JP7140182B2 - 紫外線硬化型樹脂組成物及び光ファイバ - Google Patents
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Description
本開示は、光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物及び光ファイバに関する。
本出願は、2018年2月13日出願の日本出願第2018-022904号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
本出願は、2018年2月13日出願の日本出願第2018-022904号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
一般に、光ファイバは、光伝送体であるガラスファイバを保護するための被覆樹脂層を有している。被覆樹脂層は、例えば、プライマリ樹脂層及びセカンダリ樹脂層から構成される。
光ファイバのマイクロベンド特性を改善するためには、プライマリ樹脂層のヤング率を小さくすることが重要となっている。例えば、特許文献1には、脂肪族ポリエーテルジオールとジイソシアネートとの反応物に、1価アルコールと水酸基含有(メタ)アクリレートとを反応させたウレタンオリゴマーを含有する樹脂組成物を用いて、プライマリ樹脂層の柔軟性(低ヤング率)と機械強度とを両立させることが開示されている。
本開示の一態様に係る光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、及び、光重合開始剤を含み、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物との反応物を含有する。
[本開示が解決しようとする課題]
光ファイバには、動疲労特性を向上するために動疲労係数を高くすることが求められている。しかしながら、1価アルコール等のアルコール成分にはガラスを腐食させる作用があるため、プライマリ樹脂層にアルコール成分が残存すると、光ファイバの動疲労係数が小さくなることがある。また、光ファイバの生産性を向上する点から、被覆樹脂層を形成する樹脂組成物には、紫外線による硬化速度を高めることが求められる。しかしながら、ヤング率を低減するために、1価アルコールを反応させたウレタンオリゴマーの場合、紫外線硬化時の反応点が減少するため、樹脂組成物の硬化速度が低下する傾向にある。
光ファイバには、動疲労特性を向上するために動疲労係数を高くすることが求められている。しかしながら、1価アルコール等のアルコール成分にはガラスを腐食させる作用があるため、プライマリ樹脂層にアルコール成分が残存すると、光ファイバの動疲労係数が小さくなることがある。また、光ファイバの生産性を向上する点から、被覆樹脂層を形成する樹脂組成物には、紫外線による硬化速度を高めることが求められる。しかしながら、ヤング率を低減するために、1価アルコールを反応させたウレタンオリゴマーの場合、紫外線硬化時の反応点が減少するため、樹脂組成物の硬化速度が低下する傾向にある。
本開示は、低いヤング率を有しながらも、硬化速度が速く、優れた動疲労特性を発現できる光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物、及び、該樹脂組成物から形成された被覆樹脂層を備える光ファイバを提供することを目的とする。
[本開示の効果]
本開示によれば、低いヤング率を有しながらも、硬化速度が速く、優れた動疲労特性を発現できる光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物、及び、該樹脂組成物から形成された被覆樹脂層を備える光ファイバを提供することが可能となる。
本開示によれば、低いヤング率を有しながらも、硬化速度が速く、優れた動疲労特性を発現できる光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物、及び、該樹脂組成物から形成された被覆樹脂層を備える光ファイバを提供することが可能となる。
[本開示の実施形態の説明]
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一態様に係る光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する。)は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、及び、光重合開始剤を含み、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物との反応物を含有する。
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。本開示の一態様に係る光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも称する。)は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、及び、光重合開始剤を含み、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物との反応物を含有する。
上記特定のウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを用いることで、低いヤング率を有しながらも、硬化速度が速く、優れた動疲労特性を発現できる樹脂組成物を得ることができる。
上記反応物は、下記式(1)で表される構造を有していてもよい。式(1)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、L1は炭素数1又は2の有機基を示し、Xは炭素数1又は2の有機基を示し、mは2又は3を示す。下記構造を有するオリゴマーを用いることで、樹脂組成物の硬化速度がより速くなる。
上記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物と、(メタ)アクリロイル基を1つ有するイソシアネート化合物との反応物を更に含有してもよい。このようなオリゴマーを用いることで、樹脂組成物の硬化速度とヤング率とのバランスを調整し易くなる。
上記反応物は、下記式(2)で表される構造を有していてもよい。式(2)中、R2は水素原子又はメチル基を示し、L2は炭素数2~4の有機基を示す。下記構造を有するオリゴマーを用いることで、樹脂組成物の硬化速度とヤング率とのバランスを調整し易くなる。
上記樹脂組成物をメタルハライドランプで1000mJ/cm2及び1000mW/cm2の条件で硬化させた時の2.5%割線ヤング率は、23℃±2℃で0.1MPa以上0.8MPa未満であってもよい。このような樹脂組成物は、適度な靭性を有するプライマリ樹脂層を形成することができるため、光ファイバのマイクロベンド特性を向上し易くなる。
本開示の一態様に係る光ファイバは、コア及びクラッドを含むガラスファイバと、ガラスファイバに接して該ガラスファイバを被覆するプライマリ樹脂層と、プライマリ樹脂層を被覆するセカンダリ樹脂層とを備え、プライマリ樹脂層が、上記紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物からなる。本実施形態に係る樹脂組成物をプライマリ樹脂層に適用することで、光ファイバの動疲労特性を向上することができる。
