JP2828733B2 - 光伝送媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被覆光ファイバに関する。

（従来の技術） 光ファイバの表面は、磨耗により生じる損傷を非常に
受けやすいので、光ファイバの線引き後、光ファイバが
何らかの表面と接触する前に光ファイバを被覆すること
が必要となる。被覆材料の塗布はガラス表面を損傷して
はならないので、被覆材料は液状で塗布されて硬化され
る。

被覆材料によりもっとも影響される光ファイバの性能
特性には、強度、マイクロベンティングの伝送損失に対
する抵抗、剥離の可能性及び磨耗抵抗がある。光ファイ
バは、ケーブル内に置かれている間に遭遇するような機
械的応力を受けるとき、または光ファイバが変化する温
度環境または機械的取り扱いにさらされるときに、容易
に曲げられてしまう。光ファイバに加わる応力が一般的
にミクロンからセンチメータの範囲にわたる周期的な成
分を持って光ファイバの軸に曲げ歪みをもたらす場合、
光ファイバのコアを伝ぱんする光はそこから洩れる可能
性がある。マイクロベンディング損失と呼ばれるこれら
の損失は、非常に大きくなる可能性がある。従って、光
ファイバはマイクロベンディングを生じる応力から保護
されなければならない。光ファイバの被覆の特性はこの
保護を行う場合に主要な役割を演ずる。

２種類の被覆システムは、この問題を克服するために
使用された。例えば、約1,000〜500,000psi（6.9〜344
7.5MPa）の範囲にわたる比較的高いせん断係数を使用す
る単一の被覆が高ファイバ強度を必要とする用途におい
て、または、マイクロベンディングに対するファイバの
感度が重要な問題ではない緩衝管を使用するケーブルに
おいて使用された。

二重被覆の光ファイバは、一般的には、設計の融通性
及び改良された性能を得るためにケーブルで使用され
る。一般的には、比較的低せん断係数材料を特徴とする
内側の、すなわち、第１の、被覆層を備えた被覆システ
ムを有する二重被覆の光ファイバがこの光ファイバに塗
布された。

第１被覆のせん断係数は、外部の側方力によりガラス
に伝えられた応力を減少し、かくして、ガラスのマイク
ロベンディングを減少する場合に有効となるべきであ
る。第１被覆材料の特徴は、約50〜200psi（0.344〜1.3
79MPa）の範囲内における平衡弾性係数を特徴とする。
この平衡弾性係数は、交差材料が時間的にまたは高温で
達する最終弾性係数と定義することができる。この弾性
係数は、第１被覆がその主な目的、すなわち、光ファイ
バに供給される応力の減衰及び一様な分布を達成するよ
うに選ばれる。この減衰及び分布を通して、マイクロベ
ンディングによる損失はほぼ減少される。マイクロベン
ディング損失の説明及び定義については、エル・エル・
ブリラー（L.L.Blyler）二世及びシー・ジー・アロイシ
オ（C.J.Aloisio）による「エーシーエス シンポジウ
ム（ACS Symposium）」シリーズNo.285、アプライドポ
リマーサイエンス（Applied Polymer Science）,pp.907
−930,1985を参照。明らかに、第１被覆自体は塗布中ま
たは使用中に過度の応力を導入すべきではない。このよ
うな材料は、光ファイバのサービス寿命中におけるケー
ブル接続、設置または環境の変化に関連したマイクロベ
ンディング損失を減少する。期待された使用領域におけ
る温度条件を満足するために、低弾性係数の被覆材料
は、約−50℃ないし85℃の範囲内において有効となるこ
とが望ましい。

一般的には、化学線にさらされたときに第１被覆材料
は、光ファイバに付着した層を生じるはずである。すな
わち、光ファイバから分離するために少なくとも500g、
好ましくは、1000gの力を必要とするはずである。しか
し、この値は除去を容易にし、粘着性の大きな残留物を
避けるために3200gよりも小さくあるべきである。

一般的に比較的高弾性係数の材料を有する外側の、す
なわち、第２被覆層は第１被覆層の上に形成される。こ
の外側の被覆層は通常は、この被覆ファイバに対して磨
耗抵抗及び低摩擦を与えるように、より高い弾性係数材
料のものとなっている。二重の被覆材料は第１被覆層を
介して光ファイバに対して衝撃緩和作用を行い、かつ、
第２被覆層を介して、加えられた力を分散し、それによ
り曲げモーメントから光ファイバを隔離するように作用
する。

付着力及び適切な弾性係数の挙動の特性は適切なファ
イバを生じるに必要である。しかし、構成を容易にする
ためには、第１被覆材料は広範囲の比較的低ドース量に
わたって適切な平衡弾性係数まで硬化することも望まし
い。ドース量とは、被覆システムに当たる入射放射線ま
たは放射エネルギーの量と定義する。露光源、例えば、
紫外光（UV）が、例えば、ファイバの線引き被覆装置に
置かれる物理量は有限である。この限界は硬化に利用で
きるドース量を制限し、かつ、低ドース量で硬化する材
料の使用が必要となる。さらに、硬化に使用される放射
源の強度は一般的には可変ではないので、線引き速度の
変化によりドース量に同時の変化がもたらされる。放射
源の老化および（または）この放射源の外面への材料の
付着もドース量をばらつかせることになる。従って、一
貫して許容できるファイバを製造するには、第１被覆は
平衡弾性係数の特定範囲内において広範囲の低ドース量
にわたって硬化すべきである。硬化ドース量に対して強
く変化する平衡弾性係数を持つ被覆は、この平衡弾性係
数の範囲及びファイバの性能に広範な変化をもたらす。

所望の性能特性を達成するために被覆材料は所定の特
性により特徴付けられるべきである。強度を提供する特
性は被覆光ファイバを特徴付けなければならないが、こ
の光ファイバの伝送損失性能は増加すべきではない。さ
らに、被覆システムは不当な力または粘着性残留物なし
に下のガラスから剥離可能となり、かつ、この剥離した
光ファイバが市販の多種類の装置のどれによっても容易
に終端可能となるようなものでなければならない。ま
た、第１被覆材料はクラディングの屈折率よりも高い適
当な屈折率をもつべきである。第１被覆材料及び第２被
覆材料の両方は第１被覆材料とガラスとの界面での湿気
の蓄積を防止し、または、材料内に置ける水分に富む領
域に相分離を起こすように、できるだけ疎水性となるべ
きである。第１被覆材料は、ケーブルの伝送損失を避け
るために適当なマイクロベンド抵抗を低温に維持するべ
きである。第２被覆材料は、適当なマイクロベンド抵
抗、磨耗及び切断（cut−through）抵抗を有し、かつ、
除去のために適当な低い剥離力を必要とすべきである。
もちろん、被覆システムの硬化速度は、製造の許容可能
なばらつき内において一貫した製品を製造するために光
ファイバの製造においては非常に重要である。被覆の弾
性係数が特定範囲の値にある最低のUVドース量はその硬
化速度と考えられる。

上記の特性のすべては、すでに知られていたが、ファ
イバの性能は今日使用時に被覆システムによって悪影響
を受けている。被覆材料が、最適化されているが必ずし
も最大とはなっていない一組の特性によって同時に特徴
付けられるように、被覆材料の種々の特性の相互関係を
決定することが必要である。

