суперпокрытия d1381 для оптического волокна

Формула изобретения

1. 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 и 0,60 МПа и

C) Т_c трубки от -25 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 и 1,90 ГПа и

C) Т_c трубки от 50 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 -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 уретан Альфа-олигомер;

- уретансодержащий или не содержащий уретан 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.

2. Суперпокрытие по п.1, при этом первичное покрытие содержит

- 20-80 мас.% первичного олигомера;

- 35-45 мас.% мономера-разбавителя;

- 1,00-2,00 мас.% фотоинициатора;

- 0,25-0,75 мас.% антиоксиданта и

- 0,8-1,0 мас.% усилителя адгезии,

предпочтительно в первичном покрытии

- гидроксилсодержащим (мет)акрилатом является гидроксиэтилакрилат;

- ароматическим изоцианатом является толуолдиизоцианат;

- алифатическим изоцианатом является изофорондиизоцианат;

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

- катализатором является дилаурат дибутилолова;

- ингибитором полимеризации является бутилированный гидрокситолуол;

- мономером-разбавителем является этоксилированный нонилфенолакрилат;

- фотоинициатором является 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид;

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

- усилителем адгезии является -меркаптопропилтриметоксисилан.

3. Суперпокрытие по п.1, при этом первичное покрытие содержит

- 40-70 мас.% первичного олигомера;

- 35-45 мас.% мономера-разбавителя;

- 1,00-2,00 мас.% фотоинициатора;

- 0,25-0,75 мас.% антиоксиданта и

- 0,8-1,0 мас.% усилителя адгезии,

предпочтительно в первичном покрытии

- гидроксилсодержащим (мет)акрилатом является гидроксиэтилакрилат;

- ароматическим изоцианатом является толуолдиизоцианат;

- алифатическим изоцианатом является изофорондиизоцианат;

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

- катализатором является висмуторганический катализатор;

- ингибитором полимеризации является бутилированный гидрокситолуол;

- мономером-разбавителем является этоксилированный нонилфенолакрилат;

- фотоинициатором является 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид;

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

- усилителем адгезии является -меркаптопропилтриметоксисилан.

4. Суперпокрытие по п.1, при этом при получении олигомера первичного покрытия использованы следующие компоненты:

- 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 в первичном покрытии

- гидроксилсодержащим (мет)акрилатом является гидроксиэтилакрилат;

- изоцианатом является изофорондиизоцианат;

- простым полиэфирполиолом является полипропиленгликоль, имеющий молекулярную массу 4200 г/моль;

- катализатором является дилаурат дибутилолова;

- ингибитором полимеризации является бутилированный гидрокситолуол;

- упомянутыми одним или более мономерами-разбавителями являются этоксилированный нонилфенолакрилат, диакрилат этоксилированного бисфенола А и изодецилакрилат;

- упомянутыми одним или более фотоинициаторами являются 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид и 1-гидроксициклогексилфенилкетон;

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

- усилителем адгезии является -меркаптопропилтриметоксисилан и

- упомянутыми одним или более светостабилизаторами являются бис(1-октилокси-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себацинат и 2-гидрокси-4-метоксибензофенон.

5. Суперпокрытие по п.1, при этом вторичное покрытие содержит

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую

- по меньшей мере один не содержащий уретана Альфа-олигомер, полученный по реакции

- 5-7 мас.% ангидрида;

- 3-5 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 5-9 мас.% эпоксида;

- 0,005-0,25 мас.% первого катализатора;

- 0,01-0,05 мас.% второго катализатора и

- 0,01-0,05 мас.% ингибитора полимеризации

- уретансодержащий или не содержащий уретан Бета-олигомер,

отличающийся от Альфа-олигомера, полученный по реакции

- 3-5 мас.% гидроксилсодержащего (мет)акрилата;

- 4-6 мас.% изоцианата;

- 13-17 мас.% простого полиэфирполиола;

- 0,01-0,05 мас.% ингибитора полимеризации;

- 0,005-0,025 мас.% катализатора

- 20-30 мас.% Гамма-олигомера, являющегося эпоксидиакрилатом, которая смешана с

- 5-7 мас.% первого мономера-разбавителя;

- 20-25 мас.% второго мономера-разбавителя;

- 0,25-1,25 мас.% антиоксиданта;

- 1-4 мас.% первого фотоинициатора;

- 0,25-0,95 мас.% второго фотоинициатора и,

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

6. Суперпокрытие по п.1, при этом Бета-олигомер является безуретановым олигомером, полученным путем реагирования ангидрида с гидроксилсодержащим акрилатом.

