JP4958360B2 - 光ファイバのための２次被覆組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
関連出願の説明
本発明は、米国特許法第120条の元で優先権が主張されている、ここに全てが引用される、1999年12月30日に出願された米国仮特許出願第60/173,874号の恩典を主張するものである。
【０００２】
発明の分野
本発明は、光ファイバ被覆および光ファイバリボン基材のための組成物、そのような組成物から調製した２次被覆を含有する光ファイバ、そのような光ファイバを製造する方法、およびそのような組成物から調製された基材を含有する光ファイバリボンに関する。
【０００３】
発明の背景
光ファイバは、通信分野において益々重要な役割を果たしており、現行の銅線を置き換えていることが多い。この傾向は、ＬＡＮ（すなわち、ＦＴＴＨ用途のための）に重大な影響を与えている。これにより、光ファイバの利用が莫大に増加した。かつてない大容量の情報が、データ、音声およびビデオ信号の形態で各住宅のユーザおよび営利目的のユーザに配信するために、ローカルファイバネットワークが確立されたので、加入回線電話およびケーブルテレビサービスにおける光ファイバの使用の増加が見込まれている。加えて、内部データ、音声、およびビデオ通信のために家庭用と事業用の環境に光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、ガラスコアおよび少なくとも２つの被覆、例えば、１次（すなわち内側）被覆および２次（すなわち外側）被覆を含む。１次被覆は、ガラスファイバに直接施され、硬化されると、ガラスファイバを被包する柔軟にたわむ弾性材料を形成する。１次被覆は、ファイバが曲げられたり、ケーブルにされたり、スプールに巻かれたりした場合、ガラスファイバのコアへの衝撃を吸収し、それを保護する緩衝物として働く。２次被覆は、１次被覆の上に施され、加工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】
２次被覆には、ある特性が望ましい。硬化前に、２次被覆組成物は、適切な粘度を有し、光ファイバの加工を可能にするために急速に硬化できるべきである。硬化後には、２次被覆は以下の特徴を有するべきである：被包されたガラスファイバを保護するほど十分に剛性であるが、取扱いのための十分な柔軟性（すなわち、弾性率）、低吸水量、光ファイバの取扱いを可能にする低粘着性、耐薬品性、および１次被覆への十分な接着性。
【０００６】
これらの所望な特性を達成するために、従来の２次被覆組成物は、一般に、高濃度でウレタンベースオリゴマーを含有し、モノマーが、粘度を低下させるための反応性希釈剤として２次被覆組成物中に導入される。従来のオリゴマー成分は、一般に、モノマー成分よりもずっと高価であるので、高濃度でオリゴマーを使用すると、２次被覆組成物並びに得られる光ファイバを製造するための費用が増加してしまう。オリゴマー成分を高濃度で使用する費用にもかかわらず、オリゴマー成分を低濃度で含有するか、または完全にオリゴマー成分が含まれていない２次被覆組成物は、市販されていないと考えられている。
【０００７】
したがって、従来の２次被覆組成物よりも低コストで調製でき、適切な弾性率および他の物理的特性を有する２次被覆を生成できる適切な２次被覆組成物が依然必要とされている。本発明は、当該技術分野のこの欠点を克服することに関する。
【０００８】
また、曲げ、特に、マイクロベンディングに対するファイバの感度を減少させる被覆も必要とされている。このことは、高データ速度光ファイバに特に関係する。高データ速度ファイバは、一般に、実効面積の大きい単一モードファイバである。実効面積の大きいファイバは、実効面積の大きくないファイバと比較して、単一モード伝送容量が増加している。しかしながら、実効面積の大きいファイバは、ファイバを曲げることにより生じる応力のような応力に対する感度が大きい。これらの応力により、ファイバの光学活性領域が歪み、マイクロベンディング信号減衰が生じることがある。
【０００９】
発明の概要
本発明のある実施の形態は、光ファイバを被覆するための組成物に関する。その組成物は、約15重量パーセント以下の量で含有されるオリゴマー成分、および約75重量パーセント以上の量で含有されるモノマー成分を含み、この組成物にオリゴマー成分が実質的に含まれていない場合にモノマー成分が２つ以上のモノマーからなり、組成物の硬化物が少なくとも約650ＭＰａのヤング率を有する。
【００１０】
本発明の別の実施の形態は、約15重量パーセント以下の量で含有されるオリゴマー成分、および約75重量パーセント以上の量で含有されるモノマー成分を含有する本発明の組成物の硬化物である被覆または基材材料に関する。この被覆または基材材料は、少なくとも約650ＭＰａのヤング率により特徴付けられる。
【００１１】
本発明の別の実施の形態は、ガラスファイバ、このガラスファイバを被包する１次被覆、およびこの１次被覆を被包する２次被覆を含む光ファイバに関する。この２次被覆は、約15重量パーセント以下の量で含有されるオリゴマー成分、および約75重量パーセント以上の量で含有されるモノマー成分を含有する組成物の硬化物である。この２次被覆は、少なくとも約650ＭＰａのヤング率により特徴付けられる。
【００１２】
本発明の更なる実施の形態は本発明の光ファイバの製造方法に関するものである。この方法では、１次被覆を施したガラス繊維を与える工程と、約１５重量％以下の量で含有されるオリゴマー成分と約７５重量％以上の量で含有されるモノマー成分とを含む組成物を上記被覆ガラス繊維に塗布する工程と、塗布したガラス繊維を組成物の重合を引き起こすのに充分な条件下において２次被覆を形成する工程とを行う。この２次被覆は少なくとも約６５０ＭＰａのヤング率によって特徴付けられる。
【００１３】
本発明の光ファイバの別の製造方法では、第１の組成物にて被覆したガラス繊維を与える工程と、約１５重量％以下の量で含有されるオリゴマー成分と約７５重量％以上の量で含有されるモノマー成分とを含む第２の組成物を上記被覆ガラス繊維に塗布する工程と、塗布したガラス繊維を第１及び第２の組成物の重合を引き起こすのに充分な条件下において１次被覆と２次被覆を形成する工程とを行う。この２次被覆は少なくとも約６５０ＭＰａのヤング率によって特徴付けられる。
【００１４】
本発明の更なる別の実施の形態は光ファイバリボンに関するものである。この光ファイバリボンは、ほぼ平面状をなすように互いにほぼ整列させられた複数の光ファイバと、該複数の光ファイバを封入する基材とを有する。基材は少なくとも約６５０ＭＰａのヤング率を有する。この基材は、約１５重量％以下の量で含有されるオリゴマー成分と約７５重量％以上の量で含有されるモノマー成分とを含む組成物の硬化物である。
【００１５】
本発明の更なる実施の形態は、約１５重量％よりも多い量で含有されるオリゴマー成分と約８２重量％よりも少ない量で含有されるモノマー成分とを含む組成物に関するものである。この組成物の硬化物は少なくとも約９００ＭＰａのヤング率を有する。
【００１６】
本発明の更なる別の実施の形態は、ガラス繊維と、該ガラス繊維を封入する１次被覆と、該１次被覆を封入する２次被覆とを有する光ファイバに関するものである。この２次被覆は、約１５重量％よりも多い量で含有されるオリゴマー成分と約８２重量％よりも少ない量で含有されるモノマー成分とを含む組成物の硬化物である。２次被覆は少なくとも約９００ＭＰａのヤング率によって特徴付けられる。
【００１７】
本発明の実施の形態には更に光ファイバの製造方法が含まれる。約１５重量％よりも多いオリゴマー成分を含有する上記の２次被覆を光ファイバに被覆する。この光ファイバには既に１次被覆を被覆してある。２次被覆を２次被覆の重合を引き起こすような条件下におく。本発明の別の方法では１次被覆と２次被覆を各被覆の重合を引き起こすような条件下に共におく。
【００１８】
本発明の実施の形態には更に、少なくとも約９００ＭＰａのヤング率を有する上記の２次被覆の大有効面積ファイバへの応用が含まれる。
【００１９】
本発明の組成物の好適な特性は、光ファイバの外側被覆材および、光ファイバリボンの基材を形成するうえでの組成物の使用を可能とするものである。更に本発明の組成物は硬化すると水分吸収性、低マイクロベンド感度、抽出性、ならびに強度すなわちヤング率の面から望ましい特性を有する被覆材や基材をもたらすものである。したがってオリゴマー成分をほとんどあるいはまったく含まない組成物から好適な被覆または基材を調製することが可能であり、これによりこうした組成物やこうした組成物の硬化物を含有する光ファイバや光ファイバリボンの製造コストの大幅な低減が図られるものである。
【００２０】
発明の詳細な説明
本発明は、光ファイバを被覆するための組成物に関する。本発明の組成物は、紫外線硬化性組成物であり、熱可塑性組成物ではないことが好ましい。本発明のある実施の形態において、本発明の組成物は、約15重量パーセント以下の量で含有されるオリゴマー成分、および約75重量パーセント以上の量で含有されるモノマー成分を含有する。硬化後、この組成物の硬化物は、少なくとも約650ＭＰａのヤング率により特徴付けられる。その物理的特性、特に、比較的高い強度のために、本発明の組成物は、光ファイバの２次すなわち外側被覆または光ファイバリボンの基材の調製に使用するのに特に適している。
【００２１】
ここに用いているように、特定の成分の重量パーセントは、他の添加剤を除いたバルク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バルク組成物中に導入される他の添加剤の量は、100当たりの部で列記されている。例えば、オリゴマー、モノマー、および光重合開始剤が組み合わされて、これらの成分の総重量パーセントが100パーセントとなるようなバルク組成物を形成する。このバルク組成物に、ある量の添加剤、例えば、100当たり1.0部の酸化防止剤が、バルク組成物の100重量パーセントを超過して導入される。
【００２２】
光ファイバ被覆組成物のオリゴマー成分を減少させる上で実質的に費用が省けるので、本発明の組成物の主成分はモノマー成分であり、副成分はオリゴマー成分である。これは、主成分としてオリゴマー成分を、副成分としてモノマー成分を含有するほとんどの従来の２次被覆組成物および／または基材組成物とは反対である。ほとんどの従来の被覆成分および／または基材成分において、オリゴマー成分は、一般的に、重合が生じる主鎖として機能し、一方で、モノマー成分は、組成物の粘度を調節するための希釈剤として、また硬化中には、架橋剤（特定のモノマー成分が有する官能基の数により）として機能する。
【００２３】
本発明の組成物において、モノマー成分は、１つのモノマーを含んでも、２つ以上のモノマーの組合せであっても差し支えない。必要ではないが、前記組成物にオリゴマー成分が実質的に含まれていない場合には、モノマー成分は２つ以上のモノマーの組合せであることが好ましい。好ましくは、本発明の組成物中に導入されるモノマー成分は、エチレン不飽和モノマーを含む。モノマー成分は75重量パーセント以上の量で存在して差し支えないが、好ましくは、約75から約99.2重量パーセントまで、より好ましくは、約80から約99重量パーセントまで、最も好ましくは、約85から約98重量パーセントまでの量で含有される。
【００２４】
エチレン性不飽和モノマーは、架橋を可能にする様々な官能を含むであろう。そのエチレン性不飽和モノマーは、好ましくは、多官能価（すなわち、各々が２つ以上の官能基を含有する）であるが、一官能価モノマーを組成物中に導入しても差し支えない。したがって、エチレン性不飽和モノマーは、多官能価モノマー、一官能価モノマー、およびそれらの組合せであって差し支えない。本発明にしたがって使用されるエチレン性不飽和モノマーの適切な官能基としては、以下に制限されるものではないが、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、スチレン、ビニルエステル、酸エステル、およびそれらの組合せ（すなわち、多官能価モノマーに関して）が挙げられる。
【００２５】
一般に（例えば硬化の際の）転換率が約８０％以上のモノマーが、転換率がこれよりも低いものと比較して望ましい。転換率が低いモノマーを組成物中に導入できる程度は、得られる硬化物の特定の要求条件（例、強度）に応じて異なる。一般に転換率が高いほど硬化物の強度は高くなる。
【００２６】
