(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-11-13
(45)【発行日】2023-11-21
(54)【発明の名称】小径の低減衰光ファイバ
(51)【国際特許分類】
G02B 6/44 20060101AFI20231114BHJP
G02B 6/036 20060101ALI20231114BHJP
【ＦＩ】
G02B6/44 331
G02B6/036
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020560832
(86)(22)【出願日】2019-04-23
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-02
(86)【国際出願番号】 US2019028661
(87)【国際公開番号】W WO2019212796
(87)【国際公開日】2019-11-07
【審査請求日】2022-04-25
(31)【優先権主張番号】62/664,359
(32)【優先日】2018-04-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】62/726,664
(32)【優先日】2018-09-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】397068274
【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100073184
【弁理士】
【氏名又は名称】柳田 征史
(74)【代理人】
【識別番号】100123652
【弁理士】
【氏名又は名称】坂野 博行
(74)【代理人】
【識別番号】100175042
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 秀明
(72)【発明者】
【氏名】ベネット，ケヴィン ウォレス
(72)【発明者】
【氏名】ビッカム，スコット ロバートソン
(72)【発明者】
【氏名】タンドン，プシュカル
(72)【発明者】
【氏名】タンドン，ルチ
(72)【発明者】
【氏名】ウェイクフィールド，ブライアン ウィリアム
【審査官】奥村 政人
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２２９１０１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５１７０２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】GOTO et al.，Design of Thin Cladding BIF Using Cutoff Wavelength Shortening Effect，Journal of Lightwave Technology，米国，IEEE，2017年05月15日，Vol. 35，No. 10，p.1945-p.1951
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ６／０２－ ６／１０
Ｇ０２Ｂ ６／４４
Ｃ０３Ｃ ２５／００－２５／６８
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバにおいて、外半径ｒ１を有するコア；
前記コアを取り囲むクラッドであって、４５μｍ未満の外半径ｒ４を有するクラッド；
前記クラッドを取り囲む一次コーティングであって、外半径ｒ５及び厚さｔＰ＞８μｍ、その場弾性率ＥＰ（ＥＰは０．３５ＭＰａ以下である）、並びにばね定数χｐ＜１．６ＭＰａ（χｐ＝２ＥＰｒ４／ｔＰである）を有する、一次コーティング；及び
前記一次コーティングを取り囲む二次コーティングであって、外半径ｒ６及び厚さｔＳ＝ｒ６－ｒ５、並びに１２００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する二次コーティング
を備えており、ここで、
ｔＳは１０μｍ超であり、前記外半径ｒ６は８５μｍ以下であり、前記ファイバは、１３１０ｎｍで８．２μｍ超のモードフィールド径ＭＦＤ、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長を有し、
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに、１５５０ｎｍの波長において１．０ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示し、かつ
前記ファイバが、３０グラムより大きい穿刺抵抗負荷を示す、
ファイバ。
【請求項2】
ｔＳ＞１２μｍである、請求項１に記載のファイバ。
【請求項3】
２４μｍ≦ｒ４≦４５μｍである、請求項１に記載のファイバ。
【請求項4】
ｒ６≦７５μｍである、請求項３に記載のファイバ。
【請求項5】
３９μｍ≦ｒ４≦４１μｍであり、７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである、請求項２に記載のファイバ。
【請求項6】
χＰ≦１．３ＭＰａである、請求項１から５のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項7】
０．５≦ｔＰ／ｔＳ≦１．５である、請求項１から６のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項8】
前記クラッドが、外半径ｒ２及び相対屈折率Δ２を有する第１の内側クラッド領域と、前記第１の内側クラッド領域を取り囲み、外半径ｒ３を有する第２の内側クラッド領域とを備えており、前記第２の内側クラッド領域が、最小値Δ３ＭＩＮを有する相対屈折率Δ３を有しており、ここで、Δ３ＭＩＮ＜－０．２％であり、前記第１の内側クラッド領域が前記コアに直接隣接しており、前記相対屈折率Δ２が、前記コアの外半径ｒ１と前記外半径ｒ２との間で実質的に一定である、請求項１から７のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項9】
－０．０５≦Δ２≦０．５である、請求項８に記載のファイバ。
【請求項10】
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルを中心に回転したときに、１５５０ｎｍの波長において０．５ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す、請求項１から９のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項11】
前記一次コーティングが０．３ＭＰａ以下のその場弾性率を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のファイバ。
【請求項12】
前記二次コーティングが１８００ＭＰａ以上のその場弾性率を有する、請求項１に記載のファイバ。
【請求項13】
ｒ４が３８～４２μｍであり、ｒ５が６０μｍ～６５μｍであり、ｒ６が７７．５μｍ～８２．５μｍである、請求項１に記載のファイバ。【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
本出願は、その内容が依拠され、その全体がここに参照することによって本願に援用される、２０１８年４月３０日出願の米国仮特許出願第６２／６６４，３５９号の優先権の利益を主張する、２０１８年９月４日出願の米国仮特許出願第６２／７２６，６６４号の優先権の利益を主張するものである。
【技術分野】
【0002】
本開示は、概して、光ファイバに関する。より詳細には、本開示は、屈折率が低下したクラッド領域を有する屈折率分布、低弾性率の一次コーティング、及び高弾性率の二次コーティングを有する小径の低減衰光ファイバに関する。最も詳細には、本開示は、コーティングされたファイバが低い減衰、大きいモードフィールド径、低いカットオフ波長、及び低い曲げ損失を示すように、その上に一次コーティング及び二次コーティングを備えた、小ガラス直径の光ファイバに関する。
【背景技術】
【0003】
クラッドとコーティングの直径が小さい光ファイバは、ケーブルのサイズを縮小し、ケーブルのコストを削減し、光インターコネクトの帯域幅密度を高めるためには魅力的である。クラッド径が縮小されたファイバの一次及び／又は二次コーティングとして、より薄い層を使用することもまた望ましいことである。しかしながら、クラッド径が小さいほどマイクロベンド感度が高くなり、一次及び二次コーティングの直径が薄いほど、マイクロベンド性能及びコーティングの保護機能がさらに損なわれる。結果として、市販のクラッド径が縮小されたファイバは、１５３０ｎｍを超える長波長での曲げ感度を低下させるために、小さいモードフィールド径、高い開口数、及び／又は高いカットオフ波長を有する傾向がある。
【0004】
コーティング径が縮小された光ファイバの設計が提案されているが、このようなファイバのクラッド径は、従来の１２５μｍの値に維持されている。クラッド径を９０μｍ以下に低下させると、１２５μｍのクラッド径を有するファイバと比較して、マイクロベンド感度が１桁増加してしまい、これらの参考文献で提案されているコーティングの解決策は、低い減衰及び低い曲げ損失を実現するには十分ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、縮小されたクラッド径及びコーティング径、低い減衰、低い曲げ損失、Ｇ．６５７に準拠したモードフィールド径、及び低いカットオフ波長を有するシングルモード光ファイバを設計することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示は、曲げによって誘導される有意な信号劣化を経験することなく、大きいモードフィールド直径を有する、９０μｍ以下（例えば、又は８５μｍ以下、又は７０μｍ以下）の外側クラッド径を有する例示的なコーティングされた光ファイバの実施形態を開示する。コーティングされたファイバは、一次コーティング及び二次コーティングによって取り囲まれた、４５μｍ以下（例えば、４２μｍ以下、又は３５μｍ以下、又は３４μｍ以下、又は３２．５μｍ以下）の外径を有する内部ガラス領域（ガラスクラッド）を含みうる。代表的なファイバは、同心円状の順序で、ガラスコア、ガラスクラッド、該ガラスクラッドを取り囲む一次コーティング、及び該一次コーティングを取り囲む二次コーティングを備えることができる。ガラスクラッドは、第１の内側クラッド領域と第２の内側クラッド領域とを備えることができる。第１の内側クラッド領域は、１６μｍ以下、又は１４μｍ以下、又は１２μｍ以下、又は１０μｍ以下、又は８μｍ以下の外径を有しうる。ファイバコアは、第１の内側クラッド領域の最大屈折率より高い屈折率を有する。ファイバコアはまた、外側クラッド領域の最大屈折率より高い屈折率を有する。第２の内側クラッド領域は、第１の内側クラッド領域より低い屈折率を有しうる。第２の内側クラッド領域は、外側クラッド領域より低い屈折率を有しうる。一次コーティングは低弾性率の材料から形成することができ、二次コーティングは高弾性率の材料から形成することができる。
【0007】
幾つかの実施形態によれば、光ファイバは、
（ａ）外径ｒ１を有するコア；
（ｂ）前記コアを取り囲むクラッドであって、４５μｍ以下の外径ｒ４を有する、クラッド；
（ｃ）クラッドを取り囲む一次コーティングであって、外径ｒ５及び厚さｔｐ≧８μｍ、その場弾性率ＥＰ（ＥＰは０．３５ＭＰａ以下である）、並びにばね定数χＰ＜１．６ＭＰａ（χＰ＝２ＥＰｒ４／ｔＰである）を有する、一次コーティング；並びに
（ｄ）一次コーティングを取り囲む二次コーティングであって、外径ｒ６及び厚さｔＳ＝ｒ６－ｒ５、並びに１５００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する、二次コーティング
を備えており、ここで、
ｔＳ≧１０μｍであり、外径ｒ６は８５μｍ以下であり、ファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径ＭＦＤ≧８．２μｍ、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長、及び直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに１５５０ｎｍの波長において１ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有する。幾つかの実施形態によれば、ｔｐ≧８．５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｔｐ≧９μｍ、又はｔｐ≧９．５μｍ、又はｔｐ≧１０μｍである。
（ａ）外径ｒ１を有するコア；
（ｂ）前記コアを取り囲むクラッドであって、４５μｍ以下の外径ｒ４を有する、クラッド；
（ｃ）クラッドを取り囲む一次コーティングであって、外径ｒ５及び厚さｔｐ≧８μｍ、その場弾性率ＥＰ（ＥＰは０．３５ＭＰａ以下である）、並びにばね定数χＰ＜１．６ＭＰａ（χＰ＝２ＥＰｒ４／ｔＰである）を有する、一次コーティング；並びに
（ｄ）一次コーティングを取り囲む二次コーティングであって、外径ｒ６及び厚さｔＳ＝ｒ６－ｒ５、並びに１５００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する、二次コーティング
を備えており、ここで、
ｔＳ≧１０μｍであり、外径ｒ６は８５μｍ以下であり、ファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径ＭＦＤ≧８．２μｍ、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長、及び直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに１５５０ｎｍの波長において１ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を有する。幾つかの実施形態によれば、ｔｐ≧８．５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｔｐ≧９μｍ、又はｔｐ≧９．５μｍ、又はｔｐ≧１０μｍである。
【0008】
幾つかの実施形態によれば、ｒ４＝３８～４２μｍであり、ｒ５＝６０μｍ～６５μｍであり、ｒ６＝７７．５～８２．５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｒ４＝４０．２５μｍであり、ｒ５＝６２．５μｍであり、ｒ６＝７７．５～８２．５μｍである。
【0009】
幾つかの実施形態によれば、ｒ４＝３８～４２μｍであり、ｒ５＝４５～５５μｍ（例えば、４８～５２μｍ）であり、ｒ６＝６０～６５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｒ４＝４０．２５μｍであり、ｒ５＝５０μｍであり、ｒ６＝６２．５μｍである。
【0010】
幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径ＭＦＤ≦９．５μｍ、例えば、ＭＦＤ≦９．２μｍ、又はＭＦＤ≦９．０μｍを有する。幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるモードフィールド径ＭＦＤ≧８．４μｍ、例えば、ＭＦＤ≦９．２μｍ、又はＭＦＤ≦９．０μｍを有する。
【0011】
幾つかの実施形態によれば、クラッドは、外径ｒ２を有する第１の内側クラッド領域と、該第１の内側クラッド領域を取り囲み、外径ｒ３を有する第２の内側クラッド領域とを備えており、前記第２の内側クラッド領域は、最小値Δ３ＭＩＮを有する相対屈折率Δ３を有し、ここで、Δ３ＭＩＮ＜－０．２％である。
【0012】
幾つかの実施形態によれば、ｔＳ＞８μｍである。他の実施形態によれば、ｔＳ＞１０μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｒ４は４５μｍ未満である。幾つかの実施形態によれば、ｒ４は４２μｍ以下、又は４０μｍ以下、又は３５μｍ以下、又は３２．５μｍ以下、又は３０μｍ以下である。幾つかの実施形態によれば、２５μｍ≦ｒ４≦４５μｍ、又は３０μｍ≦ｒ４≦４２μｍ、又は３５μｍ≦ｒ４≦４２μｍ、又は３８μｍ≦ｒ４≦４２μｍ、又は２５μｍ≦ｒ４≦３５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｒ６≦８０μｍである。幾つかの実施形態によれば、７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである。幾つかの実施形態によれば、３９μｍ≦ｒ４≦４１μｍであり、７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである。幾つかの実施形態によれば、３０μｍ≦ｒ４≦３５μｍであり、６０μｍ≦ｒ６≦７０μｍである。
【0013】
幾つかの実施形態によれば、０．５≦ｔＰ／ｔＳ≦１．５である。
【0014】
幾つかの実施形態によれば、χＰ＜１．３ＭＰａ、又はχＰ≦１ＭＰａ、又はχＰ≦０．９ＭＰａ、又はχＰ≦０．８ＭＰａである。幾つかの実施形態によれば、０．５ＭＰａ≦χＰ≦１．３ＭＰａである。幾つかの実施形態によれば、０．５ＭＰａ≦χＰ≦１．１ＭＰａである。幾つかの実施形態によれば、０．５ＭＰａ≦χＰ≦１ＭＰａである。幾つかの実施形態によれば、０．５ＭＰａ≦χＰ≦０．９ＭＰａである。
【0015】
幾つかの実施形態によれば、クラッドは、内径ｒ１、外径ｒ２を有する第１の内側クラッド領域と、該第１の内側クラッド領域を取り囲み、外径ｒ４を有する外側クラッド領域とを備えており、内側クラッド領域は、最小値Δ２ＭＩＮ及び最大値Δ２ＭＡＸを有する相対屈折率Δ２を有しており、ここで、Δ２ＭＡＸ＜０．１％であり、Δ２ＭＩＮ＞－０．１％である。幾つかの実施形態によれば、Δ２ＭＡＸ＜０．０５％であり、Δ２ＭＩＮ＞－０．０５％である。幾つかの実施形態によれば、屈折率Δ２は、内径ｒ１と外径ｒ２との間で実質的に一定である。幾つかの実施形態によれば、ｒ２＞８μｍである。他の実施形態によれば、ｒ２＞９μｍ、又はｒ２＞１０μｍである。幾つかの実施形態によれば、ｒ２＜１２μｍである。他の実施形態によれば、ｒ２＜１１μｍ、又はｒ２＜１０μｍ、又は８μｍ＜ｒ２＜１２μｍ、又は９μｍ＜ｒ２＜１１μｍである。
【0016】
幾つかの実施形態によれば、クラッドは、第１の内側クラッド領域を取り囲み、外径ｒ３を有する第２の内側クラッド領域を含み、該第２の内側クラッド領域は、最小値Δ３ＭＩＮ及び最大値Δ３ＭＡＸを有する相対屈折率Δ３を有しており、ここで、Δ３ＭＡＸ＜－０．２％であり、Δ３ＭＩＮ＞－０．７％である。幾つかの実施形態によれば、Δ３ＭＡＸ＜－０．２５％であり、Δ３ＭＩＮ＞－０．６％である。他の実施形態によれば、Δ３ＭＡＸ＜－０．３％であり、Δ３ＭＩＮ＞－０．５％である。幾つかの実施形態によれば、第２の内側クラッド領域は、第１の内側クラッド領域に直接隣接しており、内径ｒ２を有する。幾つかの実施形態によれば、ｒ３＜２０μｍである。他の実施形態によれば、ｒ３＜１８μｍ、又はｒ３＜１６μｍ又はｒ３＜１５μｍである。
【0017】
幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍの波長において、直径１０ｍｍのマンドレルを中心に回転したときに、１．０ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍの波長において、直径１０ｍｍのマンドレルを中心に回転したときに、０．５ｄＢ／ターン未満、又は０．３ｄＢ／ターン未満、又はさらには０．２ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す。
【0018】
幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長において８．２μｍ超のモードフィールド径を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長において８．４μｍ超、又は８．６μｍ超のモードフィールド径を示す。幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長において９．５μｍ未満のモードフィールド径を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍの波長において９．２μｍ未満、又は９．０μｍ未満のモードフィールド径を示す。
