JPS59197477A - 石英用耐水性接着剤 - 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〕 本発明は石英用耐水性接着剤に関し、更に詳細には石英
系光ファイバー、石英系ガラス等の石英系材料に対する
接着性に優れ、かつ水中又は水蒸気雰囲気中においても
長期間接着力がほとんど低下しない熱溶融接着剤に関す
るｄ〔従来技術〕 従来、石英系材料（以下単に石英という。）に対する接
着剤の接着性を改善する方法としては、石英の表面に予
めシランカップリング剤を塗布し、風乾後約１００℃に
２〜３時間加熱して、シランカップリング剤を該表面に
化学的に結合させ、その上に設けられた有機系接着剤と
も化学結合させることによシ、初期接着性と共に耐水接
着性を付与する方法が採用されてきた。

しかし、この方法は、水分によるシランカップリング剤
の自己縮合反応を防ぐことができないため、その保存安
定性が悪く、かつ、接着特性の再現性に問題があった。

一方、熱溶融接着剤自身の耐水接着性を改善する方法と
しては、グリシジルメタクリレートと酢酸ビニルをエチ
レン、α−オレフィン又は他のビニル系単量体と三元共
重合させ、エポキシ基を重合体成分中に導入する方法が
ある。該接着剤はエポキシ基の開環が接着力発現の必要
条件であるため、約１８０℃以上の感温にならないと初
期接着力及び水中浸漬による耐水接着力が出ないという
欠点がある。又無水マレイン酸グラフト変性によシ初期
接着力を向上させた接着剤も製造されているが、無水マ
レイン酸のグラフト重合では無水マレイン酸の単独重合
性が小さいため未反応の無水マレイン酸が重合系に残り
、かつ、重合後、未反応の無水マレイン酸を充分に除去
することは工業的に困難なため、石英との接着による耐
水接着性が低下するという欠点があった。

更に、アクリル酸をグラフト重合させて変性した接着剤
によって初期接着力を向上させる試みもあるがグラフト
重合条件が不適切なためにアクリル酸のホモポリマーが
多量に生成し普通のガラスよシも、はるかに表面水酸基
濃度が小さく、接着しにくい石英及び石英系ガラスに対
しては耐水接１着力が全く無いものであった。

従来石英系光ファイバーの融着接続部は該石英系光ファ
イバーの周囲をホットメルト接着剤（エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体）で被覆すると共にＳＵＳ鋼線などのテン
ションメンバト一体化させて補強する方法や融着接続部
を二枚のガラスセラミックではさみ接着する方法が適用
されているが、水の浸透によりファイノく−にはく離が
生じ、接続部の光損失の変動の原因となり、更に、光フ
アイバー接続補強部分の引張２曲げ。

ねじれなどの外力に対して弱くなるなどの欠点があった
。

〔発明の目的〕

本発明は前記欠点を解決するためになされたものであシ
、その目的は石英との耐水性接着性に優れた接着剤を提
供することにある。又他の目的は光伝送路に用いる光フ
ァイノく−の接続補強用接着材料として好適な耐水性接
着剤を提供することにある。

〔発明の構成〕

前記目的を達成する本発明について員脱すると、本発明
はエチレン系及び（又は）α−オレフィン系重合体に０
．０１重量％ないし２重量％の重合性不飽和モノカルボ
ン酸を配合してグラ、フト重合し、かつそのグラフト効
率が９５係以上である重合体を含むととを特徴とする石
英用耐水性接着剤に関する。

す゛なわぢ、本発明は従来熱溶融接着剤として知られて
いるエチレン系及び（又は）α−オレフィン系重合体を
原料（以下原料重合体という）とし、これに原料重合体
の重量を基礎として０ｏ０１重量係〜２重量係の重合性
不飽和モノカルボン酸を配合してグラフト重合し、かつ
そのグラフト効率が９５係以上である重合体を含む熱溶
融接着剤が石英用接着剤として耐水性に優れ、しかもシ
ランカップリング剤による前処理を必要としないで優れ
た接着性を有するという効果を達成したことの知見に基
づくものである。