従来技術の被覆材料については、時間に対する特性の
変化は望ましい限度を越えている。ケーブルはファイバ
の線引きにおける被覆特性に従って設計される。これら
の特性が、時間について変化する場合、選択されたケー
ブル設計は不適当なものとなり、かつ、問題を起こす可
能性がある。従って、明らかに、老化に対して変化しな
いことは重要である。換言すれば、温度および湿度の範
囲にわたって特定の組成により要件は満足されなければ
ならない。従来技術の被覆システムは時間にわたり、か
つ、これらの範囲の条件にわたって安定性を提供するよ
うには見えない。例えば、本発明の製品は、高温で湿気
のある条件下では十分に老化しない。これらの条件下で
は、市販の従来製品の特性は変化する。換言すれば、こ
れらの条件下では、従来技術の被覆材料は化学的不安定
を経験する。さらに、付着力及びガラスの遷移温度は時
間にわたり変化し、黄化（yellowing）が生じ、被覆材
料は不透明になる。これは湿気の吸収による水分に富ん
だ領域の分離のためである。

また、従来技術の被覆材料は比較的低ドース量におい
て硬化するが、不完全である。コストを減少しようとし
て、材料のさらに迅速な硬化を容易にするために、さら
に反応性ある成分を有する被覆材料を提供することが目
標となる。また、非反応材料の量が最小となるように、
被覆材料はかなりの硬化を被ることが製造において重要
となる。非反応材料は老化に従って拡散し、例えば、べ
とつく表面をもたらす表面の性質のような特性の変化を
生じさせる。

本発明の目的は、所望の性能特性を提供するために、
その被覆システムを特徴付ける特性を備えた被覆光ファ
イバを有する光ファイバケーブルを提供することであ
る。これらの特性には、低損失、適当な強度、適当な剥
離可能性及び適当な切断抵抗が含まれる。また、例え
ば、伸び及び付着力とともに所望特性を提供する弾性係
数スペクトル及びガラス遷移温度も必要とされる。これ
らの特性のあるものは所望の性能特性を達成するために
少しは達成されたが、従来技術では、この特性の完全性
を如何に達成するかについての全体的な解決を認識して
おらず、また、提供もしていない。求められるものは、
被覆システムが所望の性能特性を満足すべき場合に、こ
の光ファイバの被覆システムの特定の組成により満足さ
れなければならない解決のための１組の特性である。

（発明の概要） 本発明はコア及びクラデングを有する光ファイバを備
えた被覆光ファイバである。この被覆光ファイバは第１
被覆材料の内層を備えた被覆システムでほぼ包被されて
いる。第１被覆材料の回りには第２被覆材料の外層が存
在する。本発明の一組の特性は性能要件を満足するよう
に第１被覆材料と第２被覆材料を特徴付ける。

第１被覆材料とは、所定温度範囲にわたってマイクロ
ベンデングに対し適切な抵抗を提供するようなものであ
る弾性係数スペクトルとガラス遷移温度により特徴付け
られるものである。また、第１被覆材料の特徴は、ほぼ
一様で連続し、かつ、剥離がなく光ファイバと第１被覆
材料との界面における異質材料が存在しないということ
である。好都合にも、付着力は、最適で、被覆システム
が光ファイバから除去された時に光ファイバに粘着性あ
る残留物をもたらすほど大ではない。第２被覆材料は、
光ファイバから被覆システムの剥離を防止し、かつ、マ
イクロベンデングに対し適切な抵抗を与えるために、十
分に低いガラス遷移温度を有している。被覆システムの
被覆材料の特性は比較的高湿度及び比較的長老化条件に
晒されても維持される。

好適な実施例では、第１被覆の弾性係数は約70psiな
いし約150psiの範囲にあり、そして、ガラス遷移温度は
約−40℃の値を越えない。また、第２被覆材料のガラス
遷移温度は、第２被覆材料が、期待された動作温度範囲
にわたって切断抵抗および磨耗抵抗を提供するようなも
のであるが、約60℃より高くはない。それが、約60℃よ
り高い場合、第１被覆材料と第２被覆材料との膨脹係数
の差により発生する外向きの半径方向の力が、例えば、
剥離問題を起こす。さらに、第２被覆材料の特徴は、時
間に対し第２被覆材料が弛緩し、かつ、比較的順応性を
有するように十分低いガラス遷移温度をもつことであ
る。

［実施例］ 次に第１図を参照すると、光ファイバ21を母材22から
線引きし、そして、光ファイバ21を被覆するために使用
される装置20が示してある。第１図でわかるように、線
引きシステムは炉23を有し、母材22は光ファイバ21の大
きさに線引きされ、その後、光ファイバ21は加熱帯域か
ら引っ張られる。光ファイバ21の直径は装置24により測
定される。光ファイバ21の直径が測定された後、保護被
覆システムが被覆光ファイバ30を提供するよう装置25に
より被覆される。次に、被覆された光ファイバ30は同心
ゲージ26、被覆材料を硬化させる紫外光（UV）装置27、
及び被覆光ファイバの外径を測定する装置28を通された
後、キャプスタン29を通されて巻かれる。

母材22から線引きされた後の光ファイバ21に加えられ
る被覆システム31（第２図参照）は、二層の放射線硬化
重合体材料を有することが好ましい。内層32は第１被覆
材料と呼ばれ、外層34は第２被覆材料と呼ばれる。一般
的には、第１被覆層及び第２被覆層は各々約30μｍの厚
さを有している。

被覆された光ファイバ30は所望の性能特性（第２図参
照）を満足しなければならない。例えば、被覆材料は優
れた伝送特性を有しなければならない。この被覆光ファ
イバは処理され及び環境にさらされるが、元のままでな
ければならない。光ファイバは他の被覆光ファイバまた
は装置に接続可能でなければならず、かつ、試験するこ
とができるものでなえればならない。

特に、第１被覆材料とガラスファイバとの界面の特徴
は、剥離を防止するに適当な大きさを有しなければなら
ず、かつ、光ファイバの表面に粘着性ある残留物が残ら
ずに、光ファイバから被覆システムが剥離することがで
きるような物でなければならない。一方、第２被覆材料
の表面は光ファイバの隣接巻回間の結合が生じ（ブロッ
ク化）、それにより処理スプールから急な繰出しが生じ
ることがないようなものでなければならない。また、第
２被覆の外面は、マルチファイバユニットでの識別に使
用される緩衝及び（または）着色材料と呼んでも差し支
えのない比較的厚い押しだし被覆の塗布と両立可能とな
るようなものでなければならない。

さらに、第１被覆材料は低温度まで存在する、マイク
ロベンディングに対し、適当な抵抗及び適当な機械強度
を持たなければならない。第２被覆材料は、マイクロベ
ンディングに対する適当な抵抗、適切な磨耗抵抗及び切
断抵抗をも有しなければならず、かつ、光ファイバから
被覆システムを除去するに必要な力があまりに大きすぎ
てはならない。

被覆材料は、マイクロベンディングの機構によるファ
イバ損失に影響する。被覆材料は外部の曲げ力に対しガ
ラスファイバを緩衝するものであり、被覆材料がなけれ
ばガラスは取り扱えない。温度が下がると、被覆材料は
硬化し、これにより、マイクロベンディング損失の可能
性を増大する。第２被覆材料は取り扱いのために頑丈で
なければならず、外部損傷に対し抵抗するものでなけれ
ばならない。第１被覆材料及び第２被覆材料を特徴付け
る性質は、共にそれらが合成の被覆システムを特徴付け
るという観点から、性能に関連するとき相関関係がなけ
ればならない。

