JPH0365836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光フアイバー接続部補強用接着剤に
関する。更に詳しくは、光伝送路に用いる光フア
イバーの接続部補強用接着剤に関する。

光フアイバーの接続部を融着接続する際、それ
を接続した後に光フアイバーの被覆保護層の除去
部分を補強する必要がある。かかる補強法として
は、熱収縮性チユーブおよびホツトメルト接着剤
チユーブを組合せて用いる方法（特開昭55−
129305号公報）やガラスセラミツク板およびホツ
トメルト接着剤を用いる方法（実開昭58−105505
号公報）などが提案されている。

これらの補強法で用いられるホツトメルト接着
剤としては、エチレン系重合体、例えばエチレン
−酢酸ビニル共重合体などが用いられているが、
これらのホツトメルト接着剤を用いた場合には、
石英系ガラスフアイバーあるいは補強基材である
金属やセラミツクスなどとの接着性が十分ではな
いため、高温度雰囲気（約40〜60℃）での光フア
イバー接続補強部の引張強度は常温雰囲気（約20
〜25℃）の引張強度の半分程度の約１Kgを示すに
すぎない。また、耐水接着性も著しく劣るため、
水浸漬すると接続補強部の強度は数日間で当初の
半分程度迄低下してしまい、光フアイバー接続部
が引張り、曲げ、捩れなどの外力に対して弱くな
り、破断み易くなるという欠点がみられる。

一方、重合体に接着性を付与する方法として、
そこに水酸基、カルボキシル基などの極性基を導
入する方法もよく知られているが、かかる重合体
を用いた場合には、被着体と重合体との間の接着
性が水素結合に基いているため、そこに水分が浸
入することにより結合が切断され易く、そのため
耐水性に劣つている。また、ガラスや金属などの
表面と重合体との間に強固な化学結合を形成させ
るシランカツプリング剤などの使用も知られてい
るが、シランカツプリング剤をオレフイン系重合
体に単に混合、含浸あるいは塗布したものは、シ
ランカツプリング剤が空気中に蒸散するなどの理
由によつて、長時間の保存性に劣るという欠点が
ある。また、シランカツプリング剤を石英系ガラ
スフアイバーの表面に塗布する方法も考えられる
が、この方法は現場作業性や処理液の保存安定性
の点で実用的ではない。

そこで、本発明者らは、ガラス、金属、プラス
チツクなどの各種材料との接着性が良好でかつ耐
水接着性も良好であり、特に光フアイバー接続部
補強用接着材料として好適な接着剤を求めて種々
検討の結果、有機シラン化合物を結合させたヤン
グ率が0.5〜10Kg／mm²のオレフイン系重合体より
なるものがきわめて有用であることを見出した。
従つて、本発明は光フアイバー接続部補強用接着
剤に係り、この光フアイバー接続部補強用接着剤
は、有機シラン化合物を結合させたヤング率が
0.5〜10Kg／mm²のオレフイン系重合体よりなる。

本発明に系る接着剤を構成する有機シラン化合
物を結合させたオレフイン系重合体としては、有
機シラン化合物グラフト変性オレフイン系重合体
が好んで用いられる。このグラフト変性に用いら
れる幹ポリマーとしてのオレフイン系重合体に
は、例えば次のようなものの一種以上が用いられ
る。

(1) ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−
プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共
重合体、エチレン−ブタジエン共重合体などの
オレフインの単独重合体またはこれら相互また
はジオレフインとの共重合体 (2) オレフインと酢酸ビニルなどのビニルエステ
ル、アクリル酸などのα，β−エチレン性不飽
和カルボン酸またはアクリル酸エチルなどの
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステル
などとの共重合体 (3) エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレ
ン−ビニルエステル共重合体の部分または完全
けん化物 (4) オレフイン−α，β−エチレン性不飽和カル
ボン酸共重合体またはオレフイン−α，βエチ
レン性不飽和カルボン酸−α，β−エチレン性
不飽和カルボン酸エステル３元共重合体などの
イオン化物（アイオノマー樹脂） これらのオレフイン系重合体は、ヤング率が約
0.5〜10Kg／mm²であることが必要である。これ以
下のヤング率のものが用いられると、補強用接着
剤を用いるフアイバー必線の低温時におけるプラ
スチツク被覆層の収縮によるフアイバー素線の突
出力が接続部に加わり、フアイバー破断を生ずる
ことがある。一方、これ以上のヤング率のものを
用いると、その接着剤が適用された光フアイバー
接続部の伝送損失が、温度変化に伴つて変動を生
ずるようになる。

