Отверждаемое излучением первичное покрытие d1379 p для оптического волокна

Отверждаемое излучением первичное покрытие d1379 p для оптического волокна

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

[0001] Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №60/874722 "Отверждаемое излучением первичное покрытие Р на оптическом волокне", поданной 14 декабря 2006 года, и предварительной заявки на патент США №60/974631 "Отверждаемое излучением первичное покрытие Р на оптическом волокне", поданной 24 сентября 2007 года.

Область техники, к которой относится изобретение

[0002] Настоящее изобретение относится к отверждаемым излучением покрытиям для применения в качестве первичного покрытия для оптических волокон, оптическим волокнам, покрытым упомянутыми покрытиями, а также способам получения оптических волокон с покрытием.

Уровень техники

[0003] Оптические волокна обычно покрывают двумя или более покрытиями, отверждаемыми излучением. Указанные покрытия обычно наносят на оптическое волокно в жидкой форме, а затем подвергают воздействию излучения для осуществления отверждения. Тип излучения, которое может применяться для отверждения покрытия, должен быть таким, чтобы быть способным инициировать полимеризацию одного или более отверждаемых излучением компонентов таких покрытий. Излучение, подходящее для отверждения таких покрытий, хорошо известно и включает ультрафиолетовое излучение (в дальнейшем "УФ") и электронный луч ("ЭЛ"). Предпочтительным типом излучения для отверждения покрытий, используемым при получении оптического волокна с покрытием, является УФ.

[0004] Покрытие, которое непосредственно контактирует с оптическим волокном, называют первичным покрытием, а то покрытие, которое покрывает первичное покрытие, называют вторичным покрытием. В области отверждаемых излучением покрытий для оптических волокон известно, что первичные покрытия преимущественно являются более мягкими, чем вторичные покрытия. Одним из преимуществ, следующих из этой компоновки, является повышенное сопротивление микроизгибам.

[0005] Ранее описанные отверждаемые излучением покрытия, подходящие для применения в качестве первичного покрытия для оптического волокна, включают следующее.

[0006] В опубликованной заявке на патент Китая №CN16515331 "Отверждаемая излучением краска и ее применение", патентообладателя Shanghai Feikai Photoelectric, авторов: Jibing Lin и Jinshan Zhang, описано и заявлено отверждаемое излучением покрытие, содержащее олигомер, активный разбавитель, фотоинициатор, термостабилизатор, селективный усилитель адгезии, в котором содержание олигомера составляет между 20% и 70% (по массе, ниже приведено то же самое), содержание других компонентов составляет между 30% и 80%; олигомер выбран из (мет)акрилированного полиуретанового олигомера или смеси (мет)акрилированного полиуретанового олигомера и (мет)акрилированного эпоксидного олигомера; причем упомянутый (мет)акрилированный полиуретановый олигомер получают при использовании, по меньшей мере, следующих веществ:

[0007] (1) один из полиолов, выбранных из полиуретанполиола, полиамидполиола, простого полиэфирполиола, сложного полиэфирполиола, поликарбонатполиола, углеводородного полиола, полисилоксаполиола, смеси двух или более одинаковых или различных типов полиолов;

[0008] (2) смесь двух или более диизоцианатов или полиизоцианатов;

[0009] (3) (мет)акрилированное соединение, содержащее один гидроксил, способный реагировать с изоцианатом.

[0010] Пример 3 из опубликованной заявки на патент Китая №CN16515331 является единственным Примером в той опубликованной заявке на патент, в котором описан синтез отверждаемого излучением покрытия, подходящего для применения в качестве отверждаемого излучением первичного покрытия. Покрытие, синтезированное в Примере 3, обладает модулем упругости 1,6 МПа.

[0011] В статье "УФ-ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ В КАЧЕСТВЕ ТВЕРДЫХ ВНЕШНИХ СЛОЕВ ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН", авторов W.Podkoscielny и В.Tarasiuk, Polim. Tworz. Wielk, издание 41, Номера 7/8, стр.448-55, 1996, NDN-131-0123-9398-2, описаны исследования оптимизации синтеза УФ-отвержденных уретан-акриловых олигомеров и их применение в качестве твердых защитных покрытий для оптических волокон. Для синтеза использовали произведенные в Польше олигоэтеролы, диэтиленгликоль, толуолдиизоцианат (Izocyn Т-80) и изофорондиизоцианат в дополнение к гидроксиэтил- и гидроксипропилметакрилатам. Активные разбавители (бутилакрилат, 2-′ этилгексилакрилат и 1,4-бутандиолакрилат или их смеси) и 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон в качестве фотоинициатора добавляли к этим уретан-акриловым олигомерам, которые имели полимеризационно-активные двойные связи. Композиции облучали УФ-излучением в бескислородной атмосфере. Были зарегистрированы ИК-спектры этих композиций и определены некоторые физические, химические и механические свойства до и после отверждения (плотность, молекулярная масса, вязкость как функция от температуры, показатель преломления, содержание геля, температура стеклования, твердость по Шору, модуль Юнга, предел прочности на разрыв, удлинение при разрыве, термостойкость и коэффициент диффузии водяного пара).

