクリレート樹ｌ旨で得られるが、マルチフ
ィラメント束にこの１重のイ☆１脂を含浸させても、そ
の速度はがなり速い塗布速度が得られる稈速くならなし
・。希釈剤を適切に選択ずろことにより、′４覆硬化処
理をかなり改善できる。寸だマルチフィラメント束の含
浸を速めるには、平衡接触角を小さくする必要がある。
本発明方法を実施する場合は、使用されるフィラメント
に対して２０度以下、好適には１０度以下の平衡接触角
を有するコーテイング液を使用すると良い。
コーティングの接触角は、通常その成分の接触角の非直
線関数である。二成分混合物の場合は例えば、ニューヨ
ーク（Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ　）のマーセルデツカ−社（Ｍ
ａｒｃｅｌ　Ｄｅｋ’ｋｅｒ　Ｉｎｃ、）のエル、イー
、二−ルソン（Ｌ、　Ｅ、　Ｎ１ｅｌｓｏｎ　）による
混合物特性の予知：和学技術における混合物の法ＥＩＪ
　（Ｐｒｅｄｉｅｔ’ｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｐｅｒｔ
ｉｅｓｏｆ　　Ｍｉｘｔｕｒｅｓ：Ｍｉｘｔｕｒｅ　　
Ｒｕ１ｅｓ　　ｉｎ　　５ｅｉｅｎｃｅａｎｄ　Ｅｎｇ
ｉｎｅｅｒｉｎｇ　）　（１９７８年）に記載されてし
・る様に、半実験的アプローチにより、得られる接触角
を概算できる。また、本発明方法では、多相コーテイン
グ液を使用することができる。これにより、所望特性を
有するコーテイング液を得る成分の選択範囲が広くなる
。例えば、上記の希釈剤（Ｊ）は、樹脂Ａに混和せず、
同様１ｃ　８釈剤（Ｉ）は、樹脂Ａ及びＢの何４ｔにも
混和しない。これら成分の混合物は、光が実質的に散乱
する不透明な分散媒であるにもかかわらず、良好なコー
ティング特性が得られる。
アクリル樹脂及び１挿以トの希釈剤の他にウレタン樹脂
な詮まぜることにより、複合体により良い可とう性、・
ν・ツ１１１：及び牢−１１″１面をもたせることがで
きる。例えば脂肪族ウレタンはこれらの目的に好適であ
る。適切なウレタン樹脂については、米国特許ｆｆ＜　
４．３２４．’　５７５号に記載されている。
本発明の実施に適する物質を表■に示す。
表　　Ｉ 希釈剤類 （Ｉ）ペンタとカドラブシルメチレンゲリコールジアク
リレートとの混合物 １１１） ＣＨ２二ＣＨＣ−０（ＣＨ２’）　　　　　−０−Ｃ−
ＣＨ＝ＣＨ２１４，１５ サルトマーケミカル社（，３ａｒｔｏｍｅｒ　Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌｃｏｍｐａｎｙ　）からケムリンク（Ｃｈｅｍ
ｌｉｎｋ　）　２００として入手できる。
（Ｊ）１．１０デカメチレングリコール　ジアクリレー
ト １１１ サルトマーケミカル社からエスアーＪＬ（ＳＲ）２８７
とし７て入手できろ。
（）０ポリエチルングリコール（２００）ジメタクリレ
ート １１１ ＣＨＺ　−ＣＨＣＯ（ＣＨ２’　ＣＨ２ｏ−）　４．５
−ＣＣＨ−ＣＩ（２サルトマ一ケミカル社からニスアー
ル（ＳＲ）２５２として入手できる。
樹脂類 （Ａ）ビスフェノール−Ａ−ジグリシジルエーテルジア
クリレート ＣＨ３ 式中 こ」１．らの成分（光重合開始剤を除く）は、好適には
次の様々重量パーセントで混合されている：Ａ＝４０乃
至７６．３；Ｂ＝０乃至３３．２：Ｉ、Ｊ、及びＫｆｌ
うちの少くとも１次分＝　２３．７乃至２５．８゜希釈
剤Ｉ、Ｊ、Ｋを単独又は組合せて角いることにより、上
記の比率にすることができる。適切な組成図を第３図に
示す。また紫外線放射により硬化させる場合は、光重合
開始剤を添加するが、通常１乃至５重役パーセントにす
るのが適切である。
同様に顔料を添加することにより、所望に色付けできる
。
市販の繊維ガラスは、シラン及び結合剤を含む集束系で
被覆されている。シランはシラン基を介してガラスに接
着すると共に、他の末端官能基を介して被膜ＩＣ接着す
