JPS6363503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は光伝送用光学ガラス繊維被覆用組成
物に関する。 光伝送に用いられる光学ガラス繊維は脆く、傷
がつきやすいうえに可撓性に乏しいので、このよ
うな傷が原因となつて僅かな外力によつても容易
に破壊する。したがつて、従来より、光学ガラス
繊維は、ガラス棒から製造した直後にその表面に
樹脂被覆が施されている。 このような樹脂被覆材料としては、従来エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂などが用いられているが、
硬化に長時間を要するので生産性に劣るほか、硬
化不足に起因してガラス繊維との密着性が十分で
なく、長期信頼性の点で満足できるものとはいえ
ない。さらに、このような樹脂被覆は柔軟性に欠
けるので、側圧により伝送特性が損なわれる欠点
がある。 この発明は、上記の問題を解決するためになさ
れたものであつて、特に、低粘度で、光学ガラス
繊維との密着性にすぐれると共に、硬化速度が大
きく、さらに得られる樹脂被覆が柔軟である光学
ガラス繊維被覆用組成物を提供することを目的と
している。 すなわち、この発明の光学ガラス繊維被覆用組
成物は、不飽和ポリエステルと多価アリルエステ
ルとを含有し、かつ上記の不飽和ポリエステルが
炭素数12〜20の長鎖飽和脂肪族二塩基酸を多塩基
酸成分の一成分として使用した不飽和ポリエステ
ルからなり、かつ上記の多価アリルエステルが脂
肪族または芳香族二塩基酸のジアリルエステルお
よびシアヌル酸またはイソシアヌル酸のトリアリ
ルエステルの中から選ばれた少なくとも１種の多
価アリルエステルからなることを特徴としたもの
である。 このように、この発明においては、特定の不飽
和ポリエステルとともに架橋剤として特定の多価
アリルエステルを使用したもので、特に上記不飽
和ポリエステルにおける多塩基酸成分が不飽和多
塩基酸のほかに分子鎖長の非常に長い飽和多塩基
酸を含むものにて構成されていることから、硬化
後の柔軟性に非常に好結果がもたらされ、また上
記構成からなる組成物によると、光学ガラス繊維
被覆用として好適な低粘度組成物が得られるとと
もに、その硬化速度も大きくなる。 この発明において用いられる前記の不飽和ポリ
エステルは、ドデカンジカルボン酸の如き炭素数
12〜20の長鎖飽和脂肪族二塩基酸を多塩基酸成分
の一成分として使用したものであるが、上記の炭
素数が12に満たないものでは硬化後の柔軟性改良
効果が充分に得られず、また上記の炭素数が20を
超えるものは一般に入手困難である。 上記の長鎖飽和脂肪族二塩基酸は、多塩基酸成
分中つまり不飽和多塩基酸と飽和多塩基酸との合
計量中、10〜90モル％、とくに好適には30〜80モ
ル％を占めるのがよい。この量が少なすぎると硬
化被膜が柔軟性に欠けるようになり、多すぎると
被覆用組成物の硬化速度が小さくなるので好まし
くない。 上記の長鎖飽和脂肪族二塩基酸以外の飽和多塩
基酸も使用できるが、その割合は飽和多塩基酸中
50モル％以下とするのがよい。かかる飽和多塩基
酸としては、アジピン酸などの炭素数11以下の脂
肪族飽和二塩酸基のほか、無水フタル酸、テレフ
タル酸、無水トリメリツト酸、墓水ピロメリツト
酸などの芳香族多塩基酸やヘキサヒドロ無水フタ
ル酸などの脂環族多塩基酸などがいずれも使用可
能である。 なお、これら飽和多塩基酸とともに使用する不
飽和多塩基酸としては、通常無水マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸、シトラコン酸などの不飽和
二塩基酸が用いられる。 また、この発明の前記不飽和ポリエステルを得
るための多価アルコール成分としては特に制限さ
れず、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセリンなどの各種多価アルコールを任意
に使用可能である。特に好ましくは平均分子量
200〜1000のポリエチレングリコールやポリプロ
ピレングリコール、１・４−ブタンジオール、
１・６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコールなどの長鎖グリコー
ルを用いるのがよい。 この発明の前記の不飽和ポリエステルの製造
は、上述の多価アルコール成分と多塩基酸成分と
を、好ましくは水酸基およびカルボキシル基が等
モルまたはほぼ等モルになる割合で常法にしたが
つて反応させればよい。不飽和ポリエステルの分
子量は500〜10000程度が適当である。 この発明の被覆用組成物は、このような不飽和
ポリエステルに架橋剤として多価アリルエステル
を配合してなるものである。多価アリルエステル
としては、ジアリルアジペート、ジアリルセバケ
ート、ジアリルフタレート、ジアリルイソフタレ
ート、ジアリルテレフタレート、ジエチレングリ
コールビス（アリルカーボネート）、ジアリルイ
