光ファイバ心線
【課題】温度変化が起きやすい長期間の使用においてもガラスファイバの断線が生じず、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないので配線自由度が高く、製造性にも優れる光ファイバ心線を提供すること。
【解決手段】ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備えた光ファイバ心線であって、該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする
【解決手段】ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備えた光ファイバ心線であって、該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線に関し、特に機器内及び機器間における光配線に好適に利用可能な光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器内又は機器間で大量の情報を高速で伝送するために、光ファイバを使用する要求が高くなってきている。これは車載ネットワークの需要の高まりや、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の導入による光ファイバネットワークの急速な普及などを背景とするものである。このような機器内及び機器間での光ファイバの接続は、被覆を残して接続することが望ましい。
【０００３】
特許文献１では、図３に示すように、コア部４１とクラッド部４２とからなる裸ファイバの外周に非剥離性の予備被覆層４３と、軟質被覆層（プライマリ層）４４と、硬質被覆層（セカンダリ層）４５と、着色層４６とを設けた光ファイバ素線４０を開示している。該光ファイバ素線４０は、予備被覆層４３の厚みが２μｍ以上で且つその外径が１２５μｍであるとともに、予備被覆層４３のガラス転移温度が硬化被覆層４５のガラス転移温度よりも高い構成であり、これにより被覆除去を容易に行なうことができるとされている。被覆除去時には、非剥離性である予備被覆層４３までを残して軟質被覆層４４を含めた樹脂層が除去され、すなわち予備被覆層４３を有した状態で光ファイバの接続が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３９０２２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では予備被覆層４３を構成する素材については何ら検討されていない。今般、本発明者等の鋭意検討の結果、上記構成を有する光ファイバは、外部からせん断力を受けた時（例えば、光ファイバ切断時、被覆除去時）に当該予備被覆層４３に応力集中が生じ易いことによって、クラッド部４２と予備被覆層４３とが剥離し易いという問題があることが判った。
【０００６】
光ファイバ切断時や被覆除去時に剥離が生じると、光ファイバをフェルールに挿入する際に、ガラスファイバが剥き出しのままコネクタ付けされることになり、ガラスファイバの表面に傷が生じやすい状態となる。ガラスファイバ表面に傷が生じると、微小な傷であっても温度変化などの外部環境に影響を受けて使用中に拡大し、ひいてはガラスファイバの断線に至ることもある。したがって、クラッド部４２と予備被覆層４３とは強固に密着していることが求められる。
【０００７】
一般的に、層間の密着性を向上させる手段として、樹脂層にエポキシ官能性ポリシロキサンなどのシランカップリング剤を添加することが知られている。しかし、シランカップリング剤は失活し易く使用時毎に調製される必要があり、製造性に劣る問題があるとともに、紫外線硬化型樹脂の樹脂種によってはシランカップリング剤を含むことによって相溶性が悪くなり、品質が不安定になる問題がある。
【０００８】
一方、機器内又は機器間などの狭いスペースに配線される光配線においては、光ファイバの使用長は短いため（〜数メートル）、図３のように裸ファイバ（ガラスファイバ）の周囲を複数層の樹脂層で被覆することで単位長当りのロスの増加を防止する必要はあまりない。それよりも、配線される光ファイバがスペースを占めず、また、小径曲げが可能であるなどの配線作業性が良いことが望まれる。特に、複数のボード間で光信号を分配・集約するための光バックプレーン等のように、多数の光ファイバが高密度で配線される光機器類で用いられる光回路基板の場合には、その要求がさらに強い。また、高密度実装の電子光素子が混載された光回路基板の場合にも、光ファイバは基板上で高密度実装されたデバイスをかわして配線する必要があるので、スペースを占めないことが特に要求されるとともに、配線自由度が高いことが求められている。
【０００９】
例えば、ガラスファイバに隣接する非剥離性の紫外線硬化型樹脂層としてノボラック系エポキシ樹脂を使用することが知られているが、そのリジッドな分子構造を考慮すると、ファイバの被覆材として十分な伸びが得られず、狭いスペースにおいて小径で使用した場合に被覆割れの発生が懸念される。またその硬化に際しては、例えば光酸発生剤によるエポキシ官能基の重合反応が利用されるが、硬化速度が遅いことから製造性に劣るものである。
【００１０】
本発明は、従来の光ファイバ心線における上記課題に鑑みてなされたものであって、温度変化が起きやすい長期間の使用においてもガラスファイバの断線が生じず、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないので配線自由度が高く、製造性にも優れる光ファイバ心線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接するように設けられた非剥離性の紫外線硬化型樹脂層（以下、非剥離性密着層という）を有し、さらにその外周上に紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層を有する光ファイバ心線において、非剥離性密着層を特定の厚さとし、且つ、その組成をウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としてアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーの少なくとも１種を特定量含有させて構成することで、ガラスファイバと非剥離性密着層との密着力を顕著に向上できること、また小径曲げにも優れた適性を有し、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないことを知見するに至った。
また、かかる非剥離性密着層は、その形成材料としてシランカップリング剤を含まず、またベース樹脂の主成分がウレタンアクリレートであるため、製造性にも優れたものである。
本発明は、上記知見に基づいて達成されたものである。
【００１２】
すなわち本発明の光ファイバ心線は、
ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備え、
該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする（請求項１）。
このように本発明の光ファイバ心線は、ガラスファイバの外周面上に形成された特定の厚さの非剥離性密着層に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としてアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を特定量含有する樹脂組成物を用いることによって、ガラスファイバと硬質層である該非剥離性密着層との密着性を顕著に向上させている。従って、せん断による非剥離性密着層のガラスファイバからの剥離が抑制される。また、かかる構成の非剥離性密着層は小径曲げにも優れた適性を有しており、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが生じることはなく、優れた配線自由度を有する。さらに、非剥離性密着層の外周面上を被覆するオーバーコート層を備えることによって、光ファイバ心線の機械的強度や取り扱い性（作業性）を向上させることができる。
【００１３】
本発明の光ファイバ心線の好適形態は、上記光ファイバ心線において、前記アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種がアクリレート構造のモノマーであることを特徴とする（請求項２）。
アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種として、アクリレート構造のモノマーを用いることによって、ガラスファイバと非剥離性密着層との密着性が特に良好となる。
【００１４】
本発明の光ファイバ心線の別の好適形態は、上記光ファイバ心線において、開口数が０．１８〜０．３５であることを特徴とする（請求項３）。
開口数を当該値とすることで、一般的に使用される６２．５μｍのコア径を有するマルチモードファイバに分類される機器間、機器内配線用の光ファイバ心線として、高密度実装が可能となり、また、良好なマイクロベンド特性となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度変化が起きやすい長期間の使用においてもガラスファイバの断線が生じず、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないので配線自由度が高く、製造性にも優れる新規な光ファイバ心線を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光ファイバ心線の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ心線を用いた光ファイバテープ心線の一例を示す模式断面図である。
【図３】先行技術文献の光ファイバ素線の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光ファイバ心線の好ましい一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る光ファイバ心線２０は、図１の模式断面図に示すように、ガラスコア１１とガラスクラッド１２とからなるガラスファイバ１３の外周面上に、単層の紫外線硬化型樹脂からなる非剥離性密着層１４を有し、さらにその外周面上を被覆するオーバーコート層２１を有する。
【００１８】
ガラスファイバ１３は、機器内又は機器間などの狭いスペースに敷設される光配線に使用する目的のため、マルチモード光ファイバであることが好ましい。ガラスコア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、ガラスクラッド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。
ガラスコア１１とガラスクラッド１２との比屈折率差Δｎは１．０〜２．２％程度であることが好ましく、１．５〜２．０％程度であることがより好ましい。また、コア形状はグレーデッドインデックス型が好ましく、また、コア部の外側にマクロベンド損失耐性を向上する為のトレンチ部（周囲よりも屈折率の低い部分）を設けることが好ましい。
【００１９】
図１において、コア径（Ｄ１）は３０〜８０μｍ程度であることが好ましく、クラッド径（Ｄ２）は７０〜１２０μｍ程度であることが好ましい。コア径が３０μｍより小さいと受光素子との結合効率が悪くなり、８０μｍより大きいと高速伝送に不適当となる場合がある。また、クラッド径は７０μｍより小さいと光ファイバを製造する時に取り扱い性（作業性）が悪いために生産性が低下し、１２０μｍより大きいと小径に曲げた時の曲げ歪みが大きくなるので、静疲労により破断する危険が高くなる場合がある。すなわち機器内又は機器間などの狭いスペースに使用する目的に適さなくなる場合がある。
【００２０】
非剥離性密着層１４の厚さは、２．５μｍ〜３２．５μｍであり、１０〜３０μｍ程度が好ましい。２．５μｍより小さいと、周囲の微小なゴミなどが非剥離性密着層１４を貫通し破断する危険性があり、３２．５μｍより大きいと光ファイバの外径が大きくなり、インターコネクション用途を考えた場合、狭い筐体内のスペースに入れるためには不利となる。光ファイバ心線２０は、非剥離性密着層１４を除去することなくコネクタに接続可能である。
非剥離性密着層１４の外径（Ｄ３）は１６０μｍ以下とすることが好ましく、１２５μｍとすることがより好ましい。１６０μｍより大きいと、機器内での使用には不利となる場合がある。
【００２１】
また、非剥離性密着層１４のヤング率は６００ＭＰａ以上とすることが好ましく、１５００ＭＰａ以下とすることが好ましい。非剥離性密着層１４の弾性率が低いと光ファイバ心線２０を切断する時に、非剥離性密着層１４の切断面の平滑性が悪くなり、接続時に対向するガラス同士の接触が出来なくなる場合がある。このため、非剥離性密着層１４のヤング率を６００ＭＰａ以上とすることで、十分に硬く、脆性も高いので平滑な切断面を容易に得られる傾向となる。所望のヤング率は以下で説明する紫外線硬化型樹脂組成物の組成や配合を調整することで得られる。ヤング率は当該樹脂をシート状に硬化させて試験片を作製し、ＪＩＳＫ７１１３の規格に基づいて測定することができる。
【００２２】
非剥離性密着層１４は、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、ベース樹脂に対してアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まない。本明細書における「ベース樹脂」とは、オリゴマーとモノマーからなる紫外線硬化型樹脂を意味する。但し、本明細書におけるベース樹脂には、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種、並びに光開始剤は含まない。
非剥離性密着層１４は、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としているため、小径曲げ等による被覆材の割れも生じることがなく、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を１〜１０質量％含有することによって、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性が良好なものとなる。またシランカップリング剤を含まないことが、製造性と品質安定性に寄与する。シランカップリング剤の添加は紫外線硬化型樹脂組成物の使用直前に行われるが、シランカップリング剤は失活し易いので使用時毎に調製する必要があるからである。さらにシランカップリング剤は紫外線硬化型樹脂組成物との相溶性が悪く、品質を不安定にするからである。
【００２３】
このように、非剥離性密着層１４を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物には、ウレタンアクリレート、アミン系モノマー、必要に応じてベース樹脂の一種として添加される反応性モノマー、光開始剤及びその他の添加剤が含まれ、かかる紫外線硬化型樹脂組成物を硬化することにより、非剥離性密着層１４が形成される。なお、主成分となるウレタンアクリレートは、紫外線硬化型樹脂組成物中にオリゴマーとして５０〜６０質量％含まれることが好ましい。また、非剥離性密着層１４を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物には反応性モノマーを配合することが好ましく、ベース樹脂中に３５〜５５質量％とすることが好ましい。
【００２４】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる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、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチ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、芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられ、なかでも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が好ましい。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。
【００２５】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる反応性モノマーとしては、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、アクリロイルモルホリン、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、トリシクロデカンジイルジメチレンジアクリレート、エチレンオキサイドを付加させたビスフェノールＡのジアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレートなどの多官能モノマーが用いられる。
