JPH03184008A - 紫外線硬化被覆を有する光ファイバー - 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】 本発明は、微小湾曲の障害を避けるために、紫外線にさ
らすことによって迅速に硬化して、低温（−６０℃）に
おいて望まれる低モジュラスを保つ低モジユラス保護被
覆を有する光ファイバーに関する。

光ファイバー、は、繊細なガラス表面を摩耗から保護す
るために形成された時に被覆されなければならない。通
常の被覆組生物は、非常に徐々に硬化するので従来の熱
硬化性被覆を一層迅速に硬化する紫外線硬化性被覆と取
り替えることが望まれている。

ところが、紫外線硬化被覆の場合は、非常に高いモジュ
ラスを示す傾向がある。室温において比較的低モジュラ
スを有するこれらの紫外線硬化被覆も、光ファイバーが
遭遇すると考えなければならない極低温においては、は
るかに高いモジュラスを有することが判明している。

問題は、ガラスおよび被覆が、異なった熱膨張率を有す
ることである。被覆が高すぎるモジュラスを有する場合
、低温において歪が起こり、この歪は微小湾曲を誘発す
る。この形式される微小湾曲は光ファイバーの光線を輸
送する能力を損なう。

光ファイバーに塗布するために以前に使用されている紫
外線硬化性塗料はポリエチレン系不飽和オリゴマー、通
常は液体単量体または低分子量ポリアクリレートと混合
したポリアクリレートオリゴマーである。本発明の光フ
ァイバーには、すぐれた低温モジュラス、特に−６０℃
におけるモジュラス対２５℃におけるモジュラスの低い
比率を得るために異なった型の紫外線硬化組成物を用い
るのが望ましい。

本発明によれば、光ファイバーは、カチオン硬化性ポリ
エポキシド、多数のヒドロキシアルキル基を有するポリ
シロキサン、および紫外線活性化硬化用の光開始剤およ
び（または）光増感剤を含む紫外線開始カチオン硬化性
液体被覆組成物をもって被覆される。次いで、湿潤被覆
ガラス繊維は紫外線にさらされて硬化される。ガラス繊
維は、通常新らたに引き伸ばされた時に被覆される。

カチオン硬化性であり、しかも本発明において使用され
るポリエポキシドは、既知の材料である。

エボネックス（Ｅｐｏｎｅｘ）ＤＲＨ１５１１およびＤ
ＲＨ１５１０のような水素化ビスフェノールは本願発明
において有用であるが、ベークライトＥＲＬ４２２１お
よびＥＲＡ、４２９９のような脂環式液体エポキシ樹脂
が好ましい。また、ヒダントインをベースとするポリエ
ポキシドも有用であり、しかもチバーガイギーから入手
できる。これらは単独で、あるいはシェルの製品エポン
（Ｅｐｏｎ）８２８およびエポン１００１またはチパー
ガイギーの製品アラルダイト （Ａｒａｌｄｉｔｅ）６０１０のようなビスフェノール
のグリシジルエーテルと組み合わせて使用できる。これ
らの市販製品は、すべて既知の組成物である。フェノー
ル系ノボラック樹脂をベースとするポリエポキシドおよ
びエポキシ化ポリブタジェンも、特に水素化ビスフェノ
ールをベースとするポリエポキシドまたは脂環式ポリエ
ポキシドと混合して有用である。ネオデカン酸のグリシ
ジルエステルである、シェル・ケミカル・カンパニーか
らのカーデュラ（Ｃａｒｄｕｒａ）Ｅのようなモノエポ
キシドを使用してもよい。