タコネートなどの脂肪族または芳香族二塩基酸の
ジアリルエステルのほか、シアヌル酸またはイソ
シアヌル酸のトリアリルエステル、つまりトリア
リルシアヌレートまたはトリアリルイソシアヌレ
ートがあり、これら多価アリルエステルのうちの
少なくとも１種が用いられる。 この多価アリルエステルの配合割合は、得られ
る被覆用組成物の粘度や硬化速度、硬化被膜の柔
軟性が最適となるように選ばれるが、通常は不飽
和ポリエステル30〜90重量部に対し多価アリルエ
ステルが70〜10重量部となる割合、好ましくは不
飽和ポリエステル50〜80重量部に対し多価アリル
エステルが50〜20重量部となる割合にされている
のがよい。 なお、上記の多価アリルエステルとともに、他
の架橋剤、たとえば２−エチルヘキシル（メタ）
アクリレート、１・６−ヘキサンジオールジ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ
（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテ
トラ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコ
ールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレング
リコールジ（メタ）アクリレートなどの（メタ）
アクリル酸エステルを併用しても差し支えない。 この発明の被覆用組成物はラジカル重合開始剤
または光重合開始剤によつて硬化される。これら
には従来より知られている開始剤が適宜に用いら
れる。ラジカル重合開始剤の具体例としてベンゾ
イルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベン
ゾエートなどが挙げられ、光重合開始剤の具体例
としてアセトフエノン、ベンゾインイソプロピル
エーテル、ベンゾフエノンなどが挙げられる。こ
れら開始剤は通常、被覆用組成物の0.1〜10重量
％が用いられる。 この発明の光学ガラス繊維被覆用組成物は、さ
らに必要に応じて変性用樹脂や各種添加剤を含有
していてもよく、また所望ならば溶剤により希釈
して用いてもよい。変性用樹脂は、用いる不飽和
ポリエステルと同量以下、好ましくは1/4量以下
の範囲で使用される。変性用樹脂としてはエポキ
シ樹脂、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエーテ
ル、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、フエノ
ール樹脂などを挙げることができる。また、上記
添加剤としては、ナフテン酸コバルト、ナフテン
酸亜鉛、ジメチルアニリンの如き硬化促進剤、有
機ケイ素化合物、界面活性剤などを挙げることが
できる。 この発明の光学ガラス繊維被覆用組成物は、以
上のように、多塩基酸成分の一成分として炭素数
12〜20の長鎖飽和脂肪族二塩基酸を用いてなる不
飽和ポリエステルと前記特定の多価アリルエステ
ルとを含有する液状組成物であつて、下記の実施
例にも示されるように、従来の被覆用組成物、た
とえばエポキシ樹脂からなる組成物に比べて著し
く粘度が低く、一方、硬化速度が大きく、光学ガ
ラス繊維の生産性にすぐれるのみならず、柔軟な
被膜を形成して、光学ガラス繊維の強度と信頼性
を高める。 以下に、実施例を挙げてこの発明を説明する
が、この発明はこれら実施例によつて何ら制限さ
れるものではない。なお、以下部は重量部を示
す。 実施例 １ 撹拌機、温度計および還流冷却管を備えた１
四ツ口フラスコに、無水マレイン酸29.4ｇ（0.3
モル）、炭素数20の長鎖飽和脂肪族二塩基酸（岡
村油社製SB−20）239.4ｇ（0.7モル）およびエチ
レングリコール62ｇ（1.0モル）を仕込み、180〜
210℃で５時間反応させて、酸価25の不飽和ポリ
エステルを得た。 この不飽和ポリエステル70部にジアリルイタコ
ネート30部を溶解させ、光重合開始剤としてベン
ゾインイソプロピルエーテル５部を添加して、こ
の発明の光学ガラス繊維被覆用組成物を調製し
た。その特性を第２表に示す。 実施例 ２ 実施例１と同様のフラスコに、無水マレイン酸
49ｇ（0.5モル）、ドデカンジカルボン酸115ｇ
（0.5モル）および１・６−ヘキサンジオール118
ｇ（1.0モル）を仕込み、150〜200℃の温度で７
時間反応させて、酸価18の不飽和ポリエステルを
得た。この不飽和ポリエステル80部にトリアリル
イソシアヌレート20部とｔ−ブチルパーオキシベ
ンゾエート１部を溶解させて、この発明の光学ガ
ラス繊維被覆用組成物を調製した。その特性を第
２表に示す。 実施例 ３〜７ トリアリルイソシアヌレート20部に代えて、つ
ぎの第１表に記載の多価アリルエステルを同表に
示す部数で使用した以外は、実施例２と同様にし
てこの発明の５種の光学ガラス繊維被覆用組成物
