JP3134268B2 - 光ファイバ被覆用紫外線硬化型樹脂組成物 - Google Patents

光ファイバ被覆用紫外線硬化型樹脂組成物

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JP3134268B2
JP3134268B2 JP03030768A JP3076891A JP3134268B2 JP 3134268 B2 JP3134268 B2 JP 3134268B2 JP 03030768 A JP03030768 A JP 03030768A JP 3076891 A JP3076891 A JP 3076891A JP 3134268 B2 JP3134268 B2 JP 3134268B2
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和夫 村上
大介 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ被覆用紫外
線硬化型樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは、非常に脆く傷つき易く、
且つ汚染によって、光伝送損失が大きくなることは、良
く知られている。このため、従来より、光ファイバの紡
糸直後に、ガラス表面に低い弾性率を有する材料で1次
被覆を行った後、高い弾性率を有する材料で2次被覆が
行われている。
【0003】これらの材料として、近年、生産性の面よ
り紫外線硬化型樹脂が使用されている。又、1次被覆及
び2次被覆を施した光ファイバーを束ねてテープ化する
際にも紫外線硬化型樹脂が使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】被覆光ファイバを複数
本収納した光ファイバケーブルは、各種の環境下で使用
されるが、その環境の一つである管路内やマンホール内
ではケーブルは水に浸ることが多い。
【0005】このような環境下でファイバの強度低下を
防止するため、ケーブル内に乾燥空気を流すガス保守や
ケーブル内に防水材料を充填した防水ケーブルなどが実
用化されており、特にガス保守を必要としない防水ケー
ブルが多く使用されつつある。
【0006】防水ケーブルは微少なピンホールが生じた
とき、これを検知する方法がないため、ケーブル内に防
水材料を充填し水をブロックできる構造としている。し
かしながら、防水材料だけで水を完全に遮蔽することは
困難であり、長期間(例えば、ケーブル寿命として10
年間)にわたって、ファイバの保護被覆、あるいはファ
イバ表面に水が浸入しない保証は困難である。
【0007】従って、被覆光ファイバには、水による被
覆材の劣化及びファイバ自体の強度低下が生じる問題が
あった。
【0008】また、管路内やマンホール内では場所によ
って溜っている水がアルカリ性になっており、光ファイ
バの被覆層がアルカリ加水分解されるという問題点もあ
った。
【0009】特開平1−87535号明細書(出願人
日本電信電話株式会社)によると、吸水率の低い紫外線
硬化樹脂組成物はアルカリの存在下でも長期間にわたっ
て加水分解することがほとんどなく、従って、低吸水率
の紫外線硬化型樹脂を被覆した光ファイバはアルカリの
雰囲気中で被覆層が劣下することがほとんどなく、その
ためファイバ強度を長期間にわたり維持することができ
る。
【0010】一方、防水材料として公知の材料である石
油系ジェリーがケーブル内に充填されている場合、ファ
イバーの被覆層からジェリーが浸入し、被覆材の劣化及
びファイバ自体の強度低下が生じる問題があった。
【0011】又、硬化被膜から経時的に発生する水素ガ
スは、光ファイバ中に拡散し、伝送損失の増大を引き起
こすという問題点を有していた。
【0012】従って、長期信頼性の面から、光ファイバ
の被覆材料として、耐ジェリー性に優れ、低吸水率、低
水素発生さらに耐熱性が優れていることが要求されてい
る。
【0013】本発明が解決しようとする課題は、耐ジェ
リー性に優れ、水素発生量が少なく、吸水率が低く、耐
熱性に優れた光ファイバ被覆用紫外線硬化型樹脂組成物
を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、(1)(a)ポリエーテルポリオール、(b)
ポリイソシアネート及び(c)イソシアネート基と反応す
る活性水素及び重合性不飽和基を有する化合物とを反応
させて得られる重合性不飽和ポリウレタン、(2)エチレ
ン性不飽和結合を有するモノマー及び(3)光重合開始剤
を含有する光ファイバ被覆用紫外線硬化型樹脂組成物に
おいて、(1)重合性不飽和ポリウレタンが、(a)ポリエー
テルポリオール成分としてポリエピクロロヒドリンエー
テルを含有することを特徴とする光ファイバ被覆用紫外