る。結合剤は、処理中にガラスを保護すると共に被膜に
融解して湿潤性を与える。これらの成分は何れもガラス
の離面エネルギーを下げる。アミノ又はグリシドキシ停
止化シランは繊維ガラスロービングの結合剤として広範
に使用されている。ポリエステル及びエポキシド停止化
マ、トリックス相料については前者を、一方引抜成形に
使用される様なエポキシド停止化マトリックス材料につ
いては後者を使用すると良い。即ち結合剤溶液の相違に
応じて、繊維ガラスに塗布するシランな変える。
マトリックス材料としての異なる被膜組成物の利点を評
価するには、これらの物理的特性を知る必要がある。従
って表■に、所望の物理的特性の概要を示す。
表　　■ マトリックス材料の物理的特性 特　性　　　　　　　　　　　　　所望値３８Ｃにおけ
る粘度（ＣＰ）　　　　　　　１０００−１８００ガラ
ス転移温度、Ｔ、（Ｃ）　　　　　　　　　　＞１００
ゴム状態縦熱膨張率（”ｒｕｂｂｅｒｙ）ｆＸｌｏ−／
ｒ）　　＜１５０　　’−ガラス状態縦熱膨張率（αｇ
ｌａｓｓｙ）　（ＸｉＯ’／　ｒ）　　＜　５０コサイ
ンθ（ガラス上）　　　　　　　　　　　　＞０．９４
０（度）　　　　　　　　　　　、、＜２０平衡弾１生
係数、Ｅｅｑ　（Ｇｐａ）’　　　　＞０．０６２３ｔ
ｌ’におけろｐ、ｊＱ引張係数、”Ｔａｎｇｅｎｔ　（
Ｇｐａ）ン１伸び（チ）　　　　　　　　　　　　　＞
１．０次にこれら要ｆ！１：の理由な説明する。
■　得られた粘度範囲は、最適含浸をもたらすと共に、
空気捕獲現象を低減することが判一つだ。
２　後続の高温処理時の縮みを最少にするには、１００
Ｃ以上のガラス転移温度が望１れる。例えば、複合強化
部材に、１１ＤＰＥケーブル外装を塗膜する。）しかし
、この要件は、例えば第３図のぼかし区域にあって、ガ
ラス転移温度で認識できる弾性変化を示さない様な非常
に密に架橋結合した物質の場合は適用できない。
３　マトリックスの縦方向の熱膨張率αは、マトリック
ス材料が複合体の特性に余り関与しな（・様なものでな
ければならない。ガラス転移温度が周囲の温度範囲以上
であれば最低のαが得られる。表■には、マトリックス
のガラス状態（αｇｌａｓｓ　）及びゴム状態（αｒｕ
ｂｂｅｒ）の膨張率が示されている。
４　液体のぬれ特性は、その表面張力で最も良く示され
るが、一定表面における液体の展延性については、液体
と固体との間（（形成される接触角度θで表わすことが
できる。一定の固液系の場合、匪θは液体の表面張力冗
反比例する。従って、ＣＸ５Ｏが１に近づきかつθが０
に近づく程、固体がぬ）を易くなる。表に示すθの値は
、レームハート社’（ＲａｍｅＨａｒｔ、Ｉｎｃ、、　
）　　のＡ−１００型接触測角器（Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｇ
ｏｎｉｏｍｅｔｅｒ　Ｍｏｄｅｌ　Ａ　−１００）によ
り、室温（２０Ｃ）平衡条件下でガラス板上に液体を落
して測定したものである。
５　同様に、周囲態度の上限（９０ｒ）で、ケーブル布
線時の剛性を保つには、平衡弾性係数Ｅｅｑ　　を高め
ることが望ましい。
６　高剛性を保つには、室温における接線引張弾性係数
Ｅ　ｔａｎｇｅｎｔを高くする必要がある。
７　マトリックスの最終的伸びを、通常の光フアイバケ
ーブル用途では約１パーセントである所望使用ひずみよ
り大きくする必要がある。
８　外装中の脱気を防止するには、重量損を最小限にす
る必要がある。
第３図のぼかし区域に示す比率を有する被膜は上記要件
を満たしている。
被膜は、製剤の一成分である光重合開始剤を励起する紫
外線によって硬化される。光重合開始剤は励起時に、自
由ラジカル重合を開始するラジカルを生じ、被膜は架橋
（硬化）される。硬化は、成分の反応性、入射光の全根
号に応じた、光重合開始剤が吸収する光量、及び光重合
開始剤の吸収特性に影響される。
この場合、ガラスファイバは大半の紫外線に対して透明