7. Суперпокрытие по п.1, при этом 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 -меркаптопропилтриметоксисилан,

и при этом вторичное покрытие содержит

- смесь олигомеров вторичного покрытия, содержащую

- по меньшей мере один не содержащий уретан Альфа-олигомер;

- уретансодержащий или не содержащий уретан 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, и

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 86 до 98,4%;

B) in-situ модуль упругости между 0,162 и 0,370 МПа; и

C) Т_c трубки от -48,5 до -51,7°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 82 до 95,9%;

B) in-situ модуль упругости между 0,871 и 1,751 ГПа и

C) Т_c трубки от 56,1 до 70,8°С.

8. Оптическое волокно, покрытое суперпокрытием по любому из пп.1-7.

9. Оптическое волокно по п.8, причем упомянутое оптическое волокно является одномодовым оптическим волокном или многомодовым оптическим волокном.

10. 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 и 0,60 МПа; и

C) Т_c трубки от -25 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 и 1,90 ГПа; и

C) Т_c трубки от 50 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 -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 уретан 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.

11. Провод, покрытый суперпокрытием по п.10.

12. Способ нанесения суперпокрытия по п.1 на оптическое волокно, включающий в себя стадии:

(i) работу колонны вытягивания стекла с получением оптического стекловолокна предпочтительно с линейной скоростью между 750 и 2100 м/мин;

(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».

Описание изобретения к патенту

[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 -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 -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	-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 является первичным покрытием CR, Р или СА, простым полиэфирполиолом предпочтительно является Pluracol Р2010, поставляемый BASF. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием BJ, простым полиэфирполиолом предпочтительно является полипропиленгликоль Acclaim 4200, поставляемый Ваyеr.

Катализаторы, используемые в технологии синтеза олигомеров на основе уретанов для применения в отверждаемых излучением покрытиях для оптического волокна, известны в уровне техники. Катализатор выбран из группы, содержащей нафтенат меди, нафтенат кобальта, нафтенат цинка, триэтиламин, триэтилендиамин, 2-метилтриэтиленамин, 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 тетрадецил(тригексил)фосфоний.

[0032] Все эти катализаторы имеются в продаже.

[0033] Количество катализатора, используемое в синтезе олигомера, составляет от 0,01% до 3% в расчете на массу всей композиции покрытия. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR, Р или BJ, катализатором предпочтительно является DBTDL. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием СА, катализатором предпочтительно является висмуторганический катализатор, такой как запатентованный висмуторганический катализатор "Coscat 83", поставляемый CosChem.

[0034] Получение первичного олигомера проводят в присутствии ингибитора полимеризации, который используется для ингибирования полимеризации акрилата в ходе реакции. Ингибитор полимеризации выбран из группы, состоящей из бутилированного гидрокситолуола (ВНТ), гидрохинона и его производных, таких как метиловый эфир гидрохинона и 2,5-дибутилгидрохинон; 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокситолуола; метил-ди-трет-бутилфенола; 2,6-ди-трет-бутил-п-крезола; и т.п. В случае, когда первичный олигомер является первичным олигомером CR, Р, СА или BJ, ингибитором полимеризации предпочтительно является ВНТ.

