JP2000335943A - 光ファイバー被覆用組成物及び光ファイバー - Google Patents

光ファイバー被覆用組成物及び光ファイバー

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JP2000335943A
JP2000335943A JP11151207A JP15120799A JP2000335943A JP 2000335943 A JP2000335943 A JP 2000335943A JP 11151207 A JP11151207 A JP 11151207A JP 15120799 A JP15120799 A JP 15120799A JP 2000335943 A JP2000335943 A JP 2000335943A
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acrylate
meth
optical fiber
composition
coating
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JP11151207A
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Atsuo Kawada
敦雄 川田
Kazunori Kondo
和紀 近藤
Masatoshi Asano
雅俊 浅野
Ichiro Kaneko
一郎 金子
Shohei Kosakai
正平 小堺
Toshimi Kobayashi
利美 小林
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 イミド結合とポリアルキレンポリエーテ
ル鎖とアクリル基又はメタクリル基とを含むオリゴマー
を構成成分として含有することを特徴とする光ファイバ
ー被覆用組成物。 【効果】 本発明の光ファイバー被覆用組成物による
と、組成物を硬化させて得られた被覆に強靭性、柔軟
性、高い硬化速度と共に高い耐熱性を与えることが可能
となり、光ファイバーの生産性と信頼性を高めるという
優れた効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバー被覆
用組成物及び光ファイバーに関する。
【0002】
【従来の技術】最近の通信における情報量の増大に伴
い、光ファイバーによる光伝送は、幹線のみならず末端
においても不可欠の手段となってきた。代表的な光ファ
イバーは、直径125μm程度の細い石英ガラス製であ
り、高屈折率の中心部(コア)と低屈折率の外周部(ク
ラッド)からなっている。この石英ガラスは、強度は高
いが脆いので、微小な傷や欠陥があると、そこが起点と
なり容易に破断してしまう。そのため、実用的な光ファ
イバーには、石英ガラスを熱溶融し線引きした直後に、
保護のために樹脂で被覆が施されている。この被覆材料
には、石英ガラスに応力がかからないように柔軟性に富
むこと、外力に耐えるために強靭であることが要求され
る。
【0003】従来、このような被覆材料としては、熱硬
化性シリコーン樹脂が用いられていた。これは低温でも
柔軟性を失うことなく、かつ高温でも安定であるという
優れた特徴を有するものである。しかし、熱硬化性シリ
コーン樹脂は硬化が遅いため、近年の線引き速度の高速
化に伴い、より硬化が速い放射線硬化型被覆材料が主流
になってきた。その中でも、特許第1535199号、
特許第2068286号、特許第2018841号及び
特許第2627626号公報に記載されているポリアル
キレンポリエーテル含有ウレタンアクリレートは、柔軟
性に富み、大きな硬化速度が得られることから、光ファ
イバー用被覆材料に広く用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリアルキレ
ンポリエーテル含有ウレタンアクリレートオリゴマーを
用いた組成物を硬化させて得られた被覆は、シリコーン
樹脂に比べ、耐熱性が低いという問題点があった。
【0005】本発明は、上記事情を改善したもので、紫
外線等の放射線での硬化速度が大きく、しかも強靭かつ
柔軟である上、高い耐熱性を有する硬化物を与える光フ
ァイバー被覆用組成物、及びこの組成物の硬化物で被覆
された光ファイバーを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、イミド結合と、ポリアルキレンポリエーテル鎖
と、アクリル基又はメタクリル基とを有するオリゴマー
を光ファイバー被覆用組成物の構成成分として用いるこ
とにより、紫外線等の放射線を照射した場合、硬化速度
が大きく、またその硬化物は強靭かつ柔軟で、高い耐熱
性を兼ね備えたものであることを知見し、本発明をなす
に至った。
【0007】即ち、本発明の光ファイバー被覆用組成物
は、イミド結合とポリアルキレンポリエーテル鎖とアク
リル基又はメタクリル基を含むオリゴマーを構成成分と
して含有することを特徴とするものであり、本発明の光
ファイバーは、この組成物の硬化膜によって被覆された
ものであるが、この場合、上記オリゴマーのイミド結合
は組成物を硬化させて得られた被覆に強靭性を与え、ポ
リアルキレンポリエーテル鎖は被覆に柔軟性を与える。
また、アクリル基又はメタクリル基により大きな放射線
硬化速度が得られる。更に、イミド結合はアミド結合や
ウレタン結合や尿素結合にあるような熱的に弱いN−H
結合を持たないので、得られた被覆はこれらの結合をも
