Суперпокрытия d1381 для оптического волокна

Суперпокрытия d1381 для оптического волокна

Реферат

[0001] Данная заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США №60/874731 "Отверждаемое излучением первичное покрытие BJ для оптического волокна", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США с порядковым №60/874719 "Отверждаемое излучением первичное покрытие CR для оптического волокна", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США №60/874722 "Отверждаемое излучением первичное покрытие Р на оптическом волокне", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США №60/874721 "Отверждаемое излучением первичное покрытие СА для оптического волокна", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США №60/874723 "Отверждаемое излучением вторичное покрытие D для оптического волокна", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США №60/874720 "Отверждаемое излучением вторичное покрытие R для оптического волокна", поданной 14 декабря 2006 года; предварительной заявки на патент США №60/874730 "Суперпокрытия для оптического волокна", 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 оптических волокон, покрытым упомянутыми покрытиями оптическим волокнам и способам получения оптических волокон с покрытиями.

Уровень техники

[0003] Оптические волокна обычно покрывают двумя или более отверждаемыми излучением покрытиями. Эти покрытия обычно наносят на оптическое волокно в жидкой форме, а затем подвергают воздействию излучения для осуществления отверждения. Тип излучения, которое может применяться для отверждения покрытий, должен быть таким, чтобы быть способным инициировать полимеризацию одного или более отверждаемых излучением компонентов таких покрытий. Излучение, подходящее для отверждения таких покрытий, общеизвестно и включает ультрафиолетовое излучение (в дальнейшем УФ), а также 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] Микроизгибы представляют собой резкие, но микроскопические искривления оптического волокна, влекущие местные осевые смещения на несколько микрометров и пространственные волны длиной в несколько миллиметров. Микроизгибы могут быть вызваны термическими напряжениями и/или механическими поперечными силами. В случае их присутствия микроизгибы ослабляют способность к передаче сигнала оптическим волокном с покрытием. Ослабление представляет собой нежелательное снижение сигнала, передаваемого оптическим волокном. Относительно мягкое первичное покрытие обеспечивает сопротивление оптического волокна микроизгибам, тем самым минимизируя ослабление сигнала. Относительно более твердое вторичное покрытие обеспечивает сопротивление манипуляционным усилиям, таким как усилия, возникающие при укладке волокна с покрытием в ленту и/или прокладывании кабеля.

В статье "УФ-ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ В КАЧЕСТВЕ ТВЕРДЫХ ВНЕШНИХ СЛОЕВ ДВУХСЛОЙНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН" ("UV-CURED POLYURETHANE-ACRYLIC COMPOSITIONS AS HARD EXTERNAL LAYERS OF TWO-LAYER PROTECTIVE COATINGS FOR OPTICAL FIBRES") 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-отверждаемых уретан-акриловых олигомеров и их применение в качестве твердых защитных покрытий для оптических волокон. Для синтеза использовали произведенные в Польше олигоэтеролы, диэтиленгликоль, толуолдиизоцианат (Izocyn T-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. Записывали ИК-спектры этих композиций и определяли некоторые физические, химические и механические свойства до и после отверждения (плотность, молекулярную массу, вязкость как функцию от температуры, показатель преломления, содержание геля, температуру стеклования, твердость по Шору, модуль Юнга, предел прочности на разрыв, удлинение при разрыве, термостойкость и коэффициент диффузии водяного пара).

В статье "СВОЙСТВА ОТВЕРЖДАЕМЫХ УЛЬТРАФИОЛЕТОМ ПОЛИУРЕТАН-АКРИЛАТОВ" ("PROPERTIES OF ULTRAVIOLET CURABLE POLYURETHANE-ACRYLATES") авторов M.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-отвержденных полиуретан-акрилатов на основе изофорондиизоцианата и толуолдиизоцианата (TDI). Эти две системы получали с различными молекулярной массой мягкого сегмента и содержанием сшивающего агента. Результаты динамического механического испытания показали, что можно было получить одно- или двухфазные материалы в зависимости от молекулярной массы мягкого сегмента. По мере увеличения последней Т_c полиола сдвигалась к более низким температурам. Увеличение с использованием либо N-винилпирролидона (NVP), либо полиэтиленгликольдиакрилата (PEGDA) вызывало повышение модуля Юнга и предела прочности на разрыв. Поперечное сшивание NVP увеличивало вязкость разрушения двухфазных материалов и сдвигало высокотемпературный пик Т_c к более высоким температурам, а PEGDA не давал этих эффектов. Свойства при растяжении двух описанных систем в целом были схожими.