上に開示した所望特性を満足するために、解決の一組
の特性は、被覆光ファイバ30の被覆システム31を特徴付
ける。本発明より前に明らかでなかったことは、被覆光
ファイバが所望の性能特性のすべてを有するために特徴
の変化が如何に達成されたかである（また第２図参
照）。被覆システムについては、伝送に付加損失を導入
してはならない。被覆システムは光ファイバを保護する
ために許容可能な強度特性を持たなければならない。さ
らに、被覆システムは、光ファイバが他の光ファイバま
たは装置に接続できるように光ファイバから容易に除去
できるようなものでなければならない。また、第２被覆
材料の切断抵抗は、被覆光ファイバの試験及び続く緩衝
及びケーブル接続時における取り扱いを可能にするよう
なものでなければならない。

好都合にも、本発明の被覆システムはこれまでの性能
目標を達成する。ガラスの界面に対する第１被覆の性能
特性は適切な付着力及び湿気感度特性により達成され、
しかるに、第２被覆材料の表面の性能特性は、表面の摩
擦及びこの表面の粘着性並びに第１被覆材料の湿気感度
及び揮発性により制御される。

上記の性能基準のすべてを満足する被覆システムを備
えた被覆光ファイバを提供するためには、性能基準を満
足させ得る性能の相互関係を決定することが重要とな
る。したがって特定の特性はすべての満足を保証するよ
うに調節される。

第１被覆材料については、性能はその弾性係数スペク
トルとそのガラス遷移温度との組合せにより達成され
る。重合体材料の弾性係数は時間及び温度に依存する。
第３図は曲線40により温度の関数としての重合体材料の
弾性係数の一般的な挙動を示す。重合体は曲線の領域40
にある場合（この場合弾性係数は高くほぼ一定であ
る）、ガラス状態にあるといわれる。この曲線の膝部分
はガラス遷移温度Tgと呼ばれるパラメータを定義する。
ある材料のガラス遷移温度Tgは、例えば、応力／歪測定
によって決定される温度である。この測定の場合、材料
の弾性係数は、この材料の低い温度のガラス状態で発生
する比較的高い値からこの材料のより高い温度のエラス
トマ状態への遷移領域で発生する低い値に変化する。第
３図で、Tgは弾性係数が比較的低くほぼ一定であり、か
つ、重合体のエラストマ領域である領域46からガラス状
の領域42を遷移領域44において分離する。この遷移領域
に続く比較的低いほぼ一定の弾性係数は平衡弾性係数と
呼ばれる。

第２被覆のマイクロベンド抵抗並びに摩耗及び切断抵
抗も、その弾性係数スペクトル及びガラス遷移温度によ
って達成される。第２被覆の摩耗及び切断抵抗及び剥離
力は弾性係数、ガラス遷移温度及び伸びの特性により達
成される。

本発明の被覆システム31には、光ファイバ内に望まし
くない程の付加損失はない。これは、付加損失の導入を
避けるようなものである弾性係数の範囲を各々が備えた
第１被覆材料及び第２被覆材料を提供することにより達
成された。第１被覆材料については、約70psiないし200
psiの範囲内における平衡弾性係数は許容可能であり、
そして、約70psiないし150psiの範囲は好適であるとい
うことが発見された。第１被覆材料の平衡弾性係数が高
すぎると、単一モードの光ファイバ内に許容できない付
加損失が室温での応力条件下で現れ始める。一方、第１
被覆材料の平衡弾性係数が低すぎると、第１被覆内にお
ける光ファイバのねじれ及び光ファイバからの被覆シス
テムの剥離が生じる可能性がある。

本発明の被覆光ファイバ30の被覆システム31の第１被
覆材料に関する弾性係数対温度の対数のプロットは第４
図に曲線48により示してある。従来技術の第１被覆材料
に関する対応曲線は49により示してある。これから分か
るように、本発明のこの被覆光ファイバの第１被覆材料
のガラス遷移温度は曲線49により表される従来技術のそ
れよりも低く、かつ、曲線47により表される別の従来技
術の被覆材料のそれにほぼ等しい。好適な実施例では、
第１被覆材料のガラス遷移温度は約40℃の値を越えな
い。第１被覆材料32に適当な材料は1987年８月28日出願
でエム．ジー．チャン−ジェイ．アール．ペティス（M.
G.Chan−J.R.Petisce）１−１と示した同時係属出願第0
91,151号に開示されている。

次に第５図を見ると、数個の被覆システムの各々に関
する緊締巻ファイバに関する付加損失対温度のグラフが
示してある。尚、図面では本発明の被覆材料と従来技術
の被覆材料が各々別個の種類の線、例えば、実線又は破
線により表わされている。これらは一般的には本発明の
被覆ファイバの被覆システムの被覆材料及びＡないしＤ
として示してある市販の被覆材料に対応する。第５図の
51として示した曲線は従来技術の二重被覆システムを備
えた光ファイバの性能を示している。本発明の被覆シス
テムは、曲線52により表される以前の被覆システムと共
に、比較的低温度におけるほぼ低い付加損失を描く曲線
53と54により描かれている。これらの図で使用されたシ
ステムによれば、第４図の曲線47は第５図の曲線52と同
一材料を表すことが判る。

又、この点で重要なことは、比較的低ドース量で第１
被覆材料のかなりの硬化を達成する能力である。本発明
の第１被覆材料のこの能力は引き抜いたままのその場弾
性係数、即ち、光ファイバで測定された弾性係数対ドー
ス量因子と呼ばれるパラメータを示す第６図に描いてあ
る。ドース量因子とはUV硬化ランプのような硬化ランプ
の数と線速度の商と定義される。それとして、ドース量
因子は、光ファイバの被覆システムがさらされる、放射
線エネルギーのドース量の相対的な評価である。被覆シ
ステム31の第１被覆材料の弾性係数はほぼ一定であっ
て、約0.1の比較的低いドース量因子から約２の値まで
広がる。本発明による例は第６図に曲線60によって表さ
れている。本発明の被覆システムはドース量因子の比較
的広い範囲にわたる完全な曲線により特徴づけられる
が、曲線62により表される従来技術の被覆材料は同一の
ドース量因子の領域内にわたって描いたままの現場弾性
係数が急激に変化するということを示す。これにより製
造の場合に大きな第１被覆のばら付きを持つ製品が生じ
る可能性がある。

第７図は低引っ張り力の下で緩く巻かれて測定され、
篭編の場合のような高張力の下で再度巻かれ、そして測
定された被覆光ファイバのテストを示す。篭編パターン
とは各巻回ごとに数個の光ファイバの交差点が存在する
ものである。本発明の被覆光ファイバは、第７図の左部
分で棒63、64、65により表され、従来技術の被覆システ
ムは、それぞれ中心及び右において棒67、68、69並びに
棒71、72及び73により示されている。このため、高損失
が予想される。しかし、分かるように、−40℃における
マイクロベンディングに関するより柔らかい第１被覆材
料のために付加損失は少ない。１つの従来技術の被覆の
場合、室温及び−40℃（棒67と68を参照）における許容
可能な付加損失がある。しかし、88℃で５日間の老化
後、損失は被覆が−40℃（棒69を参照）にさらされたと
きに急激に増加した。別の従来技術の被覆材料の場合、
許容できない損失が５日間の老化の後ばかりでなく老化
前における−40℃においても発生した（棒73と72を参
照）。