好適な多官能エチレン性不飽和モノマーとしては、以下に限定されるものではないが、エトキシ化度が２以上、好ましくは２〜約３０であるエトキシ化ビスフェノールＡジアクリレート（例、サルトマー・カンパニー社（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）（ペンシルベニア州ウェストチェスター所在）の販売するＳＲ３４９及びＳＲ６０１、及びヘンケル社（Ｈｅｎｋｅｌ Ｃｏｒｐ．）（ペンシルベニア州アンブラー所在）の販売するフォトマー４０２５及びフォトマー４０２８）、及びプロポキシ化度が２以上、好ましくは２〜約３０であるプロポキシ化ビスフェノールＡジアクリレートなどのアルコキシ化ビスフェノールＡジアクリレート類；エトキシ化度が３以上、好ましくは３〜約３０であるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（例、フォトマー４１４９（ヘンケル社）及びＳＲ４９９（サルトマー・カンパニー社））、プロポキシ化度が３以上、好ましくは３〜３０であるプロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート（例、フォトマー４０７２（ヘンケル社）及びＳＲ４９２（サルトマー社））、及びジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（例、フォトマー４３５５（ヘンケル社））などのアルコキシ化されているかもしくはされていないメチロールプロパンポリアクリレート類；プロポキシ化度が３以上であるプロポキシ化グリセリルトリアクリレート（例、フォトマー４０９６（ヘンケル社）、ＳＲ９０２０（サルトマー社））などのアルコキシ化グリセリルトリアクリレート類；ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例、サルトマー・カンパニー社（Ｓａｒｏｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）（ペンシルベニア州ウェストチェスター所在）の販売するＳＲ２９５）、エトキシ化ペンタエリトリトールテトラアクリレート（例、ＳＲ４９４（サルトマー社））、及びジペンタエリトリトールペンタアクリレート（例、フォトマー４３９９（ヘンケル社）及びＳＲ３９９（サルトマー・カンパニー社））などのアルコキシ化されているかもしくはされていないエリトリトールポリアクリレート類；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、ＳＲ３６８（サルトマー・カンパニー社））、及びトリス−（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、適当な官能性イソシアヌレート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で生成するイソシアヌレートポリアクリレート類；トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（例、ＣＤ４０６（サルトマー・カンパニー社））、及びエトキシ化度が２以上、好ましくは約２〜３０であるエトキシ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化されているかもしくはされていないアルコールポリアクリレート類；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（４ｕｐ）もしくはこれに類するもの（例、フォトマー３０１６（ヘンケル社））にアクリレートを添加することで生成するエポキシアクリレート類；ならびにジシクロペンタジエンジアクリレート及びジシクロペンタンジアクリレートなどの単環式または多環式の芳香族または非芳香族ポリアクリレート類が挙げられる。
【００２７】
硬化物による水分の吸収率、硬化物の他の被覆材料への接着度や応力の作用下での硬化物の挙動を制御する目的で所定量の単官能性のエチレン性不飽和モノマーを使用することも望ましい。単官能性のエチレン性不飽和モノマーの例としては、以下に限定されるものではないが、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、及び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類、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、アミルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ウンデシルアクリレート、ドデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクタデシルアクリレート、及びステアリルアクリレートなどの長鎖及び短鎖アルキルアクリレート類；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、及び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類；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、ＳＲ３３９（サルトマー・カンパニー社））、及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類；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、ＳＲ４２３、サルトマー・カンパニー社）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（例、ＳＲ２８５、サルトマー・カンパニー社）、カプロラクトンアクリレート（例、ＳＲ４９５、サルトマー・カンパニー社）、及びアクリロイルモルホリンなどの単環式または多環式の芳香族または非芳香族アクリレート類；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、及び、エトキシ化（４）ノニルフェノールアクリレート（例、フォトマー４００３、ヘンケル社）のような各種アルコキシ化アルキルフェノールアクリレート類などのアルコール系アクリレート類；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、及びｔ−オクチルアクリルアミドなどのアクリルアミド類；Ｎ−ビニルピロリドン及びＮ−ビニルカプロラクタムなどのビニル化合物；ならびにマレイン酸エステル及びフマル酸エステルなどの酸エステルが挙げられる。上記に列記した長鎖及び短鎖アルキルアクリレート類に関し、短鎖アルキルアクリレートとはアルキル基の炭素数が６個以下のものであり、長鎖アルキルアクリレートとはアルキル基の炭素数が７個以上のものである。
【００２８】
最も好適なモノマーは市販のものかまたは当該技術分野では周知の反応スキームによって容易に合成されるものである。例えば上記に列挙した単官能性モノマーの多くは、適当なアルコールまたはアミド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することが可能である。
【００２９】
上記に述べたように本発明の被覆組成物の副成分はオリゴマー成分である。このオリゴマー成分は１種類のオリゴマーからなるか、あるいは２種類以上のオリゴマーの組合わせからなるものであってもよい。本発明の組成物にオリゴマー成分を導入する場合、組成物はエチレン性不飽和オリゴマーよりなるものであることが好ましい。オリゴマー成分の含量は１５重量％以下でも差し支えないが、好ましくは約１３重量％以下、より好ましくは約１０重量％以下である。組成物ならびにその硬化物が適当な物性を有するかぎり、組成物中のオリゴマー成分の含量が好ましくは約５重量％未満であるかあるいは組成物がオリゴマーを実質的に含有しないことが経済的であり望ましい。
【００３０】
好適なオリゴマーはこれを用いる場合、単官能性オリゴマーまたは多官能性オリゴマーのいずれであってもよいが多官能性オリゴマーが好ましい。オリゴマー成分として単官能性オリゴマーと多官能性オリゴマーの組合わせを用いることも可能である。
【００３１】
二官能性オリゴマーは下記（Ｉ）式に基づく構造を有することが好ましい。
【００３２】
Ｆ_１−Ｒ_１［ジイソシアネート−Ｒ_２ ］ _ｍ −ジイソシアネート−Ｒ_１−Ｆ_１ （Ｉ）
[式中、Ｆ_１はそれぞれ独立にアクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステル、または当該分野で周知の他の官能基を含む反応性官能基であり、Ｒ_１はｎを１〜３０、好ましくは１〜１０の整数としてそれぞれ独立に−Ｃ_２−１２Ｏ−、−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−１２Ｏ−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−１２Ｏ−（ＣＯ−Ｃ_２−５Ｏ）_ｎ−、または−Ｃ_２−１２Ｏ−（ＣＯ−Ｃ_２−５ＮＨ）_ｎ−であり、Ｒ_２はポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、またはこれらの組合わせであり、ｍは１〜１０、好ましくは１〜５の整数である。]なお（Ｉ）式の構造中のジイソシアネート基はジイソシアネートのＲ_２及び／またはＲ_１への結合によって生成する反応生成物である。ここで云う「独立に」なる用語は各Ｆ_１は別のＦ_１とは異なり得ることを示し、これは各Ｒ_１についても当てはまる。
【００３３】
他の多官能性オリゴマーは下記（ＩＩ）式、（ＩＩＩ）式、または（ＩＶ）式に基づく構造を有することが好ましい。
【００３４】
多官能イソシアネート−（Ｒ_２−Ｒ_１−Ｆ_２）_ｘ （ＩＩ）
ポリオール−［（ジイソシアネート−Ｒ_２ ） _ｍ −ジイソシアネート−Ｒ_１−Ｆ_２］_ｘ （ＩＩＩ）
または、
多官能イソシアネート−（Ｒ_１−Ｆ_２）_ｘ （ＩＶ）
［式中、Ｆ_２はそれぞれ独立にアクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、ビニルエステルや当該技術分野では周知の他の官能基などの１から３官能価の官能基を表し、Ｒ_１はｎを１〜１０、好ましくは１〜５の整数としてそれぞれ独立に−Ｃ_２−１２Ｏ−、−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−１２Ｏ−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−１２Ｏ−（ＣＯ−Ｃ_２−５Ｏ）_ｎ−、または−Ｃ_２−１２Ｏ−（ＣＯ−Ｃ_２−５ＮＨ）_ｎ−であり、Ｒ_２はポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、またはこれらの組合わせであり、ｘは１〜１０、好ましくは２〜５の整数であり、ｍは１〜１０、好ましくは１〜５の整数である。］なお（ＩＩ）式の構造中の多官能イソシアネート基は多官能イソシアネートのＲ_２への結合によって生成する反応生成物である。同様に（ＩＩＩ）式の構造中のジイソシアネート基はジイソシアネートのＲ_２及び／またはＲ_１への結合によって生成する反応生成物である。
【００３５】
ウレタンオリゴマーは従来、脂肪族ジイソシアネートを、２価ポリエーテルまたはポリエステル、最も一般的にはポリエチレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコールと反応させることによって得られるものである。こうしたオリゴマーは通常、約４個〜約１０個のウレタン基を有し、例えば２０００〜８０００の高分子量を有する場合もあるが、分子量が５００〜２０００の範囲である低分子量のオリゴマーを使用することも可能である。コーディ（Ｃｏａｄｙ）等に付与された米国特許第４，６０８，４０９号ならびにビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）等に付与された米国特許第４，６０９，７１８号にはこうした合成法の詳細が述べられているが、これらの特許をここに援用するものである。
【００３６】
耐水性オリゴマーの使用が望ましい場合には、そうしたオリゴマーは、大部分が飽和し、大部分が非極性の脂肪族ジオールの生成に有利となるように、極性ポリエーテルまたはポリエステルグリコールの使用を避ける点を除いて同様に合成される。こうしたジオールとしては例えば、炭素原子数が約２〜２５０個であるアルカンまたはアルキレンジオールが挙げられ、エーテル基やエステル基を実質上有さないことが好ましい。
【００３７】
よく知られていることであるが、こうした方法によって調製されるオリゴマーには、合成過程においてジオールまたはポリオールをジアミンまたはポリアミンで単に置き換えるだけでポリ尿素成分を含有させることが可能である。本発明の被覆システムには少量のポリ尿素成分が含まれているが、これは、システムの耐水性を損なわないよう、合成に使用されるジアミンまたはポリアミンが充分に非極性でありかつその飽和度が高ければ、コーティング性能を低下させる要因とはならない。
【００３８】
よく知られていることであるが、光ファイバ用被覆組成物は、ガラス繊維への組成物の塗布後、または予め被覆されたガラス繊維において組成物の重合（硬化）を行ううえで適当な重合開始剤を含有することも可能である。本発明の組成物における使用が適当な重合開始剤としては、熱開始剤、化学開始剤、電子線開始剤、マイクロ波開始剤、化学線開始剤、及び光開始剤が挙げられる。このうち特に好ましいのは光開始剤である。アクリレート系被覆組成物の多くでは、既知のケトン光開始添加剤及び／または酸化ホスフィン添加剤などの従来の光開始剤が好ましい。本発明の組成物で使用する場合、光開始剤は組成物の速やかな紫外線硬化を可能とするうえで充分な量にて添加される。一般にこの量は約０．５〜約１０．０重量％、より好ましくは約１．５〜約７．５重量％である。
【００３９】
光開始剤は、少量ではあるが光硬化を促進するうえでの有効量で用いられる場合、被覆組成物が早期にゲル化しないように適当な硬化速度を与えなければならない。適当な硬化速度とは、被覆組成物が実質的に硬化する（約９０％以上、より好ましくは９５％以上）ような任意の速度である。光量−弾性率曲線で測定した場合、約２５〜３５μｍの被膜厚さに対する硬化速度は例えば１．０Ｊ／ｃｍ^２未満、好ましくは０．５０Ｊ／ｃｍ^２未満である。
【００４０】
