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WO2024225027A1 - 光ファイバ - Google Patents

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Publication number
WO2024225027A1
WO2024225027A1 PCT/JP2024/014417 JP2024014417W WO2024225027A1 WO 2024225027 A1 WO2024225027 A1 WO 2024225027A1 JP 2024014417 W JP2024014417 W JP 2024014417W WO 2024225027 A1 WO2024225027 A1 WO 2024225027A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin layer
meth
acrylate
optical fiber
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/014417
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
矩章 岩口
達也 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to CN202480021013.9A priority Critical patent/CN121057714A/zh
Publication of WO2024225027A1 publication Critical patent/WO2024225027A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
    • C03C25/1065—Multiple coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/24—Coatings containing organic materials
    • C03C25/26—Macromolecular compounds or prepolymers
    • C03C25/32—Macromolecular compounds or prepolymers obtained otherwise than by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/62—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags by application of electric or wave energy; by particle radiation or ion implantation
    • C03C25/6206—Electromagnetic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/62—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags by application of electric or wave energy; by particle radiation or ion implantation
    • C03C25/6206—Electromagnetic waves
    • C03C25/6226—Ultraviolet
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables

Definitions

  • the present disclosure relates to optical fibers.
  • This application claims priority based on Japanese Application No. 2023-074355 filed on April 28, 2023, and incorporates by reference all of the contents of the above-mentioned Japanese application.
  • optical fibers are provided with a coating resin layer to protect the glass fiber that is the light transmitting medium.
  • the coating resin layer has, for example, a primary resin layer that contacts the glass fiber and a secondary resin layer that is formed on the outer peripheral surface of the primary resin layer.
  • it is required to improve the lateral pressure characteristics of optical fibers.
  • Patent Document 1 In order to improve the lateral pressure characteristics, it has been considered to lower the Young's modulus of the primary resin layer or to increase the Young's modulus of the secondary resin layer.
  • Patent Document 1 it has been considered to achieve both flexibility (low Young's modulus) and mechanical strength of the primary resin layer by using a resin composition containing a urethane oligomer obtained by reacting a reaction product of an aliphatic polyether diol and a diisocyanate with a monohydric alcohol and a hydroxyl group-containing (meth)acrylate.
  • the optical fiber according to one embodiment of the present disclosure comprises a glass fiber including a core and a cladding, and a coating resin layer that contacts the glass fiber and coats the glass fiber, the coating resin layer has a primary resin layer that coats the glass fiber and a secondary resin layer that coats the primary resin layer, the primary resin layer contains a cured product of a resin composition that contains a photopolymerizable compound including a urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base, and the content of the organic base is 5 ppm or more and 9000 ppm or less based on the total amount of the coating resin layer.
  • a photopolymerizable compound including a urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base
  • the content of the organic base is 5 ppm or more and 9000 ppm or less based on the total amount of the coating resin layer.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the optical fiber according to the present embodiment.
  • Optical fibers are required to maintain their strength and other properties even when immersed in water for a long period of time.
  • optical fibers having a primary resin layer with a low Young's modulus tend to have a low degree of hardening, and when immersed in warm water, the coating resin layer may peel off from the glass fiber, causing a decrease in the strength of the optical fiber.
  • the objective of this disclosure is to provide an optical fiber that has excellent resistance to hot water and can maintain its strength even when immersed in water for a long period of time.
  • An optical fiber comprises a glass fiber including a core and a cladding, and a coating resin layer that contacts the glass fiber and coats the glass fiber, the coating resin layer has a primary resin layer that coats the glass fiber and a secondary resin layer that coats the primary resin layer, the primary resin layer contains a cured product of a resin composition that contains a photopolymerizable compound including a urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base, and the content of the organic base is 5 ppm or more and 9000 ppm or less based on the total amount of the coating resin layer.
  • such optical fiber has excellent resistance to hot water and can maintain its strength even when immersed in water for a long period of time.
  • the organic base may be at least one selected from the group consisting of aromatic amines, aliphatic amines having an aromatic ring, heterocyclic amines, and cyclic amides.
  • the cyclic amide may be ⁇ -valerolactam or ⁇ -caprolactam in order to further improve resistance to warm water.
  • the resin composition may contain two or more types of silane coupling agents in order to improve the adhesion of the primary resin layer to the glass fiber.
  • the Young's modulus of the primary resin layer may be 0.6 MPa or less at 23°C in order to achieve excellent lateral pressure characteristics.
  • the optical fiber according to the present embodiment includes a glass fiber including a core and a clad, and a coating resin layer that contacts the glass fiber and coats the glass fiber.
  • the coating resin layer includes a primary resin layer that coats the glass fiber and a secondary resin layer that coats the primary resin layer, and the primary resin layer includes a cured product of a resin composition that includes a photopolymerizable compound including a urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base.
  • the content of the organic base is 5 ppm or more and 9000 ppm or less based on the total amount of the coating resin layer.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an optical fiber according to this embodiment.
  • the optical fiber 10 comprises a glass fiber 13 including a core 11 and a cladding 12, and a coating resin layer 16 including a primary resin layer 14 and a secondary resin layer 15 provided on the outer periphery of the glass fiber 13.
  • the cladding 12 surrounds the core 11.
  • the core 11 and the cladding 12 mainly contain glass such as quartz glass.
  • the core 11 can be made of quartz glass doped with germanium or pure quartz glass
  • the cladding 12 can be made of pure quartz glass or quartz glass doped with fluorine.
  • the clad 12 may include an inner clad 121 that covers the outer circumference of the core 11 and is in contact with the outer circumference of the core 11, a trench 122 that covers the outer circumference of the inner clad 121 and is in contact with the outer circumference of the inner clad 121, and an outer clad 123 that covers the outer circumference of the trench 122 and is in contact with the outer circumference of the trench 122.
