(57)【要約】      （修正有）【課題】難燃性の紫外線硬化性のタイトバッファーコーティングを含む光ファイバー及びバッファ組成物を提供する。【解決手段】ファイバーの上にコートされた難燃性の紫外線硬化性のタイトバッファーコーティングを含む光ファイバーにおいて、該タイトバッファーコーティングが、実質的にハロゲンを含まず、且つ少なくとも約２２パーセントの限界酸素指数を有すること、且つファイバーが少なくとも３００メートル／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたとき、該タイトバッファーコーティングが約１８００グラム未満の剥離力により上記ファイバーから除去され得る光ファイバー。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバーの上にコートされた難燃性の紫外線硬化性のタイトバッファーコーティングを含む光ファイバーにおいて、該タイトバッファーコーティングが、実質的にハロゲンを含まず、且つ少なくとも約２２パーセントの限界酸素指数を有すること、且つファイバーが少なくとも３００メートル／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたとき、該タイトバッファーコーティングが約１８００グラム未満の剥離力により上記ファイバーから除去され得ることを特徴とする光ファイバー。
【請求項２】
該タイトバッファーコーティングされたファイバーが、アンダーライターズラボラトリーズ規格ＵＬ１５８１に従う難燃性テストに合格するところの請求項１記載の光ファイバー。
【請求項３】
光ファイバーの上にコートされた難燃性の紫外線硬化性のタイトバッファーコーティングを含む光ファイバーにおいて、該タイトバッファーコーティングが、実質的にハロゲンを含まず、且つ少なくとも約２４％の限界酸素指数を有すること、且つファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたとき、該タイトバッファーコーティングが約１８００ｇ未満の剥離力により上記ファイバーから除去され得ることを特徴とする光ファイバー。
【請求項４】
該タイトバッファーコーティングされたファイバーが、アンダーライターズラボラトリーズ規格ＵＬ１５８１に従う難燃性テストに合格するところの請求項３記載の光ファイバー。
【請求項５】
該タイトバッファーコーティングがハロゲンを実質上含まず且つ少なくとも約２６％の限界酸素指数を有する請求項３記載の光ファイバー。
【請求項６】
該タイトバッファーコーティングがハロゲンを実質上含まず且つ少なくとも約２８％の限界酸素指数を有する請求項３記載の光ファイバー。
【請求項７】
ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたとき、該タイトバッファーコーティングが約１６００ｇ未満の剥離力により該ファイバーから除去され得るところの請求項３記載の光ファイバー。
【請求項８】
ファイバーが約３００ｍ／分のライン速度で約９００ミクロンの直径までへと被覆され、且つ紫外線硬化性タイトバッファーコーティングが少なくとも約８０％のＲＡＵパーセントを有する、請求項３記載の光ファイバー。
【請求項９】
難燃性の紫外線硬化性タイトバッファーコーティングを含む請求項８記載の光ファイバーにおいて、該ファイバーが少なくとも約４００ｍ／分のライン速度で約９００ミクロンの直径までへと被覆されており、且つ紫外線硬化性タイトバッファーコーティングが少なくとも約８０％のＲＡＵパーセントを有するところの請求項８記載の光ファイバー。
【請求項１０】
該タイトバッファーコーティングが約１４００ｇ未満の剥離力で該ファイバーから除去され得るところの、請求項８記載の光ファイバー。
【請求項１１】
実質的にハロゲンを含まない、難燃性の紫外線硬化性タイトバッファーコーティングを含む光ファイバーにおいて、８５０ｎｍにおいて約０．８ｄＢ／km以下の追加された信号損失減衰を有する光ファイバー。
【請求項１２】
未硬化状態において該タイトバッファーコーティングが、
少なくとも１の照射硬化性モノマー又はオリゴマー、および
金属水酸化物、金属炭酸塩、金属酸化物、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィンオキシド類、難燃性窒素含有へテロ環状エチレン性不飽和化合物；リン含有アクリレート及びメタクリレート官能性オリゴマー及びこれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも１の難燃性物質
を含む請求項１記載の光ファイバー。
【請求項１３】
該オリゴマーがウレタンアクリレートオリゴマーである、請求項１２記載の光ファイバー。
【請求項１４】
未硬化状態において該タイトバッファーコーティングが、
少なくとも１の照射硬化性モノマー又はオリゴマー、および
金属水酸化物、金属炭酸塩、金属酸化物、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィンオキシド類、難燃性窒素含有へテロ環状エチレン性不飽和化合物；リン含有アクリレート及びメタクリレート官能性オリゴマー及びこれらの混合物からなる群から選ばれた少なくとも１の難燃性物質を含む請求項３記載の光ファイバー。
【請求項１５】
ファイバーが約４００ｍ／分の加工速度で約９００ミクロンの直径までへと被覆され、且つ紫外線硬化性タイトバッファーコーティングが少なくとも約８０％のＲＡＵパーセントを有する、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項１６】
該難燃性物質が、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びこれらの混合物よりなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項１７】
該難燃性物質が、炭酸カルシウム、炭酸アルミニウムおよびこれらの混合物よりなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項１８】
該難燃性物質が、酸化アンチモン、酸化チタンおよびこれらの混合物よりなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項１９】
該難燃性物質が、リン酸エステル又はホスホン酸エステル、トリフェニルホスフェート、ジエチルエチルホスホネート、トリス（２−シアノエチル）ホスフィンオキシド、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項２０】
該難燃性物質が、五官能性メラミンアクリレート、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのアクリル酸またはメタクリル酸エステル、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアクリロイルヘキサヒドロトリアジン、及びこれらの混合物よりなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項２１】
該難燃性物質が、エチレン性不飽和リン含有ウレタンオリゴマーからなる群から選ばれる、請求項１４記載の光ファイバー。
【請求項２２】
未硬化の状態において、照射硬化性官能基を有する少なくとも１のモノマーまたはオリゴマーおよびハロゲンを含まない難燃性物質を含む照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物において、該コーティング組成物は、光ファイバー上にコーティングされそして硬化されたときに、少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し且つ該ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該光ファイバーから除去され得るところのコーティング組成物。
【請求項２３】
シリコーン添加物をさらに含む請求項２２記載の組成物。
【請求項２４】
該組成物が、上記光ファイバー上で硬化されたときに、アンダーライターズラボラトリーズ規格ＵＬ１５８１に従う低減された難燃性のテストに合格する、請求項２２記載の組成物。
【請求項２５】
未硬化の状態において、照射硬化性官能基を有する少なくとも１のモノマーまたはオリゴマーおよびハロゲンを含まない難燃性物質を含む照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物において、該コーティング組成物は、光ファイバー上にコーティングされそして硬化されたときに、少なくとも約２４％の限界酸素指数を有し且つ該ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該光ファイバーから除去され得るところのコーティング組成物。
【請求項２６】
シリコーン添加物をさらに含む請求項２５記載の組成物。
【請求項２７】
該タイトバッファーコーティング組成物が、金属水酸化物、金属炭酸塩、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィンオキシド類、窒素含有ヘテロ環状エチレン性不飽和化合物、リン含有アクリレート及びメタクリレート官能性オリゴマー状化合物およびこれらの混合物よりなる群から選ばれた金属酸化物から選ばれた少なくとも１の難燃性物質を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項２８】
該組成物が、三水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びこれらの混合物よりなる群から選ばれた難燃性物質を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項２９】
