專利名稱：著色光纖和包含所述光纖的帶狀光纖組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及包括內(nèi)部涂層和著色涂層進(jìn)而被稱為著色光纖的光纖和包括眾多所述的著色光纖的光纖帶。
光學(xué)玻璃纖維通常被涂上兩層重疊的輻射固化的涂層，這兩個(gè)涂層一起形成所謂的主涂層或主涂層系統(tǒng)。與玻璃直接接觸的涂料層(簡(jiǎn)稱“涂層”)被稱為內(nèi)部主涂層，重疊在帶涂層的纖維的暴露表面上的涂層被稱為外部主涂層。內(nèi)部主涂層也可以叫做主涂層；于是，外部主涂層被稱為次涂層。兩種定義可互換地使用。
內(nèi)部主涂層通常是比較軟的材料，而外部主涂層是比較硬的材料。主涂層系統(tǒng)是為了提供對(duì)玻璃纖維的環(huán)境保護(hù)和對(duì)能導(dǎo)致纖維的信號(hào)傳輸能力衰減并因此不受歡迎的眾所周知的微彎曲現(xiàn)象的抵抗而設(shè)計(jì)的。除此之外，主涂層系統(tǒng)是為了提供所需的對(duì)諸如在纖維經(jīng)受電纜布線操作時(shí)遇到的那些實(shí)際操作力的抵抗而設(shè)計(jì)的。
一般地說，主涂層系統(tǒng)在光纖的拉制過程中就被加到光纖上。
在光纖的遠(yuǎn)程通信應(yīng)用中，為了獲得最大的效率，多條個(gè)別的涂層纖維束可以被包裝成諸如光纖帶和光纜之類比較大的結(jié)構(gòu)。然而，在把纖維制成光纖帶和光纜之后，個(gè)別的纖維束必須能夠如此輕易地被區(qū)分開，以致它們?cè)谥T如安裝和修理的時(shí)候能夠被正確識(shí)別。光纜的幾何形狀和/或著色代碼可以被用來在復(fù)雜的光纜中區(qū)分和識(shí)別個(gè)別纖維。
雖然一些方法能夠用來對(duì)纖維進(jìn)行顏色編碼，但是顏色編碼或者需要在制作光纜和/或光纖帶之前放在主涂層纖維上的薄薄的著色層(大約10微米或10微米以下)，也叫做墨水組合物，或者需要在內(nèi)部主涂層上涂一層著色的外部主涂層。
通常，把著色的外部主涂層涂到內(nèi)部主涂層上的過程發(fā)生在光纖的拉制過程中。另一方面，把著色層涂到帶主涂層的光纖上的過程通常發(fā)生在生產(chǎn)帶主涂層的光纖之后的獨(dú)立的生產(chǎn)線上。
為了簡(jiǎn)明扼要，在本說明書的下文中術(shù)語(yǔ)“內(nèi)部涂層”將表示圍繞著光纖的玻璃部分沉積的涂層，因此要么包括“內(nèi)部主涂層”要么包括“主涂層系統(tǒng)”(即，由內(nèi)部的和外部的主涂層組成的)。然后，所述的內(nèi)部涂層又被涂上一層著色涂層。術(shù)語(yǔ)“著色涂層組合物”、“著色層”、“墨水層”和“墨水組合物”在這份說明書中到處被互換地使用。
為了獲得最大的生產(chǎn)速度，帶狀的光纖帶是通過把至少兩條被個(gè)別顏色編碼的纖維埋在如內(nèi)部的和外部的主涂層那樣可輻射固化的支撐基質(zhì)材料中制備的。例如，光纖帶可能包含4到12根著色纖維?；|(zhì)材料能包裹顏色編碼的光學(xué)玻璃纖維，或者基質(zhì)材料能將玻璃纖維邊緣粘結(jié)到一起?；|(zhì)材料的固化發(fā)生在通過加著色涂層完成了纖維的顏色編碼之后的成帶階段。因此，在光纖帶的設(shè)計(jì)中，墨水層駐留在光纖帶的基質(zhì)材料和纖維的外部主涂層之間。
這意味著墨水層的界面特性(例如，表面能、粘附力)必須受到仔細(xì)控制，以便適當(dāng)?shù)嘏c基質(zhì)材料和外部主涂層兩者一起在帶狀結(jié)構(gòu)中起作用。具體地說，固化的基質(zhì)材料被適當(dāng)?shù)貏兊裟畬?易磨損(break-out))的能力是技術(shù)上的重要考慮。光纖帶的磨損通常是通過機(jī)械力實(shí)現(xiàn)的，盡管由于經(jīng)常使用溶劑化學(xué)軟化基質(zhì)也是已知的。
光纖的顏色編碼可以以多達(dá)12種或12種以上的顏色為基礎(chǔ)。雖然光纖墨水最初是基于溶劑的或熱固性的墨水，但是最近一段時(shí)間可輻射固化的墨水已被用來增加著墨程序的速度。在這些墨水組合物中，色料被分散在可輻射固化的載體或基礎(chǔ)組合物中。
隨著對(duì)帶涂層的光學(xué)玻璃纖維的要求逐漸提高，制造者必須通過添加更多的纖維拉制生產(chǎn)線和通過嘗試提高現(xiàn)有的纖維拉制/著色生產(chǎn)線的線性的線速度做出反應(yīng)。在后一種情況下，確定線速度上限的一個(gè)因素將是就給定的輻射源和強(qiáng)度而言可輻射固化的墨水組合物的固化速率特性。
如果將線速度增加到不提供可輻射固化的墨水組合物的固化速率的時(shí)間需求的程度，可輻射固化的墨水組合物將得不到足以引起可輻射固化的墨水組合物的完全固化或交聯(lián)的輻射量。
線性的生產(chǎn)線速度通常與照在光學(xué)玻璃纖維上的輻射量呈反比。換言之，當(dāng)生產(chǎn)線速度被提高時(shí)，在生產(chǎn)過程中可輻射固化的墨水組合物的輻射暴光量就給定的輻射源而言將必然減少?？奢椛涔袒哪M合物的不完全固化是不符合要求的而且必須予以避免，因?yàn)轭A(yù)期的墨水涂層性質(zhì)可能實(shí)現(xiàn)不了，和/或不完全固化的墨水涂層可能保持粘合性(在后面的處理中引起問題)，或者惡臭氣味可能出現(xiàn)，而且還可能不合乎要求地增加認(rèn)為已固化的墨水涂層中的可提取成份。
一般地說，可輻射固化的墨水涂層組合物以比可輻射固化的外部主涂層組合物緩慢得多的速率固化。
人們相信存在于墨水組合物中的色料對(duì)墨水涂層較緩慢的固化速度有貢獻(xiàn)。因此，需要提高墨水的固化速度。
盡管墨水組合物必須有非?？斓墓袒俣葋肀ＷC墨水涂層在高速拉制/著色線上完全固化，但是增加固化速度不應(yīng)該以犧牲墨水涂層的其它的重要性質(zhì)(例如提供適當(dāng)?shù)囊啄p性能)為代價(jià)。易磨損性能是固化后的墨水涂層在不將墨水層與外部主涂層分開的情況下與基質(zhì)材料分開的能力，以便在諸如架設(shè)光纜/光纖的連接操作期間提供易于訪問裝在光纖帶組件里面的個(gè)別帶涂層的光學(xué)玻璃纖維的通路。
所以，為了提供易于訪問纖維的通路，可輻射固化的墨水組合物應(yīng)該優(yōu)選呈現(xiàn)可適應(yīng)的粘附力性能，以便在外部主涂層和墨水涂層之間提供比在墨水涂層和基質(zhì)材料之間強(qiáng)的粘附力。
國(guó)際專利申請(qǐng)公開第WO98/50317號(hào)揭示一種包括著色光纖的光纖帶組件，其中所述光纖的著色涂層是由以在墨水涂層和基質(zhì)材料之間提供比在所述的墨水涂層和在光纖上打底的內(nèi)部涂層之間低的粘附力水平的方式選定的可輻射固化的系統(tǒng)形成的，該系統(tǒng)包含低聚物、單體和至少一種光引發(fā)劑的混合物。
專利申請(qǐng)EP-A-614099描述在集束層和著色層之間使用諸如硅油或氟樹脂之類的防粘劑。具體地說，當(dāng)使用大量的硅氧烷樹脂的時(shí)候，產(chǎn)生的液體中的不相容性和固化后基質(zhì)組合物中的瑕疵引起光線衰減的結(jié)果。
日本專利申請(qǐng)公開JP-A-01022976描述一種包括烷氧基化的雙酚A二丙烯酸酯低聚物、三官能團(tuán)的反應(yīng)性稀釋劑和均裂光引發(fā)劑的可輻射固化的墨水組合物。