実際には、硬化した光ファイバの従来技術の被覆材料
は、化学的に老化プロセスにより変質されたということ
が発見された。通常は、多くの重合材料は比較的高温度
及び比較的高湿度での老化に関しては安定しない。結果
として、これらはもろくなり、そして、それらの弾性係
数の挙動は第４図に示したものとは大体異なる。一方、
本発明の被覆光ファイバの被覆材料の特性は、老化プロ
セスによって余り変化することはなく、それらの弾性係
数の挙動は時間に対して安定している。本発明により製
造された被覆光ファイバは第１被覆の現場弾性係数への
老化の影響のかなりの減少を示す。

次に第８図を見ると、二重被覆の光ファイバ30の第１
被覆材料の弾性係数に対する125℃の高温乾燥環境にお
ける老化の影響を曲線74によって示してある。従来技術
の材料は老化して弱くなる。マイクロベンディングの感
度は弾性係数の増加と共に増加する。望まれることは、
時間に対して安定した比較的低い弾性係数である。一
方、第８図で分かるように、曲線75と76により表される
他の市販の従来技術の被覆は老化中にかなりの弾性係数
の特性変化を経験する。

第９図は高温高湿度の老化試験における二重被覆ファ
イバ30の第１被覆材料32の現場弾性係数を示す。約15日
の後、従来技術の被覆材料は弾性係数において半径方向
での降下を経験した（曲線78と79を参照）。曲線77によ
り表される例示的な第１被覆材料32の弾性係数は、老化
試験の開始時に幾分増大する。一方、従来技術の被覆を
有する光ファイバでは、50％の降下が経験された。望ま
しいこと及び維持されることは、好ましくは約70〜150p
si（0.483〜1.034MPa）の範囲内における第１弾性係数
レベルである。

第２被覆材料については、そのマイクロベンド性能は
その弾性係数及びTgに関して検討されなければならな
い。第２被覆材料34についての弾性係数対温度の対数の
プロットは第10図に数字80により示されている。曲線81
は従来技術の被覆材料に関連するものである。被覆光フ
ァイバ30の第２被覆材料34については、ガラス遷移温度
は約20℃ないし60℃の範囲内にある。なるべくなら、そ
の温度は約40℃であることが好ましい。万一、ガラス遷
移温度が20℃以下になったとしたら、光ファイバの頑丈
さは工場条件で取り扱うには余りに低すぎることにな
る。これは第２被覆材料が柔らかくなりすぎるからであ
る。第２被覆材料のガラス遷移温度が高くなりすぎる
と、光ファイバからの被覆システムの剥離が生ずる可能
性がある。即ち、第１被覆材料がガラスから持ち上げら
れる傾向が増大する。これが起こるのは、第１被覆材料
の膨張収縮係数が第２被覆材料のそれよりも大きいから
である。結果として、第２被覆材料の収縮は、第２被覆
材料のTgより下での第２被覆材料の堅さの増大のため
に、第１被覆材料の収縮に追従できない（第10図参
照）。これにより第１被覆材料は引っ張り状態に置か
れ、それによりガラスから引き離される。より低いガラ
ス遷移温度を有する第２被覆材料を使用することによっ
て、この影響は最小となる。第２被覆材料34に適当な材
料は、商品名950−103で、デスプレインズI11のデソト
インク（De Soto,Inc.of Des Plaines,Ill）から市販さ
れている。

尚、マイクロベンディングの観点から順応性のある第
２被覆材料を有することが好都合であるということが発
見された。これは比較的柔らかい第１被覆材料及び比較
的硬い第２被覆材料を従来技術が一般的に指定したとい
う点で思いがけない結果である。従来技術のこの試みは
一定の応力条件について必要であるように見える（第11
図参照）。第11図は、増大する第１被覆弾性係数に関す
る一定の加えられ、計算された荷重曲線84−84の場合、
光ファイバのコアの変位は第２被覆材料弾性係数が減少
するに従って増大する、ことを示す。ミクロンからセン
チメータの間隙の範囲を持つ周期的な印加荷重の場合、
コアの変位が増大すればする程、マイクロベンディング
損失は増大する。換言すれば、損失とコアの変位との相
関関係が存在する。使用中の場合、第２被覆材料が弛緩
し、そして、その弾性係数が時間及び（又は）温度に対
して減少するに従って、マイクロベンディングに起因す
る付加損失は、第２被覆材料の柔らかさ又は従順性が増
大するに従って減少する。これは一定の加えられた変位
に関する曲線である第11図の曲線86−86により分かる。
分かるように、第２被覆材料の弾性係数の減少の場合、
加えられた損失は時間と共に減少する。この発見はマイ
クロベンディングに起因する付加損失が時間及び温度の
増大と共に減少するケーブル及び引っ張り巻線の結果に
一致する。従来技術では85℃を越え、更に、100℃ない
し120℃の範囲内にあるTgが提案された。第２被覆材料
がそのような特徴を有する場合、この第２被覆材料は非
常にゆっくり弛緩するので、コアが未変位状態の方へ戻
る代わりに変位されたまま残り、それにより過度の付加
損失をもたらす。従って、より低いTgの第２被覆が、マ
イクロベンディング抵抗のために望ましいということは
意外なことである。本発明の第２被覆材料に関するTgは
その低い範囲内に入る。実際、Tgが高すぎて、動作温度
範囲外に存在するならば、第２被覆材料は望ましくない
付加損失を避けるために、決して十分に弛緩することは
ないかも知れない。明らかに、必要なことは、第２被覆
材料のTgが最大化よりもむしろ最適化されることであ
る。

第２被覆のより高いTgが必要とされる頑丈さ、剥離可
能性及び切断抵抗、低いTgが必要とされる低損失、及
び、剥離を避ける中間範囲のTgの間には平衡が存在しな
ければならない。Tgが低すぎると、より高い表面摩擦及
びより低い切断抵抗、及び、おそらく、より高い剥離力
の問題が生じる。一方、Tgが高すぎると剥離及びより大
きな損失が生じる。

光ファイバの性能に関して被覆ファイバの重要な特性
に一見して無関係であり、かつ、誤解されてきたように
思われる別の性質は機械的剥離可能性である。光ファイ
バからの被覆システムの除去の容易度である剥離可能性
は第12図に示した装置90により決定してもよい。この12
図において、ナイフの刃91−91は第２被覆材料を切断し
て第１被覆材料の中へ入るようにされる。望まれること
は、被覆システムがその除去のために比較的低い剥離力
を必要とすることである。もしもそれが高すぎると、フ
ァイバは破断する可能性があり、又は、この光ファイバ
のクラディングが削り取られる可能性がある。

この特性はガラスに対する被覆システムの付着力を反
映するということが産業界により考慮されていた。この
考えとは逆に、光ファイバから被覆システムを除去する
に必要な力は第２被覆材料の伸び、従って、ガラス遷移
温度の関数であるということが発見された。伸びは、第
２被覆材料が破壊される前にこの第２被覆材料内に入る
ひずみを意味しようとするものである。

所望の伸びは約40％より少なく、なるべくなら、約30
％が好ましい。これは、さもなければ使用される可能性
のある遷移温度よりも高いガラス遷移温度を有するよう
に第２被覆材料を特徴付ることにより達成される。その
Tgが低すぎると、第２被覆材料は更に弾性的となる可能
性があり、その伸びは増大して剥離可能性の性能に損傷
を与える可能性がある。しかし、望まれるのは約60℃よ
りも大体高いガラス遷移温度である。さもなければ、熱
収縮又は第１被覆材料からの蒸発損失によって生ずる外
向きの半径方向応力によりガラスからの剥離が生じる可
能性がある。これにより間欠的な剥離に起因して局部的
な高非一様応力及び損失が生じることになろう。この相
関関係及び妥協の結果として、本発明の被覆システム31
の必要な剥離力は比較的低い。