[本開示の実施形態の詳細]
本開示の実施形態に係る光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物及びそれを適用した光ファイバの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本開示の実施形態に係る光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物及びそれを適用した光ファイバの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されず、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
(紫外線硬化型樹脂組成物)
本実施形態に係る樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む。当該ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマー(以下、単に「OH末端プレポリマー」とも称する。)と、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物(以下、単に「NCO基含有多官能(メタ)アクリレート」とも称する。)との反応物を含有する。
本実施形態に係る樹脂組成物は、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む。当該ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマー(以下、単に「OH末端プレポリマー」とも称する。)と、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物(以下、単に「NCO基含有多官能(メタ)アクリレート」とも称する。)との反応物を含有する。
ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。(メタ)アクリル酸等の他の類似表現についても同様である。
本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、OH末端プレポリマーに、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートを反応させることで得られる。
OH末端プレポリマーは、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応により調製することができる。ポリオール化合物の水酸基(OH)がポリイソシアネート化合物のイソシアネート基(NCO)に対して過剰となる割合(モル比)で、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させることで、OH末端プレポリマーを得ることができる。
ポリオール化合物としては、例えば、ポリテトラメチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートジオール、ポリブタジエンポリオール、アクリルポリオール及びビスフェノールA・エチレンオキサイド付加ジオールが挙げられる。ポリオール化合物の数平均分子量(Mn)は、1000~5000が好ましい。ポリオール化合物のMnは、2000~4000であってもよい。
ポリイソシアネート化合物としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアナート、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、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、1,5-ナフタレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート、1,5-ペンタメチ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及びトリメチルヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。
NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとしては、イソシアネート基と、少なくとも2つの(メタ)アクリロイル基とを有する化合物であれば特に限定されない。NCO基含有多官能(メタ)アクリレートは、2つ又は3つの(メタ)アクリロイル基を有していてもよい。NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとして、例えば、下記式(3)で表される化合物を用いることができる。
式(3)中、R1は水素原子又はメチル基を示し、L1は炭素数1又は2の有機基を示し、Xは炭素数1又は2の有機基を示し、mは2又は3を示す。L1は、1又は2のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基であってもよい。Xは炭素数1又は2の炭化水素基であってもよい。mは2であることが好ましい。
式(3)で表される化合物を用いることで、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーに上記式(1)で表される構造を導入することができる。式(1)で表される構造は、光重合性基である(メタ)アクリロイル基を複数有しているため、樹脂組成物の硬化速度を高めることができる。式(1)で表される構造を有するオリゴマーをプライマリ樹脂層に用いることで、強度の高い被覆樹脂層を形成できる。
式(3)で表される化合物としては、例えば、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート及び1,1-(ビスメタクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートが挙げられる。
本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを調製する際には、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートと共に、(メタ)アクリロイル基を1つ有するイソシアネート化合物(以下、単に「NCO基含有単官能(メタ)アクリレート」とも称する。)を用いてもよい。NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとNCO基含有単官能(メタ)アクリレートとを併用することで、樹脂組成物の硬化速度とヤング率とのバランスを調整し易くなる。NCO基含有単官能(メタ)アクリレートとして、例えば、下記式(4)で表される化合物を用いることができる。
式(4)中、R2は水素原子又はメチル基を示し、L2は炭素数2~4の有機基を示す。L2は、炭素数2~4のアルキレン基又はジアルキレンエーテル基であってもよい。
式(4)で表される化合物を用いることで、ウレタンオリゴマーに上記式(2)で表される構造を導入することができる。式(1)で表される構造と式(2)で表される構造とを有するオリゴマーを用いることで、樹脂組成物の硬化速度とヤング率とを調整し易くなる。