【0019】
幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１３００ｎｍ未満、又は１２８０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長を示す。幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１１５０ｎｍ超のファイバカットオフ波長を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１２００ｎｍ超、又は１２２０ｎｍ超のファイバカットオフ波長を示す。
【0020】
幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍで１．０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１５５０ｎｍで０．７ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．５ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．４ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．３ｄＢ／ｋｍ未満、又はさらには０．２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示す。幾つかの実施形態によれば、ファイバは、１６００ｎｍで１．０ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示す。他の実施形態によれば、ファイバは、１６００ｎｍで０．７ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．５ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．４ｄＢ／ｋｍ未満、又は０．３ｄＢ／ｋｍ未満、又はさらには０．２５ｄＢ／ｋｍ未満の減衰を示す。
【0021】
幾つかの実施形態によれば、一次コーティングは、０．３ＭＰａ以下のその場弾性率ＥＰを有する。幾つかの実施形態によれば、二次コーティングは、１８００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する。
【0022】
コアは、シリカガラス又はシリカ系ガラスを含みうる。シリカ系ガラスは、アルカリ金属（例えば、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ）、第３カラムに属する元素（例えば、Ｂ）、又は第５カラムに属する元素（例えば、Ｐ）；若しくはドーパントで改質されたシリカガラスでありうる。コアを横切る屈折率は一定でも可変でもよい。コアの屈折率は、コアの中心又はその近くで最大であってよく、コアの外側の境界の方向へと連続的に低下する。コアは、アップドーパント、例えばゲルマニア（ＧｅＯ２）を含みうる。コアの屈折率分布は、ガウス分布であるか、又はガウス分布に近似しているか、α分布であるか、ステップ屈折率分布であるか、あるいは丸みを帯びたステップ屈折率分布でありうる。
【0023】
クラッドは、シリカガラス又はシリカ系ガラスを含みうる。シリカ系ガラスは、アルカリ金属（例えば、Ｎａ、Ｋ）、アルカリ土類金属（例えば、Ｍｇ、Ｃａ）、ハロゲン（例えば、Ｆ、Ｃｌ）、又は他のドーパント（例えば、Ｂ、Ｐ、Ａｌ、Ｔｉ）で改質されたシリカガラスでありうる。
【0024】
幾つかの実施形態によれば、クラッドは、内側クラッド領域と外側クラッド領域とを備えることができ、内側クラッド領域は、外側クラッド領域より低い屈折率を有しうる。内側クラッド領域は、一定又は連続的に変化する屈折率を有することができる。クラッドは、コーティングされたファイバの屈折率分布内に、屈折率が低下したトレンチを形成する領域を含むことができる。外側クラッド領域は、実質的に一定の屈折率を有することができる。
【0025】
クラッドは、コアに隣接した第１の内側クラッド領域と、該第１の内側クラッド領域と外側クラッド領域との間に配置された第２のクラッド領域とを備えることができる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、第１の内側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、外側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、第１の内側クラッド領域及び外側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、コーティングされたファイバの屈折率分布にトレンチを形成しうる。トレンチは、外側クラッド領域と比較して屈折率が低下した領域である。
【0026】
コア及びクラッドの屈折率分布は、シリカ又はシリカ系ガラス中のアップドーパント及び／又はダウンドーパントの空間分布を制御することによって達成することができる。コアは、実質的にＧｅＯ２でアップドープすることができ、次式：デルタＧｅ％＝０．０６０１＊ＧｅＯ２の質量％によって与えられる、純粋なシリカに対する屈折率デルタ（Ｇｅによる）をもたらす。第２の内側クラッド領域は、実質的にフッ素（Ｆ）でダウンドープすることができ、次式：デルタＦ％＝－０．３０５３＊Ｆの質量％によって与えられる、純粋なシリカに対する屈折率デルタ（Ｆによる）をもたらす。
【0027】
一次コーティングは、オリゴマー及びモノマーを含む硬化性組成物から形成することができる。オリゴマーは、ウレタンアクリレート又はアクリレート置換を有するウレタンアクリレートでありうる。アクリレート置換を有するウレタンアクリレートは、ウレタンメタクリレートでありうる。オリゴマーはウレタン基を含みうる。オリゴマーは、１つ以上のウレタン基を含むウレタンアクリレートでありうる。オリゴマーは、１つ以上のウレタン基を含むアクリレート置換を有するウレタンアクリレートでありうる。ウレタン基は、イソシアネート基とアルコール基との反応生成物として形成することができる。
【0028】
一次コーティングは、０．３５ＭＰａ以下、又は０．３ＭＰａ以下、又は０．２５ＭＰａ以下、又は０．２０ＭＰａ以下、又は０．１９ＭＰａ以下、又は０．１８ＭＰａ以下、又は０．１７ＭＰａ以下、又は０．１６ＭＰａ以下、又は０．１５ＭＰａ以下のその場弾性率ＥＰ（本明細書では弾性率とも呼ばれる）を有しうる。一次コーティングのガラス転移温度は、－１５℃以下、又は－２５℃以下、又は－３０℃以下、又は－４０℃以下でありうる。一次コーティングのガラス転移温度は、－６０℃超、又は－５０℃超、又は－４０℃超でありうる。一次コーティングのガラス転移温度は、－６０℃～－１５℃、又は－６０℃～－３０℃、又は－６０℃～－４０℃、又は－５０℃～－１５℃、又は－５０℃～－３０℃、又は－５０℃～－４０℃でありうる。
【0029】
二次コーティングは、１つ以上のモノマーを含む硬化性二次組成物から形成することができる。１つ以上のモノマーは、ビスフェノール－Ａジアクリレート、又は置換ビスフェノール－Ａジアクリレート、又はアルコキシル化ビスフェノール－Ａジアクリレートを含みうる。アルコキシル化ビスフェノール－Ａジアクリレートは、エトキシル化ビスフェノール－Ａジアクリレートでありうる。硬化性二次組成物は、オリゴマーをさらに含むことができる。オリゴマーは、ウレタンアクリレート又はアクリレート置換を有するウレタンアクリレートでありうる。二次組成物は、ウレタン基、ウレタンアクリレート化合物、ウレタンオリゴマー、又はウレタンアクリレートオリゴマーを含まない場合がある。
【0030】
二次コーティングは、一次コーティングよりも高い弾性率及び高いガラス転移温度を有する材料でありうる。二次コーティングのその場弾性率ＥＳは、１２００ＭＰａ以上、好ましくは１３００ＭＰａ以上、又は１５００ＭＰａ以上、又は１８００ＭＰａ以上、又は２１００ＭＰａ以上、又は２４００ＭＰａ以上、又は２７００ＭＰａ以上でありうる。二次コーティングは、約１５００ＭＰａ～１０，０００ＭＰａ、又は１５００ＭＰａ～５０００ＭＰａのその場弾性率ＥＳを有しうる。二次コーティングのその場ガラス転移温度は、少なくとも５０℃、又は少なくとも５５℃、又は少なくとも６０℃又は５５℃～６５℃でありうる。
【0031】
コーティングされたファイバの半径は、二次コーティングの半径と一致しうる。コーティングされたファイバの半径は、８５μｍ以下、又は８０μｍ以下、又は７５μｍ以下でありうる。幾つかの実施形態では、コーティングされたファイバの半径は７５～８５μｍでありうる。幾つかの実施形態では、コーティングされたファイバの半径は５５～７５μｍでありうる。他の実施形態では、コーティングされたファイバの半径は６０～７０μｍでありうる。
【0032】
コーティングされたファイバの半径は、ＵＶ硬化性インクを含みうる三次コーティングの半径と一致しうる。コーティングされたファイバの半径は、８５μｍ以下、又は８０μｍ以下、又は７５μｍ以下でありうる。幾つかの実施形態では、コーティングされたファイバの半径は７５～８５μｍでありうる。他の実施形態では、コーティングされたファイバの半径は６０～７５μｍでありうる。他の実施形態では、コーティングされたファイバの半径は６０～６５μｍでありうる。
【0033】
コーティングされたファイバ内では、ガラス半径（クラッドの外径と一致する）は、４５μｍ未満、又は４２μｍ未満、又は４０μｍ未満、又は３８μｍ以下でありうる。幾つかの実施形態では、ファイバのガラス半径（又は外側クラッドの外径）は、少なくとも２４μｍであってよく、幾つかの実施形態では、少なくとも３０μｍでありうる。幾つかの実施形態では、ファイバのガラス半径（又は外側クラッドの外径）は、２４μｍ～３５μｍ、又は２７μｍ～３５μｍ、又は３０μｍ～３５μｍ、又は２４～２６μｍでありうる。ガラスは一次コーティングによって取り囲まれうる。幾つかの実施形態によれば、一次コーティングは、８μｍ超、例えば、８μｍ＜ｔｐ≦２０μｍ、８μｍ＜ｔｐ≦１６μｍ、又は８μｍ＜ｔｐ≦１２μｍの厚さｔｐを有する。幾つかの実施形態によれば、一次コーティングは、１２μｍ超、又は１５μｍ超、又は２０μｍ超、例えば、１５μｍ≦ｔｐ≦３５μｍ、１５μｍ≦ｔｐ≦３０μｍ、又は２０μｍ≦ｔｐ≦３０μｍ、２０μｍ≦ｔｐ≦３５μｍ、又は２５μｍ≦ｔｐ≦３５μｍの厚さｔｐを有する。コーティングされたファイバの直径のバランスは、二次コーティングによって、又は二次コーティングと（任意選択的な）三次コーティングとの組合せによってもたらされうる。幾つかの例示的な実施形態によれば、二次コーティングは、１０μｍ超、又は１２μｍ超、又は１５μｍ超、例えば、１０μｍ～１５μｍ、１０μｍ～２０μｍ、１２μｍ～２０μｍ、又は１５μｍ～２５μｍの厚さｔＳを有する。幾つかの実施形態では、任意選択的な三次コーティングが二次コーティングの上に配置され、このような実施形態では、コーティングされたファイバの外径は三次コーティングの外径である。幾つかの実施形態では、三次コーティングは、５μｍ以下（例えば、２～５μｍ、又は３～４μｍ）の厚さｔＴを有する。少なくとも幾つかの実施形態によれば、ｔＰ／（ｔＳ＋ｔＴ）の比は、好ましくは０．５＜ｔＰ／（ｔＳ＋ｔＴ）＜１．５である。
【0034】
本開示によるコーティングされたファイバは、標準のシングルモードファイバへのスプライシング及び接続に関連する損失を最小限に抑えるモードフィールド径を提供しつつ、低い減衰及び低い曲げ損失を示す、小径のファイバでありうる。１３１０ｎｍにおけるモードフィールド径（ＭＦＤ）は、８．２μｍ超、８．４μｍ超、又は８．６μｍ超でありうる。例えば、幾つかの実施形態では、１３１０ｎｍにおいて、８．２μｍ≦ＭＦＤ≦９．５μｍ、又は８．２μｍ≦ＭＦＤ≦９．２μｍ、又は８．２μｍ≦ＭＦＤ≦９．０μｍである。
【0035】
コーティングされたファイバは、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに１．０ｄＢ／ターン未満、又は直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに０．５ｄＢ／ターン未満の１５５０ｎｍにおけるマクロベンド損失を示しうる。幾つかの実施形態では、コーティングされたファイバは、直径１５ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに０．２５ｄＢ／ターン未満の１５５０ｎｍにおけるマクロベンド損失を示しうる。幾つかの実施形態では、コーティングされたファイバは、直径２０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに０．１５ｄＢ／ターン未満の１５５０ｎｍにおけるマクロベンド損失を示しうる。
【0036】
本開示のファイバの光学的及び機械的特性は、Ｇ．６５７規格に準拠しうる。コーティングされたファイバは、１２６０ｎｍ以下のケーブルカットオフ波長を有しうる。ファイバは、１３００ｎｍ≦λ０≦１３２４ｎｍの範囲のゼロ分散波長λ０を有しうる。
【0037】
追加の特徴及び利点は、以下の詳細な説明に記載され、一部には、その説明から当業者に容易に明らかとなるか、あるいは、明細書、及びその特許請求の範囲、並びに添付の図面に記載される実施形態を実施することによって認識されよう。
【0038】
前述の概要及び後述する詳細な説明はいずれも、単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することが意図されていることが理解されるべきである。
【0039】
添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例証しており、その説明とともに、さまざまな実施形態の原理及び動作を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】コア、内側クラッド領域、外側クラッド領域、一次コーティング、及び二次コーティングを有するファイバの断面の概略図
【図2】コア、２つの内側クラッド領域、外側クラッド領域、一次コーティング、及び二次コーティングを有するファイバの断面の概略図
【図5】光ファイバの例示的な実施形態の測定されたコア－クラッド屈折率分布のプロット
【図6】光ファイバの別の例示的な実施形態の測定されたコア－クラッド屈折率分布のプロット
【発明を実施するための形態】
【0041】
本開示は、クラッド及びコーティングの小径、大きいモードフィールド径、低いファイバカットオフ波長、低い減衰、及び低いマクロベンド損失を組み合わせることができる、コーティングされた光ファイバに関する。本明細書で用いられる選択された用語の簡単な説明を次に提示する：
「屈折率分布」とは、屈折率又は相対屈折率とファイバ半径との関係である。
「屈折率分布」とは、屈折率又は相対屈折率とファイバ半径との関係である。
【0042】
「相対屈折率デルタ」は、次のように定義される：
【0043】
【数1】
【0044】
式中、ｎ（ｒ）は、特に指定しない限り、ファイバの中心線からの半径距離ｒにおけるファイバ屈折率であり、ｎｓ＝１．４４４は、１５５０ｎｍの波長における純粋なシリカの屈折率である。本明細書で用いられる場合、相対屈折率パーセント（本明細書では相対屈折率とも呼ばれる）は、Δ（又は「デルタ」）、Δ％（又は「デルタ％」）、又は％で表され、これらはすべて本明細書で交換可能に使用される。その値は、特に指定しない限り、パーセント又は％の単位で与えられる。相対屈折率はΔ（ｒ）又はΔ（ｒ）％として表すこともできる。
【0045】
導波路ファイバの「波長分散」（「分散」とも呼ばれる）は、波長λにおける材料分散、導波路分散、及び多モード分散の合計である。シングルモード導波路ファイバの場合、多モード分散はゼロである。２モードレジームの分散値は、多モード分散がゼロであると仮定している。ゼロ分散波長（λ０）とは、分散がゼロ値を有する波長である。分散勾配は、波長に対する分散の変化率である。
【0046】
「α－分布」という用語は、以下の関数形式を有する相対屈折率分布Δ（ｒ）のことを指す：
【0047】
【数2】
【0048】
式中、ｒｏはΔ（ｒ）が最大になる点であり、ｒ１はΔ（ｒ）がゼロになる点であり、ｒはｒｉ≦ｒ≦ｒｆの範囲であり、ここで、ｒｉはα－分布の初期点であり、ｒｆはα－分布の最終点であり、αは実数である。幾つかの実施形態では、ｒｉ＝０かつｒｆ＝ｒ１である。
【0049】
モードフィールド径（ＭＦＤ）は、Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ ＩＩの方法を用いて測定され、次式から決定される：
【0050】
【数3】
【0051】
式中、ｆ（ｒ）はＬＰ０１モードの横電場分布であり、ｒはファイバにおける半径方向位置である。
【0052】
導波路ファイバのマイクロベンド抵抗は、規定の試験条件下で誘導減衰によって測定することができる。マイクロベンド損失の評価には、横荷重マイクロベンド試験、ワイヤメッシュ被覆ドラムマイクロベンド試験、及びマンドレル巻き試験を含めたさまざまな試験が用いられる。
【0053】
横荷重試験では、規定の長さの導波路ファイバを２つの平坦なプレートの間に配置する。プレートの１つに＃７０のワイヤメッシュが取り付けられる。既知の長さの導波路ファイバがプレートの間に挟まれ、プレートが３０ニュートンの力で押し付けられている間に、選択された波長（典型的には、１２００～１７００ｎｍの範囲、例えば、１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は１６２５ｎｍ）での基準減衰が測定される。次に、７０ニュートンの力がプレートに印加され、選択された波長での減衰の増加がｄＢ／ｍ単位で測定される。測定された減衰の増加は、導波路の横荷重ワイヤメッシュ（ＬＬＷＭ）減衰である。
【0054】
ワイヤメッシュ被覆ドラム試験では、直径４００ｍｍのアルミニウムのドラムをワイヤメッシュで巻く。メッシュは伸びることなく、しっかりと巻かれる。ワイヤメッシュは、穴、凹み、又は損傷がなく、無傷である必要がある。本明細書での測定に用いられるワイヤメッシュ材料は、耐食性の３０４型ステンレス鋼織布から作られ、次の特性を有していた：線形インチあたりのメッシュ：１６５×１６５、線径：０．００１９インチ（約４８．２６μｍ）、幅開口部：０．００４１インチ（約１０４．１４μｍ）、及び開口％：４４．０。規定の長さ（７５０ｍ）の導波路ファイバを、８０（±１）グラムの張力を印加しつつ、０．０５０ｃｍの巻き取りピッチでワイヤメッシュドラムに１ｍ／秒で巻き付けた。規定の長さのファイバの端部は張力を維持するためにテープで固定されており、ファイバは交差しない。光ファイバの減衰は、選択された波長（通常は、１２００～１７００ｎｍの範囲内、例えば、１３１０ｎｍ又は１５５０ｎｍ又は１６２５ｎｍ）で測定される。滑らかなドラム（すなわち、ワイヤメッシュのないドラム）に巻かれた光ファイバの基準減衰が測定される。滑らかなドラムで行われた測定と比較して、ワイヤメッシュを有するドラムで行われた測定におけるファイバ減衰（ｄＢ／ｋｍ単位）の増加は、選択された波長でのファイバのワイヤメッシュ被覆ドラムの減衰として報告される。
【0055】
ファイバのマクロベンド性能は、マンドレル巻き試験における誘導減衰の増加を測定することによって評価することができる。マンドレル巻き試験では、ファイバを特定の直径を有する円筒形マンドレルに１回以上巻き付け、曲げに起因する特定の波長における減衰の増加を決定する。マンドレル巻き試験における減衰は、ｄＢ／ターンの単位で表され、ここで、１ターンは、マンドレルの周りのファイバの１回転を指す。
【0056】
ファイバ及びケーブルファイバカットオフ波長は、FOTP-80 IEC-60793-1-44 Optical Fibres ‐ Part 1-44: Measurement Methods and Test Procedures ‐ Cut-Off Wavelengthに規定された手順に従って測定することができる。すべての方法は基準測定を必要とし、これは、曲げに影響されないシングルモードファイバの場合には、曲げ基準技法ではなくマルチモード基準技法でなければならない。
【0057】