好適な光開始剤としては以下に限定されるものではないが、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）社（ニューヨーク州タリーズタウン所在）の販売するイルガキュア１８４）、（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、市販の配合製品であるイルガキュア１８００、１８５０、及び１７００（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社））、２，２−ジメトキシル−２−フェニルアセトフェノン（例、イルガキュア６５１（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社））、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、イルガキュア８１９、（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社））、（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、市販の配合製品であるダロキュア４２６５（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社））、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（例、市販の配合製品であるダロキュア４２６５（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社））及びこれらの組合わせが挙げられる。他の光開始剤も継続的に開発がなされ、ガラス繊維の被覆組成物に使用されている。本発明の組成物には任意の好適な光開始剤を導入することが可能である。
【００４１】
上記の成分の他、本発明の２次被覆組成物には必要に応じて添加物または添加物の組合わせを添加することが可能である。適当な添加物としては以下に限定されるものではないが、抗酸化剤、触媒、潤滑剤、低分子量の非架橋性樹脂、接着促進剤及び安定化剤が挙げられる。添加剤の中には、重合プロセスを制御して本発明の組成物から生成する重合物の物性（例、弾性率、ガラス転移温度）を変化させる機能を有するものもある。また本発明の組成物の重合物の結着性に影響を与えるものもある（例、脱重合や酸化的分解に対する保護）。
【００４２】
好ましい抗酸化剤としては、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（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売するイルガノックス１０３５）がある。
【００４３】
好ましい接着促進剤としては、エベクリル１７０（ユーシービー・ラドキュア社（ＵＣＢ Ｒａｄｃｕｒｅ）（ジョージア州スマーナ所在））などのアクリル酸接着促進剤がある。
【００４４】
２次被覆材に使用するための他の好適な材料ならびにこれらの材料の選択に関する考慮条件は当該技術分野にあっては周知のものであり、シャピン（Ｃｈａｐｉｎ）に付与された米国特許第４，９６２，９９２号ならびに同第５，１０４，４３３号に記載されている。これらの特許を本明細書に援用するものである。本発明の組成物に添加される上述の添加物を含め、被覆の性質の１以上を向上させる各種添加物を添加することも可能である。
【００４５】
本発明の一実施形態では、オリゴマー成分は組成物が硬化する際に重合の起点となる骨格としてではなく、最終的な組成物の粘度を制御するための増粘剤として寧ろ機能する。後述するが、光ファイバ及び光ファイバリボンの製造にあたっては１以上の予め被覆を施したガラス繊維に（ウェットオンウェットまたはウェットオンドライプロセスのいずれかを使用して）本発明の組成物を被覆する必要がある。光ファイバ及び光ファイバリボンの製造を効果的に行うためには、本発明の組成物はそれが硬化するまでの間、被覆ガラス繊維上に留まるように処理温度において充分な粘性を有なければならない。本発明の組成物の好適な粘度は、４５℃で約２５０〜約２５００センチポアズ、好ましくは４５℃で約３００〜約２０００センチポアズ、より好ましくは４５℃で約３５０〜１５００センチポアズである。本発明の好ましい組成物としては、約１０重量％のＢＲ−３０１（ボマー・スペシャルティ・ケミカルズ社（Ｂｏｍｅｒ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）（コネティカット州ウィンステッド所在）の販売するポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー）、約２２重量％のフォトマー４０２５（ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）社の市販するエトキシ化（８）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー）、約６５重量％のフォトマー４０２８（ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）社の市販するエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー）、及び約３重量％のイルガキュア１８５０光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、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１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンを含有する市販の配合製品）を含有するものがある。
【００４６】
本発明の別の好適な組成物としては、約１０重量％のＫＷＳ４１３１（ボマー・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売するポリエーテルウレタンジアクリレートオリゴマー）、約５重量％のフォトマー３０１６（ヘンケル社の販売するエポキシアクリレートモノマー）、約８２重量％のフォトマー４０２８（ヘンケル社の販売するエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー）、約１．５重量％のイルガキュア８１９光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売するビス（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）、１．５重量％のイルガキュア１８４光開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）、及び約０．５ｐｐｈのイルガキュア１０３５抗酸化剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する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）を含むものがある。
【００４７】
本発明の別の態様は、本発明の組成物の硬化物としての被覆もしくは基材に関するものである。
【００４８】
本発明の組成物はオリゴマーを低含量で含有するにも関わらず、本発明の被覆または基材は高い引張強度を有することをその特徴とするものである。本明細書に援用するＡＳＴＭ Ｄ−８８２−９７に準拠した測定によれば、本発明の組成物の重合物の引張強度は少なくとも約１８ＭＰａであり、好ましくは少なくとも約２０ＭＰａであり、より好ましくは少なくとも約２２ＭＰａである。本明細書に援用するＡＳＴＭ Ｄ−８８２−９７に準拠した測定を行った場合、割線係数は少なくとも約３５０ＭＰａであり、好ましくは少なくとも約４５０ＭＰａであり、より好ましくは少なくとも約５５０ＭＰａである。ＡＳＴＭ Ｄ−８８２−９７に準拠した測定を行った場合、本発明の被覆組成物の重合物のヤング率は、少なくとも約６５０ＭＰａであり、好ましくは少なくとも約７００ＭＰａであり、より好ましくは少なくとも約８００ＭＰａである。
【００４９】
本発明の更なる別の一実施形態において、被覆組成物は少なくとも約９００ＭＰａのヤング率を有する。組成物のヤング率は少なくとも約１１００〜１３００ＭＰａであり、より好ましくは少なくとも約１７００ＭＰａであり、最も好ましくは少なくとも約２１００ＭＰａである。
【００５０】
本発明の被覆または基材の特に有用な特性として水分を吸収しにくいという点がある。これは被覆や基材による水分の吸収によってガラス繊維から被覆が剥離したり基材の強度が低下して信号が減衰する場合があることによる。このため、本発明の被覆または基材による水分の吸収率は約５％未満、好ましくは約３％未満、より好ましくは約２％未満であることが必要である。
【００５１】
被覆または基材の別の有用な特性として水分に接触しても分解しにくく性質が変化しにくい点がある。したがって被覆材料または基材が含有する、水分によって抽出可能な成分の比率は低比率であることが望ましい。被覆材中の抽出可能成分の比率は通常約２％未満であり、好ましくは約１％未満であり、より好ましくは約０．５％未満である。また、本発明の組成物は破断時の伸長率が約３０％未満であることが好ましい。破断時の伸長率は約１０〜約２０％であることがより好ましい。
【００５２】
被覆組成物の更なる有用な特性は、光ファイバに被覆を施した際のマイクロベンド感度による損失が低減する点である。被覆を施した光ファイバは、波長１５５０ｎｍでのマイクロベンド減衰が約２．２５ｄＢ／ｍ未満、好ましくは１．５０ｄＢ／ｍ未満、より好ましくは約０．５３ｄＢ／ｍ未満、最も好ましくは約０．１３ｄＢ／ｍ未満である。１５５０ｎｍでのモードフィールド径は少なくとも約９．０μｍ^２であることが好ましく、少なくとも約９．５μｍ^２であることがより好ましい。
【００５３】
波長１６２５ｎｍでは光ファイバのマイクロベンド減衰は約３．０ｄＢ／ｍ未満、好ましくは約２．３０ｄＢ／ｍ未満、より好ましくは約０．７５ｄＢ／ｍ未満、最も好ましくは約０．２０ｄＢ未満である。１６２５ｎｍでのモードフィールド径は少なくとも約１０．０μｍ^２であることが好ましく、少なくとも約１０．５μｍ^２であることがより好ましい。１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍの両方において上記のマイクロベンド感度を示した被覆組成物の限定的でない一例としては、ヤング率が少なくとも９００ＭＰａである被覆組成物が挙げられる。
【００５４】
本発明の被覆組成物は有効面積が大きな光ファイバーの被覆として、特に高速データ通信用、海底敷設用、または地上敷設用のファイバーの被覆として極めて有効である。こうした光ファイバに施される本発明の被覆は少なくとも約９００ＭＰａのヤング率を有することが好ましい。有効面積の大きな導波管（光ファイバとしても知られる）は、高出力システムにおいて信号劣化の原因となる自己位相変調、四光波混合、相互位相変調及び非線形散乱などの非線形的な光学効果を低減するものである。一般にこれらの非線形効果の数学的表現にはＰ／Ａ_ｅｆｆ比が含まれる（ただしＰは光出力である）。例えば、ある非線形光学効果はＬ_ｅｆｆを有効長としてｅｘｐ［ＰｘＬ_ｅｆｆ／Ａ_ｅｆｆ］で表される項を含む式にしたがうことが考えられる。すなわちＡ_ｅｆｆの増加によって導波管内を伝播する光信号の劣化に対する非線形的な寄与は小さくなる。電気通信産業では、再生器を使用しない長距離の大容量情報輸送に対する要請によって、単一モードファイバの屈折率プロファイルの設計が再評価されることとなった。
【００５５】
この再評価は、上記に述べたような非線形効果を低減するとともに１５５０ｎｍ付近、すなわち１２５０ｎｍ〜１７００ｎｍの低減衰動作波長域に最適化した光導波管を提供することに主眼をおいたものである。更にこうした導波管は光増幅器に適合したものでなければならず、しかも高強度、耐疲労性、及び耐屈曲性といった現在採用されている光導波管の望ましい性質は保ったものでなければならない。
【００５６】
少なくとも２つの屈折率の異なるセグメントを有するファイバ導波管が、高性能ファイバ導波管システムの基準を満たすかこれを上回る充分な可撓性を有することが示されている。
【００５７】
一般に導波管の有効面積は、ファイバ中での光出力分布をファイバ導波管の中心線から外側に向けてシフトさせることによって出力密度が低下するような屈折率プロファイルを設計することによって増大させられる。しかしコアエッジの方向に向けて外側へと出力分布を移動すると、導波管にはファイバの屈曲による出力損失が生じやすくなる。
【００５８】
こうした高性能導波管の構成の多くではマイクロベンドによる伝送信号の減衰損失が生じやすくなっている。マイクロベンドの影響を受けやすいこれらの構成では、本発明の被覆のようにマイクロベンドにともなう諸問題を解消する被覆システムが必要とされる。
【００５９】
用語の定義
以下の用語の定義は当該技術分野で一般的に用いられる意味に倣ったものである。
【００６０】
−屈折率プロファイルとは、屈折率とファイバ導波管の径との関係のことである。
【００６１】
−セグメント化されたコアとは、少なくとも第１と第２のファイバ導波管のコア部分すなわちセグメントに分割されたコアのことである。各部分すなわちセグメントは特定の径方向の長さに沿って配され、ファイバ導波管の中心線に対してほぼ対称的であり、所定の屈折率プロファイルを有する。
【００６２】
−有効面積とは下式にて表されるものである。
【００６３】
【数１】

