JPH0453824B2 - - Google Patents

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JPH0453824B2
JPH0453824B2 JP1048423A JP4842389A JPH0453824B2 JP H0453824 B2 JPH0453824 B2 JP H0453824B2 JP 1048423 A JP1048423 A JP 1048423A JP 4842389 A JP4842389 A JP 4842389A JP H0453824 B2 JPH0453824 B2 JP H0453824B2
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JP
Japan
Prior art keywords
coating
radiation
optical fiber
diisocyanate
molecular weight
Prior art date
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JP1048423A
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English (en)
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JPH01252553A (ja
Inventor
Ii Anseru Robaato
Ii Bishotsupu Teimoshii
Pasutaanatsuku Jooji
Rei Katsutoraa Junia Oobitsudo
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DEII ESU EMU NV
Original Assignee
DEII ESU EMU NV
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Publication date
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Priority to JP1048423A priority Critical patent/JPH01252553A/ja
Publication of JPH01252553A publication Critical patent/JPH01252553A/ja
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  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はプライマリーまたはバツフアーコーテ
イングとトツプコーテイングとを施こされてなる
光フアイバーにおいて、トツプコーテンイング組
成物に特定の性質を有する光フアイバー用放射線
硬化性コーテイング組成物を用いた光フアイバー
に関する。ここではガラスフアイバーとトツプコ
ーテイングの間にあるバツフアーコーテイングも
プライマリーコーテイングとして取扱う。このバ
ツフアーコーテイングを第一次コーテイングとす
れば、トツプコーテイングは第二次コーテイング
と定義してもよい。 光学的ガラスフアイバーは通信目的に対し重要
性が増大しており、ガラスフアイバーを用いるた
めガラス表面を湿気および摩耗から保護する必要
がある。これにはガラスフアイバーを成形直後に
コーテイングすることによつて行なう。溶媒溶液
コーテンイングおよび押出しが施こされるが、こ
れらの問題は紫外光硬化性のコーテイング組成物
を用いることによつてかなりの程度解決されてい
る。 光フアイバーのガラス表面に接着されるコーテ
ンイングの使用に由来する問題点の1つとして、
ガラスとコーテイングの間の温度変化に対する応
答の偏差によつて生起するフアイバーの微小屈曲
の問題がある。これは特に極めて低温環境下で著
しい。この問題を解決する手段としては非常に低
いモジユラスのプライマリーコーテイングを選択
することであり、この低モジユラスを有する紫外
線硬化性の組成物が開発されている。この件に関
しては米国特許出願170148号明細書(出願日:
1980年7月18日、発明者:Robert E.Ansel)お
よび米国特許出願第398161号明細書(出願日:
1982年7月19日、発明者:Robert E.Ansel,O.
Ray Cutler,Elias P.Moscovis)に詳細に記載
されている。 プライマリーコーテイングに望ましい低モジユ
ラスを与えるためには、ガラスと接触するコーテ
イングに望まれる硬度と強靭性を犠牲にしなけれ
ばならない。露出コーテイング表面の硬度と強靭
性を増大するためにはプライマリーコーテイング
の上に第二次コーテイングを施こすことが望まし
い。このような構成を有する光フアイバーを提供
することが本発明の目的である。 本発明は、プライマリーまたはバツフアーコー
テイングとトツプコーテイングとを施こされてな
る光フアイバーにおいて、 トツプコーテイングが (1) 平均分子量400〜5000を有するジイソシアネ
ートをベースとするジエチレン性末端ポリウレ
