JPS63266408A - 強化光伝送用グラスフアイバ− - 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】 〔技術分野〕 本発明は、強化光伝送用グラスファイバーに関する。更
に詳しくは、外周が水性エマルジョンの被覆膜で保護さ
れたグラスファイバーによって画像、照明光、レーザー
光等の光を伝送する光伝路に関する。

〔従来技術〕

受光端に入射した光を発光端まで伝送した上、その光を
発光端から射出するグラスファイバーは、画像、照明光
、レーザー光等の光伝送媒体とじて用いられていて、広
帯域、低損出、細くて軽量および無誘導等の特長があっ
て、通信用伝送路の主流になりつつある。

そして、このグラスファイバーの折損を防止したり、弾
力性を持たせたり、あるいはグラスファイバーの受光端
から発光端が任意に移動できるようにするために、ナイ
ロン、ポリエチレン、塩化ビニル等の可塑性樹脂あるい
は水性エマルジョンでグラスファイバーの外周に被覆膜
を形成させ、グラスファイバーを保護、強化する方法が
数多く提案されている。

しかし、被覆膜形成剤として、上記ナイロン等の熱可塑
性樹脂を用いた場合、グラスファイバーが非常に脆いた
めに、被覆膜の高可塑性に追随できなく撓んで折損して
しまい、折損した端面から画像、照明光、レーザー光等
の光が露光したりする欠点がある。更に、グラスファイ
バーの外周に均一に被覆膜を形成させるための作業が煩
雑となるという問題もある。

また、従来の水性エマルジョンで被覆したグラスフアイ
バーは、耐水性が著しく不足する上、機械的強度も未だ
十分でないため、これらのエマルジョンで被覆された光
ファイバーを地下あるいは海底に敷設した場合には、グ
ラスファイバーの接続部あるいは分岐導波路部でより強
化な保護層を必要としたり、補修性が良好でないという
欠点があった。

〔目　　的〕

本発明は、上記従来技術の有する欠点を克服し光グラス
ファイバーの外周に耐水性および機械的強度等に優れる
被覆膜を容易に形成し、軽量で低損出の強化光伝送用グ
ラスファイバーを提供することを目的とする。

〔構　　成〕

本発明によれば、光ファイバーの外周を平均粒子径が１
１００ｎ以下で、架橋構造を有するとともに重量分率法
で算出される値より低いガラス転移温度を有する水性エ
マルジョンで被覆したことを特徴とする強化光伝送用グ
ラスファイバーが提供される。

本発明において、光ファイバーの外周を被覆するために
用いる水性エマルジョンは、第１に、その平均粒子径が
１１００ｎ以下、好ましくは８０ｎｍ以下であることを
特徴とする。

水性エマルジョンは、本質的に粒子の充填融着によって
皮膜が形成されるので、その平均粒子径が小さいことが
必要とされるが、本発明で用いる水性エマルジョンはそ
の平均粒子径が１１００ｎ以下、好ましくは８０ｎｍ以
下のものであることから、含浸性に優れているのでグラ
スファイバー芯線の微小な凹凸面を十分にぬらすことが
できるため、平滑性及び透明性に優れた皮膜を光ファイ
バーの外周に形成することかで゛きる。

その平均粒子径が１００１を超えると、皮膜が形成され
る際の融着性（緻密性）が劣り、またグラスファイバー
への含浸性も低下し、更には皮膜の光沢性、透明性及び
平滑性が不十分な場合があるので１本発明の所期の目的
を達成することができない。

また、本発明で用いる水性エマルジョンの第２の特徴は
、その粒子内および／又は粒子間に架橋構造を有するこ
とである。

即ち、本発明で用いる水性エマルジョンは、その粒子内
及び／又は粒子間が、例えば原料不飽和単量体の官能基
同士、またはこれらと乳化剤の有する官能基とがイオン
結合、水素結合、縮合反応あるいは重合反応等によって
架橋化されているため、耐水性及び耐溶剤性に優れる皮
膜を形成することができる。

更に、本発明で用いる水性エマルジョンの第３の特徴は
、重量分率法で算出される値よりも低い。

好ましくは３℃以上、更に好ましくは５℃以上低いガラ
ス転移温度を有することである。

ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ポリマーを加熱した場合に
ガラス状のかたい状態からゴム状に変わる現象の起こる
温度であり、ポリマーの構造因子である成分のガラス転
移温度が既知であれば、ポリマーのガラス転移温度は重
量分率法によって次式から求めることができる。

Ｔｇ　　　　　ＴｇＡ　　　　ＴｇＢ ＷＡ　ＳＡ酸成分重量分率 ｗａ　；Ｅｌ成分の重量分率 ＴｇＡ；Ａ成分のガラス転移温度 ＴｇＢ；Ｂ成分のガラス転移温度 このガラス転移温度は種々の構造因子によって影響され
、一般に架橋構造を有するポリマーの場合にはそのガラ
ス転移温度は高くなり、架橋の度合いにより５〜７℃高
くなる場合があり、またポリマーに可塑剤を添加すると
ガラス転移温度が低下することが知られている。