式中、積分範囲は０〜∞であり、Ｅは導波管を伝播する光による電場である。有効径Ｄ_effは下式により定義が可能である。
【００６４】
【数２】

大きな有効面積とは、ファイバの有効面積が約６０μｍ^２よりも大きく、より好ましくは約６５μｍ^２よりも大きく、最も好ましくは７０μｍ^２よりも大きいことを意味するものである。有効面積が約８０〜９０μｍ^２よりも大きいファイバを得ることが可能であり、また好ましい。
【００６５】
−相対屈折率百分率Δ％＝１００×（ｎ_ｉ ^２−ｎ_ｃ ^２）／２ｎ_ｉ ^２ ただしｎ_ｉは特に断らないかぎり領域ｉにおける最大屈折率であり、ｎ_ｃは特に断らないかぎりクラッド領域の平均屈折率である。
【００６６】
−α−プロファイルなる用語は、ｂを半径としてΔ（ｂ）％として表される屈折率プロファイルのことであり、下式に従う。
【００６７】
【数３】

ただし、ｂ_ｏはΔ（ｂ）％が最大となる点、ｂ_ｌはΔ（ｂ）％が０となる点であり、ｂはｂ_ｉ≦ｂ≦ｂ_ｆの範囲にある。Δは上記の定義と同様であり、ｂ_ｉはα−プロファイルの始点、ｂ_ｆはα−プロファイルの終点であり、αは実数のべき指数である。選択されたα−プロファイルの始点及び終点はコンピュータモデルに入力される。α−プロファイルにステップインデックス分布や他のプロファイル形状が先行する場合、α−プロファイルの始点はα−プロファイルとステッププロファイルまたは他のプロファイルとの交点である。
【００６８】
海底敷設用途で用いられる大有効面積ファイバに関し、被覆したファイバは波長１５５０ｎｍで約０．２３ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは約０．２２ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは約０．２０ｄＢ／ｋｍ以下、最も好ましくは約０．１５ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示した。海底敷設用ファイバのカットオフ波長は、通常約１０００〜約２０００ｎｍ、好ましくは約１６００ｎｍ未満、より好ましくは約１５００ｎｍ未満、もっとも好ましくは約１４００ｎｍ未満である。モードフィールド径（ＭＦＤ）は約１０．０〜約７．０μｍ^２、好ましくは約９．７〜約７．７μｍ^２、より好ましくは約９．６〜約８．０μｍ^２である。好適な海底敷設用ファイバの一例としてコーニング社（Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（ニューヨーク州コーニング所在））の販売するＳｕｂｍａｒｉｎｅ Ｌｅａｆ（登録商標）があるが、その有効面積は約７１μｍ^２である。
【００６９】
高速データ通信用途で用いられる大有効面積ファイバに関し、被覆したファイバは波長１５５０ｎｍで約０．２５ｄＢ／ｋｍ以下、好ましくは約０．２２ｄＢ／ｋｍ以下、より好ましくは約０．２０ｄＢ／ｋｍ以下、最も好ましくは約０．１９ｄＢ／ｋｍ以下の減衰を示した。高速データ通信用ファイバはまた、約０．０５ｐｓ／ｋｍ^１／２以下、好ましくは約０．０４ｐｓ／ｋｍ^１／２以下、より好ましくは約０．０２ｐｓ／ｋｍ^１／２以下、最も好ましくは約０．０１ｐｓ／ｋｍ^１／２以下の偏波モード分散（ＰＭＤ）を示した。高速データ通信用ファイバのカットオフ波長は通常約１０００〜約２０００ｎｍ、好ましくは約１５００〜約１９００ｎｍ、より好ましくは約１７００〜約１５５０ｎｍの範囲である。モードフィールド径（ＭＦＤ）は約１２．０〜約８．０μｍ^２、好ましくは約１１．０〜約９．０μｍ^２、より好ましくは約１０．０〜約９．５μｍ^２の範囲である。高速データ通信用ファイバは約１Ｇｂ、好ましくは約２Ｇｂ、より好ましくは約１０Ｇｂの速度で情報を送信することが可能である。
【００７０】
更に大有効面積ファイバは約２〜約６μｍ、より好ましくは約３〜約５μｍのコア径を有することが好ましい。
【００７１】
本発明の被覆を施すことが可能な大有効面積ファイバの２つの例として、コーニング社（ニューヨーク州コーニング所在）の販売するＳＭＦ−２８（商標）ならびにＬＥＡＦ（登録商標）がある。ＳＭＦ−２８（商標）は、少なくとも約９．０μｍのモードフィールド径を有し、１５５０ｎｍかつ７０〜３０Ｎにおける信号減衰の変化量は約０．５０ｄＢ／ｍ未満、より好ましくは約０．３０ｄＢ／ｍ以下、最も好ましくは約０．１５ｄＢ／ｍ以下である。信号減衰の変化量は実施例４にて後述する水平荷重ワイアメッシュ試験にもとづいて試験を行う。ＬＥＡＦ（登録商標）は少なくとも約９．０μｍ、より好ましくは少なくとも約９．５μｍのモードフィールド径を有し、１５５０ｎｍかつ７０〜３０Ｎにおける信号減衰の変化量は約１．１７ｄＢ／ｍ未満、より好ましくは約０．８０ｄＢ／ｍ以下、最も好ましくは約０．５５ｄＢ／ｍ以下である。信号減衰の変化量は実施例４にて後述する水平荷重ワイアメッシュ試験にもとづいて試験を行う。上記ＳＭＦ−２８（商標）及びＬＥＡＦ（登録商標）ファイバに塗布することが可能な組成物の２つの例として、約１０重量％のポリエーテル系ウレタンジアクリレートオリゴマー（例、ＢＲ３０１）、約２２重量％のエトキシ化（８）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー（例、フォトマー４０２５）、約６５重量％のエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー（例、フォトマー４０２８）、約３重量％の１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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、イルガキュア１８５０）の混合物、及び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、イルガノックス１０３５）を含む約０．５ｐｐｈの抗酸化剤からなる被覆がある。第２の被覆の組成物には、約１０重量％のポリエーテル系ウレタンジアクリレートオリゴマー（例、ＫＷＳ４１３１）、約８７重量％のエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー（例、フォトマー４０２８）、約３重量％の１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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、イルガキュア１８５０）の混合物、及び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、イルガノックス１０３５）を含む約０．５ｐｐｈの抗酸化剤が含まれる。上記の被覆組成物は本発明を実施するうえで使用可能な被覆組成物を網羅するものではない。
【００７２】
大有効面積ファイバーに関する更なる開示としては、１９９９年７月２７日出願の出願番号第６０／１４５，７５９号ならびに１９９９年１１月１６日出願の出願番号第６０／１６５，８３３号の米国仮特許出願があるが、これらの記載の全容をここに援用するものである。
【００７３】
本発明の別の一態様は本発明の組成物を用いて調製された光ファイバに関するものである。図１を参照すると、光ファイバ１０は、ガラスコア１２、ガラスコア１２を包囲しこれに接するクラッド層１４、クラッド層１４を封入しこれに接着する１次被覆材１６、及び１次被覆材１６を封入する１以上の２次（または外側）被覆材１６を有する。
【００７４】
ガラスコア１２はバーキー（Ｂｅｒｋｅｙ）に付与された米国特許第４，４８６，２１２号に述べられるような任意の従来の材料を用いて形成することが可能である。なお当該特許の記載内容はここに援用する。コアは通常、シングルモードファイバでは約５〜約１０μｍ、マルチモードファイバでは約２０〜約１００μｍの直径を有する断面円筒状のシリカを主成分とするガラス製である。必要に応じコアには、コアの屈折率を改変するチタニウム、タリウム、ゲルマニウムやホウ素の酸化物のような異なる量の他の材料を添加することが可能である。当該技術分野では周知の他のドーパントをガラスコアに添加してその性質を改変することも可能である。
【００７５】
１次被覆材１６は任意の適当な１次被覆組成物の重合物である。当該分野では多くの好適な１次被覆組成物が知られており、また多くが目下開発中である。通常、こうした従来の１次被覆組成物は、高濃度の１以上のオリゴマー成分（例、ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルウレタンアクリレートオリゴマー、ポリ尿素ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエーテルアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、ポリ尿素アクリレートオリゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、及び水素化ポリブタジエンオリゴマー）、反応性希釈剤または架橋剤としての１以上のモノマー成分、下層のガラス繊維への１次被覆の接着を促進する接着促進剤、重合開始剤、及び他の公知の添加剤を含有する。
【００７６】
１次被覆はヤング率が低い柔軟な被覆であることが好ましい。１次被覆のヤング率は好ましくは３．０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１．５ＭＰａ以下であり、最も好ましくは１．０ＭＰａ以下である。２次被覆のヤング率が約１３００ＭＰａを上回るような場合には、１次被覆は高分子量のウレタンアクリレートオリゴマー（例、ボマー・スペシャルティ社（Ｂｏｍａｒ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｏ（コネティカット州ウィンステッド所在））の販売するＫＷＳ６００１）及びカプロラクトンアクリレートモノマー（ユニオン・カーバイド・カンパニー社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｍｐａｎｙ）（コネティカット州ダンベリー所在）の販売するトーンＭ１００）を含有することが好ましい。カプロラクトンモノマーの含量は５重量％よりも多いことが好ましく、１５重量％よりも多いことがより好ましい。
【００７７】
２次被覆材１８は本発明の組成物の重合物（硬化物）である。２次被覆材１８はタイトバッファ型被覆あるいはルースチューブ型被覆を用いることが可能である。使用する２次被覆の種類とは無関係に、２次被覆材１８の外表面は隣接する光ファイバの巻線（例えばプロセススプールに巻回された）を巻き出すことができるように粘着性を有さないものであることが好ましい。
【００７８】