を調製した。これらの特性を第２表に示す。

【表】 比較例 １ 実施例１と同様のフラスコに、無水マレイン酸
29.4ｇ（0.3モル）、セバシン酸141.4ｇ（0.7モル）
およびエチレングリコール62ｇ（1.0モル）を仕
込み、180〜200℃で17時間反応させて、酸価30の
不飽和ポリエステルを得た。 この不飽和ポリエステル70部にジアリルイタコ
ネート30部を溶解させ、光重合開始剤としてベン
ゾインイソプロピルエーテル５部を添加して、こ
の発明とは異なる比較用の光学ガラス繊維被覆用
組成物を調製した。その特性を第２表に示す。 比較例 ２ エポキシ樹脂Epon−828（シエル石油社製）100
部に２−エチル−４−メチルイミダゾール５部を
溶解して、この発明とは異なる光学ガラス繊維被
覆用組成物を調製した。その特性を第２表に示
す。

【表】 上記第２表において、シヨア硬度Ａはつぎのよ
うにして測定した。実施例２〜７および比較例２
の組成物については、各組成物を150℃、15分間
の条件で加熱硬化させて、厚み２mmの板状体を作
製し、これを用いて測定した。実施例１および比
較例１については２本の高圧水銀ランプ（入力
120W／cm、ランプ出力5KW）を平行に配した光
源下15cmの位置で照射して（コンベアースピード
50ｍ／分）、厚さ100μｍのシートを作製し、これ
を用いて測定した。 つぎに、上記実施例１〜７および比較例１、２
の光学ガラス繊維被覆用組成物を用いて、以下の
試験例１〜９に示される如く、実際に光学ガラス
繊維を被覆し、その性能をテストした。 試験例 １ 30ｍ／分の速度で紡糸した直径125μｍの光学
ガラス繊維の表面に、紡糸工程に引き続く工程に
おいて、実施例１に示した被覆用組成物を塗布し
たのち、紫外線（ランプ出力2KW2本）を照射し
て硬化させた。被覆後の光学ガラス繊維外径は約
250μｍであり、表面は均一であつた。また、破
断強度は5.7Kg（試料長さ10ｍ、試料数20本の平
均値）であり、−40℃まで伝送損失の増加は認め
られなかつた。 試験例 ２ 試験例１において、実施例１の被覆用組成物の
代わりに比較例１に示した被覆用組成物を用い、
他は試験例１と同様にして光学ガラス繊維を被覆
した。被覆後の光学ガラス繊維外径は約250μｍ
であつたが、破断強度は５Kgと試験例１の場合に
比し低く、しかも−40℃で伝送損失の増加が著し
く認められた。 試験例 ３ 20ｍ／分の速度で紡糸した直径125μｍの光学
ガラス繊維の表面に、紡糸工程に引き続く工程に
おいて、実施例２に示した被覆用組成物を塗布し
たのち、450℃の電気炉（長さ１ｍ）を用いて硬
化させた。被覆後の光学ガラス繊維の外径は約
230μｍであり、表面は均一であつた。また、得
られた光学ガラス繊維の破断強度（試料長さ10
ｍ、試料数20本の平均値）は５Kgであり、−40℃
まで伝送損失の増加は認められなかつた。 試験例 ４〜８ 実施例２の被覆用組成物に代えて、実施例３〜
７の各被覆用組成物を用いるようにした以外は、
試験例３と同様の被覆試験を行つた。いずれの場
合も、被覆後の光学ガラス繊維の外径は約225〜
235μｍの範囲にあり、均一な表面を有していた。
また、破断強度はいずれも５〜６Kgの範囲にあ
り、−40℃まで伝送損失の増加は認められなかつ
た。 試験例 ９ 試験例３において、実施例２の被覆用組成物の
代わりに比較例２に示した被覆用組成物を用い、
650℃に加熱した電気炉により硬化させて、光学
ガラス繊維を得た。この繊維の外径は150〜310μ
ｍの範囲にばらついていた。また、得られた光学
ガラス繊維は−20℃以下で伝送損失の急激な増加
が認められた。 上述のとおり、この発明の光学ガラス繊維被覆
用組成物は、硬化速度が速いため、光学ガラス繊
維の紡糸工程において速やかにかつ密着良好に被
覆でき、また硬化後の柔軟性に富むものであるた
め、伝送特性にすぐれる光学ガラス繊維被覆体を
得ることができる利点がある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 炭素数12〜20の長鎖飽和脂肪族二塩基酸を多
   塩基酸成分の一成分として使用した不飽和ポリエ
   ステルと、脂肪族または芳香族二塩基酸のジアリ
   ルエステルおよびシアヌル酸またはイソシアヌル
   酸のトリアリルエステルの中から選ばれた少なく
   とも１種の多価アリルエステルとを含有すること
   を特徴とする光学ガラス繊維被覆用組成物。 ２ 不飽和ポリエステルにおける炭素数12〜20の
   長鎖飽和脂肪族二塩基酸が多塩基酸成分の10〜90
   モル％を占める特許請求の範囲第１項記載の光学
   ガラス繊維被覆用組成物。 ３ 不飽和ポリエステル30〜90重量部と多価アリ
   ルエステル70〜10重量部とを含有する特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の光学ガラス繊維被
   覆用組成物。