一方、ポリマーラテックスについては、粒子の充填融着
により皮膜が形成される最低の温度として最低造膜温度
が知られており、この最低造膜温度とガラス転移温度と
は比例的な関係にあるが、この程１本発明者らは架橋構
造を有するとともに最低造膜温度あるいは形成皮膜のガ
ラス転移温度が重量分率法で算出される値より低く、機
械的強度に優れた皮膜を形成する超微粒子ポリマーラテ
ックスを見出し、かつ、このものがグラスファイバー用
の被覆膜形成剤として有用なものであることを知見した
。

すなわち本発明で用いる水性エマルジョンは、架橋構造
を有するにもかかわらず、前記したように重量分率法で
算出される値より低いガラス転移温度を示す皮膜形成能
を有するので、従来のものと異なり優れた可塑効果を示
し、形成する皮膜のガラス転移温度が低下することから
、これに比例して最低造膜温度も低下するので、室温に
おいても容易に透明性、粘着性、平滑性に優れた、更に
は硬く、引張り強度、モジュラス強度等の機械的強度の
良好な皮膜を形成することができる。この場合、後記比
較例から明らかなように、形成する皮膜のガラス転移温
度が重量分率法で算出される値より高いと、水性エマル
ジョンは、可塑効果が充分に発揮されないため、最低造
膜温度も高くなるので、室温では皮膜が形成しなかった
り、たとえ形成しても皮膜に割れや網目状のスジを生成
し。

本発明のように透明性、平滑性及び粘着性に優れた皮膜
を形成することができない。

更には、硬くて、引張り強度及びモジュラス強度等の機
械的強度に欠けるため、硬い強じんな皮膜を得ることが
困難である。

また、本発明で用いる水性エマルジョンの他の特徴は、
長期間に亘りその分散安定性に優れていることである。

即ち、本発明で用いる水性エマルジョンは平均粒子径が
１１００ｎ以下のものであるが、このものは、４５℃、
１週間の強制加熱分散安定性試験に供した場合において
も、平均粒子径の変化は実質的になく、変化があった場
合でも、通常は平均粒子径が１５０ｎｍ以下の粒子分布
の１山分布の粒度分布を示し、また変化率が大きい場合
においても、平均粒子径が１５０１未満の１山目の粒度
分布のものが９７％以上であり、粒子の凝集による２山
目は３００ｎｍ以上の粒度分布を有するのが３％以下の
極めて小さな山である２山分布を示し、その平均粒子径
の粒度分度が極めて小さいものである。

更に、本発明で用いる水性エマルジョンは、２５℃、６
ケ月間の長期保存安定性試験に供した場合においても、
その平均粒子径の変化率が極めて小さい。

従って、本発明で用いる水性エマルジョンは、経時によ
っても粒子同士の合一や凝集が実質的になく、粗大粒子
を生成することがないため、経時変化に伴う粒子径の変
化、透過率の低下、粘度変化更には外観上の変化等がな
いことから、長期間に亘り優れた分散安定性を示し、そ
の保存安定性の極めて高いものである。

本発明で用いる水性エマルジョンが、上記のように優れ
た分散安定性を呈する理由は必ずしも明らかでないが、
その平均粒子径が１００１以下であることから、粒子間
のブラウン運動が比較的活発であり、また系内に重合性
の乳化剤が残存してないこと、各粒子表面の性質等の理
由により、各粒子が十分に保護されるために、粒子同士
の合一や凝集が阻止され、粗大粒子の形成を助長しない
点が基本的な要因と推定される。

また１本発明においては、前記水性エマルジョンの分散
安定性を更に向上させるために、例えば。

Ｐ−ヒドロキシジフェニルアミン、Ｎ、Ｎ’−ジフェニ
ルジアミン、２，５−ジーｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノ
ン等の従来公知の重合禁止剤や重合停止剤を添加するこ
ともできる。

また、本発明で用いる既架橋水性エマルジョンの平均分
子量は、一般に百方以上、多くは数千万〜数億程度のも
のであり、また架橋化度の高いものにあっては、数千万
〜ｌＯ億程度更にこれより高い分子量を示す場合もある
。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明で用いる水性エマルジョンは、不飽和単量体を後
記する特定乳化剤の存在下で乳化重合することによって
得ることができる。

この不飽和単量体としては、下記一般式（Ｉ）で示され
る（メタ）アクリル酸エステル類。　　　　　　　　（
１） （式中、Ｒ１およびＲ２は水素またはメチル基、Ｒ１は
炭素数１〜１８のアルキル基） の他、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルな
どの低級脂肪酸ビニルエステル類、アクリロニトリル、
メタクリレートリルなどのニトリル類、スチレン、α−
メチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン類、塩
化ビニル、臭化ビニルなどのビニル類、塩化ビニリデン
、臭化ビニリデンなどのビニリデン類、ブタジェン、ク
ロロプレン、イソプレンなどのジエン類及びビニルピリ
ジン等が例示されるが、（メタ）アクリル酸エステル類
、低級脂肪酸ビニルエステル類、ニトリル類及びスチレ
ン類の使用が好ましい。