該組成物が、炭酸カルシウム、炭酸アルミニウム及びこれらの混合物を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３０】
該組成物が、酸化アンチモン、酸化チタン及びこれらの混合物を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３１】
該タイトバッファーコーティングが、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、トリフェニルホスフェート、ジエチルエチルホスホネート、トリス（２−シアノエチル）ホスフィンオキシド及びこれらの混合物よりなる群から選ばれた難燃性物質を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３２】
該組成物が、五官能性メラミンアクリレート、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのアクリル酸またはメタクリル酸エステル、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアクリロイルヘキサヒドロトリアジン及びこれらの混合物を含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３３】
該組成物が、エチレン性不飽和リン含有ウレタンオリゴマーを含む、請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３４】
該組成物が、該光ファイバー上で硬化されたときに、８５０ｎｍにおいて約０．８ｄＢ／km以下の信号損失減衰を有し、かつ１３００ｎｍにおいて約０．４ｄＢ／ｋｍ以下の信号損失減衰を有する請求項２５記載のタイトバッファーコーティング組成物。
【請求項３５】
該組成物が、上記光ファイバー上で硬化されたときに、アンダーライターズラボラトリーズ規格ＵＬ１５８１に従う低減された難燃性のテストに合格する、請求項２５記載の組成物。
【請求項３６】
未硬化の状態において、照射硬化性官能基を有する少なくとも１のモノマーまたはオリゴマー、三酸化アルミニウムおよびポリアリールホスフェートを含む、照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物において、該組成物が、少なくとも３００メートル／分のライン速度で光ファイバーに施与されそして硬化された時に、８５０ｎｍにおいて約０．８ｄＢ／ｋｍ以下の微小曲げ信号損失減衰及び１３００ｄＢ／kmにおいて約０．４ｄＢ／km以下の微小曲げ信号損失減衰及び約１８００ｇ未満の剥離力を有するコーティングされた光ファイバーをもたらすところのコーティング組成物。
【請求項３７】
難燃性光ファイバーを製造する方法において、
（Ａ）タイトバッファーコーティング組成物を用意すること、但し該タイトバッファーコーティング組成物は、実質的にハロゲンを含まず、硬化された時に少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し、且つ該ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングを被覆されたときに、約１８００ｇ未満の剥離力で該ファイバーから除去されることができる、
（Ｂ）該タイトバッファー組成物を光ファイバーに施与すること、そして該タイトバッファー組成物を硬化すること、
を含む方法。
【請求項３８】
光ファイバーをタイトバッファーコーティング組成物で被覆することを含む、難燃性光ファイバーを製造する方法であって、該タイトバッファーコーティング組成物は実質上ハロゲンを含まず、かつ、硬化されたときに少なくとも約２４％の限界酸素指数を有し、ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で上記コーティングにより被覆されたとき、約１８００ｇ未満の剥離力により上記ファイバーから除去され得るところの、方法。
【請求項３９】
照射硬化性光ファイバータイトバッファー組成物において、
（Ａ）該組成物の総重量に対して約１０重量％〜約７０重量％のウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、但し該ウレタンアクリレートオリゴマーは、リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを含まない、
（Ｂ）該組成物の総重量に対して約５重量％〜約３０重量％の１以上の反応性希釈剤、
（Ｃ）該組成物の総重量に対して約１０重量％〜約７０重量％の１以上のハロゲン不含難燃性物質、及び
（Ｄ）該組成物の総重量に対して約０．１重量％〜約１５重量％の光開始剤、
を含む組成物。
【請求項４０】
（Ｅ）該組成物の総重量に対して約０．５重量％〜約１０重量％のシリコーン添加物を更に含む請求項３９記載の組成物。
【請求項４１】
１以上の難燃性物質が三水酸化アルミニウムを包含する請求項３９記載の組成物。
【請求項４２】
該コーティング組成物が、光ファイバーにコーティングされそして硬化されたときに、少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し、且つファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングにより被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該光ファイバーから除去されることができるところの、請求項３９記載の照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物。
【請求項４３】
照射硬化性光ファイバータイトバッファー組成物において、
（Ａ）該組成物の総重量に対して約１０重量％〜約７０重量％のリン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、
（Ｂ）該組成物の総重量に対して約５重量％〜約３０重量％の１以上の反応性希釈剤、及び
（Ｃ）該組成物の総重量に対して約０重量％〜約７０重量％の１以上のハロゲン不含難燃性物質、但し該１以上の難燃性物質はウレタンアクリレート系のリンに基づくオリゴマーを含まない、及び
（Ｄ）該組成物の総重量に対して約０．１重量％〜約１５重量％の光開始剤
を含む組成物。
【請求項４４】
（Ｅ）該組成物の総重量に対して約０．５重量％〜約１０重量％のシリコーン添加物を更に含む請求項４３記載の照射硬化性組成物。
【請求項４５】
１以上の難燃性物質が三水酸化アルミニウムを包含する請求項４３記載の組成物。
【請求項４６】
該組成物が、光ファイバーにコーティングされそして硬化されたときに、少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し、且つファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングにより被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該光ファイバーから除去されることができるところの、請求項４３記載の照射硬化性光ファイバータイトバッファー組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、光ファイバーの難燃性のバッファーコーティング組成物に関し、さらに特定すると、コーティングされた光ファイバーに高速度で施与でき硬化できる、難燃性の光ファイバーバッファーコーティング組成物に関する。本発明は、市販の熱可塑性バッファー用組成物よりも効率的に硬化できる、光ファイバーの難燃性のコーティング組成物にも関する。本発明は、難燃性バッファーコーティング組成物を用いてコーティングされた光ファイバー、及びそのような光ファイバーをつくる方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
光ガラスファイバーは、多くの場合、光ファイバーが加熱炉中で線引きされ、製造された直後に、一緒になって一次コーティングを形成するところの、２種又はそれ以上の照射硬化型のコーティング材を重ね合わせてコーティングされる。光ガラスファイバーと直接接触するコーティングは「内側一次コーティング」と呼ばれ、上塗りのコーティングは「外側一次コーティング」と呼ばれる。古い参考文献では、内側一次コーティングはしばしば単に「一次コーティング」と呼ばれ、外側一次コーティングは「二次コーティング」と呼ばれていたが、明確にする理由から、この術語は数年前に業界で廃止された。内側一次コーティングは外側一次コーティングより柔らかい。
【０００３】
単層コーティング（「単コーティング」）も光ファイバーをコーティングするのに使うことができる。単コーティングは、一般に、より柔らかい内側一次コーティング及びより固い外側一次コーティングの中間の特性（例えば、固さ）を有する。
【０００４】
比較的柔らかい内側一次コーティングは、コーティングされた光ファイバーの信号伝送能力の減衰をもたらし、従って望ましくない微小曲げへの抵抗力を提供する。より固い外側一次コーティングは、コーティングされたファイバーがリボン及び／又はケーブルに成形されるときに受けるような取り扱い時の外力への抵抗を与える。
【０００５】
光ファイバーコーティング組成物は、それが内側一次コーティング、外側一次コーティング、又は単コーティングのどれであれ、一般に、硬化前には、液状のエチレン性不飽和媒体に溶解、又は分散した多エチレン性不飽和単量体又はオリゴマー、及び光開始剤を含む。コーティング組成物は、典型的には光ファイバーに液体状で施与され、次いで光活性化作用のある照射に曝され、硬化が生じる。