【００２６】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる光開始剤としては、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、酸化防止剤などが添加されていても良い。
【００２７】
紫外線硬化型樹脂組成物に必須成分として含まれるアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種としては特に限定されることはないが、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルホルムアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリンなどのアクレート構造やビニル構造のモノマーが挙げられ、特にアクレート構造のモノマーであることが好ましい。アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種は、ベース樹脂に対して１〜１０質量％、好ましくは１〜５質量％含まれる。
【００２８】
アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種の含有量を上記範囲とすることによって、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性を顕著に向上させることができ、光ファイバ心線２０が外部からせん断力を受けた場合においてもガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４とが剥離することがない。
また、光ファイバ心線２０は、高温・高湿環境下でも安定したガラス強度を維持することができる。この理由は、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性が向上したことに起因するものと推測される。一方、含有量が１０質量％を超えると吸水率が高くなるためガラス強度の維持が困難となり、１質量％未満では密着性向上の効果が得られない。
【００２９】
オーバーコート層２１は、非剥離性密着層１４の外周に設けられた除去性の被膜であり、単層であっても、二層以上が積層された構造であっても良く、その外径（Ｄ４）は２５０μｍ〜５００μｍ程度である。オーバーコート層２１を有することで、光ファイバ心線２０の配線時などにおける取り扱い性（作業性）が向上する。
【００３０】
オーバーコート層２１としては、非剥離性密着層１４と剥離し易い紫外線硬化型樹脂層であることが望ましい。本発明では、剥離効果を有するシリコーン添加剤と膨潤効果を有するエステル系化合物とをウレタンアクリレート樹脂などのベース樹脂に含んで構成される紫外線硬化型樹脂層とすることが好ましい。
【００３１】
剥離効果を有するシリコーン添加剤としては、Ｓｉを含む非反応性の高分子添加剤（Ｓｉ系高分子添加剤）が望ましい。
Ｓｉ系高分子添加剤は少量の添加量でもオーバーコート層２１を滑りやすくして除去性を向上させることができるが、市販されているＳｉ系高分子添加剤は、例えば平均分子量が約１７０００であっても分子量１０００以下の低分子量成分も含まれており、これらの低分子量成分は湿熱環境下では拡散や他層への移行の可能性がある。従って、Ｓｉ系高分子添加剤の添加量は、ベース樹脂に対して１質量％〜３質量％とすることが望ましい。
【００３２】
また、膨潤効果を有するエステル系化合物としては、−２０℃以上＋４０℃以下の温度条件で液体であり分子量分布のピークが１０００以上６０００以下であるＳｉ及びＦを含まない非反応性のエステル系高分子膨潤剤であることが好ましい。
【００３３】
上記エステル系高分子膨潤剤は、分子量１０００未満の低分子量成分をほとんど含まない。分子量分布は、例えば分子量が約４０００の単一ピークを有する。また元素にＦ、Ｓｉを含まないため、ベース樹脂（基材）と相溶性がよく、多量に添加することができる。高分子膨潤剤を多量に添加することで、硬化時及び低温時での収縮を抑えることができ、オーバーコート層２１の除去が容易になる。また、この高分子膨潤剤は１０００未満の分子量成分をほとんど持たないことにより、多量に添加しても湿熱環境下での拡散や他層への移行可能性は低い。また、高分子膨潤剤は非反応性で架橋に取り込まれないため、膨潤させる力が大きい。したがって、下地のガラスファイバ１３を締め付ける力を弱くでき、オーバーコート層２１を除去しやすくしている。エステル系高分子膨潤剤は、ベース樹脂に対して１０質量％〜２０質量％添加されることが望ましい。
【００３４】
オーバーコート層２１を上記の組成とすることで、低温下でも、換言すれば非加熱の状態でも、被覆に刃を切り込ませて心線の長手方向に移動させることで被覆を引き抜く方式の除去具を用いた手作業によってオーバーコート層２１を非剥離性密着層１４から所定の長さ（例えば５０ｍｍ）筒状に抜いて除去できるので、被覆除去性が向上する。
【００３５】
上述のように、光ファイバ心線２０は細径であり、好ましくは開口数を０．１８〜０．３５とすることで、一般的に使用される６２．５μｍのコア径を有するマルチモードファイバに分類される機器内又は機器間などの光ファイバ心線として、高密度実装に好適に使用することができる。また非剥離性密着層１４はガラスファイバ１３と強固に密着しているので、オーバーコート層２１を除去するときに一緒に除去されることない。そのため非剥離性密着層１４をつけたままでコネクタ接続ができるのでガラスファイバ１３の表面に傷がつきにくく、コネクタ部分での断線を防止することができる。
【００３６】
図２に、本発明の光ファイバ心線２０を使用した光ファイバテープ心線３０の好ましい一実施形態の模式断面図を示す。
図２に示す光ファイバテープ心線３０は、図１に示した光ファイバ心線２０を複数本並列に並べ、これらの複数本の光ファイバ心線２０の周囲を全長に渡って外被（外被層（テープ材層））３１により一体化してなる。図２では、非剥離性密着層１４の外径を１２５μｍとしているので、市販されているリムーバ（加熱式または非加熱式）を用いることで、外被層３１及びオーバーコート層２１を一括して除去可能であり、複数本の非剥離性密着層１４を有する光ファイバ心線２０を露出させることができる。
外被層３１となるテープ材としては、公知のウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂などを好適に使用でき、その厚さは２８０〜４５０μｍ程度である。
【００３７】
以上、光ファイバ心線２０の実施形態を一例として本発明の光ファイバ心線を説明したが、本発明は当該構成に限定されることはなく、例えばガラスファイバ１３をシングルモード光ファイバに置換することも可能であり、またオーバーコート層２１をガラスファイバ１３から離れる方向に軟質層、硬質層、着色層の３層から構成される紫外線硬化型樹脂層としてもよい。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【００３９】
［非剥離性密着層を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物の調製］
（１）実施例１の紫外線硬化型樹脂組成
ウレタンアクリレートとして、ポリテトラメチレングリコール、イソホロンジイソシアネート、ヒドロキシエチルアクリレートをおおよそ１：２：２の割合で反応させたものを用い、反応性モノマーとして、Ｎ-ビニルピロリドン、イソボルニルアクリレート、ＥＯ変性ビスフェノール含有ジアクリレートを加えたものをベース樹脂とした。このベース樹脂に対し、アミド系モノマーとして、ヒドロキシエチルアクリルアミドを３質量％、光開始剤として２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドを１質量％添加し、実施例１の樹脂組成物を調製した。
【００４０】
（２）比較例１の紫外線硬化型樹脂組成
比較例１の紫外線硬化型樹脂組成物は、ヒドロキシエチルアクリルアミドを非添加とする以外は実施例１と同様の組成で調製した。
【００４１】
（３）比較例２の紫外線硬化型樹脂組成（エポキシ官能性ポリシロキサン樹脂組成物）
下記式のエポキシ官能性ポリシロキサン９５質量部と下記触媒配合物５質量部を十分混合することにより、紫外線硬化型樹脂組成物を調製した。下記式のａ：ｂの比は１：１であり、Ｒはメチル基であった。この配合物を次いで琥珀色ガラス瓶中の０．２μｍのポリスルホンフィルターディスクを通して濾過した。３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１部を加えて、十分混合した。