ではないため、少量の光しかファイバ束中心を通過しな
い。従って、ファイバ東中心（（入射する少量の紫外線
で、完全に硬化させる様な、反応性に富む被覆系を考案
す硬化中、放出熱量は、反応量に比例する。
完全硬化が望ましいため、硬化完了前における熱反応の
急冷を回避することが重要である。
本発明のマトリックス材料は、高処理速度（細ち高反応
性）を得ている。さらに、被覆処理にテフロン（ＴＥＦ
ＬＯＮ）　（イー、アイ、デュポン社の商標）プーリを
用いることにより、急冷を回避している。
繊維ガラスロービングは、組成の違いにより、Ｅガラス
とＳガラスに大別されろ。Ｅガラスは、アルカリ−ホウ
ケイ酸塩組成物であり、一方Ｓガラスは、マグネシア−
アルミナ−ケイ酸塩組成物である。Ｓガラスは、軍事用
に開発されたものであり、Ｅガラスより約３３パーセン
ト高い引張強さを有しているが、コストは約１０倍であ
る。これに代る安価なＳ−２ガラスは、Ｅガラスの約３
倍の値段であり、Ｓガラスと同一の組成及び特性を有し
ているが、Ｓガラスと異なるサイジング要件及びＳカラ
スよりゆるい品質管理要件を有している。Ｅガラスは、
オーウエンスコーニング社（Ｏｗｅｎｓ−Ｃｏｒｎｉｎ
ｇ　（ｏ／　Ｃ）　）及びＰＰ’Ｇから、′！！ｒｔ　
Ｓガラス及びＳ−’２ガラスはオーウエンスコーニング
社から市販されている。
０、９１　Ｋｍ／　Ｋｑ（又は４５０ヤード／ｌ’ｂ　
　、即ち降伏４５０）の長さ対重量比を有し、２０００
本のフィラメント（１６，５マイクロメータ直径）で構
成されるＥガラスロービングは、上記製造者により評価
されている。ロービングのフィラメントは集束剤により
、平形のリボン形状延接着されている。これらのロービ
ングは、１本のステンレス鋼ワイヤとほぼ同じ剛さく６
０ポンド／パーセント）（２７，２２キロ／パーセント
）を有している。
これらロービングの重要特性をＫＥＶＬＡＲ−４９ヤー
ンと共に表置に示す。
第１１スは、被覆硬化装置の概略図である。
ねじれをなくすため、ロービング１００を引張り（＜５
Ｎ）、スプール１０１の外側から繰出し、大径（〉１０
センチ）プーリ１０２．１０３の平形溝に通す。その後
ロービングを２本の固定横棒１０４，１０５に通し、ス
トランドを分離展延する。この機（戒加工により被覆中
の空気の捕獲が低減し、樹脂浸透性が増す。その後被覆
カップ１０６及びタイ１０７に通ず。ダイは含浸フィラ
メントを所望断面形状に編成する。良好な含浸が得られ
ろと共に、得られろ複合体の断面を均一にする好適ダイ
を第２図に示す。このダイは強化部材の断面を楕円にす
る倒置断面を有しているが、その他の形状（例えば内呼
、矩形、管状等）が可能である。含浸されたロービング
は、縦紫外線ランプ１０９で照射されて一次硬化段１０
８で一次硬化される。硬化段１０８は、内部をコイルザ
ック（Ｃｏ１１ｚａｋ　）　（アルコア社（Ａｌｃｏａ
　）の商標）で被覆して鏡面仕上げすることにより、紫
外線の反射率を高める様にした、０．　（１５センチ（
０，０２インチ）厚のアルミニウムで形成されたハウジ
ンクである。
最後に部分硬化された生成物ケ２５センチ直径のテフロ
ン（ＴＥＦＬＯＮ’　）プーリ１１０に渡し、二次硬化
段１１１に通して横紫外線ランプ１１２で照射する。硬
化段１１１は下半部を銀引きにして紫外線の反射率を高
める様にした横石英管で構成されている。２個のランプ
を用いる理由を以下に説明する。完成品、即ちマトリッ
クス含浸ロービング（ＭＩＲ）を、１５センチ直径のプ
ラスチック（又は金属）リール１１３に巻取る。電磁ク
ラッチ及びブレーキを用いて引張調整する。
異なる出カスベクトルを有する２個の硬化ランプ１０９
．１１２を用いて通し硬化及び表面硬化する。縦ランプ
１０９は３１０乃至３６６　ｎｍで幅広の強力発光線を
備える、２、５　ＫＷの最大出力を有する、高圧水銀キ
セノンランプ、ショフエル（５ｃｈｏｅｆｆｅ目ＬＸＭ
２．５０００　　である。：（６６ｎｍにおけろ被膜の
