JP5237107B2 - 向上された剥離性を有する光ファイバリボン - Google Patents

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関連出願の説明

本出願は、２００５年１１月３０日に出願された米国特許出願第１１／２９１，５６５号明細書の一部継続出願である２００６年９月２６日に出願された米国特許出願第１１／５２６，９８９号明細書について、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容に依拠し、その内容は全体として本明細書に組み込まれている。

本発明は、一般に、光ファイバおよび光ファイバリボンに関し、より詳細には、光ファイバのためのコーティング、および光ファイバをコーティングするのに使用するための硬化性組成物に関する。

光ファイバは、しばしば、平行にともに束にされて、光ファイバリボンとして知られている製品を形成する。リボンは、光ファイバを平行配列で固定するために、ポリマーマトリックス材料に入れられた光ファイバを含む。リボンのマトリックス部分は、ポリマーマトリックス材料の１つ以上の層を含むことができ、各光ファイバは、典型的には、軟質内側ポリマーコーティングと、硬質保護外側ポリマーコーティングとを含む二層コーティング系を含む。リボンを形成する前、光ファイバを、また、リボン内のファイバ識別のため、マーキングインク（すなわち、ポリマーベース中）の薄い着色層でコーティングすることができる。

インクの最も基本的な機能は、設置の間リボンおよびルースチューブケーブルの両方の個別のファイバを識別するための手段を提供することである。光開始剤を使用して、インキング（ｉｎｋｉｎｇ）プロセスの間インクがＵＶ光に曝されるとき重合プロセスを開始する。顔料も光を吸収し、したがって、速い硬化速度を得ることが課題である。速い硬化速度は望ましい。なぜなら、ファイバをリボンまたはケーブル内に置く前に、インクを十分に硬化しなければならないからである。インクが硬化不十分である場合、これは、これらに限定しないが、増加した表面摩擦、低いリボン剥離性能（インク表面上の残留アクリレート基によって、マトリックス材料はインクと非常に高い結合を成す）、およびリボンを取り扱ったり、または剥離する間にインク層がファイバから外れる傾向などの問題を引起すことがある。速い硬化速度は、また、強いプロセス性能を確実にするために望ましい。たとえば、ランプ強度が低くなるか、ランプアセンブリ内の石英管が汚れる場合、より少ないＵＶ光が、インクを硬化させるために利用可能であり、結果として得られるのは、インキングされたファイバに対する低硬化度である。低硬化速度を有するインクは、また、より高い出力を促進するためにインキング線速度を増加させることができないという観点から不利である。したがって、上述された課題を克服するために、十分な硬化速度を有する放射線硬化性マーキングインクが必要である。

使用の間、リボンユニットは、現場での接合作業前、剥離しなければならない。剥離は、通常、７０〜１００℃の範囲内の動作温度で、熱ストリッパ（たとえば、スミトモ（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）リボンストリッパモデルＪＲ−４Ａ）を使用して行われる。成功した接合のため、ポリマー層（内側および外側コーティング、インクコーティング、マトリックス材料）が清浄にかつ無傷のユニットでリボンから除去される、すなわち、剥離されたガラスファイバ上にほとんど砕片を残さないことが肝要である。望ましくない量の砕片があれば、たとえば、剥離されたファイバをアルコールで湿らせた布で拭くことによって、砕片を除去することが必要である。残念ながら、より多い砕片があれば、２回以上ファイバを拭くことがしばしば必要である。したがって、過度の砕片の問題を解決することは、労働、時間、およびコストをさらに必要とする。さらに、繰返し拭くという行為によって、接合部内のガラスファイバを弱めるという望ましくない結果となることがある。これらの理由のため、剥離されたガラスファイバを拭くことは最小限にとどめなければならない。

剥離の清浄度は、従来、５点スケールで測定され、５のスコアが汚く、１のスコアが清浄である。剥離の清浄度は要求に応じて変わるが、剥離されたリボンが、３以下、より好ましくは２以下の清浄度に等級された光ファイバを有することが一般に望ましい。チューブ外し（Ｔｕｂｅ−ｏｆｆ）も、５点スケールで測定され、リボンから除去されたポリマー層の一体性を評価するための手段として用いられる。１のスコアは、ポリマー層を無傷のユニットで除去することができることを意味する。５のスコアは、ポリマー層の完全な崩壊があり、それらが無傷のユニットで除去されないことを意味する。剥離の清浄度と同様に、光ファイバリボンが、３以下、より好ましくは２以下のチューブ外し等級を有することが一般に望ましく、というのは、これが、剥離工具を清浄にする必要を低減し、したがって接合時間を低減するからである。

この問題を解決しようとする以前の試みは、もっぱらマトリックス材料の特性に焦点を当てていた。１つのそのような方法が、ウィルソン（Ｗｉｌｓｏｎ）らの特許文献１に開示されており、これは、少なくとも約１０００ｐｓｉ（約６．９ＭＰａ）の、１００℃での最大引張強度、および少なくとも約１５パーセントの、１００℃での破断時伸びを示すマトリックス材料を使用することを提案する。マトリックス材料の特性だけに焦点を当てることは、ガラスファイバを囲む他のポリマー材料の間のいかなる相互作用も無視する。
米国特許第６，５０１，８９０号明細書

本発明は、当該技術における上記欠陥を克服すること、ならびに、ある範囲の温度および剥離条件にわたって、向上された剥離清浄度およびチューブ外しを有する光ファイバリボンを得ることに関する。

本発明の第１の態様は、マトリックス材料内に封入された複数の光ファイバを含む光ファイバリボンであって、光ファイバコーティングおよびマトリックス材料、ならびに任意にそれらの上のいかなるインク層も、適合する化学特性および／または物理特性によって特徴づけられ、ファイバコーティングおよびマトリックスおよびそれらの間のいかなるインク層も、光ファイバから確実に剥離して、適切な剥離の清浄度をもたらすことができる光ファイバリボンに関する。好ましくは、マトリックス材料は、光ファイバコーティング上のインク層と接触する。マトリックス材料は、内側および外側マトリックス材料の両方を含むことができ、その場合、内側マトリックス材料がインク層と接触する。あるいは、１つのマトリックス材料のみを使用することができる。一実施形態によれば、コーティング、マトリックス、およびインク層（存在する場合）は、各々、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）および破壊靱性（Ｋ_１Ｃ）値によって特徴づけられ、次の条件の１つ以上が満たされる。（ｉ）それぞれのＴ_ｇ値の最高と最低との間の差が、約１５℃未満である、（ｉｉ）それぞれのＴ_ｇ値が少なくとも約６０℃である、または（ｉｉｉ）それぞれのＫ_１Ｃ値が少なくとも約０．８ＭＰａ・ｍ^１／２である。別の実施形態によれば、コーティング、マトリックス、およびインク層（存在する場合）は、同様の硬化性ベース配合物から形成される。すなわち、コーティング、マトリックス、またはインク層を形成する前、オリゴマーおよびモノマーのベース配合物は、実質的に同様であり、したがって、ともに使用するのに適合する。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様による１つ以上の光ファイバリボンを含む電気通信システムに関する。

本発明の第３の態様は、クリアインクベースと、１つ以上の顔料分散液と、ホスフィンオキシド光開始剤とを含むインク配合物であって、青色、緑色、黄色、黒色、および褐色について、少なくとも約８０パーセント、より好ましくは１００パーセントを超える、最も好ましくは１２０パーセントを超えるアクリレート変換／秒、赤色について、少なくとも約１１０、より好ましくは１５０パーセントを超える、最も好ましくは１８０パーセントを超えるアクリレート変換／秒、オレンジ色および淡青緑色について、少なくとも約１３０、より好ましくは１４０パーセントを超える、最も好ましくは１５０パーセントを超えるアクリレート変換／秒、白色、青紫色、および淡紅色について、少なくとも約１４０パーセント、より好ましくは１７５パーセントを超える、最も好ましくは２００パーセントを超えるアクリレート変換／秒、ならびにスレート色について、少なくとも約１６０パーセント、より好ましくは１９０パーセントを超える、最も好ましくは２１０パーセントを超えるアクリレート変換／秒の硬化速度によって特徴づけられるインク配合物に関する。

