專利名稱：用于光纖的二次涂料組合物的制作方法
相關(guān)申請本申請要求1999年12月30日提交的美國臨時(shí)申請60/173,874(該申請的內(nèi)容在此全文引為參考)的權(quán)益，并根據(jù)35 U.S.C.§120要求優(yōu)先權(quán)的權(quán)益。
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及用作光纖涂層和光纖帶基質(zhì)的組合物、含有由這種組合物制成的二次涂層的光纖、這種光纖的制備方法、以及含有由這種組合物制成的基質(zhì)的光纖帶。
發(fā)明的背景在通信領(lǐng)域光纖常取代現(xiàn)有的銅線起著越來越重要的作用。這種趨勢已經(jīng)對局域網(wǎng)(即用于光纖入戶用途)產(chǎn)生明顯的影響，已經(jīng)觀察到光纖的用量急劇增加。隨著建立局域光纖網(wǎng)以將數(shù)據(jù)、音頻和視頻信號形式的大容量信息傳輸給居民和商業(yè)用戶，在本地環(huán)路電話和有線電視服務(wù)中光纖的使用有望提高。另外，已經(jīng)開始在家庭和商業(yè)環(huán)境中使用光纖用于內(nèi)部數(shù)據(jù)、聲音和視頻通信并且這種用途有望增加。
光纖通常含有玻璃纖芯和至少兩層涂層(即一次涂層(即內(nèi)涂層)和二次涂層(即外涂層))。一次涂層直接施涂在玻璃光纖上，固化后形成柔軟的彈性貼合的包封玻璃光纖的材料。一次涂層作為緩沖層在光纖彎曲、擰成光纜或纏繞時(shí)作為緩沖墊并保護(hù)玻璃纖芯。二次涂層施涂在一次涂層上，作為韌性保護(hù)外層，防止在加工和使用過程中損傷玻璃光纖。
二次涂層需要某些特性。在固化前，二次涂料組合物應(yīng)具有合適的粘度并能快速固化以便加工光纖。固化后，二次涂層應(yīng)具有下列性能具有足夠的剛性以保護(hù)包封的玻璃光纖同時(shí)具有足夠的撓性以便加工(即合適的模量)，低的吸水性、低粘性以便加工光纖、耐化學(xué)性并具有足夠的與一次涂層的粘合性。
為了獲得所需的特性，常規(guī)的二次涂料組合物一般含有高濃度聚氨酯基低聚物，在二次涂料組合物中以活性稀釋劑的形式加入單體以降低粘度。由于常規(guī)的低聚物組分一般比單體組分昂貴得多，因此使用高濃度低聚物會(huì)增加制得的二次涂料組合物的成本，從而增加形成的光纖的成本。除了使用高濃度低聚物組分的成本以外，相信不存在工業(yè)上可行的含有低濃度低聚物組分或者完全不含低聚物組分的二次涂料組合物。
因此需要合適的二次涂料組合物，其制造成本低于常規(guī)的二次涂料組合物，但是形成的二次涂層仍具有合適的模量和其它物理性能。本發(fā)明著眼于克服現(xiàn)有技術(shù)的這個(gè)缺陷。
還需要一種涂層，它能降低光纖對彎曲尤其是微彎的靈敏度。這對于高數(shù)據(jù)速率(rate)光纖尤其重要。高數(shù)據(jù)速率光纖通常是具有大有效面積的單模光纖。與非大有效面積光纖相比，具有大有效面積的光纖具有高信號模傳送容量。但是，具有大有效面積的光纖對應(yīng)力(例如光纖彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力)更敏感。這些應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致光纖的光學(xué)活性區(qū)變形，產(chǎn)生微彎信號衰減。
發(fā)明的概述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例涉及一種用于涂覆光纖的組合物。所述組合物包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分，當(dāng)所述組合物基本不含所述低聚物組分時(shí)，所述單體組分包括兩種或多種單體，該組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約650MPa。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及一種涂層或基質(zhì)材料，它是本發(fā)明包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物。所述涂層或基質(zhì)材料的特征在于其楊氏模量至少為650MPa。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及一種光纖，它包括玻璃光纖、包封玻璃光纖的一次涂層、和包封一次涂層的二次涂層。所述二次涂層是包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物。該二次涂層的特征在于楊氏模量至少約650MPa。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及本發(fā)明光纖的制備方法。所述方法包括提供具有一次涂層的玻璃光纖，在該涂覆的玻璃光纖上涂覆包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物，以及將該涂覆的玻璃光纖置于足以使所述組合物發(fā)生聚合的條件下，形成二次涂層的步驟。所述二次涂層的特征在于其楊氏模量至少約為650MPa。
本發(fā)明光纖的另一種制備方法提供涂覆有第一組合物的光纖，在該涂覆的玻璃光纖上涂覆包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物，以及將該涂覆的玻璃光纖置于足以使所述第一和第二組合物發(fā)生聚合的條件下，形成一次涂層和二次涂層的步驟。所述二次涂層的特征在于其楊氏模量至少約為650MPa。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及一種光纖帶，它包括多根基本平面的基本成直線排列的光纖和包封該多根光纖的基質(zhì)，所述基質(zhì)的楊氏模量至少約為650MPa，并且它是包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及一種組合物，它包括高于約15重量％的低聚物組分和低于約82重量％的單體組分。該組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約為900MPa。
本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例涉及一種光纖，它包括玻璃光纖，包封該玻璃光纖的一次涂層和包封該一次涂層的二次涂層。所述二次涂層是包括高于約15重量％的低聚物組分和低于約82重量％的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物。該二次涂層的特征在于其楊氏模量至少約為900MPa。
本發(fā)明的實(shí)例還包括一種光纖的制備方法，將上述含有超過約15重量％低聚物組分的二次涂料施涂在光纖上。所述光纖已經(jīng)涂覆一層一次涂層。將所述二次涂料置于能使該二次涂料聚合的條件下。在本發(fā)明的另一種方法中，同時(shí)將一次涂料和二次涂料置于足以使各種涂料聚合的條件下。
本發(fā)明的實(shí)例還包括將楊氏模量至少約900MPa的上述二次涂料施加在大有效面積的光纖上。
本發(fā)明組合物具有合適的特性，能用于制備光纖的外涂層材料和光纖帶的基質(zhì)材料。另外，固化后，該組合物形成的涂層或基質(zhì)材料具有所需的與水吸收性、低微彎靈敏度和萃取性以及強(qiáng)度或模量有關(guān)的性能。因此，可由很少含有或不含低聚物組分的組合物制得合適的涂層或基質(zhì)材料，從而明顯降低這種組合物以及含有這種組合物固化產(chǎn)品的光纖和光纖帶的制造成本。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明光纖的剖面圖；圖2是本發(fā)明光纖帶的剖面圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明涉及一種用于涂覆光纖的組合物。本發(fā)明組合物較好是可紫外光固化的組合物而非熱塑性組合物。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，本發(fā)明組合物包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分。固化后，該組合物的固化產(chǎn)物的特征在于其楊氏模量至少約650MPa。由于本發(fā)明組合物的物理特性，尤其是相對高的強(qiáng)度，因此它特別適合用于制造光纖的二次涂層即外涂層或光纖帶的基質(zhì)。
在本文中，特定組分的重量百分?jǐn)?shù)指加入不包括其它添加劑的本體組合物中的量。加入本體組合物中制造本發(fā)明組合物的其它添加劑的量以每100重量份的份數(shù)計(jì)。例如，將低聚物、單體和光引發(fā)劑混合成本體組合物使這些組分的總重量等于100％。在超過100重量％本體組合物的基礎(chǔ)上向該組合物中加入添加劑(例如每100重量份1.0份抗氧劑)。
由于降低光纖涂料組合物的低聚物含量可明顯節(jié)約成本，因此本發(fā)明組合物的主要組分是單體組分，次要組分是低聚物組分。這與大多數(shù)常規(guī)的二次涂料和/或基質(zhì)組合物相反，常規(guī)組合物含有低聚物組分作為主要組分，含有單體組分作為次要組分。在大多數(shù)常規(guī)涂料和/或基質(zhì)組合物中，低聚物組分通常作為主鏈發(fā)生聚合，而單體組分起稀釋劑的作用，用于控制組合物的粘度，并且在固化過程中作為交聯(lián)劑(取決于具體單體組分具有的官能團(tuán)數(shù)量)。
