(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスファイバと、前記ガラスファイバの外周を被覆する樹脂被覆層とを有する光ファイバ心線であって、
前記樹脂被覆層１ｇにおいて、エタノールの含有量が１０ｍｇ以下であり、かつ、メタノールの含有量が２ｍｇ以下であり、
前記樹脂被覆層がエタノール及びメタノール以外のアルコールを含有せず、
前記樹脂被覆層１ｇ中の未硬化成分に含まれるケイ素の含有量が０．１ｍｇ未満であり、
前記樹脂被覆層がシランカップリング剤を含む、光ファイバ心線。
【請求項２】
前記樹脂被覆層１ｇにおいて、
（ｉ）前記樹脂被覆層のエタノールの含有量が１０ｍｇ以下であり、前記樹脂被覆層がエタノール以外のアルコールを含有しない、又は、
（ｉｉ）前記樹脂被覆層のメタノールの含有量が２ｍｇ以下であり、前記樹脂被覆層がメタノール以外のアルコールを含有しない、
請求項１に記載の光ファイバ心線。
【請求項３】
前記樹脂被覆層が、前記ガラスファイバの外周を被覆する一次樹脂被覆層と、前記一次樹脂被覆層の外周を被覆する二次樹脂被覆層とを含む、請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ心線。
【請求項４】
着色層を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光ファイバ心線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスファイバの外周に樹脂被覆層を有する光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光ファイバ心線の引張り強度を改善するために、コアとクラッドを有するガラス光ファイバの外周を被覆する樹脂被覆層を、２層構造のプライマリ層とその外周のセカンダリ層とからなる３層構造とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に光ファイバ心線は、樹脂被覆層が、通常のプライマリ層とセカンダリ層が１層ずつ形成された２層構造の光ファイバ心線よりも１層多い。そのため、その製造には、多くなった分の樹脂被覆層の塗布、硬化等のための設備等を増やす必要があり、コストが増加する。
本発明は、樹脂被覆層を増やすことなく、製造コストを抑えながら、引張り強度の高い光ファイバ心線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】
【０００５】
本発明の一態様に係る光ファイバ心線は、ガラスファイバと、前記ガラスファイバの外周を被覆する樹脂被覆層とを有する光ファイバ心線であって、
前記樹脂被覆層１ｇにおいて、エタノールの含有量が１０ｍｇ以下またはメタノールの含有量が２ｍｇ以下である光ファイバ心線である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、樹脂被覆層を増やすことなく、製造コストを抑えながら、引張り強度の高い光ファイバ心線を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［本願発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係る光ファイバ心線は、（１）ガラスファイバと、前記ガラスファイバの外周を被覆する樹脂被覆層とを有する光ファイバ心線であって、
前記樹脂被覆層１ｇにおいて、エタノールの含有量が１０ｍｇ以下またはメタノールの含有量が２ｍｇ以下である。
【０００９】
通常、光ファイバ心線の樹脂被覆層は、シランカップリング剤を含有する硬化性樹脂組成物をガラスファイバの外周に塗布した後に硬化させることにより形成される。
前記樹脂組成物中に含まれるシランカップリング剤が、ガラスファイバ表面のシラノール基とゾルゲル反応することにより、ガラスファイバと樹脂被覆層との間に強固な結合が形成される。
一方、シランカップリング剤が、ガラスファイバ表面のシラノール基とゾルゲル反応する際に、シランカップリング剤が有するアルコキシ基に応じてアルコールが発生する。例えば、使用するシランカップリング剤が、メトキシ基を有する場合にはメタノールが発生し、エトキシ基を有する場合にはエタノールが発生する。
発生したアルコールは、シランカップリング剤とガラスファイバ表面との結合鎖を切断するものと推測される。そして、この切断により、光ファイバ心線の引張強度が低下するものと推測される。また、上述の発生するアルコールにおいて、メタノールの方が、エタノールよりも、上述の結合鎖の切断能が高いと推定される。
そこで、本実施形態では、光ファイバ心線の樹脂被覆層１ｇにおいて、エタノールの含有量を１０ｍｇ以下に、または、メタノールの含有量を２ｍｇ以下に抑えることにより、シランカップリング剤とガラスファイバ表面との結合鎖の切断が抑制され、引張強度が、低下することなく、高く維持できたものと推測される。
