(57)【要約】  本発明は、光ファイバにマイクロベンディングに対する高度の保護を提供できる光ファイバ被覆系、およびそれにより被覆された光ファイバに関する。本発明のある実施の形態によれば、光ファイバ被覆系は一次被覆（２４）および二次被覆（２６）を含み、被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボン（１００）に１５５０ｎｍの波長でリボンの光学性能試験を行った場合、減衰における平均変化が約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次被覆および二次被覆を有してなる光ファイバ被覆系であって、
該被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、減衰における平均変化が約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下である光ファイバ被覆系。
【請求項２】
前記被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、減衰における平均変化が約０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項３】
前記被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１６２５ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、減衰における平均変化が約０．０５０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項４】
前記被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、該リボンの該実効断面積の大きい光ファイバの内の１つの最大減衰が約０．０４０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項５】
前記被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンに８５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、減衰における平均変化が約０．２０ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項６】
前記被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンに８５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、該リボンの該多モード光ファイバの内の１つの最大減衰が約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項７】
前記被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンに８５０ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、一本のファイバの減衰における最大変化と一本のファイバの減衰における最小変化との差が約０．５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項８】
前記被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でリボン温度性能試験を行ったときに、最初の−４０℃での減衰測定の最大デルタ減衰が約０．０１５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項９】
前記被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンに１３００ｎｍの波長でリボン光学性能試験を行ったときに、減衰の平均変化が約０．１２５ｄＢ／ｋｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【請求項１０】
前記一次被覆が約０．５ＭＰａより大きい引張強度および約１．３ＭＰａ以下のヤング率を有し、前記二次被覆が約２７５μｍ以上の延性を有することを特徴とする請求項１記載の光ファイバ被覆系。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００３年７月１８日に出願された米国仮特許出願第６０／４８８５１１号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、広く光ファイバに関し、より詳しくは、光ファイバのための被覆系および被覆光ファイバに関する。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバは、通信の分野で益々重要な役割を得て、既存の銅線を置き換えることも多くなってきた。この傾向は全ての通信分野に大きな影響を及ぼし、伝送されるデータ量が大幅に増えきた。ファイバの地域通信網により、量がかつてなく増えているオーディオ、ビデオおよびデータ信号を自宅の顧客や商業的顧客に提供することが後押しされているので、特に地下鉄やファイバー・トゥー・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）の用途において、光ファイバの使用の増加が予測されている。さらに、内部データ、オーディオおよびビデオ通信のための家庭および商業用の通信網施設にファイバが使用され始め、その増加が予測されている。
【０００４】
光ファイバは一般に、ガラスから製造され、通常は高分子の一次被覆と高分子の二次被覆を有する。一次被覆（内側一次被覆としても知られる）は一般に、ガラスファイバに直接施され、硬化されたときに、ガラスファイバを被包する軟質で弾性の従順な材料を形成する。一次被覆は、曲げ、ケーブル化またはスプールへの巻付け中にガラスファイバへの衝撃を和らげて保護する緩衝材として働く。二次被覆（外側一次被覆としても知られる）は一次被覆の上に施され、加工、取扱いおよび使用中にガラスファイバへの損傷を防ぐ強靱な保護外層として機能する。
【０００５】
光ファイバに従来用いられている二次被覆は一般に、オリゴマー（例えば、ウレタン（メタ）アクリレート）および少なくとも一種類のモノマー（例えば、（メタ）アクリレートモノマー）の混合物を硬化させることによって形成された架橋ポリマーである。一般に、保護材料の硬度を増加させるためには、高ヤング率が望ましい。しかしながら、ヤング率が増加すると、一般に、材料の脆性も増加し、使用中に破損し易くなる。それゆえ、現行の光ファイバの二次被覆は、必要とされる破壊靭性を確実にするために、望ましいよりも低いヤング率を有する傾向にある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
マイクロベンドは、従来の被覆光ファイバにおける重大な減衰の元であり得る。マイクロベンドは従来、光ファイバの微小であるが急な湾曲によるものであると考えられている。これにより、案内されたモードとクラッド・モードおよび／または放射線モードとの間に結合が生じてしまう。マイクロベンドは、包装工程または配備工程によって生じるかもしれない。従来の被覆光ファイバに用いられる被覆系では、マイクロベンド損失に対する保護が十分ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある実施の形態は、一次被覆および二次被覆を有してなる光ファイバ被覆系に関し、この被覆系で被覆された実効断面積の大きい光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でリボンの光学性能試験を行った場合、減衰における平均変化が約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【０００８】
本発明の別の実施の形態は、一次被覆および二次被覆を有してなる光ファイバ被覆系に関し、この被覆系で被覆された多モードの光ファイバを１２本有するリボンに８５０ｎｍの波長でリボンの光学性能試験を行った場合、減衰における平均変化が約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【０００９】
本発明の別の実施の形態は、一次被覆および二次被覆を有してなる光ファイバ被覆系に関し、１５５０ｎｍで約９．６４μｍと約９．９４μｍとの間のモードフィールド径を有する実効断面積の大きい光ファイバにこの被覆系を施したときに、それによって形成された被覆光ファイバが、伸長ドラム法で測定して、１５５０ｎｍの波長で０．９ｄＢ／ｃｍ／歪み％未満のマイクロベンド損失を有する。
【００１０】
本発明の被覆光ファイバおよび被覆系によって、従来技術の装置および方法より優れた数多くの利点が得られる。本発明の被覆光ファイバは、マイクロベンド損失が低い。本発明の光ファイバは、高いヤング率を持つ二次被覆を有し、したがって、環境乱用から十分に保護され、マイクロベンドに対する感度が減少している。本発明の光ファイバは、これと同時に、二次被覆の高い破壊靭性のために、取扱適性が改善されている。
【００１１】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細の説明に述べられており、一部は、その説明から当業者には容易に明らかであるか、または本発明を、記載の説明と特許請求の範囲、並びに添付の図面に示されたように実施することによって理解されるであろう。
【００１２】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明は、本発明の単なる例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明の性質および特徴を理解するための概要または構成を提供することを意図したものである。
【００１３】
添付の図面は、本発明をさらに理解するために含まれたものであり、この明細書に包含され、その一部を構成する。これらの図面は、必ずしも一定に比例して拡大されておらず、明白にするために、様々な部材のサイズが変えられているであろう。図面は、本発明の１つ以上を実施の形態を示し、説明と一緒になって、本発明の原理および動作を説明するように働く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のある実施の形態は被覆光ファイバに関する。被覆光ファイバの一例が図１の断面図に示されている。被覆光ファイバ２０は、光ファイバ２２、光ファイバを被包する一次被覆２４、およびこの一次被覆を被包する二次被覆２６を有してなる。図１の被覆光ファイバにおいて、一次被覆は、光ファイバの表面に直接施されており、二次被覆は、一次被覆の表面に直接施されされている。本発明の別の実施の形態において、光ファイバと一次被覆との間、および／または一次被覆と二次被覆との間に、別の被覆の薄（例えば、１０μｍ未満の厚さ）層が形成されていてもよいことが当業者には理解されよう。
【００１５】
光ファイバ２２は、当業者には馴染みがあるように、コアとクラッドを備えた未被覆光ファイバである。この未被覆光ファイバは、単一モードファイバであっても、多モードファイバであってもよい。この光ファイバは、データ伝送ファイバ（例えば、それぞれが、ニューヨーク州、コーニング所在のコーニング社(Corning Incorporated)から得られる、ＳＭＦ−２８（登録商標）、ＬＥＡＦ（登録商標）、およびＭＥＴＲＯＣＯＲ（登録商標））への使用に適合できる。あるいは、光ファイバは、増幅、分散補償、または偏波維持機能を果たしても、または光学装置を連結するときに短い長さで用いてもよい。当業者には、ここに記載した被覆が、環境から保護することが望ましい事実上あらゆる光ファイバに使用するのにも適していることが理解されよう。