また、本発明においては、上記不飽和単量体と共重合さ
せる不飽和単量体として、生成する水性エマルジョンの
粒子内および（もしくは）粒子間の架橋構造を更に強固
にするために及び造膜時に架橋を促進させるために反応
性官能基を有する不飽和単量体が好ましく用いられるが
、反応性官能基を有しない不飽和単量体であっても、乳
化重合系において、活性水素を有する化合物に転換し得
る不飽和単量体の使用も可能である。

このような反応性官能基を有する不飽和単量体としては
１例えば、下記一般式（ＩＩ）〜（■）で示される化合
物が挙げられる。これらの単量体は単独または二種以上
併用して用いることができ、更に必要により他の共重合
可能な不飽和単量体も併用することが可能である。

Ｒ，ＯＨ （式中、Ｒ１＃Ｒ２−Ｒ４−Ｒ８、ＲＩ　ＰＨ７ｅＲｓ
　ｅＲｓ　ｅＡｔＢ、Ｄ、Ｅ、　ｔｔ　ｅｔ２及びｔ、
は次の通りである。

Ｒ１１Ｒ２ｔ；水素原子またはメチル基Ｒ４；炭素数２
〜４のアルキレン基 ＲＳ；直接結合、炭素数１〜３のアルキレン基、フェニ
レン基または置換フェニレン基 Ｒ１；酸素原子または−ＮＨ− Ｒ７；水素、炭素数１〜５のアルキロール基Ｒ，；水素
、炭素数１〜５のアルキロール基または炭素数１〜５の
アルキル基 Ｒｇ；炭素数１〜４のアルキレン基 Ａ；メチレン基またはカルボニル基 Ｂ　；−ＣＩ（、Ｏ−またはカルボキシル基り；水素原
子、炭素数１〜３のアルキル基、カルボキシル基、−Ｃ
ＯＮＨＣＩＩＣＨ３または〇〇〇〇 −ＣＯＮＩＣＯＮＨ。

Ｅ；水素原子、炭素数１−３のアルキル基または−ＣＨ
，Ｃ００Ｈ ｔｌ；１〜２０の実数 １、；０または１の整数 ｔ３；０〜１０の整数　） 一般式（ｎ　）、　（ｍ　Ｌ　（ｍＶ）、　（Ｖ　Ｌ　
（ｖｉ）、　（■）および（■）の具体的化合物の例と
しては１次下に示されるものを挙げることができる。

一般式（ｎ）の例 グリシジルアクリレート グリシジルメタクリレート グリシジルクロトネート グリシジルアリルエーテル 一般式（ＩＩＩ）の例 ヒドロキシエチルアクリレート ヒドロキシエチルメタクリレート ヒドロキシエチルクロトネート ヒドロキシプロビルアクリレート ヒドロキシプロ゛ピルメタクリレート ヒド口キシプロビルクロトネート ヒドロキシブチルアクリレート ヒドロキシブチルメタクリレート ポリオキシエチレンモノアクリレート ポリオキシエチレンモノメタクリレートポリオキシエチ
レンモノクロトネート ボリオキシプロピレンモノアクリレートポリオキシプロ
ピレンモノメタクリレートポリオキシプロピレンモノク
ロトネートポリオキシブチレンモノアクリレート ポリオキシブチレンモノクロトネート ヒドロキシエチルアリルエーテル ヒドロキシプロピルアリルエーテル ヒドロキシブチルアリルエーテル ポリオキシエチレンアリルエーテル ポリオキシプロピレンアリルエーテル ポリオキシブチレンアリルエーテル 一般式（ＩＶ）の例 アリルアミン アクリルアミン メタアクリルアミン アミノスチレン α−メチルアミノスチレン 一般式（Ｖ）の例 アクリルアミド メタアクリルアミド アミノプロビルメタクリルアミド モノメチルアクリルアミド モノエチルアクリルアミド ジエチロールアミノプロビルアクリルアミド一般式（Ｖ
Ｉ）の例 アクリル酸 メタクリル酸 クロトン酸 イタコン酸 マレイン酸及びその炭素数１−５のアルキル基のモノエ
ステルまたは無水物 フマル酸及びその炭素数１−５のアルキル基のモノエス
テルまたは無水物 マレイン酸アラニド フマル酸アラニド Ｎ一カルバモイルマレイン酸アミド Ｎ一カルバモイルフマル酸アミド 一般式（■）の例 メチルアリルチオール メチルメルカプトスチレン 一般式（■）の例 Ｎ−メチロールアクリル酸アミド Ｎ−メチロールメタクリル酸アミド Ｎ−メチロールクロトン酸アミド Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）アクリル酸アミドＮ−（
２−ヒドロキシエチル）メタクリル酸アミドＮ−（２−
ヒドロキシプロビル）アクリル酸アミドＮ−（２−ヒド
ロキシプ口ピル）メタクリル酸アミド上記不飽和単量体
と反応性官能基を有する不飽和単量体の使用割合は、９
９／１〜６０／４０（重量）であり一好ましくは９９／
１〜９０／１０（重量）である．この使用割合が９９／
ｌより大きいと、生成する水性エマルジョンの粒子内お
よび粒子間の架橋化度が小さくなり６０／４０より小さ
いと乳化共重合性に欠け多量の凝集物を生じたりあるい
は造膜性が劣ったり形成する皮膜にヒビ割れを生じたり
する場合がある．本発明の水性エマルジョンを上記不飽
和単量体を用いて乳化重合する際に使用される乳化剤と
しては，前記したように重量分率法で算定される値より
低いガラス転移温度を示す皮膜を形成するような乳化剤
であればいずれのものも使用できるが、特に好ましい乳
化剤としては，下記一般式（Ｗ）で示されるポリオキシ
アルキレンエチレン性不飽和カルボン酸ポリエステル類
（以下、ポリ（メタ）アクロイル型乳化剤と略称する。