また、これらのオレフイン系重合体は、室温に
おける飽和吸水率が約0.2重量％以下であること
が好ましい。これ以上の吸水率のものが用いられ
ると、加熱される光フアイバー接続補強部に吸湿
による発泡を生じ、光フアイバー近傍に気泡を残
すので、温度変化に伴つて伝送損失、更にはフア
イバー破断を生ずる危険性がある。

具体的には、例えばオレフイン系重合体として
エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いる場合を考
えると、こうした条件をみたす共重合体の酢酸ビ
ニル含有量の範囲は約２〜25重量％であるが、環
境温度の変化を考慮すると、それの好ましい範囲
は約10〜20重量％である。

これらのオレフイン系重合体幹ポリマーにグラ
フト共重合される有機シラン化合物としては、例
えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルトリ（β−メトキシエトキ
シ）シラン、ビニルトリアセトキシシランなどの
ビニルシラン類、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、アクリルプロピルトリエトキ
シシランなどのアクリル系シランなどを用いるこ
とができ、これらの中でアクリル系シラン化合物
は保存安定性の良好な変性重合体を得る上で特に
好ましい。

グラフト共重合反応は、ラジカル重合開始剤の
存在下に、オレフイン系重合体および有機シラン
化合物を溶融混合する熱溶融グラフト法が適当で
あり、この方法では、例えば押出機、ニーダー、
バンバリ−ミキサーなどを用い、オレフイン系重
合体の融点以上でかつラジカル重合開始剤の分解
温度以上の温度で溶融混練することにより、反応
が行われる。また、このグラフト共重合反応は、
例えばヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水
素、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素な
どの存在下で、約50〜150℃に加熱することによ
つても行なうことができる。

オレフイン系重合体にグラフト共重合される有
機シラン化合物の量は、オレフイン系重合体100
重量部当り約0.2〜３重量部の割合にあることが
好ましい。これ以下のグラフト量では、耐水接着
性が不十分となり、シラングラフト変性の効果が
十分に発揮されない。一方、約３重量部をこえる
グラフト量では、接着剤としての流動性が低下す
ることもあつて、接着性そのものが低下するばか
りではなく、経済的にも不利である。

有機シラン化合物を結合させたオレフイン系重
合体としては、このようなグラフト共重合体が好
んで用いられるが、オレフインと有機シラン化合
物とを、第３以下の共単量体としてのビニルエス
テル、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸、
α，β−エチレン性不飽和カルボン酸エステルな
どの少くとも１種の存在下または不存在下に、直
接高圧塊状重合法によつて合成した共重合体であ
つてもよい。

このようにして有機シラン化合物をオレフイン
系重合体に結合させることにより、有機シラン化
合物の空気中への蒸散はなくなり、また室温条件
下では有機シラン化合物の加水分解や縮合反応も
容易に進行しなくなるので、従来から問題となつ
ていた有機シラン化合物の保存性が著しく向上す
る。

また、有機シラン化合物の未端に存在するアル
コキシ基などの官能基は、加熱接着時にガラス、
金属などの表面に付着している水分により加水分
解されてシラノール基となり、これらの基質表面
と反応して共有結合が形成されるので、重合体と
これらの基質との界面に大きな結合力が生じ、接
着性および耐水接着性が大幅に向上し、結局従来
問題となつていた光フアイバー接続部の強度およ
び耐水性が大幅に改善される。

かかる有機シラン化合物を結合させたオレフイ
ン系重合体を接着剤層とする光フアイバー接続部
の作製は、第１図に示されるようにした行われ
る。即ち、同図ａに示されるように、熱収縮性チ
ユーブ１内に光フアイバー心線２，２′を覆う形
の接着剤チユーブまたはシート３および金属棒４
を収容した補強部材を作製する。なお、光フアイ
バー心線２，２′は、補強部材中で光フアイバー
融着接続部５によつて融着接続されている。次
に、これをホツトメルト接着剤として作用する温
度に迄加熱すると、同図ｂに示されるように、接
着剤層３′は光フアイバー心線２，２′および金属
棒４を収縮して包み込んだ熱収縮チユーブ１′の
内部空間を充満させる。

