JPH01190762A

JPH01190762A - 光学ガラスファイバー二次被覆用樹脂組成物

Info

Publication number: JPH01190762A
Application number: JP63015278A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Hayama; 和秀葉山; Noritaka Hosokawa; 範孝細川; Hisayoshi Kato; 久義加藤
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1988-01-26
Publication date: 1989-07-31

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】〔産業上の利用分野〕本発明は紫外線で硬化させることにより、スペーサーユ
ニットに対する動摩擦係数が小さい被膜を与える光伝送
用光学ガラスファイバー二次被覆用樹脂組成物に関する
ものである。

〔従来技術〕

光伝送に用いられる光学ガラスファイバー（以下、光フ
ァイバーという）の被覆は、通常、低ヤング率材料の内
層と高ヤング率材料の外層とからなる２層となっており
、それぞれ、前者が一次被覆、後者が二次被覆と呼ばれ
ている。

二次被覆は光ファイバーに対する外部からの影響（応力
や水）に対し光ファイバーを保護するため用いられるが
、従来この二次被覆材料としては押出し成形によるナイ
ロンが用いられてきた。

最近は、伝送媒体である光ファイバーの価格低減が求め
られ、−次被覆材料とともに二次被覆材料も、低価格か
つ光ファイバーの高速製造が可能な紫外線硬化性樹脂が
種々検討されてきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

光ファイバーの構造としては、加入者用に単芯線と５芯
テープ芯線が検討されているが、５芯テープ芯線は開発
中のスロット型６００芯光ケーブル用に使われている。

スロット型６００芯光ケーブルを製造する方法としては
、ポリエチレン製のスペーサーユニットに５芯テープ芯
線を落し込む方法が取られているが、スペーサーユニッ
トに対する動摩擦係数が０．２以上であると５芯テープ
芯線をスペーサーユニットに落し込みにくくなる問題が
あった。

本発明は、スペーサーユニットに対する動摩擦係数が小
さい皮膜を与える紫外線で硬化する光ファイバーの二次
被覆用樹脂組成物を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成する組成物として、本発明は（Ａ）成分
：分子量が５００〜３，０００のポリオールと、ポリイソ
シアネートと、水酸基を有するアクリレートとを反応さ
せて得られるウレタンアクリレート４０〜９０重量％（Ｂ）成分：Ｎ−ビニルピロリドン、ベンジルアクリレート、ジシク
ロペンテニルアクリレート、トリシクロデカンジメタノ
ールジアクリレートおよびトリメチロールプロパントリ
アクリレートより選ばれた反応性希釈剤６０〜１０重量％上記（八）成分と（Ｂ）成分を主剤とする樹脂成分１０
０重量部に対し、オレイン酸アミド１〜４重量部および
光重合開始剤０．１〜１０重量部の割合で配合されてい
ることを特徴とする光学ガラスファイバー二次被覆用樹
脂組成物を提供する。

本発明において、（Ａ）成分のウレタンアクリレートの
原料の分子量が５００〜３，０００のポリオールとして
は、次の（イ）乃至（ハ）のものが挙げられる。

（イ）炭素数が２〜４のアルキレンオキサイドの重合体
、またはこれらの二種以上のアルキレンオキサイドの共
重合体であるポリエーテルポリオール、例えばポリエチ
レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテト
ラメチレングリコール、ポリイソブチレングリコール、
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体
、テトラヒドロフランとプロピレンオキサイドの共重合
体。

（ロ）脂肪族アミンまたは多価アルコールにエチレンオ
キサイドまたは／およびプロピレンオキサイドを付加し
たもの、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジ
アミン、ヘキザメチレンシアミン、ピペラジン等のアミ
ノまたはトリメチロールプロパン、グリセリン等の多価
アルコールにエチレンオキサイドまたは／およびプロピ
レンオキサイドを付加したもの。

（ハ）ポリエステルポリオール、例えば、アジピン酸と
エチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメ
チレングリコール、ヘキサメチレングリコールの縮重合
体、ε−カプロラクトンを開環重合して得られるポリカ
プロラクトン。