式(4)で表される化合物としては、例えば、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネート、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート及び2-(2-イソシアネートエトキシ)エチルメタクリレートが挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを合成する際の触媒として、一般に有機スズ化合物が使用される。有機スズ化合物としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズマレート、ジブチルスズビス(メルカプト酢酸2-エチルヘキシル)、ジブチルスズビス(メルカプト酢酸イソオクチル)及びジブチルスズオキシドが挙げられる。易入手性や触媒性能の点から、触媒としてジブチルスズジラウレート又はジブチルスズジアセテートを使用することが好ましい。
本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させて、OH末端プレポリマーを得る第1の工程と、OH末端プレポリマーとNCO基含有多官能(メタ)アクリレートとを反応させてウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを得る第2の工程により作製することができる。
第1の工程において、ポリオール化合物のOHが、ポリイソシアネート化合物のNCOに対して過剰となるモル比で反応させる。OH末端プレポリマーを調製する際のポリオール化合物のOHと、ポリイソシアネート化合物のNCOとのモル比(OH/NCO)は、1を超え2以下であることが好ましく、1.1~2.0であることがより好ましい。一方、OH/NCOが1未満では、NCOの割合が過剰となりイソシアネート基を末端に有するウレタンプレポリマー(以下、単に「NCO末端プレポリマー」とも称する。)が生成することになり、OH/NCOが2を超えると、OH末端プレポリマーと未反応ポリオール化合物との混合物が得られる。
OH末端プレポリマーが得られたことは、NCOの残存量を測定することにより確認することができる。NCOの残存量は、JIS K1603-1に準拠し、電位差滴定法により測定することができる。第2の工程は、NCOの残存量が0.1質量%以下であることを確認してから行うことが好ましい。
第2の工程において、OH末端プレポリマーと、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとを反応させる。OH末端プレポリマーと、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとを反応させる際のOH末端プレポリマーのOHと、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートのNCOとのモル比(NCO/OH)は、0.50以上1.15以下が好ましく、0.50以上1.10以下がより好ましく、0.50以上0.90以下が更に好ましい。NCO/OHが0.50以上であると、OH基末端プレポリマーが残存し難く、樹脂組成物の硬化物の破断強度及び破断伸びを高めることができる。NCO/OHが1.15以下であると、未反応のNCO基含有多官能(メタ)アクリレートが残存し難く、経時的に樹脂組成物の粘度が増加する等の物性の変化を抑制できる。
第2の工程では、OH末端プレポリマーに、NCO基含有多官能(メタ)アクリレート及びNCO基含有単官能(メタ)アクリレートを反応させてもよい。OH基末端プレポリマーのOHに対するNCO基含有多官能(メタ)アクリレート及びNCO基含有単官能(メタ)アクリレートのNCO合計量のモル比は、0.50以上1.15以下が好ましく、0.50以上1.10以下がより好ましく、0.50以上0.90以下が更に好ましい。この場合、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートのNCO基含有単官能(メタ)アクリレートのNCOに対する割合は、モル比で0.05以上であることが好ましく、0.10以上であることがより好ましい。当該モル比が0.05以上であると、樹脂組成物の硬化速度を高め易くなる。
ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー中のNCOの残存量は、0.1質量%以下であることが好ましい。NCOの残存量が0.1質量%以下であると、経時的に樹脂組成物の粘度が増加する等の物性の変化を抑制し易くなる。
一方、NCO末端プレポリマーに、1価アルコール及び水酸基含有(メタ)アクリレートを反応させて、本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーとは異なる構造を有するウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを調製することができる。このようなウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、1価アルコールに基づく水酸基を末端に有するため、架橋密度を下げ、プライマリ樹脂層のヤング率を低減することが可能となる。しかしながら、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが有する光重合性基が減るため、架橋点が減少し、樹脂組成物の硬化速度が遅くなる傾向にある。また、プライマリ樹脂層内に未反応の1価アルコールが残存していると、ガラスファイバを腐食して、光ファイバの強度低下を引き起こし、動疲労特性が低下することがある。
これに対して、本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーは、少なくとも一方の末端に(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する構造が導入されているため、樹脂組成物の硬化速度を高めることができる。また、本実施形態に係るウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーを調製する際には1価アルコールを使用しないため、低ヤング率でありながら、光ファイバの動疲労特性を向上することができる。
以下、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーの調製について、具体例を挙げて説明する。第1の様態として、例えば、ポリオール化合物としてポリプロピレングリコール、ポリイソシアネート化合物としてイソホロンジイソシアネート、NCO基含有多官能(メタ)アクリレートとして1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを使用する。
第1の工程では、ポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとを反応させて、下記(a)で表されるOH末端プレポリマーを合成する。ポリプロピレングリコールをイソホロンジイソシアネートより過剰のモル比で仕込むことで、両末端に水酸基を有するウレタンプレポリマーを得ることができる。ポリプロピレングリコールのOHとイソホロンジイソシアネートのNCOとのモル比(OH/NCO)が1を超え2以下では、OH末端プレポリマー(a)が主に生成する。これに対し、OH/NCOが1未満ではNCO末端プレポリマーが生成し、OH/NCOが2を超えると、OH末端プレポリマー(a)と未反応のポリプロピレングリコールとの混合物となる。