２次被覆の外表面は、ファイバのループ、交差、及びファイバに局所的な応力を生じさせてマイクロベンドに起因する減衰損失につながるような他の巻回不良を生ずることなくファイバを円滑に巻回かつ巻き出しできるような所定の摩擦係数を有するものであることが好ましい。この２次被覆の摩擦係数は好ましくは約０．４３未満、より好ましくは約０．３８未満、最も好ましくは約０．３５未満である。
【００７９】
この摩擦係数を以下の手順にしたがって測定した。幅約３インチ（約７．６ｃｍ）、長さ約１０インチ（約２５ｃｍ）の被覆用フィルムを大形のガラスプレート上にキャスティングし、Ｆｕｓｉｏｎコンベイヤーベルトシステム（フュージョン・ユーブイ社（ＦｕｓｉｏｎＵＶ、メリーランド州ゲイサースバーグ所在））にて硬化させた（以下「大判被覆フィルム」と称する）。また、５ｃｍ×８ｃｍのガラスプレート上に別の被覆フィルムをキャスティングし、同じＦｕｓｉｏｎシステムにて硬化させた（以下「小判被覆フィルム」と称する）。
【００８０】
ケイネス社（Ｋａｙｅｎｅｓｓ Ｉｎｃ．，ペンシルベニア州モーガンタウン所在）の販売するＣｈａｔｉｌｌｏｎ摩擦計によって被覆の摩擦係数（ＣＯＦ）を測定した。大判被覆フィルムを摩擦計のスライドステージ上に載置し、小判被覆フィルムを大判被覆フィルム上に置いてその上から大きさ「Ｗ」の荷重をかけた。ＣＯＦの測定に用いた総荷重は１２０ｇであった。この小判ガラスプレートは摩擦計の荷重セルにも接続されている。スライドステージを大判フィルムとともに動かして試験を開始する。スライドステージは毎分６インチ（１５．２ｃｍ）の速さで移動させた。荷重セルは被覆フィルム同士が互いに対して摺動するために必要な力「Ｆ」を測定する。被覆のＣＯＦは式、ＣＯＦ＝Ｆ／Ｗによって算出される。上記の試験を温度２３℃、相対湿度５０％にて行った。
【００８１】
一実施形態においては、２次被覆組成物中に滑剤を添加することにより２次被覆の摩擦係数を上記の範囲を超えない程度に低減させる。好ましい滑剤としては有機改変したシリコーンアクリレート（ゴールドシュミット・ケミカル社（Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，）（バージニア州ホープウェル所在）よりテゴラッド２２００として販売）や、ポリエチレンポリプロピレングリコールグリセリルエーテル（以前にはアルコ・ケミカルズ社（Ａｒｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）として知られていたリオンデル社（Ｌｙｏｎｄｅｌ（ペンシルバニア州ニュータウンスクエア所在））よりアクレイム４２２０として販売）があるが、本発明は上記の滑剤に限定されるものではない。
【００８２】
また２次被覆は２重被覆系の一部であることが好ましい。この２重被覆系は場合により色素や染料などの着色剤や更なる着色インク被覆を含んでいてもよい。
【００８３】
ヤング率が約９００ＭＰａ以上である２次被覆では、オリゴマー成分が約１５％以下である被覆組成物においてファイバのマイクロベンドによる信号減衰損失が低減する。オリゴマー成分が約１５％よりも多い高ヤング率被覆においてもマイクロベンド特性の向上が見られた。オリゴマー成分が約１５％よりも多い被覆では、適当なオリゴマーとして上記に述べたオリゴマーが、また好ましいオリゴマーとしてポリエーテルウレタンアクリレートやジアクリレートオリゴマー（例、ボマー社の販売するＢＲ３１、及びサルトマー社の販売するＣＮ９８１）が挙げられる。オリゴマー成分は約１５重量％よりも多い量で、場合により約２５重量％よりも多い量で、更に場合により最大で約４５重量％の量で含有される。オリゴマー成分が低含量ではない被覆は上記のオリゴマーに限定されるものではない。他の被覆成分と配合してヤング率が少なくとも約９００ＭＰａの硬化被覆を得ることが可能なオリゴマーを使用して本発明を実施することも可能である。
【００８４】
通常、被覆は上記のモノマーのうちの少なくとも１種と上記の光開始剤のうちの１種を更に含有する。この一乃至複数のモノマーは通常、約４０〜約８２％の量で含有される。被覆が複数種のモノマーを含有する場合、各モノマーは少なくとも約５重量％〜最大で約７０重量％の量で含有される。光開始剤は好ましくは最大で約６重量％の量で含有される。オリゴマー成分量が約１５％よりも多いこうした被覆は、オリゴマーやモノマーを含む全組成物中のオリゴマー量が最大で約１５％である被覆に関して述べたように他の添加剤を含有することも可能である。
【００８５】
本発明の別の一態様は本発明の光ファイバの製造方法に関するものである。基本的にはこの方法は本発明の組成物を使用した標準的な方法によって行うことが可能である。
【００８６】
概略述べると本方法は、ガラス繊維（コア１２及びクラッド層１４からなる）を製造する工程、１次被覆組成物をガラス繊維に塗布する工程、１次被覆組成物を重合して１次被覆材１６を形成する工程、２次被覆組成物を被覆ガラス繊維に塗布する工程、及び、２次被覆組成物を重合して２次被覆材１８を形成する工程を含むものである。場合によっては、１次被覆組成物を重合する工程に先立って２次被覆組成物を塗布することも可能であり、その場合重合工程は１回のみとなる。
【００８７】
通常コア及びクラッド層は当該技術分野では周知の方法によって１もしくは複数の工程で製造される。好適な方法としては、ここに援用するMidwinter, Optical Fibers for Transmission, New York, John Wiley, pp.166-178(1978)に例えば述べられるような２重坩堝法、ロッド・イン・チューブ法、一般に化学蒸着（ＣＶＤ）または蒸気相酸化としても知られるドープ・デポジット・シリカ法が挙げられる。ＣＶＤ法としては各種のものが知られており、本発明の光ファイバで使用するコア及びクラッド層の製造に適している。こうした方法としては、外付けＣＶＤ法（Blankenship et al., "The outside Vapor Deposition Method of Fabricating Optical Waveguide Fibers," IEEE J. Quantum Electron., 18: 1418-1423 その全容をここに援用する）、アキシアル蒸着法（Inada, "Recent Progress in Fiber Fabrication Techniques by Vapor-phase Axial Deposition," IEEE J. Quantum Electron. 18: 1424-1431 (1982), その全容をここに援用する）、ならびに改良ＣＶＤすなわち内付けＣＶＤ法（Nagel et al., "An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) Process and Performance," IEEE J. Quantum Electron. 18: 459-476 (1982), その全容をここに援用する）がある。
【００８８】
１次及び２次被覆組成物は例えば延伸塔上で従来の方法を用いてガラス繊維に被覆される。
【００８９】
ガラス繊維は、ガラスを軟化させるうえで充分な温度（例、石英ガラスでは約２０００℃）に局所的かつ対称的に加熱した、特別に調製した円筒状プリフォームから引き抜き加工することが可能である。プリフォームを炉内に通過させるなどして加熱しながらガラス繊維を溶融材料から引き抜く。１次及び２次被覆組成物は、ガラス繊維をプリフォームから引き抜いた後、好ましくは冷却直後にガラス繊維に塗布する。次いで被覆組成物を硬化させて被覆光ファイバとする。硬化方法は、被覆組成物および使用する重合開始剤の性質に応じて、熱的誘導、化学的誘導、及び、ガラス繊維に塗布した（未硬化の）被覆組成物を紫外線、化学線、マイクロウェーブ、電子線などで照射することなどによる放射線誘導によって行うことが可能である。引き抜き加工の後、１次被覆組成物とすべての２次被覆組成物の双方を順次塗布することが往々にして有利である。移動するガラス繊維に被覆組成物の２重層を塗布する一方法がここに援用するテイラー（Ｔａｙｌｏｒ）に付与された米国特許第４，４７４，８３０号に開示されている。またガラス繊維に被覆組成物の２重層を塗布する別の方法がここに援用するラネル（Ｒａｎｎｅｌｌ）等に付与された米国特許第４，５８１，１６５号に開示されている。無論、１次被覆組成物を被覆、硬化させて１次被覆材１６を形成した後に２次被覆組成物を塗布、硬化させて２次被覆材１８を形成することも可能である。
【００９０】
本発明の更なる別の一態様は光ファイバリボンに関するものである。このリボンは、ほぼ平面状をなすようにほぼ整列させられた複数の光ファイバと該複数の光ファイバを封入する基材を有するものである。この基材は本発明の組成物の硬化物からなる。
【００９１】
本発明のこの態様の一実施形態を図２に示した。図に見られるように本発明の光ファイバリボン２０は、ほぼ平面をなすように互いにほぼ整列させられた複数の単層または複層型光ファイバ３０を有する。ほぼ平面をなす、とは各光ファイバ３０が共有平面からファイバの直径の約１／２よりも大きい距離で偏倚していないことを意味するものである。ほぼ整列させられた、とは各光ファイバ３０が光ファイバリボン２０の長さ方向に互いにほぼ平行かつ他の光ファイバと同一平面上に配されていることを意味するものである。図２では光ファイバリボン２０は１６本の光ファイバ３０を有しているが、当業者であれば任意の数の光ファイバ３０（例、２以上）を使用して特定の用途に適した光ファイバリボン２０を形成することが可能である点は明らかであろう。
【００９２】
本発明の光ファイバリボンは、従来の光ファイバリボン製造法によって任意の周知の形態（例、辺縁部接着型リボン、薄層封入型リボン、厚層封入型リボン、多層型リボン）となるように基材４０に封入することが可能である。
【００９３】
基本的には光ファイバリボンは本発明の組成物を用いた標準的な方法によって製造が可能である。例えば複数の光ファイバをほぼ平面状をなすよう整列させた時点で、マイヤー（Ｍａｙｒ）に付与された米国特許第４，７５２，１１２号ならびにエストライヒ（Ｏｅｓｔｅｒｉｃｈ）等に付与された米国特許第５，４８６，３７８号に記載の光ファイバリボンの製造法にしたがって本発明の組成物を被覆、硬化させることが可能である。
【００９４】
実施例
以下の実施例は、本発明の実施の形態を示すために与えられているが、それらの範囲をいかようにも制限することを意図したものではない。
【００９５】
実施例１−２次被覆の調製
市販の混合装置を用いて、下記表１に列記した成分により本発明の組成物を多数調製した。オリゴマー成分およびモノマー成分を秤量し、次いで加熱された反応がま中に導入し、約５０℃から約６５℃までの範囲の温度で混合した。均質混合物が得られるまで混合を継続した。次に光重合開始剤を秤量し、混合しながら均質溶液中に導入した。最後に任意の添加剤を秤量し、次いで混合しながらその溶液に導入した。均質溶液が再度得られるまで混合を継続した。
【００９６】
充分に混合した後、この溶液を２５℃および４５℃で粘度について試験し、光学顕微鏡により、粒子、結晶の存在および相分離に関してこの溶液を調べた。
【００９７】
【表１】