これらポリオールは、本発明の組成物を紫外線で硬化さ
せた皮膜の、常温におけるヤング率と低温での伸びの面
からその分子量が５００〜３，０００のポリオールが好
ましい。分子量が５００未満では低温での伸びが５％未
満となりもろくなる。また、分子量が３，０００を超え
ると常温でのヤング率が４０００　ｋｇ　／　ｃｎｔ未
満となり外部からの影響（応力）に対して弱くなる。

次に、（Ａ）成分の原料のポリイソシアネートとしては
、２．１−）リレンジイソシアネート、２．６−ドリレ
ンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジ
イソシアネート、ナフチレン−１，５−ジイソシアネー
ト、キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート、１，６−ヘキサンジイソシアネート、トリメチ
ルへキサメチレンジイソシアネート、およびこれらの混
合物が挙げられる。

次に、（八）成分の原料の水酸基を有するアクリレート
としては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシ
プロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキ
シプロビルアクリレート、ε−カプロラクトン変性ヒド
ロキシエチルアクリレート、およびこれらの混合物が挙
げられる。

そして、（Ａ）成分のウレタンアクリレートは、ポリオ
ールの水酸基（−ＯＨ）をＣ当量、ポリイソシアネート
の−ＮＧＯ基をｂ当量、水酸基を有するアクリレートの
ＯＨ基をＣ当量とすると、これらをａ／ｃ＝０．１１〜
３、（ａ＋Ｃ）　／ｂ＝１〜１．２の割合で用い反応す
ることにより合成される。

ウレタンアクリレートの合成方法としては、（１）ポリ
オールとポリイソシアネートを反応させたのち、水酸基
を有するアクリレートを反応させる方法。（２）ポリイ
ソシアネートと水酸基を有するアクリレートを反応させ
たのち、ポリオールを反応させる方法、および（３）ポ
リオールとポリイソシアネートと水酸基を有するアクリ
レートを同時に反応させる方法のいずれでもよく、５０
〜１１０℃で必要に応じ１〜２０時間反応させる。

これらのウレタンアクリレートの反応に際し、例えば１
．４−ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、オクト
エ酸すず、ジブチルスズジラウレートのようなイソシア
ネートの反応触媒や、ハイドロキノン、ハイドロキノン
モノメチルエーテル、フェノチアジンのようなアクリロ
イル基の重合禁止剤を添加してもよい。

次に、（Ｂ）成分の反応性希釈剤としては、Ｎ−ビニル
ピロリドン、ヘンシルアクリレート、ジシクロペンテニ
ルアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアク
リレート、トリメチロールプロパントリアクリレートお
よびこれらの混合物が挙げられる。

これら反応性希釈剤のうち、Ｎ−ビニルピロリドンまた
はヘンシルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレ
ート、１−リシクロデカンジメタノールジアクリレ−１
−は、アクリル側鎖に嵩高い基を有するため、重合後は
立体障害のため自由度の少ない構造となり、高ヤング率
の硬化物を形成する。また、１〜リメチロールプロパン
トリアクリレートは架橋密度を上げることによりヤング
率を上げろことができる。

一方、分子内にアクリロイル基を４個以上有するモノマ
ーは、ヤング率を上げることばできるが、低温での伸び
が５％未満となり好ましくない。

好ましくは、ビニル基を一個有するＮ−ビニルピロリド
ンまたば／およびヘンシルアクリレートまたは／および
ジシクロペンテニルアクリレートまたは／およびビニル
基を二個以上有するトリシクロデカンジメタノールジア
クリレートまたは／およびトリメチロールプロパントリ
アクリレートを使用するのが好ましい。

（Ａ）成分のウレタンアクリレートと（Ｂ）成分の反応
性希釈剤の配合割合は、光硬化性樹脂中、各々４０〜９
０重量％、６０〜１０重量％であることが望ましい。（
Ａ）成分のウレタンアクリレートが４０重量％未満でば
、低温での伸びが５％未満となり、また９０重量％を超
えると常温でのヤング率が４，０００　ｋｇ／ｃＪ未満
となり好ましくない。

これら（八）成分、（Ｂ）成分の他に、他の重合性樹脂
や反応性希釈剤を配合してもよい。

次に、ウレタンアクリレートとの相溶性が良く、動摩擦
係数を小さくするための滑剤としては、オレイン酸アミ
ドを用いる。本発明者らは種々の滑剤を用いて動摩擦係
数を小さくする検討を行い下記（イ）、（ロ）の結果を
得た。