本発明の第４の態様は、各々がコーティングを有する複数の光ファイバを提供する工程と、任意に、インク組成物を複数の光ファイバの１つ以上に少なくとも部分的に付与する工程と、複数の光ファイバをマトリックス組成物内に封入する工程と、マトリックス組成物（および任意にインク組成物）を硬化させて、本発明による光ファイバリボンを形成する工程とを含む、光ファイバリボンを製造する方法に関する。

適合する熱機械特性を有するポリマーコーティング、インク、およびマトリックス材料を有する光ファイバリボンを提供することによって、さまざまなコーティングは、剥離プロセスの間より良好に協働することができ（すなわち、それらは、剥離条件下で同様に挙動し）、最適な条件および不利な条件の両方の下での剥離の間一致するかつ適切な程度の剥離の清浄度およびチューブ外し性能をもたらす。したがって、そのようなリボンの使用は、電気通信伝送システムにおける光ファイバリボンの設置の間著しい節減をもたらす。

本発明のさらなる特徴および利点は、次の詳細な説明に述べられ、部分的に、明細書から当業者には容易に明らかであるか、明細書および特許請求の範囲、ならびに添付の図面に記載されるような本発明を実施することによって、わかるであろう。

先の一般的な説明および次の詳細な説明の両方が、本発明の例示にすぎず、請求されるような本発明の性質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供するように意図されることが理解されるべきである。

添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組入れられ、本明細書の一部を構成する。図面は必ずしも原寸に比例したものではなく、明確にするために、さまざまな要素のサイズを変形させることができる。図面は、本発明の１つ以上の実施形態を示し、明細書とともに、本発明の原理および動作を説明するのに役立つ。

本発明は、通常の剥離条件および不利な剥離条件の両方の下で、向上されたファイバ剥離性を示すことができる光ファイバリボン、およびそのようなリボンを製造する方法に関する。

図１および図２の両方を参照すると、本発明の光ファイバリボン１０は、マトリックス３０内に封入された複数の実質的に整列された光ファイバ２０を含む。光ファイバ２０の各々は、ガラスファイバ２２（すなわち、コアおよび１つ以上のクラッディング層）と、少なくとも１つの、しかし好ましくは２つ以上のコーティング２４、２６とを含む。典型的な光ファイバは、軟質可撓性内側コーティングまたは一次コーティング２４と、硬質保護外側コーティングまたは二次コーティング２６とを含む二重コーティング系を使用する。マトリックスは、単層マトリックスまたは二層マトリックス（内側および外側マトリックス材料から形成される）であることができる。光ファイバ自体上のコーティングおよびマトリックスに加えて、個別の光ファイバの識別を可能にするために、任意のインク層２８を複数の光ファイバの１つ以上に付与することができる。

一次コーティング２４は、低ヤング率（たとえば、２５℃で約５ＭＰａ未満）および低ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）（たとえば、約−１０℃未満）を有する軟質架橋ポリマー材料から形成される。一次コーティングは、望ましくは、それが誤った（ｅｒｒａｎｔ）光信号を光ファイバクラッディングから取除く（ｓｔｒｉｐ）ことを可能にするために、光ファイバのクラッディングより高い屈折率を有する。一次コーティングは、熱および加水分解エージングの間ガラスファイバへの十分な接着を維持するが、接合のため、それから剥離可能でなければならない。一次コーティングは、典型的には、２５〜４０μｍの範囲内の厚さ（たとえば、約３２．５μｍ）を有する。一次コーティングは、典型的には、以下により詳細に説明されるように、液体としてガラスファイバに付与され、硬化される。一次コーティングを形成するために使用される従来の硬化性組成物は、オリゴマー（たとえば、ポリエーテルウレタンアクリレート）、１つ以上のモノマー希釈剤（たとえば、エーテル含有アクリレート）、光開始剤、および他の望ましい添加剤（たとえば、酸化防止剤）を使用して配合される。光ファイバのための一次コーティングは、過去において十分に説明されており、当業者が熟知している。望ましい一次コーティングが、チエン（Ｃｈｉｅｎ）らの米国特許第６，３２６，４１６号明細書、ウィニンガム（Ｗｉｎｎｉｎｇｈａｍ）の米国特許第６，５３１，５２２号明細書、フュークス（Ｆｅｗｋｅｓ）らの米国特許第６，５３９，１５２号明細書、シッセル（Ｓｃｈｉｓｓｅｌ）らの米国特許第６，８４９，３３３号明細書、ウィニンガム（Ｗｉｎｎｉｎｇｈａｍ）の米国特許第６，５６３，９９６号明細書、およびフュークス（Ｆｅｗｋｅｓ）らの米国特許第６，８６９，９８１号明細書；ならびにチョウ（Ｃｈｏｕ）らへの米国特許出願公開第２００３０１２３８３９号明細書に開示されており、これらの各々は全体として本明細書に組み込まれている。

上記のように、一次コーティングは、典型的には、二次コーティング２６によって囲まれる。二次コーティングは、通常、一次コーティングに直接付与されるが、当業者は、一次コーティングと二次コーティングとの間に配置された１つ以上の中間コーティング層があり得ることがわかるであろう。二次コーティングは、硬化ポリマー材料から形成され、典型的には、２０〜３５μｍの範囲内の厚さ（たとえば、約２７．５μｍ）を有する。二次コーティングは、望ましくは、光ファイバを保護するために十分な剛性を有し、取扱ったり、曲げたり、巻いたりするのに十分に可撓性であり、取扱いを可能にし、かつスプール上の隣接した回旋が互いにくっつくのを防止するために低粘着性を有し、水、および光ファイバケーブル充填化合物などの化学物質に対して耐性があり、それが付与されたコーティング（たとえば、一次コーティング）への十分な接着を有する。

光ファイバの二次コーティングに使用される硬化ポリマー材料は、オリゴマーと、少なくとも１つのモノマーとを含む硬化性組成物の硬化生成物であることができる。従来のように、二次コーティングを形成するのに使用される硬化性組成物は、また、光開始剤と、酸化防止剤と、当業者が熟知している他の添加剤とを含むことができる。本発明の望ましい実施形態において、硬化性組成物のオリゴマーおよびモノマーは、硬化を促進するために、（メタ）アクリレート官能基を含有し、エチレン不飽和である。オリゴマーは、たとえば、ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーであることができる。しかし、当業者が理解するように、エポキシ、ビニルエーテル、およびチオール−エンなどの、他の硬化化学作用（ｃｕｒｉｎｇ ｃｈｅｍｉｓｔｒｉｅｓ）のために適合されたオリゴマーおよびモノマーを、本発明によって使用することができる。

本発明によって使用されるエチレン不飽和モノマーのための適切な官能基としては、限定することなく、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、酸エステル、およびそれらの組合せ（すなわち、多官能性モノマーのため）が挙げられる。