本開示は、優れたマイクロベンド及びマクロベンド性能と、最小の損失でＧ．６５７シングルモードファイバ（例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＳＭＦ－２８ｅ＋（登録商標）及びＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＳＭＦ－２８（登録商標）Ｕｌｔｒａ）へのスプライシング及び接続を可能にしうるモードフィールド径とを有する、直径が縮小されているコーティングされたファイバを提供する。本開示のコーティングされたファイバは、縮小されたクラッド径を有する光ファイバを製造するための先行技術における努力を伴って、モードフィールド径（ＭＦＤ）、減衰、及び／又は曲げ損失のトレードオフを克服することができる。本発明にかかるコーティングされたファイバを用いると、モードフィールド径又は曲げ性能を犠牲にすることなく、小さいクラッド及びコーティング直径を達成することができる。したがって、本開示は、内部設置のために高密度構成でアセンブリすることができ、それでも外部シングルモードファイバと統合されたときに良好な整合及び低損失を提供することができる、コンパクトなコーティングされたファイバを提供することができる。記載されるさまざまな分布設計は、コーティング層の厚さが薄い場合でも、良好なファイバのマイクロベンド及びマクロベンド性能をもたらす。低いマイクロベンド及びマクロベンド損失、並びに良好な穿刺抵抗性を生じうる、厚さが縮小された一次及び二次コーティング層の機械的特性、組成物、及び幾何学形状が開示される。特に指定しない限り、すべての波長依存性の結果は１５５０ｎｍの波長に基づいている。
【0058】
コーティングされたファイバの実施形態は、２つの領域と、これらの２つの領域で異なる屈折率分布とを有するクラッドを含みうる。クラッドの屈折率分布の設計は、コーティングされたファイバの曲げに対する感度を低下させた屈折率トレンチを含むことができ、これは、市販のファイバと比較して厚さが低減された一次コーティング及び／又は二次コーティングの使用を可能にしうる。本明細書に記載される光ファイバの実施形態のより薄いコーティング厚さは、高密度に充填することができ、及び／又は既存のファイバインフラストラクチャに容易に設置することができる、コンパクトなコーティングされたファイバを有利に提供する。一次コーティングの機械的特性は、一次コーティングの厚さが低減された場合でも、コーティングされたファイバの良好なマイクロベンド性能が達成されるように選択される。二次コーティングの機械的特性は、二次コーティングの厚さが低減された場合でも、コーティングされたファイバの良好な穿刺抵抗性が達成されるように選択される。
【0059】
本開示のコーティングされたファイバは、コア、クラッド、一次コーティング、及び二次コーティングを備えることができ、ここで、クラッドは、異なる屈折率分布を有する２以上の領域を含みうる。本開示によるコーティングされたファイバの第１の実施形態の概略的な断面図が図１に示されている。ファイバ１０は、コア２０、クラッド３０、一次コーティング４０、及び二次コーティング５０を備えている。クラッド３０は、内側クラッド領域３３と外側クラッド領域３７とを備えている。コーティングされたファイバの第２の実施形態の概略的な断面が図２に示されている。図２に示されるファイバ６０は、コア７０、クラッド８０、一次コーティング９０、及び二次コーティング１００を備えている。クラッド８０は、第１の内側クラッド領域８１、第２の内側クラッド領域８３、及び外側クラッド領域８５を備えている。
【0060】
コア及びクラッドは、シリカ又はシリカ系ガラスであってよく、アップドーパント又はダウンドーパントを任意選択的に含むことができる。シリカ系ガラスは、アルカリ又はアルカリ土類元素、１つ以上のハロゲン、若しくは他のドーパントによって改質されたシリカガラスでありうる。コアの半径は、３．６～５．４μｍ、例えば、４～５μｍ、又は４．２～４．８μｍの範囲でありうる。コアを横切る屈折率は一定でも可変でもよい。コア屈折率は、コアの中心又はその近くで最大であってよく、コアの外側の境界の方向へと連続的に低下する。コア屈折率分布は、ガウス分布、α－分布、ステップ分布、又は６～１２の範囲のアルファ値を有する丸みを帯びたステップ屈折率分布でありうるか、又は近似しうる。コアの最大又はピーク屈折率デルタΔ１ＭＡＸは、０．３２％～０．４２％、又は０．３４％～０．４０％、又は０．３５％～０．３９％の範囲でありうる。
【0061】
コア領域は、以下に等しい、％－μｍ２の単位のコア分布体積Ｖ１によって特徴付けることができる：
【0062】
【数4】
【0063】
コア体積の大きさ｜Ｖ１｜は、少なくとも５．８％－μｍ２、又は少なくとも６．０％－μｍ２、又は少なくとも６．２％－μｍ２でありうる。コア体積の大きさ｜Ｖ１｜はまた、６．８％－μｍ２未満、又は６．６％－μｍ２未満、又は５．８％－μｍ２～６．８％－μｍ２、又は６．０％－μｍ２～６．６％－μｍ２であってもよい。
【0064】
ガラスクラッドは、屈折率分布が異なる２以上の領域を含むことができ、４５μｍ以下、又は４２μｍ以下、又は４０μｍ以下、又は３５μｍ以下、又は３２．５μｍ以下、又は３０μｍ以下の外径まで延びることができる。幾つかの実施形態によれば、ガラスクラッドの外径は、２５μｍ～４５μｍ、又は３０μｍ～４２μｍ、又は３５μｍ～４２μｍ、又は３８μｍ～４２μｍ、又は２５μｍ～３５μｍである。幾つかの実施形態によれば、ガラスクラッド３０、８０の少なくとも１つの領域は、（例えば、Ｆ又はＢによって）シリカに対してダウンドープされる。
【0065】
クラッド３０、８０は、外側クラッド領域に取り囲まれた少なくとも１つの内側クラッド領域を備えていてよく、ここで、内側クラッド領域は、外側クラッド領域より低い屈折率を有しうる。内側クラッド領域の屈折率は、一定であっても連続的に可変であってもよい。内側クラッド領域の屈折率は、コーティングされたファイバの屈折率分布にトレンチを形成しうる。トレンチとは、屈折率が低下した領域であり、略長方形又は三角形でありうる。外側クラッド領域は、一定又は連続的に変化する屈折率を有しうる。内部コア領域の最小屈折率は、外側クラッド領域の最大屈折率より低くなりうる。
【0066】
クラッドは、コアに隣接した第１の内側クラッド領域と、該第１の内側クラッド領域と外側クラッド領域との間に配置された第２の内側クラッド領域とを含みうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、第１の内側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。（例えば、図３及び４を参照）。第２の内側クラッド領域の最小屈折率は、第１の内側クラッド領域の最大屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、外側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の最小屈折率は、外側クラッド領域の最大屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の屈折率は、第１の内側クラッド領域及び外側クラッド領域の屈折率より低くなりうる。第２の内側クラッド領域の最小屈折率は、第１の内側クラッド領域及び外側クラッド領域の最大屈折率より低くなりうる。
【0067】
第２の内側クラッド領域の屈折率は、一定又は可変でありうる（例えば、絶えず変化する）。第２の内側クラッド領域の屈折率は、コーティングされたファイバの屈折率分布にトレンチを形成しうる。トレンチとは、屈折率が低下した領域であり、長方形又は三角形でありうる。トレンチの相対屈折率デルタΔ３は、－０．２％未満、－０．２５％未満、－０．３％未満又は－０．３５％未満でありうる。トレンチの相対屈折率デルタΔ３は、－０．６％超、－０．５５％超、－０．５％超、－０．４５％超、又は－０．２％～－０．６％、又は－０．２５％～－０．５５％、又は－０．３％～－０．５％でありうる。トレンチの内側半径ｒ２は、９．０μｍ超、又は９．４μｍ超、又は９．８μｍ超でありうる。トレンチの内側半径ｒ２は、１１．２μｍ未満、又は１０．８μｍ未満、又は１０．４μｍ未満、又は９．０～１１．２μｍ、又は９．４～１０．８μｍでありうる。トレンチの外側半径ｒ３は、１４．０μｍ超、又は１４．５μｍ超、又は１５．０μｍ超でありうる。トレンチの外側半径ｒ３は、１８．０μｍ未満、又は１７．５μｍ未満、又は１７．０μｍ未満、又は１４．０～１８．０μｍ、又は１５．０～１７．０μｍでありうる。
【0068】
屈折率が低下した領域は、以下に等しい、％－μｍ２単位のコア分布体積Ｖ３によって特徴付けることができる：
【0069】
【数5】
【0070】
トレンチ体積の大きさ｜Ｖ３｜は、少なくとも４０％－μｍ２、又は少なくとも４５％－μｍ２、又は少なくとも５０％－μｍ２でありうる。トレンチ体積の大きさ｜Ｖ３｜はまた、７５％－μｍ２未満、又は７０％－μｍ２未満、又は４０％－μｍ２～７０％－μｍ２であってもよい。
【0071】
光ファイバ１０、６０の一次コーティング４０、９０は、光ファイバのガラス部分（すなわち、クラッド３０、８０）を二次コーティング５０、１００に結合するばね（図１及び２にばねＳとして図式的に示されている）として作用するように構成されている。
【0072】
小さい外側クラッド径及び小さいコーティングファイバ径を有する市販の光ファイバは、モードフィールド径を縮小するか、又はカットオフ波長を増加させないかぎり、マイクロベンド損失を生じる。一次及び二次コーティングの合計の厚さが標準の通信ファイバの５８．５～６２．５μｍの値よりも小さい値を有する場合、このようなファイバのマイクロベンド損失を改善することは困難であった。一次コーティングの弾性率を下げると、ファイバのマイクロベンド感度を下げるのに役立つが、一次コーティングの厚さは、２つのコーティング層の合計の厚さに対する制約を考慮すれば、二次コーティングの厚さの減少が付随する場合にのみ、増加させることができる。二次コーティングの厚さの減少は、コーティングされたファイバの穿刺抵抗性を低下させることから、望ましくない。しかしながら、出願人は、小さいコーティング外径（≦１７０μｍ）及び小さい外側クラッド径（≦９０μｍ）を有する光ファイバは、一次コーティング及び二次コーティングの厚さがそれぞれ少なくとも約１０μｍである場合に、驚くほど良好なマイクロベンド及び良好な穿刺抵抗性を有しうることを発見した。幾つかの実施形態では、相対的なコーティング厚さｔＰ／ｔＳは、０．５≦ｔＰ／ｔＳ≦１．５の範囲である。
【0073】
より具体的には、光ファイバの実施形態は、０．３５ＭＰａ以下のその場弾性率ＥＰ及び少なくとも８μｍの最小厚さｔｐ、又は幾つかの実施形態では、少なくとも９μｍの最小厚さｔｐ（例えば、１０μｍ、１２．５μｍ、１５μｍ、１７．５μｍ、又は２０μｍの厚さ）を有する一次コーティング４０、９０を有しており、これらの実施形態では、一次コーティング３０、９０は、硬いガラス部分（例えば、クラッド３０、８０）を、１２００ＭＰａ超、又は１４００ＭＰａ超、又は１５００ＭＰａ超、又はさらには１８００ＭＰａ超のその場弾性率ＥＰを有する比較的硬い二次コーティング５０、１００に結合する「ばね」として作用する。一次コーティング４０、９０のばね定数は、χＰ＝ＥＰ＊ｄ４／ｔＰとして定義され、ここで、ｄ４は、ファイバのガラス部分の直径（すなわち、それは、ガラスクラッドの外径又は２ｒ４）であり、ｔＰ及びＥＰは、それぞれ、一次コーティング４０、９０の厚さ及び弾性率である。記載されるファイバの実施形態では、一次コーティングのばね定数は、値χＰ≦１．６ＭＰａ（好ましくはχＰ≦１．２ＭＰａ、より好ましくはχＰ≦１．０ＭＰａ、及びさらに好ましくはχＰ≦０．８ＭＰａ）を有し、これは、ばね定数が小さいとファイバのガラス部分と二次コーティングとの間の結合度が低くなることから、マイクロベンド抵抗の改善（マイクロベンド損失の低減）にとって望ましい。
【0074】
したがって、本明細書で論じられる実施形態によれば、光ファイバがコーティングの外径≦１７０μｍ及びガラスクラッドの外径≦９０μｍを有する場合、二次コーティング５０、１００は、１２００ＭＰａ超（好ましくは＞１５００ＭＰａ）のその場弾性率及び１０μｍ以上の厚さｔＳを有し、一次コーティング４０、９０は、その場弾性率ＥＰ≦０．３５ＭＰａ、ばね定数χＰ≦１．６ＭＰａ、及び少なくとも８μｍの厚さ、又は幾つかの実施形態では、少なくとも１０μｍの厚さ（例えば、１０μｍ≦ｔｐ≦１５μｍ）を有する。χＰ＜１．５ＭＰａ、又はχＰ≦１．４ＭＰａ、又はχＰ≦１．３ＭＰａ、又はχＰ≦１．２ＭＰａであることがさらに好ましい。本明細書に開示される少なくとも幾つかの実施形態では、一次コーティングは、ばね定数χＰ≦１．１ＭＰａ、χＰ≦１．０ＭＰａ、χＰ≦０．９ＭＰａ、χＰ≦０．８ＭＰａ、χＰ≦０．７ＭＰａ、又はχＰ≦０．６ＭＰａを有する。例えば、幾つかの実施形態では、０．５ＭＰａ≦χＰ≦１．５ＭＰａ；０．５ＭＰａ≦χＰ≦１．２ＭＰａ；０．６ＭＰａ≦χＰ≦１．０ＭＰａである。あるいは、光ファイバが、二次コーティング（例えば、インク又はインクを含むコーティング）の上に配置された、厚さｔＴを有する追加のコーティング（三次コーティング）を備えている場合には、二次及び三次コーティングの厚さ（ｔＳ＋ｔＴ）の合計は、好ましくは≧１０μｍ、より好ましくは≦１２μｍ、例えば１２μｍ≦（ｔＳ＋ｔＴ）≦３０μｍである。本明細書に開示されるファイバの実施形態の二次コーティング層と任意選択的な三次コーティング層との合計断面積は、好ましくは２００００平方μｍ以上、より好ましくは２５０００平方μｍ以上、さらに好ましくは３００００平方μｍ以上であり、これは、ファイバが十分な穿刺抵抗性を有することを有利に保証する。
【0075】
幾つかの実施形態では、三次コーティングの厚さｔＴは０～６μｍであり、例えば、ｔＴ＝３μｍ、４μｍ、又は５μｍである。
【0076】
下記表１Ａは、約８０μｍの外側クラッド径（すなわち、ｒ４＝４０μｍ）、１７０μｍ未満のコーティングの外径、低い減衰、及び優れた曲げ性能を有する光ファイバの幾つかの例示的な実施形態を提供する。これらのファイバは、次を有している：一次コーティングのその場弾性率ＥＰ≦０．３５ＭＰａ、８μｍ≦ｔｐ≦３０μｍ（例えば、１０μｍ≦ｔｐ≦３０μｍ）になるような一次コーティングの厚さｔｐ；一次コーティングのばね定数χＰ≦１．６ＭＰａ（例えば、χＰ≦１．２＜ＭＰａ≦１．０ＭＰａ、さらには≦０．８ＭＰａ）、約１５５～１６５μｍの範囲の二次コーティング径、二次コーティングのその場弾性率≧１２００ＭＰａ、及び１０μｍ≦ｔＳ≦３０μｍになるような二次コーティングの厚さｔＳ。これらの実施形態での三次コーティングの厚さｔＴは０～６μｍの範囲である（すなわち、幾つかの実施形態では、三次コーティングは存在せず、したがって三次コーティングの厚さｔＴ＝０である）。他のファイバの実施形態は、２～６μｍの厚さｔＴを有する三次コーティングを含む。これらの例示的な実施形態では、ｔＳ＋ｔＴの合計は、１０～３０μｍ、すなわち、１２μｍ≦（ｔＳ＋ｔＴ）≦３０μｍである。幾つかの実施形態では、光ファイバの穿刺抵抗負荷は２０グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は２５グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は３０グラムより大きい。表１Ａに開示されたファイバの実施形態における二次コーティング層と任意選択的な三次コーティング層との合計断面積はまた、２００００平方μｍを超え、これは、穿刺抵抗性をさらに改善させる。
【0077】
【表1A】
【0078】
このようなファイバのコア－クラッドの例示的な屈折率分布が図３に概略的に示されている。図３に対応する幾つかの例示的な実施形態の屈折率分布パラメータ及びモデル化された属性が表１Ｂ及び１Ｃに示されている。これらの例示的なファイバの実施形態の光学特性は次の通りである：モードフィールド径１３１０ｎｍにおけるＭＦＤは８．２～９．４μｍであり；モードフィールド径１５５０ｎｍにおけるＭＦＤは９．２～１０．４μｍであり、ゼロ分散波長は１３０２～１３２０ｎｍであり；ファイバカットオフ波長は１１８０～１３００ｎｍであり；１５５０ｎｍにおけるマクロベンド損失は、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに０．５ｄＢ／ターン未満である。表１Ｂ及び１Ｃのファイバの実施形態（ファイバ１～ファイバ１０）は、例えば、表１Ａに記載されているように約８０～８１μｍの外側クラッド径２Ｒ４で、表１Ａの一次及び二次コーティングを利用して、構築することができる。ファイバ１～ファイバ１０の幾つかの例示的な実施形態では、Δ４（％）＝０であり、外側クラッドは純粋なシリカでできている。ファイバ１～ファイバ１０の他の例示的な実施形態では、２Ｒ４は約８０～８１μｍの値を有し、外側クラッドは、純粋なシリカに対してアップドープ又はダウンドープすることができるが、Δ４＞Δ３ＭＩＮである。
【0079】
【表1B】
【0080】
【表1C】
【0081】
下記表１Ｄは、６０～６５μｍの外側クラッド径（すなわち、３０＜ｒ４＜３２．５μｍ）、８５～１１０μｍの一次コーティング径（２ｒ５）、１３５μｍ以下のコーティングの外径（２ｒ６）、低い減衰、及び優れた曲げ性能を有する光ファイバの幾つかの例示的な実施形態を提供する。表１Ｄのファイバは、次を有している：≦０．３５ＭＰａの一次コーティングのその場弾性率、９μｍ≦ｔｐ≦２５μｍ（例えば、１０μｍ≦ｔｐ≦２５μｍ）になるような一次コーティングの厚さｔＰ；一次コーティングのばね定数χＰ≦１．６ＭＰａ（例えば、χＰ≦１．２ＭＰａ、χＰ≦１．０ＭＰａ、又はさらにはχＰ≦０．８ＭＰａ）、約１１０～１３５μｍの範囲の二次コーティング径、二次コーティングのその場弾性率ＥＳ≧１２００ＭＰａ、及び１０μｍ≦ｔＳ≦２０μｍになるような二次コーティングの厚さｔＳ。これらの実施形態における三次コーティングの厚さは、０～６μｍである（すなわち、幾つかの実施形態では、三次コーティングは存在せず、したがって、三次コーティングの厚さｔＴ＝０である）。他のファイバの実施形態は、２～６μｍの厚さｔＴを有する三次コーティングを含む。表１Ｄのファイバの例示的な実施形態では、合計（ｔＳ＋ｔＴ）は、１０μｍ～３０μｍ、すなわち、１０μｍ≦（ｔＳ＋ｔＴ）≦３０μｍである。これらの実施形態の幾つかでは、光ファイバの穿刺抵抗負荷は２０グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は２５グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は３０グラムより大きい。表１Ｄに開示されたファイバの実施形態での二次コーティング層と任意選択的な三次コーティング層との合計断面積は１７０００平方μｍ超であり、これは、穿刺抵抗性をさらに改善させる。このようなファイバのコア－クラッドの例示的な屈折率分布が図３に概略的に示されている。図３に対応する幾つかの例示的な実施形態の例示的な屈折率分布のパラメータ及びモデル化された属性が表１Ｂ及び１Ｃに示されている。表１Ｂ及び１Ｃのファイバの実施形態（ファイバ１～ファイバ１０）は、例えば、表１Ｄの一次及び二次コーティングと共に利用される場合、表Ｄに記載されるように、約６２～６３μｍの外側クラッド径２Ｒ４で構築されうる。ファイバ１～ファイバ１０の幾つかの例示的な実施形態では、Δ４（％）＝０であり、２Ｒ４は約６０～６５μｍであり、外側クラッドは純粋なシリカでできている。ファイバ１～ファイバ１０の他の例示的な実施形態では、２Ｒ４は約６０～６５μｍの値を有し、外側クラッドは純粋なシリカに対してアップドープ又はダウンドープすることができるが、Δ４＞Δ３ＭＩＮである。
【0082】
【表1D】
【0083】