(a) HO-P-(U-I-U-P)n-OH
ここで、Pはポリプロピレングリコールの残基、Iはイソホロンジイソシアネートの残基、Uはウレタン結合を表し、nは1以上の整数を表す。
(a) HO-P-(U-I-U-P)n-OH
ここで、Pはポリプロピレングリコールの残基、Iはイソホロンジイソシアネートの残基、Uはウレタン結合を表し、nは1以上の整数を表す。
第2の工程では、OH基末端プレポリマー(a)に1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを反応させることで、下記(b1)及び(b2)で表されるウレタンアクリレートオリゴマーの混合物を得ることができる。
(b1)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A2
(b2)A2-U-P-(U-I-U-P)n-OH
ここで、A2は1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートの残基を表す。
(b1)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A2
(b2)A2-U-P-(U-I-U-P)n-OH
ここで、A2は1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートの残基を表す。
OH末端プレポリマーのOHと2-アクリロイルオキシエチルアクリレートのNCOとのモル比(NCO/OH)が、1以上1.15以下で反応させることで、主に(b1)で表されるウレタンアクリレートオリゴマーが得られる。NCO/OHが0.5以上1未満で反応させることで、(b1)及び(b2)で表されるウレタンアクリレートオリゴマーの混合物を得ることができる。
ウレタンアクリレートオリゴマー(b1)は、両末端に樹脂組成物の紫外線硬化に寄与するアクリロイル基を有するオリゴマーであるため、硬化物の架橋密度を上げることができる。ウレタンアクリレートオリゴマー(b2)は、一方の末端に樹脂組成物の紫外線硬化に寄与しない水酸基を有するため、硬化物のヤング率を低減することができる。
また、第2の様態として、第2工程において、OH基末端プレポリマーに、NCO基含有多官能(メタ)アクリレート及びNCO基含有単官能(メタ)アクリレートを反応させてもよい。例えば、NCO基含有単官能(メタ)アクリレートとして、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを用いた場合、下記(b1)~(b5)で表されるウレタンアクリレートオリゴマーの混合物を得ることができる。
(b1)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A2
(b2)A2-U-P-(U-I-U-P)n-OH
(b3)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A1
(b4)A1-U-P-(U-I-U-P)n-U-A1
(b5)A1-U-P-(U-I-U-P)n-U-OH
ここで、A1は2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートの残基を表す。
(b1)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A2
(b2)A2-U-P-(U-I-U-P)n-OH
(b3)A2-U-P-(U-I-U-P)n-U-A1
(b4)A1-U-P-(U-I-U-P)n-U-A1
(b5)A1-U-P-(U-I-U-P)n-U-OH
ここで、A1は2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートの残基を表す。
ウレタンアクリレートオリゴマー(b3)は、一方の末端にアクリロイル基を2つ有し、もう一方の末端にアクリロイル基を1つ有するため、樹脂組成物の硬化速度とヤング率とのバランスを調整することができる。ウレタンアクリレートオリゴマー(b1)及び(b4)は、両末端にアクリロイル基を有するオリゴマーであるため、硬化物の架橋密度を上げることができる。ウレタンオリゴマー(b2)及び(b5)は、片末端に水酸基を有するオリゴマーであるため、硬化物の架橋密度を下げる効果があり、ヤング率を低減することができる。NCO基含有多官能(メタ)アクリレートのNCO基含有単官能(メタ)アクリレートに対する割合が多くなるにつれて、ウレタンアクリレートオリゴマー(b1)及び(b2)の量が増え、第1の様態に近づくことになる。
モノマーとしては、重合性基であるエチレン性不飽和基を1つ有する単官能モノマー、エチレン性不飽和基を2つ以上有する多官能モノマーを用いることができる。モノマーは、2種以上を混合して用いてもよい。
単官能モノマーとしては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、s-ブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ペンチル(メタ)アクリレート、イソペンチル(メタ)アクリレート、へキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ノニルフェノールポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(例えば、Sartomer社製の「SR504」)、ノニルフェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート系モノマー;(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、カルボキシエチル(メタ)アクリレート、カルボキシペンチル(メタ)アクリレート、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトン(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有モノマー;4-アクリロイルモルホリン、N-ビニルピロリドン、N-ビニルカプロラクタム、N-アクリロイルピペリジン、N-メタクリロイルピペリジン、N-アクリロイルピロリジン、3-(3-ピリジニル)プロピル(メタ)アクリレート等の複素環含有モノマー;マレイミド、N-シクロへキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のマレイミド系モノマー;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メチロールプロパン(メタ)アクリルアミド等のアミド系モノマー;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、(メタ)アクリル酸N,N-ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸アミノアルキル系モノマーが挙げられる。