Мономер-разбавитель

[0035] Мономеры-разбавители представляют собой мономеры с низкой вязкостью, имеющие по меньшей мере одну функциональную группу, способную к полимеризации при облучении актиническим излучением. Например, мономер-разбавитель может являться мономером или смесью мономеров, имеющих акрилатную или винилэфирную функциональную группу и С ₄-С₂₀-алкильную или простую полиэфирную группу. Конкретные примеры таких мономеров-разбавителей включают гексилакрилат, 2-этилгексилакрилат, изоборнилакрилат, децилакрилат, лаурилакрилат, стеарилакрилат, 2-этоксиэтоксиэтилакрилат, лаурилвиниловый эфир, 2-этилгексилвиниловый эфир, изодецилакрилат (например, SR-395, поставляемый Sartomer), изооктилакрилат, N-винил-капролактам, N-винилпирролидон, трипропиленгликольмоноакрилат (TPGMA), акриламиды, а также алкоксилированные производные, такие как этоксилированный лаурилакрилат, этоксилированный изодецилакрилат и т.п.

[0036] Другим типом мономера-разбавителя, который может использоваться, является соединение, имеющее ароматическую группу. Конкретные примеры имеющих ароматическую группу мономеров-разбавителей включают акрилат фенилового эфира этиленгликоля, акрилат фенилового эфира полиэтиленгликоля, акрилат фенилового эфира полипропиленгликоля и алкилзамещенные фенилпроизводные вышеперечисленных мономеров, такие как акрилат нонилфенилового эфира полиэтиленгликоля. Предпочтительным мономером-разбавителем является этоксилированный нонилфенолакрилат (например, Photomer 4066, поставляемый Cognis; SR504D, поставляемый Sartomer).

[0037] Мономер-разбавитель может также включать разбавитель, имеющий две или более функциональные группы, способные к полимеризации. Конкретные примеры таких разбавителей включают С₂-С₁₈-углеводородные диолдиакрилаты, С₄-С₁₈-углеводородные дивиниловые эфиры, С₃-С₁₈-углеводородные триакрилаты, а также их полиэфирные аналоги и т.п., например 1,6-гександиолдиакрилат, триметилолпропантриакрилат, гександиолдивиниловый эфир, триэтиленгликольдиакрилат, триакрилат пентаэритрита, диакрилат этоксилированного бисфенола А, трипропиленгликольдиакрилат (TPGDA, например SR-306; SR-306HP, поставляемый Sartomer), а также трис-2-гидроксиэтилизоцианураттриакрилат (например, SR-368, поставляемый Sartomer).

[0038] В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR или СА, мономером-разбавителем предпочтительно является этоксилированный нонилфенолакрилат (например, Photomer 4066). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием Р, первым мономером-разбавителем предпочтительно является этоксилированный нонилфенолакрилат (Photomer 4066), а вторьм мономером-разбавителем является трипропиленгликольдиакрилат (SR-306). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием BJ, первым мономером-разбавителем предпочтительно является этоксилированный нонилфенолакрилат (например, SR-504D), вторым мономером-разбавителем является диакрилат этоксилированного бисфенола А (например, SR-349), а третьим мономером-разбавителем является изодецилакрилат (например, SR-395).

Фотоинициатор

[0039] Первичные покрытия могут содержать один единственный фотоинициатор или комбинацию фотоинициаторов. Подходящие фотоинициаторы включают фотоинициаторы -гидроксикето-типа и фотоинициаторы типа фосфиноксида.

[0040] Фотоинициаторы -гидроксикето-типа включают 1-гидроксициклогексилфенилкетон (например, Irgacure 184, поставляемый Ciba Geigy; Chivacure 184, поставляемый Chitec Chemicals), 2-гидрокси-2-метил-1-фенил-пропан-1-он (например, Darocur 1173, поставляемый Ciba Geigy), 2-бензил-2-диметиламино-1-(4-морфолинофенил)-бутан-1-он, 2,2-диметокси-2-фенил-ацетофенон, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-(4-морфолинил)-1-пропанон, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинпропан-1-он (например, Irgacure 907, поставляемый Ciba Geigy), 4-(2-гидроксиэтокси)фенил-2-гидрокси-2-пропилкетон-диметокси-фенилацетофенон, 1-(4-изопропилфенил)-2-гидрокси-2-метил-пропан-1-он, 1-(4-додецилфенил)-2-гидрокси-2-метилпропан-1-он и 4-(2-гидроксиэтокси)фенил-2-(2-гидрокси-2-пропил)кетон.