多数のヒドロキシアルキル基を有する任意のポリシロキ
サンを使用できる。分子量３００ないし３０．０００、
好ましくは１０００ないし５０００を有するものが有用
であり、かつこれらは１分子について約１０個までのヒ
ドロキシアルキル基を有してもよく、２１１ないし６個
のヒドロキシアルキル基が好ましい。このアルキル基は
２個ないし１０個、好ましくは２個ないし４個の炭素原
子を含有してもよく、特にエチル基およびプロピル基で
ある。ヒドロキシアルキル基は、鎖の分子量が約４００
を越えない限り、ポリエーテル、ポリエステルまたはポ
リアミド鎖の末端に位置してもよいか、あるいは、ヒド
ロキシアルキル基は、ポリシロキサンのケイ素原子上に
直接保持されてもよい。第一ヒドロキシ基が好ましく、
分子量は計算による。

ヒドロキシアルキル基の他に、ケイ素原子の残留原子価
は、炭化水素基、好ましくはＣ１ないしＣ８のアルキル
、特にメチルおよびフェニルおよびトルイルのようなＣ
１ないしＣ１，のアルキル置換フェニルのようなアリー
ル基によって置換される。

ポリエポキシドのエポキシ基対ヒドロキシ基の当量比も
また重要である。これは、ｌ：２ないし４０：１の広い
範囲にあってもよいが、１．５二ｌないし６：１の範囲
内が好ましい。

多価アルコールと混合して適切なポリエポキシドの紫外
線開始カチオン硬化に有用な光開始剤は既知である。３
Ｍの製品ＦＣ５０９のようなジアリールヨードニウム塩
は、特に企図され、しかもこれらは、ベンゾフェノンの
ようなケトン系光増感剤と組み合せて通常使用される。

他の光増感剤はクロロチオキサントン、イソプロピルチ
オキサントン、チオキサントン、キサントンなどによっ
て例示される。ベンゾフェノンは、その−層大きい溶解
性および低コストのために好ましい。

ヨードニウム塩には、通常ケトン系光増感剤が必要であ
るため、３Ｍの製品ＦＣ５０８およびゼネラル・エレク
トリック・カンパニーからのＵＶＥ−１０１４のような
トリアリールスルホニウム塩を用いるのが好ましい。こ
れらのスルホニウム塩にはケトン系光増感剤は必要でな
い。

前記のポリシロキサン誘導体の他に、多価アルコールの
少量を使用できるが、これらは通常省略される。この任
意の成分は、塩基性置換基および汚染物質が不存在であ
る限り、広い範囲で適宜選択使用できる。エチレングリ
コール、ブチレングリコール、グリセリン、トリメチロ
ールプロパンのような多価アルコールのＣ３ないしＣ４
アルキレンオ午シト付加物のようなポリエーテルである
多価アルコールはすべて有用である。本願発明において
はすべて既知の組成物であるワイアンドット（Ｗｙａｎ
ｄｏ　ｔ　ｔ　ｅ）のプルラコール（Ｐｌｕｒａｃｏｌ
）ＴＰ４４０およびＰＩＯＩＯ、ポリプロピレングリコ
ール４２５およびダウの製品５６５および８０２５をポ
リシロキサン中のヒドロキシアルキル基の補充、及び被
覆組成物に望ましい流動性の付与のために使用すること
ができる。

以下の実施例および特許請求の範囲を含む本願明細書に
おいては、すべての部および割合は、特記しない限り重
量による。

実施例１ ビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート（
ユニオン・カーバイドＥＲＬ−４２９９を使用できる）
２６．９部を、平均分子量３０００および１分子につい
て平均３個の第一ヒドロキシ基を有するポリシロキサン
ポリカーピノール（ダウの製品Ｑ２−５１０３を使用で
きる）６８゜１部およびトリフェニルスルホニウムへキ
サフルオロホスフェート触媒（３Ｍの製品ＦＣ−５０８
を使用できる〔エポキシ樹脂゛−多価アルコール混合物
のカチオン紫外線重合用の既知の触媒３５部と混合する
。この混合物を加温し、次いで攪拌して透明な溶液を形
成する。２５℃に冷却すると、この溶液は粘度４５０セ
ンチポアズを有する。