剥離力は、第２被覆材料の欠落機構及びそれが如何に
裂けるかの関数である。光ファイバが、比較的大きい伸
びをもつ第２被覆材料を有している場合、剥離が行われ
るに従って、ねじれが起こり、被覆材料は一束となる。
これは第13図（Ａ）と第13図（Ｂ）に示してある。この
図において、第２被覆材料の伸び値はそれぞれ70％及び
80％である。一方、第２被覆材料が、例えば、第13図
（Ｃ）に示すように33％の比較的低い伸びを特徴とする
ならば、剥離中の被覆材料は寸断されることになる。結
果として、長さにわたり一定の剥離力が得られる（第13
図（Ｃ）を又参照）が、従来技術の被覆システムを有す
るファイバの場合、剥離力は第13図（Ａ）と第13図
（Ｂ）で見られるように飛び上がる。又、剥離に続く残
留物は回避されるべきである。さもなければ、終端方法
が害され、そして、光ファイバの芯合わせが防止され
る。従来技術の場合のように何らかの粘着性ある残留物
が存在する場合、光ファイバは終端以前に清潔にされな
ければならないが、これはファイバの表面を損傷するこ
とになる可能性がある。本発明の被覆光ファイバの場
合、残留物は存在しない。

機械的な剥離力に対する95℃及び95％の相対湿度での
老化の影響が第14図に示してある。曲線102により表さ
れる従来技術の被覆物を含む光ファイバは、第２被覆の
大きな伸び、即ち、約70％のために剥離が難しい。曲線
103により表される本発明の被覆光ファイバの場合、第
２材料の伸びは約40％減少された。又ここで興味開ある
ことは、曲線101により表される従来技術の第２被覆材
料が比較的低い伸びを有するという特徴があり、従っ
て、適当な剥離可能性を有していたということである。
しかし、この同一の従来技術の材料は、第４図に示した
ように受け入れることができない程高い弾性係数を有し
ていた。又従来技術の第２被覆材料は貧弱な老化特性を
有していた。この比較は、従来技術の被覆材料はいくつ
かの特性を満足するに必要とされていた可能性がある
が、要求された特性は本発明の被覆システムの場合のよ
うに全体的ではなかったということを示す。第14図で分
かるように、従来技術の被覆システム（曲線101と102に
より表される）は不安定な剥離力、即ち、時間と共に減
少する剥離力を示した。

第15図は比較的乾燥した環境において125℃での機械
的な剥離力への老化の影響を示す。分かるように、剥離
力は、曲線105と106により表される従来技術のシステム
を塗布された光ファイバ及び曲線107により表される本
発明の被覆システムの場合に比較的安定している。第14
図と第15図の比較によれば、湿気が不安定さに至る場合
に、如何に重要な役割を持ったかを示す。第16図は従来
技術の被覆材料と、数字109により示される本発明のも
のとを含む異なる被覆システムの場合の剥離力の棒グラ
フによる比較を示す。

好都合にも、そして、第17図の曲線114により分かる
ように、本発明の被覆システムの剥離力は時間に対して
ほぼ一定である。更に、剥離力は第18図の115として示
した曲線により示されるように、約0.3と２の間のドー
ス量因子についてほぼ一定である。

強度特性は許容可能な性能特性にとって極めて重要で
ある。また、被覆光ファイバを取り扱う能力が存在しな
ければならない。なるべくなら、被覆システムは、防水
試験により模擬される光ファイバの強度特性が維持され
るよう支援する。所望の強度特性を達成するためには、
光ファイバ21に対する被覆システム31の適当な粘着性が
存在しなければならない。尚、剥離可能性は単に粘着性
に依存するものではない。この剥離可能性が比較的より
高い値に達すると、付着力は剥離力の因子となる。

製造業者には、比較的高い付着力レベルを求めている
ものもある。ガラスに対する被覆システム31の付着力が
万一過度になると、粘着性の高い残留物が機械的な剥離
動作の後に光ファイバの表面に発生する可能性がある。
この残留物は、例えば、0.005インチ（0.127mm）の直径
を持つ通路の中に端部を挿入しようとして、そして、フ
ェルールに形成されるときに光ファイバの終端に悪影響
を及ぼす場合がある。

付着力が１センチメートルあたり約１ポンドから約５
ポンド（445〜2223N/m）の引っ張り力のようなほどよい
範囲にある場合、この付着力は強度を保持しながら光フ
ァイバを取り扱うことができるに十分であるということ
が発見された。又これらのレベルでは、光ファイバから
被覆システムの剥離は生じないということも発見されて
いる。

又、重要なことは、動作温度範囲にわたって被覆光フ
ァイバ30の低温度損失性能である。製造者は比較的低ガ
ラス遷移温度を採用してしまうので、比較的高レベルの
付着力を得る場合には問題が生じた。それ故、低温度の
柔らかさと高レベルの付着力の両方を達成することは困
難である。被覆システム31では、低温度の柔らかさは、
中間的な付着力レベルが比較的高温度高湿度条件におい
ても剥離を防止するに適当であるということを認識する
ことによって達成された。適切な性能は、比較的高温度
高湿度における付着力レベルの変化がほぼ存在しない場
合に達成される。結果として、低ガラス遷移温度が得ら
れて、許容可能な低温度性能が与えられた。

従来技術とは逆に、被覆システム31は、上に述べた付
着力レベル範囲内にあって、変化する湿度にさらされて
も光ファイバ21と被覆システム30との間に安定した界面
を持つことが重要となるようなものであることが望まし
い。付着力レベルが上記の範囲で述べたものよりも低い
場合、被覆システムは光ファイバから剥離するというこ
とが発見された。特定の範囲内では、比較的高湿度にさ
らされても、被覆材料にくもった状態は存在しないとい
うことが分かった。もしも存在する場合には、これは、
被覆システムとガラスの光ファイバとの間の界面におけ
る小区域の湿度の表示となろう。安定した界面は静的疲
労の観点からの強度特性を保存する。

高付着力レベルが重要であると従来信じられていた
が、本発明では、最適な付着力（これは最大な付着力で
はないが、より重要である）が、更に、一様で連続する
ガラスに対する界面被覆が重要であると認識している。
乾燥状態で最適な付着力を達成することは、比較的容易
であるが、高湿度にさらされた場合、従来技術の被覆材
料では問題が生じる。本発明の被覆システムは乾燥及び
湿気のある両方の環境において、最適の付着力レベルを
示す。

第19図には、被覆対ガラスの界面110における付着力
を調べるために使用される引っ張り試験が示されてい
る。第１被覆材料32とガラス遷移21との界面における付
着力が失われると、間欠的な剥離が起こり、性能は光の
損失及び強度が変化するために悪影響を受ける。剥離に
より生じた界面におけるこれらの小区域において水が形
成される場合、驚くべき悪影響がでる。所定の範囲にお
ける適切な付着力は、好ましくない環境下においてさえ
維持されなければならない。

安定した付着力範囲を達成するためには、ほぼ安定し
たシステムが必要とされる。第20図の曲線119より分か
るように、本発明の被覆システムに関する引っ張り力
は、特定レベルより上のドース量因子を持つ従来技術の
引っ張り力よりも変化の度合が小さい。剥離力（第17図
参照）及び付着力（第21図参照）のような特性は線引き
直後の期間に室温状態に有るときほぼ一定となる。これ
は、引っ張りが監視される平衡期間である。第21図で分
かるように、付着力は別の製造段階中に剥離が存在しな
いような好適な範囲内における中間レベルにある。公知
のように、ガラスに対する被覆の剥離が存在する場合に
は、光ファイバ損傷を受ける。一方、従来技術の材料の
付着力レベルはかなり変化する。第21図に示した従来技
術の被覆システムの場合、付着力レベルは、例えば、複
数の束の上を移動するために線引きされた光りファイバ
が損傷を非常に受け易いときに、付着力レベルは11bに
非常に接近し始めた。一方、後で、中間レベルが粘着力
のある残留物を回避することを望ましいときには、第21
図の従来技術のシステムの付着力レベルは比較的高くな
る。