  • the inner clad 121 and the outer clad 123 may be made of quartz glass to which chlorine (Cl) has been added.
  • the average chlorine mass concentration is, for example, 500 ppm or more and 5000 ppm or less, or 500 ppm or more and 3000 ppm or less.
  • the trench 122 may be made of quartz glass to which fluorine has been added.
  • the average OH mass concentration of the outer clad 123 is substantially zero.
  • substantially zero specifically means 50 ppm or less.
  • the outer diameter (D2) of the glass fiber 13 may be 100 ⁇ m or more and 125 ⁇ m or less, and the diameter (D1) of the core 11 constituting the glass fiber 13 may be 7 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less.
  • the thickness of the coating resin layer 16 may be, for example, 22 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the thickness of each of the primary resin layer 14 and the secondary resin layer 15 may be 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the outer diameter (D2) of the glass fiber 13 may be 125 ⁇ m or more and 220 ⁇ m or less, 150 ⁇ m or more and 210 ⁇ m or less, or 170 ⁇ m or more and 190 ⁇ m or less.
  • the outer diameter of the optical fiber 10 may be 200 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less, 210 ⁇ m or more and 240 ⁇ m or less, or 220 ⁇ m or more and 230 ⁇ m or less.
  • the primary resin layer 14 can be formed using an ultraviolet-curable resin composition that contains a photopolymerizable compound including urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base.
  • a photopolymerizable compound including urethane (meth)acrylate, a photopolymerization initiator, a silane coupling agent, and an organic base.
  • the resin composition may contain trace amounts of acid components such as acrylic acid derived from the photopolymerizable compound.
  • the acid components may hydrolyze and deactivate the silane coupling agent, causing the resin composition to change over time.
  • the resin composition according to this embodiment contains an organic base, which neutralizes the acid components and suppresses the deactivation of the silane coupling agent, making it possible to produce an optical fiber that has excellent resistance to hot water even after a certain amount of time has passed since the resin was produced. This effect is particularly pronounced when the Young's modulus of the primary resin layer is low.
  • an amine compound or an amide compound can be used as the organic base.
  • the amine compound include aromatic amines such as aniline, aliphatic amines having an aromatic ring such as benzylamine, and heterocyclic amines such as pyrrolidine, piperidine, and pyridine.
  • the amide compound include cyclic amides such as ⁇ -valerolactam and ⁇ -caprolactam.
  • Basic components are generally known to corrode glass. If the molecular structure of the basic component is large, the glass corrosion reaction is less likely to occur due to its steric hindrance, so the organic base may be an aromatic amine, an aliphatic amine having an aromatic ring, a heterocyclic amine, or a cyclic amide. From the viewpoint of further suppressing the deactivation of the silane coupling agent, a heterocyclic amine or a cyclic amide may be used as the organic base. From the viewpoint of further improving the resistance to warm water, ⁇ -valerolactam or ⁇ -caprolactam may be used as the organic base.
  • the content of the organic base is 5 ppm or more and 9000 ppm or less based on the total amount of the coating resin layer from the viewpoint of improving hot water resistance.
  • the content of the organic base may be 8 ppm or more, 10 ppm or more, 100 ppm or more, 500 ppm or more, 800 ppm or more, or 1000 ppm or more based on the total amount of the coating resin layer from the viewpoint of suppressing deactivation of the silane coupling agent, and may be 8500 ppm or less, 8000 ppm or less, 7000 ppm or less, 6000 ppm or less, or 5000 ppm or less from the viewpoint of suppressing corrosion of the glass.
  • the photopolymerizable compound includes a urethane (meth)acrylate.
  • a urethane (meth)acrylate obtained by reacting a polyol compound, a polyisocyanate compound, and a hydroxyl group-containing (meth)acrylate compound can be used.
  • the urethane (meth)acrylate may be used alone or in combination of two or more types.
  • polyol compounds include polytetramethylene glycol, polypropylene glycol, and bisphenol A-ethylene oxide addition diol.
  • polyisocyanate compounds include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexylmethane 4,4'-diisocyanate.
  • hydroxyl group-containing (meth)acrylate compounds include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 1,6-hexanediol mono(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, and tripropylene glycol mono(meth)acrylate.
  • the number average molecular weight (Mn) of the polyol compound may be 1,000 or more and 10,000 or less, 1,500 or more and 9,000 or less, 2,000 or more and 8,000 or less, or 3,000 or more and 6,000 or less.
  • Organotin compounds are generally used as catalysts in the synthesis of urethane (meth)acrylates.
  • organotin compounds include dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin maleate, dibutyltin bis(2-ethylhexyl mercaptoacetate), dibutyltin bis(isooctyl mercaptoacetate), and dibutyltin oxide. From the standpoint of easy availability or catalytic performance, dibutyltin dilaurate or dibutyltin diacetate may be used as the catalyst.
  • Lower alcohols having 5 or less carbon atoms may be used during the synthesis of urethane (meth)acrylate.
  • Examples of lower alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, and 2,2-dimethyl-1-propanol.
  • the content of the urethane (meth)acrylate may be 15 parts by mass or more and 80 parts by mass or less, 20 parts by mass or more and 70 parts by mass or less, or 30 parts by mass or more and 60 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the resin composition.
  • the photopolymerizable compound according to this embodiment may further contain a photopolymerizable compound (hereinafter referred to as a "monomer") other than urethane (meth)acrylate.
  • a photopolymerizable compound hereinafter referred to as a "monomer”
  • a monofunctional monomer having one polymerizable group or a polyfunctional monomer having two or more polymerizable groups can be used. Two or more types of monomers may be mixed and used.