多官能モノマーとしては、例えば、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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸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、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,12-ドデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,14-テトラデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,16-ヘキサデカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,20-エイコサンジオールジ(メタ)アクリレート、イソペンチルジオールジ(メタ)アクリレート、3-エチル-1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ジ(メタ)アクリレート(例えば、大阪有機化学工業株式会社製の「ビスコート#700」)、ビスフェノールAジグリシジルエーテルアクリル酸付加物のジ(メタ)アクリレート(例えば、大阪有機化学工業株式会社製の「ビスコート#540」)等の2官能モノマー;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールオクタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリプロポキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンポリエトキシポリプロポキシトリ(メタ)アクリレート、トリス[(メタ)アクリロイルオキシエチル]イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールポリプロポキシテトラ(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、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性トリス[(メタ)アクリロイルオキシエチル]イソシアヌレート等の3官能以上のモノマーが挙げられる。
光重合開始剤としては、公知のラジカル光重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。光重合開始剤として、例えば、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン、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、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキサイド、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノ-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及びビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシドが挙げられる。
光重合開始剤は、2種以上を混合して用いてもよいが、樹脂の速硬化性に優れることから、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を含むことが好ましい。
本実施形態に係る樹脂組成物は、シランカップリング剤、光酸発生剤、レベリング剤、消泡剤、酸化防止剤等を更に含んでもよい。
シランカップリング剤としては、紫外線による樹脂組成物の硬化の妨げにならないものであれば、特に限定されず、公知公用のシランカップリング剤を含めあらゆるものを用いることができる。シランカップリング剤として、例えば、テトラメチルシリケート、テトラエチルシリケート、(3-メルカプトプロピル)トリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β-メトキシ-エトキシ)シラン、β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)-エチルトリメトキシシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメチルジメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、ビス-[3-(トリエトキシシリル)プロピル]テトラスルフィド、ビス-[3-(トリエトキシシリル)プロピル]ジスルフィド、γ-トリメトキシシリルプロピルジメチルチオカルバミルテトラスルフィド及びγ-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアジルテトラスルフィドが挙げられる。
シランカップリング剤を使用することで、ガラスファイバとプライマリ樹脂層との密着力を調整したり、動疲労特性を改善したりすることができる。シランカップリング剤の含有量は、樹脂組成物の総量を基準として0.1~3質量%が好ましく、0.3~2質量%がより好ましい。
光酸発生剤としては、A+B-の構造をしたオニウム塩を用いてもよい。光酸発生剤としては、例えば、CPI-100P、CPI-101A、CPI-200K、CPI-210S、CPI-310B、CPI-400PG(サンアプロ株式会社製)等のスルホニウム塩、WPI-113、WPI-116、WPI-169、WPI-170、WPI-124(富士フイルム和光純薬株式会社製)、(4-メチルフェニル)[4-(2-メチルプロピル)フェニル]ヨードニウムヘキサフルオロフォスフェート等のヨードニウム塩が挙げられる。
本実施形態に係る樹脂組成物の硬化後の特性は、メタルハライドランプで1000mJ/cm2及び1000mW/cm2(UVA)の条件で硬化させて得られる樹脂フィルム(樹脂組成物の硬化物)を用いて評価することができる。
本実施形態に係る樹脂フィルムの2.5%割線ヤング率は、23℃±2℃で0.1~1.5MPaであることが好ましく、0.1MPa以上0.8MPa未満であることがより好ましい。2.5%割線ヤング率が0.1MPa以上であると、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて適度な靭性を有するプライマリ樹脂層を形成することができるため、光ファイバの低温での伝送損失の増加を小さくし易い。2.5%割線ヤング率が1.5MPa以下であると、光ファイバのマイクロベンド特性を向上し易い。
本実施形態に係る樹脂フィルムの破断強度は、23℃±2℃で1.0MPa以上であることが好ましく、3MPa以上であることがより好ましい。破断強度が1.0MPa以上であると、プライマリ樹脂層にボイドが発生することを抑制し易い。
(光ファイバ)
図1は、本実施形態に係る光ファイバの一例を示す概略断面図である。光ファイバ10は、コア11及びクラッド12を含むガラスファイバ13と、ガラスファイバ13の外周に設けられたプライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15を含む被覆樹脂層16とを備えている。
図1は、本実施形態に係る光ファイバの一例を示す概略断面図である。光ファイバ10は、コア11及びクラッド12を含むガラスファイバ13と、ガラスファイバ13の外周に設けられたプライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15を含む被覆樹脂層16とを備えている。