線硬化型樹脂組成物を提供する。
【0015】本発明で使用する重合性不飽和ポリウレタ
ンは、ポリエピクロロヒドリンエーテル、アクリロイル
基を有するヒドロキシ化合物及びポリイソシアネートを
反応させて得ることができる。
【0016】本発明で使用するエピクロロヒドリンの開
環重合体であるポリエピクロロヒドリンエーテルとして
は、例えば、「ユニセーフHUT5001」(日本油脂
製)を挙げる事ができる。
【0017】アクリロイル基を有するヒドロキシ化合物
としては、例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、2
−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブ
チルアクリレート、フェノキシヒドロキシプロピルアク
リレート、ブトキシヒドロキシプロピルアクリレート、
ペンタエリスリトールアクリレート、ジペンタエリスリ
トールモノヒドロキシペンタアクリレート、トリメチロ
ールプロパンジアクリレート、ジプロピレングリコール
モノアクリレート、1,6-ヘキサンジオールモノアクリレ
ート、グリセリンジアクリレート、カプロラクトン変性
2ヒドロキシエチルアクリレート、ステアリン酸変性ペ
ンタエリスリトールジアクリレート等を挙げることがで
きる。
【0018】ポリイソシアネート化合物としては、例え
ば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイ
ソシアネート、キシリレンジイソシアネート、水添キシ
リレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイ
ソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネ
ート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイ
ソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、リジ
ンジイソシアネート等を挙げることができる。
【0019】本発明で使用するエチレン性不飽和結合を
有するモノマーとしては、主として、アクリル酸エステ
ル系化合物が使用される。硬化膜に柔らかさを要求する
場合には、単官能の(メタ)アクリル酸エステル系化合
物が、また、硬化膜に硬さを要求する場合には、二官能
以上の多官能アクリル酸エステル系化合物が一般的に用
いられる。
【0020】本発明で使用するエチレン性不飽和結合を
有するモノマーの具体例としては、スチレン、クロロス
チレン、ジビニルベンゼン等の如き芳香族ビニルモノマ
ー;置換基として、メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、アミル、2−エチルヘキシル、オクチル、ノニル、
ドデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、シクロヘキシ
ル、ベンジル、メトキシエチル、ブトキシエチル、フェ
ノキシエチル、ノニルフェノキシエチル、テトラヒドロ
フルフリル、アルリル、メタリル、グリシジル、2−ヒ
ドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、3−クロロ
−2−ヒドロキシプロピル、ジメチルアミノエチル、ジ
エチルアミノエチル、ノニルフェノキシエチルテトラヒ
ドロフルフリル等の如き基を有するアクリレート、メタ
クリレート又はフマレート;エチレングリコール、ポリ
エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロ
ピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、テト
ラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ト
リメチロールプロパン、グリセリン及びペンタエリスリ
トール等のモノ(メタ)アクリレート又はポリ(メタ)
アクリレート;酢酸ビニル、酪酸ビニル又は安息香酸ビ
ニル、アクリロニトリル、セチルビニルエーテル、リモ
ネン、シクロヘキセン、ジアリルフタレート、2−、3
−又は4−ビニルピリジン、アクリル酸、メタクリル
酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ヒドロキ
シメチルアクリルアミド又はN−ヒドロキシエチルアク
リルアミド及びそれらのアルキルエーテル化合物、ネオ
ペンチルグリコール1モルに2モル以上のエチレンオキ
サイド若しくはプロピレンオキサイドを付加して得たジ
オールのジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロ
パン1モルに3モル以上のエチレンオキサイド若しくは
プロピレンオキサイドを付加して得たトリオールのジ又
はトリ(メタ)アクリレート、ビスフェノールA1モル
に2モル以上のエチレンオキサイド若しくはプロピレン
オキサイドを付加して得たジオールのジ(メタ)アクリ
レート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート1
モルとフェニルイソシアネート若しくはn−ブチルイソ
シアネート1モルとの反応生成物、ジペンタエリスリト
ールのポリ(メタ)アクリレート等を挙げることができ
る。
【0021】また、N−ビニル−2−ピロリドン、アク
リロイルモルフォリン、ビニルイミダゾール、ビニルカ
プロラクタム、ビニル−p−tert−ブチルベンゾエ
ート、シクロヘキシルアクリレート、イソボルニルアク
リレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレートから成る群から選ばれる少なく
とも1種のモノマーも使用でき、二官能以上の上記(メ
タ)アクリレートと併用すると、硬化性が向上し、硬化
後に高ゲル分率となり、信頼性の高い材料を提供するこ
とができる。
【0022】本発明で使用する光重合開始剤としては、
光によりラジカルを発生し、そのラジカルが重合性不飽
和化合物と効率的に反応するものであれば良い。分子が
開裂してラジカルを発生するタイプや芳香族ケトンと水
素供与体の組合せのように複合して用いられるものがあ
る。
【0023】前者に属する例としては、例えば、ベンゾ
イルエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、
ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1
−フェニル−プロパン−1−オン、2、4、6−トリメ
チルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、1−
(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−
メチルプロパン−1−オン及び2−メチル−1−〔4−
(メチルチオ)フェニル〕−2−モルホリノプロパノン
−1等を挙げることができる。
【0024】後者の例の芳香族ケトンとしては、例え
ば、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、イ
ソフタロフェノン、4−ベンゾイル−4′−メチル−ジ
フェニルスルフイド、2、4−ジエチルチオキサント
ン、2−イソプロピルチオキサントン及び2−クロロチ
オキサントン等が挙げられ、これと組合せる水素供与体
としては、例えば、メルカプト化合物及びアミン化合物
等が挙げられるが、一般にアミン系化合物が好ましい。
【0025】アミン系化合物としては、例えば、トリエ
チルアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、p−ジメチルアミノアセトフェノン、p−ジメチル
アミノ安息香酸エチル、p−ジメチルアミノ安息香酸イ
ソアミル、N、N−ジメチルベンジルアミン及び4、
4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン等が挙げ
られる。
【0026】これらの光重合開始剤は、単独で用いても
良いし、二種類以上組合せて用いても良い。
【0027】また、その他の添加剤として、熱重合禁止
剤、酸化防止剤、可塑剤及びシランカップリング剤等を
各種特性を改良する目的で配合することもできる。
【0028】本発明の光ファイバ被覆用紫外線樹脂組成
物は、(1)重合性不飽和ポリウレタンを10〜80重量%、
(2)エチレン性不飽和結合を有するモノマーを10〜80重
量%及び光重合開始剤0.1〜10重量%の範囲から配合さ
れることが好ましい。
【0029】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【0030】まず、本発明の重合性不飽和ポリウレタン
の合成例を示す。
【0031】(合成例1)ポリエピクロロヒドリンエー
テル(数平均分子量2000)1モルと2,4-トリレンジイソ
シアネート2モルを窒素ガス導入管、撹拌機及び冷却管
のついた反応容器に仕込み、70℃で2時間反応させた。
【0032】次に、2−ヒドロキシプロピルアクリレー
トを2モル、重合禁止剤としてt−ブチルハイドロキノ
ンを微量及び触媒としてジブチル錫ジラウレートを微量
徐々に加え、さらに70℃で15時間反応させて、アクリロ
イル基を有する重合性不飽和ポリウレタン(A−1)を
得た。
【0033】(合成例2)合成例1において、ポリエピ
クロロヒドリンエーテル(数平均分子量2000)1モルに