[0041] Фотоинициаторы типа фосфиноксида включают 2,4,6-триметилбензоил-дифенилфосфиноксид (ТРО; например Lucirin ТРО, поставляемый BASF; Darocur TPO, поставляемый Ciba Geigy), бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (например, Irgacure 819, поставляемый Ciba Geigy) или фотоинициаторы типа бисацилфосфиноксида (ВАРО). Предпочтительной комбинацией фотоинициаторов является Irgacure 184 и ТРО.

[0042] В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR или СА, фотоинициатором предпочтительно является 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид (ТРО) (например, Chivacure ТРО, поставляемый Chitec). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием Р, фотоинипиатором предпочтительно является бис(2,4,6-триметилбензоил)фенилфосфиноксид (например, Irgacure 819). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием BJ, первым фотоинициатором предпочтительно является ТРО (например, Chivacure ТРО, поставляемый Chitec), а вторым фотоинициатором предпочтительно является 1-гидроксициклогексилфенилкетон (например, Chivacure 184).

Антиоксидант

[0043] Антиоксидантом является пространственно затрудненное фенольное соединение, например 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-этилфенол, 2,6-ди-трет-бутил-4-н-бутилфенол, 4-гидроксиметил-2,6-ди-трет-бутилфенол и такие имеющиеся в продаже соединения, как тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси)гидроциннамат, октадецил-3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат, 1,6-гексаметилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат) и тетракис(метилен-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат))метан, все поставляются Ciba Geigy под марками Irganox 1035, 1076, 259 и 1010 соответственно. Другие примеры применимых здесь пространственно затрудненных фенольных соединений включают 1,3,5-триметил-2,4,6-трис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил)бензол и 4,4'-метилен-бис(2,6-ди-трет-бутилфенол), поставляемые Ethyl Corporation под марками Ethyl 330 и 702 соответственно. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR, Р, СА или BJ, антиоксидантом предпочтительно является тиодиэтилен-бис(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси)гидроциннамат (например, Irganox 1035).

Усилитель адгезии

[0044] Подходящие усилители адгезии включают бис-(триэтоксисилилпропил)дисульфид, бис-(триэтоксисилилпропил)-тетрасульфид, -аминопропилтриэтоксисилан, -глицидокси-пропилтриметоксилан, -меркаптопропилтриэтоксисилан, -меркаптопропилтриметоксисилан (например, Silquest А-189, поставляемый General Electric), -метакрилоксипропилтриэтоксисилан, -метакрилоксипропил-триметоксисилан, -уреидопропилтриметоксисилан, метилтрис-(изопропенокси)силан, N-бета-(аминоэтил)- -аминопропил-триметоксисилан, (N,N-диметил-3-аминопропил)силан, полидиметилсилоксан, винилтриэтоксисилан, трис(3-(триметоксисилил)пропил)изоцианурат или их комбинацию. В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием CR, Р, СА или BJ, усилителем адгезии предпочтительно является -меркаптопропилтриметоксисилан (например, Silquest A-189, поставляемый General Electric).

Светостабилизатор

[0045] Подходящие светостабилизаторы известны в технологии отверждаемых излучением покрытий, имеются в продаже и включают поглотители ультрафиолетового излучения, относящиеся к бензофеноновому классу UVAs, включая 2-гидрокси-4-метоксибензофенон (например, Lowilite 20, поставляемый Great Lakes Chemical), а также светостабилизаторы на основе затрудненных аминов (HALS), включая бис(1-октилокси-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себацинат (например, Tinuvin 123, поставляемый Ciba Geigy). В случае, когда первичное покрытие является первичным покрытием BJ, первым светостабилизатором предпочтительно является бис(1-октилокси-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себацинат (например, Tinuvin 123, поставляемый Ciba Geigy), а вторым светостабилизатором предпочтительно является 2-гидрокси-4-метоксибензофенон (например, Lowilite 20).