（イ）動摩擦係数を小さくする滑剤としては、ステアリ
ン酸、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、アミド
変性シリコーンオイル、メチレンビスステアリルアマイ
ドがある。

（ロ）ウレタンアクリレートとの相溶性の良い滑剤とし
ては、ジフェニルホルムアミド、オレイン酸エチル、塩
素化パラフィン、オレイン酸アミドがある。

上記（イ）や（ロ）の滑剤よりオレイン酸アミドがウレ
タンアクリレートとの相溶性が良く、動摩擦係数を小さ
くできる。

オレイン酸アミドの使用量は、光硬化性樹脂１００重量
部に対して１〜４重量部である。使用量が１重量部未満
では、得られる皮膜の動摩擦係数が０．２以上となり好
ましくない。また、使用量が４重量部を超えるとウレタ
ンアクリレートとの相溶性が悪く、粘度が高くなり好ま
しくない。

次に、光重合開始剤としては、ヘンジインメチルエーテ
ル、ヘンジインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピ
ルエーテル、ヘンジインブチルエーテル、ジェトキシア
セトフェノン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロ
キシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシ
クロへキシルフェニルケトン、ヘンヅフエノン、ミヒラ
ーズケトン、Ｎ、Ｎ　−ジメチルアミノ−安息酸イソア
ミル、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチ
オキザントンおよびこれらの混合物が挙げられる。

これらの光重合開始剤の使用量は、光硬化性樹脂１００
重量部に対して０．１〜１０重量部、好ましくは１〜５
重量部である。

この発明の光ファイハーニ次被覆用樹脂組成物は、以」
二の成分のほか、必要に応して貯蔵時の熱による重合を
禁止する目的で熱重合禁止剤（ハイドロキノン、ハイド
ロキノンモノメチルエーテル、ヘンゾキノン、カテコー
ル、ｐ−ｔ−ブチルカテコール、フェノチアジンなど）
、塗膜物性の改良のため本組成物に溶解する熱可塑性樹
脂（ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、シリコーン樹脂）や有機けい素化合物、界面活性剤
などの各種添加剤を配合してもよい。

この被覆用樹脂組成物の２５℃における粘度が２．００
０〜２０，０００センチポイズであるのが塗布性の面で
好ましい。

この発明の光フアイバー二次被覆用樹脂組成物を用いて
実際に光ファイバーを被覆するには、従来公知の方法（
特開昭５８−２２６３８号、ＤＴ２，４５９，３２０号
）に準して行えばよく、光ファイバーの表面に一次被覆
用樹脂組成物を塗布し紫外線を照射して重合硬化させた
後、本発明の二次被覆用樹脂組成物を塗布し、紫外線を
照射して重合硬化させればよい。

以下、ウレタンアクリレート製造例、実施例および比較
例により本発明を更に詳細に説明する。

なお、例中の部は特に注をしない限り、重量基準である
。

ウレタンアクリレート製造例テトラヒドロフランの重合体である分子量６４０のポリ
テトラメチレングリコール７５．５部とイソホロンジイ
ソシアネート１６．１部とをジブチルスズジラウレート
０．０２部の存在下、８０℃で２時間反応させた後、２
−ヒドロキシエチルアクリレ−ｌ−８，４部とハイドロ
キノンモノメチルエーテル０．０５部を添加し、さらに
８０℃で３時間反応させてウレタンアクリレートを得た
（このウレタンアクリレートを「化合Ａ」という。）以下、同様にして、表１に示す配合を用いて各種ウレタ
ンアクリレートを得た（以下、それぞれ「化合物Ｂ、Ｃ
およびＤ」という。）。

実施例１ウレタンアクリレート「化合物Ａ」７０部と、Ｎ−ビニ
ルピロリドン６部と、ジシクロペンテニルアクリレート
１２部と、トリシクロデカンジメタノールジアクリレー
ト１２部と、オレイン酸アミド２部にベンジルジメチル
ケタール３部を溶解混合し、粘度１５．０００センチポ
イズ（２５℃）の光フアイバー用二次被覆材料を得た。