[0012] В статье "СВОЙСТВА ОТВЕРЖДАЕМЫХ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛАТОВ", авторов М.Koshiba; K.K.S. Hwang; S.K.Foley.; D.J.Yarusso и S.L.Cooper; опубликованной в J.Mat.Sci, 17, Номер 5, май 1982, стр.1447-58; NDN-131-0063-1179-2, описано проведенное исследование зависимости между химической структурой и физическими свойствами УФ-отверждаемых полиуретан-акрилатов на основе изофорондиизоцианата и толуолдиизоцианата (TDI). Эти две системы были получены с различными молекулярной массой мягкого сегмента и содержанием сшивающего агента. Результаты динамического механического испытания показали, что можно получить одно- или двухфазные материалы, в зависимости от молекулярной массы мягкого сегмента. При увеличении последней Т_с полиола сдвигалась к более низким температурам. Увеличение с использованием N-винилпирролидона (NVP) или полиэтиленгликольдиакрилата (PEGDA) вызывало повышение модуля Юнга и предела прочности на разрыв. Поперечное сшивание NVP увеличивало вязкость разрушения двухфазных материалов и сдвигало высокотемпературный пик Т_с к более высоким температурам, a PEGDA не давал этих эффектов. Свойства при растяжении двух описанных систем в целом были схожими.

[0013] Обычно в производстве отверждаемых излучением покрытий для применения на оптическом волокне с целью получения уретановых олигомеров используют изоцианаты. Во многих ссылках, включая патент США №7135229, "ОТВЕРЖДАЕМАЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ КОМПОЗИЦИЯ ПОКРЫТИЯ", выданный 14 ноября 2006 г., патентообладателя DSM IP Assets B.V., колонка 7, строки 10-32, приведены следующие сведения в качестве руководства для среднего специалиста в данной области техники по синтезу уретановых олигомеров: «Полиизоцианаты, подходящие для применения при получении композиций по настоящему изобретению, могут быть алифатическими, циклоалифатическими или ароматическими и включают диизоцианаты, такие как 2,4-толуолдиизоцианат, 2,6-толуолдиизоцианат, 1,3-ксилилендиизоцианат, 1,4-ксилилендиизоцианат, 1,5-нафталиндиизоцианат, м-фенилендиизоцианат, п-фенилендиизоцианат, 3,3′-диметил-4,4′-дифенилметандиизоцианат, 4,4′-дифенилметандиизоцианат, 3,3′-диметилфенилендиизоцианат, 4,4′-бифенилендиизоцианат, 1,6-гександиизоцианат, изофорондиизоцианат, метиленбис(4-циклогексил)изоцианат, 2,2,4-триметилгексаметилендиизоцианат, бис(2-изоцианат-этил)фумарат, 6-изопропил-1,3-фенилдиизоцианат, 4-дифенилпропандиизоцианат, лизиндиизоцианат, гидрированный дифенилметандиизоцианат, гидрированный ксилилендиизоцианат, тетраметилксилилендиизоцианат и 2,5(или 6)-бис(изоцианатометил)-бицикло[2.2.1]гептан. Из этих диизоцианатов особенно предпочтительными являются 2,4-толуолдиизоцианат, изофорондиизоцианат, ксилилендиизоцианат и метиленбис(4-циклогексилизоцианат). Эти диизоцианатные соединения используют либо отдельно, либо в комбинации из двух или более».

[0014] ЕР-А-1408017 направлен на сборную ленту, содержащую множество оптических стекловолокон с покрытием. Задача в этом документе состоит в том, чтобы предложить отверждаемую излучением композицию краски, которая обладает повышенной адгезией к внешнему первичному покрытию. Соответственно, этот документ не касается отверждаемой излучением композиции первичного покрытия.

[0015] US-B-6714712 направлен на отверждаемые излучением композиции для покрытия оптических волокон. Получение сложнополиэфирных и/или алкид(мет)акрилатных олигомеров, указанных в этом документе, не подразумевает использования изоцианатов, не говоря уже о сочетании алифатического и ароматического изоцианатов.