[0046] Предпочтительный вариант осуществления первичного олигомера CR является следующим, причем приведенные мас.% взяты в расчете на массовый процент от компонентов, использованных при получении олигомера:

гидроксилсодержащий (мет)акрилат (например, НЕА): от 1 до 3 мас.%;

ароматический изоцианат (например, TDI): от 1 до 2 мас.%;

алифатический изоцианат (например, IPDI): от 4 до 6 мас.%;

простой полиэфирполиол (например, Р2010): от 40 до 60 мас.%;

катализатор (например, DBTDL): от 0,01 до 0,05 мас.%;

ингибитор полимеризации (например, ВНТ): от 0,05 до 0,10 мас.%.

[0047] В предпочтительном варианте осуществления первичного покрытия CR, в дополнение к от 20 мас.% до 80 мас.% первичного олигомера CR, компоненты отверждаемой композиции могут включать (в расчете на массовый процент от отверждаемой композиции):

мономер-разбавитель (например, Photomer 4066): от 35 до 45 мас.%;

фотоинициатор (например, Chivacure TPO): от 1,00 до 2,00 мас.%;

антиоксидант (например, Irganox 1035): от 0,25 до 0,75 мас.%;

усилитель адгезии (например, А-189): от 0,8 до 1,0 мас.%*,

*может быть скорректировано до достижения 100 мас.%.

[0048] Более предпочтительный вариант осуществления первичного покрытия CR является следующим:

Первичный олигомер CR	мас.%
гидроксилсодержащий (мет)акрилат (НЕА)	2,11
ароматический изоцианат (TDI)	1,59
алифатический изоцианат (IPDI)	5,31
простой полиэфирполиол (Р2010)	46,9
ингибитор (ВНТ)	0,08
катализатор (DBTDL)	0,03
Первичное покрытие CR	мас.%

первичный олигомер CR	56,0
мономер-разбавитель (Photomer 4066)	40,9
фотоинициатор (Chivacure TPO)	1,70
антиоксидант (Irganox 1035)	0,50
усилитель адгезии (А-189)	0,90.

[0049] Предпочтительный вариант осуществления первичного олигомера СА, в котором приведенные мас.% взяты в расчете на массовый процент от компонентов, использованных при получении олигомера, является следующим:

гидроксилсодержащий (мет)акрилат (например, НЕА): от 1 до 3 мас.%;

ароматический изоцианат (например, TDA): от 1 до 2 мас.%;

алифатический изоцианат (например, IPDI): от 4 до 6 мас.%;

простой полиэфирполиол (например, Р2010): от 40 до 60 мас.%;

катализатор (например, Coscat 83): от 0,01 до 0,05 мас.%;

ингибитор полимеризации (например, ВНТ): от 0,05 до 0,10 мас.%.

[0050] Предпочтительный вариант осуществления первичного покрытия СА является следующим, в дополнение к от 40 мас.% до 70 мас.% первичного олигомера СА, компоненты отверждаемой композиции могут включать (в расчете на массовый процент от отверждаемой композиции):

мономер-разбавитель (например, Photomer 4066): от 35 до 45 мас.%;

фотоинициатор (например, Chivacure TPO): от 1,00 до 2,00 мас.%;

антиоксидант (например, Irganox 1035): от 0,25 до 0,75 мас.%;

усилитель адгезии (например, А-189): от 0,8 до 1,0 мас.%*,

*может быть скорректировано до достижения 100 мас.%.

[0051] Более предпочтительный вариант осуществления первичного покрытия СА является следующим:

Первичный олигомер СА	мас.%
гидроксилсодержащий (мет)акрилат (НЕА)	1,84
ароматический изоцианат (TDI)	1,38
алифатический изоцианат (IPDI)	5,28
простой полиэфирполиол (Р2010)	47,40
ингибитор полимеризации (ВНТ)	0,08
катализатор (Coscat 83)	0,03
Первичное покрытие СА	мас.%
первичный олигомер СА	56,0
мономер-разбавитель (Photomer 4066)	40,9
фотоинициатор (Chivacure TPO)	1,70
антиоксидант (Irganox 1035)	0,50
усилитель адгезии (А-189)	0,90

[0052] Следующие примеры приведены в качестве иллюстративных примеров первичного олигомера Р и первичного покрытия Р.