本明細書でいう重合性不飽和モノカルボン酸の原料重合
体に対する割合はグラフト重合系における原料重合体に
対する割合を意味し、以下グラフト重合用単量体濃度と
いう。又グラフト効率とは、生成したグラフト重合体に
グラフト重合された単量体と生成した一元重合体（ホモ
ポリマー）のグラフト重合用単量体（広義には未重合の
単量体を含む）との和に対するグラフト重合された単量
体の割合を意味する。

本発明の接着剤における原料重合体であるエチレン系及
び（又は）α−オレフィン系重合体とは、エチレン及び
α−オレフィン例えばプロピレン、ブテン等の一元重合
体又はそわらの共重合体、それらと他の単量体例えば酢
酸ビニル、スチレン、アクリル酸、メタアクリル酸又は
そのエステル等との共重合体をいい、これらの共重合体
はランダム共重合体、ブロック共重合体等のいずれであ
ってもよい。又エチレンとプロピレン、エチレンとブテ
ン−１などの二元共重合体にジシクロペンタジェンなど
の第３成分を加えた三元共重合体を使用してもよい。更
にこれらの重合体は２種以上混合して使用することもで
きる。

本発明における重合性不飽和モノカルボン酸としてはア
クリル酸、メタクリル酸、それらの置換モノカルボン酸
等が例示されるが、アクリル酸が最も好ましい。重合性
不飽和モノカルボン酸は原料重合体に対して０．０１〜
Ｚ　ｗｔチ、望オしぐはＱ、１〜１．５ｗｔ　％　　の
割合で配合してグラフト重合を行うことにより、原料重
合体に化学的に結合Ｌ／％導入される。この範囲を越え
た場合、吸水率が大きくなり、加熱時に発泡がおこシ、
一方この範囲よシ低い場合には接着力が不充分となる。

重合性不飽和モノカルボン酸の原料重合体へのグラフト
重合による導入方法としては、空気を除去した算囲気中
で加熱し、ラジカル重合開始剤と共に溶融、混合する熱
溶融グラフト法。

ヘプタン、トルエン、キシレン等の溶剤中で原料共重合
体へ重合性不飽和モノカルボ／酸をラジカル重合開始剤
を用いて化学的に結合させる溶液グラフト法、放射線又
は紫外線を、重合性不飽和モノカルボン酸の存在下に原
料重合体へ照射することによりグラフト重合体を製造す
る放射線照射グラフト法、光照射グラフト法など。

いずれの方法を用いてもよい。この内熱溶融グラフト法
が最も経済的である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

なお、実施例及び比較例に示すはく離強度は添付図面に
示すような石英ガラス管接着試験片の９０°はく離試験
により評価した。すなわち図の（ａ）は石英ガラス管接
着試験片、（ｂ）ｉｄ９Ｄ。

はく離試験方法を示す各断面概略図である０図において
、符号１は石英ガラス管、２は接着剤シート、３は熱収
縮テープ、４はスヘ−１−（ホリエステルフイルム）を
意味する。接着試験片は、石英ガラス管１に一部分スペ
ーサ４を介して０．５儀の接着剤シート２、その外側に
熱収縮テープを順次巻付けた後、２００℃オープン中で
５分間加熱することによシ接着させ作製した。

石英ガラス／接着剤界面温度は最高１８０〜１８５℃に
達した。ただし実施例５〜８では接着温度を１２０℃に
調節した。はく離強度は、引張試験機を用い引張速度５
０−７分で測定した。

接着剤シートは、各実施例及び比較例の接着剤をその溶
融温度より２０〜３０℃高い温度で約５分間１５０　Ｋ
１７ｃｍ２圧で熱プレスすることにより作製した。

実施例１〜８ 下記表に示す原料重合体及び重合性不飽和モノカル−ボ
ン酸としてアクリル酸を使用して、種々のグラフト条件
によりクラフト重合して接着剤を作製した。

グラフト条件中、グラフト法としてＡは熱溶融グラフト
法、Ｂは溶剤としてトルエンを使用した溶液グラフト法
、Ｃはα線を使用し／ヒ放射線グラフト法、Ｄは紫外想
を使用した光照射グラフト法によることを示す。ラジカ
ル重合開始剤としては２．５−ジメチル−２，５−ジ（
ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３を使用し、谷側と
も重合率が略１００係に達する温度及び時間を採用した
。

