JPH02170867A - 活性エネルギー線硬化型組成物 - 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、例えば、光ファイバーの外層被覆用に使用し
た場合に、好適なスベリ性を付与できる活性エネルギー
線硬化型組成物に関する。

（従来の技術） 従来、例えば、光ファイバー素線を束ねたテープ状光フ
ァイバーユニットを使用して多心光ファイバーケーブル
を製造する場合や光ファイバー素線を使用してバンドル
型光ファイバーを製造する場合、多心光ファイバーケー
ブルにおいては、ユニット同志や、ユニットをケーブル
内に保持するための構造材とユニットとの摩擦抵抗を小
さくする為、またバンドル型光ファイバーにおいては、
素綿同志や、素線をバンドル型光ファイバー内に保持す
るための構造材と素線との摩擦抵抗を小さくする為、テ
ープ状光ファイバーユニットや光ファイバー素線の表面
に粉体粒子を付着させたり、これらの表面にシリコーン
系やフッ素系オイルを塗布したり、また光ファイバーユ
ニットや光ファイバー素線の表面硬度を上げたりする方
法によってスベリ性不良や摩擦による不具合が起こらな
いようにすることが一般に行なわれていた。

テープ状光ファイバーユニットを使用した多心型光ファ
イバーケーブルにおいて、スベリ性が不良であると、ユ
ニット同志や構造材とテープとの摩擦抵抗が大きくなる
ため、製造時又は施工の際に曲げた場合、伸び又は収縮
の緩和が不十分となって、応力が部分的に加わるため伝
送損失を増大させるという問題が発生する。製造時や、
施工時にケーブルに曲率を持たせる行為は頻繁に行なわ
れており、スベリ性が良好であることは、重要な性能の
一つである。

また、バンドル型光ファイバーにおいて、スベリ性が十
分でない場合は、曲げた場合に、素線同志に部分的に応
力を生じ、断線の原因となる。

スベリ性を良好にすることは、伝送損失の増加や断線を
防ぐ効果があり、スベリ性を良好にするため、前記のよ
うな方法がとられていた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の、粉体粒子を付着させる方法においては、テープ
状光ファイバーユニットや光ファイバー素線に粉体粒子
を付着させる工程が必要であり、また粉体粒子を使用す
るため製造環境を汚染する可能性があり、光ファイバー
を製造するクリーンな環境においては大きな障害となる
。

シリコーン系や、フッ素系のオイルを表面に塗布し、ス
ベリ性を向上させる方法も、表面にベタツキを生じる欠
点があり、またオイル塗布のための別工程が必要となる
。

表面硬度を上げる方法においては、一般的に被膜の伸び
率の低下を招き、テープ状光ファイバーユニットや光フ
ァイバー素線などの光ファイバーの耐屈曲性を低下させ
る問題点がある。

（問題点を解決するための手段） 上記従来技術の問題点を解決するために、光ファイバー
表面を塗装する材料のスベリ性を改良する検討を行なっ
た結果、塗装用材料として特定の粒子を配合した活性エ
ネルギー線硬化型組成物を使用することによって上記問
題点がなく、スベリ性を向上できることを見出し、本発
明に到達した。

すなわち、本発明は活性エネルギー線硬化型樹脂および
／又は活性エネルギー線硬化型ビニルモノマーに、平均
粒子径０．２〜２００ミクロンの粒子を、該硬化型樹脂
と該ビニルモノマーとの和１００重量部に対して０．５
〜１００重量部、および必要に応じて光重合開始剤を配
合してなる光ファイバー表面塗装用活性エネルギー線硬
化型組成物に係わる。

本発明組成物において、活性エネルギー線硬化型樹脂と
しては、エチレン性不飽和基含有樹脂が包含され、具体
的には次に例示するものがあげられる。

エチレン性不飽和基含有樹脂としては、例えば、ポリエ
ステルに（メタ）アクリル酸を縮合させた樹脂、エチレ
ン性不飽和基含有ポリウレタン樹脂、エチレン性不飽和
基含有エポキシ樹脂、エチレン性不飽和基含有含リンエ
ポキシ樹脂、エチレン性不飽和基含有アクリル樹脂、エ
チレン性不飽和基含有シリコン樹脂、エチレン性不飽和
基含有メラミン樹脂などがあげられる。