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" ("RADIATION-CURABLE COATING COMPOSITION"), выданный 14 ноября 2006 г., переуступленный патентообладателю DSM IP Assets B.V., колонка 7, строки 10-32, приведены следующие сведения в качестве руководства для специалистов по синтезу уретанового олигомера: «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-дифенилпропандиизопианат, лизиндиизоцианат, гидрированный дифенилметандиизоцианат, гидрированный ксилилендиизоцианат, тетраметилксилилендиизоцианат и 2,5(или 6)-бис(изоцианатометил)-бицикло[2.2.1]гептан. Среди 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».

[0006] Микроизгибы представляют собой резкие, но микроскопические искривления оптического волокна, влекущие местные осевые смещения на несколько микрометров и пространственные волны длиной в несколько миллиметров. Микроизгибы могут быть вызваны термическими напряжениями и/или механическими поперечными силами. В случае присутствия микроизгибы ослабляют способность к передаче сигнала оптическим волокном с покрытием. Ослабление представляет собой нежелательное снижение сигнала, передаваемого оптическим волокном.

[0007] Относительно мягкое первичное покрытие обеспечивает сопротивление оптического волокна образованию микроизгибов, которое приводит к ослаблению способности к передаче сигнала оптическим волокном с покрытием и поэтому является нежелательным. Микроизгибы представляют собой резкие, но микроскопические искривления оптического волокна, влекущие местные осевые смещения на несколько микрометров и пространственные волны длиной в несколько миллиметров. Микроизгибы могут быть вызваны термическими напряжениями и/или механическими поперечными силами. Покрытия могут обеспечить защиту от поперечных сил, предохраняя оптическое волокно от образования микроизгибов, однако с уменьшением диаметра покрытия снижается обеспечиваемая степень защиты. Зависимость между покрытиями и защитой от поперечного напряжения, которое приводит к образованию микроизгибов, обсуждается, например, в работе D.Gloge "Оболочка оптического волокна и ее влияние на прямолинейность волокна и потери при передаче" ("Optical-fiber packaging and its influence on fiber straightness and loss"), Bell System Technical Journal, том 54, 2, 245 (1975); W.B.Gardner, "Потери при микроизгибах в оптических волокнах" ("Microbending Loss in Optical Fibers"), Bell System Technical Journal, том 54, Номер 2, стр.457 (1975); Т.Yabuta, "Структурный анализ оптических волокон с защитной оболочкой под боковым давлением" ("Structural Analysis of Jacketed Optical Fibers Under Lateral Pressure"), J.Lightwave Tech., том LT-1, Номер 4, стр.529 (1983); L.L.Blyler, "Полимерные покрытия для оптических волокон" ("Polymer Coatings for Optical Fibers"), Chemtech, стр.682 (1987); J.Baldauf, "Зависимость механических характеристик одномодовых оптических волокон с двойным покрытием и потерь при микроизгибах" ("Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single Mode Optical Fibers and Microbending Loss"), IEICE Trans. Commun., том Е76-В, Номер 4, 352 (1993); и К.Kobayashi, "Исследование потерь сигнала при микроизгибах в волокнах с тонкими покрытиями и волоконных лентах" ("Study of Microbending Loss in Thin Coated Fibers and Fiber Ribbons"), IWCS, 386 (1993). Более твердое внешнее первичное покрытие, то есть вторичное покрытие, обеспечивает сопротивление манипуляционным нагрузкам, таким как усилия, которые возникают при укладке волокна с покрытием в ленту и/или прокладывании кабеля.