例示的な多官能性エチレン不飽和モノマーとしては、限定することなく、エトキシル化が２以上、好ましくは２から約３０であるエトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート（たとえば、サートマー・カンパニー・インコーポレイテッド（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｉｎｃ．）（ペンシルバニア州ウェストチェスター（Ｗｅｓｔ Ｃｈｅｓｔｅｒ， ＰＡ））から入手可能なＳＲ３４９およびＳＲ６０１、ならびにコグニス・コーポレーション（Ｃｏｇｎｉｓ Ｃｏｒｐ．）（ペンシルバニア州アンブラー（Ａｍｂｌｅｒ， ＰＡ））から入手可能なフォトマー（Ｐｈｏｔｏｍｅｒ）４０２５およびフォトマー４０２８）、およびプロポキシル化が２以上、好ましくは２から約３０であるプロポキシル化ビスフェノールＡジアクリレート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である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（たとえば、フォトマー４１４９（コグニス・コーポレーション）およびＳＲ４９９（サートマー・カンパニー・インコーポレイテッド））、プロポキシル化が３以上、好ましくは３から３０である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（たとえば、フォトマー４０７２（コグニス・コーポレーション）およびＳＲ４９２（サートマー））、およびジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（たとえば、フォトマー４３５５（コグニス・コーポレーション））などの、アルコキシル化を伴うおよび伴わ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以上であるプロポキシル化グリセリルトリアクリレート（たとえば、フォトマー４０９６（コグニス・コーポレーション）およびＳＲ９０２０（サートマー））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（たとえば、ＳＲ２９５（サートマー））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（たとえば、ＳＲ４９４（サートマー））、およびジペンタエリトリトールペンタアクリレート（たとえば、フォトマー４３９９（コグニス・コーポレーション）およびＳＲ３９９（サートマー））などの、アルコキシル化を伴うおよび伴わ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（たとえば、ＳＲ３６８（サートマー））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；トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（たとえば、ＣＤ４０６（サートマー））、およびエトキシル化が２以上、好ましくは約２から３０である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、アルコキシル化を伴うおよび伴わ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（４以上のオキシエチレン基）などに加えることによって形成されたエポキシアクリレート（たとえば、フォトマー３０１６（コグニス・コーポレーション））；ならびに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および多環環式（ｓｉｎｇｌｅ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ−ｒｉｎｇ ｃｙｃｌｉｃ）芳香族または非芳香族ポリアクリレートが挙げられる。

例示的な単官能性エチレン不飽和モノマーとしては、限定することなく、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（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））などのヒドロキシアルキルアクリレート；メチルアクリレート（アルドリッチ）、エチルアクリレート（アルドリッチ）、プロピルアクリレート（アルドリッチ）、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート（アルドリッチ）、アミルアクリレート、イソブチルアクリレート（アルドリッチ）、ｔ−ブチルアクリレート（アルドリッチ）、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（アルドリッチ）、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（たとえばＳＲ４４０サートマー）、２−エチルヘキシルアクリレート（アルドリッチ）、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（たとえばＳＲ３９５サートマー）、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（たとえばＳＲ３３５サートマー）、オクタデシルアクリレート（アルドリッチ）、およびステアリルアクリレート（たとえばＳＲ２５７サートマー）などの長鎖および短鎖アルキルアクリレート；ジメチルアミノエチルアクリレート（アルドリッチ）、ジエチルアミノエチルアクリレート（アルドリッチ）、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（アルドリッチ）、フェノキシエチルアクリレート（たとえば、ＳＲ３３９サートマー））、およびエトキシエトキシエチルアクリレート（ＳＲ２５６サートマー）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（たとえば、ＳＲ５０６（サートマー））、テトラヒドロフルフリルアクリレート（たとえば、ＳＲ２８５（サートマー））、カプロラクトンアクリレート（たとえば、ＳＲ４９５（サートマー））などの単環および多環環式芳香族または非芳香族アクリレート、およびポリエチレングリコールモノアクリレート（アルドリッチ）、ポリプロピレングリコールモノアクリレート（アルドリッチ）、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などのアクリロイルモルホリンアルコールベースのアクリレート、およびエトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート（たとえば、フォトマー４００３（ヘンケル（Ｈｅｎｋｅｌ）））などのさまざま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（アルドリッチ）、イソブトキシメチルアクリルアミド（アルドリッチ）、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（アルドリッチ）、Ｎ，Ｎ−ジエチルアクリルアミド（アルドリッチ）、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を含む極性非アクリレートモノマー；Ｎ−ビニルピロリドン（ＩＳＰコーポレーション（ＩＳＰ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ））およびＮ−ビニルカプロラクタム（ＩＳＰコーポレーション）などのビニル化合物；ならびにマレイン酸エステルおよびフマル酸エステルなどの酸エステルが挙げられる。

最も適切なモノマーは、市販されているか、当該技術において知られている反応スキームを用いて容易に合成される。たとえば、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、上記単官能性モノマーのほとんどを合成することができる。

オリゴマー成分は、１タイプのオリゴマーを含むことができるか、２つ以上のオリゴマーの組合せであることができる。少しでも使用される場合、本発明の組成物に導入されるオリゴマー成分は、好ましくは、エチレン不飽和オリゴマーを含む。オリゴマー成分は、１５重量パーセント以下の量で存在することができるが、好ましくは、約１３重量パーセント以下、より好ましくは約１０重量パーセント以下、さらに好ましくは約１０パーセント未満、最も好ましくは約９パーセント以下の量で存在する。組成物およびその結果として生じる硬化材料の適切な物理的特徴を維持しながら、好ましくは約５重量パーセント未満を含有するか、実質的にオリゴマー成分がない組成物を調製することが、より費用効果的であり、したがって、望ましい。

使用される場合、適切なオリゴマーは、単官能性オリゴマーまたは多官能性オリゴマーであることができるが、多官能性オリゴマーが好ましい。オリゴマー成分は、また、単官能性オリゴマーと、多官能性オリゴマーとの組合せであることができる。

二官能性オリゴマーは、好ましくは、下記式（Ｉ）に従う構造を有する。

（Ｉ） Ｆ−Ｒ_１−［ジイソシアネート−Ｒ_２−ジイソシアネート］_ｍ−Ｒ_１−Ｆ
ここで、Ｆは、独立して、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、または当該技術において知られている他の官能基などの反応性官能基であり；
Ｒ_１は、独立して、−Ｃ_２−２０−Ｏ−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−２０−Ｏ−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−２０−（ＣＯ−Ｃ_２−５−Ｏ）_ｎ−、または−Ｃ_２−２０−（ＣＯ−Ｃ_２−５−ＮＨ）_ｎを含み、ｎは、１から３０、好ましくは１から１０の整数であり；
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、またはそれらの組合せであり；
ｍは、１から１０、好ましくは１から５の整数である。

式（Ｉ）の構造中、ジイソシアネート基は、Ｒ_２および／またはＲ_１へのジイソシアネートの結合後形成された反応生成物である。「独立して」という用語は、各Ｆ基が別のＦ基と異なることができ、同じことが各Ｒ基にもあてはまることを示すために、ここで使用される。

他の多官能性オリゴマーは、好ましくは、下記に記載された式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、または（ＩＶ）に従う構造を有する。

（ＩＩ）マルチイソシアネート（ｍｕｌｔｉｉｓｏｃｙａｎａｔｅ）−（Ｒ_２−Ｒ_１−Ｆ_２）_ｘ
（ＩＩＩ）（ポリオール−［（ジイソシアネート−Ｒ_２−ジイソシアネート）_ｍ−Ｒ_１−Ｆ_２］_ｘ
（ＩＶ）またはマルチイソシアネート−（Ｒ_１−Ｆ_２）_ｘ
ここで、Ｆ_２は、独立して、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、または当該技術において知られている他の官能基などの、１から３の官能基を表し；
Ｒ_１は、−Ｃ_２−２０−Ｏ，−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−２０−Ｏ−（Ｃ_２−４−Ｏ）_ｎ−、−Ｃ_２−２０−（ＣＯ−Ｃ_２−５−Ｏ）_ｎ−、または−Ｃ_２−２０−（ＣＯ−Ｃ_２−５−ＮＨ）_ｎを含むことができ、ｎは、１から３０、好ましくは１から１０の整数であり；
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、またはそれらの組合せであることができ；
ｘは、１から１０、好ましくは２から５の整数であり；
ｍは、１から１０、好ましくは１から５の整数である。

式ＩＩの構造中、マルチイソシアネート基は、Ｒ_２へのマルチイソシアネートの結合後形成された反応生成物である。同様に、式ＩＩＩの構造中のジイソシアネート基は、Ｒ_２および／またはＲ_１へのジイソシアネートの結合後形成された反応生成物である。

ウレタンオリゴマーは、従来、脂肪族ジイソシアネートを、ヒドリック（ｈｙｄｒｉｃ）ポリエーテルまたはポリエステル、最も典型的には、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提供される。そのようなオリゴマーは、典型的には、約４から約１０のウレタン基を有し、高分子量、たとえば、２０００〜８０００であることができる。しかし、５００〜２０００の範囲内の分子量を有する、より低分子量のオリゴマーも使用することができる。各々は全体として本明細書に組み込まれている、コーディ（Ｃｏａｄｙ）らの米国特許第４，６０８，４０９号明細書、およびビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）らの米国特許第４，６０９，７１８号明細書が、そのような合成を詳細に記載している。