吸収率が低い（３２０乃至３６Ｏｎｍ間で、吸光率εｍ
ａＸ＝１００乃至２００１１モルセンチ）ため、より多
くの光が被膜の内層に透過され、その結果これらの波長
で照射すると、含浸ロービングの厚さに亘って硬化ずろ
。
第３図に示すマトリックス材料の一次硬化□に要する最
少光量は０．２　Ｊ　／　ｃｍ２である。−次硬化段１
０８から出される最大利用電力は、１．０Ｗ／α２　で
あり、このため最高線速度は３０メ一トル／分になる。
ランプハウジングは、５．７２センチの石英コンデンサ
、ヒートシンク及び反射体を備えるショフエルクラトス
（５ｃｈｏｅｆｆｅｌ−Ｋｒａｔｏｓ）Ｌ　Ｈ１５２で
ある。ランプ下の送風器はちょう形弁から吸気して、ハ
ウジングを冷却する。
ちょう形弁からの吸気が減ると、硬化中にランプを高温
に保ち、全ての水銀発電線が励起される。このランプの
電源点弧子は、７゜ＫＶ、ＤＣ及び１７０Ａの定格を有
するＬ’ＰＳ４００である。
横ランプ１１２は１５．２センチのアーク長を有する、
中圧１３００Ｗの水銀ノ＼ノビア（Ｈａｎｏｖｉａ　）
ランプ６５０６Ａ号である。該ランプはガス圧が低いた
め、２５４ｎｍで、高圧５ｃｈｏｅｆｆｅｌランプより
照度が高くなる。
２５４ｎｍ（ε〜２０，０００）で被膜の吸収率が高く
なるため、この波長で照射すると主に表面が硬ｆヒする
。第３図のぼかし区・域におけるマトリックス材料の二
次硬化に要する最少光量は０．５　Ｊ　／　ｃｍ２　　
である。二次硬化段１１１からの最大使用電力は０．５
Ｗ／α２　であり、これにより最大線速度は３０メ一ト
ル／分になる。
実施例 夫々約１６．５マイクロメータ直径を有する約２０００
本のフィラメントから成る繊維ガラスロービング（ＰＰ
Ｇから市販されているハイボン（Ｈｙｂｏｎ　）　２０
７７−４５０　）を、第１図の装置で被覆硬化した。塗
布した被覆材は、７２　取量パーセントの樹脂ＡＣヒス
フェノールーＡ−シクリシジルエーテルシアクリレート
）、２５重量パーセントの希釈剤Ｉ（ペンタとカドラブ
シルメチレンとの混合物）、及び３重量パーセントの光
重合開始剤（イルカキュア６５１）の式（資）を有して
いる。被覆硬化速度は、巻取リールの１駆動速度能カに
よって制限されるだけであるため、最高２１メ一トル／
分に達した。得ら才した複合材ｔ１ば、米国特許第４．
２４１，９７９号に記載されている光フアイバケーブル
のステンレス鋼線の代りに首尾良く使用できた。
実施例 夫り約１１゜９マイクロメータ直径を有する、？１２，
０００本のフィラメントから成るアラミドローヒング（
ＦＪ、　１．　Ｄｕｐｏｎｔ社のＫＥＶＬＡＲ−４９）
を上記実施例と同−月利で被覆した。
含浸及び硬化速度は７．６メ一トル／分であった。これ
はフィラメントのほつれによる巻取リールの過度な引張
によって限定されたものであるが高い引張力を有する巻
取装置により速度を２０メ一トル／分以上にすることが
できる。
実施例 表■に示す一連のマトリックス利制Ｉ乃至■を用いろこ
とにより、夫々約１６．５マイクロメータ直径の、約２
０００本のフィラメントから成る繊維ガラスローヒング
（コーニングカラス社（Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　
Ｃｏｍｐ−ａｎｙ　）の４７５　５０型）を含浸処理し
た。表■において各マトリックス材料の組成は、重量パ
ーセントで示されている。
各材料を２１メ一トル／分寸での速度で首尾良く被覆硬
化した。得られた複合体は、実質的に空隙を有さず、完
全に硬化して所望の機械的性能を備えている。
上記複合体の顕微鏡検査は、実質的に全てのフィラメン
トがコーテイング液で包囲されていることを示した。分
析結果により、硬化複合体の空隙分屑は、１０重量パー
セント以下、通常は５重量パーセント以下であることが
判った。１重量パーセント以下の空隙分屑も達成された
。この様に、フィラメント束を実質的に完全に含浸処理