【００１６】
被覆光ファイバ２０において、光ファイバ２２は一次被覆２４に取り囲まれている。一次被覆２４は約１．３ＭＰａ以下のヤング率を有することが望ましい。一次被覆が約１．２５ＭＰａ以下のヤング率を有することが望ましい。一次被覆が約１．１５ＭＰａ以下のヤング率を有することがより望ましい。本発明の特に望ましい実施の形態において、一次被覆は約１ＭＰａ以下のヤング率を有する。一次被覆が約０．５ＭＰａ以上の引張強度を有することが望ましい。ここに用いたように、一次被覆の硬化した高分子材料のヤング率、破断伸び、および引張強度は、厚さが７６μｍ（約０．００３インチ）と１０２μｍ（約０．００４インチ）との間であり、幅が約１．３ｃｍであるフイルム形状の材料の試料に、５．１ｃｍのゲージ長、および２．５ｃｍ／分の試験速度で、引張試験装置（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ  ＭＴＳ引張テスタまたはＩＮＳＴＲＯＮユニバーサル材料試験システム）を用いて測定する。
【００１７】
一次被覆２４は、被覆光ファイバの最低の予測使用温度よりも低いガラス転移温度を有することが望ましい。例えば、一次被覆は約−１０℃未満のガラス転移温度を有することが望ましい。本発明の特に望ましい実施の形態において、一次被覆は約−２０℃以下のガラス転移温度を有する。一次被覆２４は、光ファイバ２２のコアから誤った光信号を取り去ることができるように、光ファイバのクラッドよりも高い屈折率を有することが望ましい。光信号の長距離伝送に用いられる典型的な光ファイバにおいて、コアとクラッドの１５５０ｎｍの波長での屈折率値は、それぞれ、１．４４７および１．４３６である。それゆえ、一次被覆の屈折率は１５５０ｎｍで１．４４より大きいことが望ましい。一次被覆は、熱老化および加水分解老化の最中にガラスファイバに対する付着性を適切に維持すべきであり、それでも、接続目的のためにそこから剥ぎ取ることができるべきである。一次被覆は一般に、厚さが２５〜５０μｍの範囲（例えば、約３２．５μｍ）にある。以下により詳しく説明するように、一次被覆は一般に、光ファイバに液体として施され、その後硬化される。
【００１８】
本発明において一次被覆として用いられる高分子材料は、オリゴマーおよび少なくとも一種類のモノマーを有してなる一次硬化性組成物の硬化生成物であってよい。一次被覆の形成に用いられる一次硬化性組成物は、慣習的に、光開始剤、酸化防止剤、および当業者に馴染みのある他の添加剤を含んでもよい。本発明の望ましい実施の形態において、一次硬化性組成物のオリゴマーおよびモノマーは、エチレン性不飽和である。本発明の特に望ましい実施の形態において、一次硬化性組成物のオリゴマーおよびモノマーは（メタ）アクリレートに基づくものである。オリゴマーは、例えば、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーであってよい。しかしながら、エポキシ、ビニルエーテル、およびチオールエンなどの、他の硬化性化学物質に適合されたエポキシを本発明に用いてもよいことが当業者には認識されよう。
【００１９】
一次硬化性組成物に使用するための望ましいアクリレート末端オリゴマーとしては、ボーマー・スペシャルティー社(Bomar Specialty Co.)から得られるＢＲ３７３１およびＢＲ３７４１；ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、サートマー社(Sartomer Company)から得られるＣＮ９８６）；ポリエステルウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、サートマー社から得られるＣＮ９６６およびＣＮ９７３；ボーマー・スペシャルティー社から得られるＢＲ７４３２）；ポリエーテルアクリレートオリゴマー（例えば、ラーン社(Rahn AG)から得られるＧＥＮＯＭＥＲ  ３４５６）；ポリエステルアクリレートオリゴマー（例えば、ユー・シー・ビー・ラドキュア(UCB Radcure）社から得られるＥＢＥＣＲＹＬ  ８０、５８４および６５７）；エポキシアクリレートオリゴマー（例えば、サートマー社から得られるＣＮ１２０、およびユー・シー・ビー・ラドキュア社から得られるＥＢＥＣＲＹＬ  ３２０１および３６０４）；水素化ポリブタジエンオリゴマー（例えば、エコー・レジンズ・アンド・ラボラトリー(ECHO Resins and Laboratory)社から得られるＥＣＨＯ  ＲＥＳＩＮ  ＭＢＮＸ）が挙げられる。他のオリゴマーが、ここに引用する米国特許第４６９０７１８号、同第４６２９２８７号および同第４７９８８５２号の各明細書に記載されている。上述したオリゴマーを単独で、または組合せで用いてもよいことが当業者には容易に分かるであろう。一次硬化性組成物のオリゴマーは、所望のガラス転移温度および引張特性を持つ一次被覆を提供するように選択されることが望ましい。一次硬化性組成物に使用するのに望ましいオリゴマーの１つのタイプは、約４０００ダルトン以上のＭｎを持つ柔軟なブロックを有するオリゴマーである。そのようなオリゴマーの例が、ここに引用する米国特許出願公開第２００３／０１２３８３９号に記載されている。本発明の一次被覆組成物に使用するのに特に望ましいオリゴマーは、柔軟な主鎖、低い多分散性を有し、硬化した組成物において低い架橋密度を生じる。
【００２０】
一次硬化性組成物のオリゴマーの総含有量は約５質量％から約９５質量％であってよい。一次硬化性組成物のオリゴマーの総含有量は約２５質量％から約７５質量％であることが望ましい。本発明の特別な実施の形態において、一次硬化性組成物のオリゴマーの含有量は約４０質量％から約６０質量％である。
【００２１】
一次硬化性組成物のモノマー成分は、一般に、オリゴマーと相溶性であり、低密度の配合物を提供し、一次被覆の屈折率を増加させるように選択される。適切なモノマーの一群としては、
【化１】
2006528374.tif 000003
【００２２】
が挙げられる。ここで、Ｒ1およびＲ2は脂肪族または芳香族もしくは両方の混合物であり、ｎ＝１から１０、Ｒ3およびＲ4は、アクリル化して単官能性または多官能性アクリレートを提供できるアルキル基またはアルキレンオキシド基である。係数「ａ」、「ｂ」、および「ｘ」は、任意の正の整数であり得る。各コモノマーは、少なくとも１つのｎ−プロピル基、イソプロピル基、または置換イソプロピル基を含むことが望ましい。置換イソプロピル基を有するモノマーの例は、
【化２】
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【００２３】
である。ここで、Ｒ3およびＲ4は、単官能性または多官能性アクリレートを提供するようにアクリル化できるアルキル基、アルキルオキシド基、またはアルキレンオキシド基である。
【００２４】
他の適切なモノマーとしては、エトキシル化アクリレート、エトキシル化アルキルフェノールモノアクリレート、プロピレンオキシドアクリレート、ｎ−プロピレンオキシドアクリレート、イソ−プロピレンオキシドアクリレート、単官能性アクリレート、多官能性アクリレート、およびそれらの組合せが挙げられる。特に好ましいモノマーとしては、Ｒ1およびＲ2が脂肪族、芳香族、またはそれらの混合物であり、ｎ＝１から１０である、Ｒ2−Ｒ1−Ｏ−（ＣＨ2ＣＨ3ＣＨ−Ｏ）n−ＣＯＣＨ＝ＣＨ2、およびＲ1が脂肪族または芳香族であり、ｎ＝１から１０である、Ｒ1−Ｏ−（ＣＨ2ＣＨ3ＣＨ−Ｏ）n−ＣＯＣＨ＝ＣＨ2が挙げられる。特別な例としては、ラウリルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ３３５、シー・ピー・エス・ケミカル社(CPS Chemical Co.)（ニュージャージー州、オールド・ブリッジ）から得られるＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ１２、およびコグニス(Congins)社（ペンシルベニア州、アンブラー）から得られるＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４８１２）、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ５０４、コグニス社から得られるＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４００３）、カプロラクトンアクリレート（サートマー社から得られるＳＲ４９５、およびダウ・ケミカル社から得られるＴＯＮＥ  Ｍ−１００）、フェノキシエチルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ３３９、シー・ピー・エス・ケミカル社から得られるＡＧＥＦＬＥＸ  ＰＥＡ、およびコグニス社から得られるＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０３５）、イソオクチルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ４４０、およびシー・ピー・エス・ケミカル社から得られるＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ８）、トリデシルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ４８９）、フェノキシグリシジルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＣＮ１３１）、ラウリルオキシグリシジルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＣＮ１３０）、イソボルニルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ５０６、およびシー・ピー・エス・ケミカル社から得られるＡＧＥＦＬＥＸ  ＩＢＯＡ）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ２８５）、ステアリルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ２５７）、イソデシルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ３９５、およびシー・ピー・エス・ケミカル社から得られるＡＧＥＦＬＥＸ  ＦＡ１０）、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート（例えば、サートマー社から得られるＳＲ２５６）、およびそれらの組合せを含むエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。
【００２５】
当業者には、モノマーを単独または組合せで用いてよいことが理解されよう。時には、いくつかのタイプのモノマーを使用する場合、第１のモノマーは、ポリマーを溶解する能力で選ばれるが、第２のモノマーは、所望の硬化速度を達成する能力で選んでよい。１つだけのモノマーが望ましい場合、そのモノマーは、オリゴマーを溶解する能力で選ばれることが好ましい。
【００２６】