在本申請(qǐng)中，耐水浸泡性指的是纖維暴露于水中時(shí)維持其實(shí)質(zhì)上未被改變的光學(xué)和機(jī)械參數(shù)的能力。這種性質(zhì)可以是通過測(cè)量通過浸沒在水中的光纖的傳輸?shù)男盘?hào)的衰減值的變化確定的。在下文中，提及光纖的水浸泡性時(shí)，術(shù)語(yǔ)“光纖”在其意義范圍內(nèi)包括光纖本身或者配置在基質(zhì)材料內(nèi)形成光纖帶的光纖。依照本申請(qǐng)人的觀察，具有良好的水浸性的纖維是那些在預(yù)定的溫度下在水中浸沒預(yù)定的時(shí)間其衰減值實(shí)質(zhì)上保持不變的纖維。
具體地說，當(dāng)纖維在60℃的溫度下浸沒在水中時(shí)，實(shí)測(cè)的衰減值的變化應(yīng)該持續(xù)至少兩個(gè)星期小于大約0.05分貝/千米(db/km)。事實(shí)上，如同本申請(qǐng)人觀察到的那樣，在不足兩個(gè)星期的測(cè)試期內(nèi)呈現(xiàn)超過0.05分貝/千米的增加的纖維不能在它們的整個(gè)使用壽命期間保證可靠的光學(xué)性能。
雖然不希望受任何特定的理論約束，但是我們相信浸沒在水中的光纖的衰減值的增加能夠與水可能在兩個(gè)涂料層之間的界面滲透這一事實(shí)相關(guān)，因此確定了可能引起增加傳輸信號(hào)衰減的可能的微彎曲現(xiàn)象。
申請(qǐng)者業(yè)已進(jìn)一步觀察到盡管用著色層涂布過的纖維在作為單一的纖維進(jìn)行測(cè)試時(shí)可能呈現(xiàn)良好的水浸性能，但是同樣的纖維涂上基質(zhì)材料形成光纖帶時(shí)可能具有無法接受的性質(zhì)。如同申請(qǐng)者觀察到的那樣，在著色層和基質(zhì)層之間的界面就光纖帶的水浸性而言是最關(guān)鍵的界面。所以，為了避免水在這兩個(gè)膜層的界面滲透，在光纖的整個(gè)使用壽命期間應(yīng)該實(shí)現(xiàn)和維持著色層和基質(zhì)層之間比較好的粘附力。
因此，在良好的脫離性質(zhì)的需求和良好的水浸性質(zhì)的需求之間存在著如此明顯的對(duì)立。當(dāng)?shù)谝环N性質(zhì)要求在著色層和基質(zhì)之間有較低程度的粘附力的時(shí)候，第二種性質(zhì)要求在兩個(gè)膜層之間有相當(dāng)好的粘附力，使之不受由于水的存在造成的衰減的影響。
已辨認(rèn)出上述問題，申請(qǐng)者現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)有可能優(yōu)化光纖的脫離性質(zhì)和水浸性質(zhì)，尤其是當(dāng)為了實(shí)現(xiàn)這兩種性質(zhì)的可接受的值，所述的光纖通過適當(dāng)?shù)嘏渲谱鳛橹繉討?yīng)用的樹脂組合物被安排在光纖帶里面的時(shí)候。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及包括內(nèi)部涂層和圍繞著所述的內(nèi)部涂層沉積的著色涂層的光纖，其中當(dāng)所述的纖維被涂上一層基質(zhì)材料并且被組裝成光纖帶的時(shí)候- 所述的著色涂層對(duì)內(nèi)部涂層的粘附力程度高于對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度；以及- 組裝成所述的光纖帶的所述的光纖在60℃的水中老化至少兩個(gè)星期之后以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的組裝起來的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及包括眾多用基質(zhì)材料粘結(jié)在一起的光纖的光纖帶，所述的纖維包括內(nèi)部涂層和圍繞著所述的內(nèi)部涂層沉積的著色涂層，其中所述的著色涂層對(duì)內(nèi)部涂層的粘附力程度高于對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度，然而所述的對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度是足夠高的，以致所述的光纖體現(xiàn)出在60℃的水中老化至少兩個(gè)星期之后在以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面相對(duì)于在老化之前實(shí)測(cè)的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
優(yōu)選的是組裝起來的纖維在60℃水中老化至少一個(gè)月之后以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減增加不足大約0.05分貝/千米。更優(yōu)選的是纖維在60℃水中被老化至少兩個(gè)月不呈現(xiàn)所述的衰減的增加，特別優(yōu)選的是老化至少四個(gè)月不呈現(xiàn)所述的衰減的增加。
優(yōu)選的是所述的內(nèi)部涂層包括內(nèi)部主涂層和外部主涂層，而著色涂層有大約3到大約10微米的厚度。
本發(fā)明的第三方面涉及包括可輻射固化的內(nèi)部涂層和圍繞著所述的內(nèi)部涂層沉積的可輻射固化的著色涂層的光纖，其中所述的著色涂層包括(A)按重量計(jì)40-60％的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、或兩者混合物；(B1)按重量計(jì)15-30％的烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑；(B2)按重量計(jì)5-25％的三官能團(tuán)的丙烯酸酯稀釋劑；(C)按重量計(jì)6-20％的由按重量計(jì)不足4％的二苯酮和至少兩種不同的均裂自由基光引發(fā)劑組成的光引發(fā)劑系統(tǒng)(D)按重量計(jì)1-9％的基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑；以及(E)按重量計(jì)1-15％的干色料；其中所述的組合物包括按重量計(jì)不足5％的基于氨基甲酸酯的丙烯酸酯，借此，如果所述的纖維被涂上可輻射固化的基質(zhì)材料并且被組裝成光纖帶，那么所述的光纖展現(xiàn)出在60℃水中老化至少兩個(gè)星期之后，以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的組裝起來的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
優(yōu)選的是成份(C)的兩種均裂光引發(fā)劑在它們各自的光敏度方面不一致。
優(yōu)選的是所述的可輻射固化的著色涂層組合物進(jìn)一步包括按重量計(jì)不足3％的N-乙烯基己內(nèi)酰胺。
優(yōu)選的是所述的可輻射固化的著色涂層組合物包括三羥甲基丙烷三丙烯酸酯作為三官能團(tuán)的丙烯酸酯稀釋劑(B2)。