代えて、ポリプロピレングリコール(数平均分子量200
0)1モルを使用した以外は、合成例1と同様にして、
アクリロイル基を有する重合性不飽和ポリウレタン(A
−2)を得た。
【0034】以下に本発明の光ファイバ被覆用紫外線硬
化型樹脂組成物の実施例及び比較例を示す。
【0035】(実施例1)合成例1で得た重合性不飽和
ポリウレタン(A−1)50重量部、ノニルフェノキシポ
リエチレングリコールモノアクリレート50重量部、及
び、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィン
オキシド2重量部を60℃で1時間混合溶解して、粘度14
5ポイズ(25℃)の液状紫外線硬化型樹脂組成物を得
た。
【0036】(比較例1)実施例1において、重合性不
飽和ポリウレタン(A−1)に代えて、重合性不飽和ポ
リウレタン(A−2)を使用した以外は、実施例1と同
様にして、粘度26ポイズ(25℃)の液状紫外線硬化型樹
脂組成物を得た。
【0037】実施例1及び比較例1で得た各紫外線硬化
型樹脂組成物を用いて、下記の評価を行い、その結果を
第1表に示した。
【0038】(耐ジェリー性の評価)紫外線硬化型樹脂
組成物をガラス板上に乾燥塗膜厚が200μmと成るよう
に塗布した後、80W/cmのメタルハライドランプを用い
て、窒素雰囲気中で照射光量200mJ/cm2で硬化させ
た。この硬化膜を23℃、50%RHで状態調節し重量M1
を測定する。次いで、ジェリーSYNCOLT(SYN
COChemical社)に85℃で1日間及び7日間浸漬した
後、取り出し、表面のジェリーを拭き取り重量M2を測
定する。重量変化=M2/M1×100(%)を耐ジェ
リー性の指標とした。
【0039】(水素発生量の測定)紫外線硬化型樹脂組
成物をガラス板上に乾燥塗膜厚が200μmと成るように
塗布した後、80W/cmのメタルハライドランプを用い
て、窒素雰囲気中で照射光量200mJ/cm2で硬化させ
た。この硬化膜10gをヘッドスペースボトルに入れ、12
0℃で24時間加熱した後、ガスクロマトグラフィーで測
定した。
【0040】(吸水率の測定)紫外線硬化型樹脂組成物
をガラス板上に乾燥塗膜厚が200μmと成るように塗布
した後、80W/cmのメタルハライドランプを用いて、窒
素雰囲気中で照射光量200mJ/cm2で硬化させた。この
硬化膜を試料として、JIS K7209のB法に準拠
して吸水率の測定を行った。
【0041】(耐熱性の評価)紫外線硬化型樹脂組成物
をガラス板上に乾燥塗膜厚が200μmと成るように塗布
した後、80W/cmのメタルハライドランプを用いて、窒
素雰囲気中で照射光量200mJ/cm2で硬化させた。この
硬化膜を120℃空気中で1週間保存し、その後引張弾性
率を上記方法と同様に測定した。この測定値の初期値に
対する比率を耐熱性の指標とした。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】本発明の光ファイバ被覆用紫外線硬化型
樹脂組成物は、従来の紫外線硬化型樹脂組成物と比べる
とジェリー浸漬による重量変化が少なく、硬化膜からの
水素発生量が少なく、吸水率が低く、耐熱性に優れてい
る。
【0044】従って、本発明の光ファイバ被覆用紫外線
硬化型樹脂組成物を用いて被覆した光ファイバは、耐ジ
ェリー性が優れ、水素発生による伝送損失が少なく、長
期間の使用においても高い信頼性を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C09D 157/00 C09D 157/00 175/00 175/00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03C 25/24 C08F 299/06 C08G 18/48 C08G 18/67 C09D 5/00 C09D 157/00 C09D 175/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)(a)ポリエーテルポリオール、(b)ポ
    リイソシアネート及び(c)イソシアネート基と反応する
    活性水素及び重合性不飽和基を有する化合物とを反応さ
    せて得られる重合性不飽和ポリウレタン、(2)エチレン
    性不飽和結合を有するモノマー及び(3)光重合開始剤を
    含有する光ファイバ被覆用紫外線硬化型樹脂組成物にお
    いて、(1)重合性不飽和ポリウレタンが、(a)ポリエーテ
    ルポリオール成分としてポリエピクロロヒドリンエーテ
    ルを含有することを特徴とする光ファイバ被覆用紫外線
    硬化型樹脂組成物。
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