[0016] WO-A-02/42236 относится к специальному способу сушки покрытий оптических волокон с целью увеличения адгезии между покрытием и волокном. US-B-7135229 описывает отверждаемые излучением композиции покрытия на алкидной основе без растворителя, которые могут использоваться в качестве первичных или вторичных покрытий. ЕР-А-1647585 описывает отверждаемые излучением композиции, которые могут использоваться в качестве верхних покрытий, например, на стеклянных подложках. WO-A-98/57902 направлен на отверждаемые излучением композиции покрытия, которые могут использоваться в качестве первичных или вторичных покрытий для оптических волокон. US-A-2004/0209994 описывает отверждаемые композиции, содержащие сложнополиэфирные олигомеры, которые могут быть использованы в качестве композиций покрытия для оптических волокон. US-A-5616630 направлен на гибридный олигомер сложного эфира/уретан-акрилата, который может использоваться в композициях покрытия. Статья Podkoscielny et al. Applied Macromolecular Chemistry and Physics, 1996, 242, 123-138 направлена на оптимизацию уретан-акрилатных отверждаемых излучением композиций. Ни один из этих документов не раскрывает использования сочетания ароматического и алифатического изоцианатов для получения одного и того же олигомера.

[0017] Хотя в настоящее время доступен ряд первичных покрытий, желательно предложить новые первичные покрытия, которые обладают улучшенными технологическими и/или эксплуатационными характеристиками по сравнению с существующими покрытиями.

Сущность изобретения

[0018] Первым аспектом заявленного сейчас изобретения является отверждаемая излучением композиция первичного покрытия, содержащая:

A) олигомер;

B) первый мономер-разбавитель;

C) второй мономер-разбавитель;

D) фотоинициатор;

E) антиоксидант; и

F) усилитель адгезии;

причем упомянутый олигомер является продуктом реакции:

i) гидроксиэтилакрилата;

ii) ароматического изоцианата;

iii) алифатического изоцианата;

iv) полиола;

v) катализатора; и

vi) ингибитора, и

при этом упомянутый катализатор выбран из группы, содержащей дилаурат дибутилолова, карбоксилаты металлов, сульфоновые кислоты, катализаторы на основе аминов или органических оснований, алкоксиды циркония и титана, и ионные жидкие соли фосфония, имидазолия и пиридиния; и

при этом упомянутый олигомер имеет среднечисловую молекулярную массу от по меньшей мере 4000 г/моль до меньшей или равной 15000 г/моль; и

при этом отвержденная пленка упомянутой отверждаемой излучением композиции первичного покрытия имеет пик тангенса дельта Т_с от -25°С до -45°С и модуль упругости от 0,50 МПа до 1,2 МПа.

[0019] Второй аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой способ нанесения покрытия на оптическое волокно, включающий в себя:

a) работу колонны вытягивания стекла с получением оптического стекловолокна; и

b) нанесение на упомянутое оптическое стекловолокно отверждаемой излучением композиции первичного покрытия по заявленному сейчас изобретению.

[0020] Третий аспект отверждаемой излучением изобретения представляет собой способ нанесения покрытия на оптическое волокно, включающий в себя:

a) работу колонны вытягивания стекла на линейной скорости между 750 метрами/минуту и 2100 метрами/минуту с получением оптического стекловолокна; и

b) нанесение на упомянутое оптическое стекловолокно отверждаемой излучением композиции первичного покрытия по заявленному сейчас изобретению.

[0021] Четвертый аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой провод, покрытый первым и вторым слоем, причем первый слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие по заявленному сейчас изобретению, которое находится в контакте с внешней поверхностью провода, а второй слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением вторичное покрытие, находящееся в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия,

при этом отвержденное первичное покрытие на проводе имеет следующие свойства после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°С и 85%-ной относительной влажности:

A) % RAU от 84% до 99%;

B) in-situ модуль упругости между 0,15 МПа и 0,60 МПа; и

C) Т_с трубки от -25°С до -55°С.

[0022] Пятый аспект настоящего изобретения представляет собой оптическое волокно, покрытое первым и вторым слоем, причем первый слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие по заявленному сейчас изобретению, которое находится в контакте с внешней поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой отвержденное отверждаемое излучением вторичное покрытие, находящееся в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия,

при этом отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне имеет следующие свойства после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°С и 85%-ной относительной влажности:

А) % RAU от 84% до 99%;

B) in-situ модуль упругости между 0,15 МПа и 0,60 МПа; и

C) Т_с трубки от -25°С до -55°С.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0023] По всей данной заявке на патент следующие сокращения имеют указанные значения:

А-189	γ-меркаптопропилхриметоксисилан, поставляемый General Electric
ВНТ	2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, поставляемый Fitz Chem
CAS	означает регистрационный номер из Chemical Abstracts
DBTDL	дилаурат дибутилолова, поставляемый OMG Americas
SR 504D	этоксилированный нонилфенол, поставляемый Sartomer
НЕА	гидроксиэтилакрилат, поставляемый BASF
Irganox 1035	тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат), поставляемый Ciba
Р2010	полипропиленгликоль (ММ=2000), поставляемый BASF
IPDI	изофорондиизоцианат, поставляемый Bayer
TDI	смесь 80% 2,4-толуолдиизоцианата и 20% 2,6-толуолдиизоцианата, поставляемая Bayer
Photomer 4066	этоксилированный нонилфенолакрилат, поставляемый Cognis
Irgacure 819	фенилбис(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксид, поставляемый Ciba
SR306	трипропиленгликольдиакрилат, поставляемый Sartomer

[0024] В одном из аспектов настоящее изобретение предусматривает отверждаемую излучением композицию первичного покрытия, содержащую:

A) олигомер;

B) первый мономер-разбавитель;

C) второй мономер-разбавитель,

D) фотоинициатор;

E) антиоксидант; и

F) усилитель адгезии;

причем упомянутый олигомер является продуктом реакции:

i) гидроксиэтилакрилата;

ii) ароматического изоцианата;

iii) алифатического изоцианата;

iv) полиола;

v) катализатора; и

vi) ингибитора, и

при этом упомянутый катализатор выбран из группы, содержащей дилаурат дибутилолова; карбоксилаты металлов, включающие, но не ограниченные ими: висмуторганические катализаторы, такие как неодеканоат висмута, CAS 34364-26-6; неодеканоат цинка, CAS 27253-29-8; неодеканоат циркония, CAS 39049-04-2; и 2-этилгексаноат цинка, CAS 136-53-8; сульфоновые кислоты, включающие, но не ограниченные ими, додецилбензолсульфоновую кислоту, CAS 27176-87-0; и метансульфоновую кислоту, CAS 75-75-2; катализаторы на основе аминов или органических оснований, включающие, но не ограниченные ими: 1,2-диметилимидазол, CAS 1739-84-0; и диазабицикло[2.2.2]октан (DABCO), CAS-280-57-9 (сильное основание); и трифенилфосфин; алкоксиды циркония и титана, включающие, но не ограниченные ими, бутоксид циркония (тетрабутилцирконат), CAS 1071-76-7; и бутоксид титана (тетрабутилтитанат), CAS 5593-70-4; и ионные жидкие соли фосфония, имидазолия и пиридиния, такие как, но не ограниченные ими, гексафторфосфат тригексил(тетрадецил)фосфония, CAS №374683-44-0; ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия, CAS №284049-75-8; и хлорид N-бутил-4-метилпиридиния, CAS №125652-55-3; и хлорид тетрадецил(тригексил)фосфония, имеющийся в продаже как Cyphosil 101; и

при этом упомянутый олигомер имеет среднечисловую молекулярную массу от по меньшей мере 4000 г/моль до меньшей или равной 15000 г/моль;

при этом отвержденная пленка упомянутой отверждаемой излучением композиции первичного покрытия имеет пик тангенса дельта Т_с от -25°С до -45°С и модуль упругости от 0,50 МПа до 1,2 МПа.

[0025] Олигомер по настоящему изобретению представляет собой уретан-акрилатный олигомер, содержащий акрилатную группу, уретановые группы и основную цепь. Основная цепь является производной от используемого полиола, прореагировавшего с диизоцианатом и гидроксиэтилакрилатом.

[0026] Олигомер получают по реакции гидроксиэтилакрилата (НЕА) с ароматическим изоцианатом (например, TDI) и алифатическим изоцианатом (например, IPDI); полиолом (например, Р2010); катализатором (например, DBTDL); и ингибитором (например, ВНТ).

[0027] Ароматические и алифатические изоцианаты хорошо известны и имеются в продаже. Предпочтительный ароматический изоцианат представляет собой смесь 80% 2,4-толуолдиизоцианата и 20% 2,6-толуолдиизоцианата, TDI, при этом предпочтительным алифатическим изоцианатом является изофорондиизоцианат, IPDI.

[0028] При получении олигомера изоцианатный компонент может быть добавлен в реакционную смесь олигомера в количестве, составляющем в пределах от 1 до 25 мас.%, желательно от 1,5 до 20 мас.%, а предпочтительно от 2 до 15 мас.%, все в расчете на массовый процент от смеси олигомера.

[0029] Желательно, изоцианаты должны включать больше алифатического изоцианата, чем ароматического изоцианата. Более желательно, отношение алифатического к ароматическому изоцианату может составлять в пределах от 2-7:1, предпочтительно от 3-6:1, а наиболее предпочтительно от 3-5:1.