依照特別優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的可輻射固化的著色涂層組合物基本上由下述成份組成(A)按重量計(jì)40-60％的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯或兩者的混合物，(B1)按重量計(jì)15-30％的烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑，(B2)按重量計(jì)5-25％的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，(C)按重量計(jì)6-20％的由按重量計(jì)不足4％的二苯酮和至少兩種均裂自由基光引發(fā)劑組成的光引發(fā)劑系統(tǒng)，(D)按重量計(jì)1-9％的基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑，和(E)按重量計(jì)1-15％的干色料。
優(yōu)選的是上述的烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑(B1)是乙氧基化的脂肪族二醇二丙烯酸酯。
優(yōu)選的是上述的成份(D)是基于非反應(yīng)性的聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑。本發(fā)明的詳細(xì)描述依照本發(fā)明適合用來形成在光纖中使用的墨水組合物的可輻射固化的載體系統(tǒng)包含一種或多種有至少一個(gè)暴露于光化輻射中能夠聚合的官能團(tuán)的可輻射固化的低聚物或單體。適當(dāng)?shù)目奢椛涔袒牡途畚锘騿误w現(xiàn)在是眾所周知的并且在本領(lǐng)域技術(shù)范圍內(nèi)。通常，所用的可輻射固化的官能度是能夠優(yōu)選通過自由基聚合反應(yīng)聚合的不飽和烯鍵。優(yōu)選至少大約80mole％，更優(yōu)選至少大約90mole％，而且最優(yōu)選實(shí)質(zhì)上全部出現(xiàn)在低聚物中的可輻射固化的官能團(tuán)是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。為了簡(jiǎn)單，遍及本申請(qǐng)使用的術(shù)語(yǔ)“丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯兩種官能度。
適當(dāng)?shù)目奢椛涔袒哪M合物基本上由按重量計(jì)大約1％到大約80％的至少一種可輻射固化的低聚物(A)組成?；谀M合物的總重量，可輻射固化的低聚物的優(yōu)選數(shù)量包括按重量計(jì)從大約20％到大約70％。
單、雙、三、四和更高官能度的低聚物的混合物能夠被用來實(shí)現(xiàn)所需要的性質(zhì)平衡，其中官能度指的是存在于低聚物中的可輻射固化的官能團(tuán)的數(shù)目。低聚物通常包括有可輻射固化的官能團(tuán)與它鍵合的含碳的主鏈結(jié)構(gòu)。
適當(dāng)?shù)暮贾麈湹睦影ň勖选⒕巯N、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚丙烯酸酯。含碳主鏈的大小可以是為了提供所需要的分子量而被選定的。低聚物的數(shù)均分子量通常介于大約500和大約10,000之間、優(yōu)選介于大約500和大約7,000之間、最優(yōu)選介于大約1,000和大約5,000之間。
例如，低聚物的含碳主鏈可以包括芳基和開環(huán)的環(huán)氧基或烷氧基。低聚物可以用諸如R-Ar-R或R-L-Ar-L-R之類的通式表達(dá)，其中R是可輻射固化的官能團(tuán)，Ar是包含芳基的部分，而L是連接基團(tuán)。
適當(dāng)?shù)倪B接基團(tuán)的例子包括諸如乙氧基、丙氧基、丁氧基之類的烷氧基或開環(huán)的環(huán)氧基和它們的重復(fù)單元。L也可以是氨基甲酸酯或脲連接基團(tuán)，但是優(yōu)選實(shí)質(zhì)上沒有氨基甲酸酯或脲基團(tuán)存在，具體地說，按重量計(jì)少于大約5％，更優(yōu)選按重量計(jì)少于大約3％。
例如，芳基可能是從雙酚單元衍生的，例如雙酚A或雙酚F。
優(yōu)選的低聚物是已與丙烯酸酯官能團(tuán)鍵合的雙酚A的二縮水甘油醚衍生物。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，依照本發(fā)明可輻射固化的低聚物(A)是任何包括實(shí)質(zhì)上沒有氨基甲酸酯丙烯酸酯并且富含環(huán)氧丙烯酸酯的烯鍵不飽和基團(tuán)的低聚物。優(yōu)選的是低聚物是雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯。
基于可光致固化的著色組合物總重量，低聚物的數(shù)量按重量計(jì)優(yōu)選從大約30％到70％，更優(yōu)選從大約40％大約60％。
進(jìn)而對(duì)于前面指出的傳統(tǒng)的低聚物，申請(qǐng)者已發(fā)現(xiàn)當(dāng)所述的著色層包括改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯的時(shí)候能夠獲得著色層的特別有價(jià)值的粘附力性質(zhì)，所述的改性能夠增加著色涂層的疏水性和/或?qū)?nèi)部涂層的粘附力特性。所述的改性雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯優(yōu)選是脂肪酸改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯。
依照特別地優(yōu)選的實(shí)施方案，所述的著色組合物的低聚物是雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯和改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯的混合物，未改性的和改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯之間的比例從大約0.8∶1到大約1∶1。
依照另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，未改性的和改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯之間的比例按重量計(jì)從大約2.4∶1到大約2.2∶1，更優(yōu)選大約2.3∶1，這樣具有改進(jìn)的性質(zhì)平衡的著色層能夠?qū)崿F(xiàn)。具體地說，能夠獲得具有改進(jìn)的耐MEK性的著色層。
市售的(改性的)雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯的例子是Ebecryl 3700(UCB)或CN-120(Sartomer)，后者具有大約1300的分子量，而且在固化時(shí)具有大約65℃的Tg。改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯是買得到的，例如Ebecryl 3702(UCB)，固化時(shí)具有大約56℃的Tg，以及CN-116(Sartomer)。
可輻射固化的載體系統(tǒng)也可能包含一種或多種用來調(diào)整粘度的反應(yīng)性稀釋劑(B)。反應(yīng)性稀釋劑可以是具有至少一個(gè)暴露于光化輻射之中時(shí)能夠聚合的官能團(tuán)的低粘度單體。這個(gè)官能團(tuán)可能與在可輻射固化的低聚物中使用的官能團(tuán)具有相同的性質(zhì)。優(yōu)選的是每種反應(yīng)性稀釋劑的官能團(tuán)都能夠與存在于其它的可輻射固化的稀釋劑或低聚物上的可輻射固化的官能團(tuán)共聚。所用的反應(yīng)性稀釋劑可以是單和/或多官能的，優(yōu)選(甲基)丙烯酸酯官能的。