タン;および (2) ホモポリマーのガラス転移温度が55℃または
それ以上となる液状の放射線硬化性モノエチレ
ン性不飽和モノマーを含有しなる放射線硬化性
組成物の室温でのモジユラスが40000〜
200000psiである硬化物であることを特徴とす
る光フアイバーを提供するものである。 ジアクリレート末端のポリウレタンについて更
に詳細に説明すると、これは分子量400〜5000、
好ましくは800〜2500のジイソシアネート末端の
化合物上にアクリレート官能性末端基を配置する
ことによつて生成される。いくつかの製造方法が
用いられるが、このジイソシアネート末端化合物
は有機ジイソシアネートと2個のイソシアネート
反応性水素原子を有する脂肪族分子との反応生成
物である。水素原子は例えばOH、SHまたは
NH2基によつて与えられる。 これらのジイソシアネート末端反応生成物は2
〜10個、好ましくは2〜4個のウレタン基および
(または)尿素基を含む。 脂肪族基は1,6−ヘキサンジオールのような
単純なアルカンジオールであり、脂肪族基はポリ
エーテル、ポリエステルおよびポリエーテル−エ
ステル基から選ばれるのが好ましい。ポリエーテ
ル基の例は、テトラメチレングリコール、2モル
のエチレングリコールと1モルのアジピン酸との
エステル反応生成物によるポリエステル基、およ
び2モルのジエチレングリコールと1モルのアジ
ピン酸とのエステル反応生成物によるポリエーテ
ル−エステル基である。 適当なジイソシアネートはイソホロンジイソシ
アネート、2,4−トルエンジイソシアネートお
よびその異性体のような脂肪族または芳香族であ
る。トルエンジイソシアネートが好ましく、この
種の物質は技術上公知である。 ジイソシアネートのジアクリレート末端化は種
種な方法で達成される。即ち、始めに高分子量の
ジイソシアネートを生成させ、次いでそれを2モ
ル割合のヒドロキシアルキルアクリレートと反応
させ、各イソシアネート基に1個の不飽和基を付
着させる。これらのヒドロキシアルキルアクリレ
ートは2〜6個の炭素原子をもつアルキルを有す
るもので、例えばヒドロキシエチルアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルアクレートである。或い
はまた、先づヒドロキシアルキルアクリレートを
1モルの低分子量のジイソシアネートとを反応さ
せ、次いで得られた不飽和モノイソシアネート2
モルと所望の分子量を与えるジヒドロキシ化合物
1モルとを反応させる。何れの方法も技術上公知
である。 ポリウレタン中には、前述したジイソシアネー
ト1モルとヒドロキシエチルアクリレート1モル
との反応で尿素基を導入し、1個の未反応イソシ
アネート基を含む不飽和ウレタン生成物を与えて
もよい。次いで、このモノイソシアネート2モル
とブチレンジアミンのようなジアミン1モルとを
反応させることによつて2個の末端アクリレート
基をもつポリ尿素ポリウレタンを得る。尿素含有
ジアクリレートは米国特許第4097439号明細書に
詳細に説明されている。 放射線硬化速度を増大しながら塗布粘度を低減
させるすぐれた方法は約55℃以上のTgを有する
放射線硬化性モノエチレン性不飽和の液状モノマ
ーを使用することである。Tgはそのモノマーか
ら製造されたホモポリマーのガラス転移温度を示
す。ここに使用する高いTgのモノマーの例はジ
メチルアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、
イソボルニルアクリレート、アクリル酸およびジ
シクロペンテニルアクリレートである。N−ビニ
ルピロリドンは低粘度であり、同時に硬化速度を
増大させるので好ましい。 N−ビニルピロリドンおよび、その効果は若干
劣るが他の例示モノマーが、放射線硬化性コーテ
イングの粘度を低減させ、硬化速度を向上させ得
ることは知られているが、比較的多量の高Tg
ノマーが硬化コーテイングの一般の強靭性および
中程度のモジユラスを維持しながら、コーテイン
グ組成物の硬度を増大させることは知られていな
い。このように、N−ビニルピロリドンおよびそ
の他列挙した高Tgモノマーは若干の商業的に重
量な目的を同時に達成する。 本発明の光フアイバーのトツプコーテンイング
に用いる放射線硬化性組成物には、コーテイング
に可成りの硬度と大きな物理的強靭性を与えるた
めに組成物の5ないし40重量%が分子量的1000ま
で、好ましくは400以下のビスフエノール(ビス
フエノールAが好ましい)のジグリシジルエーテ
ルのジエチレン性不飽和エステルが配合される。
紫外線硬化できる好ましいエチレン性基はアクリ
レート基である。 好ましく使用されるビスフエノールのジグリシ
ジルエーテルは約2.0の1,2−エポキシ当量を
有するが、約1.4以上ならば何れも有用である。
このことは単に、望ましいジグリシジルエーテル
はエポキシ当量を減じるモノグリシジルエーテル
との混合物であつてもよいことを意味する。 これらのジグリシジルエーテルは低分子量のも
のである場合は(ヒドロキシアクリレート形成の
ため付加によつて)ジアクリレートの形成に用い
ることができる。これらはジアクリレート末端ポ
リウレタンと組合わせて使用し、上述の如く良好
な硬度と靭性を有する中程度モジユラスのコーテ
イングを与える。 「ビスフエノール」の語は、通常はアルキレン