[0008] Композиции вторичного покрытия оптического волокна перед отверждением обычно содержат смесь этиленненасыщенных соединений, часто состоящую из одного или более олигомеров, растворенных или диспергированных в жидких этиленненасыщенных разбавителях, и фотоинициаторов. Композицию покрытия обычно наносят на оптическое волокно в жидкой форме, а затем подвергают воздействию актинического излучения для проведения отверждения.

[0009] Во многих из этих композиций нашел применение уретановый олигомер, несущий реакционноспособные концевые группы и полимерную основную цепь. Кроме того, композиции обычно содержат реакционноспособные разбавители, фотоинициаторы, для того чтобы сделать композиции отверждаемыми УФ-излучением, а также другие подходящие добавки.

[0010] В публикации РСТ-заявки на патент WO 2005/026228 А1 "Отверждаемая жидкая полимерная композиция" ("Curable Liquid Resin Composition"), опубликованной 24.03.2005 года, от имени авторов Sugimoto, Kamo, Shigemoto, Komiya и Steeman описана и заявлена отверждаемая жидкая полимерная композиция, содержащая: (А) уретан(мет)акрилат, имеющий структуру, производную от полиола, и среднечисловую молекулярную массу в 800 г/моль или более, но менее 6000 г/моль, и (В) уретан(мет)акрилат, имеющий структуру, производную от полиола, и среднечисловую молекулярную массу в 6000 г/моль или более, но менее 20000 г/моль, причем общее количество компонента (А) и компонента (В) составляет 20-95 мас.% от отверждаемой жидкой полимерной композиции, а содержание компонента (В) составляет 0,1-30 мас.% от суммы компонента (А) и компонента (В). Наложенные друг на друга первичные и вторичные покрытия, описанные в этом документе, не удовлетворяют требованиям, изложенным в формуле данного изобретения, в частности, в отношении процента прореагировавшей акрилатной ненасыщенности (% RAU) и in-situ модуля упругости первичного покрытия.

[0011] Для применения в качестве полимерной основной цепи уретанового олигомера предлагали много материалов. Например, в уретановых олигомерах использовали полиолы, такие как углеводородные полиолы, простые полиэфирполиолы, поликарбонатполиолы и сложные полиэфирполиолы. Сложные полиэфирполиолы являются наиболее предпочтительными благодаря их доступности на рынке, устойчивости к окислению и универсальности, позволяющей адаптировать характеристики покрытия путем модификации основной цепи. Применение сложных полиэфирполиолов в качестве полимера основной цепи в уретанакрилатном олигомере описано, например, в патентах США 5146531, 6023547, 6584263, 6707977, 6775451 и 6862392, а также в Европейском патенте 539030 А.

[0012] Проблемы затрат, использования и технологической обработки предшественников уретанов привели к применению безуретановых олигомеров в композициях покрытий. Например, безуретановые сложные полиэфиракрилатные олигомеры применяли в отверждаемых излучением композициях покрытий для оптического стекловолокна. В патенте Японии 57-092552 (Nitto Electric) описан материал покрытия оптического стекловолокна, включающий полиэфир-ди(мет)акрилат, где сложнополиэфирная основная цепь имеет среднюю молекулярную массу 300 или более. В заявке на патент Германии 04126860 А1 (Bayer) описан матричный материал для трехволоконной ленты, состоящий из сложнополиэфиракрилатного олигомера, 2-(N-бутил-карбамил)этилакрилата в качестве реакционноспособного разбавителя и 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-пропан-1-она в качестве фотоинициатора. В заявке на патент Японии 10-243227 (публикация №2000-072821) описана жидкая отверждаемая полимерная композиция, включающая сложнополиэфиракрилатный олигомер, который состоит из полиэфирдиола, несущего в качестве активных концевых групп две дикислоты или ангидрида и оканчивающегося гидроксиэтилакрилатом. В патенте США 6714712 В2 описана отверждаемая излучением композиция покрытия, включающая сложнополиэфирный и/или алкид-(мет)акрилатный олигомер, содержащий соответствующий поликислотный остаток или его ангидрид, необязательно реакпионноспособный разбавитель и необязательно фотоинициатор. Кроме того, в статье Mark D.Soucek и Aaron H.Johnson "Новый внутримолекулярный эффект, наблюдаемый для сложных полиэфиров: Аномерный эффект" ("New Intramolecular Effect Observed for Polyesters: An Anomeric Effect"), JCT Research, том 1, Номер 2, стр.111 (апрель 2004), описано применение гексагидрофталевой кислоты для гидролитической устойчивости.

