JPS647018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光伝送用の光学ガラスフアイバを被
覆するための紫外線ないし電子線硬化型の材料に
関する。

光伝送に用いられる光学ガラスフアイバ（以
下、光フアイバという）は脆く、傷がつきやすい
上に可とう性に乏しいので、このような傷が原因
となつてわずかな外力によつても容易に破壊す
る。このため、光フアイバをそのまま光伝送用と
して用いることは極めて困難である。

したがつて、従来より、光フアイバはガラス母
材から紡糸した直後にその表面にポリマー被覆を
行い、これにより製造直後の初期強度の維持およ
び長期使用に耐える光フアイバの製造が試みられ
てきた。すなわち、上記ポリマー被覆とは、溶液
タイプないし熱硬化タイプの材料を光フアイバ表
面に塗布硬化させるかまたはエポキシアクリレー
トオリゴマーやウレタンアクリレートオリゴマー
などを主剤とする紫外線硬化タイプの材料を光フ
アイバ表面に塗着して光照射により硬化させる
か、さらには上記材料層の下地層としてシリコン
樹脂などの緩衝材層を設けるなどして単層ないし
多層構造の被覆層を設けるものである。

一方、このように被覆保護された光フアイバ
は、使用に当つて光フアイバ相互を接続する必要
があるが、この場合前記被覆層を機械的に除去す
るかあるいは薬品により除去したのち、加熱融着
する方法が採られている。ところが、かかる接続
作業中に光フアイバ表面に傷がつきやすく、これ
が接続後の機械的強度を低下させる問題となる。

このため、光フアイバの表面に前記の被覆層を
設ける前に、つまりガラス母材から紡糸した直後
の光フアイバの表面に、まず10μｍ以下の薄いプ
ライマー被覆層を形成しこの上に前記の被覆層を
数10μｍ厚に設け、接続時には上記表面側の被覆
層だけを除去してプライマー被覆層を残した状態
で融着接続することによつて、接続時の機械的強
度の低下を防ぐ試みがなされている。

しかるに、上記プライマー被覆層は表面側被覆
層に良く密着しているために表面側被覆層を除去
する際に光フアイバ表面からプライマー被覆層が
一緒に剥がれてしまう場合が多々あつた。かかる
同時剥がれをきたすと、プライマー被覆層を設け
た意義が失われるのみならず、上記剥がれ時に光
フアイバ表面に却つて傷がつきやすくなることも
あり、結果として所期の目的とする接続時の機械
的強度の向上をあまり望みえなかつた。

この発明者らは、上記の観点から、光フアイバ
表面に対しては良好に密着する一方表面被覆層と
の密着性は適度に低下してこの層の除去時に同時
剥がれをおこしにくいようなプライマー被覆層を
形成しうる実用価値の高い材料を探究するべく鋭
意検討した結果、この発明を完成するに至つたも
のである。

すなわち、この発明は、光フアイバとこれを被
覆する単層ないし多層構造のポリマー被覆層との
間に10μｍ以下の薄いプライマー被覆層を設ける
ための材料であつて、分子内に重合性炭素−炭素
二重結合を２個以上有する光重合性化合物と光重
合性開始剤とを含む組成物中にアクリル酸アルキ
ルエステルおよび／またはメタクリル酸アルキル
エステル〔以下、（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステルという〕を組成物全体の１〜30重量％含ま
せたことを特徴とする光フアイバ用被覆材料に係
るものである。

このように、この発明では、プライマー被覆層
形成用材料中に（メタ）アクリル酸アルキルエス
テルを特定量含ませたことを特徴とし、これによ
れば光フアイバ表面への密着性を損なうことなく
表面被覆層の除去作業性を改善でき、表面被覆層
の除去時にプライマー被覆層の同時剥がれをきた
すおそれが少ないために、接続後の光フアイバの
強度を大きく向上させることができる。

この発明において用いられる分子内に重合性炭
素−炭素二重結合を有する光重合性化合物として
は、上記二重結合を含む基としてアクリロイル基
またはメタクリロイル基を分子内に２個以上有す
る常温で液状のウレタン（メタ）アクリレートオ
リゴマー、エポキシ（メタ）アクリレートオリゴ
マー、エステル（メタ）アクリレートオリゴマ
ー、エーテル（メタ）アクリレートオリゴマーな
どの各種のオリゴマーが挙げられる。また、液状
ポリブタジエンなどの上記（メタ）アクリロイル
基以外の重合性炭素−炭素二重結合を含むもので
あつてもよい。