この被覆材料をガラス板に１００μｍになるように塗布
し、出力２　ＫＷ、出力密度８０Ｗ／ｃｍの高圧水銀ラ
ンプを試料通過方向と垂直に設置した照射装置を用い、
光源下９　ｃｍの位置においてコンベアスピード１０ｍ
／分で硬化させた。得られたフィルムの物性値を次に示
す。

温　度　　ヤング率（ｋｇ／ｃ♂ど１　伸び（％）＋２
０℃５，２００４０ −３０°ｃ　　　　１４，１００　　　　　　　　６．
５硬度（ショアＤ）”２６２動摩擦係数″３０．１６＊１　：以下のヤング率は２．５％モジュラスとす　Ｇる。

＊２：２０℃での測定値。

＊３　　：　ＡＳＴＭ　Ｄ１８９４−７３に準拠（ポリ
エチレン板に対する動摩擦係数）。

光フアイバー母材を３０ｍ／分の線引速度で直径１２５
μｍの光ファイバーに紡糸した後、紡糸工程に引続く工
程において、ウレタンアクリレート「化合物Ａ」７０部
と、２−フェノキシエチルアクリレート３０部に、ヘン
ジルジメチルケタール３部を溶解混合して得られる粘度
５，２００センチポイズ（２５℃）の光フアイバー用−
次被覆材料を光ファイバーの表面に塗布し、線引方向に
平行に設置した高圧水銀ランプ（出力２ＫＷ、出力密度
８０　Ｗ／ｃｍ）　　２灯で紫外線を照射して硬化させ
た。

ついで、前記二次被覆材料をさらに塗布し、同様に高圧
水銀ランプ２灯で紫外線を照射して硬化させた。

被覆後の光ファイバーの外径は、−次被覆材３００μｍ
、二次被覆材９００μｍであり、表面は均一であった。

得られた光ファイバーは、スペ−サーユニソトに落し込
みやすく、また、−４０℃まで伝送損失の増加は認めら
れなかった。

実施例２〜７、比較例１〜５実施例１と同様にして、表２に示す配合の樹脂組成物の
硬化フィルムの物性値と、これらの樹脂組成物を用いた
被覆光ファイバーの一４０℃までの伝送損失の増加につ
いての結果を表２に示す。

なお、表２の樹脂組成物中には光重合開始剤は記載して
いないが、実施例１と同様にベンジルジメチルケタール
３部を使用した。

〔効　果〕

オレイン酸アミドの使用量が樹脂分１００部に対し、０
．５部の比較例１では、ウレタンアクリレートとの相溶
性は良いが、動摩擦係数は０．２以上となった。また、
オレイン酸アミドの使用量が５部の比較例２では、動摩
擦係数は０．２未満となったが、ウレタンアクリレート
との相溶性は悪かった。

ステアリン酸アミドを２部使用した比較例３は、動摩擦
係数は０．２未満となったが、ウレタンアクリレートと
の相溶性は悪かった。また、オレイン酸エチルを２部使
用した比較例４は、ウレタンアクリレートとの相溶性は
良かったが、動摩擦係数は０．２以上となった。更に、
アミド変性シリコーンオイルを２部使用した比較例５は
、動摩擦係数が０．２未満となったが、ウレタンアクリ
レートとの相溶性は悪かった。

Claims

【特許請求の範囲】１）（Ａ）成分：分子量が５００〜３，０００のポリオールと、ポリイソ
シアネートと、水酸基を有するアクリレートとを反応さ
せて得られるウレタンアクリレート４０〜９０重量％（Ｂ）成分：Ｎ−ビニルピロリドン、ベンジルアクリレート、ジシク
ロペンテニルアクリレート、トリシクロデカンジメタノ
ールジアクリレートおよびトリメチロールプロパントリ
アクリレートより選ばれた反応性希釈剤６０〜１０重量％上記（Ａ）成分と（Ｂ）成分を主剤とする樹脂成分１０
０重量部に対し、オレイン酸アミド１〜４重量部および
光重合開始剤０．１〜１０重量部の割合で配合されてい
ることを特徴とする光学ガラスファイバー二次被覆用樹
脂組成物。２）被覆用樹脂組成物の２５℃における粘度が２，００
０〜２０，０００センチポイズであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の被覆用樹脂組成物。３）スペーサーユニットに対する動摩擦係数が０．１２
〜０．１８の被膜を与える被覆用樹脂組成物であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の被覆用樹脂組
成物。