本発明の特定の実施の形態において、一次硬化性組成物にヒドロキシ官能性モノマーを使用することが望ましいであろう。ヒドロキシ官能性モノマーは、オリゴマー反応性官能基（例えば、アクリレート）以外に、ヒドロキシ側部を有するモノマーである。ヒドロキシ側基を含むヒドロキシ官能性モノマーの例としては、カプロラクトンアクリレート（ＴＯＮＥ  Ｍ−１００としてダウ・ケミカル社から得られる）；ポリ（エチレングリコール）モノアクリレート、ポリ（プロピレングリコール）モノアクリレート、およびポリ（テトラメチレングリコール）モノアクリレート（それぞれ、モノマー・ポリマー・アンド・ダジャック・ラブス(Monomer, Polymer & Dajac Labs)から得られる）などのポリ（アルキレングリコール）モノ（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、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、および４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート（それぞれ、アルドリッチから得られる）が挙げられる。ヒドロキシ官能性モノマーは、光ファイバに対する一次被覆の付着性を改善するのに十分な量で存在することが望ましい。例えば、ヒドロキシ官能性モノマーは、一次硬化性組成物の約０．１質量％から約２５質量％の量で存在してよい。本発明の特別な望ましい実施の形態において、ヒドロキシ官能性モノマーは、一次硬化性組成物の約０．５質量％から約８質量％の量で存在する。ヒドロキシ官能性モノマーを使用すると、光ファイバに対する一次被覆の十分な付着性に必要な接着促進剤の量が減少するであろう。ヒドロキシ官能性モノマーは、ここに引用する米国特許第６５６３９９６号明細書により詳しく記載されている。
【００２７】
一次硬化性組成物のモノマーの総含有量は約５質量％から約９５質量％であってよい。一次硬化性組成物のモノマーの総含有量は約２５質量％から約６５質量％であることが望ましい。本発明の特定の実施の形態において、一次硬化性組成物のモノマーの含有量は、約３５質量％から約５５質量％である。
【００２８】
オリゴマー、およびそれらが基づくポリオールを変更すると、本発明の開示によって、所望のＴｇ、モジュラス、伸びなどを有する被覆を調製できる。これらの被覆の機械的性質は、オリゴマーおよびモノマー成分の選択によって調節できる。加工に適した範囲に入る粘度を持つ被覆配合物を提供するために、粘性オリゴマーを、オリゴマーが相溶性である低粘度の放射線硬化性モノマーで希釈してもよい。
【００２９】
さらに、フォックスの方程式(Fox equation)によれば、硬化した被覆の最終的なガラス転移温度は、それが製造される被覆配合物の成分のガラス転移温度の関数となる。それゆえ、光ファイバ被覆において望ましいモノマーは、低いホモポリマーガラス転移温度を有する低粘度材料であろう。このモノマーは、オリゴマーを容易に溶解でき、硬化した被覆の機械的性質に悪影響を及ぼさない。低いＴｇおよび適切な粘度以外に、オリゴマーとモノマーの組合せの選択は、光ファイバに関する他の望ましい性質の影響を受けるであろう。これらの追加の性質としては、適度に高い屈折率、良好な光学的透明度、湿った状況下における水感度に対する良好な抵抗性、低い水および油感度、高い熱および光抵抗性、低い抽出性内容物、および速い硬化が挙げられる。
【００３０】
一次硬化性組成物は、ファイバに施した後に組成物の重合（すなわち、硬化）を生じるのに適した重合開始剤を含有してもよい。本発明の一次硬化性組成物に使用するのに適した重合開始剤としては、熱開始剤、化学開始剤、電子ビーム開始剤、および光開始剤が挙げられる。光開始剤が特に好ましい。アクリレートをベースとしたほとんどの被覆配合物について、ケトン性光開始剤および／またはホスフィンオキシド添加剤が好ましい。本発明の組成物に使用する場合、光開始剤は、急速な紫外線硬化を生じるのに十分な量で存在する。
【００３１】
適切な光開始剤としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカル(Ciba Specialty Chemical)社（ニューヨーク州、ホーソーン）から得られるＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４）、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（例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカル社から得られる市販のブレンドＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８００、１８５０および１７００）、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカル社から得られるＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１）、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（ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９）、（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（ビー・エー・エス・エフ(BASF)社（独国、ミュンヘン）から得られるＬＵＣＥＲＩＮ  ＴＰＯ）、エトキシ（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（ビー・エー・エス・エフ社からのＬＵＣＥＲＩＮ  ＴＰＯ−Ｌ）、およびそれらの組合せが挙げられる。
【００３２】
一次硬化性組成物に光開始剤の総含有量は約１０質量％までであってよい。一次硬化性組成物の光開始剤の総含有量は約０．５質量％から約６質量％であることが望ましい。一次硬化性組成物の光開始剤成分は、一種類の光開始剤からなっていても、あるいは、二種類以上の光開始剤を組み合わせて、硬化性組成物に所望の硬化特性を与えてもよい。例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９とＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４の組合せを用いて、十分な表面硬化を確実にすると同時に、一次被覆材料の嵩全体の硬化を完了してもよい。
【００３３】
光開始剤は、放射線硬化を促進するために少量であるが効果的な量ので用いられる場合、被覆組成物の早すぎるゲル化を生じずに、適度な硬化速度を提供する。望ましい硬化速度は、被覆材料を実質的に硬化させるのに十分な任意の速度である。約２５〜３５μｍの被覆厚さについて好ましい照射量は、例えば、約１．０Ｊ／ｃｍ2未満、好ましくは約０．５Ｊ／ｃｍ2未満である。
【００３４】
ここに用いているように、特定の成分の質量パーセントは、追加の接着促進剤および他の添加剤を除いた、バルクの硬化性組成物中に導入される量を称する。本発明の組成物を製造するために硬化性組成物中に導入される追加の接着促進剤および様々な他の添加剤の量は、百分の一（ｐｐｈ）の単位で列記される。例えば、モノマー、オリゴマーおよび光開始剤は、これらの成分の総質量パーセントが１００パーセントになるように組み合わされて、硬化性組成物を形成する。このバルクの硬化性組成物に、バルク組成物の１００質量パーセントを超えて、ある量、例えば、１．０ｐｐｈの追加の接着促進剤を用いることができる。
【００３５】
一次硬化性組成物中に接着促進剤を含ませることが望ましいであろう。好ましい実施の形態において、接着促進剤は、一次硬化性組成物中に、約０．０２から約１０ｐｐｈ、より好ましくは約０．０５から約４ｐｐｈ、最も好ましくは約０．１から約２ｐｐｈの量で存在する。本発明の特定の実施の形態において、接着促進剤は、約０．１から約０．７５ｐｐｈの量で存在する。適切な接着促進剤としては、アルコキシシラン、オルガノチタネート、およびジルコネートが挙げられる。好ましい接着促進剤としては、３−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン（例えば、ユナイテッド・ケミカル・テクノロジーズ(United Chemical Technologies)（ペンシルベニア州、ブリストル）から得られる３−ＭＰＴＭＳ）、ビス（トリアルコキシシリルエチル）ベンゼン、アクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン（例えば、ゲレスト(Gelest)社から得られる（３−アクリルオキシプロピル）−トリメトキシシラン）、メタクリルオキシプロピルトリアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、ビス（トリアルコキシシリルエチル）ヘキサン、アリルトリアルコキシシラン、スチリルエチルトリアルコキシシラン、およびビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン（ゲレスト社（ペンシルベニア州、タリータウン）から得られる）が挙げられる。ここに引用する米国特許第６３１６５１６号明細書を参照のこと。当業者は、本発明に用いられる一次硬化性組成物に他の従来の接着促進剤を使用してもよい。
【００３６】
上述した成分以外に、本発明の一次硬化性組成物は、反応性希釈剤、酸化防止剤、触媒、および他の安定剤や特性向上添加剤などの添加剤をいくつでも必要に応じて含んでも差し支えない。そのような添加剤は、重合プロセスを調節するように動作し、それによって、一次硬化性組成物から形成される重合生成物の物理的性質（例えば、モジュラス、ガラス転移温度）に影響を与えることができる。他には、一次硬化性組成物の重合生成物の完全さ（例えば、解重合または酸化分解に対する保護）に影響を与える添加剤もある。例えば、一次硬化性組成物は、ここに引用する米国特許第６３２６４１６号および同第６５３９１５２号の各明細書に記載されているような、触媒を含んでもよい。
【００３７】
一次被覆組成物は、ここに引用する米国特許出願公開第２００３／００７７０５９号明細書に記載されているような、強度増強剤(strength additive)を含んでもよい。望ましい強度増強剤としては、Ｎ−（ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル）−Ｌ−システインメチルエステル、ペンタエリトリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、（３−メルカプトプロピル）−トリメトキシシラン、（３−メルカプトプロピル）トリメトキシシラン、およびドデシルメルカプタンなどのメルカプト官能性化合物が挙げられる。強度増強剤が約１ｐｐｈ未満の量で一次硬化性組成物中に存在することが望ましい。強度増強剤が約０．５ｐｐｈ未満の量で一次硬化性組成物中に存在することがより望ましい。本発明の特定の実施の形態において、強度増強剤が約０．０１ｐｐｈから約０．１ｐｐｈの量で一次硬化性組成物中に存在することが望ましい。
【００３８】
好ましい酸化防止剤はチオジエチレンビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシヒドロシンナメート（例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカル社から得られるＩＲＧＡＮＯＸ  １０３５）である。
【００３９】
本発明の組成物は、ワックス、滑剤、スリップ剤、並びに当該技術分野において知られている他の添加剤などの追加の添加剤をさらに含んでも差し支えない。
【００４０】