また、本発明組成物において、活性エネルギー線硬化型
ビニル千ツマ−としては、重合性不飽和上ツマ−のみで
はなく、重合性不飽和オリゴマーも包含され、具体的に
は次に例示するものが挙げられる。

重合性不飽和モノマーとしては、まず、アクリル酸また
はメタクリル酸と炭素数１〜２８個の１価アルコールと
のエステル化物があげられ１例えばアクリル酸メチル、
メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸
エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｎ−ブチ
ル、アクリル酸１ｓｏ−ブチル、メタクリル酸１ｓｏ−
ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸−
ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸
ブロビル、アクリル酸ヘキシル、メタクリル酸ヘキシル
、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリ
ル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、ア
クリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル
、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリルなど
が含まれる。

また、該モノマーとして、スチレン、ビニルトルエン、
メチルスチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼンな
どのビニル芳香族化合物：酢酸ビニル、塩化ビニル、ビ
ニルイソブチルエーテル、メチルビニルエーテル、アク
リロニトリル、２−エチルヘキシルビニルエーテルなど
のその他のビニル化合物も使用できる。さらに、該モノ
マーとして、アクリル酸、メタクリル酸などのカルボキ
シル基含有モノマー：２−ヒドロキシエチルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロ
キシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブロビルメ
タクリレートなどの水酸基含有モノマー：ブチルイソシ
アネート、フェニルイソシアネートなどのポリイソシア
ネートと上記水酸基含有モノマーとの付加物ニリン酸と
上記水酸基含有モノマーとの付加物：ビニルピロリドン
、ビニルピリジンなどの含窒素複素環を有する不飽和モ
ノマーなとも使用できる。

また、重合性不飽和オリゴマーとしては、例えば、ジエ
チレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコー
ルジメタクリレート、ポリエ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ジメタクリレート、プ
ロピレングリコールジアクリレート、プロピレングリコ
ールジメタクリレート、１．３−ブタンジオールジアク
リレート、１．３−ブタンジオールジメタクリレート、
１．４−ブタンジオールジアクリレート、１．４−ブタ
ンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレ
ート、１．６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，
６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリメチロール
プロパンドリアクリレート、トリメチロールプロパント
リメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、ペン
タエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラメタクリレートなどのジー、トリーまたは
テトラビニル化合物；前記の多価アルコールとエチレン
オキシドとの付加物にアクリル酸および／またはメタク
リル酸を反応せしめた生成物；前記の多価アルコールと
プロピレンオキシドとの付加物にアクリル酸および／ま
たはメタクリル酸を反応せしめた生成物；前記の多価ア
ルコールとε−カプロラクトンとの付加物にアクリル酸
および／またはメタクリル酸を反応せしめた生成物：含
リン重合性不飽和オリゴマー等が包含される。

以上に述べたモノマー及びオリゴマーは単独でまたは２
種以上部合して使用できる。

本発明組成物において、活性エネルギー線硬化型樹脂お
よび／又は活性エネルギー線硬化型ビニルモノマーに配
合せしめる粒子としては、平均粒子、有機樹脂粒子いず
れも使用可能である。

無機粒子としては、例えば、シリカ、タンカル、タルク
、マイカ、クレー、硫酸バリウム、セラミック、その他
金属酸化物の粒子などが挙げられる。

また有機樹脂粒子としては、ポリアミド、アクリル、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリ
ウレタン、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレツクレート
、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エヂレン、シリ
コン系樹脂等いずれの樹脂粒子でも可能であり、活性エ
ネルギー線硬化型樹脂および／又は活性エネルギー線硬
化型ビニルモノマーに溶解しない樹脂が本発明の目的に
適する。

配合する粒子の粒子径が０．２ミクロンより小さくなる
とスベリ性付与効果が少なくなり、−方、２００ミクロ
ンより大きくなると１表面の凹凸が大きくなり、側圧特
性が悪化し、伝送損失が大きくなり、本目的に適さない
、また粒子径は乾燥膜厚の１／２０〜ｌの範囲内にある
ことがより好ましい。