適當(dāng)?shù)目奢椛涔袒哪M合物包括按重量計(jì)從大約1％到大約80％的至少一種可輻射固化的稀釋劑?；谀M合物的總重量，可輻射固化的稀釋劑的優(yōu)選劑量為按重量計(jì)從大約10％到大約60％，更優(yōu)選從大約20到大約55％。
通常，每種反應(yīng)性稀釋劑都具有小于大約550的分子量和小于大約500mPas的粘度。
例如，反應(yīng)性稀釋劑可以是具有丙烯酸酯或乙烯基醚官能度和C4-C20烷基或聚醚部分的單體或單體混合物。優(yōu)選的是實(shí)質(zhì)上沒有一丙烯酸酯存在，但是可以有非丙烯酸酯官能的單體稀釋劑，后者能夠與存在于可輻射固化的單體或低聚物上的可輻射固化的官能團(tuán)反應(yīng)。這樣的非丙烯酸酯官能的單體稀釋劑的例子是N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內(nèi)酰胺等。
這些N-乙烯基單體優(yōu)選按重量計(jì)以介于大約1％和大約20％之間的量存在，更優(yōu)選按重量計(jì)少于大約10％。
反應(yīng)性稀釋劑還可以包括有兩個(gè)或兩個(gè)以上能聚合的官能團(tuán)的稀釋劑。這樣的單體實(shí)例包括C2-C18烴二醇二丙烯酸酯、C4-C18烴二乙烯基醚，C3-C18烴三丙烯酸酯和它們的聚醚類似物等，例如，1，6-己二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二乙烯基醚、三甘醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯和三丙二醇二丙烯酸酯。
這樣的多官能團(tuán)的反應(yīng)性稀釋劑優(yōu)選(甲基)丙烯酸酯官能團(tuán)的，優(yōu)選二官能團(tuán)的(成份(B1))和三官能團(tuán)的(成份(B2))。
優(yōu)選的是使用烷氧基化的脂肪族的多丙烯酸酯，例如乙氧基化的己二醇二丙烯酸酯、丙氧基化的甘油基三丙烯酸酯或丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
優(yōu)選的二丙烯酸酯的例子是烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯、更優(yōu)選的是丙氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯、特別優(yōu)選的是丙氧基化的新戊基乙二醇二丙烯酸酯。
優(yōu)選的三丙烯酸酯的例子是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
更高官能度的反應(yīng)性稀釋劑的例子在前面已被引證過。
在本發(fā)明的墨水組合物中使用的光引發(fā)劑優(yōu)選諸如Norrish I型和II型光引發(fā)劑之類的自由基光引發(fā)劑。
在本發(fā)明墨水涂層組合物中使用的光引發(fā)劑(C)當(dāng)中至少有一種是通過劈開分子內(nèi)的鍵操作的均裂碎裂光引發(fā)劑(也被稱為Norrish I型光引發(fā)劑)。
適當(dāng)?shù)腎型(均裂)光引發(fā)劑的例子是苯偶姻的衍生物、羥甲基苯偶姻和4-苯甲酰-1，3-二氧戊環(huán)的衍生物、苯偶?？s酮、α，α-二烷氧基-苯乙酮、α-羥基苯烷酮、α-氨基苯烷酮、?；趸?、?；蚧ⅰ-?；?α-肟酮、鹵代苯乙酮的衍生物和苯甲酰二芳基氧化膦。
適當(dāng)?shù)腎型光引發(fā)劑的商品實(shí)例是Darocur 1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮，作為活性成份)、Irgacure 184(羥基-環(huán)己基苯基酮，作為活性成份)、Irgacure 907(2-甲基-1-[4-甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙基-1-酮)、Irgacure 369(2-芐基-2-二甲氨基-1-(嗎啉代苯基)-丁酮-1，作為活性成份)、諸如BASF的Lucirin TPO(2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基氧化膦)或Ciba Geigy的Irgacure 1700(雙(2，6-二甲氧基-苯甲酰)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦)之類的?；?。
I型光引發(fā)劑的混合物也可以使用。
適當(dāng)?shù)腎I型(奪氫)光引發(fā)劑的例子是諸如二苯酮、呫噸酮之類的芳族酮，二苯酮的衍生物、米蚩酮、噻噸酮和像ITX(異丙基硫雜蒽酮)那樣的其它的呫噸酮衍生物等等。這些光引發(fā)劑的化學(xué)衍生物和組合也可以使用。二苯酮的量?jī)?yōu)選按重量計(jì)不足大約4％、更優(yōu)選按重量計(jì)不足大約3％、特別優(yōu)選按重量計(jì)不足大約2.5％。
II型光引發(fā)劑通常與胺類增效劑一起使用。然而，依照本發(fā)明的墨水組合物實(shí)質(zhì)上不包含胺類增效劑，優(yōu)選其數(shù)量按重量計(jì)不足大約1％，而且更優(yōu)選按重量計(jì)不足大約0.1％。
本發(fā)明的可輻射固化的墨水組合物包括按重量計(jì)從大約6％到大約20％的光引發(fā)系統(tǒng)(C)。優(yōu)選的是，所述的光引發(fā)系統(tǒng)(C)包括至少兩種均裂光引發(fā)劑，更優(yōu)選三種均裂光引發(fā)劑。優(yōu)選的是，光引發(fā)劑系統(tǒng)(C)的至少兩種均裂光引發(fā)劑在它們各自的光敏性方面不一致。
均裂光引發(fā)劑的數(shù)量?jī)?yōu)選按重量計(jì)從大約8％到大約10％，更優(yōu)選按重量計(jì)從大約6％到大約8％。
就有色料存在時(shí)最佳的固化速度而言，有利的是結(jié)合?；趸⒐庖l(fā)劑和一種或多種諸如2-甲基-1-[4-甲硫基)苯基]-2-嗎啉代丙烷-1-酮和/或2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮之類的其它的光引發(fā)劑。
任何適合制作可輻射固化的墨水組合物的無機(jī)和有機(jī)色料(E)都可以在本發(fā)明中使用。優(yōu)選的色料是吸收可見波長(zhǎng)(即除純白之外的任何顏色)的光的色料。
術(shù)語(yǔ)“色料”的使用表示無機(jī)的和有機(jī)的色料。
優(yōu)選的是在本發(fā)明的墨水涂層組合物中使用的色料是有機(jī)色料。在墨水組合物中色料可以以在不放大的情況下提供有助于識(shí)別個(gè)別著色的光學(xué)玻璃纖維的可見的顏色的數(shù)量存在。
利用12條或更少的帶涂層的光學(xué)玻璃纖維的光纖帶組件只需要12種顏色就足以彼此區(qū)分每條帶涂層的光纖。然而，在比較大的光纖帶組件中，為了適當(dāng)?shù)貙繉拥墓鈱W(xué)玻璃纖維彼此區(qū)分開，可能需要利用12種以上顏色。正常地用于制作光纖帶組件的十二種顏色的例子包括黑色、白色、黃色、藍(lán)色、紅色、綠色、橙色、褐色、粉紅色、水綠色(aqua)、紫色和灰色。