図１の被覆光ファイバ２０において、一次被覆２４は二次被覆２６により取り囲まれている。図１において、二次被覆は一次被覆に直接施されたものとして示されているが、当業者には、本発明の代わりの実施の形態において、一次被覆と二次被覆との間に一種類以上の中間被覆層が配置されていてもよいことが理解されよう。二次被覆２６は、硬化した高分子材料から形成され、一般に、２０〜３５μｍの範囲（例えば、約２７．５μｍ）の厚さを有する。二次被覆は、光ファイバを保護するのに十分な剛性を有し；取り扱ったり、曲げたり、スプールに巻き付けたりするのに十分に柔軟であり；取扱いを可能にし、スプール上の隣接した巻きが互いに粘着するのを防ぐほど低い粘着性を有し；光ファイバケーブル用充填化合物などの化学物質や水に耐性であり；それが施される被覆（例えば、一次被覆）に対する適切な接着性を有することが望ましい。
【００４１】
ある材料の不安定でひどい亀裂の成長に対する抵抗性は、破壊靭性Ｋ1Cとして知られている材料特性によって説明される。材料の破壊靭性は、その材料中に亀裂を伝搬させるのに必要なエネルギーの量に関連する。ここに用いているように、破壊靭性Ｋ1Cは、フイルム試料に測定され、Ｙσ√ｚとして定義される。ここで、Ｙは幾何学因子であり、σはフイルム試料の引張強度（破断点での）であり、ｚはノッチの半分の長さである。破壊靭性は、中央にノッチが切り込まれたフイルムに測定される。図２は、破壊靭性の測定に用いられる試料の概略図である。フイルム試料８０は、幅が約５２ｍｍであり、厚さが約２５４μｍ（約０．０１０インチ）である。２ｚの長さを持つノッチ８２が、当業者に馴染みのある方法により鋭い刃を用いてフイルムの中央に切り込まれている。１８ｍｍ、２４ｍｍ、および３０ｍｍの長さを持つノッチが、異なる試料に切り込まれている。試料の引張強度（破断点での）σは、上述したように、引張試験装置（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ  ＭＴＳ引張テスタまたはＩＮＳＴＲＯＮユニバーサル材料試験システム）を用いて測定される。試料は、ゲージ長が７．５ｃｍとなるように引張試験装置の把持部８４に把持されている。移動速度は２．０ｍｍ／分である。引張強度は、破断点で加えた荷重を無傷の試料の断面積で割ることによって計算してよい。上述した試料について、引張強度は、以下の式を用いて計算してよい。
【数１】
2006528374.tif 000005
【００４２】
Ｙは幾何学要因であり、１．７７−０．１７７（２λ）＋１．７７（２λ）2として定義され、ここで、λ＝ｚ／試料の幅である。
【００４３】
取扱いおよび欠陥の形成に対する二次被覆の感度は、延性に反映される。延性は以下の式により定義される。
【数２】
2006528374.tif 000006
【００４４】
より大きな延性は、欠陥に対する二次被覆の感度が減少していることを示す。ここに用いたように、二次被覆材料のヤング率、破断点伸び、および引張強度は、５．１ｃｍのゲージ長、および２．５ｃｍ／分の試験速度で、直径が５７１．５μｍ（約０．０２２５インチ）の円柱ロッドとして形成された材料の試料について引張試験装置（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ  ＭＴＳ引張テスタまたはＩＮＳＴＲＯＮユニバーサル材料試験システム）を用いて測定する。降伏応力は、上述したように、ヤング率、破断点伸び、および引張強度と同時にロッド試料について測定できる。歪み軟化を示す試料について、降伏応力は、応力対歪みの曲線における最初の極大値により決まることが当業者にはおなじみである。より一般的には、降伏応力は、ここに引用するＡＳＴＭ  Ｄ６３８−０２に示された方法を用いて決定できる。ヤング率、破断点伸び、引張強度、および降伏応力などの物理的性質は、少なくとも５つの試料の平均として決定する。
【００４５】
被覆光ファイバ２０の二次被覆２６は、少なくとも約２７５μｍの延性を有する硬化高分子材料から形成される。本発明の望ましい実施の形態において、二次被覆の硬化高分子材料は、少なくとも約３００μｍの延性を有する。本発明の特に望ましい実施の形態において、二次被覆の硬化高分子材料は、少なくとも約３７０μｍの延性を有する。本発明の特定の実施の形態において、二次被覆の硬化高分子材料は、少なくとも約４５０μｍの延性を有する。光ファイバ２０の二次被覆２６の硬化高分子材料が約０．７ＭＰａ・ｍ1/2の破壊靭性を有することが望ましい。本発明の特定の実施の形態において、二次被覆の硬化高分子材料が約０．９ＭＰａ・ｍ1/2の破壊靭性を有することが望ましい。光ファイバ２０の二次被覆２６の硬化高分子材料が約９００ＭＰａより大きいヤング率を有することが望ましい。本発明の望ましい実施の形態において、二次被覆の硬化高分子材料が少なくとも約１２００ＭＰａのヤング率を有する。本発明の特に望ましい実施の形態において、二次被覆２６の硬化高分子材料が少なくとも約１４００ＭＰａのヤング率を有する。
【００４６】
本発明の光ファイバの二次被覆に用いられる硬化高分子材料は、オリゴマーおよび少なくとも一種類のモノマーを有してなる二次硬化性組成物の硬化生成物であってよい。二次被覆の形成に用いられる二次硬化性組成物は、光開始剤、酸化防止剤、および当業者に馴染みのある他の添加剤を含んでもよいのが通例である。本発明の望ましい実施の形態において、二次硬化性組成物のオリゴマーおよびモノマーはエチレン性不飽和である。本発明の特に望ましい実施の形態において、二次硬化性組成物のオリゴマーおよびモノマーは（メタ）アクリレートベースである。このオリゴマーは、例えば、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーであってよい。しかしながら、エポキシ、ビニルエーテル、およびチオールエンなどの、他の硬化性化学物質に適合されるオリゴマーおよびモノマーを本発明にしたがって用いてもよいことが当業者には理解されよう。
【００４７】
硬化性組成物のオリゴマーは、硬化高分子材料に高い延性および高いヤング率を与えるように選択されることが望ましい。当業者は、本発明の二次硬化性組成物に従来のまたは市販のオリゴマーを用いてよい。例えば、オリゴマーは、二価ポリエーテル、ポリエステル、またはポリカーボネートの脂肪族または芳香族ジイソシアネートとの反応のキャップされた生成物であってよい。耐湿性が増大していることが望ましいが、当業者は、飽和脂肪族ジオールなどの非極性ジオールに基づくオリゴマーを用いてもよい。本発明の硬化性組成物に使用するのに適した市販のオリゴマーの例としては、ボーマー・スペシャルティー社から得られるＢＲ３０１およびＫＷ４１３１；コグニス社から得られるＲＣＣ１２−８９２およびＲＣＣ１３−５７２；コグニス社から得られるＰＨＯＴＯＭＥＲ  ６００８および６０１０；ユー・シー・ビー・ラドキュア社から得られるＥＢＥＣＲＹＬ８８００、４８８３、８８０４、８４０２および２８４が挙げられる。さらに本発明の特に望ましい実施の形態において、合成のポリオール誘導サブユニット、多官能性、および／または結晶化性部位を有するオリゴマーが、本発明の二次硬化性組成物に使用するのに特に望ましい。ここに引用する、「COATED OPTICAL FIBER, METHOD FOR MAKING COATED OPTICAL FIBER, AND CURABLE COMPOSITIONS FOR COATING OPTICAL FIBER」と題する米国特許出願第１０／４５４９８４号明細書に記載されている。
【００４８】
本発明の二次硬化性組成物は、オリゴマーの反応性末端と反応するように選択された反応性末端を有するモノマーを一種類以上有してなる。一般に、約８０％より大きく転化できる個々のモノマーが、より低い転化率を有するものよりも望ましい。低い転化率を有するモノマーを硬化性組成物中に導入できる程度は、所望の硬化高分子材料の特定の要件に依存する。一般に、より高い転化率によって、より強力な硬化生成物が生成される。
【００４９】
本発明の硬化性組成物に使用するのに適した多官能性エチレン性不飽和モノマーとしては、制限するものではなく、エトキシル化が２以上、好ましくは２から約３０までのエトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート、およびプロポキシル化が２以上、好ましくは２から約３０までのプロポキシル化ビスフェノールＡジアクリレート（例えば、コグニス社（ペンシルベニア州、アンブラー）から得られるＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０２５およびＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０２８）などのアルコキシル化ビスフェノールＡジアクリレート；エトキシル化が３以上、好ましくは３から約３０までのエトキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４１４９、コグニス社、およびＳＲ４９９、サートマー社）、プロポキシル化が３以上、好ましくは３から３０までのプロポキシル化トリメチロールプロパントリアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０７２）、およびジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４３５５、コグニス社）などの、アルコキシル化の有無にかかわらないメチロールプロパンポリアクリレート；プロポキシル化が３以上のプロポキシル化グリセロールトリアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０９６、コグニス社）などのアルコキシル化グリセリルトリアクリレート；ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例えば、サートマー社（ペンシルベニア州、ウェストチェスター）から得られるＳＲ２９５）、エトキシル化ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例えば、ＳＲ４９４、サートマー社）、およびジペンタエリトリトールペンタアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４３９９、コグニス社、およびＳＲ３９９、サートマー社）などの、アルコキシル化の有無にかかわらないエリトリトールポリアクリレート；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（例えば、ＳＲ３６８、サートマー社）およびトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートジアクリレートなどの、適切なシアヌル酸をアクリル酸または塩化アクリロイルと反応させることによって形成されたイソシアヌレートポリアクリレート；シクロヘキサンジメタノールジアクリレート（例えば、ＣＤ４０６、サートマー社）およびエトキシル化が２以上、好ましくは約２から３０までのエトキシル化ポリエチレングリコールジアクリレートなどの、アルコキシル化の有無にかかわらないアルコールポリアクリレート；アクリレートをビスフェノールＡジグリシジルエーテルに加えることによって形成されたもの（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ３０１６、コグニス社）などのエポキシアクリレート；およびトリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジシクロペンタジエンジアクリレートおよびジシクロペンタンジアクリレートなどの、単環と多環の環状芳香族または非芳香族ポリアクリレートが挙げられる。本発明の硬化性組成物に使用するには、ビスフェノールＡベースのモノマーが特に望ましい。
【００５０】