上記粒子の配合量は、前記硬化型樹脂と前記ビニルモノ
マーとの和１００重量部に対して０．５〜１００重量部
の範囲である８粒子の配合量が０．５重量部より少なく
なるとスベリ性付与効果が十分でなく、又、１００重量
部より多くなると、得られる塗膜が脆くなるため適さな
い。

また、配合する粒子のヤング率は、バインダー樹脂のヤ
ング率と同等もしくは近いことが望ましく、小さすぎる
と系全体のヤング率を大きく下げて塗膜強度を低下させ
、一方、大ぎすぎると、系のヤング率を大きく上げ、伸
び率を低下させる９粒子のヤング率は一般的に０．５〜
５００ｋｇｆ／ｆｌＩｍ”の範囲内にあることが好まし
い。

また配合される粒子の表面はバインダーとの付着性を強
くし、系の強度を上げるためカップリング剤でコーティ
ング処理したり活性化処理したものであってもよい。

カップリング剤としては、シリコーン系、チタン、アル
ミニウム、ジルコニウムなどの金属の、金属キレート系
などの一般に知られている材料を使用することができ、
活性化処理としては、プラズマ処理、オゾン処理、粒子
線処理、酸処理、アルカリ処理などが使用できる。

本発明の組成物は電子線および紫外線などの活性エネル
ギー線を照射することによって硬化せしめることができ
る。紫外線照射によって硬化させは、紫外線の照射によ
り励起されてラジカルを発生させるクイブの通常の光重
合開始剤が用いられ１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、ベンゾイ
ンｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエー
テル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、α−ヒドロキシ
イソブチルフェノン、ベンゾフェノン、ｐ−メチルベン
ゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、ｌ−ヒ
ドロキシ−１−シクロへキシルアセトフェノン、２−ク
ロロチオキサントン、アントラキノン、２−メチルアン
トラキノン、フエニルジスルフィド、２−ニトロフルオ
レン等があげられる。これらの光重合開始剤は単独でも
しくは２種以上を混合して使用でき、その２合量は活性
エネルギー線硬化型樹脂と活性エネルギー線硬化型樹脂
との和、すなわちバインダー成分１００重量部に対して
０．１〜１０重量部の範囲が好ましい。

また、これらの光重合開始剤による光重合反応を促進さ
せるために、光増感促進剤を光重合開始剤と併用しても
よい、併用しつる光増感促進剤として１例えば、トリエ
チルアミン、トリエタノールアミン、２−ジメチルアミ
ノエタノール等の３級アミン系；トリフェニルホスフィ
ン等のアルキルホスフィン系；β−チオジグリコール等
のチオエーテル系の光増感促進剤があげられる。これら
光増感促進剤はそれぞれ単独でもしくは２種以上を混合
して使用でき、その配合量は、バインダー成分１００重
量部に対してＯ，１〜１０重量部の範囲が好ましい。

一方、電子線照射を用いる場合には、本発明の組成物に
上記の如き光重合開始剤や光増感促進剤を配合する必要
はない。

本発明組成物中には、その他、必要に応じて、スベリ性
付与剤、シリコーン系、フッ素系などの添加剤を使用し
たり、硬化をいちじるしく害しない量の着色顔料、飽和
樹脂、溶剤などを配合して使用してもよい。

スベリ性付与剤としては、シリコーン系、フッ素系、ポ
リエチレンワックス系、ポリプロピレンしては、たとえ
ばＢＹＫ−３００（ビック・マリンクロット社製）や、
ＴＳＦ４７００　（東芝シリコーン社製）などがあげら
れる、フッ素系スリップ剤としては、例えば、ユニダイ
ンＤＳ４０２（ダイキン工業株式会社製、商品名）等が
挙げられる。

本発明組成物は、電子線、紫外線などの活性エネルギー
光線によって硬化するものである。

電子線の照射により本発明の組成物を硬化させる場合の
電子線発生源としては、コツククロフト型、コツククロ
フトワルトン型、パン・デ・グラーフ型、共振変圧器型
、変圧器型、絶縁コア変圧器型、ダイナミドロン型、リ
ニアフィラメント型および高周波型などの電子線発生装
置を用いることができる。その際の電子線の照射条件は
本発明の組成物の厚さ等により異なるが、一般には１〜
２０メガラツトの範囲内の線量が適している。