耐湿性オリゴマーを使用することが望ましい場合、それらは、主に飽和したおよび主に非極性の脂肪族ジオールのために、極性ポリエーテルグリコールまたはポリエステルグリコールが回避されること以外は類似した態様で合成することができる。これらのジオールとしては、たとえば、約２〜２５０の炭素原子のアルカンまたはアルキレンジオールが挙げられ、好ましくは、実質的にエーテル基またはエステル基がない。

周知のように、単に、合成の間ジオールまたはポリオールの代わりにジアミンまたはポリアミンを用いることによって、これらの方法によって調製されたオリゴマーにポリ尿素成分を組入れることができる。ただし、コーティング系の耐湿性を損なわないように、合成に使用されるジアミンまたはポリアミンが十分に非極性であり飽和していさえすれば、コーティング系中の小量のポリ尿素成分の存在は、コーティング性能に有害であると考えられない。

二次コーティング組成物の総オリゴマー含有量は、好ましくは約２５％未満であり、総モノマー含有量は約６５％を超える。特に望ましい実施形態において、総オリゴマー含有量は約１５％未満であり、総モノマー含有量は約７５％を超える。比較的低い量のオリゴマーの使用が、当業者が、望ましい粘度を有する硬化性組成物を容易に配合することを可能にする。オリゴマーが、典型的には、組成物のより高価な成分であるので、オリゴマーの量の最小化が、また、当業者が、硬化性組成物のコスト、および、それでコーティングされた、光ファイバなどの物品のコストを低減することを可能にする。低オリゴマー含有量を有する二次コーティング組成物が、ボテリョ（Ｂｏｔｅｌｈｏ）らへの米国特許第６，７７５，４５１号明細書により詳細に記載されており、これを、その全体を引用によりここに援用する。オリゴマーは、望ましくは、少なくとも約１重量％の濃度で硬化性組成物中に存在する。

硬化性組成物は、一次および二次組成物の両方とも、また、重合開始剤を含むことができる。いかなる適切な光開始剤も本発明の組成物に導入することができる。開始剤は、望ましくは、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。硬化性組成物での使用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、マイクロ波開始剤、化学線開始剤、および光開始剤が挙げられる。本発明の好ましい硬化性組成物は、化学線によって硬化されるように適合され、１つ以上の光開始剤を含む。ほとんどの（メタ）アクリレートベースの硬化性組成物の場合、ケトンおよび／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使用することができる。一般に、硬化性組成物の総光開始剤含有量は、約０．１から約１０．０重量パーセントである。より望ましくは、硬化性組成物の総光開始剤含有量は、約１．０から約７．５重量パーセントである。

適切な光開始剤としては、限定することなく、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（たとえば、イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４（ニューヨーク州タリータウンのチバ・スペシャルティ・ケミカル（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ， Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ， ＮＹ）））、（２，６−１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（たとえば、市販ブレンド、イルガキュア１８００、１８５０、および１７００（チバ）中）、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン（たとえば、イルガキュア６５１（チバ））、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（たとえば、イルガキュア８１９（チバ））、（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（たとえば、ドイツ（Ｇｅｒｍａｎｙ）のＢＡＳＦによって製造されたルセリン（Ｌｕｃｅｒｉｎ）ＴＰＯ、または市販ブレンド、ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）４２６５（チバ）中）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン（たとえば、市販ブレンド、ダロキュア４２６５（チバ）中）、およびそれらの組合せが挙げられる。他の光開始剤が、引き続き開発されており、ガラスファイバ上のコーティング組成物に使用されている。いかなる適切な光開始剤も本発明の組成物に導入することができる。

上述された成分に加えて、二次コーティング組成物は、任意に、添加剤、または添加剤の組合せを含むことができる。適切な添加剤としては、限定することなく、酸化防止剤、触媒、潤滑剤、低分子量非架橋性樹脂、接着促進剤、および安定剤が挙げられる。いくつかの添加剤が、重合プロセスを制御するように作用することができ、それにより、組成物から形成された重合生成物の物理特性（たとえば、弾性率、ガラス転移温度）に影響を及ぼす。他のものが、組成物の重合生成物の一体性に影響を及ぼすことができる（たとえば、解重合または酸化的分解に対して保護する）。

任意の好ましい添加剤の限定的なリストが、界面活性剤、表面剤（ｓｕｒｆａｃｅ ａｇｅｎｔ）、スリップ添加剤（ｓｌｉｐ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）、ろう、微粉化（ｍｉｃｒｏｎｉｚｅｄ）ポリテトラフルオロエチレン、およびそれらの組合せを含む。好ましくは、界面活性剤は、１つ以上の極性セクションと、１つ以上の非極性セクションとを含む化合物を含む。界面活性剤は、表面状態を修正する化合物のみに限定されない。好ましくは、表面剤は、表面状態を修正するために使用することができる特定のタイプの界面活性剤である。

二次コーティング材料での使用のための他の適切な材料、およびこれらの材料の選択に関連する考慮は、当該技術において周知であり、チャピン（Ｃｈａｐｉｎ）の米国特許第４，９６２，９９２号明細書および米国特許第５，１０４，４３３号明細書に記載されており、これらの各々は全体として本明細書に組み込まれている。

本発明の光ファイバリボンを準備するのに有用な光ファイバは、上述されたタイプなどの、いかなる従来の設計および構造でもあることができる。一次および二次コーティング組成物は、従来のプロセスを用いて、たとえば、延伸塔上で、ガラスファイバ上にコーティングされる。たとえば約２０００℃の温度に局所的にかつ対称的に加熱された、特別に準備された円筒形プリフォームからガラスファイバを延伸することが周知である。プリフォームを炉内におよび炉を通して供給することなどによって、プリフォームが加熱されるとき、ガラスファイバが溶融材料から延伸される。ガラスファイバがプリフォームから延伸された後、好ましくは冷却直後、１つ以上のコーティング組成物がガラスファイバに付与される。次に、コーティング組成物は、硬化されて、コーティングされた光ファイバを製造する。硬化方法は、使用されているコーティング組成物および重合開始剤の性質に依存して、ガラスファイバ上に付与された（かつ未硬化の）コーティング組成物を、紫外光、化学線、マイクロ波放射線、または電子ビームに曝すことなどによって、熱、化学、または放射線誘起することができる。延伸プロセス後、順次一次および二次コーティング組成物の両方を付与することが、しばしば有利である。コーティング組成物の二層を移動するガラスファイバに付与する１つの方法が、テイラー（Ｔａｙｌｏｒ）の米国特許第４，４７４，８３０号明細書に開示されており、これは全体として本明細書に組み込まれている。コーティング組成物の二層をガラスファイバ上に付与するための別の方法が、ラネル（Ｒａｎｎｅｌｌ）らの米国特許第４，５８１，１６５号明細書に開示されており、これは全体として本明細書に組み込まれている。当然、一次コーティング組成物を付与し硬化させて、一次コーティング材料を形成することができ、次に、上述された硬化性組成物を付与し硬化させて、二次コーティングの硬化ポリマー材料を形成することができる。