ある量の単官能性エチレン性不飽和モノマーを使用することが望ましいであろう。これらのモノマーは、硬化生成物が、水を吸収する程度、他の被覆材料に付着する程度、または応力下で挙動する程度に影響を与えることができる。単官能性エチレン性不飽和モノマーの例としては、制限するものではなく、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、および２−ヒドロキシブチルアクリレートなどのヒドロキシアルキルアクリレート；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸ヘプチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸デシル、アクリル酸イソデシル、アクリル酸ウンデシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸オクタデシル、およびアクリル酸ステアリルなどの長鎖および短鎖のアクリル酸アルキル；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アクリレート、および７−アミノ−３，７−ジメチルオクチルアクリレートなどのアミノアルキルアクリレート；ブトキシルエチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート（例えば、ＳＲ３３９、サートマー社）、およびエトキシエトキシエチルアクリレートなどのアルコキシアルキルアクリレート；シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジシクロペンタジエンアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、ボルニルアクリレート、イソボルニルアクリレート（例えば、ＳＲ５０６、サートマー社）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（例えば、ＳＲ２８５、サートマー社）、およびアクリロイルモルホリンなどの単環および多環の環状芳香族または非芳香族アクリレート；ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、およびカプロラクトンアクリレート（例えば、ＳＲ４９５、サートマー社）などの、アルコールベースのアクリレート；エトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４００３、コグニス社）などの様々なアルコキシル化アルキルフェノールアクリレート；ジアセトンアクリルアミド、イソブトキシメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−アミノプロピルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド、およびｔ−オクチルアクリルアミドなどのアクリルアミド；Ｎ−ビニルピロリドンおよびＮ−ビニルカプロラクタムなどのビニル化合物；およびマレイン酸エステル、フマル酸エステル、クロトン酸エステルおよびビニルエステルなどの酸エステルが挙げられる。
【００５１】
最も適切なモノマーは、当該技術分野において知られた反応様式を用いて容易に合成されるかまたは市販されている。例えば、先に列記した単官能性モノマーのほとんどは、適切なアルコールまたはアミンをアクリル酸または塩化アクリロイルと反応させることによって合成できる。
【００５２】
本発明のある実施の形態によれば、硬化性組成物のオリゴマーの総含有量は約２５％未満である。本発明の特に望ましい実施の形態において、二次硬化性組成物のオリゴマーの総含有量は約１５％未満である。本発明の望ましい実施の形態において、二次硬化性組成物のモノマーの総含有量は約６５％より大きい。本発明の特に望ましい実施の形態において、二次硬化性組成物のモノマー含有量は約７５％より大きい。比較的少量のオリゴマーを使用することにより、当業者は、望ましい粘度を有する硬化性組成物を容易に配合できる。オリゴマーは一般に、組成物のより高価な成分であるので、当業者は、オリゴマーの量を最小にすることにより、硬化性組成物のコスト、並びにそれにより被覆された光ファイバなどの製品のコストを減少させることができる。オリゴマー含有量の少ない二次硬化性組成物が、ここに引用する米国特許出願第０９／７２２８９５号明細書により詳しく記載されている。
【００５３】
本発明の二次硬化性組成物は重合開始剤を含んでもよい。開始剤は、硬化性組成物の重合を開始するのに効果的な量で存在することが望ましい。本発明の望ましい二次硬化性組成物は、化学線で硬化するように適合されており、一種類以上の光開始剤を含有する。ほとんどの（メタ）アクリレートベースの硬化性組成物について、ケトン性および／またはホスフィンオキシドベースの開始剤などの従来の光開始剤を用いてよい。一般に、硬化性組成物の光開始剤の総含有量は、約０．１から約１０．０質量パーセントである。硬化性組成物の光開始剤の総含有量は約１．０から約７．５質量パーセントであることがより望ましい。適切な光開始剤としては、制限するものではなく、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（たとえば、チバ・スペシャルティ・ケミカル社（ニューヨーク州、タリータウン）から得られるＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４）、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルフェニルホスフィンオキシド（例えば、市販のブレンドＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８００、１８５０、および１７００、チバ・スペシャルティ・ケミカル社）、（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（例えば、ビー・エー・エス・エフ社から得られるＬＵＣＩＲＩＮ  ＴＰＯ）、２，２−ジメトキシル−２−フェニルアセトフェノン（例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ６５１、チバ・スペシャルティ・ケミカル社）、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（例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９、チバ・スペシャルティ・ケミカル社）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−ワン（例えば、市販のブレンドＤＡＲＯＣＵＲ  ４２６５、チバ・スペシャルティ・ケミカル社）およびそれらの組合せが挙げられる。適切な表面硬化とバルク材料の適切な硬化の両方を与えるために、α−ヒドロキシケトン光開始剤（例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４）のビス（アシル）ホスフィンオキシドまたはモノ（アシル）ホスフィンオキシド光開始剤（例えば、ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９）との組合せを使用することが望ましいであろう。光ファイバの二次被覆として使用するための二次硬化性組成物には、ここに引用する米国特許第６６２８８７５号明細書に記載されているように、一次硬化性組成物に使用する光開始剤の吸収スペクトルと完全には重複しない吸収スペクトルを有する光開始剤を配合してよい。例えば、一次硬化性組成物はＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９を含み、二次硬化性組成物はＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４とＬＵＣＩＲＩＮ  ＴＰＯを含んでよい。他の光開始剤も引き続き開発されており、ガラスファイバの被覆組成物に用いられる。本発明の組成物にどのような適切な光開始剤を導入しても差し支えない。
【００５４】
上述した成分以外にも、本発明の硬化性組成物は、添加剤または添加剤の組合せを必要に応じて含んでも差し支えない。適切な添加剤としては、制限するものではなく、酸化防止剤、触媒、滑剤、低分子量非架橋性樹脂、接着促進剤、カップリング剤、着色剤、および安定剤が挙げられる。いくつかの添加剤は、重合プロセスを調節するように機能し、それによって、前記組成物から形成された重合生成物の物理的性質（例えば、モジュラス、ガラス転移温度）に影響を与えることができる。他の添加剤は、組成物の重合生成物の完全さ（例えば、解重合または酸化分解に対する保護）に影響を与えることができる。望ましい酸化防止剤は、チバ・スペシャルティ・ケミカル社からＩＲＧＡＮＯＸ  １０３５として得られる、ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−４−ヒドロキシヒドロシンナメートである。適切な接着促進剤は、ユー・シー・ビー・ラドキュア社から得られるＥＢＥＣＲＹＬ  １７０などのアクリル酸接着促進剤である。それぞれここに引用する米国特許第６５５３１６９号および同第６６０２６０１号の各明細書に記載されているものなどのチタンおよびジルコニウムベースのカップリング剤および蛍光増白剤を本発明の硬化性組成物に用いてもよい。チバ社から得られるＵＶＩＴＥＸ  ＯＢなどの蛍光増白剤を本発明の硬化性組成物に用いてもよい。
【００５５】
二次被服材料に使用するのに適した他の材料、並びにこれらの材料の選択に関連する検討事項は、当該技術分野においてよく知られており、ここに引用する、チェーピンの米国特許第４９６２９９２号および同第５１０４４３３号の各明細書に記載されている。本発明の組成物に含まれる上述した添加剤を含む、被覆の１つ以上の性質を向上させる様々な添加剤が存在し得る。
【００５６】
本発明の別の実施の形態は、上述した一次被覆および二次被覆を備えた光ファイバの製造方法に関する。この方法は、一般に、本発明の被覆系を使用した標準的な方法によって実施できる。手短に言えば、その方法は、ガラスファイバを製造し（当業者に馴染みの方法を用いて）、ガラスファイバに一次硬化性組成物を施し、一次硬化性組成物を重合させて一次被覆材料を形成し、被覆されたガラスファイバに二次硬化性組成物を施し、二次硬化性組成物を重合させて光ファイバの二次被覆として硬化高分子材料を形成する各工程を有してなる。必要に応じて、二次硬化性組成物は、一次硬化性組成物を重合させる前に、被覆ファイバに施しても差し支えなく、その場合、重合工程は一回だけ用いられる。
【００５７】
一次および二次硬化性組成物は、例えば、線引き塔において、従来のプロセスを用いて光ファイバに被覆される。局部的かつ対称に、例えば、約２０００℃の温度まで加熱された特別に調製された円柱形プリフォームからガラス光ファイバを線引きすることがよく知られている。プリフォームを炉中に供給してそこを通すことなどによってプリフォームを加熱しながら、ガラス光ファイバを溶融した材料から線引きする。プリフォームから線引きした後、好ましくは冷却の直後に、ガラスファイバに一種類以上の被覆組成物を施す。次いで、被覆組成物を硬化させて、被覆光ファイバを製造する。硬化方法は、ガラスファイバ上に施された（未硬化の）被覆組成物を、用いられる重合開始剤および被覆組成物の性質に応じて、紫外線、化学線、マイクロ波放射線、または電子ビームに露光することなどによって、熱、化学、または放射線誘起することができる。線引きプロセスの後に一次硬化性組成物および任意の二次硬化性組成物の両方を順番に施すことが有利なことが多い。移動するガラスファイバに被覆組成物の二重層を施す方法の１つが、ここに引用するテイラー(Taylor)の米国特許第４４７４８３０号明細書に開示されている。ガラスファイバに被覆組成物の二重層を施す別の方法が、ここに引用するランネル(Rannell)等の米国特許第４５８１１６５号明細書に開示されている。もちろん、一次硬化性組成物を施し硬化させて一次被覆材料を形成し、次いで、二次硬化性組成物を施し硬化させて二次被覆の硬化高分子材料を形成することもできる。