前記触媒配合物は、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート４０質量部、Ｃ１０〜Ｃ１４アルコール混合物６０質量部および２−イソプロピルチオキサントン４質量部を用いた。
【００４２】
【化１】
【００４３】
［オーバーコート層を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物の調製］
（１）プライマリ層を構成する紫外線硬化型樹脂組成物の調整
攪拌機を備えた反応容器に、2,4−トリレンジイソシアナート１５０ｇ、ジブチル錫ジラウレート１ｇおよび重合開始剤として2,6−ジｔ−ブチル−４−メチルフェノール１ｇを仕込んだ。次に、ポリプロピレングリコール（旭ガラス（株）製：商品名ＥＸＥＮＯＬ３０２０、数平均分子量３０００）１６８０ｇを仕込み、約３０分間攪拌した後、ジブチル錫ジラウレート１ｇを加え、約２時間にわたって温度を４０〜５０℃に保ちながら反応させた。次いで、温度を４０〜５０℃に保持しながらヒドロキシエチルアクリレート６５ｇを添加して反応を完結させ、重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量は約６８００であった。
次に、この重合体７０質量部に、アロニックスＭ１１４ １９質量部、ｎ−ドデシルアクリレート５質量部、Ｎ−ビニルカプロラクタム６質量部および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド１．５質量部を加え、粘度が５０００ｃＰ（２５℃）の組成物を得た。なお、使用したｎ−ドデシルアクリレートのホモポリマーのガラス転移温度は−６０℃であった。
【００４４】
（２）セカンダリ層を構成する紫外線硬化型樹脂組成物の調整
反応容器にトリシクロデカンジメタノールジアクリレート７２０ｇ、イソホロンジイソシアネート１２５５ｇ、ジブチル錫ジラウレート４ｇ、フェノチアジン０．４ｇおよび2,6−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール１ｇを仕込んだ。反応容器を氷水で冷却しながら、これに２−ヒドロキシエチルアクリレート９２１ｇを内温が２０℃を超えない様にして内液を撹拌しながら添加した。添加終了後、内温を５〜２０℃に保持し、１時間攪拌を継続した後、トリシクロデカンジメタノール１６０ｇを内温が５０℃を超えない様にして、内液を攪拌しながら添加した。添加終了後、内温を４０〜５０℃に保持し、１時間攪拌を継続した後、数平均分子量２０００のポリテトラメチレングリコール（三菱化成製、ＴＭＧ２０００）１７２５ｇを内温を４０〜５０℃に保持して残留イソシアネートが０．１質量％以下になるまで攪拌を継続した。
得られたウレタンアクリレートの溶液のウレタンアクリレートとトリシクロデカンジメタノールジアクリレートの質量比は（１００:１７．７）である。
このウレタンアクリレート７９９質量部に、ヒドロキシエチルアクリレートブチルカルバメート６８質量部、Ｎ−ビニルピロリドン８０質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート３５質量部、ルシリン（商標）ＬＲ８７２８（ＢＡＳＦ社製）１０質量部、イルガキュア（商標）９０７（ＢＡＳＦ社製）５質量部およびイルガノックス（商標）１０３５（ＢＡＳＦ社製）を混合し、４０〜５０℃で３時間攪拌し、組成物を得た。
【００４５】
［光ファイバ心線の作成］
ガラスファイバとして、石英を主成分とするコア径（Ｄ１）が８０μｍ、クラッド径（Ｄ２）が１００μｍ、開口数が０．３０のＧＩファイバを使用した。そして、該ガラスファイバの外周面を、上記実施例１、比較例１および２の紫外線硬化性樹脂組成物を紫外線照射によって硬化させてなる非剥離性密着層にて被覆し、非剥離性密着層の外径（Ｄ３）を１２５μｍとした。次いでオーバーコート層用の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて、二層（ガラスファイバ側からプライマリ、セカンダリ）で構成されたオーバーコート層にて被覆し、オーバーコート層の外径（Ｄ４）を２４５μｍとして実施例１及び比較例１〜２の光ファイバ心線を得た。
また比較例３として、クラッド径（Ｄ２）が１２５μｍの非剥離性密着層を有さないガラスファイバについて、オーバーコート層用の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて、二層（ガラスファイバ側からプライマリ、セカンダリ）で構成されたオーバーコート層（外径：２４５μｍ）にて被覆し、光ファイバ心線を得た。
【００４６】
［光ファイバ心線の評価］
光ファイバ心線の評価方法およびその評価結果は以下の通りである。
【００４７】
＜コネクタ内断線改善効果＞
（１）実施例１及び比較例３の光ファイバ心線について、リムーバを使用して二層で構成されたオーバーコート層を除去した後、紙ヤスリ（粒度Ｎｏ．１０００）を表面に押付け（荷重：１０ｇ、時間：１秒間）、それをコネクタ付けした（各例について、ｎ＝１００）。実施例１では非剥離性密着層が残るが、比較例３ではガラスファイバが露出する。
（２）上記で得られたコネクタ付けした光ファイバ心線について、１００℃〜−２０℃（両端の温度で１時間保持、１℃／分で温度を上下）×１００サイクルのヒートサイクル試験を行った。
（３）上記ヒートサイクル試験後、コネクタの先端から波長０．８５ｎｍの光を入れて他方の端でその光が検出されるか否かを観察した。光が検出されれば断線なしとした。
【００４８】
（結果）
実施例１では、断線したものは０／１００（本）であった。一方、比較例３では１／１００（本）の断線が確認された。
【００４９】
＜ファイバ被覆破れ＞
（１）実施例１及び比較例１の光ファイバ心線について、１ｍの光ファイバ心線をマンドレル７φに巻き付けたものを１００℃で保持した（各例について、ｎ＝１５）。
（２）１０日後、被覆破れについて、目視で観察した。
【００５０】
（結果）
実施例１では、被覆破れしたものは０／１５（サンプル）であった。一方、比較例１では３／１５（サンプル）の被覆破れが確認された。
【００５１】
＜製造性＞
実施例１及び比較例２（シリコーン系エポキシ樹脂の光ファイバ）の紫外線硬化型樹脂組成物について、シートを作成し、紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ２照射してシートを硬化させ、そのシートのゲル分率を測定した。ヤング率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７１１３−１９９５の引張弾性率の試験方法に準拠してダンベル型の２号試験片を作成し、引張速度１ｍｍ／分でＮ＝５で測定した。ゲル分率は、シートの重量をＷ０とし、このシートから未硬化ゲル成分をＭＥＫ（メチルエチルケトン）で抽出した後の重量をＷとするとき、ゲル分率＝Ｗ／Ｗ０で表される。Ｎ＝２で測定した。
【００５２】
（結果）
測定結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１より、比較例２のヤング率は５９３ＭＰａ、ゲル分率は９６．２％と、実施例２と比較して低いことが分かる。実施例１ではゲル分率が９８％を超えほぼ完全に硬化した（フルキュア）が、比較例２では硬化が遅い。このことから実施例１の硬化性は比較例２と比較して良好であり、製造性が優れることが認められた。
【符号の説明】
【００５５】
２０ 光ファイバ心線、 １１ ガラスコア、 １２ ガラスクラッド、 １３ ガラスファイバ、 １４ 非剥離性密着層、 ２１ オーバーコート層、 ３０ 光ファイバテープ心線、 ３１ 外被（外被層）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ心線に関し、特に機器内及び機器間における光配線に好適に利用可能な光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機器内又は機器間で大量の情報を高速で伝送するために、光ファイバを使用する要求が高くなってきている。これは車載ネットワークの需要の高まりや、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）の導入による光ファイバネットワークの急速な普及などを背景とするものである。このような機器内及び機器間での光ファイバの接続は、被覆を残して接続することが望ましい。