[0013] WO-A-01/27181 направлен на отверждаемую излучением композицию покрытия без растворителя, которая содержит отверждаемый излучением уретан-(мет)акрилатный олигомер, содержащий алкидную основную цепь, реакционноспособный разбавитель и фотоинициатор. Наложенные друг на друга первичные и вторичные покрытия, описанные в этом документе, не удовлетворяют физическим требованиям, изложенным в формуле данного изобретения.

[0014] ЕР-А-1408017 описывает отверждаемые излучением композиции, содержащие отверждаемые излучением олигомеры, но конкретно не раскрывает первичного покрытия.

[0015] WO-A-98/50317 содержит сборную ленту, которая содержит множество покрытых оптических стекловолокон с цветным или окрашенным внешним первичным покрытием (также известным как вторичное покрытие) на по меньшей мере одном из покрытых оптических стекловолокон, а также матричный материал, связывающий это множество покрытых оптических стекловолокон друг с другом. Этот документ также конкретно не раскрывает первичного покрытия.

[0016] US-A-2003/0100627 раскрывает покрытое оптическое волокно, содержащее стекловолокно с нанесенным на него сочетанием внутреннего первичного покрытия (также известного как первичное покрытие) и внешнего первичного покрытия (также известного как вторичное покрытие). Сочетание внутреннего и внешнего первичных покрытий, описанное в этом документе, не удовлетворяет физическим требованиям, изложенным в формуле данного изобретения.

[0017] US-B-6630242 описывает отверждаемые излучением композиции для покрытий оптических волокон. Наложенные друг на друга первичные и вторичные покрытия, описанные в этом документе, не удовлетворяют физическим требованиям, изложенным в формуле данного изобретения, в частности, в отношении процента прореагировавшей акрилатной ненасыщенности (% RAU) первичного покрытия.

[0018] Хотя в настоящее время доступен ряд покрытий оптоволокна, желательно предложить новые покрытия оптоволокна, которые обладают улучшенными технологическими и/или эксплуатационными характеристиками по сравнению с существующими покрытиями.

Сущность изобретения

[0019] Первый аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой суперпокрытие, подходящее для покрытия оптического волокна, причем это суперпокрытие содержит по меньшей мере два слоя, при этом первый слой представляет собой первичное покрытие, которое находится в контакте с внешней поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой 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:

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,

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

A) % RAU от 80% до 98%;

B) in-situ модуль упругости между 0,60 ГПа и 1,90 ГПа; и

C) Т_с трубки от 50°С до 80°С,

при этом упомянутое первичное покрытие содержит:

• первичный олигомер, полученный по реакции:

- гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- одного или более изоцианатов; и

- простого полиэфирполиола, выбранного из группы, состоящей из полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля;

в присутствии:

- 0,01-3% катализатора, выбранного из группы, состоящей из нафтената меди, нафтената кобальта, нафтената цинка, триэтиламина, триэтилендиамина, 2-метилтриэтиленамина, дилаурата дибутилолова, карбоксилатов металлов, сульфоновых кислот, катализаторов на основе аминов или органических оснований, трифенилфосфина, алкоксидов циркония и титана, и ионных жидких солей фосфония, имидазолия и пиридиния; и

- ингибитора полимеризации, выбранного из группы, состоящей из бутилированного гидрокситолуола, гидрохинона и его производных;

• один или более мономеров-разбавителей, имеющих по меньшей мере одну функциональную группу, способную к полимеризации при облучении актиническим излучением;

• один или более фотоинициаторов;

• пространственно затрудненный фенольный антиоксидант;

• усилитель адгезии; и

• необязательно, один или более светостабилизаторов,

при этом

i) при получении первичного олигомера использованы следующие компоненты для получения олигомера:

- 1-3 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 1-2 мас.% ароматического изоцианата;

- 4-6 мас.% алифатического изоцианата;