【００５８】
本発明のある実施の形態によれば、図１の被覆光ファイバは、約０．２３から約１．８ｋｇ（約０．５から約４ポンド）の力の引出し値(pullout value)を有する。被覆光ファイバが約０．４５から約１．１ｋｇ（約１から約２．５ポンド）の力の引出し値を有することがより望ましい。ここに用いたように、引出しは、１ｃｍの長さの光ファイバを被覆系から引き出すのに必要なピーク力である。引出し試験法は、ＦＯＴＰ−１０５、推奨された標準のＥＩＡ／ＴＩＡ−４５５に基づき、以下の実施例においてより詳しく説明される。引出しは、被覆系の光ファイバへの接着の尺度として用いられている。ここに用いたように、引出し値は、２３℃の温度、５０％の相対湿度で光ファイバについて測定される。
【００５９】
本発明の別の望ましい実施の形態において、光ファイバのための被覆系は一次被覆および二次被覆を有してなり、被覆系が、１５５０ｎｍで約９．６４μｍから約９．９４μｍのモードフィールド径を有する大きい実効断面積の光ファイバに施されたときに、それによって形成された被覆光ファイバは、伸長ドラム法で測定して、１５５０ｎｍの波長での０．９ｄＢ／ｃｍ／歪み％未満、望ましくは０．６ｄＢ／ｋｍ／歪み％未満のマイクロベンド損失を有する。この試験法に用いられる大きな実効断面積の光ファイバは、１５３０から１５６５ｎｍの波長範囲に亘り２から６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）、および１５６５から１６２５ｎｍの波長範囲に亘り４．５から１１．２ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の全分散、１５５０ｎｍで一次元遠距離音場操作の１％パワーレベルで測定して約０．１４の開口数、および約１２５μｍのクラッドの外径を有する非ゼロ分散シフトファイバである。そのような光ファイバは、コーニング社（ニューヨーク州、コーニング）から「ＬＥＡＦ」として得られる。一次被覆は、約３２．５μｍの厚さで光ファイバのクラッドの外面に堆積され、二次被覆は、約２７．５μｍの厚さで一次被覆に堆積される。被覆系を、１５５０ｎｍで９．６４μｍから９．９４μｍのモードフィールド径を有する大きな実効断面積の光ファイバに施したときに、それにより形成された被覆光ファイバが、伸長ドラム法で測定して、１６２５ｎｍの波長で、望ましくは２．３ｄＢ／ｃｍ／歪み％未満、より望ましくは１．５ｄＢ／ｃｍ／歪み％未満のマイクロベンド損失を有する。
【００６０】
伸長ドラム法では、光の異なる波長での歪みによる減衰損失の傾斜を測定する。この試験法を行うために、７５０ｍの長さのファイバを、一層で７０グラムの張力で巻き付ける。このとき、伸長ドラム上では交差はしないようにする。伸長ドラムの表面は、ファイバへの損傷を防ぐために、ハイインパクト・ポリスチレンから製造され、マイクロベンドを早まって生じさせるような汚染物や掻き傷がない。伸長ドラムは、ドラムに巻き付けられたファイバに歪みを与えるように均一に伸長できる、未伸長時の直径が３０ｃｍ（長さが５５ｃｍ）のドラムである。ドラムの直径を増加させる毎に、直径は約２ｍｍ以下だけ増加させた。ドラムの外径は、試験工程中、４回伸長させた。
【００６１】
ドラムは、ファイバが巻き付けられているドラムの直径を増加させることによって、ユーザがドラム上のファイバに歪みを制御可能に与えることのできる機構を備えている。ドラムの直径の増加は、伸長要素の動きによって制御される。ドラムの直径を伸長させるために、伸長要素を時計方向に９０°回転させる。伸長要素を９０°回転させる毎に、ドラムの直径が伸長される。ドラムが伸長されるに連れて、ファイバに伸長力が加えられる。「ＳＭＦ−２８」ファイバの試料に施された伸長力の例が、歪みパーセントで表１に列記されている。「ＬＥＡＦ」ファイバが経験する歪みは、「ＳＭＦ−２８」ファイバが経験する歪みと実質的に同じである。
【表１】
2006528374.tif 000007
【００６２】
９０°のデータ点はどの試料にとっても最小のパーセント％である。同様に、３６０°のデータ点は最大のデータ点である。１８０°および２７０°のデータ点は、各点でのそれぞれの平均である。
【００６３】
ファイバの減衰損失は、Ｐｈｏｔｏｎ  Ｋｉｎｅｔｉｃｓモデル２５００スペクトル減衰ベンチ光ファイバ分析システム（オレゴン州、ビーバートンのフォトン・キネティクス(Photon Kinetics)社により製造された）を用いて、ドラムに最初に巻き付けられたときおよび伸長ドラムで４回、歪みを増加させたときに、１５５０および１６２５ｎｍの波長で測定する。次いで、各光の波長で行った５回の測定値をプロットして、各波長に関する歪みによる減衰損失の傾斜を決定する。
【００６４】
本発明の光ファイバ被覆系が、大きな実効断面積の光ファイバに被覆されたときに伸長ドラム法で測定して、［（４．３３６ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−４０．９ｄＢ／ｃｍ／歪み％］未満の１５５０ｎｍでのマイクロベンド損失を有することが望ましい。本発明の特定の実施の形態において、光ファイバ被覆系が、大きな実効断面積の光ファイバに被覆されたときに、［（４．３３６ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−４０．９ｄＢ／ｃｍ／歪み％］から［（４．３３６ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−３９．１ｄＢ／ｃｍ／歪み％］の１５５０ｎｍでのマイクロベンド損失を有する。
【００６５】
本発明の光ファイバ被覆系が、大きな実効断面積の光ファイバに被覆されたときに伸長ドラム法で測定して、［（６．５６４ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−６０．７ｄＢ／ｃｍ／歪み％］未満の１６２５ｎｍでのマイクロベンド損失を有することが望ましい。本発明の特定の実施の形態において、光ファイバ被覆系が、大きな実効断面積の光ファイバに被覆されたときに、［（６．５６４ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−６０．７ｄＢ／ｃｍ／歪み％］から［（４．３３６ｄＢ／ｃｍ／歪み％／μｍ）（１５５０ｎｍでのモードフィールド径）−５７．７ｄＢ／ｃｍ／歪み％］の１６２５ｎｍでのマイクロベンド損失を有する。
【００６６】
光ファイバ被覆系のマイクロベンド抵抗を測定するのに適した別の試験法は、横荷重ワイヤメッシュ法(Lateral Load Wire Mesh test)である。この試験法において、ファイバのループにワイヤメッシュを通じて横荷重を加え、荷重の関数としての減衰を測定する。本発明の別の望ましい実施の形態において、光ファイバの被覆系は一次被覆と二次被覆を有してなり、被覆系が、１５５０ｎｍで約９．６４μｍから約９．９４μｍのモードフィールド径を有する大きい実効断面積の光ファイバに施されたときに、それによって形成された被覆光ファイバは、横荷重ワイヤメッシュ法により測定して、１５５０ｎｍの波長で０．３３ｄＢ／ｍ未満、望ましくは０．３０ｄＢ／ｍ未満のマイクロベンド損失を有する。
【００６７】
横荷重ワイヤメッシュ法において、ある長さのファイバが、光源（発射ステージとしても知られる）から検出器ステージまで延ばされる。好ましい検出器ステージは、Ｐｈｏｔｏｎ  Ｋｉｎｅｔｉｃｓ（以下、「ＰＫ」と称する）スペクトル減衰測定ベンチである。適切な装置は、オレゴン州、ビーバートンのフォトン・キネティクス社から得られるモデル２５００光ファイバ分析システムである。ファイバの長さは、光源から測定ベンチまで延在するのに十分でなければならない。ファイバの長さは、以下に説明するように、機械的応力／歪み測定装置上に配置されたファイバの所定のゆるい配置も含む。
【００６８】
機械式測定装置（例えば、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標））を用いて、ファイバに横荷重を加える。機械式測定装置は、ある材料に荷重を制御可能に加えられる装置である。荷重の力は、制御し、時間の関数として荷重の速度と共に測定することができる。さらに、荷重作業の過程中に材料の試験試料（ファイバ片）に生じる変形も同様に測定できる。実施例に記載した試験について、「ＩＮＳＴＲＯＮ」モデル４５０２を用いた。この装置は、マサチューセッツ州、カントン所在のインストロン社(Instron Corporation)により製造されたものである。同様の装置が他の製造業者から得られる。
【００６９】
「ＩＮＳＴＲＯＮ」モデル４５０２は、下側スチール板および上側スチール板を有する。これらの板は、上側板により下側板に加えられる力が下側板に垂直になるように方向付けられている。試験すべきファイバの試料は、下側板に取り付けられたゴムパッド上に配置されている。このゴムパッドは、７０±５のショアＡ硬度を有する。ゴムパッドは平らであり、どのような溝によっても印が付けられていないことが必須である。必要であれば、パッドを交換するか、またはイソプロピルアルコールで洗浄すべきである。
【００７０】
ファイバは、９８．５ｍｍの直径を有するマンドレルの周りに約３４５度巻き付けられる。ファイバは、それぞれ３ｍｍの最大幅を持つ薄いテープ３片以内でゴムパッド上に適所に保持してよい。テープの一部分を切り取って、ファイバ端部が「ＩＮＳＴＲＯＮ」機械式試験装置を出る地点で交差するのを防ぐ。
【００７１】
マンドレルを取り外し、７０番手のワイヤメッシュを、ゴムパッド上のファイバ・ループの頂部に配置し、ゴムパッドとワイヤメッシュとの間にファイバを挟む。ファイバの初期減衰を１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍおよび１６２５ｎｍで記録する。１０Ｎずつ増加させながら、ファイバに圧縮横荷重を加える。加えた総横荷重は７０Ｎまで増加させる。伝達したパワーを、１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍおよび１６２５ｎｍで、横荷重において１０Ｎ増加させる毎に記録する。報告結果は、以下の式により与えられるように、７０Ｎ荷重と３０Ｎ荷重との間の減衰差（試験を行うファイバの長さにより標準化される）である：
７０Ｎ−３０Ｎ誘起減衰＝−１０・log10（Ｐ70N／Ｐ30N）／０．３ｍ
式の０．３ｍの長さは、直径が９８．５ｍｍ、約３４５度のファイバの円弧の長さである。横荷重ワイヤメッシュ法の結果は５つの測定値の平均値で与えられる。
【００７２】
被覆系のマイクロベンド抵抗を決定するための別の適切な試験法において、被覆光ファイバをリボンに入れ、スプールに巻き付けられた印刷済みリボンの損失を、スプールに巻き付けられた未印刷のリボンの損失と比較することによって、リボンの印刷に対する抵抗を決定する。従来の被覆系を有する光ファイバを用いた従来のリボンに印刷プロセスがどのように影響を与えられるかの実例が知られている。例えば、米国特許第６０６４７８９号明細書には、印刷済みリボンと未印刷リボンとの間の減衰の変化（すなわち、デルタ減衰）を、所定の印刷ピッチ（文字／ｃｍ）を使用することによりおよび／または印刷済みの印間の間隙を増加させることにより、減少させることができることが開示されている。さらに、米国特許第６３６００４４号明細書には、印刷済みリボンと未印刷リボンとの間のデルタ減衰は、光信号の伝送に用いられる物品に無作為に間隔のおかれたインク形状を印刷することによって改善できる。それゆえ、印刷などの一般的な製造工程によって、印刷条件により著しいデルタ減衰が生じ得る。
【００７３】