【０００３】
特許文献１では、図３に示すように、コア部４１とクラッド部４２とからなる裸ファイバの外周に非剥離性の予備被覆層４３と、軟質被覆層（プライマリ層）４４と、硬質被覆層（セカンダリ層）４５と、着色層４６とを設けた光ファイバ素線４０を開示している。該光ファイバ素線４０は、予備被覆層４３の厚みが２μｍ以上で且つその外径が１２５μｍであるとともに、予備被覆層４３のガラス転移温度が硬化被覆層４５のガラス転移温度よりも高い構成であり、これにより被覆除去を容易に行なうことができるとされている。被覆除去時には、非剥離性である予備被覆層４３までを残して軟質被覆層４４を含めた樹脂層が除去され、すなわち予備被覆層４３を有した状態で光ファイバの接続が行なわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３９０２２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では予備被覆層４３を構成する素材については何ら検討されていない。今般、本発明者等の鋭意検討の結果、上記構成を有する光ファイバは、外部からせん断力を受けた時（例えば、光ファイバ切断時、被覆除去時）に当該予備被覆層４３に応力集中が生じ易いことによって、クラッド部４２と予備被覆層４３とが剥離し易いという問題があることが判った。
【０００６】
光ファイバ切断時や被覆除去時に剥離が生じると、光ファイバをフェルールに挿入する際に、ガラスファイバが剥き出しのままコネクタ付けされることになり、ガラスファイバの表面に傷が生じやすい状態となる。ガラスファイバ表面に傷が生じると、微小な傷であっても温度変化などの外部環境に影響を受けて使用中に拡大し、ひいてはガラスファイバの断線に至ることもある。したがって、クラッド部４２と予備被覆層４３とは強固に密着していることが求められる。
【０００７】
一般的に、層間の密着性を向上させる手段として、樹脂層にエポキシ官能性ポリシロキサンなどのシランカップリング剤を添加することが知られている。しかし、シランカップリング剤は失活し易く使用時毎に調製される必要があり、製造性に劣る問題があるとともに、紫外線硬化型樹脂の樹脂種によってはシランカップリング剤を含むことによって相溶性が悪くなり、品質が不安定になる問題がある。
【０００８】
一方、機器内又は機器間などの狭いスペースに配線される光配線においては、光ファイバの使用長は短いため（〜数メートル）、図３のように裸ファイバ（ガラスファイバ）の周囲を複数層の樹脂層で被覆することで単位長当りのロスの増加を防止する必要はあまりない。それよりも、配線される光ファイバがスペースを占めず、また、小径曲げが可能であるなどの配線作業性が良いことが望まれる。特に、複数のボード間で光信号を分配・集約するための光バックプレーン等のように、多数の光ファイバが高密度で配線される光機器類で用いられる光回路基板の場合には、その要求がさらに強い。また、高密度実装の電子光素子が混載された光回路基板の場合にも、光ファイバは基板上で高密度実装されたデバイスをかわして配線する必要があるので、スペースを占めないことが特に要求されるとともに、配線自由度が高いことが求められている。
【０００９】
例えば、ガラスファイバに隣接する非剥離性の紫外線硬化型樹脂層としてノボラック系エポキシ樹脂を使用することが知られているが、そのリジッドな分子構造を考慮すると、ファイバの被覆材として十分な伸びが得られず、狭いスペースにおいて小径で使用した場合に被覆割れの発生が懸念される。またその硬化に際しては、例えば光酸発生剤によるエポキシ官能基の重合反応が利用されるが、硬化速度が遅いことから製造性に劣るものである。
【００１０】
本発明は、従来の光ファイバ心線における上記課題に鑑みてなされたものであって、温度変化が起きやすい長期間の使用においてもガラスファイバの断線が生じず、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないので配線自由度が高く、製造性にも優れる光ファイバ心線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接するように設けられた非剥離性の紫外線硬化型樹脂層（以下、非剥離性密着層という）を有し、さらにその外周上に紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層を有する光ファイバ心線において、非剥離性密着層を特定の厚さとし、且つ、その組成をウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としてアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーの少なくとも１種を特定量含有させて構成することで、ガラスファイバと非剥離性密着層との密着力を顕著に向上できること、また小径曲げにも優れた適性を有し、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないことを知見するに至った。
また、かかる非剥離性密着層は、その形成材料としてシランカップリング剤を含まず、またベース樹脂の主成分がウレタンアクリレートであるため、製造性にも優れたものである。
本発明は、上記知見に基づいて達成されたものである。
【００１２】
すなわち本発明の光ファイバ心線は、
ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備え、
該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする（請求項１）。
このように本発明の光ファイバ心線は、ガラスファイバの外周面上に形成された特定の厚さの非剥離性密着層に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としてアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を特定量含有する樹脂組成物を用いることによって、ガラスファイバと硬質層である該非剥離性密着層との密着性を顕著に向上させている。従って、せん断による非剥離性密着層のガラスファイバからの剥離が抑制される。また、かかる構成の非剥離性密着層は小径曲げにも優れた適性を有しており、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが生じることはなく、優れた配線自由度を有する。さらに、非剥離性密着層の外周面上を被覆するオーバーコート層を備えることによって、光ファイバ心線の機械的強度や取り扱い性（作業性）を向上させることができる。
【００１３】
本発明の光ファイバ心線の好適形態は、上記光ファイバ心線において、前記アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種がアクリレート構造のモノマーであることを特徴とする（請求項２）。
アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種として、アクリレート構造のモノマーを用いることによって、ガラスファイバと非剥離性密着層との密着性が特に良好となる。
【００１４】
本発明の光ファイバ心線の別の好適形態は、上記光ファイバ心線において、開口数が０．１８〜０．３５であることを特徴とする（請求項３）。
開口数を当該値とすることで、一般的に使用される６２．５μｍのコア径を有するマルチモードファイバに分類される機器間、機器内配線用の光ファイバ心線として、高密度実装が可能となり、また、良好なマイクロベンド特性となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、温度変化が起きやすい長期間の使用においてもガラスファイバの断線が生じず、狭いスペースでの配線に必須の小径曲げ時にも被覆の割れが起こらないので配線自由度が高く、製造性にも優れる新規な光ファイバ心線を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の光ファイバ心線の一例を示す模式断面図である。
【図２】本発明の光ファイバ心線を用いた光ファイバテープ心線の一例を示す模式断面図である。