つものに比べ、耐熱性が高くなるものである。
【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の光ファイバー被覆用組成物は、イミド結合とポ
リアルキレンポリエーテル鎖とアクリル基又はメタクリ
ル基を含むオリゴマーを構成成分として含有する。
【0009】本発明で用いるオリゴマーは、少なくとも
1個のイミド結合を含むことが必要であるが、その含有
量は分子量200〜10,000ごとに1個とすること
が好ましい。含有量がこれより多いと柔軟性に欠き、少
ないと耐熱性が不十分となるおそれがある。また、オリ
ゴマー中に少なくとも1個のポリアルキレンポリエーテ
ル鎖を含むことが必要であるが、アルキレンの炭素数は
2〜6であり、数平均分子量が300〜20,000で
あることが好ましい。炭素数が2より小さいか6より大
きいと適度な柔軟性が得られず、分子量が300より小
さいと柔軟性が不足し、20,000より大きいと強靭
性が不足する場合がある。その含有量は、オリゴマー中
30〜97重量%であることが必要である。含有量が3
0重量%より少ないと柔軟性が不足し、97重量%より
多いと強靭性が不足するおそれがある。更に、オリゴマ
ーは少なくとも1個、好ましくは1〜6個、更に好まし
くは2〜4個のアクリル基又はメタクリル基(好ましく
はアクリル基)を含んでいることが必要である。
【0010】なお、このオリゴマーの数平均分子量は5
00〜21,000、特に1,000〜10,000で
あることが好ましい。
【0011】本発明のオリゴマーは、従来公知の方法で
製造することができるが、以下にその一例を示す。即
ち、酸無水物基(−CO−O−CO−)を2個含む化合
物と両末端にアミノ基をもつポリアルキレンポリエーテ
ルを無水酢酸の存在下で反応させ、両末端に酸無水物基
を有するイミド結合含有ポリアルキレンポリエーテルを
得た後、これと末端にイソシアナト基をもつアクリレー
ト又はメタクリレートを反応させ、両末端にアクリル基
又はメタクリル基を有するイミド結合含有ポリアルキレ
ンポリエーテルオリゴマーを製造することができる。こ
の場合、酸無水物基を2個含む化合物の例としては、無
水ピロメリット酸や無水4,4’−カルボニルジフタル
酸が挙げられる。両末端にアミノ基をもつポリアルキレ
ンポリエーテルの例としては、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレング
リコールの両末端アミノ化物が挙げられる。末端にイソ
シアナト基をもつアクリレート又はメタクリレートの例
としては、イソシアナトエチルアクリレート又はイソシ
アナトエチルメタクリレートが挙げられる。
【0012】本発明の組成物は、使用上適度な粘度に調
節するための希釈剤として、アクリレートモノマー又は
メタクリレートモノマー等を含んでいてもよい。また、
適当な光重合開始剤を含んでいてもよい。更には、耐酸
化性を高める等の目的で各種添加剤を含んでいてもよ
い。
【0013】この場合、アクリレートモノマー、メタク
リレートモノマーとしては、下記のものが挙げられる。
【0014】(単官能性化合物)アミノ基や水酸基を含
む化合物に(メタ)アクリル酸がアミド化反応又はエス
テル化反応で結合した構造の化合物として、メトキシエ
チレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリ
エチレングリコール(メタ)アクリレート、ノニルフェ
ノキシエチル(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、ノニル
フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレ
ート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、
フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレ
ート、ブトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリ
レート、アルキル(メタ)アクリレート、シクロヘキシ
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、イソボロニル(メタ)アクリレー
ト、ベンジル(メタ)アクリレート、クミルフェノール
(メタ)アクリレート、クミ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、クミルフェノキシポ
リプロピレングリコール(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、2−エチルヘ
キシル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエン
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキ
シプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリ
ロイルオキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸、
3−アクリロイルオキシグリセリンモノ(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、
ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、
ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポ
リε−カプロラクトンモノ(メタ)アクリレート、ジア
ルキルアミノエチル(メタ)アクリレート、グリシジル
(メタ)アクリレート、モノ[2−(メタ)アクリロイ
ルオキシエチル]アシッドフォスフェート、トリクロロ
エチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3−テトラ
フロロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,
4,4,4−ヘキサフロロブチル(メタ)アクリレー
ト、パーフロロオクチルエチル(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
ンテニルオキシアルキル(メタ)アクリレート、トリシ
クロデカニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニ
ルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソボロニルオ
キシエチル(メタ)アクリレート、モルホリン(メタ)
アクリレート等が挙げられる。
【0015】(2官能性化合物)2官能性化合物とし
て、具体的には、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプ
ロピル−2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロピオネ
ートのジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ
(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、ポリエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、プロピレングリコールジ(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、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、グリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチル
グリセリンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA
のエチレンオキサイド付加物のジ(メタ)アクリレー
ト、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物の
ジ(メタ)アクリレート、2,2’−ジ(ヒドロキシエ
トキシフェニル)プロパンのジ(メタ)アクリレート、
トリシクロデカンジメチロールのジ(メタ)アクリレー
ト、ジシクロペンタジエンジ(メタ)アクリレート、ペ
ンタンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(グリシ
ジルオキシフェニル)プロパンの(メタ)アクリル酸付
加物等が挙げられる。
【0016】(多官能性化合物)多官能性化合物として
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、トリメチロールプロパントリオキシエチル
(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、ジペンタエリスリトールヘキサ
(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシメチル)
イソシアヌレート、トリス(アクリロキシエチル)イソ
シアヌレート、トリス(アクリロキシプロピル)イソシ
アヌレート等が挙げられる。
【0017】本発明の組成物は、特に低ヤング率の光フ
ァイバー1次被覆材(プライマリー材)として用いる場
合、単官能性化合物の使用が好ましい。
【0018】これら(メタ)アクリレートモノマーの配
合量は、組成物の所望する粘度あるいはその硬化物の物
性に応じて、通常、上記オリゴマー100重量部に対し
て5〜200重量部、好ましくは10〜150重量部、
更に好ましくは20〜100重量部程度の範囲から選択
できる。
【0019】一方、光重合開始剤としては、公知のもの
を使用することができ、例えば、1−ヒドロキシ−シク
ロヘキシル−フェニル−ケトン、2,2−ジメトキシ−
2−フェニルアセトフェノン、フェニルアセトフェノン
ジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンゾ
フェノン及び3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフ
ェノン、4,4−ジメトキシベンゾフェノン、4,4−
ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベ
ンゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−ジアルキルアミ
ノフェニル)ケトン、ベンジル及びベンジルメチルケタ
ール等のベンジル誘導体、ベンゾイル及びベンゾインブ
チルメチルケタール等のベンゾイン誘導体、ベンゾイン
イソプロピルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプ
ロピオフェノン、2,4−ジエチルチオキサントン及び
2,4−ジクロロチオキサントン等のチオキサントン誘
導体、フルオレン、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、2−ベ
ンジル−2−ジメチルアミノ−1−(モルホリノフェニ
ル)−ブタノン−1、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サイド、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等のホスフィンオキサイド誘導
体が挙げられる。
【0020】これらの中では、特に速硬化性の点でホス
フィンオキサイド誘導体の光重合開始剤が好ましい。
【0021】これらは1種を単独で使用してもよいし2
種以上併用してもよい。配合量は、上記オリゴマー及び
(メタ)アクリレートモノマーの合計100重量部に対
して、通常0.01〜15重量部、好ましくは0.1〜
10重量部である。
【0022】本発明の組成物には、前記成分の他に、例
えば酸化防止剤、紫外線吸収剤等の安定剤、有機溶剤、
可塑剤、界面活性剤、シランカップリング剤、着色顔
料、有機又は無機粒子等の添加剤を本発明の目的を損な
わない範囲で必要に応じて添加することができる。
【0023】本発明の組成物は、上記した所用の成分を
配合撹拌混合し、調製することができ、その粘度は、作
業性の点で光ファイバー心線の通常の製造条件との適合
性から、通常500〜10,000cp(25℃)、特
に高速の製造条件では500〜4,000cp(25
℃)の範囲が望ましい。
【0024】本発明の組成物は、通常の紫外線硬化型組
成物の場合と同様に、紫外線を照射することにより硬化
し、硬化物となるもので、このようにして得られる硬化
皮膜は、外部応力及び温度変化によるマイクロベンドか
ら心線を保護するのに望ましい0.1kgf/mm2
下のヤング率を有することが望ましい。
【0025】なお、本発明の組成物を硬化する放射線と
しては、紫外線以外に、赤外線、可視光線、及びX線、
電子線、α線、β線、γ線等の電離放射線がある。
【0026】本発明の組成物は、特に光ファイバー用被
覆材の1次被覆材(プライマリー材)として有用であ
り、光ガラスファイバーに直接被覆され、この上層にヤ
ング率の高い2次被覆材(セカンダリー材)が被覆され
る。この2次被覆材として、放射線硬化型樹脂組成物で
あるウレタンアクリレート組成物が好適に用いられる。
【0027】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
【0028】〔実施例〕無水ピロメリット酸2モルと平
均分子量約4,000の両末端アミノポリプロピレング
リコール1モルを無水酢酸の存在下で反応させ、両末端
に酸無水物基を有するイミド結合含有ポリプロピレング
リコールを得た。次に、この生成物1モルにイソシアナ
トエチルメタクリレート2モルを反応させ、両末端メタ
クリル基のイミド結合含有ポリプロピレングリコールか
らなるオリゴマー1モルを得た。これに希釈剤として平
均分子量約400のノニルフェノキシポリエチレングリ
コールアクリレート5モルと光重合開始剤としてジエト
キシアセトフェノン0.3モルを加え、光ファイバー被
覆用組成物とした。この組成物を光ファイバーに塗布し
た後、約3J/cm2の紫外線を照射し、硬化させて、
厚さ50μmの被覆を形成した。この光ファイバーを8
0℃の大気中で1か月保存したが、光損失の増加は認め
られなかった。
【0029】
【発明の効果】本発明の光ファイバー被覆用組成物によ
ると、組成物を硬化させて得られた被覆に強靭性、柔軟
性、高い硬化速度と共に高い耐熱性を与えることが可能
となり、光ファイバーの生産性と信頼性を高めるという
優れた効果がある。
フロントページの続き (72)発明者 浅野 雅俊 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 金子 一郎 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 小堺 正平 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 (72)発明者 小林 利美 群馬県安中市磯部2丁目13番1号 信越化 学工業株式会社精密機能材料研究所内 Fターム(参考) 4G060 AC10 AC15 CB05 CB09 CB12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イミド結合とポリアルキレンポリエーテ
    ル鎖とアクリル基又はメタクリル基とを含むオリゴマー
    を構成成分として含有することを特徴とする光ファイバ
    ー被覆用組成物。
  2. 【請求項2】 イミド結合を分子量200〜10,00
    0ごとに1個含有するオリゴマーを構成成分として含有
    することを特徴とする請求項1記載の光ファイバー被覆
    用組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の組成物の硬化膜で
    被覆された光ファイバー。
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