クラッド12はコア11を取り囲んでいる。コア11及びクラッド12は石英ガラス等のガラスを主に含み、例えば、コア11にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド12には純石英、又は、フッ素が添加された石英を用いることができる。
図1において、例えば、ガラスファイバ13の外径(D2)は125μm程度である。ガラスファイバ13を構成するコア11の直径(D1)は、7~15μm程度である。被覆樹脂層16は、プライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15を含む、少なくとも二層の構造を有している。被覆樹脂層16の総厚は、通常、60μm程度であり、プライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15の各層の厚さはほぼ同じで、それぞれ、20~40μmである。例えば、プライマリ樹脂層14の厚さが35μmで、セカンダリ樹脂層15の厚さが25μmであってもよい。光ファイバを多数集合してケーブルとする場合には、光ファイバの被覆径が細いことが好ましい。その場合、被覆樹脂層16の総厚は30~40μmであるのが好ましい。プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層の厚さはそれぞれ10~30μmとすることができる。
本実施形態に係る樹脂組成物は、プライマリ樹脂層に適用することができる。すなわち、プライマリ樹脂層は、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物との反応物を含有するウレタンオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む樹脂組成物を硬化させて形成することができる。これにより、光ファイバの動疲労特性を向上することができる。プライマリ樹脂層は、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物と、(メタ)アクリロイル基を1つ有するイソシアネート化合物との反応物を含有するウレタンオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む樹脂組成物を硬化させて形成してもよい。
マイクロベンドによる伝送損失を低減する観点から、プライマリ樹脂層のヤング率は、23℃で0.1~1.5MPaであることが好ましい。
セカンダリ樹脂層のヤング率は、23℃で500~2000MPaであってもよい。セカンダリ樹脂層のヤング率が500MPa以上であると、マイクロベンド特性を向上し易く、2000MPa以下であると、セカンダリ樹脂層に適度な靱性を付与できるため、亀裂が入り難くなる。
セカンダリ樹脂層のヤング率は、以下の方法で測定することができる。まず、光ファイバをアセトンとエタノールの混合溶剤に浸漬し、被覆樹脂層のみを筒状に抜き出す。この際、プライマリ樹脂層とセカンダリ樹脂層は一体となっているが、プライマリ樹脂層のヤング率はセカンダリ樹脂層の1/1000~1/10000のヤング率であるため、プライマリ樹脂層のヤング率は無視することができる。次に、被覆樹脂層から真空乾燥により溶剤を除いた後、23℃で引張試験(引張速度は1mm/分)を行い、2.5%歪の割線式によりヤング率を求めることができる。
セカンダリ樹脂層15は、例えば、ウレタンオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む紫外線硬化型樹脂組成物を硬化させて形成することができる。セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物は、従来公知の技術を用いることができる。ウレタンオリゴマー、モノマー及び光重合開始剤としては、上記樹脂組成物で例示した化合物から適宜、選択してもよい。ただし、セカンダリ樹脂層を形成する樹脂組成物は、プライマリ樹脂層を形成する樹脂組成物とは異なる組成を有している。
以下、本開示に係る実施例及び比較例を用いた評価試験の結果を示し、本開示を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
[ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー]
(合成例1)
Mn4000のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをOHとNCOのモル比(OH/NCO)が1.1で反応させて、OH末端プレポリマーを調製する。触媒として、ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。NCOの残存量が0.1質量%以下になったことを確認した後、OH末端プレポリマーのOHに対する1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートのNCOのモル比(NCO/OH)が0.5となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加して反応を行う。NCOの残存量が0.1質量%以下になったことを確認して反応を終了させて、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-1)を得る。
(合成例1)
Mn4000のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをOHとNCOのモル比(OH/NCO)が1.1で反応させて、OH末端プレポリマーを調製する。触媒として、ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。NCOの残存量が0.1質量%以下になったことを確認した後、OH末端プレポリマーのOHに対する1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートのNCOのモル比(NCO/OH)が0.5となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加して反応を行う。NCOの残存量が0.1質量%以下になったことを確認して反応を終了させて、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-1)を得る。
(合成例2)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが0.7となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-2)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが0.7となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-2)を得る。
(合成例3)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが0.9となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-3)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが0.9となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-3)を得る。