- 40-60 мас.% простого полиэфирполиола;

- 0,01-0,05 мас.% катализатора; и

- 0,05-0,10 мас.% ингибитора полимеризации,

ii) в первичном покрытии:

- гидроксилсодержащим (мет)акрилатом является гидроксиэтилакрилат;

- упомянутыми одним или более изоцианатами являются толуолдиизоцианат и изофорондиизоцианат;

- простым полиэфирполиолом является полипропиленгликоль, имеющий молекулярную массу 2000 г/моль;

- катализатором является дилаурат дибутилолова;

- ингибитором полимеризации является бутилированный гидрокситолуол;

- упомянутыми одним или более мономерами-разбавителями являются этоксилированный нонилфенолакрилат и трипропиленгликольдиакрилат;

- фотоинициатором является бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид;

- антиоксидантом является тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси)гидроциннамат; и

- усилителем адгезии является γ-меркаптопропилтриметоксисилан,

или

iii) при получении олигомера первичного покрытия использованы следующие компоненты для получения олигомера:

- 1-5 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 2-8 мас.% изоцианата;

- 55-75 мас.% простого полиэфирполиола;

- 0,030-0,060 мас.% катализатора;

- 0,05-0,20 мас.% ингибитора полимеризации; и

- 5-7 мас.% мономера-разбавителя,

и при этом вторичное покрытие содержит:

• смесь олигомеров вторичного покрытия;

• один или более мономеров-разбавителей;

• один или более фотоинициаторов;

• антиоксидант; и

• необязательно, одну или более улучшающих скольжение добавок,

при этом

i) вторичное покрытие содержит:

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую:

- Омега-олигомер, полученный по реакции:

- 5-7 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 7-9 мас.% изоцианата;

- 15-18 мас.% простого полиэфирполиола; и

- 0,3-0,6 мас.% трипропиленгликоля,

в присутствии:

- 0,01-0,03 мас.% ингибитора полимеризации; и

- 0,06-0,1 мас.% катализатора,

- Ипсилон-олигомер, причем ипсилон-олигомер представляет собой эпоксидиакрилат, предпочтительно эпоксидиакрилатный олигомер на основе бисфенола А, при этом ипсилон-олигомер присутствует в количестве 20-25 мас.%;

которая смешана с:

- 4-7 мас.% первого мономера-разбавителя;

- 15-25 мас.% второго мономера-разбавителя;

- 13-19 мас.% третьего мономера-разбавителя;

- 0,3-0,7 мас.% антиоксиданта;

- 1,75-3,75 мас.% первого фотоинициатора;

- 0,5-1 мас.% второго фотоинициатора; и

- необязательно, 0,35-0,75 мас.% улучшающих скольжение добавок,

или

ii) вторичное покрытие содержит:

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую:

- по меньшей мере один не содержащий уретана альфа-олигомер;

- уретансодержащий или не содержащий уретана бета-олигомер,

отличающийся от альфа-олигомера; и

- необязательно, гамма-олигомер,

которая смешана с:

- первым мономером-разбавителем,

- вторым мономером-разбавителем,

- антиоксидантом;

- первым фотоинициатором;

- вторым фотоинициатором; и

- необязательно, улучшающей скольжение добавкой или смесью улучшающих скольжение добавок.

[0020] Второй аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой оптическое волокно, покрытое суперпокрытием по первому аспекту заявленного сейчас изобретения.

[0021] Третий аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой суперпокрытие, подходящее для покрытия провода, причем это суперпокрытие содержит по меньшей мере два слоя, при этом первый слой представляет собой первичное покрытие, которое находится в контакте с внешней поверхностью провода, а второй слой представляет собой 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; и

при этом отвержденное вторичное 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 80% до 98%;

B) in-situ модуль упругости между 0,60 ГПа и 1,90 ГПа; и

C) Т_с трубки от 50°С до 80°С,

при этом упомянутое первичное покрытие содержит:

• первичный олигомер, полученный по реакции:

- гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- одного или более изоцианатов; и

- простого полиэфирполиола, выбранного из группы, состоящей из полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля;

в присутствии:

- 0,01-3% катализатора, выбранного из группы, состоящей из нафтената меди, нафтената кобальта, нафтената цинка, триэтиламина, триэтилендиамина, 2-метилтриэтиленамина, дилаурата дибутилолова, карбоксилатов металлов, сульфоновых кислот, катализаторов на основе аминов или органических оснований, трифенилфосфина, алкоксидов циркония и титана, и ионных жидких солей фосфония, имидазолия и пиридиния; и

- ингибитора полимеризации, выбранного из группы, состоящей из: бутилированного гидрокситолуола, гидрохинона и его производных;

• один или более мономеров-разбавителей, имеющих по меньшей мере одну функциональную группу, способную к полимеризации при облучении актиническим излучением;

• один или более фотоинициаторов;

• пространственно затрудненный фенольный антиоксидант;

• усилитель адгезии; и

• необязательно, один или более светостабилизаторов,

при этом

i) при получении первичного олигомера использованы следующие компоненты для получения олигомера:

- 1-3 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 1-2 мас.% ароматического изоцианата;

- 4-6 мас.% алифатического изоцианата;

- 40-60 мас.% простого полиэфирполиола;

- 0,01-0,05 мас.% катализатора; и

- 0,05-0,10 мас.% ингибитора полимеризации,

ii) в первичном покрытии:

- гидроксилсодержащим (мет)акрилатом является гидроксиэтилакрилат;

- упомянутыми одним или более изоцианатами являются толуолдиизоцианат и изофорондиизоцианат;

- простым полиэфирполиолом является полипропиленгликоль, имеющий молекулярную массу 2000 г/моль;

- катализатором является дилаурат дибутилолова;

- ингибитором полимеризации является бутилированный гидрокситолуол;

- упомянутыми одним или более мономерами-разбавителями являются этоксилированный нонилфенолакрилат и трипропиленгликольдиакрилат;

- фотоинициатором является бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид;

- антиоксидантом является тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси)гидроциннамат; и

- усилителем адгезии является γ-меркаптопропилтриметоксисилан,

или

iii) при получении олигомера первичного покрытия использованы следующие компоненты для получения олигомера:

- 1-5 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 2-8 мас.% изоцианата;

- 55-75 мас.% простого полиэфирполиола;

- 0,030-0,060 мас.% катализатора;

- 0,05-0,20 мас.% ингибитора полимеризации; и

- 5-7 мас.% мономера-разбавителя,

и при этом вторичное покрытие содержит:

• смесь олигомеров вторичного покрытия;

• один или более мономеров-разбавителей;

• один или более фотоинициаторов;

• антиоксидант; и

• необязательно, одну или более улучшающих скольжение добавок,

при этом

i) вторичное покрытие содержит:

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую:

- Омега-олигомер, полученный по реакции:

- 5-7 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 7-9 мас.% изоцианата;

- 15-18 мас.% простого полиэфирполиола; и

- 0,3-0,6 мас.% трипропиленгликоля

в присутствии:

- 0,01-0,03 мас.% ингибитора полимеризации; и

- 0,06-0,1 мас.% катализатора;

- Ипсилон-олигомер, причем ипсилон-олигомер представляет собой эпоксидиакрилат, предпочтительно эпоксидиакрилатный олигомер на основе бисфенола А, при этом ипсилон-олигомер присутствует в количестве 20-25 мас.%;

которая смешана с

- 4-7 мас.% первого мономера-разбавителя;

- 15-25 мас.% второго мономера-разбавителя;

- 13-19 мас.% третьего мономера-разбавителя;

- 0,3-0,7 мас.% антиоксиданта;

- 1,75-3,75 мас.% первого фотоинициатора;

- 0,5-1 мас.% второго фотоинициатора; и

- необязательно, 0,35-0,75 мас.% улучшающих скольжение добавок,

или

ii) вторичное покрытие содержит:

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую:

- по меньшей мере один не содержащий уретана альфа-олигомер;

- уретансодержащий или не содержащий уретана бета-олигомер,

отличающийся от альфа-олигомера; и

- необязательно, гамма-олигомер,

которая смешана с

- первым мономером-разбавителем,

- вторым мономером-разбавителем,

- антиоксидантом;

- первым фотоинициатором;

- вторым фотоинициатором; и

- необязательно, улучшающей скольжение добавкой или смесью улучшающих скольжение добавок.