	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Первичный олигомер Р
Гидроксиэтилакрилат (НЕА)	1,41	1,61	1,54
Ароматический изоцианат (TDI)	1,05	1,20	1,15
Алифатический изоцианат (IPDI)	4,71	4,68	5,13
Простой полиэфирполиол (Р2010)	42,24	42,40	46,07
Катализатор (Coscat 83)	0,03	0,03	0,03
Ингибитор полимеризации (ВНТ)	0,08	0,08	0,08
	49,50	50,00	54,00
Первичное покрытие Р
Первый разбавитель (Photomer 4066)	47,0	46,40	41,90
Второй разбавитель (SR306)	1,00	0,80	1,00
Фотоинициатор (Chivacure TPO)	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 TPO)	1,70	1,40	1,70
Фотоинициатор (Irgancure 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

[0053] Предпочтительный вариант осуществления первичного олигомера BJ является следующим:

гидроксилсодержащий (мет)акрилат (например, НЕА)	от 1 до 5 мас.%
изоцианат (например, IPDI)	от 2 до 8 мас.%
простой полиэфирполиол (например, Acclaim 4200)	от 55 до 75 мас.%
ингибитор полимеризации (например, ВНТ)	от 0,05 до 0,20 мас.%
катализатор (например, DBTDL)	от 0,030 до 0,060 мас.%
мономер-разбавитель (например, SR-395)	от 5 до 7 мас.%

[0054] Предпочтительный вариант осуществления первичного покрытия BJ является следующим:

Олигомер первичного покрытия	мас.%
гидроксилсодержащий (мет)акрилат (НЕА)	1,84
изоцианат (IPDI)	4,14
простой полиэфирполиол (Acclaim 4200)	62,11
ингибитор полимеризации (ВНТ)	0,061
катализатор (DBTDL)	0,034
мономер-разбавитель (SR-395)	5,81
Отверждаемая излучением композиция покрытия	мас.%
лигомер первичного покрытия	74,0
мономер-разбавитель (SR-504 D)	10,4
мономер-разбавитель (SR-349)	5,0
мономер-разбавитель (SR-395)	6,0
первый фотоинициатор (Chivacure TPO)	0,30
второй фотоинициатор (Chivacure 184)	1,00
антиоксидант (Irganox 1035)	0,75
первый светостабилизатор (Tinuvin 123)	0,4
второй светостабилизатор (Lowilite 20)	0,15
усилитель адгезии (А-189)	q.s.

Вторичное покрытие

[0055] Вторичные покрытия, подходящие для применения в суперпокрытии по настоящему изобретению, обычно включают смесь олигомеров вторичного покрытия, один или более мономеров-разбавителей, один или более фотоинициаторов, антиоксидант и необязательно одну или более улучшающих скольжение добавок. Предпочтительно, вторичные покрытия выбраны из группы, состоящей из вторичного покрытия D и вторичного покрытия R.

[0056] Вторичное покрытие D включает (а) смесь олигомеров вторичного покрытия D, которая смешана с (b) первым мономером-разбавителем; (с) вторым мономером-разбавителем; (d) третьим мономером-разбавителем; (е) антиоксидантом; (f) первым фотоинициатором; (g) вторым фотоинициатором; и (h) необязательно, улучшающей скольжение добавкой или смесью улучшающих скольжение добавок.

Смесь олигомеров вторичного покрытия D

[0057] Смесь олигомеров вторичного покрытия D включает омега-олигомер и ипсилон-олигомер.

[0058] Омега-олигомер получают из реакции гидроксилсодержащего (мет)акрилата, изоцианата, простого полиэфирполиола и трипропиленгликоля в присутствии ингибитора полимеризации и катализатора.