【００１０】
（２）前記光ファイバ心線は、前記樹脂被覆層１ｇ中の未硬化成分に含まれるケイ素の含有量が０．１ｍｇ未満であることが好ましい。シランカップリング剤が未硬化成分に含まれる量が少ないので温水に光ファイバを漬けた時の損失の増加が少ない。
（３）前記光ファイバ心線は、前記樹脂被覆層が、前記ガラスファイバの外周を被覆する一次樹脂被覆層と、前記一次樹脂被覆層の外周を被覆する二次樹脂被覆層とを含むことが好ましい。
（４）前記光ファイバ心線は、着色層を含むものであってもよい。
【００１１】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態について、図１を参照して詳細に説明する。
（光ファイバ心線の概要）
図１は、本発明の一形態である光ファイバ心線の一例を示す概略断面図である。
光ファイバ心線１０は、ガラスファイバ１３の外周に、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）により形成された内層（一次樹脂被覆層）１４と外層（二次樹脂被覆層）１５を含む樹脂被覆層１６を有する。なおガラスファイバ１３は、コア部１１とクラッド部１２とからなり、例えば、コア部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、クラッド部１２には純石英、或いはフッ素が添加された石英を用いることができる。
【００１２】
図１において、例えば、ガラスファイバ１３の径（Ｄ２）は１２５μｍ程度である。またコア部１１の径（Ｄ１）は７〜１５μｍ程度であることが好ましい。樹脂被覆層１６は、内層１４と外層１５の二層からなる。樹脂被覆層１６の総厚は、通常、６０μｍ程度で、内層１４及び外層１５の各層の厚さはほぼ同じで、それぞれ、２０〜４０μｍである。
【００１３】
樹脂被覆層１６の１ｇ中においては、エタノールの含有量が１０ｍｇ以下、または、メタノールの含有量が２ｍｇ以下である。
前述のとおり、エタノールまたはメタノール（以下、単に「アルコール」とも称する）の発生源はシランカップリング剤である。シランカップリング剤は、樹脂被覆層１６とガラスファイバ１３との密着性を適切にするためのものであり、内層形成用樹脂組成物に含まれるものである。このとから、シランカップリング剤から発生するアルコールは、ほとんどが内層１４に含まれるものであるが、一部は、外層１５に移動する場合もあり得る。よって本発明では、外層１５も含めた樹脂被覆層１６中に含まれるアルコールの含有量を規定したものである。
なお、前記樹脂被覆層１６のアルコール含有量は、ガスクロマトグラフ質量分析計（Ｇａｓ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ；ＧＣＭＳ）で測定することができる。
【００１４】
（ベース樹脂）
本実施形態において、前記の樹脂被覆層を形成する樹脂組成物は、以下のベース樹脂を含有する。
ベース樹脂としては、紫外線硬化性を有するものであれば特に制限はされないが、例えば、オリゴマー、モノマー、光開始剤、シランカップリング剤を含有するものが好ましい。さらに、酸化防止剤、増感剤などが添加されてもよい。
【００１５】
オリゴマーとしては、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、或いはそれらの混合系が挙げられる。
【００１６】
ウレタンアクリレートとしては、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、水酸基含有アクリレート化合物を反応させて得られるものが挙げられる。
ポリオール化合物としては、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などが挙げられる。ポリイソシアネート化合物としては、２，４−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などが挙げられる。水酸基含有アクリレート化合物としては、２−ヒドロキシアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレートなどが挙げられる。
【００１７】
モノマーとしては、環状構造を有するＮ−ビニルモノマー、例えばＮ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、アクリロイルモルフォリンが挙げられる。これらのモノマーを含むと硬化速度が向上するので好ましい。この他、イソボルニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンタニルアクレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレートなどの単官能モノマーや、ポリエチレングリコールジアクリレートまたはトリシクロデカンジイルジメチレンジアクリレートなどの多官能モノマーが用いられる。
