JPS61168680A - 光フアイバ接続部補強用接着剤 - 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】 〔発明の分野〕 本発明は光ファイバ接続部補強用の耐水性ホントメルト
接着剤、さらに詳しくはガラス材料および金属材料との
接着性や耐水接着性が良好であり、特に光伝送路に用い
る光ファイバの接続部補強用の接着剤として好適な光フ
ァイバ接続部補強用耐水接着剤に関するものである。

〔発明の背景〕

光ファイバを融着接続する際、接続後に光ファイバの被
覆保護層の除去部分を補強する必要があるが、この補強
法としては熱収縮チューブおよびホントメルト接着剤な
どを用いた補強法（たとえば特開昭５６−６７６０５号
）およびガラスセラミックおよびホットメルト接着剤を
用いたサンドインチ補強法（たとえば実開昭５７−５２
０号）などの各種の方法が提案されている。

これらの補強法で用いられるホットメルト接着剤として
は従来エチレン系ポリマー、たとえばエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体が使用されている。

しかし、これらの接着剤を用いた場合、石英系ガラスフ
ァイバあるいは補強基材の金属やガラスセラミ−／りな
どとの耐水接着性が著しく劣るため水に浸漬すると数日
で接着部の強度が半分程度に低下してしまう欠点があっ
た。

また接着性を向上させる目的でシランカップリング剤を
被着体にあらかじめコーティングしたりあるいは接着剤
に添加する方法が行われているが、シランカップリング
剤は空気中の水分との反応性に富むため、貯蔵安定性が
悪く、短時間で接着性向上効果がなくなるという欠点が
あった。

さらに、ビニル系のシランカップリング剤をオレフィン
系ポリマーに結合させ、耐水接着性を向上させる方法も
提案されている（特願昭５７−１５０２３３号）が、こ
の方法においても、貯蔵安定性は不充分である。すなわ
ち、たとえば夏期の保管庫であるプレハブ家屋などは温
度が３５〜６０℃にも上昇し、かつ湿度が高いので、長
期間接着性向上効果を保持することができないのである
。

（発明の概要〕 本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、ガラス、
金属などの各種材料と接着性が良好で、さらには耐水接
着性も優れた光ファイバ接続部補強用耐水性接着剤、特
に光ファイバ接続部の補強時に用いる接着剤として好適
な、高温、高湿度下において極めて良好な貯蔵安定性を
示す光ファイバ接続部補強用耐水性接着剤を提供するこ
とを目的とするものである。

したがって本発明による光ファイバ接続部補強用耐水性
接着剤は、エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸
ビニル三元共重合体あるいはエチレン−酢酸ビニル共重
合体あるいは両者の混合物にメタクリロキシプロピル・
トリメトキシシランをグラフト変性したもの（ａ）とエ
チレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合
体あるいは両者の混合物（ｂ）との混合物で、その混合
物中のグラフトシラン量が０．００３〜０．８重量％で
あることを特徴とするものである。

本発明による光ファイバ接続部補強用耐水性接着剤によ
れば、メタクリロキシプロピル・トリメトキシシランに
よりグラフト変性しているので、良好な耐水接着性を示
すとともにベースポリマーのブレンドによりシラン濃度
を下げ、シラン同志の反応を防ぐことによって、高温高
湿度下において優れた貯蔵安定性を示すという利点を有
している。

〔発明の詳細な説明〕

本発明をさらに詳しく説明する。

本発明において用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合
体あるいはエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸
ビニル三元共重合体としては、ヤング率が０．５〜１０
ｋｇ／ｌｌｍ２で、かつ吸水率が０．２重量％以下であ
るのがよい。

ヤング率が０．５　ｋｇ／　ｔａ　”未満であると、低
温時においてファイバ心線のプラスティック被覆層の収
縮よるファイバー素線の突出力が接続部に加わり、ファ
イバ破断を生じる虞があり、一方、１０ｋｇ／鶴２を超
えると、光ファイバ接続部の伝送損失が温度変化に伴っ
て変動を生じる虞があるからである。