）、一般式（Ｘ）、（Ｘ［）、（Ｘｌ１）、（ｘｍ）及
び（ＸＩＶ）で示されるベタインエステル型乳化剤及び
一般式（ＸＶ）、（Ｘ　ＶＩ）及び（Ｘ■）で示される
エーテルカルボン酸型乳化剤が挙げられる。

（式中％　Ｌ　ｆ　Ｌ　ｔ　Ｒ１６９ＲＩ　Ｌ　ｔＲ１
！　ｔ　ＲＬ　ｇ　ｔＬ４　Ｍ　Ｌ　Ｓ　ｔＦｌｔｓ　
ｔＬｖ　ｔＬｓ　ｔａｘ　ｔａｘ　ｔａ３　ｔａ４　ｗ
ａｓ　ｔａｇ　ｗａ７ｔａｇ　ｔａｇ　ｔａｔａ　９Ｇ
ｔＪ９Ｌ、Ｍ、Ｔ、Ｘ、Ｙ、及びＶは次の通りである。

ＲｔｔＲｉ；水素又はメチル基 Ｒ１゜；炭素数２〜４のアルキレン基 Ｒ工、；炭素数８〜３０のアルキル基又はアルケニル基
で、直鎖状でも分枝鎖状でもよく、好ましくは炭素数８
〜１８のもの Ｒ１□；炭素数１〜５のアルキレン基 Ｒ工ａ、Ｒｚ＊ｔＲ工、；炭素数１〜３のアルキル基又
は−Ｃ２Ｈ４０Ｈであり、それぞれ同一でも異なって もよい。

Ｒ１，、Ｒ□７；炭素数６〜２０のアルキル基又は水素
でであり、その内少なくとも１つは炭 素数６〜２０のアルキル基 Ｒ１゜；水素、炭素数１〜３０のアルキル基又はアルケ
ニル基 ａｔ　ｔａｇ　ｔａ３１ａ４１ａｓ　ｔａｇ　ｔａ７　
；平均付加モル数を示し ａｌ；１〜５０の実数で、好ましい分子中のアルキレン
オキサイドの付加モ ル数は８以上 Ｒ２；０〜２０の実数 Ｒ３：Ｒｘ４及びＲｌｇのいずれか一方がアルキル基の
ときは、θ〜２０の実数を。

Ｌｓ及びＲ１１１のいずれもがアルキル基のときは１〜
３０の実数 Ｒ４；１−３０の実数 ａ、；Ｏ〜２０の実数 Ｒ６；０〜２０の実数 Ｒ７；０〜２０の実数 ａ、；０または１の整数 ａ、；２〜２０の実数 Ｐ；２〜５の整数 −ｏ−ｐ−ｏ− ＯＲ，１ 一〇−ＣｎＨ，Ｌ＆（ＲＪｇａ−○− １Ｒｔｓ＋Ｌ。；水素又は炭素数１〜２アルキル基Ｒ２
１；水素又は＋Ｒ１００＋ｒｒ、Ｈ又は＋Ｒ１゜０尚−
Ｃ＝Ｏ ＣＲ，＝ＣＩ（Ｒ□ ｇｌ；０〜５の整数 ｇ２；０−１０の整数 ｎ；１〜１０の整数 （ｃｌ、−ｃｏ−０−または（ＣＨ）　）！　−ＣＨ−
０−Ｃ）Ｉｚ　−でありｙ：１〜５の実数 Ｒ２□１Ｒ２２；水素または炭素数１〜２０のアルキル
基Ｙ′；炭素数３−８のアルキレン基、酸素ま−たはカ
ルボニル基 に窒素、’＝ＣＨ−０−又は）−〇− Ｌ；炭素数１〜５のアルキレン基又は−ＣトＣＨ，ＣＯ
ＯＭ Ｔ；直接結合、酸素、イオウ Ｎ；水素又は無機アニオン Ｘ；無機アニオン又は有機アニオン Ｖ；水素又はハロゲン また、これらの乳化剤はいずれも単独で使用できるが、
特に平均粒子径が超微粒子で粒子内および（もしくは）
粒子間に緻密なより高度な架橋構造を有し、計算式より
求められる値より低いガラス転移温度を示す皮膜を形成
する超微粒子既架橋水性エマルジョンを得るためには、
上記不飽和単量体の乳化重合に使用する乳化剤として、
（ａ）上記一般式（ＩＸ）で示されるポリ（メタ）アク
ロイル型乳化剤、（ｂ）上記一般式（Ｘ）、（Ｘ［）、
（Ｘｌｌ）、（ｘｍ）、（ｘｒｖ）で示されるベタイン
エステル型乳化剤及び（ｃ）上記一般式（Ｘ　Ｖ　）、
（ＸＶＩ）、　（Ｘ■）で示されるエーテルカルボン酸
型乳化剤を（ａ）／　（ｂ）＝１／９−９／１または（
ａ）／（ｃ）＝１／９−９／１の重量比、好ましくはＬ
／４−４７１重量比で使用される。この使用割合が１７
９より小さいと生成する水性エマルジョンの粒子内およ
び／もしくは粒子間の架橋化度が小さくなり９／１より
大きいと生成する水性エマルジョンの平均粒子径が大き
くなる場合がある。これらの乳化剤の使用量は、乳化重
合対象不飽和単量体に対して０．１〜１５重量％程度が
適当であり、好ましくは０．５〜１０重量２である。