表１に列記したオリゴマーのうち、ＢＲ３０１はボマー・スペシャルティ社の販売するポリエーテル系ウレタンジアクリレートオリゴマーであり、フォトマー６０１０はヘンケル社の販売する脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーであり、ＫＷＳ５０２１はボマー・スペシャルティ社の販売する脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーであり、ＲＣＣ１２−８９２はヘンケル社の販売する多官能性脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーであり、ＲＣＣ１３−５７２はヘンケル社の販売する芳香族ウレタンジアクリレートオリゴマーであり、ＫＷＳ４１３１はボマー・スペシャルティ社の販売するポリエーテル系ウレタンジアクリレートオリゴマーである。
【００９８】
表１に列記したモノマーのうち、ＳＲ６０１はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＳＲ６０２はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＳＲ３４９はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（２）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＳＲ３９９はサルトマー・カンパニー社の販売するジペンタエリトリトールペンタアクリレートであり、ＳＲ４９９はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（６）トリメチロールプロパントリアクリレートであり、フォトマー４０２５はヘンケル社の販売するエトキシ化（８）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、フォトマー４０２８はヘンケル社の販売するエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＲＣＣ１２−９８４はヘンケル社の販売するエトキシ化（３）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーである。
【００９９】
表１に列記した光開始剤のうち、イルガキュア１８５０はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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との混合物である。
【０１００】
表１に列記した添加剤のうち、イルガノックス１０３５はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、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を含有する抗酸化剤であり、エベクリル１７０はユーシービー・ラドキュア社の販売する、アクリレート及び酸としての機能を有する接着促進剤である。
【０１０１】
各組成物は調製、検査の後、固体表面上に厚さ約７５μｍに塗布し、Ｄ−紫外線球（フュージョン・ユーブイ・システムズ社（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．，（メリーランド州ゲイサースバーグ所在））より販売）を用いて約０．２５〜１．０Ｊ／ｃｍ^２の線量で紫外線照射して硬化させた。硬化した被覆フィルムを固体表面から剥離し、得られた被覆材をその強度ならびに水分吸収率について試験した。これらの試験結果を下記表２に示した。
【０１０２】
【表２】

硬化物の強度（ヤング率）の測定にあたっては、２３℃及び５０％の相対湿度環境条件下で２．５ｃｍ／分の固定歪み速度を用いた点を除き、ＡＳＴＭ Ｄ８８２−９７（ここに援用する）に記載の方法にしたがった。
【０１０３】
粘度の測定にあたっては、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＣＡＰ２０００（コーン及びプレート）粘度計を使用した。所定量の組成物（約３〜４滴）をセルに導入した後、２５℃または４５℃に加熱した。所望の温度に達した後、粘度計の粘度の値を読み取った。未硬化状態の液体被覆の粘度の測定結果を表２に示した。
【０１０４】
実施例２−光ファイバの調製
実施例１で調整した組成物を使用し、引き抜き加工を行ったガラス繊維をその冷却後に１次及び２次被覆にて塗布した。約１２５μｍの直径を有するガラス繊維を１次被覆組成物が入れられたチャンバに導入した。使用した一時被覆組成物を下記表３に示す。
【０１０５】
【表３】

