JPH0695170B2 - 紫外線硬化樹脂被覆テ−プ型光フアイバ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は紫外線硬化樹脂被覆テープ型光ファイバーに関
する。さらに詳しくは、樹脂被覆を有する低温特性にす
ぐれた石英ガラス系テープ型光ファイバーに関する。

［従来の技術］ 石英ガラス系光ファイバーには、外部よりの力や衝撃か
ら光ファイバーを保護するために多層の樹脂被覆が設け
られている。これらの樹脂被覆は通常、光ファイバー直
上に設けられる１次被覆およびその外側に設けられる２
次被覆から構成されており、要すれば１次被覆と２次被
覆との間にバッファ層が設けられていることもある。

また、そうした光ファイバーを素線とし、光ファイバー
素線を複数本並列に配置し、それらを樹脂で被覆固定化
したテープ型光ファイバーも知られている。

光ファイバーは種々の環境で使用され、それぞれの環境
において要求される特性を有するように改良されてい
る。たとえば、厳寒地域などのような低温（−10℃以
下）で使用されるばあい、光伝送損失が大きくなる。こ
の現象は、樹脂被覆の収縮により光ファイバーにマイク
ロベンディングが生ずるからであると考えられており、
１次被覆として常温で１〜100kg/cm²のヤング率を有し
かつ低温（約−30℃）でもヤング率がほとんど変化しな
いような柔かい樹脂が用いられている。

［発明により解決しようとする問題点］ しかしながら、低温でも小さいヤング率を有するような
樹脂を１次被覆剤として用いても光ファイバーの低温で
の光伝送損失の増加は依然として存在している。この現
象はテープ型光ファイバーにおいても観察される。

本発明者らは、低温でヤング率が増大するような樹脂で
あっても特定のヤング率を有するものは、前記のごとき
光伝送損失の大幅な増大を招かないどころかヤング率の
殆んど変化しないものよりも低温での損失増加が少なく
なるというおどろくべき事実を見出し、本発明を完成す
るに至った。

［問題点を解決するための手段］ すなわち本発明は、紫外線硬化性樹脂の紫外線硬化物で
１次被覆および２次被覆が形成されている石英ガラス系
光ファイバー素線の複数本を樹脂で固定したテープ型光
ファイバーであって、１次被覆の紫外線硬化物が25℃お
よび−30℃でそれぞれ10〜100kg/cm²および100〜20,000
kg/cm²のヤング率を有し、かつ２次被覆の紫外線硬化物
が25℃および−30℃でそれぞれ10〜20,000kg/cm²および
10〜60,000kg/cm²のヤング率を有する紫外線硬化樹脂被
覆テープ型光ファイバーに関する。

［作用および実施例］ 本発明の樹脂被覆テープ型光ファイバーの大きな特徴
は、従来低温時の光伝送損失を増大させると考えられて
いた低温時にヤング率の増大する樹脂を１次樹脂に用い
２次被覆用の樹脂として紫外線硬化樹脂が使用できる。

特定のヤング率の温度依存性を有する紫外線硬化樹脂を
１次および２次被覆として用いると光伝送損失の増大が
小さくなる理由は未だ明らかではないが、後述する実施
例に示されているごとく、すぐれた効果がえられる。

本発明が対象とする光ファイバーは、石英ガラス系テー
プ型光ファイバーである限り、その構造やモジュールは
問わない。

本発明の重要な特徴である１次被覆の形成に用いる紫外
線硬化性の樹脂は、前記のごとく、その紫外線硬化物が
25℃において10〜100kg/cm²、好ましくは30〜80kg/c
m²、とくに好ましくは50〜80kg/cm²のヤング率を有し、
かつ−30℃という低温でヤング率が増大して100〜20,00
0kg/cm²、好ましくは500〜5,000kg/cm²、とくに好まし
くは1,000〜3,000kg/cm²となるものである。この範囲の
ヤング率温度依存性を有するものは、意外にも低温時の
光伝送特性が従来のものよりも優れている。１次被覆形
成用の紫外線硬化性樹脂としては、たとえばウレタンア
クリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコ
ーンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、エ
ポキシアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系な
どの紫外線硬化性樹脂があげられる。それらのうちウレ
タンアクリレート系樹脂が好ましく、とくにポリエステ
ルポリオール単位を少なくとも１個含むウレタンアクリ
レートオリゴマーを含有しているものが好ましい。たと
えば、ポリオール成分がポリテトラメチレングリコール
（PTMG）およびアジピン酸と1,6−ヘキサンジオールの
ポリエステルポリオールからなり、イソシアネート成分
がイソホロンジイソシアネート（IPDI）、アクリレート
成分が２−ヒドロキシエチルアクリレート（HEA）であ
るものが好ましい。