優(yōu)選的是，色料具有不超過大約1微米的平均粒度。如果有必要可以通過研磨降低市售的色料的粒度。
適當(dāng)?shù)暮谏系奶囟ǖ睦影ㄌ亢凇?br> 適當(dāng)?shù)陌咨系奶囟ǖ睦影ǘ趸仭?br> 適當(dāng)?shù)狞S色色料的特定的例子包括二芳基黃和基于重氮化合物的色料。
適當(dāng)?shù)乃{(lán)色色料的特定的例子優(yōu)選包括酞青藍(lán)、堿性染料色料、酞菁，優(yōu)選酞菁銅(II)。
適當(dāng)?shù)募t色色料的特定的例子包括蒽醌(紅色)，萘酚(napthole)紅、基于單偶氮化合物的色料、喹吖啶酮色料、蒽醌和苝系色料。優(yōu)選的是使用苝紅。
適當(dāng)?shù)木G色色料的特定的例子包括酞菁綠和基于亞硝基的色料。
適當(dāng)?shù)某壬系奶囟ǖ睦影ɑ趩闻嫉椭氐衔锏纳?、喹吖啶酮色料、蒽醌和苝系色料。
適當(dāng)?shù)淖仙系奶囟ǖ睦影ㄠ灌ね?、堿性染料色料和基于咔唑二噁嗪的色料。優(yōu)選的是使用喹吖啶酮紫。
適當(dāng)?shù)乃G色、褐色、灰色和粉紅色可以通過合并幾種色料被輕易地配制。
熟悉這項(xiàng)技術(shù)的人能夠在需要時(shí)通過將不同的色料合并形成任何顏色。
在墨水組合物中色料可以以在不放大的情況下提供有助于識(shí)別個(gè)別著色的光學(xué)玻璃纖維的可見的顏色的數(shù)量存在。在這份說明書中提及的色料的數(shù)量指的是干色料的數(shù)量。
色料的數(shù)量不應(yīng)該如此大，以致大大降低墨水組合物的固化速度或?qū)е缕渌牟环弦蟮男?yīng)。
適當(dāng)?shù)纳蠑?shù)量的例子業(yè)已發(fā)現(xiàn)是高于組合物的總重量的大約1％。通常，基于墨水組合物的總重量，該數(shù)量少于25％，優(yōu)選少于大約15％，更優(yōu)選少于大約10％。
每種色料優(yōu)選的數(shù)量是按重量計(jì)從大約0.5％到大約15％，更優(yōu)選按重量計(jì)從大約1％到大約10％，特別優(yōu)選按重量計(jì)從大約3％到大約8％。
帶涂層的光纖往往被用在光纖帶組件中。因?yàn)樵谀繉咏M合物中本發(fā)明的多種變化，這種組合物在光纖帶組件中非常適合在帶涂層的光學(xué)玻璃纖維上使用。防粘劑(D)能如此有利地添加到墨水涂層上，以允許通過將基質(zhì)材料與墨水涂層分開輕易地訪問個(gè)別的纖維，從而改進(jìn)所謂的纖維易磨損性質(zhì)。
作為防粘劑(D)，反應(yīng)性或非反應(yīng)性的硅氧烷防粘劑都可以使用，其中反應(yīng)性硅氧烷包括具有能夠與形成可光致固化的組合物的低聚物和/或單體稀釋劑的官能團(tuán)反應(yīng)的反應(yīng)基團(tuán)(例如，丙烯酸酯官能)的硅氧烷。非反應(yīng)性防粘劑也能被使用。優(yōu)選的是，硅氧烷防粘劑是有機(jī)改性的。優(yōu)選聚合物型的硅氧烷防粘劑，例如基于聚醚的硅氧烷防粘劑。成份(D)可以以按重量計(jì)介于大約1％和大約9％之間、優(yōu)選按重量計(jì)介于大約1.5％和大約6％之間、特別優(yōu)選按重量計(jì)介于大約2％和大約5％之間的數(shù)量存在。適當(dāng)?shù)姆欠磻?yīng)性防粘劑的例子是基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑。依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，硅氧烷防粘劑的數(shù)量對(duì)于獲得良好的防粘性能是充分的，而且對(duì)于防止在60℃水浸試驗(yàn)中失敗又是足夠低的。
具體地說，申請(qǐng)者業(yè)已發(fā)現(xiàn)當(dāng)基礎(chǔ)低聚物實(shí)質(zhì)上沒有氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物并且包含雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯或優(yōu)選的脂肪酸改性的雙酚A環(huán)氧丙烯酸酯或兩者的混合物的時(shí)候，上述的優(yōu)選防粘劑可以以比較高的量(按重量計(jì)高達(dá)9％)存在于可光致固化的組合物之中，而且對(duì)固化后的樹脂的最后的機(jī)械性能沒有負(fù)面影響。另一方面，申請(qǐng)者已觀察到如果氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物在可光致固化的組合物中以按重量計(jì)高于大約5％的數(shù)量存在，所述的防粘劑的高數(shù)量可能在組合物中造成不符合要求的分層現(xiàn)象。市售的非反應(yīng)性聚合物型硅氧烷防粘劑的例子是由CK Witco供應(yīng)的CoatOSil 3500和CoatOSil3501、由Dow Corning供應(yīng)的DC 57、DC 190和DC 193、以及由Byk供應(yīng)的Byk 333。其它能在可輻射固化的載體系統(tǒng)中使用的添加劑包括但不限于潤(rùn)滑劑、潤(rùn)濕劑、抗氧劑和穩(wěn)定劑。這些進(jìn)一步的添加劑的選擇和使用在本領(lǐng)域技術(shù)范圍內(nèi)。
著色涂層通常具有至少大約30℃，更優(yōu)選至少50℃的Tg。
依照本發(fā)明的著色光纖可以依照傳統(tǒng)的制造技術(shù)制造出來。依照本發(fā)明的著色涂層組合物特別適合以諸如大約1000m/min和高達(dá)大約2000m/min的高速度進(jìn)行涂布。例如，依照本發(fā)明的著色光纖可以通過采用兩個(gè)300瓦/英寸、10英寸長(zhǎng)度、9毫米D型球形燈以大約1000m/min的線速度或者采用兩個(gè)600瓦/英寸、10英寸長(zhǎng)度、11毫米D型球形燈以大約1770m/min的線速度涂布著色涂料層被生產(chǎn)出來。
當(dāng)被涂布到包括內(nèi)部主涂層和外部主涂層的主涂層系統(tǒng)上的時(shí)候，著色涂層通常具有大約3微米到大約10微米的厚度。一般地說，著色層的涂布發(fā)生在從主涂層涂布到光纖上起一個(gè)月之內(nèi)。
這樣獲得的光纖本身可以用于制造光纜，即它們可以有利地被用于通過邊緣粘附或優(yōu)選通過將光纖埋入基質(zhì)材料來制造光纖帶。
適合制造包括依照本發(fā)明的著色光纖的光纖帶的基質(zhì)材料是技術(shù)上已知的那些。當(dāng)候，基質(zhì)材料通常是通過使包括具有至少一個(gè)官能團(tuán)能夠在暴露于光化輻射之中時(shí)聚合的低聚物和單體的可輻射固化的組合物固化獲得的。適當(dāng)?shù)目奢椛涔袒牡途畚锘騿误w現(xiàn)在是眾所周知的并且在本領(lǐng)域技術(shù)范圍內(nèi)。通常，所用的可輻射固化的官能度是能夠優(yōu)選通過自由基聚合被聚合起來的不飽和烯鍵。適合作為基質(zhì)材料涂布的可輻射固化的組合物的例子是在諸如在此通過引證被并入的US-A-4,844,604、US-A-5,88 1,194和US-A-5,908,873之類的文獻(xiàn)中揭示的。市售的基質(zhì)材料的例子是Cablelite3287-9-53(DSMDesotech)。