  • Examples of monofunctional monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, s-butyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, n-pentyl (meth)acrylate, isopentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, heptyl (meth)acrylate, isoamyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, 2-phenoxyethyl (meth)acrylate, 3-phenoxybenzyl acrylate, and phenoxydiethylene glycol.
  • (Meth)acrylates such as chol acrylate, phenoxy polyethylene glycol acrylate, 4-tert-butylcyclohexanol acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, dicyclopentenyloxyethyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, nonylphenol polyethylene glycol (meth)acrylate, nonylphenoxy polyethylene glycol (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, nonylphenol ethylene oxide modified (meth)acrylate, tricyclodecanyl (meth)acrylate, polypropylene glycol mono(meth)acrylate, and isobornyl (meth)acrylate.
  • acrylate-based monomers such as (meth)acrylic acid, (meth)acrylic acid dimer, carboxyethyl (meth)acrylate, carboxypentyl (meth)acrylate, and ⁇ -carboxy-polycaprolactone (meth)acrylate; heterocycle-containing monomers such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, N-(meth)acryloylmorpholine, N-(meth)acryloylpiperidine, N-(meth)acryloylpyrrolidine, 3-(3-pyridine)propyl (meth)acrylate, and cyclic trimethylolpropane formal acrylate; maleimide-based monomers such as maleimide, N-cyclohexylmaleimide, and N-phenylmaleimide; (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl( ...
  • amide monomers such as N-hexyl(meth)acrylamide, N-methyl(meth)acrylamide, N-ethyl(meth)acrylamide, N-butyl(meth)acrylamide, N-methylol(meth)acrylamide, and N-methylolpropane(meth)acrylamide; aminoalkyl(meth)acrylate monomers such as aminoethyl(meth)acrylate, aminopropyl(meth)acrylate, N,N-dimethylaminoethyl(meth)acrylate, and tert-butylaminoethyl(meth)acrylate; and succinimide monomers such as N-(meth)acryloyloxymethylenesuccinimide, N-(meth)acryloyl-6-oxyhexamethylenesuccinimide, and N-(meth)acryloyl-8-oxyoctamethylenesuccinimide.
  • an N-vinyl monomer having a cyclic structure may be used as the monofunctional monomer.
  • the content of the N-vinyl monomer may be 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less, or 2 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the resin composition.
  • polyfunctional monomers examples include polyethylene glycol di(meth)acrylate, tricyclodecanediyldimethylene di(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified di(meth)acrylate, ethylene oxide modified bisphenol F di(meth)acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A di(meth)acrylate, polypropylene glycol di(meth)acrylate, propylene oxide modified bisphenol A di(meth)acrylate, propylene oxide modified neopentyl glycol di(meth)acrylate, acrylate, polytetraethylene glycol di(meth)acrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,12-dodecanediol di(meth)
  • the photopolymerizable compound according to this embodiment may contain an alkylene oxide-modified polyfunctional monomer from the viewpoint of adjusting the Young's modulus of the resin layer.
  • the alkylene oxide-modified polyfunctional monomer may have at least one selected from the group consisting of an ethylene oxide (EO) chain and a propylene oxide (PO) chain.
  • EO ethylene oxide
  • PO propylene oxide
  • the ethylene oxide chain can be represented as "(EO)n” and the propylene oxide chain as "(PO)n".
  • n is an integer of 1 or more, and may be 2 or more or 3 or more, and may be 30 or less, 25 or less, or 20 or less.
  • alkylene oxide modified di(meth)acrylates examples include polyethylene glycol di(meth)acrylate, isocyanuric acid ethylene oxide modified di(meth)acrylate, ethylene oxide modified bisphenol F di(meth)acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A di(meth)acrylate polypropylene glycol di(meth)acrylate, propylene oxide modified bisphenol A di(meth)acrylate, and propylene oxide modified neopentyl glycol di(meth)acrylate.
  • the photopolymerization initiator can be appropriately selected from known radical photopolymerization initiators.
  • photopolymerization initiators include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Omnirad 184, manufactured by IGM Resins), 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 2-methyl-1-[4- (methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-one (Omnirad 907, manufactured by IGM Resins), 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (Omnirad TPO, manufactured by IGM Resins), and bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide (Omnirad 819, manufactured by IGM Resins
  • the content of the photopolymerization initiator may be 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, 2 parts by mass or more and 8 parts by mass or less, or 3 parts by mass or more and 7 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the photopolymerizable compounds.
  • the content of the photopolymerization initiator may be 0.2 parts by mass or more, 0.4 parts by mass or more, or 0.6 parts by mass or more, and may be 6 parts by mass or less, 5 parts by mass or less, or 4 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the photopolymerizable compounds.
  • silane coupling agent is not particularly limited as long as it does not interfere with the curing of the resin composition.
  • silane coupling agents include tetramethyl silicate, tetraethyl silicate, mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris( ⁇ -methoxy-ethoxy)silane, ⁇ -(3,4-epoxycyclohexyl)-ethyltrimethoxysilane, dimethoxydimethylsilane, diethoxydimethylsilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, N-( ⁇ -aminoethyl)- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane, N
  • the content of the silane coupling agent may be 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, 0.2 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less, or 0.3 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total amount of the resin composition.
  • the Young's modulus of the primary resin layer may be 0.6 MPa or less, 0.55 MPa or less, 0.5 MPa or less, or 0.4 MPa or less at 23°C.
  • the lower limit of the Young's modulus of the primary resin layer is not particularly limited, but may be 0.05 MPa or more, 0.1 MPa or more, or 0.2 MPa or more.