【図３】先行技術文献の光ファイバ素線の一例を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光ファイバ心線の好ましい一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る光ファイバ心線２０は、図１の模式断面図に示すように、ガラスコア１１とガラスクラッド１２とからなるガラスファイバ１３の外周面上に、単層の紫外線硬化型樹脂からなる非剥離性密着層１４を有し、さらにその外周面上を被覆するオーバーコート層２１を有する。
【００１８】
ガラスファイバ１３は、機器内又は機器間などの狭いスペースに敷設される光配線に使用する目的のため、マルチモード光ファイバであることが好ましい。ガラスコア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、ガラスクラッド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。
ガラスコア１１とガラスクラッド１２との比屈折率差Δｎは１．０〜２．２％程度であることが好ましく、１．５〜２．０％程度であることがより好ましい。また、コア形状はグレーデッドインデックス型が好ましく、また、コア部の外側にマクロベンド損失耐性を向上する為のトレンチ部（周囲よりも屈折率の低い部分）を設けることが好ましい。
【００１９】
図１において、コア径（Ｄ１）は３０〜８０μｍ程度であることが好ましく、クラッド径（Ｄ２）は７０〜１２０μｍ程度であることが好ましい。コア径が３０μｍより小さいと受光素子との結合効率が悪くなり、８０μｍより大きいと高速伝送に不適当となる場合がある。また、クラッド径は７０μｍより小さいと光ファイバを製造する時に取り扱い性（作業性）が悪いために生産性が低下し、１２０μｍより大きいと小径に曲げた時の曲げ歪みが大きくなるので、静疲労により破断する危険が高くなる場合がある。すなわち機器内又は機器間などの狭いスペースに使用する目的に適さなくなる場合がある。
【００２０】
非剥離性密着層１４の厚さは、２．５μｍ〜３２．５μｍであり、１０〜３０μｍ程度が好ましい。２．５μｍより小さいと、周囲の微小なゴミなどが非剥離性密着層１４を貫通し破断する危険性があり、３２．５μｍより大きいと光ファイバの外径が大きくなり、インターコネクション用途を考えた場合、狭い筐体内のスペースに入れるためには不利となる。光ファイバ心線２０は、非剥離性密着層１４を除去することなくコネクタに接続可能である。
非剥離性密着層１４の外径（Ｄ３）は１６０μｍ以下とすることが好ましく、１２５μｍとすることがより好ましい。１６０μｍより大きいと、機器内での使用には不利となる場合がある。
【００２１】
また、非剥離性密着層１４のヤング率は６００ＭＰａ以上とすることが好ましく、１５００ＭＰａ以下とすることが好ましい。非剥離性密着層１４の弾性率が低いと光ファイバ心線２０を切断する時に、非剥離性密着層１４の切断面の平滑性が悪くなり、接続時に対向するガラス同士の接触が出来なくなる場合がある。このため、非剥離性密着層１４のヤング率を６００ＭＰａ以上とすることで、十分に硬く、脆性も高いので平滑な切断面を容易に得られる傾向となる。所望のヤング率は以下で説明する紫外線硬化型樹脂組成物の組成や配合を調整することで得られる。ヤング率は当該樹脂をシート状に硬化させて試験片を作製し、ＪＩＳＫ７１１３の規格に基づいて測定することができる。
【００２２】
非剥離性密着層１４は、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、ベース樹脂に対してアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まない。本明細書における「ベース樹脂」とは、オリゴマーとモノマーからなる紫外線硬化型樹脂を意味する。但し、本明細書におけるベース樹脂には、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種、並びに光開始剤は含まない。
非剥離性密着層１４は、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分としているため、小径曲げ等による被覆材の割れも生じることがなく、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種を１〜１０質量％含有することによって、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性が良好なものとなる。またシランカップリング剤を含まないことが、製造性と品質安定性に寄与する。シランカップリング剤の添加は紫外線硬化型樹脂組成物の使用直前に行われるが、シランカップリング剤は失活し易いので使用時毎に調製する必要があるからである。さらにシランカップリング剤は紫外線硬化型樹脂組成物との相溶性が悪く、品質を不安定にするからである。
【００２３】
このように、非剥離性密着層１４を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物には、ウレタンアクリレート、アミン系モノマー、必要に応じてベース樹脂の一種として添加される反応性モノマー、光開始剤及びその他の添加剤が含まれ、かかる紫外線硬化型樹脂組成物を硬化することにより、非剥離性密着層１４が形成される。なお、主成分となるウレタンアクリレートは、紫外線硬化型樹脂組成物中にオリゴマーとして５０〜６０質量％含まれることが好ましい。また、非剥離性密着層１４を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物には反応性モノマーを配合することが好ましく、ベース樹脂中に３５〜５５質量％とすることが好ましい。
【００２４】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる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、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチ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、芳香族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられ、なかでも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が好ましい。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。
【００２５】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる反応性モノマーとしては、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、アクリロイルモルホリン、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、トリシクロデカンジイルジメチレンジアクリレート、エチレンオキサイドを付加させたビスフェノールＡのジアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレートなどの多官能モノマーが用いられる。
【００２６】
紫外線硬化型樹脂組成物に含まれる光開始剤としては、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、酸化防止剤などが添加されていても良い。
【００２７】
紫外線硬化型樹脂組成物に必須成分として含まれるアミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種としては特に限定されることはないが、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、Ｎ−ビニルホルムアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリンなどのアクレート構造やビニル構造のモノマーが挙げられ、特にアクレート構造のモノマーであることが好ましい。アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種は、ベース樹脂に対して１〜１０質量％、好ましくは１〜５質量％含まれる。
【００２８】
アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種の含有量を上記範囲とすることによって、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性を顕著に向上させることができ、光ファイバ心線２０が外部からせん断力を受けた場合においてもガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４とが剥離することがない。