光纖帶可以依照包括一步法和兩步法的傳統(tǒng)的制作光纖帶的方法制造出來。
在一步法(也叫做“串聯(lián)”法)中，涂布著色層和制作著色光纖光纖帶發(fā)生在同一條涂布線上。依照本發(fā)明的著色涂層組合物特別適合依照這個(gè)方法生產(chǎn)光纖帶。
因此，形成光纖帶的纖維首先通過傳統(tǒng)的著色涂層涂布機(jī)，而且著色層被同時(shí)輻射固化，例如，通過讓纖維經(jīng)過兩個(gè)300瓦/英寸、10英寸長(zhǎng)度、9毫米D型球形燈。然后，這種彼此平行配置的帶著色涂層的光纖通過基質(zhì)材料涂布機(jī)，然后，基質(zhì)材料被固化，例如，通過讓這樣形成的光纖帶經(jīng)過兩個(gè)300瓦/英寸、10英寸長(zhǎng)度、H型球形燈。串聯(lián)法的線速度通常是大約250-300m/min。
作為替代，每條單一的纖維在第一步中被單獨(dú)涂上一層著色涂層(例如，以大約1000或1700m/min的速度)并且被盤繞到它的相對(duì)的盤形繞絲筒(coil bobbin)上。然后，在分開的線上將纖維從彼此平行配置的繞絲筒上展開，然后基質(zhì)材料被涂上去，例如，以大約250-300m/min的線速度，以便形成光纖帶。
在涂布墨水和基質(zhì)之間的時(shí)間延遲通常是從大約8個(gè)小時(shí)到大約4-5天。
依照本發(fā)明的著色涂料層的固化程度優(yōu)選至少是80％，優(yōu)選至少85％，更優(yōu)選至少95％，所述的固化程度是用MICRO-FTIR技術(shù)的裝置通過確定相對(duì)于最初的可光致固化的組合物在最后交聯(lián)的樹脂中未反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和度的數(shù)量確定的。
依照本發(fā)明的著色光纖包括當(dāng)纖維本身又被涂上一層基質(zhì)材料的時(shí)候呈現(xiàn)對(duì)打底的涂料層和基質(zhì)材料的符合要求的最佳的粘附力性能的著色層。
如同先前提到的那樣，著色層對(duì)打底的涂料層的粘附力高到足以避免顏色編碼層在處理纖維的時(shí)候發(fā)生不想要的與纖維分離。這種性質(zhì)很容易地用人工測(cè)試的方法進(jìn)行評(píng)估，例如通過沿著纖維長(zhǎng)度用刀鋒切削著色層然后確定著色層能夠多么容易地用手工操作與打底的涂層分開。
為了滿足良好的纖維易磨損性和耐水浸性雙重要求，著色層對(duì)基質(zhì)材料的粘附力應(yīng)該改為達(dá)到適當(dāng)?shù)仄胶狻Ｒ虼?，一方面，所述的著色層?duì)基質(zhì)材料的粘附力應(yīng)該足夠低，以便在不引起著色層的分離的情況下為基質(zhì)材料容易從著色纖維上剝離創(chuàng)造條件。另一方面，所述的對(duì)基質(zhì)材料的粘附力應(yīng)該足夠高，以便將所需要的水浸性能賦予光纖帶中的纖維。
此外，依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，著色層的上述必要的性質(zhì)與用耐MEK性度量的可接受的耐溶劑性要求達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?。為了?shí)現(xiàn)(例如)需要的耐MEK性，本發(fā)明的可輻射固化的著色涂層組合物優(yōu)選包括未改性的對(duì)改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯(A)的比例從大約2.4∶1到大約2.2∶1、更優(yōu)選大約2.3∶1而烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑(B1)對(duì)三官能團(tuán)的丙烯酸酯稀釋劑(B2)和成份(C)到(E)的比例為大約1.2∶1的混合物。所述的組合物呈現(xiàn)出至少大約110次往返摩擦、優(yōu)選至少大約115次、更優(yōu)選至少大約120次、特別優(yōu)選至少大約130次、最優(yōu)選至少大約150次MEK往返摩擦的較好的耐MEK性。
MEK往返摩擦試驗(yàn)如同下面描述的那樣是在帶涂層并且著色的光纖上完成的。帶涂層的光纖是在一套Nextrom的OFC 52裝置上以1000m/min的線速度在一個(gè)D類型球形燈下以100％的能力在每分鐘40升的氮?dú)獯祾咧掠帽景l(fā)明的著色涂層組合物著色的。然后，將大約1米帶著色涂層的光纖牢固地固定到有4塊大約5厘米寬的帶子(例如，透明膠帶)的桌子上，以便把纖維分為大約15厘米的三個(gè)部份。然后，MEK試驗(yàn)是在所述的纖維的三個(gè)部份上完成的(每根纖維三個(gè)樣品)。然后，依照下面的描述測(cè)量MEK往返摩擦的次數(shù)Texwipe TX404T拭紙被一折成四，形成折疊起來的襯墊，所述的襯墊被放在16盎司(453.6克)錘子的圓邊緣上并且用小橡皮帶固定。幾滴試劑級(jí)的甲乙酮(MEK)被添加到襯墊上并且允許分散但不允許變干。固定到錘子上的襯墊被放在帶涂層并且被著色的纖維樣品上，保持錘柄水平，然后在盡可能保持錘柄水平的情況下沿著樣品移動(dòng)大約6英寸(15.24厘米)，再在錘柄盡可能水平的情況下使錘子回到它的初始位置。保持錘柄水平維持樣品上頗為一致的重量。所述的動(dòng)作被看作是一個(gè)周期，對(duì)應(yīng)于兩次單向摩擦。如果著色涂層組合物經(jīng)得起100次MEK往返摩擦的最小值，則說它通過。
下面的實(shí)施例是作為本發(fā)明的特定的實(shí)施方案用來證明它們的實(shí)踐和優(yōu)勢(shì)給出的。這些實(shí)施例是為了舉例說明而給出的并且不傾向于限制這份說明書或權(quán)利要求書。實(shí)施例1可光致固化的著色組合物的制備墨水組合物(分別為藍(lán)色和紅色的)是通過混合表1中的成份制備的。
表1相片可固化的著色組合物
(1)TMPTA是三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(2)Irgacure 819是雙(2，4，6-三甲基苯甲酰)-苯基-氧化膦(由Ciba Geigy供應(yīng))(3)Irgacure 907是2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉代-丙烷-1-酮(由Ciba Geigy供應(yīng))(4)Darocure 1173是2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(由CibaGeigy供應(yīng))(5)CoatOSil 3500是基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑(CKWitco)(6)CoatOSil 3501是基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑(CKWitco)(7)在色料分散體中存在的干色料的量實(shí)施例2可光致固化的著色組合物的制備與表1的組合物類似的墨水組合物被制備出來，它包含相同的防粘劑總量，為反應(yīng)性硅氧烷防粘劑。實(shí)施例3可光致固化的著色組合物的制備與表1的組合物類似的墨水組合物是通過用按重量計(jì)5-6％(取決于使用的顏色)的Irgacure 819和Darocure 1173的混合物代替表1的組合物的光引發(fā)劑包制備的。