[0030] При получении олигомера могут использоваться различные полиолы. Примерами подходящих полиолов являются простые полиэфирполиолы, сложные полиэфирполиолы, поликарбонатполиолы, поликапролактонполиолы, акриловые полиолы и т.п. Эти полиолы могут также использоваться либо отдельно, либо в комбинациях из двух или более. Каких-либо конкретных ограничений относительно способа полимеризации структурных звеньев в этих полиолах нет; приемлемой является любая из статистической полимеризации, блоксополимеризации и прививочной полимеризации. Предпочтительно используется Р2010 (BASF).

[0031] При получении олигомера полиоловый компонент может быть добавлен в реакционную смесь олигомера в любом подходящем количестве, желательно составляющем в пределах от 20 до 80 мас.%, более желательно от 30 до 70 мас.%, а предпочтительно от 40 до 60 мас.%, все в расчете на массовый процент от смеси олигомера.

[0032] Среднечисловая молекулярная масса полиолов, подходящих для использования при получении олигомера, может составлять в пределах от 500 до 8000, желательно от 750 до 6000, а предпочтительно от 1000 до 4000.

[0033] Акрилатный компонент, использованный при получении олигомера, является гидроксиэтилакрилатом (НЕА). При получении олигомера акрилатный компонент может быть добавлен к реакционной смеси олигомера в любом подходящем количестве, желательно от 0,5 до 5 мас.%, более желательно от 0,7 до 3 мас.%, а предпочтительно от 1 до 2 мас.%, все в расчете на массу реакционной смеси олигомера.

[0034] В реакции, которая дает олигомер, может использоваться катализатор уретанизации, который является одним или более, выбранными из группы, содержащей дилаурат дибутилолова (сокращенно DBTDL); карбоксилаты металлов, включающие, но не ограниченные ими, висмуторганические катализаторы, такие как Coscat 83 (висмуторганический катализатор, поставляемый CosChem), неодеканоат висмута, CAS 34364-26-6; неодеканоат цинка, CAS 27253-29-8; неодеканоат циркония, CAS 39049-04-2; 2-этилгексаноат цинка, CAS 136-53-8; сульфоновые кислоты, включающие, но не ограниченные ими, додецилбензолсульфоновую кислоту, CAS 27176-87-0; метансульфоновую кислоту, CAS 75-75-2; катализаторы на основе аминов или органических оснований, включающие, но не ограниченные ими, 1,2-диметилимидазол, CAS 1739-84-0 (очень слабое основание) и диазабициклооктан (АКА DABCO), CAS 280-57-9 (сильное основание); трифенилфосфин (ТРР); алкоксиды циркония и титана, включающие, но не ограниченные ими, бутоксид циркония (тетрабутилцирконат), CAS 1071-76-7, и бутоксид титана (тетрабутилтитанат), CAS 5593-70-4; и ионные жидкие соли фосфония, имидазолия и пиридиния, такие как, но не ограничиваясь им, Cyphosil 101 (хлорид тетрадецил(тригексил)фосфония). Предпочтительными катализаторами являются DBTDL и Coscat 83. Наиболее предпочтительным катализатором является DBTDL.

[0035] Катализаторы могут использоваться в свободном, растворимом и гомогенном состоянии, или же они могут быть присоединены к инертным агентам, таким как силикагель или сшитые дивинилом макропористые смолы, и использоваться в гетерогенном состоянии для того, чтобы быть отфильтрованными по завершении синтеза олигомера.

[0036] При получении олигомера катализаторный компонент может быть добавлен к реакционной смеси олигомера в любом подходящем количестве, желательно от 0,01 до 0,1 мас.%, а более желательно от 0,01 до 0,05 мас.%, все в расчете на массу реакционной смеси олигомера.

[0037] Также при получении олигомера может использоваться ингибитор. Этот компонент способствует предотвращению полимеризации акрилата в течение синтеза и хранения олигомера. Ряд имеющихся в продаже ингибиторов известны из уровня техники и могут использоваться при получении олигомера. В одном из вариантов осуществления заявленного сейчас изобретения ингибитором является ВНТ.

[0038] При получении олигомера ингибиторный компонент может быть добавлен к реакционной смеси олигомера в любом подходящем количестве, желательно от 0,02 до 0,2 мас.%, а более желательно от 0,05 до 0,10 мас.%, все в расчете на массу реакционной смеси олигомера.

[0039] Получение олигомера может быть предпринято любым подходящим способом, но предпочтительно осуществляется путем смешивания изоцианатного, полиольного и ингибиторного компонентов, с последующим добавлением к ним катализатора. Затем смесь можно нагревать и продолжать реакцию до полного завершения. Далее может быть добавлен НЕА, после чего смесь нагревают до завершения реакции. Обычно реакцию получения олигомера проводят при температуре от 10°С до 90°С, а предпочтительно от 30°С до 85°С.