【０００６】
導波路、内側一次コーティング、及び外側一次（又は二次）コーティングを含む光ファイバーは、典型的には約２５０ミクロンの直径を有する。内側一次コーティングは典型的には２０〜４０ミクロンの施与厚さを有し、また、外側一次コーティングは典型的には約２０〜４０ミクロンの施与厚さを有する。
【０００７】
多重路通信の目的のために、複数のコーティングされた光ファイバーを含む光ファイバー集合体が用いられている。光ファイバー集合体の例にはリボン状集合体及びケーブルが含まれる。典型的なリボン状集合体は、複数の平行に並べられた、個々にコーティングされた光ファイバーをマトリックス物質により一緒に結合させてつくられる。マトリックス物質は個々の光ファイバーを整列させて保持し、取り扱い及び架設時にファイバーを保護する機能を有する。しばしば、ファイバーは、一般におよそ２から２４ファイバーを含む、全体的に平たいひも状の構造を有する、「テープ様」のリボン構造に配列される。用途により、複数のリボン状集合体は結合されて、数個から約１０００個の個々にコーティングされた光ファイバーを有するケーブルになる。リボン状集合体の例は、欧州特許出願公開第１９４８９１号に記載されている。複数のリボン状集合体が、例えば米国特許第４，９０６，０６７号に開示されているように、共に結合されてケーブルとされることができる。
【０００８】
「リボン状集合体」という用語は、上に説明したテープ様のリボン状集合体だけでなく、光ファイバーの束も意味する。光ファイバーの束は、例えば複数の他の光ファイバーにより囲まれた、少なくとも１個の中央のファイバーを持つ、実質的に環状の配列であることができる。あるいは、束は正方形や台形等の他の断面形状を持っていてもよい。
【０００９】
光ファイバー集合体に使用されるコーティングされた光ファイバー（又は導波路）は、ガラスであれ、ずっと最近になって使用されるようになったプラスチックであれ、個々のコーティングされた光ファイバーの識別を容易にするために通常、着色される。典型的には、光ファイバーはインキコーティングと呼ばれる外側着色層でコーティングされるか、又はその代わりに、所望の色を与えるために着色剤が外側一次コーティングに加えられる。
【００１０】
インキ層が施与される場合には、それは典型的には約４〜８ミクロンの施与厚さを有する。内側一次コーティング、外側一次コーティング、及びインキ層でコーティングされた光ファイバーは、典型的には約２６０ミクロンの直径を有する。
【００１１】
典型的には、ファイバーで光リボン状集合体又はケーブルのマトリックス物質は、２つのケーブルの繋ぎ、又はファイバーの入力又は出力装置への接合を容易にするために、個々のコーティングされた光ファイバーから分離される。マトリックス物質は、ファイバーの外側一次コーティング又は着色されたインキコーティングに対して僅かの作用しかなく又は作用なしに、コーティングされたファイバーから除去できることが非常に望ましい。マトリックス物質の良好な除去特性は、色符号の付されたファイバーの視識別を容易に保つだけでなく、除去作業中に導波路が損傷するのも防ぐ。
【００１２】
周知の内側一次コーティング、外側一次コーティング、及びインキ又は着色コーティングでコーティングされた光ファイバーは、そのようなファイバーについて作業するのを困難にし、取り扱いの目的からは必ずしも十分でない、比較的小さい直径を有することが、当技術分野でよく知られている。光ファイバーを緩いバッファー管中に束ねることは知られている。当該管は、光ファイバーをゲル型のバッファー層で取り囲み、さらにそれを管物質で取り囲んだものを含む。取り扱い性を改善し、また光ファイバーの保護に資するために、ファイバーにタイト（密な）バッファーコーティングを「被せる」ことが知られている。光ファイバーの被覆は、典型的にはファイバーの直径を約２５０ミクロンから約６００ミクロン乃至約９００ミクロンの直径に増加するために実施される。好ましい形態としては、ファイバーの増加された直径は、約４００ミクロンから約９００ミクロンまでの範囲に入る。被覆は、構内ネットワーク、所内用途、及び商業施設のような用途に望ましい。被覆をされたファイバーは、追加のゲル充填又はバッファーの必要なく、当該技術分野で知られた緩いバッファー管に束ねられることができる。
【００１３】
タイトバッファーコーティングの光学的接着特性及び耐久特性は、光ファイバーをつくるのに典型的に使用される内側一次、外側一次、及びインキの各組成物について、これらの特性がそうである程に厳格ではないので、押出された熱可塑性物質例えばポリ塩化ビニルがこれまでタイトバッファーコーティングとして使用されてきた。しかし、ポリ塩化ビニル系タイトバッファーコーティングのような熱可塑性物質は、特にタイトバッファーコーティングされた光ファイバーの需要が増加しているので、望ましくない。
【００１４】
押出された熱可塑性バッファーコーティングを施与する装置は高価であり、熱可塑性材料は短時間の作業には適しないし、さらに当該コーティングを施与するのは困難である。熱可塑性コーティングの他の欠点は、それらは施与の間中加熱されなければならないこと、それらは比較的小さい、例えば概略２５０ミクロンから９００ミクロンの金型孔を通して押出さなければならないこと、それらは冷却されなければならず、これは光ファイバーに望ましくないストレスを与えること、及びそれらは光ファイバーが製造される高ライン速度でコーティングするのに適合されないことである。押出された熱可塑性材料を、１００ｍ／分を越える速度のような高ライン速度で、コーティングされた光ファイバーに施与する種々の試みがなされてきた。押出された熱可塑性材料のそのようなライン速度での施与は、熱可塑性バッファーコーティングが光ファイバーから容易に剥離できない故に、これまで不満足なものであった。
【００１５】
熱可塑性バッファーコーティングの剥離は、下にあるインキ、二次又は一次コーティングの各層への損傷の原因となることが見出されている。押出された熱可塑性材料を高ライン速度で施与しようとする試みは、結果として微小曲げにより誘発される容認できない信号損失減衰につながりうることも知られている。
【００１６】
最近、当業界では紫外線硬化できるタイトバッファーコーティングを提供しようとする試みがなされている。例えば、米国特許第６，２０８，７９０号は、そのようなコーティングを記載しているが、本特許は難燃性タイトバッファーコーティングを記載していないし、難燃性である紫外線硬化できるコーティング材料も記載していない。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１９４８９１号公報
【特許文献２】米国特許第４，９０６，０６７号公報
【特許文献３】米国特許第６，２０８，７９０号公報
【特許文献４】米国特許第５，４５８，９８４号公報
【非特許文献１】限界酸素指数（ＬＯＩ）の試験方法  ＡＳＴＭ  Ｄ２８６３−９７  試験方法  Ａ
【非特許文献２】燃焼試験方法  アンダーライターズラボラトリーＵＬ１５８１規格
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
光ファイバーに被覆を施与するのに適しており、光活性化作用のある照射、即ち、紫外線の照射により硬化できる難燃性タイトバッファーコーティング組成物を提供すること、ならびに光ファイバーの製造業者に周知の既存の機械及び既存の方法で使用できるようなコーティングを提供することが、当技術分野において有利であろう。そのような機械には、それに限られないが、コーティングされたファイバーにインキを施与する機械及びリボン製造機が含まれる。その上、難燃性タイトバッファーコーティングが、下にあるインキ、二次又は一次コーティングへ損傷を与えることなく、ファイバーから容易に取り除けるのであれば望ましいであろう。微小曲げにより誘発される容認できない信号損失減衰を光ファイバーに引き起こすことなく、高速度で難燃性タイトバッファーコーティングが、コーティングされたファイバーに施与されて硬化できれば、とりわけ望ましいであろう。
【００１８】
従って、容認できない微小曲げ信号損失減衰を引き起こすことなく、高速度で被覆され硬化される、紫外線硬化性難燃性バッファー材料の必要性は存在している。また、下にあるインキ、二次及び／又は一次コーティング層への損傷を引き起こすことなく、光ファイバーから容易に取り除かれる、紫外線硬化性難燃性バッファー物質の必要性も存在している。本発明は、その好ましい実施態様として、これらの望ましい特質、及び任意的にその他の望ましい特質をも有する組成物を提供する。  
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、紫外線硬化性難燃性タイトバッファーコーティングを含む光ファイバーを提供する。タイトバッファーコーティングは、少なくとも１種の難燃性物質を含み、少なくとも２２％の限界酸素指数を有する。限界酸素指数（ＬＯＩ）は、試験方法ＡＳＴＭ  Ｄ２８６３−９７、試験方法Ａにより決定され、これは引用することにより本明細書に組み込まれる。好ましくは、コーティングはハロゲンを含まないか、実質的にハロゲンを含まない。本明細書での用い方として、実質的にハロゲンを含まないとの用語は、コーティング組成物中のハロゲン量が約５重量％より少なく、より好ましくは約２重量％より少なく、最も好ましくは約１重量％より少ないことを意味する。本発明におけるハロゲンの％は、コーティング組成物の全重量に対するハロゲン原子の重量％として定義される。従って、組成物が、本明細書でその用語が用いられる場合に、実質的にハロゲンを含まない限りにおいて、ハロゲンは組成物に不純物として、又は意図的に、例えばハロゲン含有の難燃剤、静電気防止剤のようなコーティング添加剤、フッ素化界面活性添加剤等、及び顔料の使用を通して、などのよく知られた形で、含まれうると考えられる。