２次被覆の形成に用いる紫外線硬化性樹脂は、その硬化
物が25℃および−30℃においてそれぞれ10〜20,000kg/c
m²および10〜60,000kg/cm²のヤング率を有するものであ
ればよい。その具体例としては、たとえばウレタンアク
リレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコー
ンアクリレート系、ポリエーテルアクリレート系、ポリ
エステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、カ
チオン重合型エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルまたは
こられの混合系の紫外線硬化性樹脂があげられる。

本発明においては、１次被覆と２次被覆の間にバッファ
層を設けてもよい。バッファ層の形成に用いる樹脂とし
てはウレタンアクリレート系、シリコーンアクリレート
系、ポリブタジエンアクリレート系、ポリエーテルアク
リレート系、ポリエステルアクリレート系などの紫外線
硬化性樹脂が好適に用いられ、その硬化物のヤング率は
25℃で10〜1,000kg/cm²、好ましくは10〜100kg/cm²であ
るのが適当である。

１次被覆、バッファ層および２次被覆の厚さは光ファイ
バー心線構造などにより異なるが、それぞれ10〜200μ
ｍ、０〜300μｍおよび10〜500μｍの範囲で通常選定さ
れる。

かかる各紫外線硬化性樹脂は、各樹脂に適切な反応希釈
剤、光重合開始剤、顔料などを添加配合してワニスとさ
れる。反応希釈剤としては、たとえばHEA、フェノキシ
エチルアクリレート、IPDI、フェニルジエチレングリコ
ールアクリレート、フェニルトリエチレングリコールア
クリレート、ラウリルアクリレート、ペンタエリスリト
ールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリア
クリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリエ
テングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコー
ルジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリ
レート、Ｎ−ビニルピロリドン、２−エチルヘキシルア
クリレートなどがあげられ、光重合開始剤としてはたと
えば１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベ
ンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン、ジエトキシ
アセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フ
ェニルプロペン−１−オン、イソブチルベンゾインエー
テル、イソプロピルベンゾインエーテル、ヒドロキシシ
クロヘキシルフェニルケトンなどがあげられるが、これ
らのみに限定されるものではない。

１次被覆の形成方法としては種々の方法が採用される
が、たとえば石英ガラス系光ファイバー母材を溶融線引
きした光ファイバーを１次被覆用ワニス中を通して塗布
したのち紫外線を照射して硬化させ、ついで同様にバッ
ファ層用ワニスの塗布・硬化および２次被覆用ワニスの
塗布・硬化を行なう方法があげられる。塗布条件や硬化
条件は用いる樹脂の種類、塗布厚、線速などにより適宜
選定すればよい。

本発明の樹脂被覆用テープ型光ファイバーは、たとえば
第１図に示すような構造とすることができる。

第１図において、（１）は光ファイバーであり、その直
上に１次被覆（２）が設けられ、要すればバッファ層
（図示されていない）、ついで２次被覆（３）が設けら
れた光ファイバー素線（４）を数本、通常５〜10本束
ね、それらの周囲にテープ被覆層（５）を設けたもので
ある。テープ被覆層（５）の材料としては、たとえばウ
レタンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系、
エポキシアクリレート系、カチオン重合型エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル系などの紫外線硬化性樹脂また
はそれらの混合物などが用いられる。

テープ被覆層の樹脂のヤング率としては、25℃において
2,000〜20,000kg/cm²、−30℃において2,000〜60,000kg
/cm²が好ましい。

つぎに本発明の樹脂被覆テープ型光ファイバーを実施例
に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。

実施例１ ポリオール成分（PTMG＋アジピン酸と1,6−ヘキサンジ
オールのポリエステルポリオール）とイソアネート成分
（IPDI）とアクリレート成分（HEA）とからなるウレタ
ンアクリレート系紫外線硬化性樹脂（大日本インキ化学
工業（株）製のグランディックFC706）を１次被覆材と
して用い、また２次被覆材としてPTMGとトリレンジイソ
シアネート（TDI）とHEAとからなるウレタンアクリレー
トおよびビスフェノールA.エピクロルヒドリンとアクリ
ル酸とからなるエポキシアクリレートとの混合物（日本
合成ゴム（株）製、デソライト950Y100）を用いた。