リボンへの印刷の公知の影響に関して、リボンを厳しい印刷条件にさらすように、リボンの光学性能試験法を設計した。リボン光学性能試験法の厳しい条件は、所定のリボン設計における被覆光ファイバの光学性能を認定する、すなわち、ユニットの光学性能が応力および／または歪みに対していかに影響を受けやすいかを評価するように働く。さらに、比較目的のためのベースラインとして従来の被覆光ファイバを用いた光ファイバリボンにもリボンの光学性能試験を行った。リボンの光学性能試験は以下に説明するように実施する。追加の情報は、ここに引用する、２００３年７月１８日に出願された、発明者としてロックコビッチ(Lochkovic)等を挙げた「FIBER OPTIC ARTICLES, ASSEMBLIES AND CABLES HAVING OPTICAL WAVEGUIDES」と題する米国特許出願第１０／６２３２１９号に見られるであろう。
【００７４】
リボン光学性能試験に用いられるリボンの構成が図３の断面図に示されている。リボン１００は、接合材料１０８内に並んで保持された１２本の被覆光ファイバ１０２を有してなる。各被覆光ファイバ１０２は、光ファイバ１０３、約１９０μｍの外径を持つ一次被覆１０４ａ、および約２４５μｍの外径を持つ二次被覆１０４ｂを有してなる。各被覆光ファイバ１０２は、イリノイ州、エルジン所在のディー・エス・エム・デソテック(DSM Desotech)社から得られるＬＴＳインクから形成されたインク層１０６を有する。インク層１０６は２５８μｍの外径を有する。リボン１００は、厚さｔが０．３１ｍｍであり、幅ｄが３．１２ｍｍである。接合材料１０８は、イリノイ州、エルジン所在のディー・エス・エム・デソテック社から得られる放射線硬化性マトリクス材料Ｃａｂｌｅｌｉｔｅ９５０−７０６である。Ｃａｂｌｅｌｉｔｅ９５０−７０６は、７７０ＭＰａのヤング率、２８ＭＰａの引張強度、および３１％の破断点伸び（全て製造業者による測定）を有する。
【００７５】
ここに用いているように、リボン光学性能試験では、未印刷のリボンを、巻付け張力、速度、および巻付けピッチなどの同じ巻付け条件を用いて、試験中ずっと用いられる適切なタイプのリールに巻き付ける必要がある。さらに、この試験には、測定した信号対雑音比が問題とならないような適切な長さのリボンが必要である。上述した試験において、１キロメートルのリボン試料を、台形の巻付け形状で、２００メートル毎分の速度と３００グラムの張力で巻き付ける。巻き付けられたリールが図４に断面で示されている。測定を行うためのリボンの部分を提供するために、約１０ｍのリボン（セクション１２４）を、リール１２０のリールフランジ１２２から約２．５ｃｍ（約１インチ）から始めて、リール１２０の一端に巻き付ける。リボンの残り（セクション１２６）は台形の巻付け形状で巻き付けられる。巻き付けられたリボンの各層は、前の層から約１ｍｍずれている。この台形形状によって、端のファイバは常に台（すなわち、先に配置された層の頂部）に載置され、それゆえ、先の層から「張り出さない」ことを確実にする点で、リボンの端のファイバに共通する応力を提供する。この試験法に用いられるリールは、リールのフランジ間で約２２５ｍｍから約３００ｍｍの直径のハブを有する。リールにリボンを巻き付けた後、リール上にある間に、未印刷リボンの各光導波路について、１つ以上の所定の参照波長での光減衰を測定する。さらに、未印刷の光減衰測定は、リボンの製造からの任意の一時的な光学応答が弱まった後に行うべきである。例えば、提示された実験測定結果は、リボン１００の製造の２４±６時間以内に行った。
【００７６】
その後、図５の平面図と図６の断面図に示すように、一連の印刷印の間に５０ｍｍの印刷間隔および５．０文字／ｃｍの印刷ピッチを有する１５の前傾スラッシュ「///////////////」を有してなる印刷印１３０を、２０１シリーズＷｉｅｄｅｎｂａｃｈインクジェット・プリンタを用いてリボン１００の片側に印刷した。この試験のインクは、Ｗｉｄｅｎｂａｃｈ  １２ｋ印刷インクであり、印刷文字が約２μｍから約５μｍの範囲の高さｈを有するように５５μｍのノズルを用いて塗布される。このインクは、約０．８４１ｇ／ｍｌから約０．８５０ｇ／ｍｌの濃度を有する染料ベースのインクである。プリンタおよびインクは、独国、モース所在のヴィーデンバッハ・アパラテボー社(Wiedenbach Apparatebau GMBH)から得られる。全ての印刷条件（例えば、文字の高さ）が上述したリボン光学性能試験法と同様である限り、他の適切なインクジェット・プリンタおよびインクを用いてよい。印刷を行った後、印刷済みリボンを、印刷前に用いたのと同じ巻付け条件で第１のリールと同様のリールに巻き付ける。その後、印刷および巻付け後２４±６時間以内などの印刷からの一時的応答が弱まった後、１つ以上の所定の参照波長で光減衰を測定する。次いで、減衰の変化を、所定の参照波長について計算し、適切な数の試料を用いて（すなわち、リボン中１２本の被覆光ファイバ）平均することができる。
【００７７】
大きな実効断面積の光ファイバ（伸長ドラム法に関して前述した；例えば、「ＬＥＡＦ」）を用いて製造したリボンを、リボン光学性能試験において１５５０ｎｍおよび１６２５ｎｍなどの曲げに敏感な参照波長で測定する。本発明のある実施の形態において、光ファイバ被覆系は一次被覆と二次被覆を有してなり、この被覆系で被覆された大きい実効断面積の光ファイバ１２本を有するリボンにリボン光学性能試験を行ったときに、減衰の平均変化は、１５５０ｎｍの波長で、約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．００５ｄＢ／ｋｍ以下である。１５５０ｎｍの波長で、リボンの大きな実効断面積の光ファイバの内のいずれか１つの最大減衰は、望ましくは約０．０４０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下、最も望ましくは０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下である。同様に、光ファイバ被覆系は一次被覆と二次被覆を有してなり、この被覆系で被覆された大きい実効断面積の光ファイバ１２本を有するリボンにリボン光学性能試験を行ったときに、減衰の平均変化は、１６２５ｎｍの波長で、約０．０４０ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．０２５ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下である。１６２５ｎｍの波長で、リボンの大きな実効断面積の光ファイバの内のいずれか１つの最大減衰は、望ましくは約０．０７０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０４０ｄＢ／ｋｍ以下、最も望ましくは０．０１５ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００７８】
リボン光学性能試験は、多モードファイバリボンを用いて行ってもよい。ここに説明した試験において、多モードファイバは、約２５μｍの半径を持つ勾配屈折率コア、約１％の屈折率Δ、１３００ｎｍと１３２０ｎｍの間のゼロ分散波長、約０．２の開口数、および８５０ｎｍで約１．４８１のＮeffを有する、外径が１２５μｍの光ファイバである。そのような多モードファイバの適切な一例は、コーニング社から得られるＩＮＦＩＮＩＣＯＲ（登録商標）６００である。多モード光ファイバを用いて製造されたリボンは、８５０ｎｍまたは１３００ｎｍの参照波長を用いて試験される。本発明のある実施の形態において、光ファイバ被覆系は一次被覆と二次被覆とを有してなり、この被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンにリボン光学性能試験を行ったときに、減衰の平均変化は、８５０ｎｍの波長で約０．２０ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．１０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０５０ｄＢ／ｋｍ以下である。８５０ｎｍの波長で、リボンの多モード光ファイバの内のいずれか１つの最大減衰は、望ましくは約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．１７ｄＢ／ｋｍ以下、最も望ましくは０．１０ｄＢ／ｋｍ以下である。同様に、本発明のある実施の形態による光ファイバ被覆系は一次被覆と二次被覆とを有してなり、この被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンにリボン光学性能試験を行ったときに、減衰の平均変化は、１３００ｎｍの波長で約０．１２５ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．５０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０２０ｄＢ／ｋｍ以下である。１３００ｎｍの波長で、リボンの多モード光ファイバの内のいずれか１つの最大減衰は、望ましくは約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．１７ｄＢ／ｋｍ以下、最も望ましくは０．１０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００７９】
上述した多モードリボン光学性能試験において、本発明の光ファイバ被覆系はファイバ間の変動が小さい。本発明のある実施の形態によれば、本発明の被覆系で被覆された多モード光ファイバを１２本有するリボンにリボン光学性能試験を行ったときに、一本のファイバの減衰の最大変化と一本のファイバの減衰の最小変化との間の差は、約０．５ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．３ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．２ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００８０】
使用中に光ファイバが経験する頻繁な環境変化の１つは、温度変化である。従来の光ファイバは、温度が減少するにつれ、減衰が増加する。本発明の光ファイバ被覆系は、被覆光ファイバに高度の低温抵抗性を与える。光ファイバ被覆系の低温抵抗性は、被覆系により被覆された光ファイバのリボンの温度サイクルによる減衰の変化を測定することによって測定できる。
【００８１】
光ファイバ被覆系の温度性能に関する適切な試験は、以下に説明するようなリボン温度性能試験である。被覆系を光ファイバ（上述したように、大きな実効断面積の光ファイバまたは多モード光ファイバのいずれか）に被覆し、光ファイバを上述したようにリボンに形成する。次いで、リボンを、リボン光学性能試験において上述したようにリール上に巻き付ける。巻かれたリールを恒温器内に配置し、温度サイクルにかけながら、リボンの被覆光ファイバの減衰を測定する。巻かれたリールを２３℃の恒温器内に配置し、定常状態に到達させ、したがって、所望の波長（大きな実効断面積の光ファイバには１５５０ｎｍ、多モードファイバには８５０ｎｍ）で、リボンの各光ファイバについてベースライン減衰測定を行うことができる。温度を４時間で−４０℃まで降下させ、この温度を４時間維持する。４時間の保持が終わったら、最初の−４０℃での減衰測定（各光ファイバについて）を行う。次いで、温度を４時間で７０℃まで上昇させ、この温度を４時間維持する。この４時間の保持が終わったら、最初の７０℃での減衰測定を行う。次いで、温度を４時間で−４０℃まで低下させ４時間保持し、その後二回目の−４０℃の減衰測定を行い、４時間で７０℃まで上昇させ４時間保持し、その後二回目の７０℃の減衰測定を行う。次いで、温度を４時間で８５℃まで上昇させ４日間保持し、その後、８５℃での減衰測定を行う。温度を４時間で２３℃まで戻し、上述したように、−４０℃から７０℃への温度サイクルをさらに２回行い、各４時間の保持期間後に、三回目と四回目の−４０℃と７０℃での減衰測定を行う。次いで、温度を４時間で２３℃に戻し、最後の減衰測定を行う。各測定のデルタ減衰は、減衰測定値からベースライン減衰測定値を引き算することにより計算する。