【００２０】
本発明は、さらに照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物を提供する。該組成物は、未硬化の状態で、照射硬化性官能基を持つ少なくとも１種の単量体又はオリゴマー、及び少なくとも１種の難燃性物質、好ましくは、ハロゲンを含まない難燃性物質を含有する。従って、バッファーコーティングは、硬化前及び／又は硬化後に種々の物理的特性の１つ又は全てを有する。バッファーコーティングは、ある実施態様では、少なくとも２４％の限界酸素指数（ＬＯＩ）を有し、好ましくは、実質的にハロゲンを含まない。バッファーコーティングは、ある実施態様では、容認できない微小曲げによる信号損失減衰を引き起こすことなく、高ライン速度で被覆されうる。ライン速度とは、タイトバッファーコーティングがファイバー（１種以上の先のコーティングが既に施与されたファイバーを含む）に被覆され、硬化される速度を意味する。他の実施態様では、バッファーコーティングは、当該光ファイバー上で硬化されたときに、その後に、下にあるインキ、二次又は一次コーティング層への損傷なく、光ファイバーから容易に取り除かれる。加えて、当コーティングは、当該光ファイバー上で硬化されたときに、微小曲げにより誘発される信号損失減衰の容認できない増加を引き起こすことがない。本発明のバッファーコーティングを被覆された光ファイバーは、アンダーライターズラボラトリーＵＬ１５８１規格に準拠した燃焼試験に合格する。
【００２１】
より具体的な実施態様では、本発明は、未硬化の状態で、照射硬化性官能基を持つ少なくとも１種の単量体又はオリゴマー、及び少なくとも１種の難燃性物質、好ましくは、ハロゲンを含まない難燃性物質を含有し、該組成物が、硬化されたときに、例えば、アンダーライターズラボラトリー手順ＵＬ１５８１（引用することにより本明細書に組み込まれる）に規定された条件下の炎に曝されたときに自己消火性挙動を示す、照射硬化性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物を提供する。難燃剤は、金属水酸化物、炭酸金属塩、酸化金属顔料、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィンオキシド類、リン含有エチレン性不飽和オリゴマー化合物、及びこれらの混合物からなる群から望ましくは選ばれる。本実施態様のコーティングは、硬化されると、少なくとも２２％の限界酸素指数（ＬＯＩ）を有し、本発明のコーティングはまた、少なくとも２４％、少なくとも２６％、又は２８％以上までもの限界酸素指数（ＬＯＩ）を有することができる。
【００２２】
本発明は、タイトバッファーコーティング組成物で光ファイバーを被覆することを含む、難燃性光ファイバーの製法において、タイトバッファーコーティング組成物が、硬化されると、少なくとも２２％、少なくとも２４％、少なくとも２６％、又は少なくとも２８％の限界酸素指数（ＬＯＩ）を有し、当該光ファイバーの下にあるインキ、又はコーティング層への損傷なく、容易に取り除かれることができる方法をも提供する。加えて、光ファイバーの加工工程及びバッファーコーティング組成物の硬化は、押出成形された熱可塑性組成物の加工のための現行技術水準に比較して、増加した生産性が得られる高速度で実施できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のある実施態様におけるコーティング組成物は、炎に暴露されたときに自己消火性挙動を示す。同様に、該コーティング組成物で被覆された光ファイバーは、特別に優れた難燃性を示す。この自己消火性挙動又は難燃性は、本発明のこれらの実施態様におけるタイトバッファーコーティングされた光ファイバーを、ファイバーの可燃性の減少によりもたらされる安全性の増加の故に、家屋内での、及び／又は商業的な使用に特に有用にする。本発明のコーティング組成物は、被覆用コーティングとして有用である。意外にも、元素の酸化物、水酸化物、及び炭酸塩のような粒状難燃剤を含有する紫外線硬化性タイトバッファーコーティング組成物は、毎分約３００メートル（ｍ／分）以上のライン速度での高速硬化が可能であり、望ましい微小曲げ信号損失減衰特性及び望ましい剥離性を示すことが見出された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、１つの実施態様として、紫外線硬化性タイトバッファーコーティング組成物で被覆された難燃性光ファイバーを提供する。該タイトバッファーコーティング組成物は、少なくとも１種の難燃剤を含み、硬化されると、少なくとも２２％の限界酸素指数を有する。硬化された組成物はまた、少なくとも２４％、少なくとも２６％、又は２８％以上さえの限界酸素指数（ＬＯＩ）を有していてもよい。好ましくは、硬化されたバッファーコーティングは、被覆された光ファイバーから、下にあるインキ、二次又は一次コーティングへの損傷なく、容易に取り除かれる。さらに、難燃性コーティングは、当該光ファイバー上で硬化されたときに、微小曲げにより誘発される信号損失減衰の容認できない増加を引き起こさない。本発明の種々の実施態様での硬化されたタイトバッファー組成物の物理的特性は、光ファイバーに被覆された硬化組成物について測定できるし、あるいは、概略２５０ミクロンの厚さを持つフィルムの形でタイトバッファー組成物をキャスト成形しても測定できることが理解されるだろう。好ましい本発明の実施態様としては、タイトバッファーコーティング組成物及び光ファイバー上のタイトバッファーコーティングは、ハロゲンを含まない。他の実施態様としては、タイトバッファーコーティング組成物及び光ファイバー上のタイトバッファーコーティングは、実質的にハロゲンを含まない。他の実施態様としては、タイトバッファーコーティング組成物は、当技術分野で公知の光ファイバー被覆装置で少なくとも３００ｍ／分のライン速度で被覆された光ファイバーに施与され、硬化できる。タイトバッファーコーティング組成物は、少なくとも４００ｍ／分、少なくとも６００ｍ／分、及びさらに９００ｍ／分、１０００ｍ／分、又はそれ以上のような、もっと高いライン速度でも硬化できる。
【００２５】
本発明の光ファイバーは、慣用の当技術分野で公知の光ファイバーを含む。そのような光ファイバーは、典型的には、ガラス又はプラスチックのコア（即ち、導波路）、導波路上のクラッディング、クラッディング上の一次コーティング、及び一次コーティング上の二次コーティングを含む。二次コーティングは公知のように、異なる個々のファイバーを識別する方法として着色されてもよい。その代わりに、上に説明した光ファイバーは二次コーティング上に（公知の）「インキ」層を含んでもよい。インキ層は、この場合も個々のファイバーを識別する方法として着色されてもよいし、他の識別のための標識を付されてもよい。
【００２６】
本発明の１つの実施態様に従って、慣用の光ファイバーはタイトバッファーコーティング組成物でコーティングされる。タイトバッファーコーティング組成物は、同等の装置を用いて二次コーティング、インキ層、又はマトリックス物質に施与できる。該コーティングは、タイトバッファーコーティングされた光ファイバーに難燃特性を与える、少なくとも１種の難燃剤を含む。好ましくは、光ファイバーが繋ぎや、入力又は出力装置への接続その他のためにアクセスされ得るように、硬化されたタイトバッファーコーティングは、次の隣接した層例えば外側の一次コーティング、インキ層、又はさらにマトリックス層等から剥離できる。硬化されたバッファーコーティングは、好ましくは、下にあるコーティングたとえばマトリックス物質、インキ、二次又は一次コーティングへの損傷を引き起こすことなく、コーティングされた光ファイバーから剥離できる。
【００２７】
本発明の他の実施態様に従って、紫外線硬化性タイトバッファーコーティング組成物が提供される。タイトバッファーコーティング組成物は、光活性化作用のある照射に曝されると重合可能な少なくとも１種の官能基を持つ、１種以上の照射硬化性オリゴマー又は単量体を含有する。適当な照射硬化性オリゴマー又は単量体は、今やよく知られており当分野の技術水準にある。
【００２８】
通常、使用される照射硬化性官能性は、エチレン性不飽和であり、それはラジカル重合又はカチオン重合により重合する。適当なエチレン性不飽和の特定の例は、アクリル酸エステル、メタクル酸エステル、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、Ｎ−置換アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、マレイン酸エステル、及びフマル酸エステルを含む群である。好ましくは、エチレン性不飽和は、アクリル酸エステル、メタクル酸エステル、Ｎ−ビニル又はスチレン官能性を含む群により提供される。
【００２９】
一般に使用される他の型の官能性は、例えばエポキシ類、又はチオール−エン又はアミン−エン系により与えられる。エポキシ類はカチオン重合により重合できるが、一方、チオール−エン及びアミン−エン系は通常、ラジカル重合により重合する。エポキシ類は例えば単独重合できる。チオール−エン及びアミン−エン系では、例えば、アリル性不飽和を含む基と第三級アミンを含む基の間で重合が起こることができる。
【００３０】
モノ、ジ、トリ、テトラ、及びそれ以上に官能化されたオリゴマーの混合物が、望ましい物性バランスを得るために使用でき、ここで官能化とはオリゴマー中にある照射硬化性官能基の数をいう。
【００３１】
オリゴマーは、通常、１種以上の照射硬化性官能基が結合した、炭素を含む主鎖構造を含む。例えば、オリゴマーは以下の式で表されうる。
Ｒ−Ｘ−Ｒ  又は
Ｒ−Ｌ−Ｘ−Ｌ−Ｒ
ここで、Ｒは照射硬化性官能基、