下記表１Ｅは、約４５μｍ～５５μｍ、例えば４８μｍ～５２μｍの外側クラッド径（すなわち、２２．５μｍ≦ｒ４≦２７．５μｍ、又は２４μｍ≦ｒ４≦２６μｍ）、１３０μｍ以下のコーティングの外径（２ｒ６）、低い減衰、及び優れた曲げ性能を有する、光ファイバの５つの例示的な実施形態を提供している。表１Ｅのファイバは、次を有している：≦０．３５ＭＰａの一次コーティングのその場弾性率、８μｍ≦ｔＰ≦２５μｍ（例えば、９μｍ≦ｔＰ≦２５μｍ、又は１０μｍ≦ｔＰ≦２５μｍ）になるような一次コーティングの厚さｔＰ；一次コーティングのばね定数χＰ≦１．６ＭＰａ（例えば、χＰ≦１．２ＭＰａ、χＰ≦１．０ＭＰａ、さらにはχＰ≦０．８ＭＰａ）、約１００～１２５μｍの二次コーティング径、二次コーティングのその場弾性率ＥＳ≧１２００ＭＰａ、及び１０μｍ≦ｔＳ≦２０μｍになるような二次コーティングの厚さｔＳ。これらの実施形態における三次コーティングの厚さｔＴは、０～６μｍである（すなわち、幾つかの実施形態では、三次コーティングは存在せず、したがって三次コーティングの厚さｔＴ＝０である）。他のファイバの実施形態は、２～６μｍの厚さｔＴを有する三次コーティングを含む。例示的な実施形態では、表１Ｅのファイバは、（ｔＳ＋ｔＴ）の合計が１０μｍ～２０μｍ、すなわち、１０μｍ≦（ｔＳ＋ｔＰ）≦２０μｍである。これらの実施形態の幾つかでは、光ファイバの穿刺抵抗負荷は２０グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は２５グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は３０グラムより大きい。表１Ｅに開示されたファイバの実施形態での二次コーティング層と任意選択的な三次コーティング層との合計断面積は１７０００平方μｍ超であり、これは、穿刺抵抗性をさらに改善させる。
【0084】
【表1E】
【0085】
下記表１Ｆは、約７８μｍ～８２μｍの外側クラッド径、１３０μｍ以下のコーティングの外径（２ｒ６）、低い減衰、及び優れた曲げ性能を有する、光ファイバの５つの例示的な実施形態を提供している。表１Ｆのファイバは、次を有している：≦０．３５ＭＰａの一次コーティングのその場弾性率、８μｍ≦ｔｐ≦２５μｍになるような一次コーティングの厚さｔＰ；一次コーティングのばね定数χｐ≦１．６ＭＰａ（例えば、χｐ≦１．２ＭＰａ、χｐ≦１．０Ｍｐａ、さらにはχｐ≦０．８ＭＰａ）、約１１０～１３０μｍ（例えば、１２０μｍ≦２ｒ６≦１３０μｍ）の二次コーティング径、二次コーティングのその場弾性率≧１２００ＭＰａ、及び１０μｍ≦ｔＳ≦２０μｍになるような二次コーティングの厚さｔＳ。幾つかの実施形態では、二次コーティングは、他の色と区別することができる着色を提供するのに十分な顔料を含む。これらの実施形態における三次コーティングの厚さｔＴは、０～６μｍである（すなわち、幾つかの実施形態では、三次コーティングは存在せず、したがって三次コーティングの厚さｔＴ＝０である）。他のファイバの実施形態は、２～６μｍの厚さｔＴを有する三次コーティングを含む。例示的な実施形態では、表１Ｆのファイバは、（ｔＳ＋ｔＴ）の合計が１０μｍ～２０μｍ、すなわち、１０μｍ≦（ｔＳ＋ｔＰ）≦２０μｍである。これらの実施形態の幾つかでは、光ファイバの穿刺抵抗負荷は２０グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は２５グラムより大きい。幾つかの実施形態では、ファイバの穿刺抵抗負荷は３０グラムより大きい。表１Ｆに開示されたファイバの実施形態での二次コーティング層と任意選択的な三次コーティング層との合計断面積は１７０００平方μｍ超であり、これは、穿刺抵抗性をさらに改善させる。
【0086】
【表1F】
【0087】
表１Ａ、１Ｄ、１Ｅ、及び１Ｆのファイバの実施形態の一次コーティングは、０．３５ＭＰａ未満、例えば、０．２ＭＰａ未満、さらに好ましくは０．１５ＭＰａ未満のその場弾性率を有し、ガラス転移温度は－２５℃～－３５℃である。光ファイバは曲げに影響されない。すなわち、低弾性率の一次コーティングと組み合わせて用いられる場合、本明細書に開示されているファイバ分布は、優れたマクロベンド特性及びマイクロベンド特性をもたらす。これにより、二次コーティングが、１２００ＭＰａ超、好ましくは１５００ＭＰａ超、より好ましくは１７００ＭＰａ超、さらに好ましくは１８００ＭＰａ超のその場弾性率を有する場合に、これらの用途で許容される穿刺抵抗性の実現に十分な厚さの二次コーティングと組み合わせた、より薄い一次コーティング層の使用が容易になる。ファイバは、１５５０ｎｍにおける、１．０ｄＢ／ｋｍ未満、又は幾つかの実施形態では０．５ｄＢ／ｋｍ未満のワイヤメッシュドラムでのマイクロベンド減衰を示し、コーティングされたファイバは、３０グラム超の穿刺抵抗負荷を有利に示す。
【0088】
表１Ｂ及び１Ｃのファイバの実施形態（ファイバ１～ファイバ１０）は、例えば、約４５～５５μｍの外側クラッド径２Ｒ４で、あるいは、表１Ｅの一次及び二次コーティングと共に利用される場合には、上述のように又は表１Ｅに示されるように、構築されうる。ファイバ１～ファイバ１０のこれらの例示的な実施形態の幾つかでは、Δ４（％）＝０であり、外側クラッドは純粋なシリカでできている。ファイバ１～ファイバ１０の他の例示的な実施形態では、外側クラッドは、純粋なシリカに対してアップドープ又はダウンドープすることができるが、Δ４＞Δ３ＭＩＮである。
【0089】
【0090】
より具体的には、図３は、光ファイバの屈折率分布の一実施形態の概略図である。より具体的には、図３は、外径ｒ１及び相対屈折率Δ１を有するコア７０と、半径方向位置ｒ１から半径方向位置ｒ２へと延び、かつ相対屈折率Δ２を有する第１の内側クラッド領域８１、半径方向位置ｒ２から半径方向位置ｒ３へと延び、かつ相対屈折率Δ３を有する第２の内側クラッド領域８３、並びに半径方向位置ｒ３から半径方向位置ｒ４へと延び、かつ相対屈折率Δ４を有する外側クラッド領域８５を有するクラッド８０とを有するファイバ６０についての、純粋なシリカガラスに対するΔ％で表される、屈折率分布を示している。図３の分布では、第２の内側クラッド領域８３は、長方形トレンチと呼ぶことができ、第１の内側クラッド領域８１及び外側クラッド領域８５の屈折率より小さい一定の屈折率を有しうる。図３に示されるトレンチは、例えば、フッ素をダウンドーパントとして組み込み、相対屈折率Δ３ＭＩＮを提供することによって確立することができる。コア７０は、分布における最高屈折率を有することができる。コア７０は、中心線又はその近くの低屈折率領域（「中心線ディップ」として当技術分野で知られている）を含みうる。コアの屈折率分布は、ガウス分布であるか、又はガウス分布に近似しているか、α分布であるか、ステップ屈折率分布であるか、あるいは丸みを帯びたステップ屈折率分布でありうる。図３のコーティングされたファイバ６０は、一次コーティング４０及び二次コーティング５０を備えている（図３には示されていない）。
【0091】
図４は、外径ｒ１及び相対屈折率Δ１を有するコア７０と、半径方向位置ｒ１から半径方向位置ｒ２へと延び、かつ相対屈折率Δ２を有する第１の内側クラッド領域８１、半径方向位置ｒ２から半径方向位置ｒ３へと延び、かつ相対屈折率Δ３を有する第２の内側クラッド領域８３、並びに半径方向位置ｒ３から半径方向位置ｒ４へと延び、かつ相対屈折率Δ４を有する外側クラッド領域８５を有するクラッド８０とを有するファイバ６０についての、純粋なシリカガラスに対するΔ％で表される、モデル化された屈折率分布を示している。図４の分布では、第２の内側クラッド領域８３は、長方形トレンチと呼ぶことができ、第１の内側クラッド領域８１及び外側クラッド領域８５の屈折率より小さい一定の屈折率を有しうる。図４に示されるトレンチは、例えば、フッ素をダウンドーパントとして組み込み、相対屈折率Δ３ＭＩＮを提供することによって確立することができる。この実施形態では、コア７０は、コア－クラッド分布における最も高い屈折率を有する。コア７０は、中心線又はその近くの低屈折率領域（「中心線ディップ」として当技術分野で知られている）を含みうる。図４のコーティングされたファイバ６０は、一次コーティング４０及び二次コーティング５０を備えている（図４には示されていない）。
【0092】
コア及びクラッドの屈折率分布は、シリカ又はシリカ系ガラス中のドーパント又は改質剤の空間分布の制御を通じて達成することができる。アップドーパント（例えば、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｃｌ、Ｂｒ）は屈折率が増加した領域を生成するために使用することができ、ダウンドーパント（例えば、Ｆ、Ｂ２Ｏ３、非周期的ボイド）は、屈折率が低下した領域を生成するために使用することができる。屈折率が一定の領域は、ドーピングしないことによって、又は均一な濃度でドーピングすることによって形成することができる。屈折率が可変の領域は、ドーパントの不均一な空間分布によって形成することができる。コア７０は、実質的にＧｅＯ２でアップドープすることができ、その結果、デルタＧｅ％＝０．０６０１＊質量％ＧｅＯ２によって与えられる、純粋なシリカに対する、屈折率デルタ（ＧｅＯ２による）が生じる。第２の内側クラッド領域８３は、実質的にフッ素でダウンドープすることができ、デルタＦ％＝－０．３０５３＊質量％Ｆによって与えられる、純粋なシリカに対する、屈折率デルタ（Ｆによる）が生じる。
【0093】
コーティングされたファイバは、コア７０と第１の内側クラッド領域８１との間、又は第１の内側クラッド領域８１と第２の内側クラッド領域８３との間、又は第２の内側クラッド領域８３と外側クラッド領域８５との間、又は外側クラッド領域８５と一次コーティング９０との間、又は一次コーティング９０と二次コーティング１００との間に挿入された領域を含みうる。ファイバは、外径ｒ１と、最大値Δ１ＭＡＸ及び最小値Δ１ＭＩＮを有する相対屈折率Δ１とを有するコア２０、７０、並びにクラッド３０、６０を有しうる。クラッドは、外径ｒ２と、最大値Δ２ＭＡＸ及び最小値Δ２ＭＩＮを有する相対屈折率Δ２とを有する第１の内側クラッド領域、外径ｒ３と、最大値Δ３ＭＡＸ及び最小値Δ３ＭＩＮを有する相対屈折率Δ３とを有する第２の内側クラッド領域、並びに、外径ｒ４と、最大値Δ４ＭＡＸ及び最小値Δ４ＭＩＮを有する相対屈折率Δ４とを有する外側クラッド領域を含みうる。ファイバは、外径ｒ５を有する一次コーティングと、外径ｒ６を有する二次コーティングとを備えており、ここで、ｒ６＞ｒ５＞ｒ４＞ｒ３＞ｒ２＞ｒ１である。
【0094】
本発明にかかるコーティングされたファイバのコア及びクラッドは、当技術分野でよく知られている方法によって、シングルステップ操作又はマルチステップ操作で製造することができる。適切な方法としては、二重るつぼ法、ロッドインチューブ手順、及び一般に化学蒸着（「ＣＶＤ」）又は気相酸化とも呼ばれるドープシリカ堆積プロセスが挙げられる。さまざまなＣＶＤプロセスが知られており、本発明のコーティングされた光ファイバに用いられるコア及びクラッド層の製造に適している。それらには、外部ＣＶＤプロセス、軸方向蒸着プロセス、修正ＣＶＤ（ＭＣＶＤ）、内部蒸着、及びプラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）が含まれる。
【0095】
コーティングされたファイバのガラス部分は、ガラスを柔らかくするのに十分な温度、例えば、シリカガラスでは約２０００℃の温度に局所的かつ対称的に加熱された、特別に調製された円筒形プリフォームから線引きすることができる。プリフォームを加熱炉に供給するなどによってプリフォームを加熱する際に、溶融材料からガラスファイバが線引きされる。ファイバ製造プロセスに関する詳細については、例えば、その開示がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第７，５６５，８２０号；同第５，４１０，５６７号；同第７，８３２，６７５号；及び同第６，０２７，０６２号の各明細書を参照されたい。
【0096】
一次コーティングは、二次コーティングより低い弾性率を有しうる。一次コーティングは、硬化性オリゴマーを含む一次組成物から形成することができる。硬化性一次組成物は、モノマー、重合開始剤、及び１つ以上の添加剤も含みうる。本明細書で特に指定又は暗示されない限り、硬化性一次組成物中の特定の成分の質量パーセント（質量％）は、無添加ベースでの硬化性一次組成物中に存在する成分の量を指す。概して、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の質量パーセントの合計は１００％になる。存在する場合には、添加剤の量は、本明細書では、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の合計量に対する百分率（ｐｐｈ）の単位で報告される。例えば、１ｐｐｈレベルで存在する添加剤は、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の合計１００ｇごとに１ｇの量で存在する。
【0097】
硬化性一次組成物のオリゴマーは、ウレタンアクリレートオリゴマー、又は１つ以上のウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマー、又は１つ以上の脂肪族ウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマー、又は単一のウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマー、又は単一の脂肪族ウレタン基を含むウレタンアクリレートオリゴマーでありうる。ウレタン基は、イソシアネート基とアルコール基との反応から形成することができる。
【0098】
オリゴマーはアクリレート末端オリゴマーでありうる。一次硬化性組成物における使用にとって好ましいアクリレート末端オリゴマーとしては、Ｄｙｍａｘ Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ＆Ｃｏａｔｉｎｇｓ社のＢＲ３７３１、ＢＲ３７４１、ＢＲ５８２、及びＫＷＳ４１３１；ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマー（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な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、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣＮ９６６及びＣＮ９７３、及びＤｙｍａｘ Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ＆Ｃｏａｔｉｎｇｓ社から入手可能なＢＲ７４３２）；ポリエーテルアクリレートオリゴマー（例えば、Ｒａｈｎ ＡＧから入手可能なＧＥＮＯＭＥＲ３４５６）；及びポリエステルアクリレートオリゴマー（例えば、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から入手可能なＥＢＥＣＲＹＬ８０、５８４及び６５７）が挙げられる。他のオリゴマーは、その開示の全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第４，６０９，７１８号；同第４，６２９，２８７号；及び同第４，７９８，８５２号の各明細書に記載されている。
【0099】
一次硬化性組成物のオリゴマーは、約４０００ｇ／モル以上の数平均分子量（Ｍｎ）を有するソフトブロックを含みうる。このようなオリゴマーの例は、その開示の全体が、参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許出願第０９／９１６，５３６号明細書に記載されている。オリゴマーは、柔軟な骨格、低い多分散性を有していてよく、及び／又は低い架橋密度の硬化したコーティングを提供することができる。
【0100】
オリゴマーは、コーティング特性を制御するために、単独で、又は組み合わせて使用することができる。一次硬化性組成物のオリゴマー含有量の合計は、約５質量％～約９５質量％、又は約２５質量％～約６５質量％、又は約３５質量％～約５５質量％でありうる。
【0101】
一次硬化性組成物のモノマー成分は、オリゴマーと相容性になるように、低粘度配合物を提供するように、及び／又は一次コーティングの屈折率を増加させるように選択されうる。モノマーはまた、ゲル化時間が短縮され、かつ低い弾性率を有する硬化性組成物を提供するように選択されうる。一次硬化性組成物は、単一のモノマー又はモノマーの組合せを含みうる。モノマーは、エチレン性不飽和化合物、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、単官能性脂肪族エポキシアクリレート、多官能性アクリレート、多官能性脂肪族エポキシアクリレート、及びそれらの組合せを含みうる。モノマー成分は、一般式Ｒ２－Ｒ１－Ｏ－（ＣＨ２ＣＨ３ＣＨ－Ｏ）ｎ－ＣＯＣＨ＝ＣＨ２（式中、Ｒ１及びＲ２は、脂肪族、芳香族、又は両方の混合物であり、かつｎ＝１～１０）、又はＲ１－Ｏ－（ＣＨ２ＣＨ３ＣＨ－Ｏ）ｎ－ＣＯＣＨ＝ＣＨ２（式中、Ｒ１は、脂肪族又は芳香族であり、かつｎ＝１～１０）を有する化合物を含むことができる。代表的な例としては、アクリル酸ラウリル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ３３５、ＢＡＳＦから入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ ＦＡ１２、及びＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓから入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４８１２）、エトキシル化ノニルフェノールアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ５０４及びＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓから入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４０６６）、カプロラクトンアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ４９５、及びＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能なＴＯＮＥ Ｍ－１００）、フェノキシエチルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ３３９、ＢＡＳＦから入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ ＰＥＡ、及びＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓから入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４０３５）、アクリル酸イソオクチル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ４４０及びＢＡＳＦから入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ ＦＡ８）、アクリル酸トリデシル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ４８９）、アクリル酸イソボルニル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ５０６及びＣＰＳ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．から入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ ＩＢＯＡ）、アクリル酸テトラヒドロフルフリル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ２８５）、アクリル酸ステアリル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ２５７）、アクリル酸イソデシル（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ３９５、及びＢＡＳＦから入手可能なＡＧＥＦＬＥＸ ＦＡ１０）、２－（２－エトキシエトキシ）エチルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ２５６）、エポキシアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣＮ１２０、並びに、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．から入手可能なＥＢＥＣＲＹＬ３２０１及び３６０４）、ラウリルオキシグリシジルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣＮ１３０）、及びフェノキシグリジジルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＣＮ１３１）、並びにそれらの組合せなどのエチレン性不飽和モノマーが挙げられる。