[0022] Четвертый аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой провод, покрытый суперпокрытием по третьему аспекту заявленного сейчас изобретения.

[0023] Пятый аспект заявленного сейчас изобретения представляет собой способ нанесения суперпокрытия на оптическое волокно, включающий в себя стадии:

(i) работу колонны вытягивания стекла с получением оптического стекловолокна;

(ii) нанесение на упомянутое оптическое стекловолокно первичного покрытия и после этого нанесение вторичного покрытия поверх первичного покрытия;

(iii) воздействие излучением на упомянутые первичное покрытие и вторичное покрытие для отверждения упомянутых первичного покрытия и вторичного покрытия,

при этом упомянутым излучением можно воздействовать последовательно, вначале на первичное покрытие, а затем на вторичное покрытие, что известно как нанесение «влажное на сухое»; или же излучением можно воздействовать одновременно на первичное покрытие и вторичное покрытие, что известно как нанесение «влажное на влажное».

Подробное описание изобретения

[0024] По всей этой заявке на патент следующие сокращения имеют указанные значения:

А-189	γ-меркаптопропилтриметоксисилан, поставляемый General Electric
Acclaim 4200	полипропиленгликоль, ММ=4200, поставляемый Вауеr
ВНТ	2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, поставляемый Fitz Chem
ТРО	2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид
Chivacure ТРО	2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, поставляемый Chitec
Darocur ТРО	2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, поставляемый Ciba Geigy
Lucirin ТРО	2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, поставляемый BASF
Irgacure 819	бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид, поставляемый Ciba Geigy
ТРР	трифенилфосфин
CAS	означает регистрационный номер из Chemical Abstracts
CN-120Z	эпоксидиакрилат, поставляемый Sartomer
Coscat 83	запатентованный висмуторганический катализатор, поставляемый CasChem, или G.R.O'Shea Company, или Vertellus Specialities Inc.
DABCO	1,4-диазабицикло[2.2.2]октан, поставляемый Air Products
DBTDL	дилаурат дибутилолова, поставляемый OMG Americas
HEA	гидроксиэтилакрилат, поставляемый BASF
HHPA	гексагидрофталевый ангидрид, поставляемый Milliken Chemical
Chivacure 184	1-гидроксициклогексилфенилкетон, поставляемый Chitec
Irgacure 184	1-гидроксициклогексилфенилкетон, поставляемый Ciba Geigy
Irganox 1035	тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил-пропионат), поставляемый Ciba
PPA6	полипропиленгликольмоноакрилат
P1010	полипропиленгликоль (ММ=1000), поставляемый BASF
P2010	полипропиленгликоль (ММ=2000), поставляемый BASF
Photomer 4066	этоксилированный нонилфенолакрилат, поставляемый Cognis
SR-306	трипропиленгликольдиакрилат (TPGDA), поставляемый Sartomer
SR-306HP	трипропиленгликольдиакрилат (TPGDA), поставляемый Sartomer
SR-349	этоксилированный (3) диакрилат бисфенола А, поставляемый Sartomer
SR-368	трис(2-гидроксиэтил)изоцианураттриакрилат, поставляемый Sartomer
SR-395	изодецилакрилат, поставляемый Sartomer
SR-444	триакрилат пентаэритрита, поставляемый Sartomer
SR-504D	этоксилированный нонилфенолакрилат, поставляемый Sartomer
SR-506	изоборнилакрилат, поставляемый Sartomer
IPDI	изофорондиизоцианат, поставляемый Вауеr
TDI	толуолдиизоцианат, смесь 80/20 2,4- и 2,6-изомеров, поставляемая Вауеr
TPGMA	трипропиленгликольмоноакрилат
TPGDA	трипропиленгликольдиакрилат
Lupranate T80	толуолдиизоцианат, смесь 80% 2,4-изомера и 20% 2,6-изомера, поставляемая BASF
TDS	100%-ный 2,4-изомер толуолдиизоцианата, поставляемый Вауеr
Tinuvin 123	бис(1-октилокси-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)-себацинат, поставляемый Ciba Geigy

[0025] Заявленное сейчас изобретение представляет собой суперпокрытие, подходящее для покрытия оптического волокна, причем упомянутое суперпокрытие содержит по меньшей мере два слоя. Первый слой представляет собой первичное покрытие, которое находится в контакте с внешней поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой вторичное покрытие, находящееся в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия.