在本發(fā)明組合物中，單體組分可包括單一的單體或者兩種或多種單體的混合物。經(jīng)過并非必需，但是當(dāng)所述組合物基本不含低聚物組分時(shí)，單體組分較好是兩種或多種單體的混合物。較好的是，加入本發(fā)明組合物中的單體組分包括一種或多種烯鍵不飽和單體。盡管單體組分的含量可為75重量％或更高，但是其含量較好約為75-99.2重量％，更好約為80-99重量％，最好約為85-98重量％。
烯鍵不飽和單體可含有各種使之交聯(lián)的官能團(tuán)。烯鍵不飽和單體較好是多官能的(即各自含有兩個(gè)或多個(gè)官能團(tuán))，盡管單官能單體也可加入本發(fā)明組合物。因此，烯鍵不飽和單體可以是多官能單體、單官能單體或其混合物。適用于本發(fā)明的烯鍵不飽和單體的合適官能團(tuán)包括，但不限于，丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯、酸酯及其混合物(即對于多官能單體)。
一般來說，固化后能產(chǎn)生約80％或更高轉(zhuǎn)化率的各種單體比具有更低轉(zhuǎn)化率的單體更合要求。在組合物中低轉(zhuǎn)化率單體的加入量取決于形成的固化產(chǎn)物的具體要求(即強(qiáng)度)。通常，高轉(zhuǎn)化率會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的固化產(chǎn)物。
合適的多官能烯鍵不飽和單體包括，但不限于烷氧基化的雙酚A二丙烯酸酯，例如乙氧化度為2或更高，較好為2至約30的乙氧基化的雙酚A二丙烯酸酯(例如購自Sartomer Company，Inc.West Chester，PA的SR349和SR601以及購自Henkel Corp.(Ambler，PA)的Photomer 4025和Photomer 4028)，以及丙氧化度為2或更高，較好為2至約30的丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯；烷氧基化或未烷氧基化的羥甲基丙烷多丙烯酸酯，例如乙氧化度為3或更高，較好為3至約30的乙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp.的Photomer 4149和購自Sartomer Company，Inc.的SR499)，丙氧化度為3或更高，較好為3至約30的丙氧基化的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp.的Photomer 4072和購自Sartomer Company，Inc.的SR492)，和雙三羥甲基丙烷四丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp.的Photomer 4355)；烷氧基化的丙三醇三丙烯酸酯，例如丙氧化度為3或更高的丙氧基化的丙三醇三丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp.的Photomer 4096和購自Sartomer的SR 9020)；烷氧基化或未烷氧基化的赤蘚醇多丙烯酸酯，例如季戊四醇四丙烯酸酯(例如購自SartomerCompany，Inc.(West Chester，PA)的SR 295)，乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 494)，和二(季戊四醇)五丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp.的Photomer 4399和購自Sartomer Company，Inc.的SR 399)；由適當(dāng)官能度的異氰脲酸酯與丙烯酸或丙烯酰氯反應(yīng)形成的異氰脲酸酯多丙烯酸酯，例如三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 368)和三(2-羥基乙基)異氰脲酸酯二丙烯酸酯；經(jīng)烷氧基化或未經(jīng)烷氧基化的多丙烯酸醇酯，例如三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯(例如購自SartomerCompany，Inc.的CD 406)和乙氧化度為2或更高，較好約2-30的乙氧基化的聚乙二醇二丙烯酸酯；由丙烯酸酯加至雙酚A二縮水甘油醚(多于4)等形成的環(huán)氧丙烯酸酯等(例如購自Henkel Corp.的Photomer 3016)；以及單環(huán)或多環(huán)的環(huán)芳族或非芳族多丙烯酸酯，例如二環(huán)戊二烯二丙烯酸酯和二環(huán)戊烷二丙烯酸酯。
還需要使用適量的單官能烯鍵不飽和單體，加入該單體可影響固化產(chǎn)物的吸水性、與其它涂層材料的粘性或在應(yīng)力下的性能。示例性的單官能烯鍵不飽和單體包括，但不限于丙烯酸羥烷酯，例如丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸2-羥基丙酯和丙烯酸2-羥基丁酯；丙烯酸長鏈和短鏈烷酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸十一烷酯、丙烯酸十二烷酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷酯和丙烯酸硬脂酯；丙烯酸氨基烷酯，例如丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯和丙烯酸7-氨基-3，7-二甲基辛酯；丙烯酸烷氧基烷酯，例如丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 339)和丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯；單環(huán)或多環(huán)的環(huán)芳族或非芳族丙烯酸酯，例如丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸二環(huán)戊二烯酯、丙烯酸二環(huán)戊酯、丙烯酸三環(huán)癸酯、丙烯酸冰片酯、丙烯酸異冰片酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 423)、丙烯酸四氫糠酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 285)、丙烯酸己內(nèi)酯(例如購自Sartomer Company，Inc.的SR 495)、和丙烯?；鶈徇?；醇基丙烯酸酯，例如聚乙二醇單丙烯酸酯、聚丙二醇單丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、乙氧基二甘醇丙烯酸酯、和各種烷氧基化的烷基酚丙烯酸酯，例如乙氧基(4)化的壬基酚丙烯酸酯(例如購自Henkel Corp的Photomer4003)；丙烯酰胺，例如雙丙酮丙烯酰胺、異丁氧基甲基丙烯酰胺、N.N’-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺和叔辛基丙烯酰胺；乙烯基化合物，例如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己內(nèi)酰胺；和酸酯，例如馬來酸酯和富馬酸酯。對于上述長鏈和短鏈丙烯酸烷酯，短鏈丙烯酸烷酯的烷基具有6個(gè)或更少碳原子，長鏈丙烯酸烷酯的烷基具有7個(gè)或更多碳原子。
最合適的單體是市售的或者容易用本領(lǐng)域已知的反應(yīng)流程合成的單體。例如，大多數(shù)上述單官能單體可用合適的醇或酰胺與丙烯酸或丙烯酰氯反應(yīng)合成。
如上所述，本發(fā)明涂料組合物的次要組分是低聚物組分。低聚物組分可包括單一類型的低聚物或者可以是兩種或多種低聚物的混合物。使用時(shí)，加入本發(fā)明組合物中的低聚物組分較好包括烯鍵不飽和低聚物。盡管低聚物組分的含量可為15重量％或更少，但是其含量較好約13重量％或更少，最好約10重量％或更少。在使組合物及其形成的固化材料保持合適的物理性能的同時(shí)，最經(jīng)濟(jì)的方法是制得的聚合物中低聚物的含量小于約5重量％或者基本不含低聚物組分。
使用時(shí)，合適的低聚物可以是單官能低聚物或者多官能低聚物，盡管較好是多官能低聚物。所述低聚物組分還可以是單官能低聚物和多官能低聚物的混合物。
二官能低聚物較好具有下式(I)的結(jié)構(gòu)F1-R1-(二異氰酸酯-R2-二異氰酸酯)m-R1-F1(I)其中，F(xiàn)1各自為活性官能團(tuán)，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯或者本領(lǐng)域已知的其它官能團(tuán)；R1分別包括-C2-12O-、-(C2-4-O)n-、-C2-12O-(C2-4-O)n-、-C2-12O-(CO-C2-5O)n-或者-C2-12O-(CO-C2-5NH)n-，其中n是1-30，較好1-10的整數(shù)；R2是聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲或其組合；m是1-10，較好1-5的整數(shù)。在式I結(jié)構(gòu)中，二異氰酸酯基團(tuán)是二異氰酸酯與R2和/或R1鍵合形成的反應(yīng)產(chǎn)物。本文中術(shù)語“各自”指各個(gè)F1可以與另一個(gè)F1不同，各個(gè)R1也同樣如此。