この発明では、上記オリゴマー状の光重合性化
合物とともに、通常はこれの希釈剤となりかつ分
子内に（メタ）アクリロイル基を２個以上有する
単量体としての低粘度液状の光重合性化合物を併
用するのが好ましい。この具体例としては、たと
えばエチレングリコールジ（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、トリ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、ブチレングリコールジ（メタ）アク
リレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）ア
クリレート、１・４−ブタンジオールジ（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、ペンタエリスリトールトリ
（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパン
トリ（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリ
ル酸多価エステルが挙げられる。

これらの単量体としての光重合性化合物は、プ
ライマー被覆層を硬く強じんなものとするために
きわめて有用である。すなわち、プライマー被覆
層は10μｍ以下の薄層とされるため、前記オリゴ
マーの種類によつて層強度を充分に保てないこと
がある。したがつて、上記単量体を用いて架橋密
度を上げることにより層強度を大きくすることが
できる。これら単量体の使用割合は前記オリゴマ
ーとの合計量20〜80重量％の割合となるようにす
るのが好ましい。

この発明において用いられる光重合開始剤とし
ては、従来公知のものをいずれも使用でき、たと
えばベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソ
ブチルエーテルなどのベンゾインエーテル系開始
剤、０−ベンゾイル安息香酸メチル、４・4′−ビ
スジメチルアミノベンゾフエノンなどのベンゾフ
エノン系開始剤、２・２−ジエトキシアセトフエ
ノン、ベンジルメチルケタール、１・１−ジクロ
ロアセトフエノンなどのアセトフエノン系開始
剤、２−メチルチオキサントン、クロロチオキサ
ントンなどのチオキサントン系開始剤などが挙げ
られる。これら光重合開始剤の使用量としては、
前記光重合性化合物と後記の（メタ）アクリル酸
アルキルエステルとの合計量100重量部に対して
通常0.1〜10重量部、好ましくは１〜５重量部と
すればよい。

この発明で用いる（メタ）アクリル酸アルキル
エステルとしては、アルキル基の炭素数が５以
上、特に好適には10以上であるのがよく、この炭
素数が少ないと表面被覆層除去時のプライマー被
覆層の同時剥がれを防止しにくくなる。上記炭素
数の上限としては前記光重合性化合物との溶解性
の面で適宜決定すればよい。

代表的な（メタ）アクリル酸アルキルエステル
の具体例を挙げれば、ステアリル（メタ）アクリ
レート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデ
シル（メタ）アクリレートなどがある。なお、こ
れらの（メタ）アクリル酸アルキルエステルは、
前述の如く表面被覆層の除去作業性に好結果を与
えるものであるが、同時に前記の光重合性化合物
の希釈剤としても作用しまた光照射によつて上記
化合物とともに重合硬化してプライマー被覆層の
特性を改質する。

上記（メタ）アクリル酸アルキルエステルの使
用量としては、組成物全体中に占める割合、つま
り前記光重合性化合物と光重合開始剤とその他必
要に応じて添加されるシランカツプリング剤など
の任意成分とさらに上記（メタ）アクリル酸アル
キルエステルとの合計量中に占める上記（メタ）
アクリル酸アルキルエステルの割合が、１〜30重
量％、好ましくは５〜20重量％とされる。１重量
％未満ではこの発明の効果が得られず、30重量％
より多くなると光フアイバとの密着性ないし接着
性を損ないまた表面被覆層との密着性ないし接着
性が悪くなりすぎて表面被覆層の形成時あるいは
光フアイバ接続後の使用状態下で問題をきたすお
それがある。しかも、過剰使用はプライマー被覆
層自体の強度を低下させるため好ましくない。

この発明の被覆材料は、上述した光重合性化合
物、光重合開始剤および（メタ）アクリル酸アル
キルエステルならびに必要に応じて用いられる各
種の任意成分とを均一に混合してなるものであ
り、その粘度としてはスプレー塗装などの方法で
均一に塗布できる通常25℃で1000センチポイズ以
下、好ましくは50〜800センチポイズの範囲に設
定される。

このような被覆材料を用いて光フアイバを被覆
するには、紡糸直後の光フアイバの表面に前述の
如き塗装手段で10μｍ以下、通常は5μｍ以下、特
に好適には１〜2μｍ程度に塗布したのち、紫外
線または場合により電子線を照射して重合硬化さ
せればよい。

上記硬化手段は、有機溶剤溶液タイプの被覆材
料や熱硬化性の被覆材料を用いて加熱乾燥ないし
加熱硬化させる方法に較べて、より迅速に被覆作
業を行える点で有利となる。また硬化のための設
備費などの面でも好結果が得られる。