すると、フィラメント間を所望に結合して負荷共有その
他の所望特性を備えろ複合体が得らｆする。被膜の形成
には、その他の成分も利用できる。例えば１種類以上の
界面活性剤を添加してぬれ角をさらに小さくすることに
より、含浸を改善できる。代表的界面活性剤は、フッ化
アルキルエステル（例えばスリーエム社（’　３　Ｍ　
Ｃｏｍｐａｎｙ）のＦＣ４３０）であり、これを用いろ
ことにより、希釈剤の使用量を減らすことができる。
１−記実施例では、紫外線で硬化したが、その他の硬ｆ
ヒ放射線も使用できる。例えば、電子ビームを使用でき
ろが、この場合は１通常コーティング材に自由ラジカル
光重合開始剤を入れる必要がない。電子ビームを照射す
ると、紫外線照射に比してより深く硬化できる（通常約
１ミリ）。
本発明方法で形成された複合体を、強化部材以外の目的
に使用できる。例えば、１本以上の光ファイバを、繊維
ガラス強化部材で包囲した、光フアイバケーブル構造が
知られている。例えばシリコン等の引張弾性率が低い物
質の緩衝層を、光ファイバと強化部材との間に配設でき
る。この様な構造は本発明方法により有利に形成できる
。また、金属フィラメントを被覆することにより、ケー
ブルの電磁シールド又は導体として使用できろ導電性の
複合体を得られることが知られている。同様に炭素フィ
ラメントについては強化部材として使用すると共に、又
は電磁シールドとして単独に使用できる。例えば放射線
硬化シリコンが知られているが、これらについては、低
引張弾性率を有する放射線硬化性材料に関する、米国特
許第４，３２４．５７５号等を参照されたい。本発明方
法で得られた複合体の周りに、二次被膜を塗布する場合
の様に、本発明方法をその他の被覆方法と併用できる。
本発明方法を用いる上記の用途は全て本発明の適用範囲
に入る。
【図面の簡単な説明】
第１図は１本発明方法を実施する代表的被覆装置の概略
図である。 第２図は、本発明方法の実施に適する被覆ダイの断面図
である。及び 第３図は、本発明方法の実施に適する代表的被覆成分の
割合を示す図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １００・・・・・・ロービング・　　１０１・・・・・
・ダイ１０８・・・・・・−次硬化段 １０９・・・・・・縦形紫外線ランプ １１１・・・・・・二次硬化段 １１２・・・・・・横形紫外線ランプ 出願人　　　ウェスターン　エレクトリックカムパニー
ノ　インコーポレーテツド

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　複数本のフィラメントから成る束を被覆手段に通す
    工程、及びこれと同時に、前記束の被覆含浸部分を、化
    学放射線に露光して硬化させる工程から成る、マルチフ
    ィラメント複合材料の製造方法であって、 さらに、前記束に液体コーティング材料を含浸させるこ
    とにより、前記各フィラメントを前記コーティング材料
    で実質的に包囲する２工程から成り、 また前記液体コーティング材料が、ジアクリル系及びジ
    メタクリル系樹脂から々る群から選択された樹脂から成
    りさらに前記フィラメント上で、前記液体コーティング
    材料に対して２０度以下の平衡接触角を形成する様に選
    択された、少くとも１成分から成ることを特徴とするマ
    ルチフィラメント複合材料の製造方法。 ２％許請求の範囲第１項に記載の方法であって、前記液
    体コーティング材料が、多分散層を成すことを特徴とす
    るマルチフィラメント複合材料の製造方法。 ３　特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法であ
    って、前記コーティング材料が、（Ａ）　　ビスフェノ
    ール−Ａ−ジグリシジルエーテルジアクリレート樹脂、