[0040] Олигомер имеет среднечисловую молекулярную массу от по меньшей мере 4000 г/моль до меньшей или равной 15000 г/моль. Один из вариантов осуществления заявленного сейчас изобретения включает олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу по меньшей мере 5000 г/моль. Один из вариантов осуществления заявленного сейчас изобретения включает олигомер, который имеет среднечисловую молекулярную массу по меньшей мере 6000 г/моль.

[0041] Один из вариантов осуществления заявленного сейчас изобретения включает олигомер, среднечисловая молекулярная масса которого меньше или равна 10000 г/моль. Один из вариантов осуществления заявленного сейчас изобретение включает олигомер, среднечисловая молекулярная масса которого меньше или равна 9000 г/моль.

[0042] Среднечисловая молекулярная масса олигомера первичного покрытия желательно составляет в пределах от 5000 до 10000, более желательно от 6000 до 9000, а предпочтительно от 7000 до 8000.

[0043] После получения олигомера может быть получена отверждаемая излучением композиция. Количество олигомера в отверждаемой композиции может варьироваться в зависимости от желаемых свойств, но будет желательно составлять в пределах от 20 до 80 мас.%, более желательно от 30 до 70 мас.%, а предпочтительно от 40 до 60 мас.%, в расчете на массовый процент от отверждаемой излучением композиции.

[0044] Также к отверждаемой композиции добавляют множество активных мономеров-разбавителей; такие разбавители хорошо известны из уровня техники. При получении олигомера могут использоваться различные разбавители, известные из уровня техники, включая, без ограничения, алкоксилированный алкилзамещенный фенолакрилат, такой как этоксилированный нонилфенолакрилат (ENPA), пропоксилированный нонилфенолакрилат (PNPA), виниловые мономеры, такие как винилкапролактам (nVC), изодецилакрилат (IDА), (2-)этилгексилакрилат (ЕНА), ди-этиленгликоль-этилгексилакрилат (DEGEHA), изоборнилакрилат (IBOA), три-пропиленгликольдиакрилат (TPGDA), гександиолдиакрилат (HDDA), триметилолпропантриакрилат (ТМРТА), алкоксилированный триметилолпропантриакрилат, а также алкоксилированный диакрилат бисфенола А, например этоксилированный диакрилат бисфенола A (EO-BPADA), Photomer 4066, SR 504D и SR 306. Предпочтительно, в качестве разбавляющего компонента используется смесь SR 504D и/или Photomer 4066 (первый разбавитель) и SR 306 (второй разбавитель).

[0045] Общее количество разбавителя в отверждаемой композиции может варьироваться в зависимости от желаемых свойств, но будет желательно составлять в пределах от 20 до 80 мас.%, более желательно от 30 до 70 мас.%, а предпочтительно от 40 до 60 мас.%, в расчете на массовый процент от отверждаемой излучением композиции. Разбавляющий компонент желательно включает избыток первого разбавителя по отношению ко второму разбавителю в 20-80:1, а желательно от 40-60:1.

[0046] Отверждаемая композиция также включает один или более фотоинициаторов. Такие компоненты хорошо известны из уровня техники. Фотоинициаторы могут быть включены в количествах, составляющих в пределах от 0,2 мас.% до 5 мас.% от отверждаемой композиции, а предпочтительно от 0,5 мас.% до 3 мас.%. Предпочтительным фотоинициатором является Ingacure 819.

[0047] Следующим компонентом, использованным в отверждаемой композиции, является антиоксидант. Такие компоненты также хорошо известны из уровня техники. Компонент-антаоксидант может быть включен в количествах, составляющих в пределах от 0,1 до 2 мас.%, а желательно от 0,25 до 0,75 мас.% от отверждаемой композиции. Предпочтительно, антиоксидантом является Irganox 1035.

[0048] Другим компонентом, включаемым в отверждаемую композицию, является усилитель адгезии, который, как и подразумевает его название, повышает адгезию отвержденного покрытия к оптическому волокну. Такие компоненты хорошо известны из уровня техники. Усилитель адгезии может быть включен в количествах, составляющих в пределах от 0,2 мас.% до 2 мас.%, желательно от 0,8 до 1,0 мас.%, от отверждаемой композиции. Предпочтительно, усилителем адгезии является А-189.

[0049] Вышеуказанные компоненты могут быть смешаны друг с другом с получением отверждаемого излучением покрытия. Желательно, олигомер, мономер-разбавитель, фотоинициатор и антиоксидант смешивают и нагревают при 70°С в течение 1 часа для растворения всего порошкообразного материала. Затем температуру понижают до не более чем 55°С, добавляют усилитель адгезии и перемешивают компоненты в течение 30 минут.