硬化性二次コーティング組成物は、また、有利に、光ファイバのためにここで使用されるマーキングインクの配合物に使用することができる。図２に関して上で示されたように、コーティングされた光ファイバ２０は、また、コーティング系、たとえば、上述されたような二重コーティング系の外面上に配置されたマーキングインク２８を含むことができる。マーキングインクは、典型的には、光ファイバの二次コーティングの外面上に着色コーティングの薄い層として形成される。マーキングインクは、顔料分散液をクリアインクベース（すなわち、オリゴマーと、モノマーと、コモノマーとを含有する硬化性二次コーティング組成物）に加えることによって形成することができる。コモノマー成分は、好ましくは、極性非アクリレートモノマー（たとえば、Ｎ−ビニルカプロラクタムモノマー）である。好ましくは、インクは、また、硬化向上成分を含む。ここで使用されるような硬化向上成分は、インクに加えられると、その硬化速度を増加させる成分を意味する。好ましい硬化向上成分としては、蛍光増白剤として一般に使用される材料が挙げられる。そのような硬化向上成分は、好ましくは、２重量パーセント未満、より好ましくは１重量パーセント未満の量で使用される。好ましいそのような蛍光増白剤が、ニューヨーク州タリータウンのチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ， Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ， Ｎ．Ｙ．）によって製造されたユビテックス（Ｕｖｉｔｅｘ）ＯＢである。ベンゾオキサゾール誘導体が、適切な蛍光増白剤である化合物のクラスの一例である。好ましい蛍光増白剤としては、２，２’−（２，５−チオフェンジイル）ビス［５−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾオキサゾール］（チバからユビテックス（登録商標）ＯＢとして市販される）、ホスタルクス（Ｈｏｓｔａｌｕｘ）（登録商標）ＫＣＢ（スイス、ムッテンのクラリアント（Ｃｌａｒｉａｎｔ ｏｆ Ｍｕｔｔｅｎｚ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から）、またはホスタルクス（登録商標）ＫＣＵ（クラリアントから）が挙げられる。付加的な好ましい蛍光剤（ｂｒｉｇｈｔｅｎｅｒ）の例が、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン（テネシー州キングスポートのイーストマン（Ｅａｓｔｍａｎ ｏｆ Ｋｉｎｇｓｐｏｒｔ， Ｔｅｎｎ．）からイーストブライト（Ｅａｓｔｏｂｒｉｔｅ）（登録商標）ＯＢ−１として市販される）である。

適切な蛍光増白剤である他の化合物のクラスとしては、４，４’−ジミノスチルベン−２−２’−ジスルホン酸の誘導体、４−メチル−７−ジエチルアミノクマリンなどであるがこれに限定されないクマリン誘導体、およびビス−（スチリル）ビフェニルの群が挙げられる。

好ましくは、コーティング組成物中の蛍光増白剤の濃度は、約０．２ｐｐｈ以下、かつ少なくとも約０．０１０ｐｐｈである。より好ましくは、濃度は、約０．１５ｐｐｈ以下、最も好ましくは約０．１０ｐｐｈである。好ましくは、蛍光剤を含むコーティングは、スチレン／無水マレイン酸（ｍａｌｅｉｃ ａｎｙｈｙｄｒｉｄｅ）コポリマーおよびそれらのハーフエステル、アクリルポリマーおよびコポリマー、ポリアミド、ポリビニルピロリドン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアセタール、またはポリ酢酸ビニルおよびそれらのコポリマーなどの有機バインダーを含まない。任意に、蛍光剤は、吸収剤、安定剤、または両方を含むコーティング配合物中に含むことができる。

好ましいマーキングインクは、クリアインクベースと、１つ以上の顔料分散液と、ホスフィンオキシド光開始剤とを含み、インク配合物は、少なくとも約８０パーセント、より好ましくは少なくとも約１００パーセント、最も好ましくは少なくとも約１５０パーセントのアクリレート変換／秒の硬化速度によって特徴づけられる。いくつかの実施形態において、インク配合物は、約５００パーセント未満またはさらには約４００パーセント未満のアクリレート変換／秒の硬化速度によって特徴づけられる。マーキングインク中に使用される顔料分散液は、乾燥顔料粉末、低粘度低表面張力アクリレートモノマー（たとえばプロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート）、および顔料分散剤の混合物である。顔料粉末および顔料分散剤をモノマーに加え、次に、結果として生じる混合物を、顔料凝集体を一次顔料粒子に粉砕するために処理する。当業者に知られているさまざまな技術を用いることができ、この例がビーズミルである。顔料分散剤の主な機能は、顔料凝集を回避するために、懸濁顔料粒子を囲み、他の顔料粒子との接触を防止することである。望ましくは、インク配合物は、少なくとも約６０℃であるＴ_ｇ値、少なくとも約０．８ＭＰａ・ｍ^１／２であるＫ_１Ｃ値、または両方によって特徴づけられる。硬化速度は、１秒あたりのアクリレート変換のパーセント（パーセント／秒）の測定である。インクの硬化速度分析は、フーリエ変換赤外分光法分析に従って評価した。基本的に、未硬化のフィルムを、約１マイクロメートルの厚さでＡＳＩ デュラサンプラー（ＤｕｒａＳａｍｐｌｉｒ）（登録商標）ＡＴＲ結晶（または均等物）に付与し、フィルムを、３０秒間窒素でパージし、次に、たとえば、レスコ・マークＩＩスポット（Ｌｅｓｃｏ Ｍａｒｋ ＩＩ Ｓｐｏｔ）硬化ユニット、およびモデルＴ１３２ドライバを備えたユニブリッツ（ＵｎｉＢｌｉｔｚ）（登録商標）ＶＳ２５シャッタアセンブリ（Ｓｈｕｔｔｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）で照射して重合を誘起する。シャッタを１秒間の照射のために開き、スペクトルを０．９秒間６ミリ秒間隔で集める。０．１秒間の休止後、初期照射後、スペクトルを５秒間再び集める。シャッタは、１０秒間の照射のために再び開き、これは、１００％硬化のバンド比の計算を考慮する。未硬化および完全硬化のバンド比の両方を各々ごとに計算し、従来のソフトウェア、たとえば、ＯＳ／２のオーパス（ＯＰＵＳ）ｖ３．０４（分光計操作およびデータ操作）、ギャラクティック・グラムズ（Ｇａｌａｃｔｉｃ Ｇｒａｍｓ）３２ｖ５．０２、およびマイクロカル・オリジン（ＭｉｃｒｏＣａｌ Ｏｒｉｇｉｎ）ｖ６．０を使用して、硬化対時間プロットを構成する。重合速度Ｒｐは、曲線の勾配から曲線のいかなる点でも計算することができ、最大重合速度は、好ましくは、１０％の変換から４０％の変換からの曲線の勾配として推定される。報告された硬化速度数値は、この範囲内の線の勾配である。

好ましい顔料の粒度は、好ましくは約１マイクロメートル以下である。例示的な顔料（およびそれらのそれぞれの色）としては、限定することなく、白色顔料である二酸化チタン；青色顔料であるフタロシアニンブルーおよびインダントロンブルー；黄色顔料であるアゾイエロー、ジアリーリドイエロー、およびイソインドリノンイエロー；緑色顔料であるフタロシアニングリーン；赤色顔料であるアゾレッド、ナフトールレッド、およびペリレンレッド；黒色顔料であるカーボンブラック；オレンジ色顔料であるピラゾロンオレンジ；青紫色顔料であるおよびカルバゾールおよびキナクリドンバイオレットが挙げられる。褐色、スレート色、淡青緑色、および淡紅色の残りの色は、上記顔料の適切な組合せを使用して作ることができる。他の顔料が知られており、他のものは、先の段落の上記範囲および好まれるもの内の硬化速度を有するように、引き続き開発されている。

好ましい硬化速度は、イルガキュア１８４、蛍光増白剤、および小量のＮ−ビニルカプロラクタムモノマーと関連して、ＭＡＰＯ（モノ−アシルホスフィンオキシド）またはＢＡＰＯ（ビス−アシルホスフィンオキシド）光開始剤ブレンドを含有するインクを配合することによって達成される。好ましい硬化速度に寄与する配合物の別の態様は、実質的にすべての顔料粒子（すなわち、９９パーセント以上）が約１マイクロメートル未満のサイズであるような、顔料分散液の最適化である。この非常に小さい平均粒度は、より高い色彩強度をもたらし、これにより、より低い顔料レベルが所望の色ターゲットを達成することができる。