Ｘは炭素を含む重合体主鎖、芳香族類を含む分子の部分、又はそれらの組み合わせであり、そして
Ｌは連結基である。
【００３２】
炭素を含む主鎖の大きさは、好ましくは、所望の分子量が得られるように選ばれ、主鎖の選択は、オリゴマー中に連結基が含まれていれば、連結基Ｌを考慮してもよい。望ましくは、オリゴマーの数平均分子量は、約２００から約３０，０００、好ましくは５００から約７，０００、及び最も好ましくは約１，０００から約５，０００ドルトンである。
【００３３】
適当な炭素を含む重合体主鎖の例は、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、アルキッド、またはこれらの混合物の重合体主鎖が含まれる。さらに例として挙げれば、オリゴマーの炭素を含む主鎖は、芳香族基類及び開環したエポキシ基又はアルコキシ基を含んでよい。
【００３４】
芳香族基は、例えば、ビスフェノールＡのようなビスフェノール単位から導かれる。適当なオリゴマーは当業者によく知られている。好ましいオリゴマーは、アクリル酸エステル官能基が予め結合しているビスフェノールＡのジグリシジルエーテル誘導体である。そのようなオリゴマーの商業的に入手可能な例は、ＣＮ１２０（サルトマー）、即ち、約５００ドルトンの分子量を持ち、硬化後に約６５℃のＴｇを持つエポキシジアクリレートである。
【００３５】
適当な連結基の例には、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、及びこれらの繰り返し単位などのアルコキシ又は開環したエポキシが含まれる。Ｌはウレタン又は尿素の連結基であってもよい。
【００３６】
本発明においては、リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを含む、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーが好ましい。リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーの例は、米国特許公報第５，４５６，９８４に見出され、本公報は引用することによって本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす。
【００３７】
タイトバッファーコーティング組成物に使用されるウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーの重量％は、組成物の全重量に対して、約１０重量％から約７０重量％である。タイトバッファーコーティング組成物に使用されるウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーの重量％は、組成物の全重量に対して、約１２重量％から約６０重量％であってもよい。
【００３８】
タイトバッファーコーティング組成物に使用されるリン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーの重量％は、組成物の全重量に対して、約１０重量％から約７０重量％である。タイトバッファーコーティング組成物に使用されるリン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーの重量％は、組成物の全重量に対して、約１２重量％から約６０重量％であってもよい。リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーは、それ自体難燃性物質である。
【００３９】
本発明の紫外線硬化性タイトバッファー組成物は、好ましくは、組成物の粘度及び硬化したコーティングの物性を調節するために使用される、１種以上の反応性希釈剤を含有する。反応性希釈剤は、光活性化作用のある照射に曝されると重合することのできる、少なくとも１つの官能基を持つ低粘度の単量体であることができる。通常、低粘度の希釈剤単量体の粘度は、２５℃で約５０から約５００センチポアズ（ｃｐｓ）である。タイトバッファーコーティング組成物の適切な粘度の例は、２５℃で約５００から約５００００センチポアズの範囲にある。照射硬化性希釈剤単量体の好ましい量は、組成物の全重量に基づいて、約５重量％から約５０重量％、好ましくは約５重量％から約３０重量％、より好ましくは約８重量％から約１８重量％の範囲を含む。
【００４０】
反応性希釈剤中の官能基は、照射硬化性単量体又はオリゴマーに使われているものと同じ性質のものであってもよい。好ましくは、反応性希釈剤中の官能基は、照射硬化性単量体又はオリゴマーに存在する照射硬化性官能基と共重合可能である。より好ましくは、照射硬化性官能基は、表面処理された光ファイバーの表面に生成されたフリーラジカルと反応しうるフリーラジカルを、硬化中に形成する。
【００４１】
反応性希釈剤は、アクリル酸エステル官能性、ビニル官能性、チオール−エン、アミン−エン官能性を包含する、エチレン性不飽和官能性を有する単量体又は単量体の混合物でもよい。反応性希釈剤は、芳香族又は脂肪族アクリル酸エステルであることができる。好ましい反応性希釈剤は、アクリル酸イソデシル、アクリル酸２−フェノキシエチル、ジアクリル酸トリプロピレングリコール、及びＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドである。
【００４２】
本発明の１実施態様として、タイトバッファーコーティング及びタイトバッファーコーティング組成物はさらに、ハロゲンを含まない難燃性物質を含む。ハロゲンを含まないとは、難燃剤がハロゲンを含まないことを意味する。有用であることが見出されたハロゲンを含まない難燃剤は、金属酸化物、金属水酸化物、及び金属炭酸塩、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィンオキシド化合物、難燃性リン含有ヘテロ環状エチレン性不飽和オリゴマー、及びリン含有難燃性アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルオリゴマー（（メタ）アクリル酸エステルオリゴマー）である。該組成物は、１種以上の難燃性物質を含むことができる。
【００４３】
難燃性は、アンチモン、ホウ素、スズ、モリブデン、リン、アルミニウム、マグネシウム、及び亜鉛のような元素を含ませることにより、本発明の紫外線硬化性バッファーに付与することができる。例示のためであり、本発明を限定するものではないが、これらの元素は、未硬化のバッファーコーティングに、酸化物、水酸化物、及び炭酸塩として、また、当酸化物、水酸化物及び炭酸塩の水和物として、含ませることができる。これらの元素の酸化物、水酸化物、及び炭酸塩、また、それらの各種の水和した形は、好ましくは、小粒径の顔料分散体として含まれる。これらの元素、とりわけてリンは、可溶性で混和性の有機誘導体としてバッファー組成物に加えることができる。本発明の好ましい実施態様として、難燃性顔料と混和性有機リン化合物の組み合わせがバッファー組成物に加えられる。
【００４４】
適当な難燃性金属酸化物の例には、酸化アンチモン、３酸化アンチモン、５酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、及び酸化アンチモン類の水和物などが含まれる。これらの金属酸化物は、典型的には、分散された顔料として加えられる。アルミナ３水和物としても知られている３水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化モリブデン類、炭酸カルシウム、酸化スズ、スズ酸亜鉛、水酸化スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、及びメタホウ酸バリウムのような他の金属酸化物も適している。本発明の好ましい実施態様として、３水酸化アルミニウム（Ａｌｃｏａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社により製造され、ＳｐａｃｅＲｉｔｅ  Ａｌｕｍｉｎａとして知られている）が、難燃剤である。従って、本発明は、ある実施態様として、粒状又は顔料の形をした、元素の酸化物、水酸化物、及び炭酸塩を含み、当技術分野で公知の光ファイバー被覆装置を用いて、少なくとも３００ｍ／分のような高ライン速度で硬化されうる、紫外線硬化性タイトバッファーコーティング組成物を提供する。タイトバッファーコーティング組成物は、少なくとも４００ｍ／分、少なくとも６００ｍ／分、及びさらに９００ｍ／分、１０００ｍ／分以上のような、もっと高いライン速度でも硬化されることができる。
【００４５】
本発明のこれらの実施態様のタイトバッファーコーティングは、８５０ｎｍの信号波長で約０．８ｄＢ／ｋｍ以下、及び、好ましくは、１３００ｎｍの信号波長で約０．６ｄＢ／ｋｍ以下のような、望ましい微小曲げ信号損失減衰を示す。これに関連して、減衰とは被覆されていないファイバーによって伝送される信号と比較して、（ｄＢ単位での）信号の損失である。本発明のこれらの実施態様のタイトバッファーコーティングは、また、その下にある光ファイバーのコーティングから容易に剥離できる。当該コーティングの剥離力は、熱可塑性タイトバッファーコーティングが施与されるときのライン速度よりも大きいライン速度でバッファーコーティングが施与されるときに、例えば、約１８００グラムより小さくありうる。つまり、バッファーコーティングが当技術分野で公知の光ファイバー被覆装置を用いて、少なくとも約３００ｍ／分のライン速度で施与されるときに、約１８００グラムより小さい剥離力が得られる。約１８００グラムより小さい剥離力は、少なくとも約４００ｍ／分、少なくとも約６００ｍ／分、及び、さらには９００ｍ／分、１０００ｍ／分以上のような、もっと高いライン速度でも達成できる。
【００４６】