基である中間2価基を介して1対のフエノール基
が結合されたものである。ビスフエノールの各フ
エノール部分にあるフエノール性OH基がパラ位
置にあり、しかも中間の2価基として2,2−プ
ロピレンが用いられるときは、その生成物はビス
フエノールAとして知られ、工業的に利用されて
いる。 トツプコーテイングの硬度は更に、コーテイン
グ組成物の5〜30重量%の、分子量約300以下、
例えばトリエチレングリコールジアクリレートま
たはテトラエチレングリコールジアクリレートの
ようなポリエーテルグリコールのジアクリレート
エステルを包含させることによつて向上させるこ
ともできる。ジアクリレートエステルを用いる場
合は更に1ないし15重量%のトリアクリレート、
例えばトリメチロールプロパントリアクリレート
またはペンタエリスリトールトリアクリレートを
含ませるのが好ましい。 ポリエーテルグリコールのジアクリレートエス
テルを含有させることによつて奏される効果は放
射線硬化性のコーテイングを施こしたときに迅速
な硬化が得られるということにある。 ここに使用するポリエーテルグリコールのジア
クリレートエステルは低粘度であり、特に紫外光
を用いると放射線硬化が速く、組成物の主成分に
よつて与えられる硬度と強靭性を著しく犠牲にす
ることはない。 紫外光が好ましいのでアクリル不飽和が最良で
あるが、放射線が変われば、使用する不飽和の特
質も変つてくる。他の有用なエチレン性不飽和成
分を例示すると、メタクリル系、イタコン系、ク
ロトン系、アリル系、ビニル系などである。これ
らは例えば、メタクリル系不飽和を用いる場合は
イソシアネート官能基と2−ヒドロキシメタクリ
レートとの反応で得ることができる。アリル系不
飽和はヒドロキシアクリレートの代りにアリルア
ルコールを用いて導入する。ビニル系不飽和はヒ
ドロキシアクリレートの代りにヒドロキシブチル
ビニルエーテルを用いて導入することができる。 したがつて、好ましい例示としてアクリレート
不飽和について説明したが、他の放射線硬化性の
モノエチレン性不飽和基をメタアクリル性不飽和
の例示と同様に置き換えて使用することもでき
る。 光フアイバーへのコーテイングに際して硬化に
用いる放射線は使用する光開始剤により適宜選択
される。可視光でも適当な光開始剤を用いて使用
することができる。これらの例はカンフアーキノ
ンおよびクマリンであつて、トリエタノールアミ
ンのような第3級アミンと一緒に使用される。ジ
フエニルベンゾイルホスフインオキサイドは紫外
およ近紫外領域で有用である。 紫外光を使用するときは、コーテイング組成物
に通常、ケトン性の光開始剤、例えば約3%のジ
エトキシアセトフエノンを光開始剤として含ませ
る。アセトフエノン、ベンゾフエノン、m−クロ
ロアセトフエノン、プロピオフエノン、チオキサ
ントン、ベンゾイン、ベンジル、アンスラキノン
などの他の光開始剤も知られている。光開始剤は
単独または混合物で用いられ、コーテイング組成
物の約10%までの量で存在させる。ジメチルアミ
ンのような種々のアミンも存在させることはでき
るが、ここでは特に必要ではない。 本発明に使用される放射線硬化性コーテイング
はバツフアーコートした光フアイバーのトツプコ
ートとして施こされると独特な効果を示す。上記
コーテイング組成物は硬化に使用される放射エネ
ルギーの如何にかかわらず、光フアイバーのトツ
プコートとして有用なすぐれた硬度を強靭性を併
せ有している。 本発明に使用されるコーテイングは硬化する
と、室温で通常、40000〜200000psi(2812〜14062
Kg/cm2)の範囲のモジユラスを有する。これは光
フアイバーのガラス表面と直接接触するコーテイ
ングとして役立たせるのには堅すぎる。そのため
用いられるバツフアーコーテイングは室温で測定
して約15000psi(1054Kg/cm2)以下のモジユラス
を有するものが必要とされる。 大概の放射線硬化性コーテイングは非常に高い
モジユラスを有し、本発明で使用するには脆弱す
ぎる。これらの脆弱なコーテンイングを変性して
脆さを少くすると、強度が失なわれる。かくし
て、普通のモジユラスを有しながら硬度と強靭性
の組合わせを有するコーテイングは本発明の特別
の目的に対して適合して使用されるのである。 表に本発明に使用可能なコーテイング組成物
の若干例を示す。
【表】 成分1は、2−ヒドロキシエチルアクリレート
2モルとジイソシアネート末端ポリウレタン1モ
ルの付加物であつて、このウレタンはトルエンジ
イソシアネート(2,4−異性体80%、2,6−
異性体20%)と、テトラヒドロフランの重合によ
り分子量600〜800のポリエーテルジオールとして
生成させたポリオキシテトラメチレングリコール
とを混合付加させて製造した。このジイソシアネ
ートをアクリル化して生成させたポリウレタンは
分子量約1900であり、分子当り平均5〜6個のウ
レタン基を含む。 成分1として、du Pont社製品 Adiprene L
−200を用いてもよい。 成分2は、ビスフエノールAのジグリシジルエ
ーテルのジアクリレートエステルであつて、平均
分子量約390を有する。成分2としてShell社製
品、DRH370を使用してもよい。 成分3は、テトラエチレングリコールジアクリ
レートである。 成分4は、トリエチレングリコールジアクリレ