【００８２】
本発明の光ファイバ被覆系は、リボン温度性能試験において良好な性能を示す。例えば、本発明のある実施の形態によれば、光ファイバ被覆系は一次被覆と二次被覆とを有してなり、この被覆系で被覆された大きな実効断面積の光ファイバを１２本有するリボンに１５５０ｎｍの波長でのリボン光学性能試験を行ったときに、最初の−４０℃での減衰測定の最大デルタ減衰は、約０．０１５ｄＢ／ｋｍ以下、望ましくは約０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．００５ｄＢ／ｋｍ以下である。この試験に用いたように、最大デルタ減衰は、リボンの１２本のファイバの中で最も大きいデルタ減衰である。最初と二回目と三回目と四回目の−４０℃での減衰測定のそれぞれに関する最大デルタ減衰は、望ましくは約０．０１５ｄＢ／ｋｍ以下、より望ましくは約０．０１０ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００８３】
発明を、光ファイバのための被覆系としてこれまで記載してきた。本発明は、上述した被覆系により被覆された光ファイバも含むことが当業者には容易に明らかであろう。例えば、本発明の別の態様は、コアとクラッドを有する光ファイバ、および光ファイバを取り囲む上述した被覆系を有してなる被覆光ファイバに関する。
【実施例】
【００８４】
本発明を、以下の非限定的実施例によってさらに説明する。
【００８５】
実施例１
加熱バンドまたは加熱マントルで７０℃に加熱された適切な容器内で高速ミキサを用いて、一次硬化性組成物１〜７を配合した。それぞれの場合において、秤を用いて各成分を容器中に秤量した。固体成分が完全に溶解し、混合物が均質に見えるようになるまで、各成分を混合した。オリゴマー、モノマー、および光開始剤の量が合計で１００質量％となるように硬化性組成物を配合する。このとき、酸化防止剤などの他の添加剤は、ｐｐｈの単位でこの混合物に加える。ＢＲ３７４１はボーマー・スペシャルティー社から得られるオリゴマーである。ＰＨＯＴＯＭＥＲはコグニス社から得られるモノマーである。ＴＯＮＥ  Ｍ−１００はダウ・ケミカル社から得られるモノマーである。ＩＲＧＡＣＵＲＥ  ８１９およびＩＲＧＡＣＵＲＥ  １８４は、チバ・スペシャルティ・ケミカル社から得られる光開始剤である。（３−アクリルオキシプロピル）トリメトキシシランは、ゲレスト社(Gelest Incorporated)から得られる接着促進剤である。ＩＲＧＡＮＯＸ  １０３５はチバ社から得られる酸化防止剤である。ペンタエリトリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）は、アルドリッチ社から得られる強度増強剤である。ＵＶＩＴＥＸ  ＯＢは、チバ社から得られる蛍光増白剤である。オリゴマーおよびモノマーを、少なくとも１時間に亘り７０℃で一緒にブレンドした。次いで、光開始剤および酸化防止剤を加え、１時間に亘りブレンドを続けた。次いで、強度増強剤を加え、ブレンドを３０分間続けた。最後に、接着促進剤を加え、ブレンドを３０分間続けた。一次硬化性組成物１〜７を配合するのに用いた成分が以下の表２に列記されている。
【表２】
2006528374.tif 000008
【００８６】
一次硬化性組成物１〜７を、機械的性質の試験のためにフイルムに硬化させた。間隙の厚さが約０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）のダウンドロー・ボックスを用いて、シリコーン剥離紙上に湿ったフイルムを注いだ。６００Ｗ／インチのＤバルブを備えたＦｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ紫外線硬化装置（５０％のパワー、３ｍ／分のベルト速度、窒素パージ）を用いて、フイルムを硬化させて、フイルム形態の一次被覆１〜７を製造した。硬化したフイルムの厚さは、約０．０７６から０．１０２ｍｍ（約０．００３から０．００４インチ）であった。
【００８７】
フイルムを、試験前に少なくとも１６時間に亘りエージング（２３℃、５０％の相対湿度）させた。フイルム試料を特定の長さと幅（約１５ｃｍ×約１．３ｃｍ）に切断し、タルカムパウダーをつけて取扱い易くした。ＭＴＳ  Ｓｉｎｔｅｃｈ引張テスターを用いて、ヤング率、破断点引張強度、および破断点伸びを測定した。フイルムは、５．１ｃｍの最初の把持部間隔から開始して、２．５ｃｍ／分の伸長速度で試験した。硬化したフイルムのガラス転移温度は、１Ｈｚの周波数で張力状態においてＳｅｉｋｏ−５６００  ＤＭＳ上で測定したｔａｎδ曲線のピークを求めることによって決定した。硬化したフイルムの熱的および機械的性質（ＡＳＴＭ  ８２−９９７にしたがって試験した）が以下の表３に報告されている。ここで、「ＮＤ」は未測定を意味する。
【表３】
2006528374.tif 000009
【００８８】
実施例２
高速ミキサを用いて、７０℃に加熱されたジャケット付きビーカー内で二次硬化性組成物８〜９を配合した。それぞれの場合において、秤を用いて各成分をジャケット付きビーカー中に秤量した。固体成分が完全に溶解し、混合物が均質に見えるようになるまで、各成分を混合した。オリゴマー、モノマー、および光開始剤の量が合計で１００質量％となるように硬化性組成物を配合する。このとき、酸化防止剤などの他の添加剤は、ｐｐｈの単位でこの混合物に加える。ＫＷＳ  ４１３１は、ボーマー・スペシャルティー社から得られるオリゴマーである。ＰＨＯＴＯＭＥＲ  ４０２８およびＰＨＯＴＯＭＥＲ  ３０１６は、コグニス社から得られるモノマーである。ＬＵＣＩＲＩＮ  ＴＰＯはビー・エー・エス・エフ社から得られる光開始剤である。二次硬化性組成物８〜９を配合するのに用いた成分が、以下の表４に詳述されている。
【表４】
2006528374.tif 000010
【００８９】
二次硬化性組成物８〜９を用いて、引張試験のためのロッド試料を製造した。ロッドは、内径が約０．６３５ｍｍ（約０．０２５インチ）のテフロン（登録商標）管中に硬化性組成物を射出することによって調製した。約２．６Ｊ／ｃｍ2の線量（インターナショナル・ライト社(International light)から得られるＬｉｇｈｔ  ＢｕｇモデルＩＬ３９０により２２５〜４２４ｎｍの波長範囲に亘り測定した）でＦｕｓｉｏｎＤバルブを用いて試料を硬化させた。硬化後、「テフロン」管を剥ぎ取り、直径が約０．５７ｍｍ（約０．０２２５インチ）（硬化による収縮後）のロッド試料を得た。硬化したロッドを、２３℃の温度および５０％の相対湿度に制御された研究所内で一晩状態調節させた。二次被覆材料のヤング率、引張強度、破断点伸び、Ｋ1Cおよび延性を上述したように測定した。これらの結果が表５に報告されている。
【表５】
2006528374.tif 000011
【００９０】
実施例３
大きな実効断面積の光ファイバ（コーニング社から得られる「ＬＥＡＦ」）を、一次被覆１および二次被覆８を有してなる本発明の被覆系で被覆することによって、被覆光ファイバ１および２を調製した。伸長ドラム法によるマイクロベンドの結果が表６に示されている。従来の被覆系により被覆された「ＬＥＡＦ」ファイバは一般に、伸長ドラム法において１５５０ｎｍで１．４ｄＢ／ｃｍ／歪み％より大きい値を有する。
【表６】
2006528374.tif 000012
【００９１】
実施例４
大きな実効断面積の光ファイバ（「ＬＥＡＦ」）上にそれぞれ一次被覆１および３と二次被覆７とを堆積させることによって、被覆光ファイバ３および４を調製した。各被覆光ファイバについて、当業者に馴染みのある方法を用いて、１２本のファイバを有するリボンを、上述したように製造した。これらのリボンに、上述したリボン光学性能試験を行った。データは、リボン中の１２本のファイバ全ての平均として示されている。被覆光ファイバ３を有するリボンは、１５５０ｎｍで−０．００３ｄＢ／ｋｍ、および１６２５ｎｍで−０．００４ｄＢ／ｋｍの減衰の平均変化を示した。最大値は１５５０ｎｍで０．００５ｄＢ／ｋｍであり、１６２５ｎｍで０．００５ｄＢ／ｋｍであった。被覆光ファイバ４を有するリボンの性能は、実質的に同じであった。従来のように被覆した「ＬＥＡＦ」ファイバを用いて製造した比較用リボンは、１５５０ｎｍで０．０７８ｄＢ／ｋｍ、および１６２５ｎｍで０．１０５ｄＢ／ｋｍの減衰の平均変化を示した。最大値は、１５５０ｎｍで０．１４７ｄＢ／ｋｍ、１６２５ｎｍで０．１７５ｄＢ／ｋｍであった。
【００９２】
被覆光ファイバ３を有するリボンおよび従来のように被覆した「ＬＥＡＦ」により製造したリボンに、上述したリボン温度性能試験を行った。各−４０℃での減衰測定の最大デルタ減衰が表７に示されている。
【表７】
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【００９３】
実施例５
多モードファイバ（「ＩＮＦＩＮＩＣＯＲ」６００）上に一次被覆１および二次被覆８を堆積させることによって、被覆光ファイバ５を調製した。当業者に馴染みのある方法を用いて、１２本のファイバを有するリボンを、上述したように製造した。これらのリボンに、上述したリボン光学性能試験を行った。データは、リボン中の１２本のファイバ全ての平均として示されている。被覆光ファイバ５を有するリボンは、８５０ｎｍで０．０１５ｄＢ／ｋｍ、および１３００ｎｍで０．００６ｄＢ／ｋｍの減衰の平均変化を示した。最大値は８５０ｎｍで０．０９０ｄＢ／ｋｍであり、１３００ｎｍで０．０７７ｄＢ／ｋｍであった。被覆光ファイバ４を有するリボンの性能は、実質的に同じであった。従来のように被覆した「ＩＮＦＩＮＩＣＯＲ」６００ファイバを用いて製造した比較用リボンは、８５０ｎｍで０．３１０ｄＢ／ｋｍ、および１３００ｎｍで０．２７０ｄＢ／ｋｍの減衰の平均変化を示した。最大値は、８５０ｎｍで０．９１９ｄＢ／ｋｍ、１３００ｎｍで０．７６０ｄＢ／ｋｍであった。
【００９４】
本発明の精神および範囲から逸脱せずに、本発明の様々な改変および変更を行えることが当業者には明らかである。それゆえ、本発明は、本発明の改変および変更を、それらが添付の特許請求の範囲およびその同等物に含まれるという条件で包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明のある実施の形態による被覆光ファイバの断面図
【図２】破壊靭性を測定するために用いられるフイルム試料の概略図
【図３】リボンの光学性能試験に用いられるリボンの断面図
【図４】リボンの光学性能試験に用いられるリールの周りに巻き付けられたリボンの断面図
【図５】光学性能試験に用いられる印刷済みリボンの正面図
【図６】光学性能試験に用いられる印刷済みリボンの断面図
【符号の説明】
【００９６】
２０，１０２    被覆光ファイバ
２２，１０３    光ファイバ
２４，１０４ａ    一次被覆
２６，１０４ｂ    二次被覆
８０    フイルム試料
８２    ノッチ
８４    把持部
１００    リボン
１０８    接合材料
１２０    リール
１２２    フランジ
１３０    印刷印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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