また、紫外線照射源としては、水銀ランプ、キセノンラ
ンプ、カーボンアーク、メタルハライドランプ、太陽光
などを用いることができる。紫外線の照射条件は特に制
限されないが１５０〜４５０ｎｍの範囲内の紫外線を含
む光線を空気中もしくは不活性ガス雰囲気下で、照射す
ることが好ましい。

本発明組成物は、光ファイバー素線を束ねてテープ状光
ファイバーユニットする場合の光ファイバー素線の被覆
およびユニットへの成型に使用されたり、バンドル型光
ファイバーに使用する光ファイバー素線の外層塗膜作成
に使用される等、スベリ性付与が必要な、光ファイバー
の最外層の塗膜形成に使用される。

本発明組成物中には、特定の粒子が配合されているため
、得られる塗膜表面は微細な凹凸を有し、また適度な弾
性を有するため、好適なスベリ性を発揮するものである
。

（実施例） 以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。以
下、１部」は特に断わりのない限り「重量部」を示す。

実施例１ ゴーセラックＵＶ−７０００Ｂ　（日本合成化学社製、
商品名、活性エネルギー線硬化型ウレタンアクリレート
樹脂）７０部にトリメチロールプロパントリアクリレー
ト３０部、光重合開始剤１−ヒドロキシ−１−シクロへ
キシルアセトフェノン４部および平均粒子径約１０ミク
ロンのタルク１０部を配合して紫外線硬化型組成物（Ｉ
）を得た。

コア径５ミクロン、クラツド径１３０ミクロンの光ファ
イバーにプライマリコートとセカンダリコートを塗装し
着色した外径３００ミクロンの光ファイバー素線５本を
テープ状に束ね、このものに塗布するユニットコートと
して上記紫外線硬化型組成物（Ｉ）を塗布し、硬化させ
て幅１．６Ｉ、厚さ０．４開のテープ状光ファイバーユ
ニットを得た。なお、硬化は、メタルハライドランプを
使用し、酸素濃度５００　ｐｐｏ＋以下、線量１０ｍＪ
／ｃｍ”の条件で行なった。得られたテープ状光ファイ
バーユニットは重ねてもスベリ性が良好であった。

実施例２ 実施例１で得たテープ状光ファイバーユニットを４段重
ねにしたものを６ケ所に配置した１２０心光フアイバ一
ケーブル１００ｍについて、直径１ｍに巻いた時と、ま
っすぐに伸ばした時の伝送損失を測定したところ、巻い
た時の伝送損失の増加は０．２ｄＢ／ｋｍと少なく、良
好であった。

実施例３ 実施例１の紫外線硬化型組成物（Ｉ）において、タルク
１０部のかわりにオルガソール２００２Ｄ　（フランス
国アト・シミー社製、ナイロン１２．平均粒子径約２０
ミクロン、ヤング率約２００　ｋｇｆ／ｍｓ＋”１１０
部を使用する以外は実施例１と同様に行ない、紫外線硬
化型組成物（Ｉｔ）を得た。

得られた紫外線硬化型組成物（ＩＩ）をコア径９０ミク
ロン、クラツド径１００ミクロンの光ファイバーに、ダ
イスコータにて膜厚約３０ミクロンとなるよう塗装し硬
化させて、シングルコートした光ファイバー素線な得た
。硬化は、窒素ガス雰囲気中で高圧水銀灯を使用し、線
量５１１１Ｊ／　Ｃ１ｌ”の条件で行なった。

得られた光ファイバー素線を使用し、長さ２ｍ、３００
０画素のイメージファイバ用バンドル型光ファイバを作
成した。この光ファイバを直径３００１ＩＩＩＩＩφの
円筒に巻きつけ１次いで伸ばす操作を１サイクルとし、
１００サイクル繰返した時、断線は全くなく耐久性は良
好であった。

実施例４ 実施例３の紫外線硬化型組成物（ＩＩ　）において、組
成物中に、さらにＢＹＫ−３００（ビック・マリンクロ
ット社製、商品名、シリコーン系スベリ性付与剤）を０
．５部配合する以外は実施例３と同様に行ない紫外線硬
化型組成物（ＩＩＩ　）を得た。