  • the Young's modulus of the primary resin layer can be measured by the Pullout Modulus (POM) method at 23°C.
  • the Young's modulus of the primary resin layer can be adjusted by the type of urethane (meth)acrylate, the molecular weight of the urethane (meth)acrylate, the type of monomer, the amount of monomer blended, etc.
  • the secondary resin layer 15 may be formed using a conventionally known resin composition for secondary resin layers.
  • the secondary resin layer 15 may be formed, for example, by curing a resin composition containing urethane (meth)acrylate, a monomer, and a photopolymerization initiator.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer 15 may be 800 MPa or more, 1000 MPa or more, or 1200 MPa or more at 23°C from the viewpoint of further improving the hot water resistance of the optical fiber.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer 15 may be 2000 MPa or less, 1800 MPa or less, or 1500 MPa or less at 23°C from the viewpoint of forming a resin layer with excellent toughness.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer can be measured by a tensile test of the coating resin layer.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer can be adjusted by the type of urethane (meth)acrylate, the molecular weight of the urethane (meth)acrylate, the type of monomer, the amount of monomer blended, etc.
  • Photopolymerizable Compound As photopolymerizable compounds, polypropylene glycol having a molecular weight of 4000, isophorone diisocyanate, and urethane acrylate obtained by reacting hydroxyethyl acrylate, nonylphenylol EO modified acrylate (EO-NPA), 1,6-hexanediol diacrylate (1,6-HAD), isobornyl acrylate, and trimethylolpropane triacrylate were prepared.
  • EO-NPA nonylphenylol EO modified acrylate
  • 1,6-hexanediol diacrylate 1,6-hexanediol diacrylate
  • isobornyl acrylate 1,6-hexanediol diacrylate
  • trimethylolpropane triacrylate were prepared.
  • Photopolymerization initiator As a photopolymerization initiator, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl
  • silane coupling agent 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTS) and tetraethoxysilane (TEOS) were prepared.
  • organic Base As organic bases, ⁇ -valerolactam, ⁇ -caprolactam, pyridine, aniline, and benzylamine were prepared.
  • the photopolymerizable compound, photopolymerization initiator, and silane coupling agent were mixed in the amounts (parts by mass) shown in Table 1 or Table 2, and then an organic base was mixed in so that the content in the coating resin layer was the content (ppm) shown in Table 1 or Table 2 to prepare a resin composition for the primary resin layer of each test example.
  • Resin composition for secondary resin layer A urethane (meth)acrylate obtained by reacting polypropylene glycol having a molecular weight of 1000, isophorone diisocyanate, and 2-hydroxyethyl acrylate was prepared. 60 parts by mass of this urethane (meth)acrylate, 19 parts by mass of isobornyl acrylate, 20 parts by mass of trimethylolpropane triacrylate, and 1 part by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide were mixed together to prepare a resin composition S for the secondary resin layer.
  • An optical fiber was produced by forming a primary resin layer having a thickness of 17.5 ⁇ m on the outer periphery of a glass fiber having a diameter of 125 ⁇ m and composed of a core and a cladding using the resin compositions of Test Examples 1 to 11, and further forming a secondary resin layer having a thickness of 15 ⁇ m on the outer periphery of the primary resin layer using Resin Composition S.
  • Test Examples 1 to 9 correspond to working examples, and Test Examples 10 and 11 correspond to comparative examples.
  • the Young's modulus of the primary resin layer was measured by the POM method at 23°C. Two points of the optical fiber were fixed with two chuck devices, and the coating resin layer (primary resin layer and secondary resin layer) between the two chuck devices was removed. Then, one chuck device was fixed, and the other chuck device was gently moved in the opposite direction to the fixed chuck device.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer was determined by performing a tensile test (gauge length: 25 mm) at 23° C. using a pipe-shaped coating resin layer (length: 50 mm or more) obtained by removing the glass portion from the optical fiber, and obtaining the Young's modulus from the 2.5% secant value.
  • the Young's modulus of the secondary resin layer was 1000 MPa.
  • the content of the organic base contained in the coating resin layer was determined by the following procedure using a gas chromatography device (manufactured by Shimadzu Corporation under the trade name "GC-2010"). First, a calibration curve was created using an ethanol standard solution of each organic base. Next, 0.5 g of the optical fiber was placed in a container, 5 mL of ethanol was added, the container was closed, and ultrasonic waves were applied for 60 minutes to obtain an extract. The measurement was performed using UA-1 (film thickness: 0.25 ⁇ m, inner diameter: 0.25 mm, length: 30 m) manufactured by Frontier Labs Co., Ltd. as a column, at column temperatures of 100 ° C. (20 ° C./min) ⁇ 160 ° C.
  • the content of the organic base contained in the coating resin layer was calculated by quantifying the amount of the organic base contained in the extract using an FID as a detector.
  • the optical fiber was measured for the transmission loss of light with a wavelength of 1.55 ⁇ m by an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) method.
  • the optical fiber was measured for the transmission loss of light with a wavelength of 1.55 ⁇ m after being immersed in hot water at 60° C. for 60 days.
  • the difference between the transmission loss before and after immersion in hot water for 60 days was 0.05 dB/km or less, the optical fiber was evaluated as "A,” and when it exceeded 0.05 dB/km, the optical fiber was evaluated as "B.”
  • the optical fiber bundle was immersed in 85°C hot water for 60 days, and the glass strength was evaluated before and after immersion. The glass strength was judged to be good or bad by measuring the 50% strength.
  • the 50% strength is the strength at which half of the optical fibers under test break in a tensile test of the optical fiber. In this test example, the tensile test was performed on each optical fiber under test at a pulling speed of 25 mm/min.