其它成份的量被進(jìn)一步調(diào)整，以便合計(jì)達(dá)到按重量計(jì)100％的總量。實(shí)施例4可光致固化的著色組合物的制備與表1的組合物類似的墨水組合物被制備出來，不同之處在于用所述的表格中指出的相同數(shù)量的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯代替脂肪酸改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯，包含按重量計(jì)1％的基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑作為唯一的防粘劑以及有一些N-乙烯基己內(nèi)酰胺作為稀釋劑。其它成份的量被進(jìn)一步調(diào)整，以便合計(jì)達(dá)到按重量計(jì)100％的總量。實(shí)施例5可光致固化的著色組合物的制備與表1的組合物類似的墨水組合物被制備出來，不同之處在于用按重量計(jì)1％的CoatOSil 3501代替防粘劑。其它成份的量被進(jìn)一步調(diào)整，以便合計(jì)達(dá)到按重量計(jì)100％的總量。對(duì)比實(shí)驗(yàn)A墨水組合物是通過混合表2中的成份制備出來的。表2可光致固化的著色組合物
(8)BYK 333是聚醚改性的二甲基聚硅氧烷。對(duì)比實(shí)驗(yàn)B使用市售的包含氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物的墨水組合物。實(shí)施例6確定著色層對(duì)纖維的粘附力和不同涂布速度下的固化程度上述的可光致固化的著色組合物以大約5-6微米的厚度被涂布到CorningSMF-28TMCPC6光纖上。
為了評(píng)估固化速度對(duì)光纖性質(zhì)的影響，墨水組合物的涂布是以不同的速度進(jìn)行的。
具體地說，墨水已使用配備兩個(gè)300瓦/英寸、10英寸長(zhǎng)度、9毫米UV D型球形燈的著色線以100m/min、250m/min、500m/min或1000m/min的速度涂布到光纖上。
每種墨水的固化％是借助FTIR依照在W0 98/50317中描述的方法通過確定RAU(已反應(yīng)的丙烯酸酯不飽和度)的％數(shù)量測(cè)定的。
墨水對(duì)纖維的粘附力是通過用刀切削墨水層和評(píng)估墨水層通過刀鋒對(duì)切削邊緣的作用可能與打底的涂料層分開的容易程度確定的。
下面的表3舉例說明墨水粘附力測(cè)試的結(jié)果和被測(cè)試的墨水組合物的固化％。在表中，縮寫字“VG”意味著墨水對(duì)纖維的粘附程度非常好，而“G”意味著好的粘附力，從而分別表明墨水不能被打底層分開，或者只有小的薄片能被分開。符號(hào)“A”意味著可接受的粘附力，因此表明就在沒有不符合要求的著色層分離的情況下操作纖維的目的而言墨水層對(duì)打底的涂料層有的充份的粘附力，然而由于刀鋒作用在兩個(gè)膜層的界面上所述的著色層可與打底的涂層分離。符號(hào)“P”和“VP”分別意味著缺乏粘附力和非常缺乏粘附力。
表3在不同的固化速度下著色層的固化程度％(1)和著色層對(duì)打底的涂料層的粘附力(2)
實(shí)施例7在單一纖維上確定耐水浸性為了確定各自的耐水浸性，通過在60℃的溫度下測(cè)量通過浸沒在水中的光纖傳輸?shù)男盘?hào)的衰減的變化對(duì)依照實(shí)施例6制造的著色光纖進(jìn)行測(cè)試。
每條1000米的單一纖維被如此寬松地盤繞成大約300毫米直徑的盤卷，而且浸沒在裝有自來水的60℃的恒溫容器中。
纖維的光學(xué)衰減是采用ANRITSU mod.MW 9005C OTDR(光學(xué)時(shí)域反射計(jì))用背散射技術(shù)在1550nm下測(cè)量的。測(cè)量對(duì)于第一個(gè)十天每30分鐘完成一次，然后直到第一個(gè)月結(jié)束每天一次，然后每周一次。
在120天水中老化之后，就所有被測(cè)試的纖維而言，小于0.05分貝/千米的增加被測(cè)出。實(shí)施例8確定著色層的纖維易磨損性包含有如實(shí)施例6指出的著色層的光纖的光纖帶是使用Cablelite3287-9-53(DSM Desotech)作為基質(zhì)材料組合物依照先前描述過的下述制造技術(shù)制造出來的-串聯(lián)法(著色層和基質(zhì)材料兩者都是以100或250m/min涂布的)-兩步法(著色層是以1000m/min涂布的；基質(zhì)材料是以250m/min涂布的)，而且在兩次涂布之間有大約一天的延遲。
光纖帶的總厚度是大約300微米。
依照“串聯(lián)”法制造的光纖帶包含四條光纖(兩條紅色、兩條藍(lán)色)。依照兩步法制造的光纖帶包含6條著色光纖。確定纖維的易磨損性完成，其方法是用手剝開光纖帶并且依據(jù)“及格/不及格”基礎(chǔ)測(cè)試評(píng)估纖維彼此分開和與基質(zhì)分開的容易程度。因此，“及格”率已被賦予那些表現(xiàn)出在沒有任何基質(zhì)留在纖維或沒有任何墨水與纖維分離的情況下至少大約500毫米有規(guī)則的纖維分離和大約50毫米的基質(zhì)材料的分離長(zhǎng)度的纖維?！安患案瘛甭室驯毁x予那些不滿足上述條件的纖維。結(jié)果在下面的表4中予以報(bào)告。
表4纖維的易磨損性
實(shí)施例9確定制成光纖帶的纖維的水浸性能為了確定著色光纖的耐水浸性，依照在實(shí)施例7中描述的方法通過在60℃的溫度下測(cè)量通過浸沒在水中的光纖傳輸?shù)男盘?hào)的衰減的變化對(duì)依照實(shí)施例8制造的1000m光纖帶進(jìn)行測(cè)試。
用在實(shí)施例8中提到的基質(zhì)材料制造的光纖帶在下面的表6中被標(biāo)識(shí)為MM1。
除此之外，第二組光纖帶是使用在表6中被標(biāo)識(shí)為MM2并且具有在表5中給出的組成(被表示成按重量計(jì)成份的％)的替代基質(zhì)材料制造的。
表5基質(zhì)組合物MM2
(1)HEA=丙烯酸羥基乙酯；IPDI=異佛爾酮二異氰酸酯；丙氧基化的(n=4)雙酚A(2)Priplast 3192二聚體酸改性的己二醇二丙烯酸酯(3)Lucerin TPO2，4，6-三甲基苯甲酰-二苯基-氧化膦(由BASF供應(yīng))(4)Irganox 1010四-(3-(3，5-二叔丁基-4-羥基-苯基)-丙酸季戊四醇酯(由Ciba Specialty Chemicals Co.制造)在少于兩個(gè)星期的測(cè)試之后表現(xiàn)出衰減值增加為0.05分貝/千米及其以上的纖維被看作是不可接受的。在至少兩個(gè)星期的測(cè)試之后表現(xiàn)出衰減值增加少于大約0.05分貝/千米的纖維被看作是可接受的。在至少一個(gè)月的測(cè)試之后表現(xiàn)出衰減值增加少于大約0.05分貝/千米的纖維被看作是優(yōu)選的。在兩個(gè)月及其以上的測(cè)試之后表現(xiàn)出衰減值增加少于0.05分貝/千米的纖維被看作是特別優(yōu)選的。最優(yōu)選的是那些在至少120天(對(duì)應(yīng)于最大的測(cè)試運(yùn)行時(shí)間)里實(shí)測(cè)的衰減值的增加小于大約0.05分貝/千米的纖維。
表6展示與采用串聯(lián)法制造技術(shù)以250m/min制造的或采用兩步法制造技術(shù)(著色層以1000m/min涂布和基質(zhì)材料以250m/min涂布)制造的光纖帶有關(guān)的那些試驗(yàn)的結(jié)果。