又、公知のアニオン性、ノニオン性およびカチオン性界
面活性剤を必要に応じて添加してもよく。

その具体例としては、高級アルコール、高級アルコール
酸化アルキレン付加体、アルキルフェノール酸化アルキ
レン付加体およびスチレン化フェノール酸化アルキレン
付加体のサルフェート型、α−オレフィン等のオレフィ
ンスルホネート型、長鎖アルキルアミン酸化アルキレン
付加体及びジ長鎖アルキルアミン酸化アルキレン付加体
の各々の第４アンモニウム塩型、Ｎ−（１，２−ジカル
ボキシエチル）−Ｎ−オクタデシルスルホン酸モノアミ
ドのナトリウム塩、ジアルキルスルホサクシネート等が
例示される。

又、本発明の水性エマルジョンを得るに際し、乳化剤と
してベタインエステルを使用する場合は、乳化重合工程
におけるｐＨを６未満、好ましくは３−６に調整するこ
とが望ましい。ｐｔ＋が６以上であると乳化重合工程に
おいて本発明の水性エマルジョンの物性と大きく異なっ
た物性を示す凝集物が多量に生成するので好ましくない
。

そして、本発明の水性エマルジョンを得るに当っては、
上記不飽和単量体および上記乳化剤の存在下で従来公知
の乳化重合方法をそのまま使用することができる。たと
えば不飽和単量体の０．１〜５重量２に相当する重合開
始剤の存在下に、不飽和単量体の重合物が２０〜６０重
社％の濃度で水に乳化分散させ、乳化重合を遂行させれ
ばよい。

重合開始剤としては通常の乳化重合に用いられる水溶性
単独開始剤や水溶性レドックス開始剤が用いられ、この
ようなものとしては１例えば、過酸化水素単独または過
酸化水素と酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸などのカ
ルボン酸との組合せや、過酸化水素と、シュウ酸、スル
フィン酸およびこれらの塩類又はオキジアルデヒド類、
水溶性鉄塩などとの組合せの他、過硫酸塩、過炭酸塩、
過硼酸塩類などの過酸化物及び２，２′−アゾビス（２
−アミジノプロパン）とその塩、２，２′−アゾビス（
Ｎ、Ｎ′−ジメチレン−イソブチルアミジン）とその塩
、４゜４′−アゾビス（４−シアノ吉草酸）とその塩等
の水溶性アゾ系開始剤が使用可能である。

また、水溶性のノニオン性高分子物質、アニオン性高分
子物質及びカチオン性高分子物質等を併用することがで
きる。更に、従来の方法で通常使用する可塑剤、ＰＨ調
整剤も必要に応じて併用することができる。

ノニオン性高分子物質としては、ポリビニルアルコール
、デキストリン、ヒドロキシエチルデンプン、ヒドロキ
シエチルセルロースのようなデンプン誘導体、ヒドロキ
シエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等
が挙げられる。

アニオン性高分子物質としては、アニオン化ヒドロキシ
エチルセルロース、アニオン化デンプン。

アニオン化グアーガム、アニオン化キトサン、カルボキ
シメチルセルロース、アニオン化ポリビニルアルコール
等の重合体が挙げられる。

また、カチオン性高分子物質としては、カチオン化ヒド
ロキシエチルセルロース、カチオン化デンプン、カチオ
ン化グアーガム、カチオン化キトサンおよび、カチオン
性（メタ）アクリル酸アミド、ジメチルジアリルアンモ
ニウムクロライド等の重合体が挙げられる。

これら、ノニオン性高分子物質、カチオン性高分子物質
及びアニオン性高分子物質は適宜に一種または、二種以
上を使用することができるが、その添加量は乳化重合対
象単量体に対して０．０５〜５重量％、好ましくは０．
１〜３重量算使用するのが適当である。