[0050] Следующие примеры приведены в качестве иллюстративных примеров заявленной сейчас отверждаемой излучением композиции первичного покрытия. Все количества рассчитаны на основе массовых процентов от всей отверждаемой излучением композиции.

[0051]	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Олигомер первичного покрытия
Акрилат (НЕА)	1,41	1,61	1,54
Ароматический изоцианат (TDI)	1,05	1,20	1,15
Алифатический изоцианат (TDPDI)	4,71	4,68	5,13
Полиол (Р2010)	42,24	42,40	46,07
Катализатор (Coscat 83)	0,03	0,03	0,03
Ингибитор (ВНТ)	0,08	0,08	0,08
	49,50	50,00	54,00
Отвержпаемая излучением композиция
покрытия
Первый разбавитель (Photomer 4066)	47,0	46,40	41,90
Второй разбавитель (SR306)	1,00	0,80	1,00
Фотоинициатор (Chivacure ТРО)	1,10	1,40	1,70
Антиоксидант (Irgacure 1035)	0,50	0,50	0,50
Усилитель адгезии (А-139)	0,90	0,90	0,90
	100,00	100,00	100,00
	Пример 4	Пример 5	Пример 6
Олигомер первичного покрытия
Акрилат (НЕА)	1,84	1,48	1,54
Ароматический изоцианат (TDI)	1,38	1,11	1,15
Алифатический изоцианат (IPDI)	5,28	4,94	5,13
Полиол (Р2010)	47,40	44,38	46,07
Катализатор (DBTDL)	0,03	0,03	0,03
Ингибитор (ВНТ)	0,08	0,08	0,08
	56,00	52,00	54,00
Отверждаемая излучением композиция
покрытия
Первый разбавитель (Photomer 4066)	40,90	44,50	41,90
Второй разбавитель (SR306)	0,95	1,00	1,00
Фотоинициатор (Chivacure ТРО)	1,70	1,40	1,70
Фотоинициатор (Irgacure 819)	-	1,10	-
Антиоксидант (Irgacure 1035)	0,50	0,50	0,50
Усилитель адгезии (А-139)	0,90	0,90	0,90
	100,00	100,00	100,00

[0052] Первичное покрытие по заявленному сейчас изобретению именуется как первичное покрытие Р. После получения первичного покрытия оно может быть нанесено непосредственно на поверхность оптического волокна. Вытягивание выполняют, применяя режим либо «влажное на сухое», либо «влажное на влажное». Режим «влажное на сухое» означает, что жидкое первичное покрытие наносят влажным, а затем воздействуют излучением для отверждения жидкого первичного покрытия до твердого слоя на проводе. После того как первичное покрытие отверждено, наносят вторичное покрытие, а затем также отверждают. Режим «влажное на влажное» означает, что жидкое первичное покрытие наносят влажным, затем влажным наносят вторичное покрытие, а затем отверждают и первичное покрытие, и вторичные покрытия.

[0053] Предпочтительным излучением, применяемым для осуществления отверждения, является ультрафиолет.

[0054] Если вторичное покрытие является прозрачным, а не окрашенным, на него может быть нанесен слой покрытия краской. Если вторичное покрытие является окрашенным, то на вторичное покрытие слой покрытия краской обычно не наносят. Независимо от того, нанесено ли покрытия краской, общепринятая практика состоит в том, что множество волокон с покрытием помещают продольно друг рядом с другом в сборную ленту и наносят отверждаемое излучением матричное покрытие для удерживания этого множества волокон на месте в этой сборной ленте.

Примеры

Метод испытания прочности на разрыв, удлинения и модуля упругости

[0055] Свойства при растяжении (предел прочности на разрыв, относительное удлинение при разрыве и модуль упругости) отвержденных образцов определяют с использованием универсального контрольно-измерительного прибора Instron модели 4201. Образцы готовят к испытанию путем отверждения 75-микрометровой пленки материала с помощью УФ процессора Fusion. Образцы отверждают при 1,0 Дж/см² в атмосфере азота. Испытываемые образцы шириной 1,27 см (0,5 дюйма) и длиной 12,7 см (5 дюймов) вырезают из этой пленки. Точную толщину каждого экземпляра измеряют микрометром.

[0056] В случае относительно мягких покрытий (например, с модулем упругости менее примерно 10 МПа), покрытие наносят и отверждают на стеклянной пластинке срезают отдельные образцы с этой стеклянной пластинки скальпелем. В приборе Instron используют динамометрический датчик на 0,9 кг (2 фунта), а модуль упругости вычисляют при удлинении 2,5% с подгонкой методом наименьших квадратов графика напряжения-деформации. Отвержденные пленки перед испытанием выдерживают в условиях температуры 23,0±0,1°С и относительной влажности 50,0±0,5% в течение от примерно 16 до примерно 24 часов.