適当な難燃性可塑剤の例は、トリアリールリン酸エステル及びトリキシリルリン酸エステル、環状ジホスホン酸エステルなどのようなアリールリン酸エステルが含まれる。イソプロピル化トリフェニルリン酸エステルのようなアルキル化トリフェニルリン酸エステルは、特に好ましい。本発明で使用するのに適する他のリン酸エステル及びホスホン酸エステルの例には、アルキルリン酸エステル、アリールリン酸エステル、アルキルアリールリン酸エステル、アルキル化ポリフェニルリン酸エステルのようなアルキル化ポリアリールリン酸エステル、アルキルホスホン酸エステル、アリールホスホン酸エステル、アルキルアリールホスホン酸エステル、及び、アルキル化ポリフェニルホスホン酸エステルのようなアルキル化ポリアリールホスホン酸エステルが含まれる。本発明で使用するのに適する難燃性窒素含有複素環式エチレン性不飽和オリゴマーには、五官能性アクリル酸メラミン、トリス（ヒドロキシエチル）イソシアヌレートのアクリル酸又はメタクリル酸エステル、イソシアヌル酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、及び、トリアクリロイルヘキサヒドロトリアジンが含まれる。
【００４７】
本発明のコーティング組成物に使用するのに適する難燃剤は、例示であって本発明を限定するものではないが、以下に挙げる、アルキルリン酸エステルとしてのリン酸トリブチル、リン酸トリブトキシエチル；アリールリン酸エステルとしてのリン酸トリフェニル、リン酸トリキシリル；アルキルアリールリン酸エステルとしてのリン酸２−エチルヘキシルジフェニル、リン酸イソデシルジフェニル、リン酸ジエチルフェネチルアミド；アルキル化（ポリ）アリールリン酸エステルとしてのリン酸イソプロピル化トリフェニル、リン酸ｔ−ブチルトリフェニル、リン酸トリクレジル；アルキル及びアルキルアリールホスホン酸エステルとしてのホスホン酸ジメチルメチル、ホスホン酸ジエチルビス（ヒドロキシエチル）アミノメチル、ホスホン酸ジメチルフェニル、ホスホン酸ジエチルフェニル、ホスホン酸ジエチル（２−オキソプロピル）；環状エステル及びポリリン化合物としての環状ジホスホン酸メチルエステル、環状リン酸ペンタエリスリトール、ビス（ジフェニルリン酸）ビスフェノールＡ、及び、ビス（ジフェニルリン酸）レゾルシノールが含まれる。
【００４８】
適当な組成物成分のさらなる例示をすると、ある種のリン含有エチレン性不飽和オリゴマーを含む難燃性組成物を製造することは、当技術分野において知られている。リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーは、特に好ましい。本発明の、ハロゲンを含まない難燃性バッファー組成物を製造するために、部分的に使用することができる、そのような適当な成分の例は、米国特許第５，４５６，９８４号に開示されており、引用することにより本明細書に組み込まれる。
【００４９】
当該リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーは、何ら追加の難燃性物質を添加することなく、本発明の照射硬化性オリゴマーとして、及び本発明のタイトバッファーコーティング組成物の難燃性物質として機能しうることは、当業者によって理解されるだろう。あるいはその代わりに、異なる種類の難燃性物質を当該リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー系に加えることもできる。
【００５０】
タイトバッファーコーティング組成物に含まれる難燃性物質の量は、狭い範囲で臨界的なものではないが、タイトバッファーコーティングされた光ファイバーに所望の難燃性を付与するために十分な量でなければならない。好ましくは、難燃剤は、硬化されたコーティングに自己消火特性を与えるのに十分な量で、組成物に加えられるであろう。一般に、組成物に含まれる難燃性物質の量は、組成物の全重量に対する割合で、約０重量％から約７０重量％、好ましくは組成物の全重量に対する割合で、約１０重量％から約７０重量％、より好ましくは組成物の重量に対して約１５重量％から約６０重量％である。タイトバッファーコーティング組成物のいずれかにおける難燃剤の量は、使用される難燃剤の種類に応じて変わりうることは、当業者に理解されるだろう。従って、使用されるべき難燃剤の正確な量は、容易に確かめられうる。また、タイトバッファーコーティングは、光ファイバー上で硬化されたときに、光学的に透明であることが好ましい。しかし、タイトバッファーコーティングは、光ファイバー上で硬化されたときに、半透明、又は視覚的に不透明であって、ファイバーが容易に識別でき、タイトバッファーコーティングの施与の視覚検査が容易になるように着色されていることもまた、好ましい。
【００５１】
本発明のタイトバッファー組成物はさらに、１種以上の光開始剤を含有する。光開始剤は、フリーラジカルの光開始剤であることが望ましい。光開始剤の例には、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ６５１（ベンジルジメチルケタ−ル、即ち２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタノン、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １８４（活性成分として１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｄａｒｏｃｕｒ  １１７３（活性成分として２−ヒドロキシ-２−メチル-１-フェニルプロパン-１-オン、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ９０７（２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ３６９（活性成分として２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｅｓａｃｕｒｅ  ＫＩＰ  １５０  （ポリ｛２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル」プロパン−１−オン｝、Ｆｒａｔｅｌｌｉ  Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）、Ｅｓａｃｕｒｅ  ＫＩＰ  １００Ｆ  （ポリ｛２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパン−１−オン｝、及び２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンの混合物、Ｆｒａｔｅｌｌｉ  Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）、Ｅｓａｃｕｒｅ  ＫＴＯ  ４６  （ポリ｛２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］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、及びメチルベンゾフェノン誘導体の混合物、Ｆｒａｔｅｌｌｉ  Ｌａｍｂｅｒｔｉ社製）、Ｌｕｃｉｒｉｎ  ＴＰＯ（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、ＢＡＳＦ社製）のようなアシルホスフィンオキシド、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  ８１９  （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、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、Ｉｒｇａｃｕｒｅ  １７００  （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シド、及び２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンの２５：７５％混合物、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）、その他が含まれる。
【００５２】
上に説明した成分に加え、シリコーン添加剤もタイトバッファーコーティング組成物に使用できる。シリコーン添加剤の例には、ジメチルシロキサンポリエーテル、及び商業的に入手できる、ＤＣ−５７、ＤＣ−１９０、ＤＣ−１２４８  （Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）、ＳＨ−２８ＰＡ、ＳＨ−２９ＰＡ、ＳＨ−３０ＰＡ、ＳＨ−１９０  （Ｔｏｒａ  ｇａｍｍａ−Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）、ＫＦ３５１、ＫＦ３５２、ＫＦ３５３、ＫＦ３５４  （信越化学工業社製）、及び、Ｌ−７００、Ｌ−７００２、Ｌ−７５００、ＦＫ−０２４−９０  （日本ユニカー社製）、Ｅｂｅｃｒｙｌ  ３５０、Ｔｅｇｏｒａｄ  ２２００Ｎのような製品が含まれる。シリコーン添加剤の重量％は、組成物の全重量に対する割合で、約０．５重量％から約１０重量％である。
【００５３】
本発明の１実施態様は、
（Ａ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約１０重量％から約７０重量％のウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、但し当該ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーはリン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを含まない、