所望の硬化特性を促進するために加えることができる付加的な成分としては、カップリング剤（たとえば、その全体を引用によりここに援用するフェビアン（Ｆａｂｉａｎ）への米国特許第６，５５３，１６９号明細書に記載されているようなチタン酸塩またはジルコン酸塩）、表面作用剤（たとえば、テゴ・ヘミー／ゴールドシュミット・ケミカル・コーポレーション（Ｔｅｇｏ Ｃｈｅｍｉｅ／Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ．）から入手可能なシリコーンポリエーテルアクリレートであるテゴラド（ＴｅｇｏＲａｄ）２２５０などのスリップ剤）、帯電防止剤、およびつや消し剤、ならびにそれらの組合せが挙げられる。

本発明のリボン１０は、上述されたように準備された、先に形成された光ファイバ２０を使用して製造することができる。マトリックス３０は、硬化性組成物、好ましくは、それ自体、光ファイバ上の二次コーティングとしての使用に適している組成物の硬化生成物である。マトリックスは、複数の光ファイバ上の二次コーティングと同じである硬化性組成物から形成することができるか、異なる硬化性組成物から形成することができる。

本発明のリボンの一実施形態が、図１に示されている。そこに示されているように、本発明の光ファイバリボン１０は、実質的に平面関係で互いに対して実質的に整列され、かつマトリックス３０によって封入された複数の単層または多層光ファイバ２０を含む。当業者は、光ファイバ２０が、二層コーティング系（たとえば、上述された一次および二次コーティング）を含むことができ、かつマーキングインクで着色することができることを理解するであろう。光ファイバ２０が、それらの直径の約２分の１を超える距離だけ共通平面からずれないことが望ましい。実質的に整列されることによって、光ファイバ２０が、光ファイバリボン１０の長さに沿って他の光ファイバと略平行であることが意図される。図１において、光ファイバリボン１０は１６の光ファイバ２０を収容するが、特定の用途のために配置された光ファイバリボン１０を形成するために、いかなる数の光ファイバ２０（たとえば、２つ以上）も使用することができることが、当業者には明らかなはずである。

本発明の光ファイバリボン内の光ファイバは、光ファイバリボンを製造する従来の方法によって、いかなる既知の構成（たとえば、端縁が結合されたリボン、薄く封入されたリボン、厚く封入されたリボン、または多層リボン）でも、マトリックス３０によって封入することができる。

光ファイバリボンは、マトリックス材料を形成するための適切な硬化性組成物を使用して、従来の方法によって準備することができる。たとえば、複数の実質的に平面の光ファイバが整列すると、各々をその全体を引用によりここに援用するマイヤー（Ｍａｙｒ）の米国特許第４，７５２，１１２号明細書およびエストライヒ（Ｏｅｓｔｒｅｉｃｈ）らの米国特許第５，４８６，３７８号明細書に記載されているような光ファイバリボンを準備する方法に従って、所望のインク組成物およびマトリックス組成物を付与し硬化させることができる。インク層およびマトリックス層の硬化は、各付与後、１つの工程として、または多数の工程として行うことができる。

本発明による向上されたリボン剥離性を促進するために、光ファイバコーティング（たとえば、二次コーティング）、任意のインク層、およびマトリックス材料は、一致したまたは適合する熱機械特性によって特徴づけられる。

１つの方法によれば、互いに隣接したさまざまなポリマー材料（すなわち、ファイバコーティング、任意のインク層、およびマトリックス材料）の２つ以上が、同様のベース組成物から形成される。すなわち、ポリマー材料のためのベース配合物は、同一である（特定の用途に特定的ないかなる添加剤の添加前、ちょうど同じ量の同じモノマー成分およびオリゴマー成分を含有する）か、実質的に同じである。すなわち、ベース配合物は、モノマー成分またはオリゴマー成分の量の小さい変化、たとえば、約１０パーセント未満、またはより好ましくは約５パーセント未満の変化、１つ以上のモノマー成分またはオリゴマー成分の、それらの類似した等価物（ａｎａｌｏｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ）との取替え、または両方を含むことができる。

本明細書で使用する「一致したまたは適合する熱機械特性」という用語は、互いに隣接したさまざまなポリマー材料の２つ以上が、１つ以上の密接に関連した熱機械特性を有することを反映することが意図される。すなわち、目的の熱機械特性は、２つの材料が、与えられた熱条件または応力条件下で同様に挙動することを示す。例示的な熱機械特性としては、限定することなく、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）、破壊靱性（Ｋ_１Ｃ）、引張弾性率（ヤング率）、および延性が挙げられる。

本発明の一態様は、マトリックス材料内に封入された複数の光ファイバを含む光ファイバリボンであって、光ファイバコーティングおよびマトリックス材料、ならびに任意にそれらの上のいかなるインク層も、適合する化学特性および／または熱機械特性によって特徴づけられ、コーティングおよびマトリックスおよびそれらの間のいかなるインク層も、光ファイバから確実に剥離して、適切な剥離の清浄度をもたらすことができる光ファイバリボンに関する。

一実施形態によれば、コーティング、マトリックス、およびインク層（存在する場合）は、各々、Ｔ_ｇ値、Ｋ_１Ｃ値、引張弾性率値、および延性パラメータ値によって特徴づけられ、次の条件の１つ以上が満たされる。

（ｉ）それぞれのＴ_ｇ値の最高と最低との間の差が、約１５℃未満、好ましくは約１０℃未満、最も好ましくは約５°未満である。

（ｉｉ）Ｔ_ｇ値の各々が約６０℃を超える。

（ｉｉｉ）それぞれのＫ_１Ｃ値が、少なくとも約０．８ＭＰａ・ｍ^１／２、好ましくは少なくとも約１．０、最も好ましくは少なくとも約１．２ＭＰａ・ｍ^１／２である。

（ｉｖ）それぞれの引張弾性率値の最高と最低との間の差が、約５００ＭＰａ未満、より好ましくは約３００ＭＰａ未満、最も好ましくは約１００ＭＰａ未満である。

（ｖ）延性値が、少なくとも約３５０マイクロメートル、より好ましくは少なくとも約３７５マイクロメートル、最も好ましくは少なくとも約４００マイクロメートルである。または、
（ｖｉ）（ｉ）〜（ｖ）の２つ以上、より好ましくは（ｉ）〜（ｖ）の３つ以上、最も好ましくは（ｉ）〜（ｖ）の４または５のいかなる組合せ。

したがって、インク層の不在下で、光ファイバ（二次）コーティングおよび（内側）マトリックスのＴ_ｇ値および／または引張弾性率値の間の差は、直接比較される。しかし、インク層の存在下で、３つのものの最高値および最低値のみが比較される。

ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、それより低いとコーティング（またはインクまたはマトリックス）材料が脆性であり、それより高いとコーティング（またはインクまたはマトリックス）材料が可撓性である温度を指す。代替の（かつより正確な）定義は、ガラス転移温度で、熱膨張係数が急激に変化することに基いている。ガラス転移温度は、１つの度または短い範囲の度であることができる。コーティング、インク、およびマトリックスの１つ以上（より好ましくは２つ以上、最も好ましくは３つすべて）のガラス転移温度が６０℃を超えることが好ましい。

ポリマー材料のガラス転移温度（Ｔ_ｇ）は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）または動的機械分析（ＤＭＡ）などのさまざまな技術によって測定することができる。この作業（ｂｏｄｙ ｏｆ ｗｏｒｋ）で評価したコーティングは、ＤＭＡの使用によってそのように行った。約０．０２２５インチの内径を有する非粘着性チューブにコーティングを注入することによって、テストサンプルを準備した。フュージョン（Ｆｕｓｉｏｎ）「Ｄ」バルブを使用して、約２７００ｍｊ／ｃｍ^２の線量（ｄｏｓｅａｇｅ）で、サンプルを硬化させた。硬化後、チューブを除去した。ＤＭＡ器械を使用して、張力モードで、１Ｈｚの周波数で、サンプルを動作させた。−５０℃から１５０℃の温度範囲でサンプルを評価した。ＤＭＡ分析において（および本出願で示されたデータにおいて）、Ｔ_ｇに用いられた値は、しばしばｔａｎδピークの最大と定義し、ｔａｎδピークは下記のように定義する。

ｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’
ここで、Ｅ”は、変形サイクルにおける熱としてのエネルギーの損失に比例する損失率であり、Ｅ’は、変形サイクルに貯蔵されたエネルギーに比例する貯蔵率または弾性率である。ジェイ・ディー・フェリー（Ｆｅｒｒｙ， Ｊ．Ｄ．）、ポリマーの粘弾性特性（Ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）、第３版、ワイリー（Ｗｉｌｅｙ）：ニューヨーク（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）、１９８０年、第１章を参照されたい。ｔａｎデルタピークの最大値は、Ｔｇの好都合な測定として役立つが、典型的には、ＴｇがＤＳＣなどの方法によって測定されるときに得られる値を超える。

架橋材料について測定されるようなＴ_ｇ値は、また、典型的には、非架橋ポリマー材料で得られるより広いピークを生じさせる。架橋された材料の場合、先に説明されたＴ_ｇオーバラップの範囲は、本発明での使用に適切であるが、より低い架橋密度のまたは非架橋熱可塑性材料のオーバラップが、より完全であることができる。

不安定な破局的亀裂成長に対する材料の耐性は、破壊靱性Ｋ_１Ｃとして知られている材料特性によって説明される。材料の破壊靱性は、材料の亀裂を伝播するのに必要なエネルギーに関連する。ここで使用されるように、破壊靱性Ｋ_１Ｃは、フィルムサンプルに対して測定し、下記のように定義し、

ここで、Ｙはジオメトリ係数であり、σはフィルムサンプルの引張強度（破断時）であり、ｚはノッチ長さの半分である。破壊靱性は、中心カットノッチジオメトリを有するフィルムに対して測定する。図３は、破壊靱性を測定するのに使用されるサンプルジオメトリの概略図である。フィルムサンプル８０は、約５２ｍｍの幅を有し、厚さが約０．０１０インチ（２５４μｍ）である。フィルムサンプルは、ガラスプレート上に約０．０１０インチの厚さでコーティングをドローダウンすることによって準備した。窒素パージを伴って、フュージョン「Ｄ」バルブを使用して、フィルムを硬化させた。フィルムは約１３５０ｍＪ／ｃｍ^２の線量を受けた。テスト前、フィルムを、一晩、２３℃および５０％の相対湿度の制御された環境中で、状態調節させた。鋭いブレードを使用して、当業者が熟知している方法を用いて、フィルムの中心にノッチ８２をカットする。１８ｍｍ、２４ｍｍ、および３０ｍｍの長さを有するノッチを異なるサンプルにカットする。上述されたように、引張テスト器械（たとえば、シンテクＭＴＳテンシル・テスタ（Ｓｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｔｅｓｔｅｒ）またはインストロン・ユニバーサル・マテリアル・テスト・システム（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ））を使用して、サンプルの引張強度（破損時）σを測定する。ゲージ長さが７５ｍｍであるように、サンプルを引張テスト器械のジョー８４で把持する。移動速度は２５ｍｍ／ｍｉｎである。引張強度は、破損時加えられた荷重を無傷のサンプルの断面積で割ることによって計算することができる。上述されたサンプルの場合、引張強度は、下記式を使用して計算することができる。

Ｙは、ジオメトリ係数であり、１．７７−０．１７７（２λ）＋１．７７（２λ）^２と定義し、ここで、λ＝ｚ／サンプル幅。

引張弾性率（ヤング率）値は、破壊の時に（コーティング材料、インク層、またはマトリックス材料の）サンプルに加えられる応力の測定である。コーティング、インク、およびマトリックスの１つ以上（より好ましくは２つ以上、最も好ましくは３つすべて）の引張弾性率が、少なくとも約１２００ＭＰａ、より好ましくは少なくとも約１５００ＭＰａ、最も好ましくは少なくとも約１９００ＭＰａであることが好ましい。本明細書で使用されるように、ヤング率は、直径約０．０２２５インチ（５７１．５μｍ）の円筒形ロッドとして形づくられた材料のサンプルに対して、引張テスト器械（たとえば、シンテクＭＴＳテンシル・テスタまたはインストロン・ユニバーサル・マテリアル・テスト・システム）を使用して、５．１ｃｍのゲージ長さおよび２．５ｃｍ／分のテスト速度で測定する。ロッドサンプルは、先に説明されたのと同じように準備した。テスト前、ロッドを、一晩、２３℃および５０％の相対湿度の制御された環境中で、状態調節させた。

二次コーティング（またはマトリックスまたはインク層）の硬化ポリマー材料の、取扱いおよび欠陥の形成に対する感度は、その延性によって反映される。材料の延性は、下記式によって定義する。

より大きい延性が、二次コーティングの、取扱いおよび欠陥形成に対する低減された感度を示す。降伏応力は、上述されたように、ヤング率、破断伸び、および引張強度と同時に、ロッドサンプルに対して測定することができる。当業者が熟知しているように、歪み軟化を示すサンプルの場合、降伏応力は、応力対歪み曲線の最初の局所的最大値によって定める。より一般的には、降伏応力は、その全体を引用によりここに援用するＡＳＴＭ Ｄ６３８−０２に示された方法を用いて定めることができる。

別の実施形態によれば、コーティング、マトリックス、およびインク層（存在する場合）は、各々、同様の硬化性ベース配合物から形成される。すなわち、コーティング、マトリックス、またはインク層を形成する前、オリゴマーおよびモノマーのベース配合物は、実質的に同様であり、したがって、ともに使用するのに適合する。

二次コーティング、マーキングインク、および／またはマトリックスに使用することができる好ましいベース組成物は、２０重量パーセントのフォトマー３０１６、高粘度エポキシアクリレートモノマー（コグニス）と；７７重量パーセントのフォトマー４０２８、エトキシル化（４モル）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー（コグニス）と；１．５重量パーセントのルシリン（Ｌｕｃｉｒｉｎ）ＴＰＯ、２，４，６−トリメチルベンゾイル−ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ）と；１．５重量パーセントのイルガキュア１８４、ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン（チバ））と；０．５ｐｐｈのイルガノックス（Ｉｒｇａｎｏｘ）１０３５、チオジエチレンビス｛３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート｝（チバ）とを含む。

本発明の光ファイバリボンを準備したが、リボンは、電気通信システムに使用されるタイプなどの光ファイバデータ伝送システムに一体化されることが意図される。

次の実施例は、本発明の実施形態を示すために提供されるが、その範囲を限定することは決して意図されない。

実施例１−光ファイバリボンの準備
高Ｔ_ｇ（＞６０Ｃ）二次コーティング（「コーティングＡ」）またはより低いＴ_ｇ（＜５５Ｃ）の二次コーティング（「コーティングＢ」）を有する、先に準備された光ファイバを使用して、光ファイバリボンを製造した。組成物は、ｐｐｈで記載された成分をコーティングの１００パーセント重量に加えた以外は、重量パーセントで表１に以下に詳述される。

光ファイバを被覆するために使用されたインク組成物は、ＤＳＭ−７５１（「インクＡ」）、ＤＳＭデソテック・インコーポレイテッド（ＤＳＭ Ｄｅｓｏｔｅｃｈ， Ｉｎｃ．）（イリノイ州エルジン（Ｅｌｇｉｎ， Ｉｌｌｉｎｏｉｓ））から市販されるインクコーティングと、コーティングＡ、顔料分散液が加えられていないクリアインクベース（「インクＢ」）と、コーティングＢ、顔料が加えられていないクリアインクベース（「インクＣ」）とを含んだ。

「インクＢ」および「インクＣ」を、顔料分散液が存在しない状態でテストしたが、顔料分散液の添加は、リボンの性能を著しく変化させない。

二重マトリックス系は、内側マトリックスおよび外側マトリックスの両方を含んだ。内側マトリックス材料は、ＤＳＭ９５０−７０６、ＤＳＭデソテック・インコーポレイテッドから市販されるウレタンアクリレートベースのマトリックス材料（「内側マトリックスＡ」）、コーティングＡ（「内側マトリックスＢ」）、またはコーティングＢ（「内側マトリックスＣ」）を含んだ。使用された外側マトリックス材料は、ＤＳＭデソテック・インコーポレイテッドからのＤＳＭ９Ｄ９−５１８であった。