従来技術の被覆システムに関する限り、引っ張り試験
の結果に老化は逆影響を及ぼした。第22図で分かるよう
に、本発明の被覆光ファイバに関連し、かつ、曲線111
により描かれた引っ張り力は、図示の条件下で、数字11
2と113により示された曲線により描かれる従来技術の被
覆材料に比較し、時間に対しほどんどの変化を示さな
い。更に別の老化の影響は第23図に示してある。この図
は95℃及び95％の相対湿度において老化した二重の被覆
ファイバに関する機械的な引っ張り力への老化の影響を
描いている。曲線116により示される被覆システム31
は、これらの条件を受けたときに何らかの変動を経験す
るが、更に、曲線117と118により示される他の従来技術
の材料よりも変化性が一層少ない。実際、曲線119によ
り表される市販の被覆システムは１センチメートルあた
り１ポンド（445N/m）以下に降下し、剥離した。一次被
覆の組成は付着力促進剤をも必要とした。しかし、使用
されている付着力促進剤はそれが被覆材料の硬化を妨害
しないようなものでなければならない。

第23図の曲線は第24図の曲線に関連させることもでき
るが、第24図では、従来技術の被覆材料についての静的
疲労性能における最初の遷移に対応する曲線121の膝部
分が７日ないし10日で起こった。静的な疲労は破断せず
に比較的小さな半径で曲げられる光ファイバの能力を扱
うものである。静的疲労試験においては光ファイバは、
その異なる半径が応力レベルに関連付られた精密内径の
管の中に挿入される。

結果を第24図に示した試験では、被覆ファイバのサン
プルは90℃の温度を持つ水浴内に浸漬される。光ファイ
バは遷移点を通って約１週間で迅速に強度劣化に至る。
弱い付着力の場合、湿気は被覆がガラスから分離した後
に、被覆とガラスとの間の空隙に入る。水はガラスの表
面に接触して応力腐食を開始する。水が遷移の表面に一
度達すると、光ファイバは劣化する。高湿度下での弱い
付着力に起因するこの結果は、第22図及び第23図を比較
することにより分かる。第22図は、室温及び高湿度にお
ける、すなわち、熱が存在しない場合に、引っ張りの老
化の影響を示す。熱は老化プロセスを加速させる。引っ
張り力の最初の低下が生じるのは何らかの湿気の吸収の
ためである。曲線113により表されるファイバは第22図
において、許容できるように見えるが、95℃及び95％の
相対湿度の条件で検査した場合、光ファイバは許容でき
なかった（第23図の曲線117参照）。

又、ガラスの表面における低湿度も望まれる。さもな
ければ、静的疲労試験の結果が悪い。換言すれば、被覆
材料の各々は低水分吸収度を有する、即ち、被覆材料は
できるだけ疎水性であることが望ましい。２つの異なる
相対湿度条件に関する本発明の被覆光ファイバの水分吸
収に比較した従来技術のそれが第25図に示してある。棒
124と125は、それぞれ、50％の相対湿度（RH）と65％の
相対湿度での例示的な被覆光ファイバ30を表す。棒の対
126と127及び128と129は市販の被覆材料の試験を表す。
静的疲労については、目標は、不安定な界面を生じさせ
る液体の小区域が存在しない安定したガラスに対する第
１被覆を達成することである。高湿度吸収がある場合、
緩衝層と呼ばれる比較的厚いプラスチック層が、おそら
く、押し出しにより形成されるときに、湿気が抜ける。
高湿度の吸収がなければ、緩衝層を形成する前に被覆材
料の乾燥を予め行うことは必要ない。更に過度の湿気に
より緩衝層との界面に異成分が生じた。

被覆光ファイバ30は従来技術のものから著しく異なっ
ている。この改良は改善された引っ張り性能及び減少さ
れた湿気感度のような被制御特性に帰属される。応力
（対数）対時間（対数）を描く第24図で分かるように、
曲線121の膝部分は従来技術の被覆の場合約１日ないし1
0日で現れた。しかし、本発明によれば、被覆システム3
1を表す曲線122で分かるように、本発明の被覆光ファイ
バは、従来の約１日ないし10日の範囲から、約100日ま
で膝部分の開始部分を増加させた。これは、湿った環境
内における安定した付着力レベル及び減少した湿気感度
により達成される。被覆システム31の場合、この劣化は
約100日の後までは起こらない。非常に高い付着力の代
わりに、安定した界面を達成するには、適当な付着力の
妥協がなされた。

水は、ガラスとコアに対する被覆材料の付着力度に影
響し、重合体連鎖の従来の重合体の被覆を損傷すること
がある。又、水は光ファイバのガラスに有害であって応
力腐食を生じさせる。望ましいものは、湿気の吸収に対
する抵抗を持つ被覆材料である。本発明による被覆シス
テム31の抵抗は、試験曲線の膝部分における急激な変移
を示す第24図に描かれている。

約95％の相対湿度のレベルに対して、被覆システムを
さらすということは、剥離が生じるか否かを示すことに
なる。剥離は、約１ポンド/cmないし５ポンド/cm（445
〜2223N/m）の範囲に付着力レベルがあるように制御
し、相分離が起こらない被覆組成物を使用し、かつ、比
較的低水吸収度を持つ被覆組成物を使用することによっ
て防止してもよい。又、特定のドース量レベル以下の剥
離はより硬い第２被覆材料の場合には更に強力となる。
この問題を解決するためには、第２被覆材料34の所望の
被覆材料は中間的な強度を有し、第１被覆材料は付着力
促進剤を有する。結果として、剥離が生じない窓は拡大
される。約40℃のガラス遷移温度を持つ第２被覆材料の
場合、引っ張りレベルが付着力促進剤を持つ第１被覆材
料の場合に約１ポンド/cm（445N/m）より少なくなるま
で剥離は生じない。

適当な弾性係数レベルを得た後、被覆の安定性を扱う
必要があった。安定剤のあるものは被覆組成から生じる
傾向があった。又、老化特性についての調査が行われ
た。色の変化が評価された老化時間として７日間の期間
が使用された。被覆組成は又老化防止安定剤も有する。
被覆光ファイバ30の被覆システム31は時間に対して変色
してはならない。

又、第２被覆材料の外面は、隣接の巻回部分に対し各
巻回の望ましくない付着力がなく、巻回のファイバ及び
巻き線の取り扱いを可能にしなければならない。上述の
ように、表面に望ましくない付着物が存在する場合、巻
回の繰出しの場合の妨害及び望ましくない問題が起こ
る。一般的には、この外側の被覆材料の望ましくない付
着がその外側の層が未硬化であるために起こる。これは
窒素の存在下において被覆光ファイバを硬化することに
より避けてもよい。

更に、第２被覆材料の外面は、被覆光ファイバが他の
光ファイバの外面を含む外面に接触するときにその摩擦
を減少するように、比較的滑らかであるべきである。摩
擦の減少は、ガラス遷移温度、第２被覆材料の平衡弾性
係数及び被制御処理変数の最適な組合せにより達成され
る。