１次被覆組成物はここに援用するフュークス（Ｆｅｗｋｅｓ）等による１９９９年４月２９日出願の米国特許出願第０９／３０１，８１４号の記載にしたがってそれぞれ調製した。
【０１０６】
上記表３に列記した成分のうち、ＢＲ３７３１はボマー・スペシャルティ社の販売するポリエーテルウレタンアクリレートであり、フォトマー４００３はヘンケル社の販売するエトキシ化ノニルフェノールアクリレートであり、ＳＲ５０４はサルトマーカンパニー社の販売するエトキシ化ノニルフェノールアクリレートモノマーであり、トーン Ｍ−１００はユニオン・カーバイド社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ（コネティカット州ダンベリー所在））の販売するカプロラクトンアクリレートであり、イルガキュア１８５０はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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との光開始剤市販混合物であり、イルガノックス１０３５はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、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を含有する抗酸化剤であり、テゴラッド２２００はゴールドシュミット・ケミカル社の販売するポリアルコキシポリシロキサンであり、アクレイム３２０１はリオンデル社（Ｌｙｏｎｄｅｌ（ペンシルバニア州ニュータウンスクエア所在））の販売するポリエチレン−コ−ポリプロピレングリコールであり、ユニタックＲ４０はユニオン・キャンプ社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｍｐ Ｃｏｒｐ．（ニュージャージー州ウェイン所在））の販売する粘着性付与作用を有するトール油ロジンエステルである。
【０１０７】
被覆したファイバをチャンバから取り出す際、硬化した被覆の厚さが約３２．５μｍとなるように１次被覆組成物の厚さを調整する。被覆の厚さは被覆したファイバをダイに通過させることによって調整する。次いで１次被覆組成物をＤ紫外線球（フュージョン・ユーブイ・システムズ社）より販売）を用いて約０．２〜１．０Ｊ／ｃｍ_２の線量で紫外線照射して硬化させた。被覆したファイバは上記表１に列記した２次被覆組成物のいずれかが入れられた第２の被覆チャンバを通じて引いた。被覆されたファイバを第２のチャンバから取り出す際、硬化した被覆の厚さが約２７．５μｍとなるように２次被覆組成物の厚さを調整した。ここでもやはり２次被覆の厚さは被覆したファイバをダイに通過させることによって調整した。次いで２次被覆組成物をＤ紫外線球を用いて約０．２〜１．０Ｊ／ｃｍ_２の線量で紫外線照射して硬化させ、直径約２４５±１０μｍの光ファイバとした。光ファイバは２次被覆材の好適度の試験を行うのに先立って２週間にわたって実験室環境下に静置した。
【０１０８】
理解を容易にするため、組成物Ａで被覆したファイバを以後ファイバＡと称し、組成物Ｂで被覆したファイバを以後ファイバＢと称し、以下同様とする。同じ２次被覆を用いて調製したファイバ同士を区別するため、ファイバを１次被覆及び２次被覆の双方によって呼称するものとする。例えばファイバＡ_１、ファイバＡ_２、・・・といった要領である。
【０１０９】
実施例３−ファイバの２次被覆の好適度試験
実施例２に述べた方法でスプールに巻回し、静置期間を経た光ファイバを、最初に長さ１０ｃｍの光ファイバ片を分析することによって欠陥を調べた。被覆材、特に２次被覆材の分析には、（１）乾／湿剥離力試験、（２）水分吸収率及び抽出率試験３）水分による層間剥離または微小剥離試験などの複数の試験における成績を検討した。
【０１１０】
剥離力
ＦＯＴＰ−１７８（ここに援用する）にしたがって剥離力試験を行った。この試験では被覆ファイバを荷重セル内に載置し、２３℃、相対湿度５０％の環境条件下で０．８４７ｃｍ／秒の速度で剥離を行った。商品価値を有するためには剥離力の測定値は約０．２〜約２．０ポンド（約０．０９〜約０．９キログラム）の間に収まる必要がある。この剥離力試験を乾性及び湿性ファイバに対して行った。湿性ファイバは剥離試験を行う前に室温で１４日間水中に浸漬した。剥離力試験の結果を下記表４に示した。
【０１１１】
【表４】

試験を行ったいずれのファイバも乾燥及び湿潤条件下において適当な剥離性を示した。湿潤及び乾燥条件下において試験を行ったファイバのうち、ファイバＢ，Ｃ，ＦならびにＬでは、ファイバＡ，Ｅ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，ＭならびにＱと比較して剥離力の（乾性ファイバと湿性ファイバを比較した場合の）低下は一貫してより小さかった。
【０１１２】
水分吸収率／抽出率
３００ｃｍの光ファイバの試料片を断端部が水面上になるように２４時間水中に浸漬して水分吸収及び抽出試験を行った。断端部を水面上とすることにより水分の吸収は被覆の径方向に浸透するものに限定される。光ファイバの重量を２４時間のデシケータ乾燥後（水中に浸漬する前）、浸漬直後、及びデシケータ内での２４時間の乾燥時間後に測定する。水分吸収による重量変化を求めるため、乾燥後の重量と浸漬前の重量との差を求める。抽出率は重量変化を浸漬前の重量で割ることによって求められる。水分吸収による重量変化を求めるには、始めに抽出による重量変化を浸漬後の重量から差し引き（浸漬後調整重量）、次いでこの浸漬後調整重量と浸漬前の重量との差を求める。水分の吸収率は水分吸収による重量変化を浸漬前の重量で割ることによって求められる。水分吸収率／抽出率試験の結果を下記表５に示す。
【０１１３】
【表５】

試験を行ったファイバのいずれにおいても水分吸収率及び抽出率は充分に低かった。
【０１１４】
層間剥離
ファイバの試料片を室温及び約６５℃の温度で、１４日、３０日、６０日の期間にわたって水中に浸漬した。ファイバの試験片の長さは浸漬中ファイバの端部が水面上となるように充分な長さである必要がある。これにより水分の影響は被覆の径方向に浸透するものに限定される。所定の浸漬時間後、光ファイバの１０ｃｍ部分を１００倍で拡大する微小分析によって各試料片を層間剥離の発生部位（１次被覆とガラス繊維との大面積の剥離領域）や微小剥離（ＭＤ）の発生部位について調べた。ＭＤ発生部位とは比較的小面積の剥離部位であるが、ＭＤをより大面積の剥離と区別するサイズの境界があるわけではない。ＭＤの発生頻度ならびにサイズを計測し、調べた１０ｃｍ部分におけるＭＤの発生数として報告する。ファイバの試料片に特定温度で層間剥離が生じた場合、後続の試験（３０日または６０日）は適宜省略した。これらの試験結果を下記表６に示した。
【０１１５】
【表６】

幾つかの場合でＭＤのサイズを測定した。その場合発生したＭＤの最大サイズを括弧内に示した。
【０１１６】
著明な層間剥離またはＭＤが一部の光ファイバ（１次及び２次被覆の特定の組合わせを含有するもの）で見られたが、層間剥離浸漬試験の結果によれば、本発明のいずれの組成物も２次被覆の調製に不適当であることは示されなかった。
【０１１７】
実施例４−マイクロベンド感度
市販の混合装置を用いて、下記表７に列記した成分により本発明の組成物を多数調製した。オリゴマー成分およびモノマー成分を秤量し、次いで加熱された反応がま中に導入し、約５０℃から約６５℃までの範囲の温度で混合した。均質混合物が得られるまで混合を継続した。次に光重合開始剤を秤量し、混合しながら均質溶液中に導入した。最後に任意の添加剤を秤量し、次いで混合しながらその溶液に導入した。均質溶液が再度得られるまで混合を継続した。充分に混合した後、この溶液を２５℃および４５℃で粘度について試験し、光学顕微鏡により、粒子、結晶の存在および相分離に関してこの溶液を調べた。
【０１１８】
【表７】

表７に列記したオリゴマーのうち、ＢＲ３０１はボマー・スペシャルティ社の販売するポリエーテル系ウレタンジアクリレートオリゴマーであり、ＣＮ９８１はサルトマー・カンパニー社の販売するウレタンアクリレートオリゴマーである。
【０１１９】
表７に列記したモノマーのうち、ＳＲ６０１はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＳＲ４９２はサルトマー・カンパニー社の販売するプロポキシ化（３）トリメチロールプロパントリアクリレートモノマーであり、ＳＲ４９４はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化ペンタエリトリトールテトラアクリレートモノマーであり、ＳＲ９０２０はサルトマー・カンパニー社の販売するプロポキシ化（３）グリセリルトリアクリレートモノマーであり、ＳＲ３４９はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化（２）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーであり、ＳＲ２９５はサルトマー・カンパニー社の販売するペンタエリトリトールテトラアクリレートである。
【０１２０】
表７に列記した光開始剤のうち、イルガキュア１８５０はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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との混合物である。
【０１２１】
上記の被覆を２次被覆として光ファイバに塗布した。２次被覆の塗布に先立ってファイバを先ず１次被覆で被覆した。本実施例で使用する１次被覆の組成を表８に示す。
【０１２２】
上記に述べた本発明の被覆にて被覆したファイバは高データ伝送速度のシングルモード光ファイバである。こうしたファイバの一例としてコーニング社の販売するＬＥＡＦ（登録商標）がある。
【０１２３】
【表８】