VAD法で作製したGI型石英ガラス系光ファイバー母材を
線引き速度30m/分で線引きし、えられた光ファイバー
（直径125μｍ）と同速度で前記１次被覆用ワニスが溜
められているポット中を通して１次被覆材ワニスを塗布
し、ついで有効長さ50cmの紫外線照射装置を通して硬化
させ（有効照射時間１秒）、外径200μｍの１次被覆を
形成した。

つづいて、２次被覆用ワニスの塗布、紫外線照射（有効
照射時間１秒）をして外径300μｍの２次被覆を形成
し、樹脂被覆光ファイバー素線を作製した。

各被覆層のヤング率はそれぞれつぎのとおりであった。

１次被覆:25℃で75kg/cm² −30℃で2,200kg/cm² ２次被覆:25℃で4,500kg/cm² −30℃で8,500kg/cm² ヤング率の測定は、使用ワニスを約150μｍ厚のフィル
ム状に成形し、充分に紫外線を照射して硬化させ、幅15
mmのタンザク状サンプルを作製し、このサンプルを引張
速度1mm/分で引張試験を行なったときの伸び2.5％時点
での引張弾性率をヤング率とした。

この光ファイバー素線を５本並べてデソライト950 Y 10
0を用いて一括被覆し、紫外線を照射して硬化させてテ
ープ型光ファイバー（0.45mm×1.6mm）を作製した。

えられた樹脂被覆テープ型光ファイバーを約30cmの束取
り状態とし、恒温槽に入れて波長1.30μｍでの伝送損失
を測定したところ、25℃での伝送損失は0.50dB/kmであ
り、−30℃に下げても伝送損失は変化しなかった。

比較例１ １次被覆材としてPTMGとIPDIとHEAとからなるウレタン
アクリレート（大日本インキ化学工業（株）製のグラン
ディックFC708、25℃および−30℃でのヤング率はいず
れも38kg/cm²）を用いたほかは実施例１と同様にして紫
外線硬化樹脂被覆テープ型光ファイバーを作製し、実施
例１と同様にして伝送損失を測定したところ、25℃で0.
50dB/km、−30℃で0.80dB/kmであった（損失増加量:0.3
0dB/Km）。

比較例２ １次被覆材としてウレタンアクリレート系紫外線硬化樹
脂（デソト社製のデソライト950 X 065、25℃および−3
0℃でのヤング率はそれぞれ25kg/cm²および30,000kg/cm
²）を用いたほかは実施例１と同様にして紫外線硬化樹
脂被覆テープ型光ファイバーを作製し、実施例１と同様
にして伝送損失を測定したところ、25℃で0.50dB/Km、
−30℃で53dB/kmであった（損失増加量:52.5dB/km）。

実施例２ １次被覆としてアジピン酸エチレングリコールとTDIとH
EAとからなるウレタンアクリレート（三菱油化ファイン
（株）製のOGF1、25℃および−30℃でのヤング率はそれ
ぞれ22kg/cm²および13,000kg/cm²）を用いたほかは実施
例１と同様にして紫外線硬化樹脂被覆テープ型光ファイ
バーを作製し、実施例１と同様にして伝送損失を測定し
たところ、25℃で0.50dB/Km、−30℃でも0.50dB/Kmであ
り、伝送損失の増加はなかった。

実施例３ ［発明の効果］ 本発明によれば、低温時においても低いヤング率のもの
でなければ低温での光伝送損失が大きくなるという従来
の常識を打ち破った光伝送特性の優れた樹脂覆光テープ
型ファイバーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の樹脂被覆テープ型光ファイバーの一実
施例の概略断面図である。 （図面の符号） （１）：光ファイバー （２）:1次被覆 （３）:2次被覆 （４）：光ファイバー素線 （５）：テープ被覆層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紫外線硬化性樹脂の紫外線硬化物で１次被
   覆および２次被覆が形成されている石英ガラス系光ファ
   イバー素線の複数本を樹脂で固定したテープ型光ファイ
   バーであって、１次被覆の紫外線硬化物が25℃および−
   30℃でそれぞれ10〜100kg/cm²および100〜20,000kg/cm²
   のヤング率を有し、かつ２次被覆の紫外線硬化物が25℃
   および−30℃でそれぞれ10〜20,000kg/cm²および10〜6
   0,000kg/cm²のヤング率を有する紫外線硬化樹脂被覆テ
   ープ型光ファイバー。
2. 【請求項２】１次被覆用紫外線硬化性樹脂が、ポリエス
   テルポリオール単位を少なくとも１個含むウレタンアク
   リレートオリゴマーを含有している特許請求の範囲第１
   項記載の光ファイバー。