さらに、０．２重量％を超えた吸水率であると、補強時
の加熱によって吸湿発泡を生じる虞があるからである。

光ファイバ近傍に気泡を残すと、温度変化に伴って伝送
損失、さらにはファイバ破断を生じる危険がある。

本発明に用いるメタクリロキシプロピル・トリメトキシ
シランのグラフト量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体
あるいはエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビ
ニル三元共重合体あるいは両者の混合物のシラングリシ
ジル変性物と未変性物との混合物に対しては、０．００
３〜０．８重量％とする。このようなシラングラフト変
性物のグラフト量は、好ましくは０．２〜５重量％であ
るのがよい。この範囲を逸脱すると均一なシラングラフ
ト変性物が製造しにくくなるからである。

前記シラングラフト変性物を未変性物によって希釈する
わけであるが、この混合物のグラフトシラン量が上述の
範囲（０，００３〜０．８重量％）を外れると、接着性
が充分でなくなったり、あるいは貯蔵安定性が低下し、
実用的ではなくなる。

なお、グラフトシラン量は下記の方法によってｉ認した
。すなわち、接着剤を約３００　ｍｌのメチルアルコー
ル中で４時間煮沸し、未反応シランを抽出する。その接
着剤的０．５ｇを３００℃電気炉中、無炎状態で灰化し
、残渣をＮａ２　ＣＯ３で溶かし、モリブデンブルー発
色、吸光定量分析を行い、含有シリコン量を明らかにし
、グラフトシラン量を計算で求める。

グラフト重合反応は、ラジカル重合開始剤の存在下にエ
チレン−酢酸ビニル共重合体あるいはエチレン−グリシ
ジルメタクリレート−酢酸ビニル三元共重合体あるいは
両者の混合物および有機シラン化合物を熔融混合する熱
溶融グラフト法が適当であり、この方法では、たとえば
押出機、ニーダ、バンバリーミキサ−などを用い、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体あるいはエチレン−グリシジ
ルメタクリレート−酢酸ビニル三元共重合体の融点以上
でかつラジカル重合開始剤の分解温度以上で熔融混練す
ることにより反応が行われる。

前述のグラフトシラン量の適性範囲については接着剤の
反応性を検討し、接着性と安定性の面からシラングラフ
ト量の通性範囲を確実に把握すべきであるが、以下にそ
の方法を説明する。

エチレン−酢酸ビニル共重合体あるいはエチレン−グリ
シジルメタクリレート−酢酸ビニル三元共電合体あるい
はそれらの混合物にシラン溶融グラフト法によりグラフ
トする場合、グラフト率としては５０〜６０重量％にな
る。熔融グラフト法において６０重量％以上にグラフト
率を向上させることは、現在においては困難である。ま
た、未反応シランを除去する方法も考えられるが、価格
アンプとなり好ましくない。したがって、生成したグラ
フト変性物には未反応シランが４０〜５０重量％も存在
することになる。

この未反応シラン、 Ｒ”は−ＣＮ３を示す） はそれ同志あるいはポリマーにグラフトしたシラン、 グラフトした状態を示す） と下記の式（１１〜（４）に示すように反応して接着性
Ｒ−Ｓｉ−０−Ｓｉ−Ｐ　　　　　　　　　　　　　　
　−−−−−−−（３）＋　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１　　　　　　　１上記の式＋
１１および（２）より明らかなように、未反応シランお
よびシラングラフト物は、まず空気中ないしポリマー中
の水分と反応する（シラノール化）。

次に式（３）および（４）で示すように縮合反応により
接着活性基（Ｓｉ−ＯＨ基）が減少し、接着性を低下さ
せるのである。

未反応シランの濃度が高いほど、式（３）および式（４
）の反応を生じやすく、接着性が低下する。特に式（４
）の生成物は、接着界面（ガラス／接着剤）に弱い境界
層を形成するので、接着性の低下は著しい。したがって
、グラフト率を向上させることが■しい現状において充
分な保存安定性や接着性を確保するためには、接着性が
確保出来るシラングラフト量（シラン配合Ｗ）の下限を
明らかにし、未反応シランの濃度を極力少なくする必要
がある。