【0102】
一次硬化性組成物のモノマー成分は、多官能（メタ）アクリレートも含みうる。本明細書で用いられる場合、「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリレート又はメタクリレートを意味する。多官能（メタ）アクリレートとは、１分子あたり２以上の重合性（メタ）アクリレート部分を有する（メタ）アクリレートである。多官能（メタ）アクリレートは、１分子あたり３つ以上の重合性（メタ）アクリレート部分を有しうる。多官能（メタ）アクリレートの例としては、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰＨＯＴＯＭＥＲ４３９９）；アルコキシル化の有無によるメチロールプロパンポリアクリレート、例えばトリメチロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰＨＯＴＯＭＥＲ４３５５）；アルコキシル化グリセリルトリアクリレート、例えば３以上のプロポキシル化を有するプロポキシル化グリセリルトリアクリレート（例えば、ＰＨＯＴＯＭＥＲ４０９６、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ）；及び、アルコキシル化の有無によるエリスリトールポリアクリレート、例えばペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルベニア州ウェストチェスター所在）から入手可能なＳＲ２９５）、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．のＳＲ４９４）、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰＨＯＴＯＭＥＲ４３９９、及びＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｉｎｃ．のＳＲ３９９）、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロポキシル化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタプロピレングリコールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。多官能（メタ）アクリレートは、０．０５質量％～１５質量％、又は０．１質量％～１０質量％の濃度で一次硬化性組成物中に存在しうる。
【0103】
一次硬化性組成物のモノマー成分は、Ｎ－ビニルラクタム、又はＮ－ビニルピロリジノン、又はＮ－ビニルカプロラクタムなどのＮ－ビニルアミドを含みうる。Ｎ－ビニルアミドモノマーは、０．１～４０質量％、又は２～１０質量％の濃度で一次硬化性組成物中に存在しうる。
【0104】
硬化性一次コーティング組成物は、１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマーを５～９５質量％、又は３０～７５質量％、又は４０～６５質量％の量で含みうる。硬化性一次コーティング組成物は、１つ以上の単官能脂肪族エポキシアクリレートモノマーを５～４０質量％、又は１０～３０質量％の量で含みうる。
【0105】
一次硬化性組成物のモノマー成分は、ヒドロキシ官能性モノマーを含みうる。ヒドロキシ官能性モノマーは、（メタ）アクリレートなどの他の反応性官能基に加えて、ペンダントヒドロキシ部分を有するモノマーである。ペンダントヒドロキシル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（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社からＴＯＮＥ Ｍ－１００として入手可能）；ポリ（アルキレングリコール）モノ（メタ）アクリレート、例えば、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、及びポリ（テトラメチレングリコール）モノアクリレート（それぞれ、Ｍｏｎｏｍｅｒ，Ｐｏｌｙｍｅｒ ＆ Ｄａｊａｃ Ｌａｂｓから入手可能）；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、及び４－ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート（それぞれ、Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能）が挙げられる。
【0106】
ヒドロキシ官能性モノマーは、光ファイバへの一次コーティングの接着を改善するのに十分な量で存在しうる。ヒドロキシ官能性モノマーは、約０．１質量％～約２５質量％の量、又は約５質量％～約８質量％の量で一次硬化性組成物中に存在しうる。ヒドロキシ官能性モノマーを使用することにより、一次コーティングの光ファイバへの適切な接着に必要な接着促進剤の量を減少させることができる。ヒドロキシ官能性モノマーの使用は、一次コーティングの親水性を増加させる傾向もありうる。ヒドロキシ官能性モノマーは、その開示全体がここに参照することによって本明細書に取り込まれる、米国特許第６，５６３，９９６号明細書により詳細に説明されている。
【0107】
一次硬化性組成物の合計モノマー含有量は、約５質量％～約９５質量％、又は約３０質量％～約７５質量％、又は約４０質量％～約６５質量％でありうる。
【0108】
一次硬化性組成物宙に存在するモノマーは、０．１～４０質量％又は２～１０質量％の濃度のＮ－ビニルアミドモノマーを、５～９５質量％の量、又は２５～６５質量％又は３５～５５質量％の１つ以上の二官能ウレタンアクリレートオリゴマーと組み合わせて含みうる。
【0109】
一次コーティング組成物は、約５～９５質量％の量の１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマー；約０．１～４０質量％の量のＮ－ビニルアミドモノマー；及び、イソシアネートと反応してウレタンを形成するポリオールを含む、１つ以上の二官能ウレタンアクリレートオリゴマーであって、約５～９５質量％の量で存在するオリゴマーを含みうる。ポリオールはポリプロピレングリコールであってよく、イソシアネートは脂肪族ジイソシアネートでありうる。
【0110】
一次コーティング組成物は、約４０～６５質量％の量の１つ以上の単官能（メタ）アクリレートモノマー；約２～１０質量％の量のＮ－ビニルアミドモノマー；及び約３５～６０質量％の量の１つ以上のポリプロピレングリコール系の二官能ウレタンアクリレートオリゴマーを含みうる。
【0111】
一次コーティングのガラス転移温度は、低温でのファイバのマイクロベンド性能に影響を与えうる。一次コーティングは、コーティングされた光ファイバの最低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場合がある。一次コーティングのガラス転移温度は、－１５℃以下、又は－２５℃以下、又は－３０℃以下、又は－４０℃以下でありうる。一次コーティングのガラス転移温度は、－６０℃超、又は－５０℃超、又は－４０℃超でありうる。一次コーティングのガラス転移温度は、－６０℃～－１５℃、又は－６０℃～－３０℃、又は－６０℃～－４０℃、又は－５０℃～－１５℃、又は－５０℃～－３０℃、又は－５０℃～－４０℃でありうる。
【0112】
一次コーティングは、二次コーティングより低い弾性率を有しうる。低弾性率は、ファイバの外部が曲がるとき又は外力を受けるときに発生する内部応力を効率的に放散することにより、一次コーティングによるコア及びクラッドの保護を可能にしうる。本明細書で用いられる場合、一次コーティングのその場弾性率は、以下に記載される技術によって測定された弾性率である。
【0113】
一次その場弾性率
一次コーティングのその場弾性率の測定には、６インチ（約１５．２４ｃｍ）のファイバ試料が用いられる。６インチ（約１５．２４ｃｍ）の試料の中心から１インチ（約２．５４ｃｍ）のセクションをウィンドウ剥離し（window stripped）、イソプロピルアルコールで拭く。試料は、該試料が接着される１０ｍｍ×５ｍｍのアルミニウムタブを備えた試料ホルダ／位置合わせステージ上に取り付けられる。２つのタブは、長さ１０ｍｍが水平に配置され、２つのタブの間に５ｍｍのギャップを有するように設定される。ファイバは、タブを横切って試料ホルダに水平に配置される。ファイバのコーティングされた端部は一方のタブに配置され、タブ間の５ｍｍのスペースの半分まで延び、剥離されたガラスは５ｍｍのギャップの残りの半分ともう一方のタブに配置される。試料を並べ、次に、５ｍｍのギャップに最も近い各タブの半分に接着剤の小さな点を塗布できるように、邪魔にならないように移動させる。次に、ファイバをタブの上に戻し、中央に配置する。次に、接着剤がファイバにちょうど触れるまで、位置合わせステージを上昇させる。次に、タブ間の５ｍｍのギャップにある試料の大部分が剥離されたガラスになるように、コーティングされた端部を、接着剤を介して引っ張る。コーティングされた端部の先端は、タブの接着剤を越えて延びたままになっており、したがって測定される領域は露出したまま残される。試料は乾燥したままにしておく。タブに固定されているファイバの長さは５ｍｍにトリミングされる。接着剤に埋め込まれたコーティングされた長さ、埋め込まれていない長さ（タブ間）、及び端面の一次直径が測定される。
一次コーティングのその場弾性率の測定には、６インチ（約１５．２４ｃｍ）のファイバ試料が用いられる。６インチ（約１５．２４ｃｍ）の試料の中心から１インチ（約２．５４ｃｍ）のセクションをウィンドウ剥離し（window stripped）、イソプロピルアルコールで拭く。試料は、該試料が接着される１０ｍｍ×５ｍｍのアルミニウムタブを備えた試料ホルダ／位置合わせステージ上に取り付けられる。２つのタブは、長さ１０ｍｍが水平に配置され、２つのタブの間に５ｍｍのギャップを有するように設定される。ファイバは、タブを横切って試料ホルダに水平に配置される。ファイバのコーティングされた端部は一方のタブに配置され、タブ間の５ｍｍのスペースの半分まで延び、剥離されたガラスは５ｍｍのギャップの残りの半分ともう一方のタブに配置される。試料を並べ、次に、５ｍｍのギャップに最も近い各タブの半分に接着剤の小さな点を塗布できるように、邪魔にならないように移動させる。次に、ファイバをタブの上に戻し、中央に配置する。次に、接着剤がファイバにちょうど触れるまで、位置合わせステージを上昇させる。次に、タブ間の５ｍｍのギャップにある試料の大部分が剥離されたガラスになるように、コーティングされた端部を、接着剤を介して引っ張る。コーティングされた端部の先端は、タブの接着剤を越えて延びたままになっており、したがって測定される領域は露出したまま残される。試料は乾燥したままにしておく。タブに固定されているファイバの長さは５ｍｍにトリミングされる。接着剤に埋め込まれたコーティングされた長さ、埋め込まれていない長さ（タブ間）、及び端面の一次直径が測定される。
【0114】
測定は、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶなどの機器で、９ｅ－６Ｈｚの一定の歪みで、室温（約２１℃）で４５分間実行されうる。ゲージ長は１５ｍｍである。力と長さの変化とが記録され、一次弾性率の計算に用いられる。試料は、１５ｍｍのクランプ長と干渉するであろうエポキシをタブから除去し、ファイバとの接触がないこと、及び試料がクランプに直角に固定されていることを確実にすることによって準備される。計器の力がゼロになったら、コーティングされていない端部を下部クランプ（測定プローブ）に取り付ける。ファイバのコーティングされた端部を備えたタブを上部（固定された）クランプに取り付ける。次に、試験を実行し、分析の完了後に試料を取り外す。
【0115】
一次コーティングのその場弾性率は、０．３０ＭＰａ以下、又は０．２５ＭＰａ以下、又は０．２０ＭＰａ以下、又は０．１９ＭＰａ以下、又は０．１８ＭＰａ以下、又は０．１７ＭＰａ以下、又は０．１６ＭＰａ以下、又は０．１５ＭＰａ以下、又は０．０１ＭＰａ～０．３５ＭＰａ、又は０．０１ＭＰａ～０．３０ＭＰａ、又は０．０１ＭＰａ～０．２０ＭＰａでありうる。
【0116】
一次硬化性組成物は、重合開始剤、酸化防止剤、及び当業者に馴染みのある他の添加剤も含みうる。
【0117】
重合開始剤は、一次コーティングを形成するための一次組成物の硬化に関連する重合プロセスの開始を容易にしうる。重合開始剤としては、熱開始剤、化学開始剤、電子線開始剤、及び光開始剤を挙げることができる。多くの（メタ）アクリレート系コーティング配合物では、ケトン性光開始添加剤及び／又はホスフィンオキシド添加剤などの光開始剤を使用することができる。本開示の一次コーティングの光形成に用いられる場合、光開始剤は、迅速な紫外線硬化を提供するのに十分な量で存在しうる。
【0118】
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、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４））；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、ＢＡＳＦ社から入手可能な市販ブレンドＩＲＧＡＣＵＲＥ１８００、１８５０、及び１７００）；２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩＲＧＡＣＵＲＥ６５１）；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（ＩＲＧＡＣＵＲＥ８１９）；（２，４，６－トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ社（ドイツ国ミュンヘン所在）から入手可能なＬｕｃｉｒｉｎ 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（ＢＡＳＦ社のＬｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ－Ｌ）；及びそれらの組合せが挙げられる。
【0119】
一次硬化性組成物の光開始剤成分は、単一の光開始剤又は２以上の光開始剤の組合せで構成されうる。一次硬化性組成物の光開始剤の合計含有量は、最大で約１０質量％、又は約０．５質量％～約６質量％でありうる。
【0120】
（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び （一又は複数の）重合開始剤に加えて、一次硬化性組成物は、接着促進剤、強度添加剤、反応性希釈剤、酸化防止剤、触媒、安定剤、蛍光増白剤、特性向上添加剤、アミン相乗剤、ワックス、滑剤、及び／又はスリップ剤などの他の添加剤を含みうる。幾つかの添加剤は、重合プロセスを制御するように作用し、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、弾性率、ガラス転移温度）に影響を与えうる。他の添加剤は、一次硬化性組成物の重合生成物の完全性に影響を及ぼしうる（例えば、解重合又は酸化分解から保護する）。例えば、一次硬化性組成物は、その開示がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３２６，４１６号及び同第６，５３９，１５２号の各明細書に記載されるように、担体を含みうる。
【0121】
一次硬化性組成物に接着促進剤を含めることが望ましい場合がある。接着促進剤とは、クラッドに対する一次コーティング及び／又は一次組成物の接着を促進する化合物である。適切な接着促進剤としては、アルコキシシラン、有機チタネート、及びジルコネートが挙げられる。代表的な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、Ｇｅｌｅｓｔ社（米国ペンシルベニア州タリータウン所在）から入手可能な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、Ｇｅｌｅｓｔ社から入手可能な（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、及びビス（トリメトキシシリルエチル）ベンゼン（Ｕｎｉｔｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社（米国ペンシルベニア州ブリストル所在）から入手可能）が挙げられる；その開示の全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第６，３１６，５１６号明細書を参照されたい。
【0122】
接着促進剤は、約０．０２ｐｐｈ～約１０ｐｐｈ、又は約０．０５ｐｐｈ及び４ｐｐｈ、又は約０．１ｐｐｈ～約２ｐｐｈ、又は約０．１ｐｐｈ～約１ｐｐｈの量で一次組成物中に存在しうる。
【0123】
一次コーティング組成物は、その開示の全体がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００３／００７７０５９号明細書に記載される強度添加剤も含みうる。代表的な強度添加剤としては、Ｎ－（ｔｅｒｔ－ブトキシカルボニル）－Ｌ－システインメチルエステル、ペンタエリス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、及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。強度添加剤は、約１ｐｐｈ未満の量、又は約０．５ｐｐｈ未満の量、又は約０．０１ｐｐｈ～約０．１ｐｐｈの量で一次硬化性組成物中に存在しうる。
【0124】
代表的な酸化防止剤は、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］（例えば、ＢＡＳＦから入手可能なＩＲＧＡＮＯＸ１０３５）である。
【0125】
一次硬化性組成物に蛍光増白剤を含めることが望ましい場合がある。代表的な蛍光増白剤としては、ＴＩＮＯＰＡＬ ＯＢ（ＢＡＳＦから入手可能）；Ｂｌａｎｋｏｐｈｏｒ ＫＬＡ（Ｂａｙｅｒから入手可能）；ビスベンゾオキサゾール化合物；フェニルクマリン化合物；及びビス（スチリル）ビフェニル化合物が挙げられる。蛍光増白剤は、一次硬化性組成物中に０．００５ｐｐｈ～０．３ｐｐｈの濃度で存在しうる。
【0126】
一次硬化性組成物にアミン相乗剤を含めることが望ましい場合がある。代表的なアミン相乗剤としては、トリエタノールアミン；１，４－ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）、トリエチルアミン、及びメチルジエタノールアミンが含まれる。アミン相乗剤は、０．０２ｐｐｈ～０．５ｐｐｈの濃度で存在しうる。
【0127】
二次コーティングは、機械的損傷及び外部環境からファイバを保護することができる。二次コーティングは、１つ以上のモノマーを含む硬化性二次組成物から形成することができる。モノマーは、エチレン性不飽和化合物を含みうる。硬化性二次組成物は、本明細書にさらに十分に説明されるように、１つ以上のオリゴマー、１つ以上の重合開始剤、及び１つ以上の添加剤も含みうる。
【0128】
本明細書で特に指定又は暗示されない限り、硬化性二次組成物中の特定の成分の質量パーセント（質量％）は、無添加ベースでの硬化性二次組成物中に存在する成分の量を指す。概して、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の質量パーセントの合計は１００％になる。存在する場合には、添加剤の量は、本明細書では、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の合計量に対する百分率（ｐｐｈ）の単位で報告される。例えば、１ｐｐｈレベルで存在する添加剤は、（一又は複数の）モノマー、（一又は複数の）オリゴマー、及び（一又は複数の）開始剤の合計１００ｇごとに１ｇの量で存在する。
【0129】