第２被覆材料は、緩衝材料（例：塩化ポリビニール
（PVC）組成物又は着色剤）が第２被覆材料に塗布され
得るようなものでなければならない。緩衝又はインクの
塗布をよく受け入れる外面は適当な組成を有し、かつ、
緩衝材料又はインク材料と両立する材料から作られなけ
ればならない。

この多くの特性が達成されるが、最大レベルまでは達
成されないということである。その代わり、あるもので
は、別の望まれる特性とは逆のものと一般的に見られて
いた１つの特性を達成するための交換条件が存在しなけ
ればならないかもしれない。例えば、低損失を達成する
ために、低弾性係数を目標とすることは、迅速な硬化速
度が幾分犠牲にされる必要があったかもしれない。許容
可能な強度のために現在の技術は付着力を最大にしよう
としてきた。しかし、本発明の被覆材料の場合、付着力
レベルは、他の重要な特性（例：迅速な硬化速度、一貫
した被覆場所、低湿気感度及び機械的手段による剥離能
力）を犠牲にさせるだけで達成することができると考え
られた。この犠牲は被覆システム31の場合に不必要であ
ることが分かった。

第26図では、従来技術の切断抵抗に比較した被覆光フ
ァイバ30に関する切断抵抗の比較が示してある。切断抵
抗は比較的高い。光ファイバの面及び輪郭は裂け目が存
在しない。この輪郭では、裂け目及び欠陥がないなら
ば、被覆システムは更に高い強度を示す。結果として、
非常に許容可能な切断抵抗が存在することになる。数字
140で示した棒は第２被覆材料のガラス遷移温度40℃で
ある被覆光ファイバ30の特性を示し、一方、棒142、14
4、146は従来技術の材料を塗布された光ファイバの特性
を示す。棒142により表されるサンプルに関するガラス
遷移温度は25℃であった。棒144により示されるサンプ
ルは20℃ないし30℃にわたる合成T_gを持つということが
分かったが、棒146により表されるサンプルは10℃ない
し36℃にわたる合成T_gを持つということが分かった。第
26図から、T_gと切断抵抗との間に相関関係が存在すると
いうことは明らかである。第２被覆材料34のT_gは切断抵
抗を増加させるに至った。しかし、T_gが余りにも高い
と、第２被覆材料の従順性の減少のために第１被覆剤の
剥離及び損失の増加が生じる。

本発明の一組の特性による被覆システム31は、なるべ
くなら、優れた老化特性、信頼特性及び優れた光学的損
失性能を示すことが望ましい。種々の動作条件及び老化
試験を受ける場合における特性の変化は存在すべきでは
ない。光ファイバに関する特性を測定するための試験が
開発されなければならなかった。特性が測定された後、
特性の関数である性能が評価された。光ファイバの特性
と性能との間の結合がなされた。例えば、伸びは剥離可
能性に関連付けられた。従来技術は、本明細書でなされ
たような全体的な意味での特性は取り扱わなかった。

本発明の被覆光ファイバ30は高品質及び粘度、ほどん
どもしくは完全な無臭、改良された切断抵抗、円滑なフ
ァイバ表面、減少した湿気感度、最小の黄化、及び不透
明さの無存在、並びに少ない機械的剥離力を示す。更
に、それは、所定の温度範囲にわたって、例えば、下限
が約−40℃を越えず、上限が約85℃を越えない所定の温
度範囲にわたって適当なマイクロベンディング抵抗、低
温度損失性能、静的な疲労抵抗及び優れた老化及び信頼
性を有する。

これらの特性の達成は特定のパラメータに関連してい
る。例えば、硬化速度は粘着度に関連している。光ファ
イバのスプール間のより大きな粘着性は、被覆材料32と
34の硬化速度が改良されたので達成される。特定の被覆
材料の成分は黄化を生じさせるべきではない。さもなけ
れば、光ファイバの識別色は識別不能となる可能性があ
る。

上記のように、第６図では、ドース量因子の関数とし
ての硬化速度のプロットが示してある。例えば0.4のド
ース量因子では、曲線62により示される従来技術の被覆
システムは完全には硬化していないが、分かるように、
本発明の被覆システムは十分に硬化している。本発明に
より特徴付られる被覆材料は更に完全により低い放射線
レベルで硬化する。

次に第27図を見るに、押圧試験の結果を示すグラフが
示してある。このグラフでは、ファイバは150グリット
のサンドペーパで仕上げた面を有する２つのプラテン間
に位置決めされている。このサンドペーパはこれらのプ
ラテンに加えられた圧縮力によって被覆システム内に食
い込まれる。この圧縮により光ファイバのコアは幾分歪
められてマイクロベンディングを生じる。これは幾分、
ケーブル製造中、光ファイバにより経験される側方歪み
に類似したものである。被覆システムが硬化する程、マ
イクロベンディングに対する感度は増大する。理解され
るように、対をなす曲線130と131、133と135によりそれ
ぞれ1300nmの波長と1550nmの波長で表される従来技術の
光ファイバに関する付加損失は、曲線137と139により表
される本発明の被覆光ファイバの場合の付加損失よりも
高い付加損失をもたらす。

第28図においては、−40℃で行われた被覆歪みの研究
の結果が示してある。臨界パラメータは室温と−40℃に
おける第１弾性係数である。これらの結果は−40℃での
第１被覆材料の柔らかさの度合であり、−40℃において
プローブが変形して歪みを生じさせる度合は−40℃にお
ける弾性係数の大きさである。第28図は柔らかさに関す
るファイバ上の測定である。第１被覆材料が更に柔らか
くなると、更に被覆材料は側方の荷重、従って、マイク
ロベンディングに抵抗しがちになる。Ｘ軸に沿う従来技
術の被覆曲線140は歪みを示さないが、本発明の被覆の
場合、及び、曲線142により示したように、プローブは
極めて容易に移動する。

被覆光ファイバ30の第１被覆材料は従来技術の柔軟さ
よりも低温度においてほぼ更に柔軟性を持つものと特徴
付けられる。比較的短い時間では、被覆材料は比較的堅
いが、48時間で、従来技術の第１被覆材料は、そのとき
にほぼその平衡弾性係数に弛緩した被覆光ファイバ30の
堅さよりもかなり大きな堅さを示す。

第７図及び第27図及び第28図を一緒に考慮すると有益
である。第28図には負荷されたプローブにより生じる被
覆の歪みが示してある。これはファイバに関するデータ
である。第28図で分かるように、比較的堅い第２被覆の
場合、歪みは第１被覆材料が歪む場合に発生し得るのみ
である。曲線142は、約−45℃のガラス遷移温度を有す
る第１被覆材料を備えた被覆光ファイバ30を表す。別の
曲線140は、約−28℃のガラス遷移温度を有する第１被
覆材料を備えた従来技術の光ファイバを表す。−40℃の
温度で分かるように、従来技術の光ファイバには変移が
存在しない。結果として、曲線140により表される光フ
ァイバの被覆システムは側方の荷重を吸収するように歪
むことができず、損失は増大する。これは又第７図にも
示してある。この第７図では、被覆光ファイバの場合、
−40℃においてさえ、かつ、５日間の老化の後でさえ、
損失は低く、−40℃で試験された。しかし、主ガラス遷
移温度がより高い従来技術の被覆については、特に老化
後の損失は高くなる。