ートである。 成分5は、トリメチロールプロパントリアクリ
レートである。 成分6は、光開始剤として用いるベンジルジメ
チルケタールである。 成分7は、フエノチアジンである。 成分8は、ベンゾフエノンである。 成分9は、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキ
シベンゾフエノンであつて、この化合物は光安定
剤として働く。 成分10は、ジメチルアミンである。 成分11は、N−ビニルピロリドンである。 少量の補助剤を使用するとより一層好ましい。 かかる補助剤による1つの機能は本質的機能で
はないが表面潤滑性を与える。組成例1で、0.01
%のペトロラクタムを、組成例2〜6ではシリコ
ーン油を使用した。組成例2はDow Corning社
の流体DC37を0.2%および同じく流体DC190 0.4
%を使用した。組成例3と5は同じ流体を使用し
たが、DC190を0.6%に増加させた。組成例4と
6では0.07%のDC57を0.13%のDC190と一緒に使
用した。組成例6には更に0.2%のN−β−(N−
ビニル−ベンジルアミノ)エチル−6−アミノプ
ロピルトリメトキシシランをモノ塩酸塩として使
用した。 表のコーテイング組成物をバツフアーコート
の本発明に係るガラスフアイバーのトツプコート
として使用した。バツフアーコートされた光フア
イバーの直径は約125ミクロンであり、前述の米
国特許出願第170148号明細書記載の低モジユラス
のバツフアーコーテイングを用いて厚さ125ミク
ロンにバツフアーコートしたものである。詳細に
は、このバツフアーコーテイングは4モルの4,
4′−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネー
ト)と2モルの分子量1000のポリオキシプロピレ
ングリコールとを反応させ、次いで2モルの2−
ヒドロキシエチルアクリレートと反応させ、更に
1モルの分子量230のポリオキシプロピレンと、
3.4モルのN−ビニルピロリドンおよび917モルの
フエノキシエチルアクリレートの存在で反応させ
て製造したものである。この混合物を3重量%の
ジエトキシアセトフエノンと共に新規に製造した
光フアイバー上で紫外線硬化させる。 表に表示したトツプコートを前記バツフアー
コートされたガラスフアイバーに厚さ125ミクロ
ンで塗布し、2個直列した10インチ(25.4cm)の
中圧水銀蒸気ランプ(300ワツト)中を秒速1.5m
で通過させることによつて次の結果を得た。記録
された性質は厚さ約75ミクロンの遊離フイルム上
で測定したものである。
【表】
【表】 尚、組成例3および4は、組成例1および2で
得られる結果と同等の結果を示したので省略し
た。これらの実験の結果において、実施例1およ
び2の結果は勿論満足なものであるが、実施例3
および4は更にすぐれており、その結果は顕著で
ある。即ち、実施例3および4の粘度はそれぞれ
実施例1および2の値よりも低いので更に満足な
ものである。同時に、硬化が速くTg以下の熱膨
脹係数が低く、ガラスフアイバーを低温に置いた
場合に歪が小さい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 プライマリーまたはバツフアーコーテイング
    とトツプコーテイングを施こされてなる光フアイ
    バーにおいて、 トツプコーテイングが (1) 平均分子量400〜5000を有するジイソシアネ
    ートをベースとするジエチレン性末端ポリウレ
    タン;および (2) ホモポリマーのガラス転移温度が55℃または
    それ以上となる液状の放射線硬化性モノエチレ
    ン性不飽和モノマー を含有してなる放射線硬化性組成物の室温でのモ
    ジユラスが40000〜200000psiである硬化物である
    ことを特徴とする光フアイバー。
JP1048423A 1989-02-28 1989-02-28 光ファイバー Granted JPH01252553A (ja)

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JPH01252553A JPH01252553A (ja) 1989-10-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5082173B2 (ja) * 2001-03-15 2012-11-28 住友電気工業株式会社 分割型光ファイバテープ心線
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JPS59170155A (ja) * 1983-03-18 1984-09-26 エクソン リサーチ アンド エンヂニアリング コムパニー 放射線硬化性コ−テイング組成物
JPS6250315A (ja) * 1985-08-28 1987-03-05 Sumitomo Chem Co Ltd 硬化性樹脂組成物
JPH01135863A (ja) * 1987-11-19 1989-05-29 Sumitomo Chem Co Ltd 光硬化性樹脂組成物

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