（Ｂ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約５重量％から約３０重量％の、１種以上の反応性希釈剤、
（Ｃ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約１０重量％から約７０重量％の、１種以上のハロゲンを含まない難燃性物質、及び、
（Ｄ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約０．１重量％から約１５重量％の、光開始剤、
を含む、照射硬化性光ファイバータイトバッファー組成物である。
本発明のもう１つの実施態様は、
（Ａ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約１０重量％から約７０量％の、リン含有ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、
（Ｂ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約５重量％から約３０重量％の、１種以上の反応性希釈剤、
（Ｃ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約０重量％から約７０重量％の、１種以上の、ハロゲンを含まない難燃性物質、但し当該１種以上の難燃性物質が、アクリル酸ウレタン系のリンに基づくオリゴマーを含まない、及び、
（Ｄ）  当該組成物の全重量に対する割合で、約０．１重量％から約１５重量％の光開始剤、
を含む、照射硬化性光ファイバータイトバッファー組成物である。
【００５４】
タイトバッファーコーティング（硬化したときは、その組成物）は、少なくとも２２％の限界酸素指数（ＬＯＩ）を有する。本発明のコーティング（及び硬化したときは、その組成物）は、少なくとも２４％、少なくとも２６％、又は、さらに２８％以上の限界酸素指数（ＬＯＩ）を有することもできる。硬化したときには、タイトバッファーコーティングは、より大きいＬＯＩを有することが望ましい。コーティングのＬＯＩは、ＡＳＴＭ  Ｄ２８６３−９７に準拠して決定され、本試験方法は引用することにより本明細書に組み込まれる。当該ＬＯＩは、ハロゲンを含まないタイトバッファーコーティング、又は実質的にハロゲンを含まないタイトバッファーコーティングにより達成できる。
【００５５】
本発明のタイトバッファーコーティングは、ＵＶ硬化性液状コーティングの施与に適合された既存の機械を用いて、高速度で光ファイバー上へ施与及び硬化されるのに特に適している。光ファイバーへの被覆は、典型的には、約２５０ミクロンのファイバーの直径を、約６００ミクロン〜約９００ミクロンの直径に増加するために実施される。好ましい形では、ファイバーの増加された直径は約４００ミクロン〜９００ミクロンの範囲内にある。本発明のいくつかの実施態様の組成物の一つの利点は、該組成物が従来技術で知られている光ファイバー被覆装置において少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該組成物が施与されそして硬化され得るということである。該タイトバッファーコーティング組成物はまた、より速いライン速度においてさえ、例えば少なくとも４００ｍ／分、少なくとも６００ｍ／分、及び９００ｍ／分、１０００ｍ／分、あるいはより速い速度においてさえ、施与されそして硬化されることができる。
【００５６】
光ファイバーを被覆するための適する施与速度の決定のための望ましい判断基準は、被覆されたファイバーの微小曲げにより誘発される（microbend induced）信号損失減衰である。これに関して、減衰は、被覆されていないファイバーにより伝達される信号と比べて信号の損失（ｄＢ単位で）である。この減衰が、８５０ナノメートル（ｎｍ）の信号波長において０．８ｄＢ／km以下に限定され且つ１３００ｎｍの信号波長において０．６ｄＢ／km以下に限定されることが望ましい。より好ましくは該減衰は、８５０ｎｍにおいて０．６ｄＢ/km以下であり且つ１３００ｎｍにおいて０．４ｄＢ／km以下である。押出された熱可塑性タイトバッファーコーティングは、上記の望ましい限界より上の微小曲げ信号損失減衰を起こすことなく１００ｍ／分を超える速度で施与されることができないことが、現在の実地から知られている。本発明のタイトバッファーコーティングが、適合された現存の機械を用いて、現在の押出された熱可塑性タイトバッファーコーティングが適用され得る速度よりもはるかに速い速度で光ファイバーに施与されそして硬化され得ることが特に有利である。
【００５７】
ルーズなファイバーにおいて又は光ケーブル中のファイバーにおいていずれも微小曲げにより誘発された信号損失減衰は、従来知られている方法である光時間ドメイン反射計（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ、ＯＴＤＲ）方法により測定される。この方法は引用することにより本明細書に含められる。ＯＴＤＲは、レーダーを使用するファイバーを特徴付けるための装置技術である。光パルスがファイバーに施与されそして、インプットへと反射して戻された得られたパワーが、時間又は距離の関数としてスクリーン上に表示される。典型的なＯＴＤＲ情報は、単位長さ当りの合計ファイバー信号損失減衰損失、コネクター挿入損失、コネクター戻り損失、接合損失、及び他の信号損失を包含する。本発明の実施態様のいくつかの組成物を用いて作られた光ファイバーの、微小曲げ誘発信号損失減衰は、ｄＢ／kmとして測定された単位長さ当りの損失である。測定は８５０ｎｍ及び１３００ｎｍにおいてなされ、そしてＥＸＦＯモデルＦＴＤ−３００ＯＴＤＲ上で行われた。
【００５８】
さらに別の観点において、本発明は、高速での施与のために適合されて低い信号損失減衰をもたらし、且つ光ファイバー上の下にあるインク層及二次並びに一次コーティング層にダメージを与えることなくコーティングされた光ファイバーから除去されることができるところのタイトバッファーコーティングを提供する。被覆コーティングの除去は、２またはそれ以上のケーブルを接合すること、ファイバーをインプットまたはアウトプットデバイスに接続することなどを容易にする。硬化されたタイトバッファーコーティングを除去する能力は、色で識別されたファイバーの視覚的識別を保存するのみでなく、それはまた剥離プロセスの間に導波路を傷つけることを避ける。
【００５９】
硬化されたタイトバッファーコーティングの除去特性は、剥離道具例えばマイクロエレクトロニクス社から入手できる剥離道具であるＭｉｃｒｏ−Ｓｔｒｉｐ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｓｔｒｉｐｐｅｒ  Ｆｉｂｅｒ−Ｏｐｔｉｃｓを使用して光ファイバーから硬化されたタイトバッファーコーティングを剥離するために必要とされる力のピークを測定することによって決定される。直径が約２５０ミクロンから約９００ミクロンへ上げられた典型的な光ファイバーからタイトバッファーコーティングを除去するための剥離力のピークの測定のために、使用される道具は、ＭＳＩ−２３Ｓ−４０−ＦＳと名づけられる。この剥離道具の製造業者により決められている方法で使用されるとき、押出された熱可塑性プラスチックは約１６００ｇより大きいあるいは２０００ｇ以上もの剥離力を要求することが見出される。極めてしばしば、そのような高い剥離力において光ファイバーの下にあるインク層または二次あるいは一次コーティング層に損傷が起きることが見られる。下にあるコーティングへの損傷は、約１００ｍ／分を超える速度で施与された押出された熱可塑性タイトバッファーコーティングにより被覆された光ファイバーにおいて典型的に見られる。本発明のタイトバッファーコーティングは、１００ｍ／分より速い加工速度で光ファイバー上に施与され硬化されたときにあるいは６００ｍ／分あるいはより速い速度で光ファイバーに施与され硬化されたときに、約１８００ｇより小さい、より好ましくは約１６００ｇより小さい、さらに好ましくは約１４００ｇより小さい剥離力ピークを示す。剥離力のピークは、以下では「剥離力」と呼ばれる。本発明のいくつかの実施態様に従う硬化されたタイトバッファー組成物の除去特性が、従来技術の押出された熱可塑性プラスチックを上回る特別の利点であることが当業者には容易に理解されるであろう。実質的により速いライン速度すなわち加工速度は、本明細書に記載されたタイトバッファーコーティングを用いて達成されることができる。
【００６０】
マイクロストリッププレシジョンストリッパーを用いてタイトバッファーコーティングを除去するために必要なピーク力を測定するために、インストロン引張試験機モデル４２０１または同等物におけるテスト方法が開発された。この方法は、定量的且つ繰り返すことができる測定を行うことを可能にし、したがって複数のコーティングシステム間の差別化を可能にする。ファイバーがストリッパー内に挿入されそしてストリッパー道具の底が小さなクランプによってきつく締められた後に、該ストリッパー道具はインストロン引張試験機の底のグリップ内に取り付けられる。ファイバーの一定の量すなわち１インチが刃によって剥離され、そして試料が剥離道具内に置かれたときにこの長さが測定される。ファイバーの上部が、インストロンの空気力学的な上のグリップ内に保持される。二つのグリップ間の当初の距離は１インチである。タイトバッファーコーティングを除去するために必要とされる最大の力を測定するために適当なロードセルが使用される。インストロンのクロスヘッド速度は、２０インチ／分の一定の引張速度にセットされる。
【００６１】