また、可塑剤としては、フタル酸エステル、リン酸エス
テル等が使用できる。更にｐＨ１ｌ！１剤としては炭酸
ナトリウム、重炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等の塩
を０．０１−３重量％の範′囲で併用しうるが、前記し
たように、乳化剤としてベタインエステル型乳化剤を使
用する場合にはｐＨを６未満に調整するように用いるこ
とが望ましい。

本発明で用いる光フアイバー用被覆膜形成剤は。

前記した特定の水性エマルジョンを必須成分とするもの
であるが、必要に応じこの種の分野で通常使用されてい
る種々の添加剤、たとえば、着色剤。

酸化防止剤：紫外線吸収剤、カーボンブラック、帯電防
止剤等を併用することができる。

本発明の強化光伝送用グラスファイバーは１例えば溶融
紡糸法によって得られるグラスファイバー上に浸漬式塗
布法等の公知の塗布装置により前記水性エマルジョン及
び必要により前記補助添加成分を加えた塗工液を塗布し
た後、乾燥することによって作成できる。グラスファイ
バーの径に特別な制限はないが通常は約５０〜５０００
μ慣、好ましくは１００〜３０００μｍ程度であり、ま
た水性エマルジョンからなる被覆層の厚みは０．１〜１
０００μｍ、好ましくは０．５−５００　ｐ　ｒｓであ
る。

〔効　　果〕

本発明の強化光伝送用グラスファイバーは、その外周が
平均粒子径が１１００ｎ以下で架橋構造を有し、かつ重
量分率法で算出される値よりも低いガラス転移温度を有
する水性エマルジョンで被覆されていることから、耐水
性、機械的強度等の諸物性に優れたものである。

このため、本発明の強化光伝送用グラスファイバーは光
伝送路はもちろん接続部更には分岐波路等に用いた場合
においても、折損や損傷が生じることがなく、また、従
来のように強固な保護層を設ける必要がない等の多くの
利点を有するもので、その実用的価値が極めて高いもの
である。

〔実施例〕

次に５本発明を更に詳細に説明するために、以下に実施
例を示す。

実施例１ 温度計、撹拌機、還流冷却管、窒素導入管および滴下ロ
ートを備えたガラス製反応容器に第１表に示す乳化剤８
重量部と水１５０重社部を仕込んで溶解し、系内を窒素
ガスで置換した。別にアクリル酸エチル７５重量部、メ
タクリル酸メチル７５重量部、Ｎ−メチロールアクリル
酸アミド４．５重量部及び水１．５重量部からなる不飽
和単量体混合物１５６重量部に調製し、このうち１５重
量部を前記反応容器に加え、４０℃で３０分間乳化を行
った。次いで６０℃に昇温したのち１重合開始剤２，２
′−アゾビス（Ｎ、Ｎ’−ジメチレンイソブチルアミジ
ン）塩酸塩を９．ＯＸ　１０−’＋ａｏ　Ｑ　ｅ／水相
Ωになるように４８．５重量部の水に溶解し、前記の反
応容器に添加し、直ちに残部の不飽和単量体を３０分間
にわたって反応容器内に連続的に滴下し、６０℃で重合
を行った。不飽和単量体の滴下終了後、６０℃で６０分
間熟成した。

〔水性エマルジョンの評価〕

このようにして得られた水性エマルジョンの平均粒子径
、架橋性、造膜性及びガラス転移温度は以下の方法で測
定した。

平均粒子径：コールタ−サブミクロン粒子アナライザー
（米国、コールタ−・エレクトロニクス社製、Ｃｏｕｌ
ｔｅｒ　Ｍｏｄｅｌ　Ｎ４型）により平均粒子径を測定
した。

架　橋　性：固形分が４０重量％になるように調整した
水性エマルジョン３０ｇを１２ｃｍ　Ｘ　１４ｃｍのガ
ラス板に均一になるように流延し、２５℃にて風乾した
。このようにして得られた皮膜を２ｃｍ　Ｘ　４ｃｍに
切断し、２０℃のベンゼンを満したシャーレの中に４８
時間浸漬し、皮膜の膨潤度、溶解性を 基準にして下の通り評価した。

０　；ベンゼンに浸漬前の皮膜面積（２ｃｍＸ４ｃｍ）
と同等かもしくはわずかに膨潤している程度である。

Δ　；膨潤度が大きく、皮膜形状が損なわれているもの
。

Ｘ　；皮膜がベンゼンに溶解し均一な液状になったもの
。

造　膜　性；２５℃で風乾して皮膜を形成させ、形成し
た皮膜の状態を視覚にて評価した。

Ｏ；平滑で均一な皮膜を形成する。

Δ　；網目状すじのある皮膜を形成する。

×　；皮膜を形成しない。

ガラス転移温度（Ｔｇ） セイコー電子工業■製熱分析測定装ＭＣ８ＳＣ５０００
ＤＳＣ２００）を用い、Ｔｇを測定した。尚、計算値の
Ｔｇは重量分率法（前出）により算出した。

〔皮膜特性の評価〕

固形分を２０重量％に調整した上記水性エマルジョン３
０重量部を、１２ｃｍ　Ｘ　１４ｃ＋ｍのガラス板に均
一に流延し、風乾し、皮膜を形成させ、皮膜特性を評価
した。皮膜特性は以下の基準により評価した。