(合成例4)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが1.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-4)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製し、NCO/OHが1.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-4)を得る。
(合成例5)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.6となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-5)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.6となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-5)を得る。
(合成例6)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.03となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.6となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-6)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.03となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.6となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-6)を得る。
(合成例7)
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.8となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-7)を得る。
OH/NCOが1.5でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.1となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.8となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-7)を得る。
(合成例8)
OH/NCOが2.0でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.2となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.4となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-8)を得る。
OH/NCOが2.0でOH末端プレポリマーを調製した後、NCO/OHが0.2となるように、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネートを添加し、NCO/OHが0.4となるように、2-アクリロイルオキシエチルイソシアネートを添加する以外は合成例1と同様にして、ウレタンアクリレートオリゴマー(U-8)を得る。
(合成例9)
Mn4000のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをNCO/OHが1.5で反応させて、NCO末端プレポリマーを調製する。ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。次いで、NCO末端プレポリマーのNCOが1モルに対して、メタノールを0.3モル及び2-ヒドロキシエチルアクリレートを0.7モル添加して反応を行い、ウレタンオリゴマー(U-9)を得る。
Mn4000のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをNCO/OHが1.5で反応させて、NCO末端プレポリマーを調製する。ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。次いで、NCO末端プレポリマーのNCOが1モルに対して、メタノールを0.3モル及び2-ヒドロキシエチルアクリレートを0.7モル添加して反応を行い、ウレタンオリゴマー(U-9)を得る。
(合成例10)
Mn600のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをNCO/OHが1.5で反応させて、NCO末端プレポリマーを調製する。ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。次いで、NCO末端プレポリマーのNCOに対する2-ヒドロキシエチルアクリレートのOHのモル比(OH/NCO)が1.05となるように、2-ヒドロキシエチルアクリレートを添加して80℃で1時間反応を行い、ウレタンオリゴマー(U-10)を得る。
Mn600のポリプロピレングリコールとイソホロンジイソシアネートとをNCO/OHが1.5で反応させて、NCO末端プレポリマーを調製する。ジブチルスズジラウレートを最終的な全仕込み量に対して、200ppm添加する。次いで、NCO末端プレポリマーのNCOに対する2-ヒドロキシエチルアクリレートのOHのモル比(OH/NCO)が1.05となるように、2-ヒドロキシエチルアクリレートを添加して80℃で1時間反応を行い、ウレタンオリゴマー(U-10)を得る。
[プライマリ樹脂層用の樹脂組成物]
表1に示す配合量(質量部)で、ウレタンアクリレートオリゴマー、N-ビニルカプロラクタム、イソボルニルアクリレート、ノニルフェノールポリエチレングリコールアクリレート(Sartomer社製の「SR504」)、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及び3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランを混合して、各実施例及び比較例のプライマリ樹脂層用の樹脂組成物を作製した。
表1に示す配合量(質量部)で、ウレタンアクリレートオリゴマー、N-ビニルカプロラクタム、イソボルニルアクリレート、ノニルフェノールポリエチレングリコールアクリレート(Sartomer社製の「SR504」)、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及び3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランを混合して、各実施例及び比較例のプライマリ樹脂層用の樹脂組成物を作製した。
(ヤング率)
スピンコータを用いて、上記樹脂組成物をポリエチレンテレフタレート(PET)基板の上に塗布した後、ヘレウス製の無電極UVランプシステム「F600V-10(Dバルブ)」を用いて、1000±100mJ/cm2及び1000±100mW/cm2の条件で硬化させ、PET基板上に厚み200±20μmの樹脂層を形成した。樹脂層をPET基板から剥がし、樹脂フィルムを得た。