[0059] Ипсилон-олигомер представляет собой эпоксидиакрилат. Предпочтительно, ипсилон-олигомер представляет собой эпоксидиакрилатный олигомер на основе бисфенола А, например олигомер CN120 или CN120Z, продаваемый Sartomer. Более предпочтительно, ипсилон-олигомер представляет собой CN120Z.

[0060] Предпочтительный массовый процент каждого компонента отверждаемой излучением композиции вторичного покрытия D по заявленному сейчас изобретению является следующим:

Омега-олигомер
гидроксилсодержащий (мет)акрилат	от 5 до 7 мас.%
изоцианат	от 7 до 9 мас.%
простой полиэфирполиол	от 15 до 18 мас.%
трипропиленгликоль	от 0,3 до 0,6 мас.%
ингибитор полимеризации	от 0,01 до 0,03 мас.%
катализатор	от 0,06 до 0,1 мас.%
Ипсилон-олигомер
эпоксидиакрилат	от 20 до 25 мас.%
Мономеры-разбавители
первый мономер-разбавитель	от 4 до 7 мас.%
второй мономер-разбавитель	от 15 до 25 мас.%
третий мономер-разбавитель	от 13 до 19 мас.%
Другие добавки
антиоксидант	от 0,3 до 0,7 мас.%
первый фотоинициатор	от 1,75 до 3,75 мас.%
второй фотоинициатор	от 0,5 до 1 мас.%
улучшающие скольжение добавки (необязательные)	от 0,35 до 0,75 мас.%

[0061] Вторичное покрытие R включает (а) смесь олигомеров вторичного покрытия R, которая смешана с (b) первым мономером-разбавителем, (с) вторым мономером-разбавителем, (d) антиоксидантом; (е) первым фотоинициатором; (f) вторым фотоинициатором; и (g) необязательно, улучшающей скольжение добавкой или смесью улучшающих скольжение добавок. Смесь олигомеров вторичного покрытия R должна содержать по меньшей мере один не содержащий уретана олигомер, альфа-олигомер. Второй олигомер, известный как бета-олигомер, в смеси олигомеров вторичного покрытия R может быть уретансодержащим или не содержащим уретана, но каким бы он ни был, он не должен быть таким же самым, как альфа-олигомер. В смеси может присутствовать третий, или гамма-олигомер. Если гамма-олигомер присутствует, то он обычно представляет собой эпоксид.

[0062] В предпочтительном варианте осуществления отверждаемого излучением вторичного покрытия R в смеси олигомеров присутствуют альфа-, бета- и гамма-олигомер. Установлен следующий состав, в котором предпочтительный массовый процент каждого компонента отверждаемой излучением композиции вторичного покрытия является следующим:

Альфа-олигомер
ангидрид	от 5 до 7 мас.%
гидроксилсодержащий (мет)акрилат	от 3 до 5 мас.%
эпоксид	от 5 до 9 мас.%
первый катализатор	от 0,005 до 0,25 мас.%
второй катализатор	от 0,01 до 0,05 мас.%
ингибитор полимеризации	от 0,01 до 0,05 мас.%
Бета-олигомер
гидроксилсодержащий (мет)акрилат	от 3 до 5 мас.%
изоцианат	от 4 до 6 мас.%
простой полиэфирполиол	от 13 до 17 мас.%
ингибитор полимеризации	от 0,01 до 0,05 мас.%
катализатор	от 0,005 до 0,025 мас.%
Гамма-олигомер
эпоксидиакрилат	от 20 до 30 мас.%
Другие добавки
первый мономер-разбавитель	от 5 до 7 мас.%
второй мономер-разбавитель	от 20 до 25 мас.%
антиоксидант	от 0,25 до 1,25 мас.%
первый фотоинициатор	от 1 до 4 мас.%
второй фотоинициатор	от 0,25 до 0,95 мас.%
улучшающие скольжение добавки (необязательные)	от 0,35 до 0,75 мас.%

[0063] В альтернативном варианте осуществления смеси олигомеров в покрытии R присутствует бета-олигомер, который является безуретановым олигомером, полученным путем реагирования ангидрида с гидроксилсодержащим акрилатом.