其它多官能低聚物較好具有下式(II)、(III)或(IV)的結(jié)構(gòu)多異氰酸酯-(R2-R1-F2)x(II)多醇-[(二異氰酸酯-R2-二異氰酸酯)m-R1-F2]x(III)或者多異氰酸酯-(R1-F2)x(IV)其中，F(xiàn)2各自表示1-3個(gè)官能團(tuán)，例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、N-乙烯基酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯或本領(lǐng)域已知的其它官能團(tuán)；R1可包括-C2-12O-、-(C2-4-O)n-、-C2-12O-(C2-4-O)n-、-C2-12O-(CO-C2-5O)n-或者-C2-12O-(CO-C2-5NH)n-，其中n是1-10，較好1-5的整數(shù)；R2是聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚脲或其組合；x是1-10，較好2-5的整數(shù)；m是1-10，較好1-5的整數(shù)。在式II結(jié)構(gòu)中，多異氰酸酯基團(tuán)是多異氰酸酯與R2鍵合形成的反應(yīng)產(chǎn)物。同樣，式III結(jié)構(gòu)中的二異氰酸酯基團(tuán)是二異氰酸酯與R2和/或R1鍵合形成的反應(yīng)產(chǎn)物。
聚氨酯低聚物通常是由脂族二異氰酸酯與二羥基聚醚或聚酯(通常是聚氧亞烷基二醇，如聚乙二醇)反應(yīng)形成的。這種低聚物通常具有約4-10個(gè)氨基甲酸酯基團(tuán)，并具有高分子量(例如2000-8000)。但是，也可使用分子量為500-2000范圍內(nèi)的低分子量低聚物。Coady等的美國專利4,608,409和Bishop等的美國專利4,609,718(在此引為參考)詳細(xì)描述了這種合成方法。
如果需要使用抗?jié)竦途畚?，則它們也可用類似的方法合成，但是最好不使用極性聚醚或聚酯二醇，而使用主要飽和的和主要非極性的脂族二醇。這些二元醇包括，例如2-250個(gè)碳原子的烷二醇或亞烷基二醇，并且最好不含醚或酯基團(tuán)。
如已知的那樣，在用這種方法制得的低聚物中可混入聚脲組分，這可在合成過程中簡單地用二元胺或多元胺代替二元醇或多元醇即可。在本發(fā)明涂層體系中存在少量聚脲組分不會(huì)明顯危害涂層性能，只要在合成中使用的二元胺或多元胺明顯是非極性的和飽和的以免影響體系的抗?jié)裥约纯伞?br> 如已知的那樣，光纖涂料組合物還可含有聚合引發(fā)劑，在涂料組合物施涂至玻璃光纖或已涂覆的玻璃光纖以后，它可使該組合物聚合(即固化)。適用于本發(fā)明組合物的聚合引發(fā)劑包括熱引發(fā)劑、化學(xué)引發(fā)劑、電子束引發(fā)劑、微波引發(fā)劑、光化輻照引發(fā)劑和光引發(fā)劑。較好的是光引發(fā)劑。對于大多數(shù)丙烯酸酯類涂料制劑，較好是常規(guī)的光引發(fā)劑，例如已知的酮光引發(fā)劑和/或氧化膦添加劑。在用于本發(fā)明組合物時(shí)，光引發(fā)劑的含量足以形成快速紫外光固化。一般來說，其含量約為0.5-10.0重量％，較好約1.5-7.5重量％。
當(dāng)使用少但有效量的光引發(fā)劑以促進(jìn)輻照固化時(shí)，光引發(fā)劑必須提供合理的固化速度而不會(huì)使涂料組合物過早膠凝。所需的固化速度是足以基本固化(即大于約90％，更好大于95％)涂料組合物的任何速度。如劑量對模量曲線中測得的那樣，對于厚度約23-35微米的涂層，固化速度為例如小于1.0J/cm2，較好小于0.5J/cm2。
合適的光引發(fā)劑包括，但不限于1-羥基環(huán)己基苯基酮(例如購自CibaSpecialty Chemical(Tarrytown，NY)的Irgacure 184)、(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(例如購自Ciba Specialty Chemical的Irgacure1800、1850和1700工業(yè)混合物)、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(例如購自CibaSpecialty Chemical的Irgacure 651)、二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(例如購自Ciba Specialty Chemical的Irgacure 819)、(2，4，6-三甲基苯甲?；?二苯基氧化膦(例如購自Ciba Specialty Chemical的Darocur 4265工業(yè)混合物)、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(例如購自Ciba Specialty Chemical的Darocur 4265工業(yè)混合物)及其混合物。其它光引發(fā)劑正在不斷開發(fā)并用于玻璃光纖上的涂料組合物。任何合適的光引發(fā)劑均可加入本發(fā)明組合物中。
除了上述組分以外，本發(fā)明二次涂料組合物還可任選地包括添加劑或添加劑混合物。合適的添加劑包括，但不限于抗氧劑、催化劑、潤滑劑、低分子量非交聯(lián)樹脂、粘合促進(jìn)劑和穩(wěn)定劑。某些添加劑可控制聚合過程，從而影響涂料組合物形成的聚合產(chǎn)物的物理性能(例如模量、玻璃化溫度)。其它添加劑會(huì)影響組合物聚合產(chǎn)物的完整性(例如抗解聚或氧化降解的性能)。
較好的抗氧劑是硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(例如購自Ciba Specialty Chemical的Irganox 1035)。
較好的粘合促進(jìn)劑是丙烯酸化的酸粘合促進(jìn)劑，例如Ebecryl 170(購自UCBRadcure(Smyma GA))。
適用于二次涂層材料的其它合適材料以及這些材料的選擇條件是本領(lǐng)域眾所周知的，并可參見Chapin的美國專利4,962,992和5,104,433(在此引為參考)。還可加入能增強(qiáng)一種或多種涂層性能的各種添加劑，包括加入本發(fā)明涂料組合物中的上述添加劑。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，低聚物組分的作用不是作為組合物固化過程中上面發(fā)生聚合的主鏈，而是控制最終組合物粘度的增稠劑。如下面將描述的那樣，制備光纖和光纖帶需要將本發(fā)明組合物涂覆(即使用濕碰濕或濕碰干涂覆方法)在一根或多根已經(jīng)涂覆的玻璃光纖上。為了有效地制造光纖和光纖帶，在加工溫度下本發(fā)明組合物應(yīng)是足夠粘稠的，從而在固化前滯留在涂覆的光纖上。在45℃本發(fā)明組合物的合適粘度約為250-2500厘泊，較好約為300-2000厘泊，更好約為350-1500厘泊。本發(fā)明較好的組合物含有約10重量％BR-301(一種購自BomarSpecialty Chemical(Winsted，CT)的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物)；約22重量％Photomer 4025(一種購自Henkel的乙氧基化(8)雙酚A二丙烯酸酯單體)；約65重量％Photomer 4028(一種購自Henkel的乙氧基化(4)雙酚A二丙烯酸酯單體)；和約3重量％Irgacure 1850光引發(fā)劑(一種購自Ciba Specialty Chemical的含二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦和1-羥基環(huán)己基苯基酮的工業(yè)混合物)。
本發(fā)明另一種較好的組合物含有約10重量％KWS 4131(一種購自BomarSpecialty Chemical的聚醚聚氨酯二丙烯酸酯低聚物)；約5重量％Photomer3016(一種購自Henkel的環(huán)氧丙烯酸酯單體)；約82重量％Photomer 4028(一種購自Henkel的乙氧基化(4)雙酚A二丙烯酸酯單體)；約1.5重量％Irgacure 819光引發(fā)劑(一種購自Ciba Specialty Chemical的二(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦)；1.5重量％Irgacure 184光引發(fā)劑(一種購自Ciba SpecialtyChemical的1-羥基環(huán)己基苯基酮)；和約0.5pph的Irgacure 1035抗氧劑(一種購自Ciba Specialty Chemical的硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯)。
本發(fā)明的另一方面涉及一種涂層或基質(zhì)材料，它是本發(fā)明組合物的固化產(chǎn)物。
盡管本發(fā)明組合物具有低的低聚物含量，但是形成的本發(fā)明涂層或基質(zhì)材料的特征在于高的拉伸強(qiáng)度。根據(jù)ASTM D-882-97(在此引為參考)測定，本發(fā)明組合物聚合產(chǎn)物的拉伸強(qiáng)度至少約18MPa，較好至少約20MPa，更好至少約22MPa。當(dāng)根據(jù)ASTM D-882-97測量時(shí)，正割模量至少約350MPa，較好至少約450MPa，更好至少約550MPa。當(dāng)根據(jù)ASTM D-882-97(在此引為參考)測量時(shí)，本發(fā)明涂料組合物的聚合產(chǎn)物的楊氏模量至少約650Mpa，較好至少約700MPa，更好至少約800MPa。