また、光ファイバ心線２０は、高温・高湿環境下でも安定したガラス強度を維持することができる。この理由は、ガラスファイバ１３と非剥離性密着層１４との密着性が向上したことに起因するものと推測される。一方、含有量が１０質量％を超えると吸水率が高くなるためガラス強度の維持が困難となり、１質量％未満では密着性向上の効果が得られない。
【００２９】
オーバーコート層２１は、非剥離性密着層１４の外周に設けられた除去性の被膜であり、単層であっても、二層以上が積層された構造であっても良く、その外径（Ｄ４）は２５０μｍ〜５００μｍ程度である。オーバーコート層２１を有することで、光ファイバ心線２０の配線時などにおける取り扱い性（作業性）が向上する。
【００３０】
オーバーコート層２１としては、非剥離性密着層１４と剥離し易い紫外線硬化型樹脂層であることが望ましい。本発明では、剥離効果を有するシリコーン添加剤と膨潤効果を有するエステル系化合物とをウレタンアクリレート樹脂などのベース樹脂に含んで構成される紫外線硬化型樹脂層とすることが好ましい。
【００３１】
剥離効果を有するシリコーン添加剤としては、Ｓｉを含む非反応性の高分子添加剤（Ｓｉ系高分子添加剤）が望ましい。
Ｓｉ系高分子添加剤は少量の添加量でもオーバーコート層２１を滑りやすくして除去性を向上させることができるが、市販されているＳｉ系高分子添加剤は、例えば平均分子量が約１７０００であっても分子量１０００以下の低分子量成分も含まれており、これらの低分子量成分は湿熱環境下では拡散や他層への移行の可能性がある。従って、Ｓｉ系高分子添加剤の添加量は、ベース樹脂に対して１質量％〜３質量％とすることが望ましい。
【００３２】
また、膨潤効果を有するエステル系化合物としては、−２０℃以上＋４０℃以下の温度条件で液体であり分子量分布のピークが１０００以上６０００以下であるＳｉ及びＦを含まない非反応性のエステル系高分子膨潤剤であることが好ましい。
【００３３】
上記エステル系高分子膨潤剤は、分子量１０００未満の低分子量成分をほとんど含まない。分子量分布は、例えば分子量が約４０００の単一ピークを有する。また元素にＦ、Ｓｉを含まないため、ベース樹脂（基材）と相溶性がよく、多量に添加することができる。高分子膨潤剤を多量に添加することで、硬化時及び低温時での収縮を抑えることができ、オーバーコート層２１の除去が容易になる。また、この高分子膨潤剤は１０００未満の分子量成分をほとんど持たないことにより、多量に添加しても湿熱環境下での拡散や他層への移行可能性は低い。また、高分子膨潤剤は非反応性で架橋に取り込まれないため、膨潤させる力が大きい。したがって、下地のガラスファイバ１３を締め付ける力を弱くでき、オーバーコート層２１を除去しやすくしている。エステル系高分子膨潤剤は、ベース樹脂に対して１０質量％〜２０質量％添加されることが望ましい。
【００３４】
オーバーコート層２１を上記の組成とすることで、低温下でも、換言すれば非加熱の状態でも、被覆に刃を切り込ませて心線の長手方向に移動させることで被覆を引き抜く方式の除去具を用いた手作業によってオーバーコート層２１を非剥離性密着層１４から所定の長さ（例えば５０ｍｍ）筒状に抜いて除去できるので、被覆除去性が向上する。
【００３５】
上述のように、光ファイバ心線２０は細径であり、好ましくは開口数を０．１８〜０．３５とすることで、一般的に使用される６２．５μｍのコア径を有するマルチモードファイバに分類される機器内又は機器間などの光ファイバ心線として、高密度実装に好適に使用することができる。また非剥離性密着層１４はガラスファイバ１３と強固に密着しているので、オーバーコート層２１を除去するときに一緒に除去されることない。そのため非剥離性密着層１４をつけたままでコネクタ接続ができるのでガラスファイバ１３の表面に傷がつきにくく、コネクタ部分での断線を防止することができる。
【００３６】
図２に、本発明の光ファイバ心線２０を使用した光ファイバテープ心線３０の好ましい一実施形態の模式断面図を示す。
図２に示す光ファイバテープ心線３０は、図１に示した光ファイバ心線２０を複数本並列に並べ、これらの複数本の光ファイバ心線２０の周囲を全長に渡って外被（外被層（テープ材層））３１により一体化してなる。図２では、非剥離性密着層１４の外径を１２５μｍとしているので、市販されているリムーバ（加熱式または非加熱式）を用いることで、外被層３１及びオーバーコート層２１を一括して除去可能であり、複数本の非剥離性密着層１４を有する光ファイバ心線２０を露出させることができる。
外被層３１となるテープ材としては、公知のウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂などを好適に使用でき、その厚さは２８０〜４５０μｍ程度である。
【００３７】
以上、光ファイバ心線２０の実施形態を一例として本発明の光ファイバ心線を説明したが、本発明は当該構成に限定されることはなく、例えばガラスファイバ１３をシングルモード光ファイバに置換することも可能であり、またオーバーコート層２１をガラスファイバ１３から離れる方向に軟質層、硬質層、着色層の３層から構成される紫外線硬化型樹脂層としてもよい。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【００３９】
［非剥離性密着層を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物の調製］
（１）実施例１の紫外線硬化型樹脂組成
ウレタンアクリレートとして、ポリテトラメチレングリコール、イソホロンジイソシアネート、ヒドロキシエチルアクリレートをおおよそ１：２：２の割合で反応させたものを用い、反応性モノマーとして、Ｎ-ビニルピロリドン、イソボルニルアクリレート、ＥＯ変性ビスフェノール含有ジアクリレートを加えたものをベース樹脂とした。このベース樹脂に対し、アミド系モノマーとして、ヒドロキシエチルアクリルアミドを３質量％、光開始剤として２，４，４−トリメチルペンチルホスフィンオキサイドを１質量％添加し、実施例１の樹脂組成物を調製した。
【００４０】
（２）比較例１の紫外線硬化型樹脂組成
比較例１の紫外線硬化型樹脂組成物は、ヒドロキシエチルアクリルアミドを非添加とする以外は実施例１と同様の組成で調製した。
【００４１】
（３）比較例２の紫外線硬化型樹脂組成（エポキシ官能性ポリシロキサン樹脂組成物）
下記式のエポキシ官能性ポリシロキサン９５質量部と下記触媒配合物５質量部を十分混合することにより、紫外線硬化型樹脂組成物を調製した。下記式のａ：ｂの比は１：１であり、Ｒはメチル基であった。この配合物を次いで琥珀色ガラス瓶中の０．２μｍのポリスルホンフィルターディスクを通して濾過した。３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン１部を加えて、十分混合した。
前記触媒配合物は、ビス（ドデシルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート４０質量部、Ｃ１０〜Ｃ１４アルコール混合物６０質量部および２−イソプロピルチオキサントン４質量部を用いた。
【００４２】
【化１】
【００４３】
［オーバーコート層を形成するための紫外線硬化型樹脂組成物の調製］
（１）プライマリ層を構成する紫外線硬化型樹脂組成物の調整
攪拌機を備えた反応容器に、2,4−トリレンジイソシアナート１５０ｇ、ジブチル錫ジラウレート１ｇおよび重合開始剤として2,6−ジｔ−ブチル−４−メチルフェノール１ｇを仕込んだ。次に、ポリプロピレングリコール（旭ガラス（株）製：商品名ＥＸＥＮＯＬ３０２０、数平均分子量３０００）１６８０ｇを仕込み、約３０分間攪拌した後、ジブチル錫ジラウレート１ｇを加え、約２時間にわたって温度を４０〜５０℃に保ちながら反応させた。次いで、温度を４０〜５０℃に保持しながらヒドロキシエチルアクリレート６５ｇを添加して反応を完結させ、重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量は約６８００であった。
次に、この重合体７０質量部に、アロニックスＭ１１４ １９質量部、ｎ−ドデシルアクリレート５質量部、Ｎ−ビニルカプロラクタム６質量部および2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド１．５質量部を加え、粘度が５０００ｃＰ（２５℃）の組成物を得た。なお、使用したｎ−ドデシルアクリレートのホモポリマーのガラス転移温度は−６０℃であった。