また式（２）の反応によって生成したＰ−Ｓｉ−ＯＨは
ガラス表面の５ｉ−ＯＨ基と式（５）のように反応し、
強固な結合を形成し、優れた耐水接着性を示す。

なお、エポキシ基の存在するエチレン−グリシジルメタ
クリレート−酢酸ビニル三元共重合体の場合、（１）、
（２）式のＨ”　　（酢酸ビニルの脱酢酸反応によって
生じる）濃度が極めて少ないので反応が比較的進みにく
く、また下記の式（６）のように、接着活性のシラノー
ル基と開環したエポキシとの間に水素結合が形成され、
一時的に安定することが赤外線吸収スペクトル（エポキ
シ基の減少とシラノール基の残留）より明らかとなって
いる。

ＨＯＨ Ｐ′ 一−−−−−−（６） 以下本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明
はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜３ エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量１９
重量％、メルトインデックス１５、ヤング率２．４　ｋ
ｇ／ｗ”　、吸水率０．０４％）に第１表に示すように
γ−メタクリロキシプロピル・トリメトキシシランおよ
びラジカル重合開始剤として１．１ビス（ｔ−ブチル　
パーオキシ’）　３．３．５−１−リメチルシクロヘキ
サンを添加し、この配合物を押出機（プラベンダー社製
、小型エクストルーダ２００型、１０ｒｐｍ、ホッパー
人口温度５０℃、シリンダ中央温度２００℃、ダイス出
口温度１８０℃）中で混練し、シラングラフト変性物を
合成した。この変性物と上記エチレン−酢酸ビニル共重
合体を押出機（３０ｒｐｍ、ホッパ５０℃、シリンダ中
央およびダイス出口１６０℃）中で混練した。

えられた混合物を加熱プレス（１４０℃、１５０　ｋｇ
／ｃｔａ２Ｇａｕｇｅ　、　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
る耐水接着型および保存安定性を評価した。

〔接着性、耐水接着性の評価方法〕

第１図（ａ）に示すような外径２４ｍ、内径２１ｍ、長
さ２　ｃｍの石英ガラス管１の外周面に厚さ０．５鶴の
シートグラフト変性物シート接着剤２、テフロン離型紙
３および熱収縮性テープ４を順次巻きつけた。その際、
石英ガラス管１とシラングラフト変性物シート２との間
にスペーサ５を介在させ構成した積層体を１６０℃のオ
ーブン中で５分間加熱することにより接着剤と石英ガラ
スを接着させた。

この接着試験片の各層をはがし、第２図（ｂＪに示され
るようにシラングラフト変性物シートの一方の切断端部
２゛を石英ガラス管の外周面に対し９０゜の角度の方向
に剥離させ、その強度を測定した。

耐水性は、６０℃水中に５日間浸漬後、その剥離強度を
測定し、評価した。

〔保存安定性の評価〕

シラングラフト変性物シートを８０℃の温度７５％の相
対湿度の条件下に放置した後、上記石英ガラス接着試験
片を作り、その試験片を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１　ｋｇ／ｃ＋ｗ以下
に低下するまでの日数を測定して評価した。

実施例１〜３は第１表に示すように、耐水接着性に優れ
、また、保存安定性も良好で裸シートを８０℃、７５％
ＲＨ条件下に放置しても、４０日以上接着性が低下しな
い。特に実施例２においては、１１５日おいても初期接
着力１　ｋｇ／ｃｍと低下しなかった。

次ぎに、実施例３のシラングラフト変性物を押出機を用
いて、内径１．７ｆｉ、外径２．３Ｈのチューブ８に成
形した。長さ６　ｃｍのチューブ８を用い、第２図に示
すようにこのチューブ８を抗張力体１０の挿入された熱
収縮性チューブ６に挿入し、さらにこの接着剤チューブ
８に光ファイバ心線７を挿通するとともに、光ファイバ
同志を融着接続した。

この光ファイバ融着接続部１１を前記接着剤チューブ８
のほぼ中央にするとともに、加熱し、熱収縮性チューブ
６を収縮させた。この際、接着剤チューブ８は熔融して
、前記熱収縮チューブ６中に充填された接着剤層９を形
成する。