表にはグランド効率及びゆく離強度の測定結果並に比較
例１〜３を併記した。

表に示すとおり、各実施例のグラフト重合体のグラフト
効率はいずれも９５係〜９９係と高く、アクリル酸のホ
モポリマーは非常に少なかった。このグラフト重合体よ
構成る接着剤の初期及び６０℃の水浸漬後のはく熱強度
の結果は表に示すとおり、２０日後ないし３０日後のは
く熱強度の低下が無いか又は非常に少なかった。

実施例５〜８で得られたグラフト変性エチレン酢酸ビニ
ル共重合体では、比較例２との対比から明らかなように
、接着温度を１２０℃に低げても水浸漬後のはく熱強度
の低下が非常に少々い。このようにグラフト条件を設定
することによりグラフト効率が９５％以上に向上し、水
中でのはく熱強度の低下がほとんど無い接着剤を製造す
ることができる。

本実施例によって作製された接着剤を石英系光ファイバ
ーの融着接続部の補強用接着剤として用いたところ、６
０℃水浸漬２０日後の引張強度が初期値と全く変らない
耐水接着信頼性の高い接続補強部が形成できた。

比較例１〜３ 比較例１でグラフト重合用単量体として無水マレイン酸
を用い、熱溶融グラフト法を行なった。得られたグラフ
ト重合体はクラフト効率が８５俤と低く、これは未重合
の無水マレイン酸が接着剤中に残存したことを示す。こ
の接着剤の耐水性は３日間の浸漬によって、はく熱強度
がほとんど無くなってしまった。

比較例２の従来のエチレン−酢酸ビニル共重合体では、
表に示すように初期及び耐水接着力がほとんどなかった
。

比較例３は実施例５と対比して、グラフト効率のみなら
ず、グラフト重合用単量体濃度が耐水性接着力に影響す
るこ七を示した実験例である。比較例３ではアクリル酸
を３重量係配合した以外は、グラフト条件で若干の相違
はあるが実質上実施例５と同様である。

前記実施例では原料重合体にアクリル酸をグラフト重合
させて構成成分中に導入する際、過酸化物系重合用開始
剤を用い反応温度を１５０℃から２３０℃に設定するこ
とによシ、グラフト効率が約９５係以上と高く、未反応
単量体を含まない接着剤を製造する製造例を示したが、
原料重合体及びグラフト重合用単量体の種類のいかんに
よジグラフト条件が変更されることは明らかである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によればエチレン系及び（
又は）α−オレフィン系重合体を、重合性不飽和モノカ
ルボン酸により特定の濃度範囲で、かつグラフト効率で
グラフト変性した重合体を接着剤として石英系材料を熱
溶融接着させると、高温水中で２０日間以上はく離強度
の低下の無い接着を行うことができるという効果を達成
する。該接着剤は長期間の接着力や機械的、化学的物性
の変化が無く、高い安定性を有しておシ、高信頼度の接
着面音形成する。又該接着剤の製造は既存の製造設備を
そのまま用いることができ、かつ未反応単量体の除去を
必要としない点で利点がある。

該接着剤を用いて石英系光ファイノ（−の融着接続補強
部を形成すると、６０℃水浸漬によっても、２０日間以
上引張強度の低下かほとんど無く、耐水信頼性の高い接
続補強部を形成できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

１１１図 拳悸咎Ｉは石英ガラス管接着試験片及び９０゜はく離試
験方法を示す断面概略図である。 １：石英ガラス管　　２：接着剤シート３：熱収縮テー
プ　　４ニスペ一サ 特許出願人　日本電信電話公社 代理人　中本　　宏 同　　　　　　井　　上　　　　　昭

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　エチレン系及び（又は）α−オレフィン系重合体
   に０．０１重量％ないし２重置部の重合性不飽和モノカ
   ルボン酸を配合してグラフト重合し、かつそのグラフト
   効率が９５％以上である重合体を含むことを特徴とする
   石英用耐水性接着剤 ２、　重合性不飽和モノカルボン酸がアクリル酸である
   特許請求の範囲第１項記載の石英用耐水性接着剤