在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)例中，涂料組合物的楊氏模量至少約900MPa，該模量較好至少約1100-1300MPa，該模量更好至少約1700MPa，該模量最好至少約2100MPa。
本發(fā)明涂層或基質(zhì)的最有用的特性是其抗吸水的能力，因?yàn)橥繉踊蚧|(zhì)吸水最終會(huì)導(dǎo)致涂層從玻璃光纖上脫層和/或削弱基質(zhì)，造成信號衰減。因此，本發(fā)明涂層或基質(zhì)材料吸水應(yīng)小于約5％，較好小于約3％，更好小于約2％。
所述涂層或基質(zhì)材料的另一個(gè)有用的特性是其抗降解的能力或者置于水中的抗性能變化的能力。因此，要求涂層或基質(zhì)材料具有低的水可萃取組分的含量。較好的是，該涂層材料的水可萃取組分的含量小于約2％，較好小于約1％，更好小于約0.5％。本發(fā)明組合物的斷裂伸長率小于約30％，更好約10-20％。
在施涂至光纖上以后，涂料組合物呈現(xiàn)另一有用的特性是減少由于微彎靈敏度造成的損耗。在1550nm的波長下涂覆光纖呈現(xiàn)的微彎衰減小于約2.25dB/m，衰減較好小于約1.50dB/m，更好小于約0.53dB/m，最好小于約0.13dB/m。在1550nm較好的模場直徑至少約9.0μm2，更好至少約9.5μm2。
在1625nm的波長下，該光纖呈現(xiàn)的微彎衰減小于約3.0dB/m，較好小于約2.30dB/m，更好小于約0.75dB/m，最好小于約0.20dB/m。在1625nm較好的模場直徑至少約10.0μm2，更好至少約10.5μm2。在1550nm和1625nm均呈現(xiàn)上述微彎靈敏度的涂料組合物的非窮舉的例子是楊氏模量至少約900MPa的涂料組合物。
本發(fā)明涂料組合物能很好地作為涂層用于大有效面積光纖，尤其是高數(shù)據(jù)速率光纖、海底光纖或陸地光纖用途。施涂至光纖上的本發(fā)明涂層的楊氏模量較好至少約為900MPa。具有大有效面積的波導(dǎo)(又稱為光纖)降低了非線性光學(xué)效應(yīng)，包括自相位調(diào)制、四波混頻、交叉相位調(diào)制和非線性散射過程，在高功率系統(tǒng)中上述效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致信號下降。一般來說，這些非線性效應(yīng)的數(shù)學(xué)描述包括比率P/A有效，其中P是光功率。例如，非線性光學(xué)效應(yīng)遵循含exp(P×L有效/A有效)項(xiàng)的方程，其中L有效是有效長度。因此，提高A有效可降低非線性效應(yīng)對光波導(dǎo)中傳播的光信號下降的貢獻(xiàn)。在通信工業(yè)中對無再生器的長距離大信息容量的要求已經(jīng)導(dǎo)致重新評價(jià)單模光纖折射率分布設(shè)計(jì)。
該重新評價(jià)的著眼點(diǎn)在于提供降低非線性效應(yīng)(如上面所述的效應(yīng))的光波導(dǎo)，并對1550nm附近的波長范圍(即約1250-1700nm的范圍)低衰減運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。另外，該波導(dǎo)應(yīng)與光學(xué)放大器兼容，并保持目前使用的光波導(dǎo)的所需性能(例如高強(qiáng)度、抗疲勞和耐彎曲)。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)至少具有兩個(gè)不同折射率部分的波導(dǎo)光纖具有足夠的撓性，滿足或超過高性能波導(dǎo)光纖系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。
通過設(shè)計(jì)折射率分布，使光纖中的光功率分布由波導(dǎo)光纖的中心線朝外遷移，從而降低功率密度，一般可提高波導(dǎo)的有效面積。但是，將功率分布向外朝纖芯邊緣移動(dòng)后，波導(dǎo)容易受光纖彎曲導(dǎo)致的功率損耗的影響。
許多這種高性能波導(dǎo)設(shè)計(jì)本身更容易受微彎曲引起的傳輸信號衰減損耗的影響。這些對微彎曲靈敏的設(shè)計(jì)需要涂層體系(例如本發(fā)明涂層體系)減緩微彎曲問題。
定義下列定義與本領(lǐng)域的一般用法一致。
-折射率分布是折射率和波導(dǎo)纖維半徑之間的關(guān)系。
-分層的纖芯是至少分成第一和第二波導(dǎo)纖芯部分或?qū)拥睦w芯。各部分或?qū)游挥谘靥囟ǖ陌霃介L度位置，圍繞波導(dǎo)光纖中心線基本對稱并具有相關(guān)的折射率分布。
-有效面積是A有效＝2π(∫E2rdr)2/(∫E4rdr)，其中積分區(qū)間為0至∞，E是與波導(dǎo)中傳播光線有關(guān)的電場。有效直徑D有效限定為A有效＝π(D有效/2)2大有效面積是指光纖的有效面積大于約60μm2，較好的光纖有效面積大于約65μm2，最好的光纖有效面積大于70μm2。光纖的有效面積較好并且可以大于約80-90μm2。
-相對折射率百分?jǐn)?shù)Δ％＝100×(ni2-nc2)/2ni2，除非另有規(guī)定，其中ni是區(qū)域i中的最大折射率，除非另有規(guī)定，nc是包層區(qū)的平均折射率。
-術(shù)語α分布是指以Δ(b)％表示的折射率分布，其中b是半徑，它遵循等式Δ(b)％＝Δ(b0)(1-|b-b0|)/(b1-b0)α)，其中b0是Δ(b)％最大的點(diǎn)，b1是Δ(b)％為零的點(diǎn)，b在b1≤b≤bf的范圍內(nèi)，其中Δ如上所定義，bI是α分布的起點(diǎn)，bf是α分布的終點(diǎn)，α是指數(shù)，它是一個(gè)實(shí)數(shù)。選擇α分布的起點(diǎn)和終點(diǎn)并輸入計(jì)算機(jī)模型。本文中如果階躍型折射率分布或其它分布圖形先于α分布，則α分布的起點(diǎn)是α分布和階躍型分布或其它分布的交點(diǎn)。
對于海底用途的大有效面積光纖，已證實(shí)該涂覆光纖在1550nm波長的衰減不超過約0.23dB/km，較好不超過約0.22dB/km，更好不超過約0.20dB/km，最好不超過約0.15dB/km。海底光纖截止波長通常在約1000-2000nm的范圍內(nèi)，較好小于約1600nm，更好小于約1500nm，最好小于約1400nm。模場直徑(MFD)在約10.0-7.0μm2，較好約9.7-7.7μm2，更好在約9.6-8.0μm2的范圍內(nèi)。合適的海底光纖的一個(gè)例子是購自美國康寧公司的Submarine Leaf，它的有效面積約為71um2。
對于高數(shù)據(jù)速率用途的大有效面積光纖，已證實(shí)該涂覆光纖在1550nm波長的衰減不超過約0.25dB/km，較好不超過約0.22dB/km，更好不超過約0.20dB/km，最好不超過約0.19dB/km。還證實(shí)高數(shù)據(jù)速率光纖的偏振模分布(PMD)不超過約0.05ps/km1/2，較好不超過約0.04ps/km1/2，更好不超過約0.02ps/km1/2，最好不超過約0.01ps/km1/2。高數(shù)據(jù)速率光纖的截止波長通常在約1000-2000nm，較好在約1500-1900nm，更好在約1700-1550nm的范圍內(nèi)。模場直徑(MFD)在約12.0-8.0μm2，較好約11.0-9.0μm2，更好在約10.0-9.5μm2的范圍內(nèi)。高數(shù)據(jù)速率光纖可以約1Gbs，較好約2Gbs，更好約10Gbs的速率傳送信息。
大有效面積光纖的纖芯半徑較好約2-6微米，更好約3-5微米。
可施涂本發(fā)明涂層的大有效面積光纖的兩個(gè)例子包括購自美國康寧公司的SMF-28TM和LEAF光纖。較好SMF-28TM的模場直徑至少約9.0微米，在1550nm和70-30N信號衰減變化較好小于約0.50dB/m，更好約0.30dB/m或更小，最好約0.15dB/m或更小。信號衰減變化可根據(jù)下面實(shí)施例4描述的橫向負(fù)荷的金屬絲網(wǎng)試驗(yàn)進(jìn)行測試。較好LEAF的模場直徑至少約9.0微米，更好至少約9.5微米，在1550nm和70-30N信號衰減變化較好小于約1.17dB/m，更好約0.80dB/m或更小，最好約0.55dB/m或更小。信號衰減變化可根據(jù)下面實(shí)施例4描述的橫向負(fù)荷的金屬絲網(wǎng)試驗(yàn)進(jìn)行測試?？墒┩恐辽鲜鯯MF-28TM和LEAF光纖上的組合物的兩個(gè)例子包括由約10重量％聚醚基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物(例如BR 301)、約22重量％乙氧基化(8)的雙酚A二丙烯酸酯單體(例如Photomer 4025)、約65重量％乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體(例如Photomer 4028)、約3重量％的1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦摻混物(例如Irgacure 1850)、和約0.5pph含硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯(例如Irganox 1035)的抗氧劑組成的涂料。第二種涂料的組合物包括約10重量％聚醚基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物(例如KWS 4131)、約87重量％乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體(例如Photomer 4028)、約3重量％的1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦摻混物(例如Irgacure 1850)、和約0.5pph含硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯(例如Irganox 1035)的抗氧劑。上述涂料組合物并非窮舉可實(shí)施本發(fā)明的涂料組合物。