表８に示した被覆４は表３に示した被覆４と同じものである。上記表８に列記した成分のうち、ＢＲ３７３１はボマー・スペシャルティ社の販売するポリエーテルウレタンアクリレートであり、ＫＷＳ６００１は高分子量ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマーであり、ＳＲ５０４はサルトマー・カンパニー社の販売するエトキシ化ノニルフェノールアクリレートモノマーであり、トーンＭ−１００はユニオン・カーバイド社（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．）（コネティカット州ダンベリー所在）の販売するカプロラクトンアクリレートモノマーであり、イルガキュア１８５０はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとビス（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との光開始剤市販混合物であり、イルガノックス１０３５はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社の販売する、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を含有する抗酸化剤であり、テゴラッド２２００はゴールドシュミット・ケミカル社の販売するポリアルコキシポリシロキサンであり、アクレイム３２０１はリオンデル社（Ｌｙｏｎｄｅｌ（ペンシルバニア州ニュータウンスクエア所在））の販売するポリエチレン−コ−ポリプロピレングリコールである。
【０１２４】
実施例４の被覆光ファイバのマイクロベンド感度を調べた。水平荷重ワイアメッシュ試験（ＬＬＷＭ）にしたがって各ファイバの試験を行った。この試験はファイバに水平荷重を加えた際にファイバより出射する光のスペクトル出力を測定するものである。水平荷重とはファイバの断面に垂直な方向の力である。各試料片に５回づつ試験を行った。
【０１２５】
所定長のファイバを光源（発射ステージともいう）から検出器ステージへと延設する。好適な検出器ステージとしてはＰｈｏｔｏｎＫｉｎｅｔｉｃｓ（以下、ＰＫという）スペクトル減衰測定ベンチがある。好適な装置としてはフォトン・キネティクス社（Ｐｈｏｔｏｎ Ｋｉｎｅｔｉｃｓ（オレゴン州ビーバートン所在））の販売する光ファイバ分析システムＭｏｄｅｌ２５００がある。このモデルの取り扱い説明書をここに援用する。説明書にはモデル２５００を使用した減衰測定の方法が説明されている。ファイバは光源から測定ベンチへと延設されるよう充分に長くなければならない。ファイバはまた後述するようにインストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）上に配されるよう所定の弛緩形状を有する必要がある。
【０１２６】
インストロン（登録商標）を使用してファイバに水平荷重を加える。インストロン（登録商標）は材料に所定の荷重を制御可能に加える機能を有する装置である。荷重による力、および荷重の作用速度を時間の関数として制御、測定することが可能である。更に荷重作用時に材料（ファイバ片）の試験試料に生じる変形を制御、測定することが可能である。好ましいインストロン（登録商標）はインストロン（登録商標）４５０２である。こうした装置は多くの販売元を通じて入手が可能であり、販売元としてインストロン社（Ｉｎｓｔｒｏｎ（マサチューセッツ州カントン所在））やエムティーエス・システムズ社（ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ）がある。４５０２は下部スチールプレートと上部スチールプレートを有する。これらのプレートは上部プレートが下部プレートに加える力が下部プレートに対して垂直となるような方向で配置されている。
【０１２７】
試験するファイバの試料は下部プレートに取付けられたゴム製パッド上に載置する。ゴム製パッドは７０±５のショアーＡ硬度を有する。ゴム製パッドは平板かついかなる溝も有さないものであることが重要である。このゴム製パッドは必要に応じて交換ないしイソプロパノールアルコールで清掃する。
【０１２８】
ファイバは直径９８．５ｍｍのマンドレルの周囲に約３４０°の角度にわたってループを形成するように巻回する。ファイバは、それぞれ最大幅が３ｍｍの薄いテープ片で３箇所を越えない箇所でゴム製パッドに固定する。テープの一部を切り取ってファイバの端部がインストロンから延出する箇所でのファイバの交差を防止する。
【０１２９】
マンドレルを外し、７０番ワイアメッシュをゴム製パッド上のファイバループの上に置く。これによりファイバはゴム製パッドとワイアメッシュとの間に挟み込まれた状態となる。ファイバの初期減衰を１３１０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１６２５ｎｍにて記録する。圧縮水平荷重を１０Ｎづつ漸増させてファイバに作用させる。総水平荷重を最大で７０Ｎにまで増大させる。水平荷重を漸増させる毎に減衰を記録する。減衰の平均の変化量（またはデルタ（Δ）で表す）を３０Ｎ〜７０Ｎの間の各荷重の値について計算し、報告する。
【０１３０】
必要な場合、この試験を利用して減衰の変化量を上述の３つの波長のそれぞれにおけるデシベルの変化量（デルタｄＢ）として記録することも可能である。この減衰の変化は圧縮荷重によるものである。減衰の変化量はカットバック法にしたがって測定される。
【０１３１】
カットバック法は異なる長さのファイバの出力側で受信される出力を測定することによってファイバの光学的損失特性を算出するものである。この方法では、所定光源を使用して試験ファイバの第１の端部へと所定相対強度の光信号を発射する。発射された光信号の一部はクラッド内を伝播する。
【０１３２】
この信号はファイバの第２の端部で検出され、第２の端部における信号出力が測定される。信号は光検出器を使用して検出する。検出器は光がコアを伝播したかクラッドを伝播したかに関わらずファイバの第２の端部におけるすべての光を捕捉する。
【０１３３】
ファイバの長さはファイバの第２の端部で検出可能な量の信号が存在するようなものでなければならない。このファイバの長さはＬ_１として知られる。
【０１３４】
ファイバをＬ_１よりも短い長さＬ_２に切断する。再び所定の光学信号をファイバを通じて伝送し、ファイバの第２の端部における信号強度を検出する。光損失を長さＬ_１及びＬ_２における測定値について信号強度の差に基づいて求める。光損失は１０ｌｏｇ_１０（出力（Ｌ_２）／出力（Ｌ_１））として表される。減衰量は光損失をＬ_１とＬ_２の長さの差で割ることで求められる。誘導減衰を測定した場合と同様に荷重を加えて減衰の変化量を測定する。
【０１３５】
上記表７及び表８に示した被覆の組合わせ、及び対照としてのファイバを試験した。対照ファイバはコーニング社の販売するＬＥＡＦ（登録商標）ファイバなどの市販のシングルモードファイバを用いた。このファイバは約７２μｍ^２の有効面積Ａ_ｅｆｆを有するものである。ファイバは２重被覆システムにて被覆した。２重被覆システムはディーエスエム・デソテック社（ＤＳＭ ｄｅｓｏｔｅｃｈ（イリノイ州エルジン所在））の販売するものである。対照の１次被覆のヤング率は１．１〜１．３ＭＰａである。対照の２次被覆のヤング率は５００〜７００ＭＰａである。
【０１３６】
本発明の被覆にて被覆した試験ファイバは、その被覆、特にファイバに被覆された第２及び第１の被覆によって識別される。例えばファイバＸ_４は表７の２次被覆Ｘと表８の１次被覆４で被覆されている。
【０１３７】
【表９】

メッシュ水平荷重減衰試験による試験を行った場合、１５５０ｎｍ及び１６２５ｎｍの両波長において、本発明のファイバＸ４、Ｗ４、及びＸ９を通じて伝播した信号の減衰の変化量は、対照ファイバを通じて伝播した信号の減衰の変化量よりも低かった。
【０１３８】
本発明の被覆は低いマイクロベンド感度を示した。本発明の被覆は、約１５５０ｎｍの波長において約１．９２０ｄＢ／ｍ〜約０．１２２ｄＢ／ｍの、約１６２５ｎｍの波長において約２．２５１ｄＢ／ｍ〜約０．１９９ｄＢ／ｍの信号減衰の変化を示した。対照ファイバではより高いマイクロベンド感度を示した。約１５５０ｎｍの波長では対照ファイバの信号減衰の変化量は約４．１８２ｄＢ／ｍ〜約２．８９４ｄＢ／ｍであった。約１６２５ｎｍの波長では信号減衰の変化量は約５．５５３ｄＢ／ｍ〜約３．６５３ｄＢ／ｍであった。
【０１３９】
以上本発明を説明の目的で詳細に述べてきたが、こうした詳細はあくまで説明を目的としたものであって当業者によれば特許請求の範囲において定義される発明の精神ならびにその範囲から逸脱することなく発明を改変することが可能である点は理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光ファイバの断面図
【図２】 本発明の光ファイバリボンの断面図

Claims (7)

1. 光ファイバを被覆するための組成物であって、
   15重量パーセント以下の量で含有されるオリゴマー成分、および
   75重量パーセント以上の量で含有されるモノマー成分を含み、
   前記組成物に前記オリゴマー成分が実質的に含まれていない場合に該モノマー成分が２つ以上のモノマーからなり、前記組成物の硬化物が少なくとも650ＭＰａのヤング率を有し、
   前記オリゴマー成分は下記（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）または（ＩＶ）式に基づく構造を有する一種類以上のオリゴマーを含む：
   Ｆ _１ −Ｒ _１ ［ジイソシアネート−Ｒ _２ ］ _ｍ −ジイソシアネート−Ｒ _１ −Ｆ _１ （Ｉ）
   [式中、
   Ｆ _１ はそれぞれ独立に、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、およびビニルエステルからなる群より選択される反応性官能基であり、
   Ｒ _１ はｎを１〜３０の整数としてそれぞれ独立に−Ｃ _２−１２ Ｏ−、−（Ｃ _２−４ −Ｏ） _ｎ −、−Ｃ _２−１２ Ｏ−（Ｃ _２−４ −Ｏ） _ｎ −、−Ｃ _２−１２ Ｏ−（ＣＯ−Ｃ _２−５ Ｏ） _ｎ −、または−Ｃ _２−１２ Ｏ−（ＣＯ−Ｃ _２−５ ＮＨ） _ｎ −であり、
   Ｒ _２ はポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、またはこれらの組合わせであり、
   ｍは１〜１０の整数である]
   多官能イソシアネート−（Ｒ _２ −Ｒ _１ −Ｆ _２ ） _ｘ （ＩＩ）
   ポリオール−［（ジイソシアネート−Ｒ _２ ） _ｍ −ジイソシアネート−Ｒ _１ −Ｆ _２ ］ _ｘ （ＩＩＩ）
   または、
   多官能イソシアネート−（Ｒ _１ −Ｆ _２ ） _ｘ （ＩＶ）
   ［式中、
   Ｆ _２ はそれぞれ独立に、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、Ｎ−ビニルアミド、スチレン、ビニルエーテル、およびビニルエステルからなる群より選択される官能基を表し、
   Ｒ _１ はｎを１〜１０の整数としてそれぞれ独立に−Ｃ _２−１２ Ｏ−、−（Ｃ _２−４ −Ｏ） _ｎ −、−Ｃ _２−１２ Ｏ−（Ｃ _２−４ −Ｏ） _ｎ −、−Ｃ _２−１２ Ｏ−（ＣＯ−Ｃ _２−５ Ｏ） _ｎ −、または−Ｃ _２−１２ Ｏ−（ＣＯ−Ｃ _２−５ ＮＨ） _ｎ −であり、
   Ｒ _２ はポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ尿素、またはこれらの組合わせであり、
   ｘは１〜１０の整数であり、
   ｍは１〜１０の整数である。］
   ことを特徴とする組成物。
2. 前記組成物の硬化物は少なくとも１１００ＭＰａのヤング率を有することを特徴とする請求項１に記載の組成物。
3. 前記モノマー成分は８０〜９９重量％の量で含有されることを特徴とする請求項１に記載の組成物。
4. ガラス繊維と、
   前記ガラス繊維を封入する１次被覆と、
   前記１次被覆を封入する２次被覆であって請求項１から３いずれか１項に記載の特定の組成物の硬化物である２次被覆と、
   を有する光ファイバ。
5. 前記組成物の硬化物は少なくとも９００ＭＰａのヤング率を有することを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ。
6. 前記２次被覆の外表面の摩擦係数は０．４３よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ。
7. １５５０ｎｍの波長におけるマイクロベンド減衰が２．２５ｄＢ／ｍよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ。

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