Первичное покрытие

[0026] Первичные покрытия, подходящие для применения в суперпокрытии по настоящему изобретению, обычно включают первичный олигомер, один или более мономеров-разбавителей, один или более фотоинициаторов, антиоксидант, усилитель адгезии и, необязательно, один или более светостабилизаторов. Предпочтительно, первичные покрытия выбраны из группы, состоящей из первичного покрытия CR, первичного покрытия Р, первичного покрытия СА и первичного покрытия BJ.

[0027] Первичное покрытие CR включает (а) первичный олигомер CR; (b) мономер-разбавитель; (с) фотоинициатор; (d) антиоксидант; и (е) усилитель адгезии. Первичное покрытие Р включает (а) первичный олигомер Р; (b) первый мономер-разбавитель; (с) второй мономер-разбавитель; (d) фотоинициатор; (е) антиоксидант; и (f) усилитель адгезии. Первичное покрытие СА включает (а) первичный олигомер СА; (b) мономер-разбавитель; фотоинициатор; антиоксидант; и усилитель адгезии. Первичное покрытие BJ включает (а) первичный олигомер BJ; (b) первый мономер-разбавитель; (с) второй мономер-разбавитель; (d) третий мономер-разбавитель; (е) первый светостабилизатор; (f) первый фотоинициатор; (g) второй фотоинициатор; (h) антиоксидант; (i) второй светостабилизатор; и (j) усилитель адгезии.

Первичный олигомер

[0028] Первичный олигомер, используемый для получения первичных покрытий по изобретению, получают по реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, одного или нескольких изоцианатов и простого полиэфирполиола в присутствии катализатора и ингибитора полимеризации. Первичный олигомер CR получают по реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, первого изоцианата, второго изоцианата, простого полиэфирполиола, катализатора и ингибитора полимеризации. Первичный олигомер Р получают по реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, первого изоцианата, второго изоцианата, простого полиэфирполиола, катализатора и ингибитора полимеризации. Первичный олигомер СА получают по реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, первого изоцианата, второго изоцианата, простого полиэфирполиола, катализатора и ингибитора полимеризации. Первичный олигомер BJ получают по реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, изоцианата, простого полиэфирполиола, ингибитора полимеризации и катализатора.

[0029] Гидроксилсодержащий (мет)акрилат, используемый при получении первичного олигомера, желательно представляет собой гидроксиалкил(мет)акрилат, такой как гидроксиэтилакрилат (НЕА), или акрилат, выбранный из группы, состоящей из полипропиленгликольмоноакрилата (РРА6), трипропиленгликольмоноакрилата (TPGMA), акрилатов капролактона и триакрилата пентаэритрита (например, SR-444). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR, Р, СА или BJ, гидроксилсодержащим (мет)акрилатом предпочтительно является НЕА.

[0030] Изоцианат может быть любого подходящего типа, например ароматическим или алифатическим, но желательно является диизоцианатом. Подходящие диизоцианаты известны из уровня техники и включают, например, изофорондиизоцианат (IPDI), толуолдиизоцианат (TDI, смесь 80% 2,4-изомера и 20% 2,6-изомера, поставляемая BASF, а также TDS, 100%-ный 2,4-изомер толуолдиизоцианата). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR, Р или СА, первым изоцианатом предпочтительно является TDI, а вторым изоцианатом предпочтительно является IPDI. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием BJ, изоцианатом предпочтительно является IPDI.

[0031] Простой полиэфирполиол выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля. Предпочтительно простой полиэфирполиол является полипропиленгликолем, имеющим среднечисловую молекулярную массу от 300 г/моль до 5000 г/моль. В случае, когда первичное покрытие явл