對大有效面積光纖的其它描述可參見1999年7月27日提交的授權(quán)的順序號為06/145,759和1999年11月16日提交的60/165,833的美國臨時(shí)專利申請，其說明書在此全文引為參考。
本發(fā)明另一方面涉及一種用本發(fā)明組合物制得的光纖。參見圖1，光纖10包括玻璃纖芯12、圍繞玻璃纖芯12并與之相鄰的包層14、包封并粘附在包層14上的一次涂層材料16以及包封一次涂層材料16的一層或多層二次(即外)涂層材料18。
可使用任何常規(guī)材料形成玻璃纖芯12，例如可使用Berkey的美國專利4,486,212(在此引為參考)所述的材料。纖芯通常是具有圓形橫截面的石英玻璃，對于單模光纖的直徑約為5-10微米，對于多模光纖的直徑約20-100微米。纖芯可任選地含有不同量的其它材料，例如鈦、鉈、鍺和硼的氧化物，該氧化物用于改進(jìn)纖芯的折射率。還可向玻璃纖芯中加入本領(lǐng)域已知的其它摻雜劑以改進(jìn)其性能。
一次涂層材料16是任何合適的一次涂料組合物的聚合產(chǎn)物。一系列合適的一次涂料組合物是本領(lǐng)域已知的，其它則正在不斷開發(fā)。通常，這種常規(guī)的一次涂料組合物含有一種或多種高濃度的低聚物組分(例如，聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚酯聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚脲聚氨酯丙烯酸酯低聚物、聚醚丙烯酸酯低聚物、聚酯丙烯酸酯低聚物、聚脲丙烯酸酯低聚物、環(huán)氧丙烯酸酯低聚物和氫化的聚丁二烯低聚物)、一種或多種作為活性稀釋劑或交聯(lián)劑的單體組分、用于促進(jìn)一次涂層與下層玻璃光纖粘合的粘合促進(jìn)劑、聚合引發(fā)劑和其它已知的添加劑。
一次涂層較好是低楊氏模量的柔軟涂層。一次涂層的楊氏模量較好不超過3.0MPa，更好不超過1.5MPa，最好不超過1.0MPa。在二次涂層的楊氏模量高于約1300MPa的情況下，一次涂層較好包括高分子量聚氨酯丙烯酸酯低聚物(例如購自Bomar Speciality Co.Winsted，CT的KWS 6001)和丙烯酸己內(nèi)酯單體(購自Union Carbide Company，Danbury，CT的Tone M100)。該己內(nèi)酯單體的含量較好大于5重量％，更好大于15重量％。
二次涂層材料18是本發(fā)明組合物的聚合(即固化)產(chǎn)物。二次涂層材料18可以是緊密的緩沖涂層或者是松的管狀涂層。與使用的二次涂層材料的類型無關(guān)，較好二次涂層材料18的外表面不發(fā)粘，從而使在加工線軸上相鄰的光纖圈能夠開卷。
二次涂層的外表面較好具有一定摩擦系數(shù)，從而使光纖線軸能自由并平滑地纏繞和開卷，不會(huì)導(dǎo)致光纖打環(huán)、光纖交疊或在光纖上產(chǎn)生局部應(yīng)力以及產(chǎn)生微彎曲引起的衰減損耗的其它纏繞缺陷。二次涂層的摩擦系數(shù)較好小于約0.43，更好小于約0.38，最好小于約0.35。
摩擦系數(shù)是用下列方法測定的。將寬約3英寸、長10英寸的涂膜(下面稱為大涂膜)流延在一塊大玻璃板上，用Fusion傳送帶系統(tǒng)(購自Fusion UV ofGaithersburg，MD)固化之。將另一涂膜(下面稱為小涂膜)流延在5×8cm的玻璃板上，并用同樣的Fusion系統(tǒng)固化之。
用購自Kayeness Inc，Morgantown，PA的Chatillon摩擦試驗(yàn)機(jī)測定涂層的摩擦系數(shù)(COF)。將大涂膜置于摩擦試驗(yàn)機(jī)的滑動(dòng)段上，小涂膜靠在大涂膜上，在其上面施加負(fù)荷W。用于測定摩擦系數(shù)的總負(fù)荷的質(zhì)量為120g。該小玻璃板也與試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷元件相連。開始試驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)段移動(dòng)，上面帶有大涂膜，滑動(dòng)段的移動(dòng)速率為6英寸/分鐘。負(fù)荷元件測定使涂膜相互滑動(dòng)所需的力F。用下式計(jì)算涂層的摩擦系數(shù)COF＝F/W。上述試驗(yàn)在23℃的溫度下在50％相對濕度下進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)例中，通過在二次涂料制劑中加入滑爽劑使該二次涂層的摩擦系數(shù)降至不超過上述限值。較好的滑爽劑包括有機(jī)改性的硅氧烷丙烯酸酯(購自Goldschmidt Chemical Co.，(Hopewell，VA)的Tegorad 2200)或者聚乙二醇聚丙二醇縮水甘油醚(購自Lyondel(以前稱為Arco Chemicals)(Newtowne Square，PA)的Acclaim 4220)。但是，本發(fā)明不限于上述滑爽劑。
所述二次涂料還較好是雙組分涂料體系的一部分。該雙組分涂料體系任選地包括著色材料，例如顏料或染料或者是附加的著色油墨涂層。
對于包括約15％或更低低聚物組分的涂料組合物，楊氏模量至少約為900MPa的二次涂層能降低光纖中微彎曲引起的信號衰減損耗的量。含有超過15％低聚物組分的高楊氏模量涂層也呈現(xiàn)改進(jìn)的微彎曲性能。對于含有超過約15％低聚物組分的涂層，合適的低聚物包括前面所述的低聚物，較好的低聚物包括聚醚聚氨酯丙烯酸酯或二丙烯酸酯低聚物(例如購自Bomar的BR301和購自Sartomer的CN981)。低聚物的含量高于約15重量％，任選地高于約25重量％，并且任選地最多達(dá)約45重量％。非低含量低聚物涂層不僅限于上述低聚物?？膳c其它涂料成分一起配制成楊氏模量至少約900MPa的固化涂層的低聚物可用于實(shí)施本發(fā)明。
涂層通常還包括至少一種上述單體和一種上述光引發(fā)劑。一種或多種單體的含量通常約40-82重量％。在涂層是多單體涂層的情況下，各種單體的含量至少約5重量％，最多達(dá)約70重量％。光引發(fā)劑的含量較好最高為約6重量％。低聚物含量超過約15％的涂層可如總配方(包括低聚物、單體等)中低聚物含量最多為15％的涂層那樣包括其它添加劑。
本發(fā)明另一方面涉及本發(fā)明光纖的制備方法。本質(zhì)上，可采用本發(fā)明組合物使用標(biāo)準(zhǔn)方法實(shí)施本方法。
簡單地說，本方法包括制備玻璃光纖(纖芯12和包層14)；在玻璃光纖上施涂一次涂料組合物；聚合該一次涂料組合物，形成一次涂層材料16；在涂覆的玻璃光纖上施涂二次涂料組合物；聚合該二次涂料組合物，形成二次涂層材料18?？扇芜x地在一次涂料組合物聚合前將二次涂料組合物施涂在涂覆光纖上，此時(shí)僅使用單一的聚合步驟。
可采用本領(lǐng)域已知的方法在單一的操作步驟或多步操作步驟中制備纖芯和包層。合適的方法包括例如Midwinter在傳送的光纖(New York，John Wiley，pp.166-178(1979)，在此引為參考)中所述的雙坩堝法；管棒法；和摻雜沉積石英法，通常也稱為化學(xué)氣相沉積(CVD)或氣相氧化法。各種CVD法是已知的并適合制備用于本發(fā)明光纖的纖芯和包層。它們包括外部氣相沉積法(Blankenship等的“制備光波導(dǎo)纖維的外部氣相沉積法”IEEE.J.Quantum Electron181418-1423(1982)，在此引為參考)；軸向氣相沉積法(Inada的“用軸向氣相沉積法的光纖制備技術(shù)的最新進(jìn)展”IEEE.J.Quantum Electron181424-1431(1982)，在此引為參考)；和改進(jìn)的氣相沉積法即內(nèi)部氣相沉積法(Nagel等的“改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法(MCVD)和性能的綜述”IEEE J.Quantum Electron18459-476(1982)，在此引為參考)。
可使用常規(guī)方法(例如在拉絲塔(draw tower)上)將一次和二次涂料組合物涂覆在玻璃光纖上。
玻璃光纖可由特別制得的已經(jīng)局部并對稱地加熱至足以軟化玻璃的溫度(例如對石英玻璃約為2000℃)的圓柱形預(yù)制棒拉制而成。當(dāng)預(yù)制棒加熱(例如將預(yù)制棒加入并通過加熱爐)后，由該熔融的材料拉制玻璃光纖。在由預(yù)制棒拉制后，較好冷卻后立即將一次涂料組合物和二次涂料組合物施涂至該玻璃光纖上。隨后固化涂料組合物制得涂覆的光纖。固化方法可以是熱固化、化學(xué)固化或輻照固化，例如根據(jù)涂料組合物的性質(zhì)和使用的聚合引發(fā)劑，可將涂覆在玻璃光纖上未固化的涂料組合物置于紫外光、光化輻照、微波輻照或電子束輻照下。通常較好在拉制步驟后施涂一次涂料組合物和二次涂料組合物。一種向移動(dòng)的光纖施涂雙層涂料組合物的方法可參見Taylor的美國專利4,474,830，該文獻(xiàn)在此引為參考。在玻璃光纖上施涂雙層涂料組合物的另一種方法可參見Rannell等的美國專利4,581,165，該文獻(xiàn)在此引為參考。當(dāng)然，可施涂并固化一次涂料組合物，形成一次涂層材料16，隨后施涂并固化二次涂料組合物，形成二次涂層材料18。