在表6中報(bào)告的數(shù)值表示光纖帶的第一條纖維相對(duì)于同一條光纖的初始衰減值(由于實(shí)驗(yàn)誤差分別變化)表現(xiàn)出超過0.05分貝/千米的衰減值的增加的天數(shù)。表6用于光纖帶的水浸試驗(yàn)
權(quán)利要求
1. 包括可輻射固化的內(nèi)部涂層和沉積在所述的內(nèi)部涂層周圍的可輻射固化的著色涂層的光纖，其中當(dāng)所述的纖維被涂上一層可輻射固化的基質(zhì)材料并且被組裝成光纖帶的時(shí)候，-所述的著色涂層對(duì)內(nèi)部涂層的粘附力程度高于對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度；而且-組裝成所述的光纖帶的所述的光纖在60℃水中老化至少兩個(gè)星期后在以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的組裝起來的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中在組裝起來的光纖在60℃水中老化至少一個(gè)月后在被傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面增加不足大約0.05分貝/千米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中在組裝起來的光纖在60℃水中老化至少兩個(gè)月后在被傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面增加不足大約0.05分貝/千米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中所述的內(nèi)部涂層包括內(nèi)部主涂層和外部主涂層，而著色涂層具有大約3微米到大約10微米的厚度。
5.包括用可輻射固化的基質(zhì)材料粘結(jié)在一起的眾多光纖的光纖帶，所述的光纖包括可輻射固化的內(nèi)部涂層和沉積在所述的內(nèi)部涂層周圍的可輻射固化的著色涂層，其中所述的著色涂層對(duì)內(nèi)部涂層的粘附力程度高于對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度，然而對(duì)所述的基質(zhì)材料的粘附力程度是足夠高的，以致所述的光纖表明在60℃水中老化至少兩個(gè)星期后在以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
6.包括可輻射固化的內(nèi)部涂層和沉積在所述的內(nèi)部涂層周圍的可輻射固化的著色涂層的光纖，其中所述的著色涂層包括(A)按重量計(jì)40-60％的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯、或兩者的混合物，(B1)按重量計(jì)15-30％的烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑，(B2)按重量計(jì)5-25％的三官能團(tuán)的丙烯酸酯稀釋劑，(C)按重量計(jì)6-20％的由按重量計(jì)不足4％的二苯酮和至少兩種不同的均裂自由基光引發(fā)劑組成的光引發(fā)劑系統(tǒng)，(D)按重量計(jì)1-9％的基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑；以及按重量計(jì)1-15％的干色料；所述的組合物包括按重量計(jì)不足5％的氨基甲酸酯丙烯酸酯，借此如果所述的纖維涂上一層可輻射固化的基質(zhì)材料并且被組裝成光纖帶，所述的光纖表現(xiàn)出在60℃水中老化至少兩個(gè)星期后在以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的組裝起來的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的可輻射固化的著色涂層組合物，其中成份(C)的兩種均裂光引發(fā)劑在它們各自的光敏度方面是不同的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的可輻射固化的著色涂層組合物，其中組合物進(jìn)一步包括按重量計(jì)不足3％的N-乙烯基己內(nèi)酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8中任何一項(xiàng)的可輻射固化的著色涂層組合物，其中組合物包括作為三官能團(tuán)的丙烯酸酯稀釋劑(B2)的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任何一項(xiàng)的可輻射固化的著色涂層組合物，其中組合物基本上由下述成份組成(A)按重量計(jì)40-60％的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯，改性的雙酚A環(huán)氧二丙烯酸酯或兩者的混合物，(B1)按重量計(jì)15-30％的烷氧基化的脂族二醇二丙烯酸酯稀釋劑，(B2)按重量計(jì)5-25％的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，(C)按重量計(jì)6-20％的由按重量計(jì)不足4％的二苯酮和至少兩種均裂自由基光引發(fā)劑組成的光引發(fā)劑系統(tǒng)，(D)按重量計(jì)1-9％的基于聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑，和(E)按重量計(jì)1-15％的干色料。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任何一項(xiàng)的可輻射固化的著色涂層組合物，其中烷氧基化的脂肪族二醇二丙烯酸酯稀釋劑(B1)是乙氧基化的脂肪族二醇二丙烯酸酯。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-11中任何一項(xiàng)的可輻射固化的著色涂層組合物，其中成份(D)是基于非反應(yīng)性的聚二甲基硅氧烷的硅氧烷防粘劑。
全文摘要
光纖帶包括具有可輻射固化的內(nèi)部涂層和沉積在所述的內(nèi)部涂層周圍的可輻射固化的著色涂層的光纖和圍繞著一條或多條所述的光纖形成帶的可輻射固化的基質(zhì)材料，其中所述的著色涂層對(duì)內(nèi)部涂層的粘附力程度高于對(duì)基質(zhì)材料的粘附力程度；而在所述的光纖帶中所述的光纖表明在光纖帶在60℃水中老化至少兩個(gè)星期后在以1550nm傳輸?shù)男盘?hào)的衰減方面相對(duì)于老化之前實(shí)測(cè)的組裝起來的光纖的衰減增加不足0.05分貝/千米。
文檔編號(hào)C08L83/04GK1440371SQ01812114
公開日2003年9月3日 申請(qǐng)日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月22日
發(fā)明者A·吉諾齊奧, M·皮佐諾, A·G·M·阿貝爾, A·A·德沃里斯, G·D·J·古斯, J·C·范丹伯格, J·A·范伊凱倫 申請(qǐng)人:皮雷利·卡維系統(tǒng)有限公司