  • the 50% strength value of the glass strength after immersion was less than 80% of the 50% strength value of the glass strength before immersion, it was evaluated as "C", when it was 80-90%, it was evaluated as "B”, and when it was more than 90% it was evaluated as "A".
  • Reference Signs List 10 10A: Optical fiber 11: Core 12: Clad 13: Glass fiber 14: Primary resin layer 15: Secondary resin layer 16: Coating resin layer 121: Inner clad 122: Trench 123: Outer clad

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Abstract

光ファイバは、コアおよ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ガラスファイバを被覆する被覆樹脂層とを備え、被覆樹脂層が、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有し、プライマリ樹脂層が、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する樹脂組成物の硬化物を含み、有機塩基の含有量が被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である。

Description

光ファイバ
　本開示は、光ファイバに関する。
　本出願は、２０２３年４月２８日出願の日本出願第２０２３－０７４３５５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備えている。被覆樹脂層は、例えば、ガラスファイバと接するプライマリ樹脂層と、プライマリ樹脂層の外周面に形成されるセカンダリ樹脂層を有している。光ファイバに側圧が付与された際に発生する微小な曲げにより誘起される伝送損失の増加を小さくするために、光ファイバには側圧特性を向上することが求められている。
　側圧特性を向上させるためには、プライマリ樹脂層のヤング率を下げること、またはセカンダリ樹脂層のヤング率を高めることが検討されている。例えば、特許文献１では、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することが検討されている。
特開２０１２－１１１６７４号公報
　本開示の一態様に係る光ファイバは、コアおよ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ガラスファイバを被覆する被覆樹脂層とを備え、被覆樹脂層が、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有し、プライマリ樹脂層が、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する樹脂組成物の硬化物を含み、有機塩基の含有量が、被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である。
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。 図２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。
［本開示が解決しようとする課題］
　光ファイバには、長期間水に浸漬された場合にも強度等の特性を維持することが求められている。しかしながら、低ヤング率のプライマリ樹脂層を備える光ファイバは、硬化度が低くなる傾向があり、温水に浸漬された場合にガラスファイバから被覆樹脂層が剥離して光ファイバの強度が低下しまうことがある。
　本開示は、耐温水性に優れ、長時間水に浸漬された場合にも強度を維持することができ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、耐温水性に優れ、長時間水に浸漬された場合にも強度を維持することができる光ファイバを提供することができる。
［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。
　（１）本開示の一形態に係る光ファイバは、コアおよ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ガラスファイバを被覆する被覆樹脂層と、を備え、被覆樹脂層が、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、を有し、プライマリ樹脂層が、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する樹脂組成物の硬化物を含み、有機塩基の含有量が、被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である。
　このような光ファイバは、ガラスファイバを直接被覆するプライマリ樹脂層に特定量の有機塩基を含有させることで、耐温水性に優れ、長時間水に浸漬された場合にも強度を維持することができる。
　（２）上記（１）において、耐温水性により優れる観点から、有機塩基が、芳香族アミン、芳香環を有する脂肪族アミン、複素環式アミン、および環状アミドからなる群より選ばれる少なくとも１種であってもよい。
　（３）上記（２）において、耐温水性をより向上する観点から、環状アミドが、δ－バレロラクタムまたはε－カプロラクタムであってもよい。
　（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、プライマリ樹脂層のガラスファイバに対する密着性を高める観点から、樹脂組成物が、シランカップリング剤を２種以上含んでもよい。
　（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、側圧特性に優れる観点から、プライマリ樹脂層のヤング率が、２３℃で０．６ＭＰａ以下であってもよい。
［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および光ファイバリボンの具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。本開示はこれらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ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。本実施形態において、（メタ）アクリレートは、アクリレートまたはそれに対応するメタクリレートを意味し、（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。なお、本明細書中、ｐｐｍは質量比率を示す。
（光ファイバ）
　本実施形態に係る光ファイバは、コアおよ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ガラスファイバを被覆する被覆樹脂層とを備える。被覆樹脂層は、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有し、プライマリ樹脂層が、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する樹脂組成物の硬化物を含む。有機塩基の含有量は、被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である。