本発明の一つの実施態様は、ファイバー上にコーティングされた難燃性紫外線硬化性のタイトバッファーコーティングを含む光ファイバーであり、ここで該タイトバッファーコーティングは実質的にハロゲンを含まず、少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し、且つ該タイトバッファーコーティングは、ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングを被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該ファイバーから除去されることができる。
【００６２】
本発明の別の実施態様は、ファイバー上にコーティングされた難燃性紫外線硬化され得るタイトバッファーコーティングを含む光ファイバーであって、該タイトバッファーコーティングは実質的にハロゲンを含まず、少なくとも約２４％の限界酸素指数を有し、且つ該タイトバッファーコーティングは、ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングを被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該ファイバーから除去されることができる。
【００６３】
本発明のタイトバッファーコーティング組成物の硬化の程度は、反応されたアクリレート化飽和（reacted acrylated saturation）のパーセント（ＲＡＵ％）により示される。本発明のタイトバッファーコーティング組成物は、光ファイバー上に施与されそして硬化されたときに、ファイバーが少なくとも約３００ｍ／分のライン速度で約９００ミクロンの直径に被覆された場合には少なくとも約８０％のＲＡＵ％を示す。
【００６４】
別の実施態様において本発明のタイトバッファーコーティング組成物は、光ファイバーに施与されそして硬化されたとき、ファイバーが少なくとも約４００ｍ／分の硬化速度で約９００ミクロンの直径まで被覆された場合に少なくとも約９０％のＲＡＵ％を示す。
【００６５】
ＲＡＵ％を測定する方法（ＦＴＩＲテスト）は米国特許第６，７１４，７１２号明細書に記載されており、引用することにより本明細書に含められる。
【００６６】
別の実施態様において本発明は、難燃性タイトバッファーコーティング組成物によって光ファイバーを被覆するための方法を提供する。この方法は、例えば慣用の方法によって光ファイバーを作ること、該光ファイバーの最外層にタイトバッファーコーティング組成物を施与すること、及び該タイトバッファーコーティングされたファイバーを紫外線にさらすことによってタイトバッファーコーティングを硬化することを含む。
【００６７】
本発明の一実施態様は、難燃性光ファイバーを製造する方法において、
（Ａ）タイトバッファーコーティング組成物を用意すること、但し該タイトバッファーコーティング組成物は、実質的にハロゲンを含まず、硬化された時に少なくとも約２２％の限界酸素指数を有し、且つ該ファイバーが少なくとも３００ｍ／分のライン速度で該コーティングを被覆されたときに約１８００ｇ未満の剥離力で該ファイバーから除去されることができる、
（Ｂ）該タイトバッファー組成物を光ファイバーに施与すること、そして該タイトバッファー組成物を硬化すること、
を含む方法である。
【００６８】
本発明のタイトバッファーコーティングを使用して、被覆された難燃性光ファイバーを製造することはいくつかの利点を提供する。それは、難燃性光ファイバーを与えるだけでなく、紫外線にさらすことによってコーティング組成物をインラインで硬化することを可能にする。本発明のタイトバッファーコーティングの硬化は、高速度で例えば光ファイバー自体が製造されるライン速度で起こることができ、それは高価な且つ面倒な熱可塑性プラスチック加工装置の使用を避け、且つそれはファイバーの光伝達に影響し得るストレスに光ファイバーをさらすことなく被覆することを可能にする。
【実施例】
【００６９】
以下の実施例は本発明を例示するものであって制限するものではない。
【００７０】
これらの実施例は、本発明のいくつかの実施態様に従う難燃性光ファイバータイトバッファーコーティング組成物の製造を例示する。
【００７１】
表１に示すように、アクリレートエステル、ウレタンアクリレート、難燃剤及び他の添加剤が表示された重量％で混合されて、コーティング組成物を形成した。該タイトバッファーコーティングは次に約１０ミルの薄いフィルムとして成形され、あるいは光ファイバーに約１３ミルの厚さで施与され、そして表１に示すように種々の特性をテストされた。それの液体状態において各組成物の粘度も測定された。
【００７２】
【表１】
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（ａ）ポリプロピレングリコール分子量１０２５、トルエンジイソシアネート及びヒドロキシエチルアクリレートの専売品ウレタンジアクリレートオリゴマーＣＡＳ  Ｎｏ．３７３０２−７０−８。
（ｂ）Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ  Ｉｎｃ．，  Ｅｘｔｏｎ，  ＰＡ．から入手できる。
（ｃ）Ａｌｃｏａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．，  Ｂａｕｘｉｔｅ，  ＡＲ．から入手できる。三水酸化アルミニウム  ＣＡＳ  Ｎｏ．２１６４５−５１−２．
（ｄ）Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｃｈｅｍｉｍａｌｓ  Ｉｎｃ．，  Ｄｏｂｂｓ  Ｆｅｒｒｙ，  ＮＹ．から入手できる。ポリアリールホスフェート難燃剤添加物  ＣＡＳ  Ｎｏ．６８９３７−４１−７。
（ｅ）Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐ．，  Ｍｉｄｌａｎｄ，  ＭＩから入手できる。ＤＣ  １９０  シリコーン添加物。
（ｆ）ＢＹＫ−Ｃｈｅｍｉｅ  ＵＳＡ，  Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ，  ＣＮ．から入手できる分散剤添加物  ＣＡＳ  Ｎｏ．７６６４−３８−２。
（ｇ）Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．，  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，  ＮＹ．から入手できる酸化防止剤添加物。
（ｈ）Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｃｏｒｐ．，  Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ  ＮＹ．から入手できる光開始剤。
（ｉ）Ｃｈｒｏｍａ  Ｉｎｊｅｃｔａ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．，  Ｃｈｉｃａｇｏ  Ｈｅｉｇｈｔｓ，  ＩＬ．から入手できる、紫外線硬化性組成物のための専売品着色剤。
（ｊ）Ｅｌｅｍｅｎｔｉｓ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ，  Ｈｉｇｈｔｓｔｏｗｎ，  ＮＪ．から入手できる沈降防止剤。
（ｋ）リン含有ジオールＦｙｒｏｌｔｅｘ  ＨＰ  （Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．，  Ｄｏｂｂｓ  Ｆｅｒｒｙ，  ＮＹ．から）を用いて米国特許第５，４５６，９８４号に従って製造された専売品ウレタンジアクリレートオリゴマー。
（ｌ）ＣＡＳ  Ｎｏ．  ５４６８７−２５−１または６８４７９−０７−２を有する、トルエンジイソシアネートとヒドロキシエチルアクリレートの専売品ウレタンジアクリレートオリゴマー。
（ｍ）Ｃｕｓｔｏｍ  Ｇｒｉｎｄｅｒｓ，  Ｃｈａｔｓｗｏｒｔｈ，  ＣＡ．から入手できる。
（ｎ）Ｗｉｔｃｏ  Ｃｏｒｐ．，  ＯｒｇａｎｏＳｉｌｉｃｏｎｅｓ  Ｇｒｏｕｐ，  Ｇｒｅｅｎｗｉｃｈ，ＣＴから入手できるシリコーン添加剤。
（ｏ）Ｄｅｇｕｓｓａ／Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｒｐ．，  Ｈｏｐｅｗｅｌｌ，  ＶＡ．から入手できるシリコーン添加剤。
（ｐ）Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ  Ｃｈｅｍ．  Ｃｏｒｐ．，  Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，  ＩＮ．から入手できるホスフェートエステル。
【００７３】
実施例１のタイトバッファーコーティング組成物を用いて約９００ミクロンへと被覆されたマルチモード（ＭＭＦ）及びシングルモード（ＳＭＦ）ファイバーについての減衰特性は表２に記載されている。加工速度が示されており、また減衰測定のためのレーザーテスト波長も示されている。ＲＡＵ％値及び、剥離力ｇとして示されたタイトバッファー除去の力もされている。シングルモードファイバー（ＳＭＦ）は、情報伝達が単一レーザー波長によって行われるところのガラス光繊維であると当業者に広く知られている。マルチモードファイバー（ＭＭＦ）は、情報が複数のレーザー波長の同時的な伝達によって行われるところのものである。
【００７４】
【表２】
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【００７５】
これら実施例は、本発明のタイトバッファーコーティングの難燃性、および他の新規な特徴を示す。加工速度は熱可塑性対照組成物よりはるかに速いけれども、減衰老化がより小さく、且つＵＶ硬化タイトバッファーコーティングの剥離力がより小さい。
【外国語明細書】
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