    及び任意に、（Ｂ）　　ウレタン樹脂から成り、さらに
    （■）　　ペンタとカドラブシルメチレンゲリコールジ
    アクリレートとの混合物、 （Ｊ）ｉ、１０デカメチレングリコールジアクリレート
    、及び （６）　ポリエチレングリコール（２００）ジメタクリ
    レートから成る群から選択された、少くとも１種の希釈
    剤から成ることを特徴と忙るマルチフィラメント複合材
    料の製造方法。 ４　特許請求の範囲第３項に記載の方法であつて、前記
    成分囚、（Ｂ）及び（Ｉ）、（Ｊ）、（勅が、Ａ−４０
    乃至７６．３、Ｂ＝０乃至３３．２、及びＩ＋Ｊ＋に＝
    ２３．７乃至２５．８であり、Ａ＋Ｂ＋Ｉ＋Ｊ＋に＝１
    ００とする相対的重鼾割合を有することを特徴とするマ
    ルチフィラメント複合材料の製造方法。 ５　特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れかに記載の
    方法であって、前記フィラメントがガラスフィ゛ラメン
    ト又は芳香族ポリアミドフィラメントであることを特徴
    とするマルチフィラメント複合材料の製造方法。 ６　特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れかに記載の
    方法であって、前記束が、夫々２０マイクロメータより
    小さい直径を有する少くとも１００本のフィラメントで
    構成されていることを特徴とするマルチフィラメント複
    合材料の製造方法。 ７　片許請求の範囲第１項乃至第６項の何れかに記載の
    方法であって、前記マルチフィラメント束を、少くとも
    ２０メ一トル／分の線速度で被覆硬化することを特徴と
    するマルチフィラメント複合材料の製造方法。 ８　特許請求の範囲第１項乃至第７項の何れかに記載の
    方法であって、前記放射線が紫外線であり、また前記材
    料がさらに、前記放射線による硬化を促進す々光重合開
    始剤から成ることを特徴とするマルチフィラメント複合
    材料の製造方法。 ９　特許請求の範囲第１項乃至第８項の何れかに記載の
    方法であって、前記束がさらに少くとも１本の光ファイ
    バを構成することを特徴とするマルチフィラメント複合
    材料の製造方法。 １０　夫々２０マイクロメータ以下の直径を有する、ガ
    ラス又は芳香族ポリアミド製の少くとも１００本のフィ
    ラメントから成り、少くとも１本の光ファイバを構成す
    −ると共に、 ビスフェノ−λレーＡ−ジグリシジルエーテルジアクリ
    レート樹脂、及び任意にウレタン樹脂から成り、さらに
    ペンタとカドラテシルメチレングリコールジアクリレー
    トトノ混合物、１．ｌＯデカメチレングリコールジアク
    リレート、ポリエチレングリコール（２００）ジメタク
    リレートがら成る群から選択された少くとも１種の希釈
    剤、及び放射線による硬化を促進する光重合開始剤から
    成る液体コーティング材料をフィラメント束忙含浸させ
    ることＫより、各フィラメントを前記コーティング材料
    で実質的に包囲する工程、前記束を被覆手段に通す工程
    、及びこれと同時に、紫外線等の化学放射線で露光して
    、前記束の被覆含浸部分を硬化させる工程から成る方法
    によって製造されることを特徴とするマルチフィラメン
    ト複合材料。
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JP2005504994A (ja) * 2001-06-01 2005-02-17 オウェンス コーニング ガラスファイバー補強材を有する構内ケーブル及びその製造方法

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