　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およびクラッド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およ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およびクラッド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ガラス、または、純石英ガラスを用いることができ、クラッド１２には純石英ガラスまたはフッ素が添加された石英ガラスを用いることができる。
　図２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１０Ａにおいて、クラッド１２は、コア１１の外周を覆いコア１１の外周面に接する内クラッド１２１と、内クラッド１２１の外周を覆い内クラッド１２１の外周面に接するトレンチ１２２と、トレンチ１２２の外周を覆いトレンチ１２２の外周面に接する外クラッド１２３とを含んでいてもよい。耐温水特性の観点から、内クラッド１２１および外クラッド１２３には、塩素（Ｃｌ）を添加した石英ガラスを用いることができる。平均塩素質量濃度は、例えば、５００ｐｐｍ以上５０００ｐｐｍ以下または５００ｐｐｍ以上３０００ｐｐｍ以下である。トレンチ１２２には、フッ素を添加した石英ガラスを用いることができる。外クラッド１２３の平均ＯＨ質量濃度は、実質的にゼロである。ここで実質的にゼロとは、具体的には５０ｐｐｍ以下であることをいう。
　図１および図２において、例えば、ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）は１００μｍ以上１２５μｍ以下であってもよく、ガラスファイバ１３を構成するコア１１の直径（Ｄ１）は、７μｍ以上１５μｍ以下であってもよい。被覆樹脂層１６の厚さは、例えば、２２μｍ以上７０μｍ以下であってもよい。プライマリ樹脂層１４およびセカンダリ樹脂層１５の各層の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
　ガラスファイバ１３の外径（Ｄ２）は、１２５μｍ以上２２０μｍ以下、１５０μｍ以上２１０μｍ以下、または１７０μｍ以上１９０μｍ以下であってもよい。光ファイバ１０の外径は、２００μｍ以上２５０μｍ以下、２１０μｍ以上２４０μｍ以下、または２２０μｍ以上２３０μｍ以下であってもよい。
　プライマリ樹脂層１４は、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する紫外線硬化性の樹脂組成物を用いて形成することができる。
　樹脂組成物には、光重合性化合物に由来するアクリル酸等の酸成分が微量に含まれることがある。酸成分によりシランカップリング剤が加水分解されて失活し、樹脂組成物が経時変化することがある。これに対して、本実施形態に係る樹脂組成物は、有機塩基を含有するため、酸成分を中和してシランカップリング剤の失活を抑制することができるため、樹脂製造から一定時間経過後も耐温水性に優れる光ファイバを作製することができる。こような効果は、特にプライマリ樹脂層のヤング率が低い場合に高くなる。
　有機塩基としては、アミン化合物又はアミド化合物を用いることができる。アミン化合物としては、例えば、アニリン等の芳香族アミン、ベンジルアミン等の芳香環を有する脂肪族アミン、およびピロリジン、ピペリジン、ピリジン等の複素環式アミンが挙げられる。アミド化合物としては、例えば、δ－バレロラクタム、ε－カプロラクタム等の環状アミドが挙げられる。
　塩基性成分は、一般的にガラスを腐食することが知られている。塩基性成分の分子構造が大きいとその立体障害により、ガラスの腐食反応が起こり難くなるため、有機塩基は、芳香族アミン、芳香環を有する脂肪族アミン、複素環式アミン、または環状アミドであってもよい。シランカップリング剤の失活をより抑制できる観点から、有機塩基として複素環式アミンまたは環状アミドを用いてもよい。耐温水性をより向上する観点から、有機塩基としてδ－バレロラクタムまたはε－カプロラクタムを用いてもよい。
　有機塩基の含有量は、耐温水性を向上する観点から、被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である。有機塩基の含有量は、シランカップリング剤の失活を抑制する観点から、被覆樹脂層の総量を基準として８ｐｐｍ以上、１０ｐｐｍ以上、１００ｐｐｍ以上、５００ｐｐｍ以上、８００ｐｐｍ以上、または１０００ｐｐｍ以上であってもよく、ガラスの腐食を抑制する観点から、８５００ｐｐｍ以下、８０００ｐｐｍ以下、７０００ｐｐｍ以下、６０００ｐｐｍ以下、または５０００ｐｐｍ以下であってもよい。
　光重合性化合物は、ウレタン（メタ）アクリレートを含む。ウレタン（メタ）アクリレートとしては、例えば、ポリオール化合物、ポリイソシアネート化合物、および水酸基含有（メタ）アクリレート化合物を反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレートを用いることができる。ウレタン（メタ）アクリレートは、１種を単独でまたは２種以上混合して用いてもよい。
　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、およびビスフェノール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、およびジシクロヘキシルメタン４，４’－ジイソシアナートが挙げられる。水酸基含有（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールモノ（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、２－ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、およびトリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレートが挙げられる。
　プライマリ樹脂層のヤング率を調整する観点から、ポリオール化合物の数平均分子量（Ｍｎ）は、１０００以上１００００以下、１５００以上９０００以下、２０００以上８０００以下、または３０００以上６０００以下であってもよい。
　ウレタン（メタ）アクリレート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）、およびジブチルスズオキシドが挙げられる。易入手性または触媒性能の点から、触媒としてジブチルスズジラウレートまたはジブチルスズジアセテートを使用してもよい。
　ウレタン（メタ）アクリレート合成時に炭素数５以下の低級アルコールを使用してもよい。低級アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、２－メチル－２－プロパノール、１－ペンタノール、２－ペンタノール、３－ペンタノール、２－メチル－１－ブタノール、３－メチル－１－ブタノール、２－メチル－２－ブタノール、３－メチル－２－ブタノール、および２，２－ジメチル－１－プロパノールが挙げられる。
　プライマリ樹脂層のヤング率を調整する観点から、ウレタン（メタ）アクリレートの含有量は、樹脂組成物の総量１００質量部に対して、１５質量部以上８０質量部以下、２０質量部以上７０質量部以下、または３０質量部以上６０質量部以下であってもよい。
　本実施形態に係る光重合性化合物は、ウレタン（メタ）アクリレート以外の光重合性化合物（以下、「モノマー」という。）を更に含むことができる。