【００１８】
該光開始剤としては、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、２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイド等が挙げられる。また、酸化防止剤、光増感剤などが添加されていても良い。
【００１９】
前記シランカップリング剤としては、例えば、下記一般式（１）または（２）で表されるシランカップリング剤を用いることが好ましい。或いは（１）（２）の両方を用いても良い。
【００２０】
【化１】
0006672584.tif 000002
【００２１】
（一般式（１）及び（２）中、Ｒ１は紫外線照射によりアクリル基と反応する基またはアクリル基を表し、Ｒ２〜Ｒ８は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
【００２２】
一般式（１）のＲ１における、紫外線照射によりアクリル基と反応する基としては、例えば、メルカプト基、メルカプトアルキル基等が挙げられる。
一般式（１）及び（２）のＲ２〜Ｒ８としては、それぞれ同一でも異なっていてもよく、炭素数１以上のアルキル基であれば、特に限定されないが、炭素数が４以下である事が好ましい。Ｒ２〜Ｒ８は、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
【００２３】
一般式（１）で表されるシランカップリング剤の具体例としては、例えば、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、アクリルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、アクリルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリプロポキシシラン、アクリルトリプロポキシシラン等が挙げられる。
一般式（２）で表されるシランカップリング剤の具体例としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン等が挙げられる。
【００２４】
なお、本実施形態において、樹脂被覆層１ｇにおいて、エタノール含有量を１０ｍｇ以下またはメタノール含有量を２ｍｇ以下とするためには、例えば、内層１４形成用の樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤の種類、使用量（濃度）等を適宜選択すること、内層１４形成の際のシランカップリング反応の雰囲気を適切にすること等である。
より詳細には、内層１４形成用の樹脂組成物に含まれるシランカップリング剤の使用量（濃度）を必要以上に多くせず、また、シランカップリング反応時の温度、湿度を必要以上に高くしないことである。
【００２５】
また、本実施形態において、外層１５の外周にさらに別途着色層を設けても良い。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明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、本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２７】
〔試験例Ｎｏ．１〕
［光ファイバ心線１０の作製］
ガラスファイバ１３は、石英を主成分とするコア径（Ｄ１）が８μｍ、クラッド径（Ｄ２）が１２５μｍのもの（比屈折率差Δｎは１．０％）を使用した。そして、ガラスファイバ１３の外周面に、下記に示す組成の内層用樹脂組成物と外層用樹脂組成物とをそれぞれ硬化させて二層（内層１４と外層１５）被覆して、樹脂被覆層１６を形成し、光ファイバ心線１０を作製した。内層１４の厚さを３５μｍ、外層１５の厚さを２５μｍとした。
【００２８】
（内層用樹脂組成物）
ポリプロピレングリコールジオールに、ジイソシアネート、ヒドロキシアクリレートを反応させることにより得られるウレタンアクリレート
６５    質量部
ノニルフェニルアクリレート                                      １２    質量部
アクリル酸イソボルニル                                          １４    質量部
Ｎ−ビニルカプロラクタム                                          ７．５質量部