このようにして用いられる本発明の光フアイバ
ー接続部補強用接着剤は、石英ガラス、金属など
に対して良好な接着性を有し、かつ水浸漬しても
経時的な接着性の低下がみられないという特徴を
有している。また、この接着剤は、長期間室内に
放置しても接着性が低下することがなく、保存性
の点でもすぐれている。

従つて、かかる接着剤を用いて光フアイバー接
続部の補強を行なうと、高温使用時でも強度の低
下が少なく、また水浸漬しても強度低下の少ない
信頼性の高い接続部を形成させることができる。
更に、本発明に係る接着剤は、耐水性が要求され
るガラス繊維強化プラスチツク素材としても利用
することができる。

次に、実施例について本発明の効果を説明す
る。

実施例 １ エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含
有量19重量％、メルトインデツクス１５、ヤング
率2.4Kg／mm²、吸水率04％）100重量部に、γ−メ
タクリロキシプロルトリメトキシシラン２重量部
およびラジカル重合開始剤としてのターシヤリブ
チルパーオキシベンゾエート（半減期１時間／
125℃）0.4重量部を添加し、この配合物を押出機
（30mm径、Ｌ／Ｄ）＝32、ホツパー入口温度30℃、
シリンダー中央温度200℃、ダイス出口温度180
℃）中で混練し、シラングラフト変性重合体を合
成した。

得られたシラングラフト変性重合体を、加熱プ
レス（160℃、100Kg／cm²Ｇ、５分間プレス）によ
りシート状に成形し、このシートについて90℃剥
離強度による耐水接着性および保存安定性を評価
した。

（90゜剥離強度による耐水接着性試験） 第２図ａに示される如き横断面を有する長さ２
cmの石英ガラス管接着試験片、即ち石英ガラス管
１１の外周面に厚さ0.5mmのシラングラフト変性
重合体シート接着剤１２、チフロン離型紙１３お
よび熱収縮性テープ１４を順次巻き付け、その際
石英ガラス管とシラングラフト変性重合体シート
との間にスペーサー１５を介在させ、こうした構
成の積層体を160℃のオーブン中で５分間加熱す
ることにより各層間を接着させて接着試験片を作
製した。

この試着試験片を、60℃の水中に20日間浸漬し
た後各層を剥し、第２図ｂに示されるようにシラ
ングラフト変性重合体シートの一方の切断端部１
２′を石英ガラス管の外周面に対して90゜の角度に
立上げ、その剥離強度を測定した。得られた結果
は、第３図のグラフに示されるように、水浸漬時
間が20日間以上経過するも常に２Kg／mm以上の剥
離強度を保持しており、耐水接着性がすぐれてい
ることが分る。

（保存安定性試験） シラングラフト変性重合体シートを、50〜80℃
の温度、75％の相対湿度の室内に放置した後60℃
の水中に５日間浸漬したものについて、それの剥
離強度が１Kg／cm以下に低下する迄の日数を測定
した。第４図のグラフに示される結果から、20〜
25℃ではその耐水接着性は１年以上低下しないこ
とが推定され、この点でも実用レベルにあること
が分る。

実施例 ２ 実施例１で用いられたシラングラフト変性重合
体シートを、押出機（30mm径、Ｌ／Ｄ＝28、ホツ
パー入口温度30℃、シリンダー中央温度105℃、
ダイス出口温度95℃）を用い、内径1.7mm、外径
2.3mmのチユーブを成形し、長さ約６cmのチユー
ブを用いて光フアイバー接続部を作り、その引張
強度および耐水性を評価した。

（引張強度試験） 光フアイバー接続部の心線２，２′同士を互い
に反対方向に引張ることにより、引張強度の測定
が行われた。得られた結果は、第５図のグラフに
示されるが、この結果から高温（40〜60℃）にお
いても引張強度の低下は比較的少なく、その温度
においても22Kgの値を保持している。