上述のような熱収縮チューブを用いた補強法により、光
ファイバ接続部を補強し、その強度および耐水性を評価
した。

初期強度約３．２　Ｋｇを示し、また６０℃水浸漬２０
日後においても強度低下が少なく　、２．９　Ｋｇの強
度を保持した。

さらに、この光ファイバ接続補強部の伝送損失を測定す
ると、−３０℃〜＋６０℃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、
また温度変動時の伝送損失変動も０．０１ｄＢと良好で
あった。

実施例４〜９ 実施例１〜３におけるエチレン−酢酸ビニル共重合体の
代わりにそのエチレン−酢酸ビニル共重合体とエチレン
−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル三元共重合体
（住友化学社製、Ｂｏｎｄｆａｓｔ７Ｂ）との混合物を
ベースポリマーとし、第１表に示すようなシラン変性物
と上記変性物をブレンドしたポリマーを作製した。

実施例１〜３と同様に接着性、保存安定性も良好であっ
た。

比較例１〜２ 実施例１〜３で用いたエチレン−酢酸ビニル共重合体お
よび実施例４〜９で用いたエチレン−グリシジルメタク
リレート−酢酸ビニル三元共重合体のシートおよびチュ
ーブを製造し、接着性、耐水性を評価した。

第１表に示すようにエチレン−酢酸ビニルＪ［合体の初
期剥離強度は１ｋｇ／ｃ＋＋＋以下と低く、その６０℃
水浸漬５日後の剥離強度はゼロになった。

またエチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル
三元共重合体においては、初期剥離強度は３　ｋｇ／ｃ
＋ｓ以上と大きいが、６０℃水浸漬１０日後には、はぼ
ゼロまで低下してしまう。また、第２表に示すようにエ
チレン−酢酸ビニル共重合体やエチレングリシジルメタ
クリレート−酢酸ビニル三元共重合体は金属に対する接
着性、耐水接着性は良好であるが、ガラスに対する耐水
接着性は極めて劣る。

これらのチューブを用いた光ファイバ接続補強部の強度
は初期２〜３　ｋｇと良好であるが、６０℃水浸漬する
と、５日後に１　ｋｇ程度低下し、１〜２　ｋｇとなり
、耐水性に劣ることがわかった。

比較例３〜１０ 第１表に示すようなシラングラフト変性物あるいは未変
性物との混合物を作製し、接着性、保存安定性を評価し
た。

第１表に示すように接着性は良好であるが、耐水接着性
、保存安定性に劣ることがわかる。

第１表 第１表＠＠） 第２表 ＊　ポリエチレンテレフタレート 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明による光ファイバ接続部補
強用耐水性接着剤は、高温・高湿条件下において長期間
放置後接着してもシランの性能の低下を招くことなく、
良好な接着を行うことができる。また、水浸漬しても接
着力は低下しない。

したがって、本発明の組成物を光ファイバ接続部の補強
に用いると、補強部の水浸漬による強度低下を防ぐこと
ができる。また、本発明の接着剤は、耐水性は要求され
るガラス繊維強化プラスティック用素材や表面保護コー
ト材料としても利用することができるなどの利点もある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は接着試験片および試験方法の断面図、第２図は
熱収縮チューブを用いた補強法を示す断面図である。 １・・・石英ガラス管、２．２″　・・・シラングラフ
ト変性物シート接着剤、３・・・テフロン離型紙、４・
・・熱収縮性テープ、５・・・スペーサ、６・・・熱収
縮チューブ、７・・・光ファイバ心線、８・・・接着剤
チューブ、９・・・接着剤層、１０・・・金属棒、１１
・・・光ファイバー融着接続部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニ
   ル三元共重合体あるいはエチレン−酢酸ビニル共重合体
   あるいは両者の混合物にメタクリロキシプロピル・トリ
   メトキシシランをグラフト変性したもの（ａ）とエチレ
   ン−グリシジルメタクリレート−酢酸ビニル共重合体あ
   るいは両者の混合物（ｂ）との混合物で、その混合物中
   のグラフトシラン量が０．００３〜０．８重量％である
   ことを特徴とする光ファイバ接続部補強用接着剤。