　モノマーとしては、重合性基を１つ有する単官能モノマー、重合性基を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、２－フェノキシエチル（メタ）アクリレート、３－フェノキシベンジルアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキサノールアクリレート、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、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、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ノニルフェノールエチレンオキサイド変性（メタ）アクリレート、トリシクロデカニル（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（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基含有モノマー；Ｎ－ビニルピロリドン、Ｎ－ビニルカプロラクタム、Ｎ－（メタ）アクリロイルモルホリン、Ｎ－（メタ）アクリロイルピペリジン、Ｎ－（メタ）アクリロイルピロリジン、３－（３－ピリジン）プロピル（メタ）アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール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－エチル（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；Ｎ－（メタ）アクリロイルオキシメチレンスクシンイミド、Ｎ－（メタ）アクリロイル－６－オキシヘキサメチレンスクシンイミド、Ｎ－（メタ）アクリロイル－８－オキシオクタメチレンスクシンイミド等のスクシンイミド系モノマーが挙げられる。
　他のモノマーとの共重合性に優れ、硬化速度を向上する観点から、単官能モノマーとして、環状構造を有するＮ－ビニルモノマーを用いてもよい。Ｎ－ビニルモノマーの含有量は、樹脂組成物の総量１００質量部に対して、１質量部以上１５質量部以下または２質量部以上１０質量部以下であってもよい。
　多官能モノマーとしては、例えば、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジイルジメチレンジ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ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、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、プロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ポリ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、ネオペンチルグリコールジ（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；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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、および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］イソシアヌレートが挙げられる。
　本実施形態に係る光重合性化合物は、樹脂層のヤング率を調整する観点から、アルキレンオキサイド変性された多官能モノマーを含んでもよい。アルキレンオキサイド変性された多官能モノマーは、エチレンオキサイド（ＥＯ）鎖およびプロピレンオキサイド（ＰＯ）鎖からなる群より選ばれる少なくとも１種を有してもよい。エチレンオキサイド鎖を「（ＥＯ）ｎ」、プロピレンオキサイド鎖を「（ＰＯ）ｎ」と表すことができる。ｎは１以上の整数であり、２以上または３以上であってもよく、３０以下、２５以下、または２０以下であってもよい。
　アルキレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレートとしては、例えば、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ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、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、およびプロピレンオキサイド変性ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。
　光重合開始剤は、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は、例えば、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（Ｏｍｎｉｒａｄ　１８４、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）、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（Ｏｍｎｉｒａｄ　９０７、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）、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（Ｏｍｎｉｒａｄ　ＴＰＯ、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）、およびビス（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（Ｏｍｎｉｒａｄ　８１９、ＩＧＭ　Ｒｅｓｉｎｓ社製）が挙げられる。
　光重合開始剤の含有量は、光重合性化合物の総量１００質量部に対して、１質量部以上１０質量部以下、２質量部以上８質量部以下、または３質量部以上７質量部以下であってもよい。光重合開始剤の含有量は、光重合性化合物の総量１００質量部に対して、０．２質量部以上、０．４質量部以上、または０．６質量部以上であってもよく、６質量部以下、５質量部以下、または４質量部以下であってもよい。
　シランカップリング剤は、樹脂組成物の硬化の妨げにならなければ、特に限定されない。シランカップリング剤としては、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、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、および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。本実施形態に係る樹脂組成物は、プライマリ樹脂層のガラスファイバに対する密着性を高める観点から、シランカップリング剤を２種以上含んでもよい。
　シランカップリング剤の含有量は、樹脂組成物の総量１００質量部に対して、０．１質量部以上５．０質量部以下、０．２質量部以上４．０質量部以下、または０．３質量部以上３．０質量部以下であってもよい。
　プライマリ樹脂層のヤング率は、光ファイバのガラス強度を向上する観点から、２３℃で０．６ＭＰａ以下、０．５５ＭＰａ以下、０．５ＭＰａ以下、または０．４ＭＰａ以下であってもよい。プライマリ樹脂層のヤング率の下限値は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上、０．１ＭＰａ以上、または０．２ＭＰａ以上であってもよい。プライマリ樹脂層のヤング率は、２３℃でのＰｕｌｌｏｕｔ　Ｍｏｄｕｌｕｓ（ＰＯＭ）法によって測定することができる。プライマリ樹脂層のヤング率は、ウレタン（メタ）アクリレートの種類、ウレタン（メタ）アクリレートの分子量、モノマーの種類、モノマーの配合量等により、調整することができる。
　セカンダリ樹脂層１５は、従来公知のセカンダリ樹脂層用の樹脂組成物を使用して形成してもよい。セカンダリ樹脂層１５は、例えば、ウレタン（メタ）アクリレート、モノマー、およ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。