本發(fā)明另一方面涉及一種光纖帶。所述光纖帶包括多根基本成平面、基本成直線排列的光纖和包封該許多光纖的基質(zhì)。所述基質(zhì)是本發(fā)明組合物的固化產(chǎn)物。
本發(fā)明該方面的一個(gè)實(shí)例如圖2所示。如圖所示，本發(fā)明光纖帶20包括多根單層或多層光纖30，它們以基本成平面的關(guān)系相互基本成直線排列，并且被基質(zhì)40所包封。術(shù)語“基本成平面”指光纖30相對共同平面位移的距離不超過其直徑的一半。術(shù)語“基本成直線排列”是指沿光纖帶20的長度方向光纖30與其它光纖一般是平行的并且共平面的。在圖2中，光纖帶20含有1 6根光纖30，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知可采用任何數(shù)量的光纖30(例如兩根或更多根)形成光纖帶20用于特定的用途。
可采用制造光纖帶的常規(guī)方法用基質(zhì)40將本發(fā)明光纖帶包封成任何已知的結(jié)構(gòu)(例如邊緣粘合的光纖帶、薄包封的光纖帶、厚包封的光纖帶或者多層光纖帶)。
基本上使用本發(fā)明組合物用標(biāo)準(zhǔn)方法制備光纖帶。例如，在將多根基本平面的光纖排成一行以后，按照Mayr的美國專利4,752,112和Oestreich等的美國專利5,486,378(在此引為參考)所述的制備光纖帶的方法施加本發(fā)明組合物并固化之。
實(shí)施例下列實(shí)施例用于說明本發(fā)明的實(shí)例而非用于限定其范圍。
實(shí)施例1-制備二次涂層使用工業(yè)混合設(shè)備用如下表1所示的組分制得一組本發(fā)明組合物。將低聚物和單體組分稱重并加入加熱的釜中，在約50-65℃的溫度范圍內(nèi)將其混合在一起。持續(xù)混合至獲得均勻的混合物。接著，稱重光引發(fā)劑，邊混合邊將其加入均勻的溶液中。最后稱重添加劑，然后邊混合邊加入溶液中。持續(xù)混合至再次獲得均勻的溶液。
經(jīng)徹底混合，測試該溶液的25℃和45℃的粘度，并在光學(xué)顯微鏡下檢查溶液是否存在顆粒、晶體和分相。
表1組合物配方
表1(續(xù))
表1(續(xù))
在表1所列的低聚物中，BR301是聚醚基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物，購自Bomar Specialty Co.，；Photomer 6010是脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，購自Henkel Corp.；KWS 5021是脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，購自Bomar SpecialtyCo.；RCC12-892是多官能脂族聚氨酯丙烯酸酯低聚物，購自Henkel Corp.；RCC13-572是芳族聚氨酯二丙烯酸酯低聚物，購自Henkel Corp.；KWS 4131是聚醚基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物，購自Bomar Specialty Co.。
在表1所列的單體中，SR 601是乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR 602是乙氧基化(10)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR 349是乙氧基化(2)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR 399是二季戊四醇五丙烯酸酯，購自SartomerCompany，Inc.；SR 499是乙氧基化(6)的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，購自SartomerCompany，Inc.；Photomer 4025是乙氧基化(8)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Henkel Corp.；Photomer 4028是乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Henkel Corp.；RCC12-984是乙氧基化(3)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自HenkelCorp.。
在表1所列的光引發(fā)劑中，Irgacure 1850是1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦的混合物，購自Ciba SpecialtyChemical。
在表1所列的添加劑中，Irganox 1035是含有硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯的抗氧劑，購自Ciba Specialty Chemical；Ebecryl 170是具有丙烯酸酯和酸官能度的粘合促進(jìn)劑，購自UCB Radcure。
在制備和檢驗(yàn)制劑以后，將其以約75微米的厚度施涂在固體表面上，使用D燈泡(購自Fusion UV Systems，Inc.(Gaithersburg，MD))以約0.25-1.0J/cm2的劑量紫外光輻照固化之。隨后從固體表面上取下固化的涂膜，試驗(yàn)形成的涂層材料的強(qiáng)度和吸水性。這些試驗(yàn)的結(jié)果列于下表2。
表2涂層/組合物的性能
在測試固化材料的強(qiáng)度(即模量)時(shí)，使用ASTM D 882-97(在此引為參考)所列的方法，但是在23℃和50％相對濕度環(huán)境條件下使用2.5cm/min的固定應(yīng)變速率。
在測試粘度時(shí)，試驗(yàn)Brookfield CAP 2000(錐板)粘度計(jì)。將一定組合物(即約3-4滴)加入測量池(cell)并加熱至約25℃或45℃。在達(dá)到所需溫度以后，從粘度計(jì)讀取粘度讀數(shù)。未固化液態(tài)涂料的粘度列于表2。
實(shí)施例2-制備光纖使用實(shí)施例1制得的組合物，將一次涂層和二次涂層材料施涂至冷卻后的拉制玻璃光纖上。將直徑約125微米的玻璃光纖放入含有一次涂料組合物的容器。所述一次涂料組合物列于下表3
表3一次涂料組合物
各種一次涂料組合物是根據(jù)Fewkes等1999年4月29日提交的美國專利申請09/301,814(在此引為參考)所述方法制備的。
在上表3所列的組分中，BR 3731是聚醚聚氨酯丙烯酸酯，購自BomarSpecialty Co.；Photomer 4003是乙氧基化的壬基酚丙烯酸酯，購自HenkelCorp.；SR504是乙氧基化的壬基酚丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；Tone M-100是丙烯酸己內(nèi)酯，購自Union Carbide.(Danbury，CT)；Irgacure 1850是1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦的工業(yè)混合物，購自Ciba Specialty Chemical；Irganox 1035是含有硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯的抗氧劑，購自Ciba SpecialtyChemical；Tegorad 2200是多烷氧基聚硅氧烷，購自Goldschmidt Chemical Co.；Acclaim 3201是乙二醇-丙二醇共聚物，購自Lyondell(Newtown Square，PA)；Unitac R40是增粘劑妥爾油松香酯，購自Union Camp Corp.(Wayne，NJ)。
當(dāng)從容器中取出涂覆光纖以后，調(diào)節(jié)一次涂層組合物的厚度使得固化涂層的厚度約為32.5微米。涂層厚度是通過使涂覆光纖通過一個(gè)模頭來調(diào)節(jié)的。接著使用D燈泡(購自Fusion UV Systems，Inc.)以約0.2-1.0J/cm2的劑量紫外光輻照固化之。將該涂覆光纖拉過一個(gè)裝有一種上面表1所列二次涂料組合物的二次涂料容器。在從該二次涂料容器中取出涂覆光纖后，調(diào)節(jié)二次涂層組合物的厚度使得固化涂層的厚度約為27.5微米。涂層厚度也是通過使涂覆光纖通過一個(gè)模頭來調(diào)節(jié)的。接著使用D燈泡以約0.2-1.0J/cm2的劑量紫外光輻照固化之，制得直徑約為245±10微米的光纖。在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件下將光纖老化2星期，隨后試驗(yàn)該光纖的二次涂層材料的適合性。
為了清楚起見，下面將涂覆組合物A的光纖稱為光纖A，涂覆組合物B的光纖稱為光纖B，依次類推。為了區(qū)分用相同的二次涂層制得的光纖，用其一次涂層和二次涂層標(biāo)注光纖，例如，光纖A1、光纖A2等。
實(shí)施例3-試驗(yàn)光纖的二次涂層適合性通過分析一段10cm長的光纖初步檢查實(shí)施例2所述制得的纏繞和老化的光纖。涂層材料(尤其是二次涂層材料)分析包括數(shù)項(xiàng)性能試驗(yàn)，包括(1)干/濕剝離力、(2)吸水性和萃取性、和(3)水引起的脫層或微脫層。