透　明　性：　ＪＩＳ　Ｋ　６７１４に準じ、積分式光
線透過率測定装置により皮膜の曇り価を測 定した。

耐　水　性：皮膜を２ｃｍ　Ｘ　４ｃ＋ｓの寸法大に切
断し、２０℃の水を満したシャーレの中に浸 漬して、皮膜の白化する状態を視覚 にて判定した。

０　；皮膜が透明である。

Δ　；皮膜が半透明である。

×　；皮膜が不透明である。

粘　着　性：皮膜表面を指触し、べた付き感を次の基準
にて評価した。

Ｏ；べた付き感なし Δ　；ややべた付く ×　；べた付く 伸びと強度；　ＪＩＳ　Ｋ−６７８１に準じ、ダンベル
を作成し、引張り破断時の強度、伸び率及 び５０％、１００％及び２００％モジュラス強度を測定
した。

〔強化光伝送用グラスファイバーとしての評価〕外径約
１３０μｍのグラスファイバーに縦型塗布装置により表
−１の試料Ｎｏ１〜７の水性エマルジョンを被覆膜の厚
さが４μｍになるように塗布、乾燥し、強化光伝送用グ
ラスファイバーを得た。

この強化光伝導用グラスファイバーについて。

外観、耐水性、伸び及び強度を以下の基準により評価し
た。

外　　　ａフグラスファイバーの外周に形成した被覆膜
の状態を視覚判定した。

０　：被覆膜が均一で透明性と光沢性が良好である。

Δ　；被覆膜が均一であるが、やや透明性と光沢性に劣
る。

Ｘ　；被覆膜が不均一で、透明性と光沢性に劣る。

耐　水　性；２０℃の水を満したシャーレの中に強化光
伝送用グラスファイバーの一部を ６ケ月浸漬して、浸漬部と未浸漬部の 状態を視覚判定した。

０　；浸漬部と未浸漬部の外観に差がなく、良好な被覆
膜が形成されている。

Δ　；浸漬部が未浸漬部に比べ若干ブルーミングを呈し
ている。

×　；浸漬部が白化し、被覆膜がグラスファイバーより
容易に剥離できる。

伸びと強度；長さ５００ｍ朧の強化光伝送用グラスファ
イバーを１０ｍｍ＋／分の速度で引張り試験を行い、破
断時の強度、伸び率を測 定した。

以上の方法で、水性エマルジョンの性状、皮膜特性及び
強化光電送用グラスファイバーとしての性能評価を行っ
た。結果を表−１及び表−２に示す。

試料Ｎｏ１〜４本発明の実施例であり、本発明の強化光
伝送用グラスファイバーは、外観が良好であり、しかも
耐水性及び機械的強度に優れていることが判る。又、こ
れらは、加工時１作業環境を悪くするような悪臭を発生
せず、かつ黄変の問題も全くない良好なものであった。

尚、試料Ｎｏ５−７は比較例である。

表−２ なお、ＪＩＳＫ−６７８１に準じ、試料Ｎｏ１（本発明
）及び試料Ｎｏ５（比較例）の水性エマルジョンよりダ
ンベルを作成し応カー歪試験を行った。その結果を図面
に示す。図面から明らかなように本発明品は比較例のも
のに比べ、硬く、シかも極めて強じんな皮膜を形成する
ことがわかる。

実施例２ 表・−３に示す乳化剤８．０重量部と、アクリル酸エチ
ル９０重量部、メタクリル酸メチル６０重量部及びＮ−
メチロールアクリル酸アミド４．５重量部及び水２．５
重量部からなる不飽和単量体１５７重量部及び重合開始
剤として過硫酸カリウム３．ＯＸ　１０””ｍｏｌｅ／
水相ａ、水相値酸ナトリウム３．ＯＸｌｏ−３ｍｏｌｅ
／水相０と硫酸銅５．ＯＸ　１（１’″’　ｍｏｌｅ／
水相Ｑに水相上うに４７．５重量部の水に溶解し、実施
例１と同様に乳化重合を行って、水性エマルジョンを調
製した。

このようにして得られた水性エマルジョンの性状、２０
℃で風乾し形成する皮膜の特性及び強化光伝送用グラス
ファイバーの性能評価を実施例１と同様に測定、評価し
た。結果を表−３及び表−４に示す、試料Ｎｏ８（１は
本発明の実施例であり、試料Ｎ。

１２〜１４及び１４′は比較例である。

表−４ 実施例３ アクリル酸ｎ−ブチル６０重量部、スチレン９０重量部
及びメタクリル酸２−ヒドロキシエチル４．５重量部か
らなる不飽和単量体混合物１５４．５重量部と次に示す
乳化剤８．０重址部 ４、ｏｔｔＩＪ 及び表−５に示す重合開始剤を９．ＯＸｌｏ−３ｍｏｌ
ｅ／水相ａになるように水５０重量部に溶解し１表−５
に示す重合熟成温度で実施例１と同様にして乳化重合を
行い、水性エマルシコンを調製した。得られた水性エマ
ルジョンの性状及び２０℃で風乾して得られる皮膜特性
及び強化光伝送用グラスファイバーの性能評価を実施例
１に準じて測定した。結果を表−５及び表−６に示す。