スピンコータを用いて、上記樹脂組成物をポリエチレンテレフタレート(PET)基板の上に塗布した後、ヘレウス製の無電極UVランプシステム「F600V-10(Dバルブ)」を用いて、1000±100mJ/cm2及び1000±100mW/cm2の条件で硬化させ、PET基板上に厚み200±20μmの樹脂層を形成した。樹脂層をPET基板から剥がし、樹脂フィルムを得た。
樹脂フィルムをJIS K 7127 タイプ5号のダンベル形状に打ち抜き、23±2℃、50±10%RHの条件下で、引張試験機を用いて1mm/分の引張速度、標線間25mmの条件で引張り、応力-歪み曲線を得た。2.5%割線によりヤング率を求めた。ヤング率が0.1MPa以上0.8MPa未満をA、0.8MPa以上1.5MPa以下をB、1.5MPa超をCと評価した。ヤング率が0.1~1.5MPaの場合を合格とした。
(硬化速度)
スピンコータを用いて、上記樹脂組成物をPET基板の上に塗布した後、ヘレウス製の無電極UVランプシステム「F600V-10(Dバルブ)」を用いて、1000±100mJ/cm2及び1000±100mW/cm2の条件(以下、「条件1」という。)で硬化させ、PET基板上に厚み200±20μmの樹脂層を形成した。樹脂層をPET基板から剥がし、樹脂フィルムを得た。また、硬化条件を100±10mJ/cm2及び1000±100mW/cm2((以下、「条件2」という。)に変更した以外は、上記と同様にして樹脂フィルムを得た。
スピンコータを用いて、上記樹脂組成物をPET基板の上に塗布した後、ヘレウス製の無電極UVランプシステム「F600V-10(Dバルブ)」を用いて、1000±100mJ/cm2及び1000±100mW/cm2の条件(以下、「条件1」という。)で硬化させ、PET基板上に厚み200±20μmの樹脂層を形成した。樹脂層をPET基板から剥がし、樹脂フィルムを得た。また、硬化条件を100±10mJ/cm2及び1000±100mW/cm2((以下、「条件2」という。)に変更した以外は、上記と同様にして樹脂フィルムを得た。
条件1及び条件2でそれぞれ得られた樹脂フィルムの重量を測定した後、60℃のメチルエチルケトンに17時間浸漬した。次いで、浸漬後の樹脂フィルムを乾燥して重量を測定し、樹脂フィルムの浸漬前後の重量からゲル分率を求めた。
ゲル分率(%)=(浸漬後の樹脂フィルム重量/浸漬前の樹脂フィルム重量)×100
条件1で硬化した樹脂フィルムのゲル分率から、条件2で硬化した樹脂フィルムのゲル分率を引いた値(ゲル分率の差)が、1%未満をA、1%以上3%未満をB、3%以上をCと評価した。ゲル分率の差が3%未満の場合を硬化速度が速いと判断した。
ゲル分率(%)=(浸漬後の樹脂フィルム重量/浸漬前の樹脂フィルム重量)×100
条件1で硬化した樹脂フィルムのゲル分率から、条件2で硬化した樹脂フィルムのゲル分率を引いた値(ゲル分率の差)が、1%未満をA、1%以上3%未満をB、3%以上をCと評価した。ゲル分率の差が3%未満の場合を硬化速度が速いと判断した。
(セカンダリ樹脂用の樹脂組成物)
ウレタンアクリレートオリゴマー(U-10)を50質量部、イソボルニルアクリレートを20質量部、ビスフェノールA・アクリル酸付加物を15質量部、トリメチロールプロパントリアクリレートを14質量部及び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を1質量部混合して、セカンダリ樹脂用の樹脂組成物を得た。
ウレタンアクリレートオリゴマー(U-10)を50質量部、イソボルニルアクリレートを20質量部、ビスフェノールA・アクリル酸付加物を15質量部、トリメチロールプロパントリアクリレートを14質量部及び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を1質量部混合して、セカンダリ樹脂用の樹脂組成物を得た。
[光ファイバ10の作製]
ガラスファイバ13の外周面に、プライマリ樹脂層用の型樹脂組成物とセカンダリ樹脂層用の樹脂組成物とをそれぞれ被覆して、プライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15を備える被覆樹脂層16を形成し、光ファイバ10を作製した。プライマリ樹脂層14の厚さを35μm、セカンダリ樹脂層15の厚さを25μmとした。
ガラスファイバ13の外周面に、プライマリ樹脂層用の型樹脂組成物とセカンダリ樹脂層用の樹脂組成物とをそれぞれ被覆して、プライマリ樹脂層14及びセカンダリ樹脂層15を備える被覆樹脂層16を形成し、光ファイバ10を作製した。プライマリ樹脂層14の厚さを35μm、セカンダリ樹脂層15の厚さを25μmとした。
(動疲労特性)
作製した光ファイバについて、IEC60793-1-33の試験方法に従い、引張速度5mm/分、50mm/分、500mm/分の3条件で各15回の引張試験を行い、動疲労係数(Nd)を求めた。Ndが22以上をA、20以上22未満をB、20未満をCと評価した。Ndが20以上の場合を動疲労特性が良好と判断した。
作製した光ファイバについて、IEC60793-1-33の試験方法に従い、引張速度5mm/分、50mm/分、500mm/分の3条件で各15回の引張試験を行い、動疲労係数(Nd)を求めた。Ndが22以上をA、20以上22未満をB、20未満をCと評価した。Ndが20以上の場合を動疲労特性が良好と判断した。
10…光ファイバ、11…コア、12…クラッド、13…ガラスファイバ、14…プライマリ樹脂層、15…セカンダリ樹脂層、16…被覆樹脂層。
Claims (7)
- ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、モノマー、及び、光重合開始剤を含み、
前記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物との反応物を含有する、光ファイバ被覆用の紫外線硬化型樹脂組成物。 - 前記イソシアネート化合物が、2つ又は3つの(メタ)アクリロイル基を有する、請求項1に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 前記ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーが、水酸基を末端に有するウレタンプレポリマーと、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するイソシアネート化合物と、(メタ)アクリロイル基を1つ有するイソシアネート化合物との反応物を更に含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- 前記紫外線硬化型樹脂組成物を、メタルハライドランプで1000mJ/cm2及び1000mW/cm2の条件で硬化させた時の2.5%割線ヤング率が、23℃±2℃で0.1MPa以上0.8MPa未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物。
- コア及びクラッドを含むガラスファイバと、
前記ガラスファイバに接して該ガラスファイバを被覆するプライマリ樹脂層と、
前記プライマリ樹脂層を被覆するセカンダリ樹脂層と、を備え、
前記プライマリ樹脂層が、請求項1~6のいずれか一項に記載の紫外線硬化型樹脂組成物の硬化物からなる、光ファイバ。
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