コストを削減するために、二次組成物のオリゴマー含有量、ウレタンオリゴマー含有量、又はウレタンアクリレートオリゴマー含有量を最小限に抑えることができる。当技術分野で知られている一般的な二次組成物と比較して、本発明にかかる二次組成物のオリゴマー含有量、ウレタンオリゴマー含有量、又はウレタンアクリレートオリゴマー含有量は、特に低い。オリゴマー、ウレタンオリゴマー、又はウレタンアクリレートオリゴマーは、少数成分として存在するか、又は本開示の二次組成物に完全に存在していなくてもよい。オリゴマー、ウレタンオリゴマー、又はウレタンアクリレートオリゴマーは、二次組成物中に約３質量％以下の量、又は約２質量％以下の量、又は約１質量％以下の量で存在しうる。二次組成物は、オリゴマー、ウレタンオリゴマー、又はウレタンアクリレートオリゴマーを欠いていてもよい。
【0130】
硬化性二次組成物のモノマー成分は、１つ以上のモノマーを含みうる。１つ以上のモノマーは、二次組成物中に５０質量％以上の量、又は約７５質量％～約９９質量％の量、又は約８０質量％～約９９質量％の量、又は約８５質量％～約９８質量％の量で存在しうる。
【0131】
硬化性二次組成物のモノマー成分は、エチレン性不飽和化合物を含みうる。エチレン性不飽和モノマーは、単官能性又は多官能性でありうる。官能基は、重合性基、及び／又は、架橋を促進する又は可能にする基でありうる。２以上のモノマーの組合せでは、構成モノマーは、単官能性、多官能性、又は単官能性化合物と多官能性化合物との組合せでありうる。エチレン性不飽和モノマーに適した官能基としては、限定はしないが、（メタ）アクリレート、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、及びそれらの組合せが挙げられる。
【0132】
例示的な単官能性エチレン性不飽和モノマーとしては、限定はしないが、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；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；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；ブトキシ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、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ３３９）、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；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、ボミルアクリレート、イソボルニルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ４２３）、テトラヒドロフルフリルアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ２８５）、カプロラクトンアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ４９５）、及びアクリロイルモルホリンなどの単環式及び多環式の環状芳香族又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、並びに、エトキシル化（４）ノニルフェノールアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４０６６）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などのアルコール系アクリレート；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、及びｔ－オクチルアクリルアミドなどのアクリルアミド；Ｎ－ビニルピロリドン及びＮ－ビニルカプロラクタムなどのビニル化合物；並びに、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。上記列挙された長鎖及び短鎖アルキルアクリレートに関して、短鎖アルキルアクリレートは６個以下の炭素を有するアルキル基であり、長鎖アルキルアクリレートは７個以上の炭素を有するアルキル基である。
【0133】
多くの適切なモノマーは、市販されているか、又は当技術分野で知られている反応スキームを使用して容易に合成される。例えば、上記の単官能性モノマーのほとんどは、適切なアルコール又はアミドをアクリル酸又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できる。
【0134】
代表的な多官能性エチレン性不飽和モノマーとしては、限定はしないが、アルコキシル化度が２以上のエト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ジアクリレートが挙げられる。二次組成物のモノマー成分としては、エトキシル化度が２～約３０の範囲のエトキシル化ビスフェノールＡジアクリレート（例えば、米国ペンシルベニア州ウェストチェスター所在のＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＳＲ３４９及びＳＲ６０１、並びに、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なＰｈｏｔｏｍｅｒ４０２５及びＰｈｏｔｏｍｅｒ４０２８）、又はプロポキシル化度が２以上、例えば２～約３０の範囲のプロポキシル化ビスフェノールＡジアクリレート；エトキシル化度が３以上、例えば３～約３０の範囲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、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４１４９、及びＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ４９９）などのアルコキシル化を伴った及び伴っていないメチロールプロパンポリアクリレート；プロポキシル化度が３以上、例えば３～３０の範囲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、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４０７２、及びＳａｒｔｏｍｅｒ社のＳＲ４９２）；ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４３５５）；プロポキシル化度が３以上のプロポキシル化グリセリルトリアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４０９６、及びＳａｒｔｏｍｅｒ社のＳＲ９０２０）などのアルコキシル化グリセリルトリアクリレート；ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．（米国ペンシルバニア州ウェストチェスター所在）から入手可能なＳＲ２９５）、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレート（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ４９４）、及びジペンタエリスリトールペンタアクリレート（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ４３９９、及びＳａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ３９９）などのアルコキシル化を伴った及び伴っていないエリス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、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＳＲ３６８）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、適切な官能性イソシアヌレートをアクリル酸又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る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（例えば、Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．のＣＤ４０６）などのアルコキシル化を伴った及び伴っていないアルコールポリアクリレート、及びエトキシル化度が２以上、例えば約２～３０の範囲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；ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（例えば、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社のＰｈｏｔｏｍｅｒ３０１６）などにアクリレートを添加することによって形成されるエポキシアクリレート；並びに、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及び多環式の環状芳香族又は非芳香族ポリアクリレートを挙げることができる。
【0135】
重合可能な部分としての機能に加えて、単官能モノマーはまた、他の目的で硬化性二次組成物中に含まれうる。単官能モノマー成分は、例えば、硬化生成物が水を吸収する程度、他のコーティング材料に付着する程度、又は応力下で挙動する程度に影響を及ぼしうる。
【0136】
二次組成物は、オリゴマー成分を含んでも含まなくてもよい。上記のように、存在する場合、オリゴマーは、微量成分として二次組成物中に存在しうる。１つ以上のオリゴマーが二次組成物中に存在しうる。二次組成物に含まれうるオリゴマーの１つのクラスは、エチレン性不飽和オリゴマーである。用いられる場合には、適切なオリゴマーは、単官能性オリゴマー、多官能性オリゴマー、又は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りうる。存在する場合、二次組成物のオリゴマー成分は、脂肪族及び芳香族ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー、尿素（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリエステル及びポリエーテル（メタ）アクリレートオリゴマー、アクリル化アクリルオリゴマー、ポリブタジエン（メタ）アクリレートオリゴマー、ポリカーボネート（メタ）アクリレートオリゴマー、及びメラミン（メタ）アクリレートオリゴマー、又はそれらの組合せを含みうる。二次組成物は、ウレタン基、ウレタンアクリレート化合物、ウレタンオリゴマー、又はウレタンアクリレートオリゴマーを含まない場合がある。
【0137】
二次組成物のオリゴマー成分は、二官能性オリゴマーを含みうる。二官能性オリゴマーは、下記式（Ｉ）に従う構造を有しうる：
Ｆ１－Ｒ１－［ウレタン－Ｒ２－ウレタン］ｍ－Ｒ１－Ｆ１ （Ｉ）
式中、Ｆ１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、又は当技術分野で知られている他の官能基などの反応性官能基であってよく；Ｒ１は、独立して、－Ｃ２－１２Ｏ－、－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５Ｏ）ｎ－、又は－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５ＮＨ）ｎ－を含んでよく、ここで、ｎは、例えば、１～１０を含む、１～３０の整数であり；Ｒ２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、又はそれらの組合せであってよく；ｍは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数である。式（Ｉ）の構造において、ウレタン部分は、ジイソシアネートとＲ２及び／又はＲ１との反応から形成される残基でありうる。本明細書では、「独立して」という用語は、各Ｆ１が別のＦ１とは異なっている場合があることを示すために用いられており、同じことが各Ｒ１についても当てはまる。
Ｆ１－Ｒ１－［ウレタン－Ｒ２－ウレタン］ｍ－Ｒ１－Ｆ１ （Ｉ）
式中、Ｆ１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、又は当技術分野で知られている他の官能基などの反応性官能基であってよく；Ｒ１は、独立して、－Ｃ２－１２Ｏ－、－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５Ｏ）ｎ－、又は－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５ＮＨ）ｎ－を含んでよく、ここで、ｎは、例えば、１～１０を含む、１～３０の整数であり；Ｒ２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、又はそれらの組合せであってよく；ｍは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数である。式（Ｉ）の構造において、ウレタン部分は、ジイソシアネートとＲ２及び／又はＲ１との反応から形成される残基でありうる。本明細書では、「独立して」という用語は、各Ｆ１が別のＦ１とは異なっている場合があることを示すために用いられており、同じことが各Ｒ１についても当てはまる。
【0138】
硬化性二次組成物のオリゴマー成分は、多官能性オリゴマーを含みうる。多官能性オリゴマーは、以下に記載される式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）、又は式（ＩＶ）に従う構造を有しうる：
マルチウレタン－（Ｆ２－Ｒ１－Ｆ２）ｘ （ＩＩ）
ポリオール－［（ウレタン－Ｒ２－ウレタン）ｍ－Ｒ１－Ｆ２］ｘ （ＩＩＩ）
マルチウレタン－（Ｒ１－Ｆ２）ｘ （ＩＶ）
式中、Ｆ２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、又は当技術分野で知られている他の官能基などの１～３の官能基を表してよく；Ｒ１は、－Ｃ２－１２Ｏ－、－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５Ｏ）ｎ－、又は－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５ＮＨ）ｎ－を含んでよく、ここで、ｎは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数であり；Ｒ２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、又はそれらの組合せであってよく；ｘは、例えば、２～５を含む、１～１０の整数であり；ｍは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数である。式（ＩＩ）の構造では、マルチウレタン基は、マルチイソシアネートとＲ２との反応から形成される残基でありうる。同様に、式（ＩＩＩ）の構造中のウレタン基は、ジイソシアネートがＲ２及び／又はＲ１に結合した後に形成される反応生成物でありうる。
マルチウレタン－（Ｆ２－Ｒ１－Ｆ２）ｘ （ＩＩ）
ポリオール－［（ウレタン－Ｒ２－ウレタン）ｍ－Ｒ１－Ｆ２］ｘ （ＩＩＩ）
マルチウレタン－（Ｒ１－Ｆ２）ｘ （ＩＶ）
式中、Ｆ２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、又は当技術分野で知られている他の官能基などの１～３の官能基を表してよく；Ｒ１は、－Ｃ２－１２Ｏ－、－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（Ｃ２－４－Ｏ）ｎ－、－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５Ｏ）ｎ－、又は－Ｃ２－１２Ｏ－（ＣＯ－Ｃ２－５ＮＨ）ｎ－を含んでよく、ここで、ｎは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数であり；Ｒ２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、又はそれらの組合せであってよく；ｘは、例えば、２～５を含む、１～１０の整数であり；ｍは、例えば、１～５を含む、１～１０の整数である。式（ＩＩ）の構造では、マルチウレタン基は、マルチイソシアネートとＲ２との反応から形成される残基でありうる。同様に、式（ＩＩＩ）の構造中のウレタン基は、ジイソシアネートがＲ２及び／又はＲ１に結合した後に形成される反応生成物でありうる。
【0139】
ウレタンオリゴマーは、脂肪族又は芳香族ジイソシアネートを二価ポリエーテル又はポリエステル、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調製されうる。耐湿性オリゴマーは、極性ポリエーテル又はポリエステルグリコールを避けて、主に飽和した、主に非極性の脂肪族ジオールを有線することを除き、類似の方法で合成することができる。これらのジオールには、エーテル基又はエステル基を実質的に含まなくてよい、約２～２５０個の炭素原子のアルカン又はアルキレンジオールが含まれうる。
【0140】
ポリ尿素成分は、例えば、合成の過程でジオール又はポリオールをジアミン又はポリアミンに置き換える等の方法によって、調製されたオリゴマーに組み込まれうる。二次コーティング組成物中の少量のポリ尿素の存在は、合成に使用されるジアミン又はポリアミンがその系の耐湿性を損なうことを回避するのに十分に無極性かつ飽和していることを条件として、コーティング性能に有害であるとは見なされない。
【0141】
二次コーティング組成物はまた、ガラスファイバ又は一次又は他の層で前もってコーティングされたガラスファイバへの塗布後の二次組成物の重合（硬化）を容易にするために、重合開始剤も含みうる。本発明の組成物における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、及び光開始剤が挙げられうる。多くのアクリレート系コーティング配合物について、既知のケトン性光開始剤及び／又はホスフィンオキシド添加剤などの光開始剤を使用することができる。本発明の組成物に使用する場合、光開始剤は、迅速な紫外線硬化を提供するのに十分な量で存在しうる。光開始剤は、約０．５質量％～約１０質量％、又は約１．５質量％～約７．５質量％の範囲の量、又は約３質量％の量で存在しうる。
【0142】
光開始剤の量を調整することにより、放射線硬化を促進し、コーティング組成物の早すぎるゲル化を生じさせることなく妥当な硬化速度を提供することができる。望ましい硬化速度は、約９０％超、又は９５％超のコーティング組成物の硬化を生じさせるのに十分な速度でありうる。用量に対する弾性率曲線で測定して、約７５μｍ未満のコーティング厚さの硬化速度は、例えば、１．０Ｊ／ｃｍ２未満、又は０．５Ｊ／ｃｍ２未満などでありうる。
【0143】
適切な光開始剤としては、限定はしないが、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、Ｌｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ）；１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（例えば、ＢＡＳＦ社から入手可能なＩｒｇａｃｕｒｅ１８４）；（２，６－ジエトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキシド（例えば、ＢＡＳＦ社の市販のブレンドＩｒｇａｃｕｒｅ１８００、１８５０、及び１７００）；２，２－ジメトキシ－２－フェニルアセトフェノン（例えば、ＢＡＳＦ社のＩｒｇａｃｕｒｅ６５１）；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、ＢＡＳＦ社のＩｒｇａｃｕｒｅ）；（２，４，６－トリエチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド（例えば、ＢＡＳＦ社の市販のブレンドＤａｒｏｃｕｒ４２６５）；２－ヒドロキシ－２－メチル－１－フェニルプロパン－１－オン（例えば、ＢＡＳＦ社の市販のブレンドＤａｒｏｃｕｒ４２６５）、及びそれらの組合せが挙げられる。