剝離力根據(jù)FOTP-178(在此引為參考)進(jìn)行剝離力試驗(yàn)，將涂覆光纖置于一個(gè)負(fù)荷元件中，隨后在23℃、50％相對濕度的環(huán)境條件下以0.847cm/s的速率剝離之。為了具有工業(yè)實(shí)用性，測得的剝離力必須落在約0.2-2.0磅(約0.09-0.9kg)的范圍內(nèi)。剝離力試驗(yàn)用于干和濕光纖上。濕光纖是在室溫在水中浸泡14天后進(jìn)行剝離力試驗(yàn)。剝離力試驗(yàn)的結(jié)果列于下表4。
表4剝離力試驗(yàn)測定
所有測試的光纖在干和濕條件下均具有合適的剝離性。在干和濕條件下試驗(yàn)的光纖中，與光纖A、E、G、H、I、J、M和Q相比，光纖B、C、F和L的剝離力總體上呈現(xiàn)恒定的更小的下降(比較干至濕的變化)。
吸水性/萃取性如下進(jìn)行吸水性和萃取性試驗(yàn)將一段300cm的光纖試樣以其切割端露出水面的方式(從而將吸水性局限在涂層徑向滲透)在水中浸泡24小時(shí)。測定浸泡前光纖在干燥器中放置24小時(shí)后的質(zhì)量、浸泡后的質(zhì)量和在干燥器中干燥24小時(shí)后的質(zhì)量。為了測定水萃取導(dǎo)致的質(zhì)量變化，從浸泡前的質(zhì)量中減去干燥后的質(zhì)量。將該質(zhì)量變化除以浸泡前的質(zhì)量計(jì)算出萃取百分?jǐn)?shù)。為測定吸水產(chǎn)生的質(zhì)量變化，先從浸泡后的質(zhì)量中減去萃取導(dǎo)致的質(zhì)量變化(經(jīng)調(diào)整的浸泡質(zhì)量)，隨后得到經(jīng)調(diào)整的浸泡質(zhì)量和浸泡前質(zhì)量的差。將吸水導(dǎo)致的質(zhì)量變化除以浸泡前的質(zhì)量計(jì)算出吸水百分?jǐn)?shù)。吸水性/萃取結(jié)果列于下表5。
表5吸水性/萃取測量
所有測試的光纖均具有足夠低的吸水性和萃取性。
脫層將光纖試樣在室溫和在約65℃的溫度下在水中浸泡14天、30天或60天。測試的光纖的長度必須足夠長以便在浸泡時(shí)使光纖的兩端露出在水面上，從而將水的作用局限于涂層的徑向滲透。經(jīng)過預(yù)定的浸泡時(shí)間，用放大100倍的顯微鏡檢查10cm的光纖截面是否存在脫層點(diǎn)位(即一次涂層和玻璃光纖大面積分離)或微脫層(MD)點(diǎn)位。MD點(diǎn)位是相對小的脫層點(diǎn)位，盡管不存在尺寸標(biāo)準(zhǔn)來區(qū)分MD和更大的脫層。計(jì)數(shù)MD的出現(xiàn)個(gè)數(shù)和尺寸，記錄為在受檢測的10cm截面中MD的數(shù)量。如果光纖試樣在特定溫度呈現(xiàn)脫層，通常不再進(jìn)行隨后的檢測(例如30天或60天)。測定結(jié)果列于下表6。
表6脫層浸泡試驗(yàn)
在某些情況下測定MD的尺寸，此時(shí)存在的最大MD的尺寸列于括號中。
盡管某些光纖(即含有特定的一次涂層和二次涂層的組合)呈現(xiàn)明顯的脫層或MD，但是脫層浸泡試驗(yàn)的結(jié)果未表明本發(fā)明組合物不適合制備二次涂層。
實(shí)施例4-微彎靈敏度使用市售的混合設(shè)備用下表7所列的組分制備一組本發(fā)明組合物。將低聚物和單體組分稱重并加入加熱的釜中，在約50-65℃的溫度范圍內(nèi)將其混合在一起。持續(xù)混合至獲得均勻的混合物。接著，稱重光引發(fā)劑，邊混合邊將其加入均勻的溶液中。最后，稱重添加劑，邊混合邊將其加入所述溶液中，持續(xù)混合至再次獲得均勻的溶液。經(jīng)徹底混合，測試該溶液的25℃和45℃的粘度，并在光學(xué)顯微鏡下檢查溶液是否存在顆粒、晶體和分相。
表7二次組合物配方
在表7中所列的低聚物中，BR301是聚醚基聚氨酯二丙烯酸酯低聚物，購自Bomar Specialty Co.；CN981是聚氨酯丙烯酸酯低聚物，購自Sartomer Company，Inc.。
在表7所列的單體中，SR 601是乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR 492是丙氧基化(3)的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，；SR494是乙氧基化的季戊四醇四丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR9020是丙氧基化(3)的丙三醇三丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR 349是乙氧基化(2)的雙酚A二丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；SR295是季戊四醇四丙烯酸酯，購自SartomerCompany，Inc.。
在表7所列的光引發(fā)劑中，Irgacure 1850是1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲?；?-2，4，4-三甲基戊基氧化膦的混合物，購自Ciba SpecialtyChemical。
將上述涂料施涂在光纖上作為二次涂層。在施涂二次涂層前，先在光纖上涂覆一次涂層。用于本實(shí)施例的一次涂層組合物列于表8。
涂覆上述本發(fā)明涂層的光纖是高數(shù)據(jù)速率的單模光纖。這種光纖的一個(gè)實(shí)例是購自美國康寧公司的LEAF。
表8一次涂料組合物
表8所列的涂層4與表3所列的涂層4相同。在上表8所列的組分中，BR 3731是聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物，購自Bomar Specialty Co.；KWS6001是高分子量聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物；SR504是乙氧基化的壬基酚丙烯酸酯單體，購自Sartomer Company，Inc.；Tone M-100是丙烯酸己內(nèi)酯單體，購自Union CarbideCorp.(Danbury，CT)；Irgacure 1850是1-羥基環(huán)己基苯基酮和二(2，6-二甲氧基苯甲酰基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦的混合物，購自Ciba SpecialtyChemical；Irganox 1035是含有硫二亞乙基二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯的抗氧劑，購自Ciba Specialty Chemical；Tegorad 2200是多烷氧基聚硅氧烷，購自Goldschmidt Chemical Co.；Acclaim 3201是乙二醇丙二醇共聚物，購自Lyondell(Newtown Square，PA)。
試驗(yàn)實(shí)施例4的涂覆光纖的微彎靈敏度。根據(jù)Lateral Load Wire MeshTest(LLWM)試驗(yàn)各個(gè)光纖。這種試驗(yàn)測量當(dāng)向光纖施加橫向負(fù)荷時(shí)發(fā)射光透過光纖的光譜功率。橫向負(fù)荷是沿光纖橫截面法向的力。每個(gè)試樣試驗(yàn)五次。
將一段光纖由光源(又稱為發(fā)射段)延伸至探測器段。較好的探測器段是Photon Kinetics(PK)光譜衰減測量臺(tái)。合適的裝置是購自Photon Kinetics ofBeaverton，OR的2500型光纖分析系統(tǒng)。該型號的使用手冊在此引為參考。該使用手冊描述了使用2500型分析系統(tǒng)測量衰減。光纖必須具有足夠的長度以便從光源延伸至測量臺(tái)。光纖的長度還應(yīng)如下所述包括置于Instron中松包預(yù)定光纖結(jié)構(gòu)。
Instron用于向光纖施加橫向負(fù)荷。Instron是能夠向材料施加可控負(fù)荷的裝置。如負(fù)荷率那樣，可控制并測量與時(shí)間有關(guān)的負(fù)荷的力，以及在負(fù)荷過程中施加在試樣材料(光纖段)上的變形。較好的Instron是Instron4502。這種裝置可購自多家供應(yīng)商，Instron(Canton，MA)是其中的一家，MTS System是其中的另一家。Instron4502帶有一塊下鋼板和一塊上鋼板。鋼板的方向使得上鋼板施加在下鋼板上的力垂直于下鋼板。
將要試驗(yàn)的光纖試樣置于固定在下鋼板上的橡膠墊上。該橡膠墊的肖氏A硬度為70±5。要求確保該橡膠墊是平的，不帶有任何類型的凹陷。如有必要，替換橡膠墊或用異丙醇清洗之。
將光纖以約340°環(huán)繞在直徑為98.5mm的芯棒上。用不超過三片薄粘合帶(tape)(每片的最大寬度為3mm)將光纖固定在橡膠墊上。切去一部分粘合帶以免在光纖端部伸出Instron處光纖發(fā)生交叉。
移去芯棒，將一70號金屬絲網(wǎng)置于在橡膠墊上的光纖環(huán)的頂部，從而將光纖夾在橡膠墊和金屬絲網(wǎng)之間。記錄在1310nm、1550nm和1625nm光纖的初始衰減。以10N的增量向光纖施加橫向壓縮負(fù)荷。將總橫向負(fù)荷增至最高70N。記錄每增加一個(gè)橫向負(fù)荷增量所引起的衰減。計(jì)算在30N和70N之間每次增加負(fù)荷的平均衰減變化(又稱為Δ)并記錄之。
如有必要，也可以記錄在三個(gè)上述波長的每一個(gè)波長下以分貝變化(ΔdB)表示的衰減變化。衰減變化歸因于壓縮負(fù)荷。衰減變化是用剪斷法測定的。