試料Ｎｏ１５，１６，１７，１９，２０及び２１は本発
明の実施例であり、試料Ｎｏ１８及び２２は比較例であ
る。

尚、試料Ｎｏ１５＝１７．１９．２０及び２１の皮膜の
機械的強度はいずれも伸び率１５０％以上、引張り強度
（破断時強度）１５０Ｋｇ／ｃｄ以上であり、ガラス転
移温度は計算値２４℃に対し、いずれも２０℃以下で造
膜性についても良好であった。

表−６ 実施例゛４ 表−７に示す重量部の次の乳化剤Ｅ−１−Ｅ−５Ｃ，，
Ｈ２，０−ＣＩ、、０−ＣＨ，０３ｒ６−Ｃｆｌａ　　
　　　　　　　　　Ｅ　−２別に、次に示される不飽和
単量体混合物ト１〜ト３を調整し、実施例１と同様にし
て乳化重合を行い、水性エマルジョンを調製した。得ら
れた水性エマルジョンの性状及び２５℃で風乾し、形成
する皮膜の特性及び強化光伝送用グラスファイバーの性
能評価を実施例１に準じて測定した。結果を表−７及び
表−８に示す。

試料Ｎｏ２３〜３４は本発明の実施例である。尚、試料
Ｎｏ２３〜３４の皮膜の機械的強度はいずれも伸び率１
５０％以上、引張強度（破断時強度）１５０Ｋｇ／ａ＃
以上であった。

表−８ 実施例５ 前記試料Ｎｏ１〜３４の水性エマルジョンの分散安定性
を以下の要領で評価した。その結果を表−９に示す、な
お、分散安定性試験は以下によった。

〔分散安定性〕

固形分濃度を４０重量％に調整した水性エマルジョン１
５０ｇを２２０ｒａ　Ｑのガラスびんに入れ密閉したの
ち、２５℃の恒温室に６ケ月及び４５℃の恒温室に１週
間各々静置した後、外観、透過率、粘度及び平均粒子径
を測定し、水性エマルジョンの分散安定性を評価した。

尚、外観、透過率、粘度及び平均粒子径は次の方法で測
定した。

外１！　：　２５℃で視覚判定により、次の基準で評価
した。

０；透明もしくは半透明液体 Δ；白濁液体 ×；白濁ペーストもしくは白濁で二層に分離 透過率；分光光度計（日本分光工業株式会社製デジタル
ダブルビーム分光光度計ＵＶＩＤＥＯ−３２０）を用い
、波光８００ｒｖ＋の光照射下での吸光度を求め、光透
過率（％）を算出した。

粘度ニブルツクフィールド型粘度計（株式会社東京計器
社製Ｂ型粘度計）を用い、２５℃の粘度を測定した。

平均粒子径；コールタ−サブミクロン粒子アナライザー
（米国、コールタール・エレクトロニクス社製、Ｃｏｕ
ｌｔｅｒ、Ｍｏｄｅｌ　ＮＪ型）により平均粒子径を測
定した。

結果を表−９（１）、（２）及び（３）に示す。

又、４５℃の恒温室に１週間静置した強制加熱分散安定
性試験に供した試料１〜４．８〜１１．１５〜１７．１
９〜２１及び２３〜３４の水性エマルジョンを実施例１
に準じて皮膜を形成し、実施例１に準じ皮膜特性及び強
化光伝送用グラスファイバーとしての性能を測定、評価
した。透明性、耐水性、粘着剤、耐溶剤性（架橋性）、
機械的強度及び強化光伝送用グラスファイバーとしての
性能のいずれも実施例１，２．３及び４の結果とほぼ同
様の良好な結果が得られた。

分散安定性試験前後の粒度分布の変化をグラフにして示
すと第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）の通りである。

尚、表−９（１）の試料Ｎｏ７は、４５℃、１週間静置
試験後、超大粒子が多く１分散性不良につき測定不可で
あったため、試料Ｎｏｌ及び試料Ｎｏ７のいずれも２５
℃、６ケ月静置後の粒度分布の変化を図示し、比較した
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＪＩＳＫ−６７８１に準じ本発明品（試料Ｎ
ｏｔ）及び比較量（試料Ｎｏ５：造膜温度３５℃）の水
性エマルジョンからダンベルを作成し、その応力−ひず
み試験を行フた際の測定結果である。 実線二本発明品 破線：比較量 第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）は各々本発明品（試料Ｎ
０１）並びに比較量（試料Ｎｏ７）の水性エマルジョン
を２５℃、６ケ月間静置した後の粒度分布の変化を表わ
すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバーの外周を平均粒子径が１００ｎｍ以
   下で、架橋構造を有し、重量分率法で算出される値より
   低いガラス転移温度を有する水性エマルジョンで被覆し
   たことを特徴とする強化光伝送用グラスファイバー。