【0144】
上述の成分に加えて、本発明の二次コーティング組成物は、任意選択的に、添加剤又は添加剤の組合せを含みうる。代表的な添加剤としては、限定はしないが、酸化防止剤、触媒、潤滑剤、低分子量の非架橋樹脂、接着促進剤、及び安定剤が挙げられる。添加剤は、重合プロセスを制御するように作用し、それによって、組成物から形成される重合生成物の物理的特性（例えば、弾性率、ガラス転移温度）に影響を及ぼしうる。添加剤は、組成物の重合生成物の完全性に影響を及ぼしうる（例えば、解重合又は酸化分解から保護する）。
【0145】
二次組成物は、酸化防止剤としてチオジエチレン・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、ＢＡＳＦから入手可能なＩｒｇａｎｏｘ１０３５）を含みうる。二次組成物は、アクリル化酸接着促進剤（例えば、Ｅｂｅｃｒｙｌ１７０（ＵＣＢ Ｒａｄｃｕｒｅ（米国ジョージア州スマーナ所在）から入手可能）を含みうる。二次コーティング材料で使用するための他の適切な材料、並びにこれらの材料の選択に関連する考慮事項は、当技術分野でよく知られており、その開示がここに参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第４，９６２，９９２号及び同第５，１０４，４３３号の各明細書に記載されている。
【0146】
オリゴマー含有量が低い場合でも、本発明にかかる二次組成物は、高い引張強度及び高い弾性率（ヤング率）を有する二次コーティング材料をもたらしうる。二次コーティングは、一次コーティングより高い弾性率及び高いガラス転移温度を有しうる。本明細書で用いられる場合、二次コーティングのその場弾性率は、以下に記載される技術によって測定された弾性率である。
【0147】
二次その場弾性率
二次その場弾性率は、ファイバチューブオフ試料を使用して測定する。ファイバチューブオフ試料を得るため、最初に０．００５５インチ（約１３９．７μｍ）のミラーストリッパーをコーティングされたファイバの端部から約１インチ下ったところに固定する。ストリッパーから延びるファイバの１インチ（約２．５４ｃｍ）の領域を液体窒素の流れに投入し、３秒間保持する。次に、ファイバを液体窒素の流れから取り出し、迅速に剥離する。コーティングが除去されていることを確認するために、ファイバの剥離した端部を検査する。コーティングがガラス上に残っている場合は、試料を再度準備する。その結果、一次コーティング及び二次コーティングの中空チューブが得られる。ガラス、一次コーティング、及び二次コーティングの直径は、剥離されていないファイバの端面から測定される。
二次その場弾性率は、ファイバチューブオフ試料を使用して測定する。ファイバチューブオフ試料を得るため、最初に０．００５５インチ（約１３９．７μｍ）のミラーストリッパーをコーティングされたファイバの端部から約１インチ下ったところに固定する。ストリッパーから延びるファイバの１インチ（約２．５４ｃｍ）の領域を液体窒素の流れに投入し、３秒間保持する。次に、ファイバを液体窒素の流れから取り出し、迅速に剥離する。コーティングが除去されていることを確認するために、ファイバの剥離した端部を検査する。コーティングがガラス上に残っている場合は、試料を再度準備する。その結果、一次コーティング及び二次コーティングの中空チューブが得られる。ガラス、一次コーティング、及び二次コーティングの直径は、剥離されていないファイバの端面から測定される。
【0148】
二次その場弾性率を測定するために、ファイバチューブオフ試料は、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶ機器などの機器を使用してサンプルゲージ長１１ｍｍで実行することができる。試料の幅、厚さ、及び長さが決定され、機器のオペレーティングソフトウェアへの入力として提供される。試料が取り付けられ、次のパラメータを使用して、周囲温度（２１℃）で時間掃引プログラムを使用して実行される：
頻度：１ラジアン／秒
歪み：０．３％
合計時間＝１２０秒
１測定あたりの時間＝１秒
初期静的力＝１５．０［ｇ］
静的力＞動的力の差＝１０．０［％］。
頻度：１ラジアン／秒
歪み：０．３％
合計時間＝１２０秒
１測定あたりの時間＝１秒
初期静的力＝１５．０［ｇ］
静的力＞動的力の差＝１０．０［％］。
【0149】
完了後に、最後の５つのＥ’（ストレージ弾性率）データ点を平均化する。各試料は、合計１５のデータ点について３回実施される（実施ごとに新しい試料で）。３回の実施の平均値は、二次その場弾性率として報告される。
【0150】
本開示の二次組成物の重合生成物の引張強度は、硬化したロッドの形態で調製した場合に、少なくとも５０ＭＰａでありうる。室温（約２１℃）で硬化したコーティングロッド上で測定した場合、二次組成物の硬化生成物の弾性率は、約１４００ＭＰａ～約２２００ＭＰａの範囲、又は約１７００ＭＰａ～約２１００ＭＰａの範囲、又は約１６００ＭＰａ～約３０００ＭＰａの範囲でありうる。二次コーティングのその場弾性率は、１２００ＭＰａ以上、又は１５００ＭＰａ以上、又は１８００ＭＰａ以上、又は２１００ＭＰａ以上、又は２４００ＭＰａ以上、又は２７００ＭＰａ以上でありうる。
【0151】
ヤング率、引張強度、及び破断伸び％
コーティング組成物は、引張試験用のロッド試料の形態で調製される。ロッドは、硬化性組成物を内径約０．０２５インチ（約６３５μｍ）のテフロン（登録商標）チューブに注入することによって調製される。ロッド試料は、約２．４Ｊ／ｃｍ２の線量でＦｕｓｉｏｎ Ｄ電球を使用して硬化される（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｇｈｔ社のＬｉｇｈｔ ＢｕｇモデルＩＬ３９で２２５～４２４ｎｍの波長範囲にわたって測定する）。硬化後、テフロン（登録商標）チューブを剥離してコーティング組成物のロッド試料を提供する。硬化させたロッドを、２３℃及び５０％相対湿度で一晩、コンディショニングする。ヤング率、引張強度、及び破断伸び％などの特性は、ゲージ長５１ｍｍ、試験速度２５０ｍｍ／分の欠陥のないロッド試料に、引張試験装置（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ引張試験機、又はＩｎｓｔｒｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ材料試験システム）を使用して測定する。特性は、少なくとも５つの試料の平均として決定され、欠陥のある試料は平均から除外される。
コーティング組成物は、引張試験用のロッド試料の形態で調製される。ロッドは、硬化性組成物を内径約０．０２５インチ（約６３５μｍ）のテフロン（登録商標）チューブに注入することによって調製される。ロッド試料は、約２．４Ｊ／ｃｍ２の線量でＦｕｓｉｏｎ Ｄ電球を使用して硬化される（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｇｈｔ社のＬｉｇｈｔ ＢｕｇモデルＩＬ３９で２２５～４２４ｎｍの波長範囲にわたって測定する）。硬化後、テフロン（登録商標）チューブを剥離してコーティング組成物のロッド試料を提供する。硬化させたロッドを、２３℃及び５０％相対湿度で一晩、コンディショニングする。ヤング率、引張強度、及び破断伸び％などの特性は、ゲージ長５１ｍｍ、試験速度２５０ｍｍ／分の欠陥のないロッド試料に、引張試験装置（例えば、Ｓｉｎｔｅｃｈ ＭＴＳ引張試験機、又はＩｎｓｔｒｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ材料試験システム）を使用して測定する。特性は、少なくとも５つの試料の平均として決定され、欠陥のある試料は平均から除外される。
【0152】
高弾性率の二次コーティングは、機械的損傷に対するファイバのより良好な保護及びより良好なマイクロベンド性能をもたらすことができる。しかしながら、線引き塔における高弾性率の二次コーティングの高速処理は、最終的にファイバ性能を損なうフラットスポット及び風誘発性の点欠陥（ＷＩＰＤ）などの欠陥を二次コーティングに生成する傾向が線引きプロセスで高まることから、課題となりうる。
【0153】
オリゴマーを含まないコーティング、ウレタン－オリゴマーを含まないコーティング、及びウレタンアクリレート－オリゴマーを含まないコーティングの開発中に、他の成分を変更せずに配合物からオリゴマーを除去すると、２０００ＭＰａを超える弾性率を有する二次コーティングが得られる可能性があることが見出された。このような二次コーティングは、線引き塔で高速処理するのが困難でありうる。したがって、官能基間に長い柔軟な（例えばエトキシル化された）鎖を有するモノマーを含むように二次組成物を配合することによって、オリゴマーを除去する影響を補償することが望ましい場合がある。長い柔軟な鎖は、架橋間の距離を増加させ、架橋密度を減少させ、最終的には、硬化した二次コーティングの弾性率を低下させる可能性がある。このようなモノマーの潜在的な欠点は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が低く、硬化した二次コーティングのＴｇを低下させる傾向があることである。Ｔｇが低いと、塗布時に柔らかすぎる材料を生じる可能性があり、高速での処理中に欠陥が生じうることから、Ｔｇが低い二次コーティングは望ましくない場合がある。Ｔｇがより高い二次コーティングは、室温でより硬くなり、光ファイバにより良好な機械的保護を提供することができる。しかしながら、Ｔｇが高すぎると、コーティングが、処理中にファイバに欠陥が生じやすくなるのに十分に硬くなりうる。
【0154】
本開示の二次コーティングは、適度なＴｇを有する二次コーティングを達成するように設計することができ、これは、光ファイバに適切な機械的保護及び曲げ不感性を付与しつつ、高速の線引き塔においてファイバを欠陥なく処理することを可能にする。Ｔｇは、次に説明する手法を使用して測定することができる。
【0155】
ガラス転移温度は、コーティング組成物から形成された硬化フィルム（一次コーティング）又はロッド（二次コーティング）の形態の試料を使用して測定される。ガラス転移温度は、張力における、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ ＤＭＴＡ ＩＶなどの機器から得られたｔａｎδ曲線のピークを決定することによって、測定される。試料の幅、厚さ、及び長さは、プログラムの「試料形状（Ｓａｍｐｌｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）」のセクションに入力される。試料を取り付けた後、約－８５℃に冷却する。安定後、次のパラメータを使用して温度ランプが実行される：
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．３％
加熱速度：２℃／分
最終温度：１５０℃
初期静的力＝２０．０［ｇ］
静的力＞動的力の差＝１０．０［％］。
周波数：１Ｈｚ
歪み：０．３％
加熱速度：２℃／分
最終温度：１５０℃
初期静的力＝２０．０［ｇ］
静的力＞動的力の差＝１０．０［％］。
【0156】
Ｔｇは、ｔａｎδピークの最大値として定義され、ｔａｎδピークは次のように定義される：
ｔａｎδ＝Ｅ’’／Ｅ’
式中、Ｅ’’は、変形サイクルでの熱としてのエネルギーの損失に比例する損失弾性率であり、Ｅ’は、変形サイクルで保存されるエネルギーに比例する貯蔵弾性率又は弾性率である。
ｔａｎδ＝Ｅ’’／Ｅ’
式中、Ｅ’’は、変形サイクルでの熱としてのエネルギーの損失に比例する損失弾性率であり、Ｅ’は、変形サイクルで保存されるエネルギーに比例する貯蔵弾性率又は弾性率である。
【0157】
二次コーティング組成物の硬化生成物から調製された硬化したロッドのＴｇは、少なくとも約５０℃でありうる。二次コーティングのガラス転移温度は、少なくとも５０℃、又は少なくとも５５℃、又は少なくとも６０℃、又は５５℃～６５℃でありうる。
【0158】
二次組成物は、オリゴマー成分、ウレタンオリゴマー成分、又はウレタンアクリレートオリゴマー成分を欠いていてもよく、モノマー成分は、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、及びエポキシジアクリレートモノマーを含みうる。エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約５０質量％～約９０質量％、又は約６０質量％～約８０質量％、又は約７０質量％～約７５質量％の範囲の量で存在しうる。エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約５質量％～約２０質量％、又は約７質量％～約１５質量％、又は約８質量％～約１２質量％の範囲の量で存在しうる。エポキシジアクリレートモノマーは、約５質量％～約２５質量％、又は約１０質量％～約２０質量％、又は約１２質量％～約１８質量％の範囲の量で存在しうる。
【0159】
二次組成物は、オリゴマー成分、ウレタンオリゴマー成分、又はウレタンアクリレートオリゴマー成分を欠いていてもよく、モノマー成分は、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、及びエポキシジアクリレートモノマーを含みうる。エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約３０質量％～約８０質量％、又は約４０質量％～約７０質量％、又は約５０質量％～約６０質量％の範囲の量で存在しうる。エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約１０質量％～約５０質量％、又は約２０質量％～約４０質量％、又は約２５質量％～約３５質量％の範囲の量で存在しうる。エポキシジアクリレートモノマーは、約５質量％～約２５質量％、又は約１０質量％～約２０質量％、又は約１２質量％～約１８質量％の範囲の量で存在しうる。
【0160】
二次組成物は、オリゴマー成分、ウレタンオリゴマー成分、又はウレタンアクリレートオリゴマー成分を欠いていてもよく、モノマー成分は、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、及びエポキシジアクリレートモノマーを含みうる。エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約４０質量％～約８０質量％、又は約６０質量％～約７０質量％の範囲の量で存在しうる。エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約１質量％～約３０質量％、又は約５質量％～約１０質量％の範囲の量で存在しうる。エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約５質量％～約２０質量％の範囲の量、又は約１０質量％の量で存在しうる。エポキシジアクリレートモノマーは、約５質量％～約２５質量％の範囲の量、又は約１５質量％の量で存在しうる。
【0161】
二次組成物は、オリゴマー成分、ウレタンオリゴマー成分、又はウレタンアクリレートオリゴマー成分を欠いていてもよく、モノマー成分は、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、トリプロピレングリコールジアクリレートモノマー、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマー、及びエポキシジアクリレートモノマーを含みうる。エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約１０質量％～約５０質量％の範囲の量で存在しうる。トリプロピレングリコールジアクリレートモノマーは、約５質量％～約４０質量％の量で存在しうる。エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーは、約１０質量％～約５５質量％の量で存在しうる。エポキシジアクリレートモノマーは、最大で約１５質量％の量で存在しうる。
【0162】
二次組成物は、約４０質量％～８０質量％のエトキシル化（４）ビスフェノールＡモノマー、約０質量％～約３０％のエトキシル化（１０）ビスフェノールＡモノマー、約０質量％～約２５％質量％のエトキシル化（３０）ビスフェノールＡモノマー、約５質量％～１８質量％のエポキシアクリレート、約０質量％～１０質量％のトリシクロデカンジメタノールジアクリレートモノマー、約０．１質量％～４０％の１つ以上の光開始剤、約０質量ｐｐｈ～５質量ｐｐｈのスリップ添加剤；及び０質量ｐｐｈ～約５質量の酸化防止剤を含みうる。二次組成物は、３％以下のオリゴマー、又は１％以下のオリゴマーをさらに含んでよく、あるいは、オリゴマーを欠いていてもよい。エポキシアクリレートはエポキシアクリレートモノマーでありうる。エポキシアクリレートはビスフェノールＡエポキシジアクリレートでありうる。エポキシアクリレートは、修飾されていないエポキシアクリレート、例えば、脂肪酸、アミン、酸、又は芳香族官能基で修飾されていないエポキシアクリレートでありうる。このような組成物は、４５℃で少なくとも約３ポアズの粘度を有してよく、硬化すると、約１４００ＭＰａ～約２１００ＭＰａのヤング率を示しうる。組成物は、少なくとも約５５℃のガラス転移温度を示しうる。モノマー成分は、少なくとも１０のアルコキシ基を有するアルコキシル化ビスフェノールＡジアクリレートモノマーを含みうる。
【0163】
幾つかの実施形態では、二次コーティングは、他の色と区別することができる着色を提供するのに十分な顔料を含む。
【0164】
一次及び二次硬化性組成物は、コーティングされたファイバのガラス部分がプリフォームから線引きされた後に、それに塗布されうる。一次及び二次組成物は、冷却直後に塗布することができる。次に、硬化性組成物を硬化させて、コーティングされた光ファイバを生成することができる。硬化の方法は、用いられる（一又は複数の）コーティング組成物及び重合開始剤の性質に応じて、ガラスファイバ上に塗布された硬化性組成物を紫外線、化学線、マイクロ波放射、又は電子ビームに曝露することなどによる、熱的、化学的、又は放射線誘発性でありうる。線引きプロセスに続いて、一次硬化性組成物と二次硬化性組成物の両方を順番に塗布することが有利でありうる。硬化性組成物の二重層を移動するガラスファイバに塗布する方法は、その開示がここに参照することによって本明細書に組み込まれる、米国特許第４，４７４，８３０号及び同第４，５８５，１６５号の各明細書に開示されている。あるいは、一次硬化性組成物を塗布及び硬化して一次コーティング材料を形成した後に、二次硬化性組成物を塗布及び硬化して二次コーティングを形成してもよい。
【実施例】
【0165】
本明細書に開示される１つ以上の有利な特徴を説明するために、本開示によるさまざまな例示的なコーティングされたファイバを説明し、モデル化する。
【0166】
これらの実施例でモデル化されるコーティングされたファイバは、直径１２５μｍのガラスファイバを含んでいたが、この結果は直径９０μｍ以下のガラスファイバにも同様に適用することができる。ガラスファイバのコアは、３．６～５．４μｍの範囲の半径を有しており、シリカをＧｅＯ２で改質してクラッドに対するコアの屈折率を増加させることによって作ることができる。クラッドは、コアを取り囲み、半径６２．５μｍまで延び、内側クラッド領域及び外側クラッド領域を備えており、ここで、内側クラッド領域は外側クラッドより低い屈折率を有していた。外側クラッドと比較して低い屈折率の内側クラッド領域は、内側クラッドにダウンドーパントであるフッ素をドープすることによって達成することができる。あるいは、内側クラッド領域と比較して高い屈折率の外側クラッド領域は、外側クラッドに塩素、ゲルマニア、アルミナ、チタニア、酸窒化ケイ素、リンなどのアップドーパントをドープすることによって達成することができる。例示的な屈折率分布は、以下にさらに十分に論じられる。
【0167】
一次コーティングの代表的な硬化性組成物Ａ～Ｈが、下記表ＩＩに示されている。
【0168】
【表2】
【0169】
Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０６６はＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓから入手可能なエトキシル化ノニルフェノールアクリレートである。Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４９６０はＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓから入手可能なプロポキシル化ノニルフェノールアクリレートである。ＢＲ３７４１はＤｙｍａｘ Ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓから入手可能な脂肪族ポリエーテルウレタンアクリレートオリゴマーである。Ｎ－ビニルカプロラクタムはＩＳＰ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｉｎｃ．から入手可能である。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）はＢＡＳＦから入手可能な光開始剤である。（３－アクリルオキシプロピル）トリメトキシシランはＧｅｌｅｓｔ社から入手可能な接着促進剤である。ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５（（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］）は、ＢＡＳＦ社から入手可能な酸化防止剤である。ペンタエリスリトールメルカプトプロピオネートは、Ａｌｄｒｉｃｈ社から入手可能な接着促進剤安定化剤である。ＵＶＩＴＥＸ ＯＢ（Ｃ２６Ｈ２６Ｎ２Ｏ２Ｓ、ＣＡＳ Ｎｏ．７１２８－６４－５）は、ＢＡＳＦから入手可能な蛍光増白剤である。
【0170】
一次組成物を調製するため、オリゴマー及び（一又は複数の）モノマーを６０℃で少なくとも１０分間ブレンドする。次に、（一又は複数の）光開始剤及び添加剤を添加してよく、ブレンドを１時間継続することができる。最後に、接着促進剤を、添加してよく、ブレンドは３０分間継続することができる。次に、得られた溶液をファイバのガラス部分に塗布し、ＵＶ硬化させて、一次コーティングを形成することができる。
【0171】
二次コーティングの代表的な硬化性組成物Ｊ～Ｌが下記表ＩＩに示されている。
【0172】
【表3】
【0173】
ＳＲ６０１／Ｐｈｏｔｏｍｅｒ４０２８は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ又はＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なエトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーである。ＣＤ９０３８は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ社から入手可能なエトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーである。Ｐｈｏｔｏｍｅｒ３０１６は、ＩＧＭ Ｒｅｓｉｎｓ社から入手可能なエポキシジアクリレートモノマーである。ＳＲ６０２は、Ｓａｒｔｏｍｅｒ社から入手可能なエトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレートモノマーである。ＩＲＧＡＣＵＲＥ１８４（１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）は、ＢＡＳＦから入手可能な光開始剤である。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）は、ＢＡＳＦから入手可能な光開始剤である。ＤＣ１９０はＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社から入手可能な流体スリップ添加剤である。ＩＲＧＡＮＯＸ１０３５（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）はＢＡＳＦから入手可能な酸化防止剤である。
【0174】
二次組成物は、市販のブレンド装置を使用して、列挙された成分を用いて調製することができる。モノマー成分を計量し、加熱されたケトルに導入し、約５０℃～６５℃の範囲内の温度で一緒にブレンドすることができる。次に、均質な混合物が得られるまで、ブレンドを継続することができる。次に、光開始剤を計量し、ブレンドしながら均質溶液に導入することができる。最後に、残りの成分を計量し、ブレンドしながら溶液に導入することができる。ブレンドは、均質溶液が再度得られるまで継続することができる。次に、均質溶液をファイバの一次コーティング又は一次組成物に塗布し、ＵＶ放射によって硬化させて二次コーティングを形成することができる。
【0175】
表ＩＩ及びＩＩＩに列挙された一次及び二次組成物を硬化することによって達成可能なコーティングと一致した特性を有する、２つのコーティングされたファイバの実施形態６０（実施例Ａ及び実施例Ｂのファイバ）を製造し、次いで評価した。これらのコーティングされたファイバの概略的な断面が図２に示されている。製造した（実施例Ａ及びＢの）ファイバは、コア７０、クラッド８０、一次コーティング９０、及び二次コーティング１００を備えている。クラッド８０は、第１の内側クラッド領域８１、第２の内側クラッド領域８３、及び外側クラッド領域８５を備えている。実施例Ａのファイバ６０は、コア半径ｒ１＝４．７μｍを有するコア７０、約７２μｍの外径２ｒ４を有するガラスクラッド８０、約１２５μｍの外径２ｒ５を有する一次コーティング９０、及び１５５μｍの外径２ｒ６を有する二次コーティング１００を備えている。コアにはゲルマニアがアップドープされ、第１の内側クラッドは実質的に純粋なシリカで構成され、第２の内側クラッドにはフッ素がダウンドープされ、外側クラッドは実質的に純粋なシリカで構成されていた。実施例１のファイバの他のパラメータは次の通りである：
Δ１ＭＡＸ＝０．３８％
ｒ２＝９．２５μｍ
ｒ３＝１４．６２μｍ
Δ３ＭＩＮ＝－０．４２％
Ｖ３，＝－５２．４％－平方μｍ
実施例Ａのファイバのコア及びクラッドについての測定された相対屈折率分布のプロット（純粋なシリカに対するΔ％として表される）が図５に示されている。
Δ１ＭＡＸ＝０．３８％
ｒ２＝９．２５μｍ
ｒ３＝１４．６２μｍ
Δ３ＭＩＮ＝－０．４２％
Ｖ３，＝－５２．４％－平方μｍ
実施例Ａのファイバのコア及びクラッドについての測定された相対屈折率分布のプロット（純粋なシリカに対するΔ％として表される）が図５に示されている。
【0176】
実施例２Ｃのファイバは、コア半径ｒ１＝５．２μｍを有するコア７０、外径２ｒ４＝８０μｍを有するガラスクラッド８０、外径２ｒ５＝１２５μｍを有する一次コーティング９０、及び外径２ｒ６＝１５５μｍを有する二次コーティング１００を備えている。コアにはゲルマニアがアップドープされ、第１の内側クラッドは実質的に純粋なシリカで構成され、第２の内側クラッドにはフッ素がダウンドープされ、外側クラッドは実質的に純粋なシリカで構成されていた。
【0177】
実施例Ｂのファイバ６０の測定された屈折率分布が図６に示されている。実施例２Ｃのファイバの他のパラメータは次の通りである：
Δ１ＭＡＸ＝０．３８％
ｒ２＝１０．３６μｍ
１６．４７μｍ
Δ３ＭＩＮ＝－０．４２％
Ｖ３，＝－６６．９％－平方μｍ
実施例Ｂのファイバ６０のコア及びクラッドについての相対屈折率分布のプロット（純粋なシリカに対するΔ％で表される）が図６に示されている。
Δ１ＭＡＸ＝０．３８％
ｒ２＝１０．３６μｍ
１６．４７μｍ
Δ３ＭＩＮ＝－０．４２％
Ｖ３，＝－６６．９％－平方μｍ
実施例Ｂのファイバ６０のコア及びクラッドについての相対屈折率分布のプロット（純粋なシリカに対するΔ％で表される）が図６に示されている。
【0178】
表ＩＶは、実施例Ａ及びＢによる、製造されたファイバの実施形態の測定したパラメータ／属性を示している。
【0179】
【表4】
【0180】
図７は、実施例Ａのファイバの実施形態及び比較ファイバの波長に対する減衰を示している。比較ファイバは、次のパラメータを有していた：ステップ屈折率分布、Δ１ＭＡＸ＝０．３５％、及びコア半径４．７μｍを有するコア、８０．０μｍのクラッド径、１１０μｍの一次コーティング径、及び１６５μｍの二次コーティング径。このファイバは、１３１０ｎｍの波長におけるＭＦＤ９μｍ、及びファイバカットオフ波長１２００ｎｍを有する。減衰は、出荷用スプールに配備されたファイバを用いて測定した。図７は、実施例Ａのファイバが１３２５～１６５０ｎｍの間のすべての波長について実質的に良好な性能（より低い減衰）をもたらし、１５５０～１６５０ｎｍの波長でははるかに良好な性能をもたらすことを示している。
【0181】
図８は、実施例Ｂのファイバの実施形態及び上述の比較ファイバについての波長に対する減衰を示している。図８は、実施例Ｂのファイバが１３２５～１６５０ｎｍの間のすべての波長について実質的に良好な性能（より低い減衰）をもたらし、１４５０～１６５０ｎｍの波長でははるかに良好な性能をもたらすことを示している。
【0182】
図９は、上述の実施例Ｂのファイバについてのマクロベンド誘発性の損失を示している。実施例Ｂのファイバを直径１０ｍｍのマンドレルに２回巻き付けたときのマクロベンド誘発性の損失を測定した。測定されたマクロベンド誘導性減衰は、１５５０ｎｍの波長で０．１ｄＢ／ターン、及び１６２５ｎｍの波長で０．１９ｄＢ／ターンである。
【0183】
特に明記しない限り、本明細書に記載の任意の方法は、その工程が特定の順序で実行されることを必要とすると解釈されることは、決して意図していない。したがって、方法クレームがその工程が従うべき順序を実際に列挙していないか、又は工程が特定の順序に限定されるべきであることが特許請求の範囲又は明細書に具体的に述べられていない場合には、いかなる特定の順序も、推測されることは、決して意図していない。
【0184】
本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、さまざまな修正及び変更を加えることができることは、当業者にとって明らかであろう。本発明の精神及び本質を組み込んだ開示された実施形態の修正の組合せ、部分組合せ、及び変形は、当業者に想起されうることから、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの等価物の範囲内のあらゆるものを含むと解釈されるべきである。
【0185】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【0186】
実施形態１
光ファイバにおいて、
外径ｒ１を有するコア；
前記コアを取り囲むクラッドであって、４５μｍ未満の外径ｒ４を有するクラッド；
前記クラッドを取り囲む一次コーティングであって、外径ｒ５及び厚さｔＰ＞８μｍ、その場弾性率ＥＰ（ＥＰは０．３５ＭＰａ以下である）、並びにばね定数χｐ＜１．６ＭＰａ（χｐ＝２ＥＰｒ４／ｔＰである）を有する一次コーティング；及び
前記一次コーティングを取り囲む二次コーティングであって、外径ｒ６及び厚さｔＳ＝ｒ６－ｒ５、並びに１２００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する二次コーティング
を備えており、ここで、
ｔＳは１０μｍ超であり、前記外径ｒ６は８５μｍ以下であり、前記ファイバは、１３１０ｎｍで８．２μｍ超のモードフィールド径ＭＦＤ、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長を有しており、かつ
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに、１５５０ｎｍの波長において１．０ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す、
ファイバ。
光ファイバにおいて、
外径ｒ１を有するコア；
前記コアを取り囲むクラッドであって、４５μｍ未満の外径ｒ４を有するクラッド；
前記クラッドを取り囲む一次コーティングであって、外径ｒ５及び厚さｔＰ＞８μｍ、その場弾性率ＥＰ（ＥＰは０．３５ＭＰａ以下である）、並びにばね定数χｐ＜１．６ＭＰａ（χｐ＝２ＥＰｒ４／ｔＰである）を有する一次コーティング；及び
前記一次コーティングを取り囲む二次コーティングであって、外径ｒ６及び厚さｔＳ＝ｒ６－ｒ５、並びに１２００ＭＰａ以上のその場弾性率ＥＳを有する二次コーティング
を備えており、ここで、
ｔＳは１０μｍ超であり、前記外径ｒ６は８５μｍ以下であり、前記ファイバは、１３１０ｎｍで８．２μｍ超のモードフィールド径ＭＦＤ、１３１０ｎｍ未満のファイバカットオフ波長を有しており、かつ
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルに巻き付けたときに、１５５０ｎｍの波長において１．０ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す、
ファイバ。
【0187】
実施形態２
ｔＳ＞１２μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
ｔＳ＞１２μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【0188】
実施形態３
２４μｍ≦ｒ４≦４５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
２４μｍ≦ｒ４≦４５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【0189】
実施形態４
３８μｍ≦ｒ４≦４２μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
３８μｍ≦ｒ４≦４２μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【0190】
実施形態５
３０μｍ≦ｒ４≦３５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
３０μｍ≦ｒ４≦３５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【0191】
実施形態６
ｒ６≦７５μｍである、実施形態３に記載のファイバ。
ｒ６≦７５μｍである、実施形態３に記載のファイバ。
【0192】
実施形態７
７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである、実施形態４に記載のファイバ。
７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである、実施形態４に記載のファイバ。
【0193】
実施形態８
６０μｍ≦ｒ６≦６５μｍである、実施形態５に記載のファイバ。
６０μｍ≦ｒ６≦６５μｍである、実施形態５に記載のファイバ。
【0194】
実施形態９
３９μｍ≦ｒ４≦４１μｍ及び７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである、実施形態２に記載のファイバ。
３９μｍ≦ｒ４≦４１μｍ及び７５μｍ≦ｒ６≦８５μｍである、実施形態２に記載のファイバ。
【0195】
実施形態１０
３０μｍ≦ｒ４≦３２．５μｍ及び６０μｍ≦ｒ６≦７５μｍである、実施形態５に記載のファイバ。
３０μｍ≦ｒ４≦３２．５μｍ及び６０μｍ≦ｒ６≦７５μｍである、実施形態５に記載のファイバ。
【0196】
実施形態１１
χＰ≦１．３ＭＰａである、実施形態１から１０のいずれかに記載のファイバ。
χＰ≦１．３ＭＰａである、実施形態１から１０のいずれかに記載のファイバ。
【0197】
実施形態１２
χＰ≦１．０ＭＰａである、実施形態１から７のいずれかに記載のファイバ。
χＰ≦１．０ＭＰａである、実施形態１から７のいずれかに記載のファイバ。
【0198】
実施形態１３
０．５≦ｔＰ／ｔＳ≦１．５である、実施形態１から１２のいずれかに記載のファイバ。
０．５≦ｔＰ／ｔＳ≦１．５である、実施形態１から１２のいずれかに記載のファイバ。
【0199】
実施形態１４
ＭＦＤが１３１０ｎｍで８．６μｍ超である、実施形態１から３のいずれかに記載のファイバ。
ＭＦＤが１３１０ｎｍで８．６μｍ超である、実施形態１から３のいずれかに記載のファイバ。
【0200】
実施形態１５
前記クラッドが、外径ｒ２及び相対屈折率Δ２を有する第１の内側クラッド領域と、前記第１の内側クラッド領域を取り囲み、外径ｒ３を有する第２の内側クラッド領域とを備えており、前記第２の内側クラッド領域が、最小値Δ３ＭＩＮを有する相対屈折率Δ３を有し、Δ３ＭＩＮ＜－０．２％である、実施形態１から１４のいずれかに記載のファイバ。
前記クラッドが、外径ｒ２及び相対屈折率Δ２を有する第１の内側クラッド領域と、前記第１の内側クラッド領域を取り囲み、外径ｒ３を有する第２の内側クラッド領域とを備えており、前記第２の内側クラッド領域が、最小値Δ３ＭＩＮを有する相対屈折率Δ３を有し、Δ３ＭＩＮ＜－０．２％である、実施形態１から１４のいずれかに記載のファイバ。
【0201】
実施形態１６
前記第１の内側クラッド領域が前記コアに直接隣接しており、前記相対屈折率Δ２が、前記コアの外径ｒ１と前記外径ｒ２との間で実質的に一定である、実施形態１５に記載のファイバ。
前記第１の内側クラッド領域が前記コアに直接隣接しており、前記相対屈折率Δ２が、前記コアの外径ｒ１と前記外径ｒ２との間で実質的に一定である、実施形態１５に記載のファイバ。
【0202】
実施形態１７
－０．０５≦Δ２≦０．５である、実施形態１５に記載のファイバ。
－０．０５≦Δ２≦０．５である、実施形態１５に記載のファイバ。
【0203】
実施形態１８
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルを中心に回転したときに、１５５０ｎｍの波長において０．５ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す、請求項１から１７のいずれか一項に記載のファイバ。
前記ファイバが、直径１０ｍｍのマンドレルを中心に回転したときに、１５５０ｎｍの波長において０．５ｄＢ／ターン未満の曲げ損失を示す、請求項１から１７のいずれか一項に記載のファイバ。
【0204】
実施形態１９
前記一次コーティングが０．３ＭＰａ以下のその場弾性率を有する、実施形態１から１８のいずれかに記載のファイバ。
前記一次コーティングが０．３ＭＰａ以下のその場弾性率を有する、実施形態１から１８のいずれかに記載のファイバ。
【0205】
実施形態２０
前記二次コーティングが１８００ＭＰａ以上のその場弾性率を有する、実施形態１に記載のファイバ。
前記二次コーティングが１８００ＭＰａ以上のその場弾性率を有する、実施形態１に記載のファイバ。
【0206】
実施形態２１
ｒ４が３８～４２μｍであり、ｒ５が６０μｍ～６５μｍであり、ｒ６が７７．５μｍ～８２．５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
ｒ４が３８～４２μｍであり、ｒ５が６０μｍ～６５μｍであり、ｒ６が７７．５μｍ～８２．５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【0207】
実施形態２２
ｒ４が３８μｍ～４２μｍであり、ｒ５が４５μｍ～５５μｍであり、ｒ６が６０μｍ～６５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
ｒ４が３８μｍ～４２μｍであり、ｒ５が４５μｍ～５５μｍであり、ｒ６が６０μｍ～６５μｍである、実施形態１に記載のファイバ。
【符号の説明】
【0208】
１０ ファイバ
２０，７０ コア
３０，８０ クラッド
３３ 内側クラッド領域
３７ 外側クラッド領域
４０，９０ 一次コーティング
５０，１００ 二次コーティング
６０ ファイバ
８１ 第１の内側クラッド領域
８３ 第２の内側クラッド領域
８５ 外側クラッド領域
２０，７０ コア
３０，８０ クラッド
３３ 内側クラッド領域
３７ 外側クラッド領域
４０，９０ 一次コーティング
５０，１００ 二次コーティング
６０ ファイバ
８１ 第１の内側クラッド領域
８３ 第２の内側クラッド領域
８５ 外側クラッド領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】