２，４，４−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィノキサイド（光開始剤）
２．５質量部
下記表１に示すシランカップリング剤
内層用樹脂組成物に対し下記表１に示す質量％となる量
【００２９】
（外層用樹脂組成物）
ポリプロピレングリコールジオールに、ジイソシアネート、ヒドロキシアクリレートを反応させることにより得られるウレタンアクリレート
５０    質量部
エポキシアクリレート                                            ２０    質量部
アクリル酸イソボルニル                                          １０    質量部
Ｎ−ビニルピロリドン                                              ５    質量部
エトキシ化ノニルフェニルアクリレート                            １５    質量部
１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（光開始剤）
２    質量部
【００３０】
作製した光ファイバ心線１０の評価結果（樹脂被覆層中のアルコール含有量、及び、引張強度）を下記表１に示す。
【００３１】
（樹脂被覆層１６中のアルコール含有量）
樹脂被覆層１６中のアルコール含有量はＧＣＭＳによって測定した。具体的には、２５ｍｇの光ファイバ心線（うち被覆樹脂は１５ｍｇ）をバイアルに入れ、１００℃で２０分加熱し、次いで、バイアル内の全気体をＧＣＭＳによって測定した。あらかじめ作成した検量線から定量し、樹脂被覆１ｇにおける含有量を算出した。
【００３２】
（引張強度）
引張試験機を用いて、Ｔｅｃｃｏｒｄｉａ  ＧＲ−２０−ＣＯＲＥの規定にそって光ファイバ心線１０の引張強度を測定した。
なお、光ファイバ心線１０を引張強度測定の１２時間前から、２３℃、ＲＨ５０%の雰囲気下に置いた後、同雰囲気下で引張強度を測定した。５．７ｋｇ以上をＡ、５．５ｋｇ以上５．７ｋｇ未満をＢ、５．５ｋｇ未満をＣとした。
（温水損失増加）
光ファイバ心線１０を用いて作製したテープ心線を６０ ℃の温水に３０日間浸漬し、ＯＴＤＲ法により浸漬前と３０日浸漬後の１．５５μｍ波長における伝送損失を測定した。測定した損失レベルを用いて、下記式より温水による損失増加（ Δα ） を算出した。表１中、Δαが０ ．０３ ｄＢ／ｋｍ以下の場合をＡ、０．０３ｄＢ／ｋｍ超、０．０５ｄＢ／ｋｍ以下をＢ、０．０５ ｄＢ／ｋｍ超をＣとした。
式： Δα （ｄＢ／ｋｍ）＝損失（６０℃ 温水３０日後）− 損失（浸漬前）
【００３３】
（樹脂被覆層１６中の未硬化成分中のＳｉ含有量）
光ファイバ心線１０をアセトン抽出（５０℃で１２時間）することにより未硬化成分を回収した。回収した未硬化成分に硫酸を１５ｍｌ加え３５０℃に加温し、炭化させた後に硝酸を４ｍｌ加えた。溶液が透明になった後にビーカーに移し入れ液分を蒸発させた。蒸発残さに水、塩酸、硝酸を各５ｍｌ加え２００℃で加温溶解した。溶解後、水５０ｍｌに定容しＩＣＰにてＳｉ量を測定した。このＳｉの量は光ファイバ心線の樹脂被覆中の未硬化成分に含まれるシランカップリング剤の量を反映する。
【００３４】
【表１】
0006672584.tif 000003
【００３５】
例１は、内層用樹脂組成物中のシランカップリング剤として、エチル基を有するものを用いたことにより、エタノールが発生したがメタノールの発生はなかった。
例２は、内層用樹脂組成物中のシランカップリング剤として、メチル基を有するものを用いたことにより、メタノールが発生したが、エタノールの発生はなかった。
例１、例２はいずれも被覆中のアルコールの量が少ないので引張強度が十分大きかった。そして、被覆中の未硬化成分に含まれるシランカップリング剤が少ないので６０℃の温水に３０日間浸漬しても伝送損失増加が小さかった。
例３、４は、例２と異なる保管環境（温度や湿度が異なる）に置いた光ファイバ心線について調べた結果である。例３は、引張強度、温水による増加損失が許容範囲であった。例４は、引張強度は許容範囲であったが、温水による損失増加が大きかった。樹脂被覆中の未硬化成分に含まれるＳｉ量が多く、シランカップリング剤が十分反応していないと考えられる。これが、引張強度が許容範囲ではあるがそれほど大きくなく、かつ温水による損失増加が大きいことの原因であると考えられる。
例５は、例１と比較してエタノールが多く検出された。エタノール量が多く、引張強度が不十分であった。
例６は、例２と比べて、メタノール量が多く、引張強度が不十分であった。
【符号の説明】
【００３６】
１０  光ファイバ心線
１１  コア部
１２  クラッド部
１３  ガラスファイバ
１４  内層
１５  外層
１６  樹脂被覆層
【図１】
0006672584.tif 000004