剪斷法通過測定不同長度光纖輸出端接收的功率計(jì)算光纖的光學(xué)損耗特性。該方法包括使用光源向試驗(yàn)光纖的第一端發(fā)射一個(gè)相對強(qiáng)度的光信號。一部分發(fā)射的光信號會(huì)在包層中傳播。
在光纖的第二端測定光信號，并在該第二端測量該信號的功率。該信號是用光學(xué)探測器測定的。該探測器對光纖第二端的所有光線均有響應(yīng)，與光線在纖芯還是在包層中傳播無關(guān)。
光纖的長度必須使可測定量的信號位于光纖的第二端。該光纖長度稱為L1。
將光纖切割成小于L1的L2。再次通過該光纖傳輸光信號，并在光纖的第二端探測信號強(qiáng)度。根據(jù)在長度L1和L2測得的光信號強(qiáng)度差確定光學(xué)損耗。光學(xué)損耗為10log10(功率(L2)/功率(L1))。用該光學(xué)損耗除以L1和L2的長度差得到衰減。用測量導(dǎo)致衰減相同的方法施加負(fù)荷以測量衰減變化。
試驗(yàn)表7和表8所列涂層組合和對照光纖。對照光纖是市售的單模光纖，例如購自美國康寧公司的LEAF光纖，其A有效面積約為72微米2。該光纖涂覆有雙涂層體系。該雙涂層體系購自DSM Desotech of Elgin，IL。對照光纖一次涂層的楊氏模量為1.1-1.3MPa。對照光纖的二次涂層的楊氏模量為500-700MPa。
帶有本發(fā)明涂層的試驗(yàn)光纖用涂層，尤其是施加至光纖的一次和二次涂層命名。例如，光纖X4是涂覆表7的二次涂層X和表8的一次涂層4。
表9微彎靈敏度試驗(yàn)
在絲網(wǎng)衰減試驗(yàn)中使用橫向負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，在1550nm和1625nm波長通過本發(fā)明光纖X4、W4和X9傳輸?shù)男盘査p變化小于通過對照光纖傳輸?shù)男盘査p變化。
已證明本發(fā)明涂層具有低的微彎靈敏度。在約1550nm的波長下本發(fā)明涂層的信號衰減變化約為1.920-0.122dB/m，在約1625nm波長下信號衰減變化約為2.250-0.999dB/m。對照光纖呈現(xiàn)高得多的微彎靈敏度。在約1550nm的波長下，對照光纖的信號衰減變化約為4.182-2.894dB/m。在約1625nm波長下信號衰減變化約為5.553-3.653dB/m。
盡管出于說明的目的對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但是該詳細(xì)描述僅出于說明的目的，在不偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可對其進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種用于涂覆光纖的組合物，它包括約15重量％或更低的低聚物組分；約75重量％或更高的單體組分；當(dāng)所述組合物基本不含所述低聚物組分時(shí)，所述單體組分包括兩種或多種單體，該組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約650MPa。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約1100MPa。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約1700MPa。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述低聚物組分的含量小于約10重量％。
5.如權(quán)利要求4所述的組合物，其特征在于所述組合物基本不含所述低聚物組分。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述單體組分的含量約為80-99重量％。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述低聚物組分包括約10重量％的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物；所述單體組分包括約22重量％的乙氧基化(8)的雙酚A二丙烯酸酯單體和約65重量％乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體；所述組合物還包括約3重量％光引發(fā)劑。
8.一種光纖，它包括玻璃光纖；包封所述玻璃光纖的一次涂層；和包封所述一次涂層的二次涂層，所述二次涂層是包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物；所述二次涂層的楊氏模量至少約650MPa。
9.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約900MPa。
10.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述二次涂層外表面的摩擦系數(shù)小于約0.43。
11.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述摩擦系數(shù)小于約0.38。
12.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述低聚物組分的含量小于約10重量％。
13.如權(quán)利要求12所述的光纖，其特征在于所述組合物基本不含所述低聚物組分。
14.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述低聚物組分包括約10重量％的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚物；所述單體組分包括約22重量％的乙氧基化(8)的雙酚A二丙烯酸酯單體和約65重量％乙氧基化(4)的雙酚A二丙烯酸酯單體；所述組合物還包括約3重量％光引發(fā)劑。
15.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于所述楊氏模量高于約1300MPa，所述一次涂層的楊氏模量約為3.0MPa或更低。
16.如權(quán)利要求9所述的光纖，其特征在于在1550nm的波長下其微彎衰減小于2.25dB/m。
17.如權(quán)利要求9所述的光纖，其特征在于在1625nm的波長下其微彎衰減小于3.00dB/m。
18.一種用于涂覆光纖的組合物，它包括高于約15重量％的低聚物組分；低于約82重量％的單體組分；所述組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約900MPa。
19.一種光纖，它包括玻璃光纖；包封所述玻璃光纖的一次涂層；和包封所述一次涂層的二次涂層，所述二次涂層是包括高于約15重量％的低聚物組分和低于約82重量％的單體組分的組合物的固化產(chǎn)物；所述二次涂層的楊氏模量至少約900MPa，在1550nm波長的微彎衰減小于2.25dB/m，在1625nm的微彎衰減小于3.00dB/m。
20.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于所述二次涂層外表面的摩擦系數(shù)小于約0.43。
21.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于所述楊氏模量高于約1300MPa，所述一次涂層的楊氏模量約為3.0MPa或更低。
22.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于在1550nm的波長下其微彎衰減小于1.50dB/m。
23.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于在1625nm的波長下其微彎衰減小于0.75dB/m。
24.如權(quán)利要求9所述的光纖，其特征在于所述光纖包括單模光纖。
25.如權(quán)利要求24所述的光纖，其特征在于其有效面積至少約60μm2。
26.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于所述光纖包括單模光纖。
27.如權(quán)利要求26所述的光纖，其特征在于其有效面積至少為60μm2。
28.如權(quán)利要求19所述的光纖，其特征在于在1550nm的波長下所述光纖的衰減約小于0.25dB/m。
29.如權(quán)利要求8所述的光纖，其特征在于在1550nm的波長下所述光纖的衰減約小于0.25dB/m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于涂覆光纖的組合物，它包括約15重量％或更低的低聚物組分和約75重量％或更高的單體組分；其固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約650MPa。當(dāng)該組合物基本不含低聚物組分時(shí)，所述單體組分包括兩種或多種單體。還公開了本發(fā)明組合物的固化產(chǎn)物、含該組合物制得的二次涂層的光纖、這種光纖的制備方法以及含該組合物制得的基質(zhì)的光纖帶。本發(fā)明還涉及一種用于涂覆光纖的組合物，它包括高于約15重量％的低聚物組分；低于約82重量％的單體組分；所述組合物的固化產(chǎn)物的楊氏模量至少約900MPa。
文檔編號C03C25/10GK1437621SQ00819255
公開日2003年8月20日 申請日期2000年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者H·H·盛 申請人:康寧股份有限公司