次いで実施例１において、紫外線硬化型組成物（Ｉ）の
かわりに紫外線硬化型組成物（ｎｔ）を使用する以外は
実施例１と同様に行ない、テープ状光ファイバーユニッ
トを得た。得られたテープ状光ファイバーユニットは重
ねてもスベリ性が良好であった。

実施例５ 実施例１で得たテープ状光ファイバーユニットのかわり
に実施例４で得たテープ状光ファイバーユニットを使用
する以外は実施例２と同様に行ない、１２０心光ファイ
バーケーブルを得た。このケーブル１００ｍについて、
直径１ｍに巻いた時と、まっすぐに伸ばした時の伝送損
失を測定したところ、巻いた時の伝送損失の増加は０．
１ｄＢ／ｋｍと少なく、良好であった。

実施例６ 実施例３の紫外線硬化型組成物（ｎ）において、光重合
開始剤ｌ−ヒドロキシ−１−シクロへキシルアセトフェ
ノンを配合しない以外は実施例３と同様に行ない、電子
線硬化型組成物（ＩＶ）を得た。

得られた電子線硬化型組成物（ＩＶ　）をコア径９０ミ
クロン、クラツド径１００ミクロンの光ファイバーに、
ダイスコータにて膜厚約３０ミクロンとなるよう塗装し
硬化させて、シングルコートした光ファイバー素線な得
た。硬化は、窒素ガス雰囲気中で加速電圧１５０ＫＶの
電子線を使用し、Ｉ　Ｍｒａｄ照射の条件で行なった。

得られた光ファイバー素線を使用し、長さ２ｍ、３００
０画素のイメージファイバ用バンドル型光ファイバを作
成した。この光ファイバを直径３００＋ｍｍφの円筒に
巻きつけ、次いで伸ばす操作を１サイクルとし、１００
サイクル繰返した時、断線は全くなく耐久性は良好であ
った。

比較例１ 実施例１の紫外線硬化型組成物（Ｉ）において、タルク
１０部を配合しない以外は同様にして紫外線硬化型組成
物（Ｖ）を得た０次いで実施例１において紫外線硬化型
組成物（Ｉ）のかわりに、紫外線硬化型組成物（Ｖ）を
使用する以外は同様にしてテープ状光ファイバーユニッ
トを得た。得られた光ファイバーユニットは重ねたとこ
ろスベリ性が悪かった０次いで、実施例１のテープ状光
ファイバーユニットのかわりに上記で得たテープ状光フ
ァイバーユニットを使用する以外は実施例２と同様に行
ない、１２０心光ファイバーケーブルを得た。このケー
ブルｌｏｏｍについて、直径１ｍに巻いた時とまっすぐ
に伸ばした時の伝送損失を測定したところ１１巻いた時
の伝送損失の増加は３　ｄＢ／　ｋｍとなり、実施例と
比較して不良であった。

比較例２ 実施例３において、紫外線硬化型組成物（ＩＩ　）のか
わりに比較例１の紫外線硬化型組成物（Ｖ）を使用する
以外は同様に行ない、長さ２ｍ、３０００画素のイメー
ジファイバ用バンドル型光ファイバを作成した。この光
ファイバを直径３００ｍｍφの円筒に巻きつけ、次いで
伸ばす操作を１サイクルとし、１００サイクル繰返した
時、断線は全くなく耐久性は良好であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、活性エネルギー線硬化型樹脂および／又は活性エネ
   ルギー線硬化型ビニルモノマーに、平均粒子径０．２〜
   ２００ミクロンの粒子を、該硬化型樹脂と該ビニルモノ
   マーとの和１００重量部に対して０．５〜１００重量部
   、および必要に応じて光重合開始剤を配合してなる光フ
   ァイバー表面塗装用活性エネルギー線硬化型組成物。 ２、粒子が有機樹脂粒子である請求項１記載の組成物。 ３、スベリ性付与剤をさらに含有してなる請求項１記載
   の組成物。 ４、請求項１記載の組成物を光ファイバー表面に塗布、
   硬化させてなる被覆光ファイバー。 ５、請求項４記載の被覆光ファイバーを使用したバンド
   ル型光ファイバー。 ６、請求項１記載の組成物を光ファイバー素線に塗布、
   硬化させてなるテープ状光ファイバーユニット。 ７、請求項６記載のテープ状光ファイバーユニットを使
   用してなる光ファイバーケーブル。