二層１２ファイバドライロックシステム（ｄｕａｌ−ｌａｙｅｒ， １２−ｆｉｂｅｒ ｄｒｙ ｌｏｃｋ ｓｙｓｔｅｍ）を使用して、標準製造手順を用いて、すべてのリボンを準備した。合計４のリボンを、下記表２に記載されているように準備した。さまざまなコーティング、インク、ならびに内側および外側マトリックスの物理特性は、下記表３に提供される。表３のインクのすべてについての物理特性データは、クリアインクベース、すなわち、顔料分散液が存在しないインクを使用して生成した。これは、物理特性データを生成するために使用されたロッドおよびフィルムサンプルに対して完全な硬化を達成することが可能でないので行った。

実施例２−剥離の清浄度についてのリボンのテスト
９０℃に設定されたスミトモ（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ）ＪＲ４Ａストリッパを使用して、すべてのリボンを剥離した。剥離は、主観的に定義された遅い速度または速い速度で手で行った。リボン剥離性能を、清浄度およびチューブ外しの両方について割当てられた等級で評価した。

剥離の清浄度を、剥離された光ファイバを砕片について検査することによって測定した。上述されたように、１のスコアが、その表面上に低量の砕片を有するファイバを識別し、５のスコアが、その表面上に著しい量の砕片を有するファイバを表す。３以下のいかなるスコアも、受入れられる剥離の清浄度であるとみなされた。清浄度測定は、剥離されたリボンファイバのセグメントを裸眼で目視検査することによって得られた。剥離されたリボンファイバ上に残っている粒子を検査し、次の標準に従って等級された限度サンプルと比較した。

合計５のセグメントをリボンごとに測定し、平均スコアは下記表４に出ている。

チューブ外し値を、チューブの一体性を検査し、１から５の値を割当てるためにそれをリミットサンプルと比較することによって測定し、１のスコアが、チューブが１つのユニットで完全に無傷であることを意味し、５のスコアが、チューブが剥離工具で完全に崩壊したことを意味する。「速い剥離」チューブ外しが、１秒未満でファイバを剥離することを伴い、「遅い剥離」チューブ外しが、より遅く（１秒をわずかに超える）ファイバを剥離することを伴った。

最良の結果は、同じベース配合物から形成された二次ファイバコーティング、インク層、および内側マトリックスを有するリボン３から得られた。良好なチューブ外し性能は、この共有ベース配合物の高Ｔ_ｇ（８０℃）に帰することができ、これは、剥離温度でのチューブの一体性、および層間の良好な接着を維持するのを助け、これは、剥離作業の間チューブの層間剥離を防止する。劣ったチューブ外し性能を示すリボン４は、約６０℃を超えるＴ_ｇ値を有するポリマー材料を使用することが好まれることを実証する。インクＣおよび内側マトリックスＣは、約５０〜５５℃の範囲内のＴｇによって特徴づけられる。

実施例３−マーキングインク硬化度およびマーキングインク硬化速度の比較
表５に下記に記載された組成物に従って、インク配合物を調製した。

表５のインクは、７０Ｃに加熱されたジャケット付ビーカー内で、フォトマー３０１６、フォトマー４０２８、Ｖ−Ｃａｐ／ＲＣ、ルシリンＴＰＯ、イルガキュア１８４、ユビテックスＯＢ、イルガノックス１０３５、およびテゴラド２２５０を組合せることによって調製した。このクリアインクベースを、固体成分のすべてが完全に溶解されるまで混合した。クリアベースを約４０Ｃに冷却させ、適切な顔料分散液を加え、最終インクをさらに１５分間混合して、均質な混合物を生成した。

さらに、ＤＳＭデソテックから得られたケーブルライト（Ｃａｂｌｅｌｉｔｅ）７５１インク配合物を上記インクと並べて比較した。

さまざまなインク配合物を、光ファイバ上にコーティングし、ダイを通過させて、厚さ３〜５μｍを制御した。コーティングを、１００％のランプパワーで、フュージョンＤバルブを有する２つのランプを通過させることによって、ファイバを１０００ｍ／分の線速度で硬化させた。ファイバを、また、６ｍ／分で硬化させ、この目的は、硬化度分析の基準（１００パーセントの硬化）として役立つ、完全に硬化されたサンプルを得ることであった。０度硬化基準点は液体コーティングであった。コーティング産業において典型的に用いられる標準全反射減衰方法を用いて、フーリエ変換赤外分光法によって定められるようなアクリレート基の枯渇によって、マーキングインクごとの比較硬化度を定めた。使用された基準バンドは１５２２ｃｍ^−１から１４９２ｃｍ^−１であり、アクリレートバンドは１４２０ｃｍ^−１から１３９８ｃｍ^−１であった。硬化度測定の結果は下記表６に示される。

硬化速度テストを、また、先に説明された方法を用いて、１２色すべてに対して行った。本発明のインクおよびＤＳＭデソテックからのケーブルライト７５１インクの硬化速度データは、表７に下記に出ている。

上記データは、本発明のインク配合物が、より好ましい市販のインク配合物の１つより速く硬化し、著しく高い硬化度を達成することができる（同様のＵＶ線量下で）ことを実証する。これは、インクコーティングおよびリボン形成の間さらに高い処理速度を可能にし、かつ製造の間欠陥を最小にする。

本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明にさまざまな修正および変更を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に入るのであれば、本発明の修正および変更を網羅することが意図される。

本発明の実施形態による光ファイバリボンの断面図である。 二重コーティング系と、任意のその上のマーキングインク層とを含む光ファイバの断面図である。 破壊靱性の測定に使用されるフィルムサンプルの概略図である。

Claims (9)

1. 各々が二次コーティングを含む複数の光ファイバと、
   前記光ファイバの１つ以上を少なくとも部分的に封入するインク層と、
   前記複数の光ファイバを実質的に封入し、かつ前記インク層と接触するマトリックスとを含む光ファイバリボンであって、
   前記二次コーティング、前記インク層、および前記マトリックスが、各々、ガラス転移温度（Ｔ_ｇ）および破壊靱性（Ｋ_１Ｃ）値によって特徴づけられ、
   （ｉ）前記二次コーティング、前記インク層、および前記マトリックスのそれぞれのＴ_ｇ値の最高と最低との間の差が、１５℃未満であり、（ｉｉ）前記二次コーティング、前記インク層、および前記マトリックスのそれぞれのＴ_ｇ値が６０℃を超え、および（ｉｉｉ）前記二次コーティング、前記インク層、および前記マトリックスのそれぞれのＫ_１Ｃ値が０．８ＭＰａ・ｍ^１／２ を超えることを特徴とする光ファイバリボン。
2. 前記それぞれのガラス転移温度の最高と最低との間の差が、１５℃未満であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
3. 前記それぞれのＴ_ｇ値が６０℃を超えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
4. 前記それぞれのＫ_１Ｃ値が０．８ＭＰａ・ｍ^１／２ を超えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
5. 前記それぞれのＴ_ｇ値の最高と最低との間の差が、１５℃未満であり、前記それぞれのＴ_ｇ値が６０℃を超え、前記それぞれのＫ_１Ｃ値が０．８ＭＰａ・ｍ^１／２ を超えることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
6. （ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のいずれか２つ以上が満たされることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
7. 前記マトリックスが内側マトリックスであり、前記リボンが、前記内側マトリックスを封入する外側マトリックスをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
8. 前記二次コーティング、前記インク層、および前記マトリックスが、各々、３５０マイクロメートルを超える延性によって特徴づけられることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバリボン。
9. 光ファイバリボンを製造する方法であって、
   各々が二次コーティングを有する複数の光ファイバを提供する工程と、
   インク組成物を前記複数の光ファイバの１つ以上に少なくとも部分的に付与する工程と、
   前記光ファイバをマトリックス組成物内に封入する工程と、
   前記インク組成物および前記マトリックス組成物を硬化させて、請求項１に記載の光ファイバリボンを形成する工程とを含むことを特徴とする方法。

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