このようにしてプライマー被覆層を形成したの
ち、この層上に従来公知の単層ないし多層構造の
ポリマー被覆層からなる表面被覆層を設けること
により、光伝送特性にすぐれる光フアイバ被覆体
が得られる。この被覆体相互を接続するに当つて
は、上記表面被覆層を機械的ないし人手によつて
剥離除去して、前記プライマー被覆層を残した状
態で加熱融着させればよい。ここで、上記剥離除
去時にプライマー被覆層の同時剥がれがおこりに
くいものであるため、接続後の光フアイバ強度は
大きくなる。なお、表面被覆層の除去手段は上記
剥離除去法に限定されるものではなく、他の公知
の除去手段であつてもよい。

以下に、この発明の実施例を記載する。以下に
おいて部とあるは重量部を意味する。

実施例 １ ビスフエノールＡジグリシジルエーテルのジア
クリレート50部、１・６−ヘキサンジオールジア
クリレート40部、ラウリルアクリレート10部、ベ
ンゾインイソブチルエーテル３部を均一に混合し
て、25℃での粘度が580センチポイズの光フアイ
バ用被覆材料を得た。

比較例 １ ビスフエノールＡジグリシジルエーテルのジア
クリレート50部、１・６−ヘキサンジオールジア
クリレート50部、ベンゾインイソブチルエーテル
３部を均一に混合して、25℃での粘度が550セン
チポイズの光フアイバ用被覆材料を得た。

上記実施例１および比較例１の各材料を用い
て、これを紡糸直後の125μｍ厚の光フアイバの
表面に5μｍの厚さで塗装したのち、1KWの高圧
水銀ランプを用いて紫外線を照射し重合硬化させ
た。その後、上記方法で形成したプライマー被覆
層上にさらにウレタンアクリレートオリゴマーを
主成分とする光硬化性材料を塗布し紫外線照射に
よつて硬化させ、弾性率20Kg/cm²、厚み70μｍの
表面被覆層を形成した。

このようにして製造した光フアイバ被覆体相互
を、それぞれその表面被覆層を剥離して加熱融着
により接続してみたところ、実施例１のものでは
上記剥離性が良好でフアイバ接続部の引張り強度
は0.8Kgであつた。しかし、比較例１のものでは
上記剥離性が不充分でフアイバ接続部の強度は
0.3〜0.6Kgとばらついていた。

実施例 ２ ビスフエノールＡジグリシジルエーテルのジア
クリレート50部、ネオペンチルグリコールジアク
リレート45部、ステアリルメタクリレート５部、
ベンジルジメチルケタール３部を均一に混合し
て、25℃での粘度が550センチポイズの光フアイ
バ用被覆材料を得た。

比較例 ２ ビスフエノールＡジグリシジルエーテルのジア
クリレート50部、ネオペンチルグリコールジアク
リレート50部、ベンジルジメチルケタール３部を
均一に混合して、25℃での粘度が530センチポイ
ズの光フアイバ用被覆材料を得た。

上記実施例２および比較例２の各材料を用い
て、これを紡糸直後の125μｍ厚の光フアイバの
表面に5μｍの厚さで塗装したのち、1KWの高圧
水銀ランプを用いて紫外線を照射し重合硬化させ
た。その後、上記方法で形成したプライマー被覆
層上にさらにウレタンアクリレートオリゴマーを
主成分とする光硬化性材料を塗布し紫外線照射に
よつて硬化させ、弾性率140Kg/cm²、厚み70μｍの
表面被覆層を形成した。

このようにして製造した光フアイバ被覆体相互
を、それぞれその表面被覆層を剥離して加熱融着
により接続してみたところ、実施例２のものでは
上記剥離性が良好でフアイバ接続部の引張り強度
は0.8Kgであつた。しかし、比較例２のものでは
上記剥離性が不充分でフアイバ接続部の強度は
0.3〜0.6Kgとばらついていた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光学ガラスフアイバとこれを被覆する単層な
   いし多層構造のポリマー被覆層との間に10μｍ以
   下の薄いプライマー被覆層を設けるための材料で
   あつて、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を２
   個以上有する光重合性化合物と光重合開始剤とを
   含む組成物中にアクリル酸アルキルエステルおよ
   び／またはメタクリル酸アルキルエステルを組成
   物全体の１〜30重量％含ませたことを特徴とする
   光学ガラスフアイバ用被覆材料。