[0057] В случае относительно более твердых покрытий, покрытие наносят на майларовую пленку и вырезают образцы 1,27-сантиметровым (0,5-дюймовым) прецизионным ножевым инструментом Thwing Albert. В приборе Instron используют динамометрический датчик на 9,1 кг (20 фунтов), а модуль упругости вычисляют при удлинении 2,5% по секущей в данной точке. Отвержденные пленки перед испытанием выдерживают в условиях температуры 23,0±0,1°С и относительной влажности 50,0±0,5% в течение от примерно 16 до примерно 24 часов.

[0058] У испытываемых образцов измерительная базовая длина составляет 5,1 см (2 дюйма), а скорость ползунка - 2,54 см/минуту (1,00 дюйма/минуту). Все испытания проводят при температуре 23,0±0,1°С и относительной влажности 50,0±0,5%. Все результаты измерений определяют из среднего значения по меньшей мере 6 испытываемых образцов.

Способ испытания ДМА

[0059] Динамический Механический Анализ (ДМА) выполняют на испытываемых образцах с использованием прибора RSA-II, изготовленного фирмой Rheometpuc Scientific Inc. Незакрепленный образец пленки (обычно примерно 36 мм длиной, шириной 12 мм и толщиной 0,075 мм) устанавливают в зажимы прибора, при этом температуру первоначально доводят до 80°С и выдерживают при ней в течение примерно пяти минут. В течение последнего периода выдержки при 80°С образец растягивают на примерно 2,5% от его исходной длины. Также в данный период в программное обеспечение (RSI Orchestrator), установленное на подсоединенном персональном компьютере, вводят идентификационную информацию об образце, его размерах и конкретном методе испытания.

[0060] Все испытания выполняют на частоте 1,0 радиана, используя динамический метод ступенчатого изменения температуры с шагом 2°С, временем выдержки от 5 до 10 секунд, начальной деформацией примерно 0,001 (.DELTA.L/L), L равно 22,4 мм в одном приборе RSA-II, и с активированными опциями автонатяжения и автодеформации. Автонатяжение устанавливают для того, чтобы гарантировать, что образец остается под действием растягивающей силы в ходе всего испытательного цикла, а автодеформацию устанавливают для того, чтобы позволить увеличить деформацию по мере того, как образец проходит через стеклование и размягчается. После выдержки в течение 5 минут температуру в термошкафу для образцов уменьшают с шагом 20°С до достижения исходной температуры, обычно -80°С или -60°С. Конечную температуру испытательного цикла вводят в программное обеспечение перед началом испытательного цикла так, чтобы данные об образце охватывали диапазон от области стекловидного состояния через переходную область и далеко в область эластичного состояния.

[0061] Испытательный цикл начинают и позволяют идти до завершения. После завершения испытательного цикла на экране компьютера появлялся график модуля накопления при растяжении = Е′, модуля потерь при растяжении = Е′′ и тангенса дельта, все в зависимости от температуры. Экспериментальные точки на каждой кривой сглаживают с помощью программы в программном обеспечении. На данном графике идентифицируют три точки, соответствующие стеклованию:

[0062] 1) температура, при которой Е′=1000 МПа;

[0063] 2) температура, при которой Е′=100 МПа;

[0064] 3) температура пика на кривой тангенса дельта. Если кривая тангенса дельта содержала больше одного пика, измеряют температуру каждого пика. Одним дополнительным значением, полученным из этого графика, является минимальное значение для Е′ в области эластичного состояния. Данное значение записывают как равновесный модуль Е₀.

Измерение адгезии в сухом и влажном состоянии

[0065] Определение адгезии в сухом и влажном состоянии выполняют, используя универсальный контрольно-измерительный прибор Instron модели 4201. На полированную стеклянную пластинку для тонкослойной хроматографии (ТСХ) наносят пленку толщиной 75 мкм, которую отверждают с помощью УФ процессора Fusion. Образцы отверждают при 1,0 Дж/см² в атмосфере азота.

[0066] Образцы выдерживают в условиях температуры 23,0±0,1°С и относительной влажности 50,0±0,5% в течение 7 дней. После выдержки в этих условиях скальпелем вырезают восемь образцов длиной 15,3 см (6 дюймов) и шириной 2,54 см (1 дюйм) в направлении нанесения. На четыре образца наносят тонкий слой талька. Первые 2,54 см (первый дюйм) каждого образца отслаивают от стекла. Стекло закрепляют на горизонтальной подставке на Instron, при этом закрепленный конец образца рядом со шкивом присоединяют к подставке и помещают непосредственно под ползунком. К отслоенному концу образца присоединяют про