第27図もこのことに関して重要である。1550nmにおけ
る曲線130、131、137の比較により分かるように、押圧
試験における付加損失は従来技術の被覆の場合の方がほ
ぼ大きい。被覆光ファイバ30の合成被覆システム31は、
比較的高い切断抵抗をもつ第２被覆材料と従来技術の被
覆システムの場合よりも押圧試験においてより低い付加
損失をもたらす限定された比較的低い平衡弾性係数を有
する第１被覆材料との組み合わせでよりよくなる。

両方の被覆材料が塗布された後に、これらの被覆材料
は同時に硬化される。好適な実施例では、被覆材料は放
射線により硬化可能であって、特にUV硬化可能被覆材料
はそうである。第１被覆材料を塗布して硬化させ、その
後第２被覆材料を塗布して硬化させてもよい。あるいは
又、両方の被覆材料は米国特許第4,474,820号に示した
ように同時に塗布して硬化させてもよい。

後で、一本又は複数の光ファイバ30−30がケーブルを
形成するようにシースシステムを与えられる。第29図で
分かるように、ケーブル150は光ファイバ30−30の複数
のユニット152−152を有し、この各ユニットはバインダ
153で一緒に保持されている。ユニット152−152は適当
なプラスチック材料から作られた芯線管154で被包され
ている。芯線管の周りには、金属シールド156と強度部
材システム157を配置してもよい。強度部材システム157
は長手方向に伸びる複数の強度部材を有するものであっ
てもよい。この強度部材システム及びシールドをプラス
チックのジャケット材料159が被包している。例示的な
光ファイバケーブルは米国特許第4,765,712号に開示さ
れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は光ファイバ製造装置の一部の全体斜視図、 第２図は、光ファイバに与えられる被覆システムを有す
る２層被覆材料、即ち、第１被覆材料及び第２被覆材料
を備えた光ファイバの端部断面図、 第３図は、一般的な被覆材料の弾性係数対温度の一般的
な対数プロット、 第４図は、第２図の被覆光ファイバの被覆システムの第
１被覆材料並びに従来技術の被覆材料の弾性係数対温度
のプロット、 第５図は数個の被覆システムに関する付加損失対温度の
プロット、 第６図は従来技術の被覆材料及び本発明の被覆材料の線
引きのままの現場弾性係数対ドース因子のプロット、 第７図は老化させた後の室温と−40℃における従来技術
の被覆ファイバと本発明の被覆光ファイバとに関する付
加損失を描く引っ張り巻線損失性能に関する棒グラフ、 第８図は125℃における二重被覆光ファイバの第１被覆
材料の弾性係数への老化の影響を示すグラフ、 第９図は95℃及び95％相対湿度で老化された二重被覆光
ファイバの第１弾性係数への老化の影響を示すグラフ、 第10図は本発明の第２被覆材料に関する弾性係数の対数
対温度のグラフ、 第11図は複数の一定荷重曲線に関する芯線の歪み対第２
弾性係数、及び複数の一定の歪み曲線に関する芯線の歪
み対第２弾性係数を描くグラフ、 第12図は被覆光ファイバから被覆システムを剥離するに
要する力を測定する装置の略図、 第13図は従来技術及び本発明の光ファイバから被覆材料
の剥離及びこの剥離に要する力を示す図、 第14図は95℃及び95％相対湿度で老化された二重被覆フ
ァイバに関する機械的な剥離力への老化の影響を描くグ
ラフ、 第15図は125℃で老化された二重被覆ファイバに関する
機械剥離力の老化の影響を描くグラフ、 第16図はいくつかの被覆システムに関する機械剥離を示
す棒グラフ、 第17図は剥離力対時間のグラフ、 第18図は剥離力対ドース量因子のグラフ、 第19図は二重被覆光ファイバで行われたガラスへの被覆
の付着力に関する引っ張り試験の略図、 第20図は引っ張り力対ドース量因子のグラフ、 第21図は引っ張り力対時間のグラフ、 第22図は23℃及び95％相対湿度で老化された二重被覆フ
ァイバに関する引っ張りへの老化の影響を描くグラフ、 第23図は95℃及び95％相対湿度で老化された二重被覆フ
ァイバに関する引っ張り力への老化の影響を描くグラ
フ、 第24図は被覆ファイバの静的疲労性能対90℃の水への浸
漬の日数を描くグラフ、 第25図は数個の被覆システムに関するパーセント水吸収
の棒グラフ、 第26図は本発明の被覆光ファイバと従来技術の被覆光フ
ァイバに関する切断力の比較を描く棒グラフ、 第27図は付加損失対荷重のグラフ、 第28図は本発明の被覆光ファイバの被覆材料の歪みを描
くグラフ、及び、 第29図は本発明の光ファイバケーブルの斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アディソン ガイ ハーディ アメリカ合衆国，30338 ジョージア ダンウッディ，スプリング フィールド ドライブ 4915 (72)発明者 リサ ラーセン―モス アメリカ合衆国，30087 ジョージア ストーン マウンテン，シャドウ ビュ ー ドライブ 5651 (72)発明者 チャールズ エム，レシェ アメリカ合衆国，30244 ジョージア ローレンスビル，メドウ ウッド ドラ イブ 3749 (72)発明者 ボブ ジェイ．オーバートン アメリカ合衆国，30244 ジョージア ローレンスビル，オーク モス ドライ ブ 614 (72)発明者 ジョン ダブリュ，シア アメリカ合衆国，30341 ジョージア シャンブリー，ハサウェイ コート 3132 (72)発明者 カール アール．テーラー アメリカ合衆国，30245 ジョージア ローレンスビル，クラブ ビュー ドラ イブ 413 (72)発明者 ジョン マイケル ターナプシード アメリカ合衆国，30247 ジョージア リルバーン，セイブルック サークル 1080

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コアおよびクラディングを有する光ファイ
   バと、当該光ファイバを被覆するポリマー製の第１被覆
   材料と、当該第１被覆材料を被覆するポリマー製の第２
   被覆材料とからなる光伝送媒体において、 第１被覆材料は、約0.5ないし約1.0MPaの範囲内にある
   平衡弾性係数、および、約−40℃のガラス遷移温度を有
   し、 第２被覆材料は、約７ないし約35Mpaの範囲内にある平
   衡弾性係数、および、約20℃ないし約60℃の範囲内にお
   けるガラス遷移温度を有することにより、マイクロベン
   ディングを防止したことを特徴とする光伝送媒体。
2. 【請求項２】第２被覆材料の伸びは、約40％以下である
   ことを特徴とする請求項１の光伝送媒体。
3. 【請求項３】光ファイバと第１被覆材料の間の付着力
   が、約450ないし2200N/mの引張り力の範囲内にあること
   を特徴とする請求項２の光伝送媒体。
4. 【請求項４】第１被覆材料の弾性係数が、動作温度範囲
   にわたって約48時間以内にに平衡値まで弛緩することを
   特徴とする請求項３の光伝送媒体。
5. 【請求項５】各被覆材料は、硬化可能材料であることを
   特徴とする請求項１の光伝送媒体。
6. 【請求項６】各被覆材料は、照射により硬化可能な材料
   であることを特徴とする請求項１の光伝送媒体。
7. 【請求項７】第２被覆材料の伸びは、約30％で、 剥離可能度は、約0.6ないし約２の範囲内におけるドー
   ス量因子において、時間に対してほぼ一定であることを
   特徴とする請求項６の光伝送媒体。
8. 【請求項８】第１被覆材料のその場弾性係数は、約0.1
   ないし２のドース量因子の範囲にわたってほぼ一定であ
   ることを特徴とする請求項６の光伝送媒体。