（耐水性試験） 20℃または60℃の水中に浸漬した光フアイバー
接続部について、この引張強度の測定が行われ
た。第６図のグラフに示されるように、20℃の水
中に浸漬した場合には、浸漬時間が20日間を経過
しても殆んど引張強度の低下がみられない。ま
た、第７図のグラフに示されるように、60℃の水
中に浸漬した場合にも、浸漬時間が20日間を経過
してもその引張強度の低下は少なく、２Kg以上の
値を保持している。

更に、この光フアイバー接続補強部の伝送損失
について測定すると、−30℃〜＋６℃でのヒート
サイクル10サイクル後における伝送損失増は
0.01dB以下であり、またこの範囲内の温度変動
時の伝送損失変動も0.02dBと良好であつた。

実施例 ３ 実施例１〜２において、γ−メタクリロキシプ
ロピルメトキシシランの代りに、同量のビニルト
リメトキシシランを用いて、シラングラフト変性
重合体シートを合成し、そのシートまたはチユー
ブについて、同様の測定試験を行なつた。得られ
た結果は、次の如くである。

90゜剥離強度（60℃の水中浸漬） 浸漬前 2.1Kg／cm 10日間後 1.5 20日間後 0.9 引張強度（60℃水中浸漬） 浸漬前 2.2Kg 20日間後 1.7 比較例 １ 実施例１〜２において、エチレン−酢酸ビニル
共重合体（酢酸ビニル含有量15重量％、メルトイ
ンデツクス１５、ヤング率3.8Kg／mm²、吸水率
0.02％）のシートまたはチユーブについて、同様
の測定試験を行なつた。

第３図のグラフに示されるように、このシート
の剥離強度は元来約１Kg程度と低く、それの60℃
水中浸漬では１日間の浸漬でその値はゼロにな
る。また、第５図のグラフに示されるように、こ
のチユーブを用いた光フアイバー接続補強部の引
張強度は常温で約２Kgであつたが、60℃では約１
Kg程度迄低下する。そして、第６〜７図のグラフ
に示されるように、20℃または60℃の水中への浸
漬でも、浸漬時間20日間ではやはりその引張強度
は約１Kg程度に迄低下する。

比較例 ２ 実施例２において、エチレン−酢酸ビニル共重
合体（酢酸ビニル含有量30重量％、メルトインデ
ツクス１５、ヤング率0.5Kg／mm²、吸水率0.23％）
のチユーブを用い、光フアイバー接続部を作製し
た。しかしながら、この共重合体チユーブを用い
た接着剤層中に気泡の生成が認められ、また−30
℃〜＋60℃でのヒートサイクル試験では、伝送損
失変動が0.05〜0.1dBと比較的大きく、また接続
補強部において破壊するものも認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光フアイバー接続部の作製方法を示
す断面図である。第２図は、90℃剥離強度による
耐水接着性試験の接着試験片および試験方法を示
す断面図である。第３図および第５〜７図は、い
ずれも実施例１および比較例１における、水浸漬
時間と剥離強度、温度と引張強度、20℃または60
℃の水中浸漬時間と引張強度との関係をそれぞれ
示すグラフである。また、第４図は、接着剤シー
トの保存安定性を温度との関係で示したグラフで
ある。 （符号の説明）、１……熱収縮性チユーブ、
１′……熱収縮チユーブ、２……光フアイバー心
線、３……接着剤チユーブ、３′……接着剤層、
４……金属棒、５……光フアイバー融着接続部、
１１……石英ガラス管、１２……シラングラフト
変性重合体シート接着剤、１３……テフロン離型
紙、１４……熱収縮性テープ、１５……スペーサ
ー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機シラン化合物を結合させた、ヤング率が
   0.5〜10Kg／mm²のオレフイン系重合体よりなる光
   フアイバー接続部補強用接着剤。 ２ 有機シラン化合物を結合させたオレフイン系
   重合体が有機シラン化合物グラフト変性オレフイ
   ン系重合体である特許請求の範囲第１項記載の光
   フアイバー接続部補強用接着剤。 ３ 有機シラン化合物がアクリル系シラン化合物
   である特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   光フアイバー接続部補強用接着剤。 ４ チユーブ状またはシート状のホツトメルト接
   着剤として用いられる特許請求の範囲第１項記載
   の光フアイバー接続部補強用接着剤。