【００４４】
（２）セカンダリ層を構成する紫外線硬化型樹脂組成物の調整
反応容器にトリシクロデカンジメタノールジアクリレート７２０ｇ、イソホロンジイソシアネート１２５５ｇ、ジブチル錫ジラウレート４ｇ、フェノチアジン０．４ｇおよび2,6−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール１ｇを仕込んだ。反応容器を氷水で冷却しながら、これに２−ヒドロキシエチルアクリレート９２１ｇを内温が２０℃を超えない様にして内液を撹拌しながら添加した。添加終了後、内温を５〜２０℃に保持し、１時間攪拌を継続した後、トリシクロデカンジメタノール１６０ｇを内温が５０℃を超えない様にして、内液を攪拌しながら添加した。添加終了後、内温を４０〜５０℃に保持し、１時間攪拌を継続した後、数平均分子量２０００のポリテトラメチレングリコール（三菱化成製、ＴＭＧ２０００）１７２５ｇを内温を４０〜５０℃に保持して残留イソシアネートが０．１質量％以下になるまで攪拌を継続した。
得られたウレタンアクリレートの溶液のウレタンアクリレートとトリシクロデカンジメタノールジアクリレートの質量比は（１００:１７．７）である。
このウレタンアクリレート７９９質量部に、ヒドロキシエチルアクリレートブチルカルバメート６８質量部、Ｎ−ビニルピロリドン８０質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート３５質量部、ルシリン（商標）ＬＲ８７２８（ＢＡＳＦ社製）１０質量部、イルガキュア（商標）９０７（ＢＡＳＦ社製）５質量部およびイルガノックス（商標）１０３５（ＢＡＳＦ社製）を混合し、４０〜５０℃で３時間攪拌し、組成物を得た。
【００４５】
［光ファイバ心線の作成］
ガラスファイバとして、石英を主成分とするコア径（Ｄ１）が８０μｍ、クラッド径（Ｄ２）が１００μｍ、開口数が０．３０のＧＩファイバを使用した。そして、該ガラスファイバの外周面を、上記実施例１、比較例１および２の紫外線硬化性樹脂組成物を紫外線照射によって硬化させてなる非剥離性密着層にて被覆し、非剥離性密着層の外径（Ｄ３）を１２５μｍとした。次いでオーバーコート層用の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて、二層（ガラスファイバ側からプライマリ、セカンダリ）で構成されたオーバーコート層にて被覆し、オーバーコート層の外径（Ｄ４）を２４５μｍとして実施例１及び比較例１〜２の光ファイバ心線を得た。
また比較例３として、クラッド径（Ｄ２）が１２５μｍの非剥離性密着層を有さないガラスファイバについて、オーバーコート層用の紫外線硬化型樹脂組成物を用いて、二層（ガラスファイバ側からプライマリ、セカンダリ）で構成されたオーバーコート層（外径：２４５μｍ）にて被覆し、光ファイバ心線を得た。
【００４６】
［光ファイバ心線の評価］
光ファイバ心線の評価方法およびその評価結果は以下の通りである。
【００４７】
＜コネクタ内断線改善効果＞
（１）実施例１及び比較例３の光ファイバ心線について、リムーバを使用して二層で構成されたオーバーコート層を除去した後、紙ヤスリ（粒度Ｎｏ．１０００）を表面に押付け（荷重：１０ｇ、時間：１秒間）、それをコネクタ付けした（各例について、ｎ＝１００）。実施例１では非剥離性密着層が残るが、比較例３ではガラスファイバが露出する。
（２）上記で得られたコネクタ付けした光ファイバ心線について、１００℃〜−２０℃（両端の温度で１時間保持、１℃／分で温度を上下）×１００サイクルのヒートサイクル試験を行った。
（３）上記ヒートサイクル試験後、コネクタの先端から波長０．８５ｎｍの光を入れて他方の端でその光が検出されるか否かを観察した。光が検出されれば断線なしとした。
【００４８】
（結果）
実施例１では、断線したものは０／１００（本）であった。一方、比較例３では１／１００（本）の断線が確認された。
【００４９】
＜ファイバ被覆破れ＞
（１）実施例１及び比較例１の光ファイバ心線について、１ｍの光ファイバ心線をマンドレル７φに巻き付けたものを１００℃で保持した（各例について、ｎ＝１５）。
（２）１０日後、被覆破れについて、目視で観察した。
【００５０】
（結果）
実施例１では、被覆破れしたものは０／１５（サンプル）であった。一方、比較例１では３／１５（サンプル）の被覆破れが確認された。
【００５１】
＜製造性＞
実施例１及び比較例２（シリコーン系エポキシ樹脂の光ファイバ）の紫外線硬化型樹脂組成物について、シートを作成し、紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ２照射してシートを硬化させ、そのシートのゲル分率を測定した。ヤング率の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７１１３−１９９５の引張弾性率の試験方法に準拠してダンベル型の２号試験片を作成し、引張速度１ｍｍ／分でＮ＝５で測定した。ゲル分率は、シートの重量をＷ０とし、このシートから未硬化ゲル成分をＭＥＫ（メチルエチルケトン）で抽出した後の重量をＷとするとき、ゲル分率＝Ｗ／Ｗ０で表される。Ｎ＝２で測定した。
【００５２】
（結果）
測定結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
表１より、比較例２のヤング率は５９３ＭＰａ、ゲル分率は９６．２％と、実施例２と比較して低いことが分かる。実施例１ではゲル分率が９８％を超えほぼ完全に硬化した（フルキュア）が、比較例２では硬化が遅い。このことから実施例１の硬化性は比較例２と比較して良好であり、製造性が優れることが認められた。
【符号の説明】
【００５５】
２０ 光ファイバ心線、 １１ ガラスコア、 １２ ガラスクラッド、 １３ ガラスファイバ、 １４ 非剥離性密着層、 ２１ オーバーコート層、 ３０ 光ファイバテープ心線、 ３１ 外被（外被層）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備えた光ファイバ心線であって、
該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする光ファイバ心線。
【請求項２】
前記アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種がアクリレート構造のモノマーであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項３】
開口数が０．１８〜０．３５であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ心線。
【請求項１】
ガラスコア及びガラスクラッドからなるガラスファイバと、該ガラスファイバの外周面上に該ガラスファイバに隣接する非剥離性密着層と、該非剥離性密着層の外周面上を被覆する紫外線硬化型樹脂からなるオーバーコート層とを備えた光ファイバ心線であって、
該非剥離性密着層は、層厚みが２．５μｍ〜３２．５μｍであるとともに、ウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂を主成分とし、アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種をベース樹脂に対して１〜１０質量％含有し、且つ、シランカップリング剤を含まないことを特徴とする光ファイバ心線。
【請求項２】
前記アミン系モノマーおよび非環状アミド系モノマーから選ばれる少なくとも１種がアクリレート構造のモノマーであることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
【請求項３】
開口数が０．１８〜０．３５であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ心線。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−１３１６６７（Ｐ２０１２−１３１６６７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５５０６（Ｐ２０１０−２８５５０６）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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