この混合物のエポキシ対ヒドロキシ当量比は２：１であ
る。

各々３００Ｗ／ｉｎを発する２個のｌＯインチ水銀紫外
線電球を縦１列に用い、かっこの２個の電球の幅を横切
って、新たに引き伸ばされ、しかも（この溶液をもって
）被覆された光ファイバーを移動させて、速度２０ｆｔ
／ｍｉｎの速度で硬化させ、目的とする被覆を有する光
ファイバーを得た。

実施例２ ３．４−エポキシ−シクロヘキシルメチル−３゜４−エ
ポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ユニオン・カ
ーバイドの製品ＥＲＬ４２２１を使用できる）２９．８
部、分子量２４００有し、１分子について２個の第一ヒ
ドロキシ基を有するＡＢＡ型ポリシロキサンポリカーピ
ノール（ダウの製品Ｑ４−３６６７を使用できる）６５
．２部および同じ触媒５部を用いて実施例１の操作を繰
り返した。

この混合物のエポキシ／ヒドロキシ当量化は４：ｌであ
り、２５℃における粘度は４７０センチポアズである。

実施例１におけると同じ装置を用い、硬化速度は実施例
１におけると同じである。

本発明の前記２つの実施例を用いて得られた性質と、ま
た迅速硬化用の紫外線にさらされた２種の商業的に使用
されるウレタン−アクリレート光フアイバー被覆（ウレ
タンＰｈｉ及び同磁２）の性質との比較を下記に示す。

被覆　　　　　　　　ウレタンＮ１１ｌ　　ウレタンＮ
１１２　　実施例！　実施例２２５°　Ｃ 引張−ｐｓｉ　　　　　１００　　１０４　　　２２　
　　５１伸び％　　　　　　６９　　　５７　　　３６
　　　２１モジユラス　−ｐｓｉ　　　　　　　２１６
　　　　　１６０　　　　　　８０　　　　　３１５−
６０°　Ｃ 引張−ｐｓｉ　　　　５１００　　８０４０　　４９１
　　６０１伸び％　　　　　　４　　　２５　　　２３
　　　２２モジ】ラス−ｐｓｉ　　　１７９．８００　
２１８．７００　　１３，５８２　　１３．７５０モジ
ユラス比　　　　　　　８３２　　　　　１３６７　　
　　　１７０　　　　　　４４（−６０’　Ｃ／２５℃
） 上記より明らかな如く、本発明に係る光ファイバーの下
塗り被覆のモジュラスは、特に−６００Ｃにおいて商業
的により利用されているものに比較してはるかに低く、
しかもモジュラス比は、格段に低く、このことは室温か
ら極低温への変化においてもモジュラスの増加は予測す
るものよりもはるかに小さいことを示している。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）低モジュラスを有し、しかも−６０℃において低
   モジュラスを保持する紫外線硬化保護被覆をもって下塗
   り被覆された光ファイバーにおいて、前記被覆が紫外線
   にさらすことによって硬化されたカチオン硬化性ポリエ
   ポキシド、多数のヒドロキシアルキル基を有するポリシ
   ロキサン、および紫外線活性化カチオン硬化用の光開始
   剤および（または）光増感剤を含む紫外線開始カチオン
   硬化性液体被覆組成物により形成されたことを特徴とす
   る光ファイバー。
2. （２）前記ポリエポキシドが脂環式液体エポキシ樹脂で
   あり、前記光開始剤がトリアリールスルホニウム塩であ
   り、前記ポリシロキサンが分子量１０００ないし５００
   ０を有しかつ１分子について２個ないし４個のヒドロキ
   シアルキル基を含有し、前記アルキル基は２個ないし４
   個の炭素原子を含有し、しかも前記ポリシロキサンのケ
   イ素原子上の残留原子価結合はアルキル基またはアリー
   ル基を有し、そしてエポキシ基対ヒドロキシ基の当量比
   は１．５：１ないし６：１である、特許請求の範囲第１
   項に記載された光ファイバー。