　セカンダリ樹脂層１５のヤング率は、光ファイバの耐温水性をより向上する観点から、２３℃で８００ＭＰａ以上、１０００ＭＰａ以上、または１２００ＭＰａ以上であってもよい。セカンダリ樹脂層１５のヤング率は、靭性に優れる樹脂層を形成する観点から、２３℃で２０００ＭＰａ以下、１８００ＭＰａ以下、または１５００ＭＰａ以下であってもよい。セカンダリ樹脂層のヤング率は、被覆樹脂層の引張試験によって測定することができる。セカンダリ樹脂層のヤング率は、ウレタン（メタ）アクリレートの種類、ウレタン（メタ）アクリレートの分子量、モノマーの種類、モノマーの配合量等により、調整することができる。
　以下本開示に係る実施例およ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、本開示はこれら実施例に限定されない。
［プライマリ樹脂層用の樹脂組成物］
（光重合性化合物）
　光重合性化合物として、分子量４０００のポリプロピレングリコール、イソホロンジイソシアネート、およびヒドロキシエチルアクリレートを反応させて得られるウレタンアクリレート、ノニルフェニノールＥＯ変性アクリレート（ＥＯ－ＮＰＡ）、１，６－ヘキサンジオールジアクリレート（１，６－ＨＡＤ）、イソボルニルアクリレート、およびトリメチロールプロパントリアクリレートを準備した。
（光重合開始剤）
　光重合開始剤として、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（ＴＰＯ）を準備した。
（シランカップリング剤）
　シランカップリング剤として、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＳ）およびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を準備した。
（有機塩基）
　有機塩基として、δ－バレロラクタム、ε－カプロラクタム、ピリジン、アニリン、およびベンジルアミンを準備した。
　表１または表２に示す配合量（質量部）で、光重合性化合物、光重合開始剤、およびシランカップリング剤を混合した後、有機塩基を被覆樹脂層中の含有量が表１または表２に示す含有量（ｐｐｍ）となるように混合して、各試験例のプライマリ樹脂層用の樹脂組成物を作製した。
［セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物］
　分子量１０００のポリプロピレングリコール、イソホロンジイソシアネート、および２－ヒドロキシエチルアクリエートを反応させて得られるウレタン（メタ）アクリレートを準備した。このウレタン（メタ）アクリレート６０質量部と、イソボルニルアクリレート１９質量部と、トリメチロールプロパントリアクリレート２０質量部と、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質量部とを混合して、セカンダリ樹脂層用の樹脂組成物Ｓを調製した。
［光ファイバの作製］
　コアおよびクラッドから構成される直径１２５μｍのガラスファイバの外周に、試験例１～１１の樹脂組成物を用いて厚さ１７．５μｍのプライマリ樹脂層を形成し、更にその外周に樹脂組成物Ｓを用いて１５μｍのセカンダリ樹脂層を形成して、光ファイバを作製した。試験例１～９は実施例に相当し、試験例１０および１１は比較例に相当する。
（プライマリ樹脂層のヤング率）
　プライマリ樹脂層のヤング率を２３℃でのＰＯＭ法により測定した。光ファイバの２箇所を２つのチャック装置で固定し、２つのチャック装置の間の被覆樹脂層（プライマリ樹脂層およびセカンダリ樹脂層）部分を除去し、次いで、一方のチャック装置を固定し、他方のチャック装置を固定したチャック装置の反対方向に緩やかに移動させた。光ファイバにおける移動させるチャック装置に挟まれている部分の長さをＬ、チャック装置の移動量をＺ、プライマリ樹脂層の外径をＤｐ、ガラスファイバの外径をＤｆ、プライマリ樹脂層のポアソン比をｎ、チャック装置の移動時の荷重をＷとした場合、下記式からプライマリ樹脂層のヤング率を求めた。
　ヤング率（ＭＰａ）＝（（１＋ｎ）Ｗ／πＬＺ）×ｌｎ（Ｄｐ／Ｄｆ）
（セカンダリ樹脂層のヤング率）
　セカンダリ樹脂層のヤング率は、光ファイバからガラス部分を抜き取って得られるパイプ状の被覆樹脂層（長さ：５０ｍｍ以上）を用いて、２３℃での引張試験（標線間距離：２５ｍｍ）を行い、２．５％割線値から求めた。セカンダリ樹脂層のヤング率は１０００ＭＰａであった。
（有機塩基の含有量）
　被覆樹脂層に含まれる有機塩基の含有量は、ガスクロマトグラフィー装置（株式会社島津製作所製の商品名「ＧＣ－２０１０」）を用いて、以下の手順により求めた。まず、各有機塩基のエタノール標準液を用いて検量線を作成した。次に、光ファイバ０．５ｇを容器に入れ、エタノール５ｍＬを加えて蓋をして、超音波を６０分間あてて抽出液を得た。測定は、カラムとしてフロンティアラボ株式会社製のＵＡ－１（膜厚：０．２５μｍ、内径：０．２５ｍｍ、長さ：３０ｍ）を用い、１００℃（２０℃／分）→１６０℃（５℃／分）→２３０℃（６０℃／分）→３５０℃（１５分間保持）のカラム温度で行った。検出器としてＦＩＤを使用し、抽出液に含まれる有機塩基の量を定量することで、被覆樹脂層に含まれる有機塩基の含有量を算出した。
（温水試験）
　光ファイバの１．５５μｍの波長の光の伝送損失をＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｄｏｍａｉｎ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）法により測定した。次に、光ファイバを６０℃の温水に６０日間浸漬した後の１．５５μｍの波長の光の伝送損失を測定した。温水に浸漬前の伝送損失と温水に６０日間浸漬後の伝送損失の差が０．０５ｄＢ／ｋｍ以下の場合を「Ａ」、０．０５ｄＢ／ｋｍ超の場合を「Ｂ」と評価した。
（ガラス強度）
　光ファイバの束を８５℃の温水に６０日間浸漬し、浸漬前後のガラス強度を評価した。ガラス強度は５０％強度の測定により良否を判断した。５０％強度は、光ファイバの引張試験において被試験光ファイバの半数が破断する強度である。本試験例では、引張速度２５ｍｍ／分で各被試験光ファイバの引張試験を行った。浸漬前のガラス強度の５０％強度値に対し、浸漬後のガラス強度の５０％強度値が、８０％よりも小さい場合を「Ｃ」、８０～９０％の場合を「Ｂ」、９０％よりも大きい場合を「Ａ」と評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　１０，１０Ａ…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
　１２１…内クラッド
　１２２…トレンチ
　１２３…外クラッド

Claims (5)

  1. 　コアおよ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前記ガラスファイバを被覆する被覆樹脂層と、を備え、
    　前記被覆樹脂層が、前記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、を有し、
    　前記プライマリ樹脂層が、ウレタン（メタ）アクリレートを含む光重合性化合物、光重合開始剤、シランカップリング剤、および有機塩基を含有する樹脂組成物の硬化物を含み、
    　前記有機塩基の含有量が、前記被覆樹脂層の総量を基準として５ｐｐｍ以上９０００ｐｐｍ以下である、光ファイバ。
  2. 　前記有機塩基が、芳香族アミン、芳香環を有する脂肪族アミン、複素環式アミン、および環状アミドからなる群より選ばれる少なくとも１種である、請求項１に記載の光ファイバ。
  3. 　前記環状アミドが、δ－バレロラクタムまたはε－カプロラクタムである、請求項２に記載の光ファイバ。
  4. 　前記樹脂組成物が、前記シランカップリング剤を２種以上含む、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。
  5. 　前記プライマリ樹脂層のヤング率が、２３℃で０．６ＭＰａ以下である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光ファイバ。
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