Материал:	Мас.экв.	#экв.	Mac.	мас.%
ангидрид (ННРА)	154	1,3333	205,33	27,49
гидроксилсодержащий (мет)акрилат (НЕА)	116,12	0,6667	77,417	10,36
эпоксид (ЕРОТЕС YD-126)	183	1,3334	244,01	32,67
полиол (поли(тетрагидрофуран)диол, PTHF 650)	327,54	0,6666	218,34	29,23
катализатор (трифенилфосфин)			0,93	0,12
катализатор (DABCO)			0,28	0,04
ингибитор полимеризации (ВНТ)			0,67	0,09
всего			746,9771	100,00

Порядок добавления является следующим: (1) ВНТ, (2) ННРА, а затем (3) PTHF650. После того как достигается средняя точка реакции, добавляют (4) ТРР, (5) DABCO и (6) Epotec YD-126.

Суперпокрытие

[0064] После того как первичное покрытие и вторичные покрытия синтезированы, их наносят на оптическое волокно. Средние специалисты в данной области техники осведомлены о том, как изготовить оптическое волокно. Нанесение покрытий на оптические волокна обычно происходит в том же месте, где изготавливают само оптическое волокно.

[0065] Вначале наносят первичное покрытие, и при использовании процесса «влажное на сухое» следующая стадия состоит в том, что источником излучения воздействуют на первичное покрытие, вызывая отверждение первичного покрытия. При использовании процесса «влажное на влажное» следующая стадия состоит в нанесении вторичного покрытия.

[0066] В любом случае, после того как первичное покрытие нанесено, поверх первичного покрытия наносят вторичное покрытие, воздействуют излучением и отверждают вторичное покрытие.

[0067] Излучение, используемое для отверждения покрытий, является любым излучением, способным инициировать реакцию полимеризации. Излучение, подходящее для отверждения покрытий, как известно, включает ультрафиолетовое (УФ) и электронно-лучевое (ЭЛ) излучения. Предпочтительным типом излучения для отверждения первичного и вторичных покрытий по изобретению, используемых на оптическом волокне, является УФ-излучение. Такая комбинация первичного покрытия и вторичного покрытия именуется как суперпокрытие.

[0068] Суперпокрытие может быть успешно нанесено на оптическое волокно при линейной скорости между 750 м/мин и 2100 м/мин.

[0069] После того как вторичное покрытие отверждено, необязательно наносят слой "покрытия краской", а затем покрытое и окрашенное оптическое волокно помещают рядом с другими покрытыми и окрашенными оптическими волокнами в "сборную ленту" и используют отверждаемое излучением матричное покрытие для удерживания оптических волокон в желаемом положении в сборной ленте.

[0070] Предпочтительно, суперпокрытие включает первичное покрытие, выбранное из группы, состоящей из первичного покрытия CR, первичного покрытия Р, первичного покрытия СА и первичного покрытия BJ, и вторичное покрытие, выбранное из вторичного покрытия D и вторичного покрытия R, как определено здесь.

[0071] Комбинацию суперпокрытия с физическими свойствами как первичного, так и вторичного покрытий на оптическом волокне или на проводе, используемом в имитаторе вытяжной колонны, сочли оптимальной.

[0072] Примеры имитатора вытяжной колонны

[0073] В ранние годы развития покрытий оптического волокна все вновь разработанные первичные и вторичные покрытия вначале испытывали на свойства их отвержденных пленок, а затем направляли на оценку на колоннах вытягивания волокна. Из всех покрытий, которые требовалось вытянуть, как было установлено, самое большее 30% из них испытали на вытяжной колонне из-за высокой стоимости и сложностей планирования. Время от того момента, когда покрытие было впервые составлено, до того момента, когда его наносили на стекловолокно, составляло обычно примерно 6 месяцев, что сильно замедляло цикл разработки продукта.

[0074] В технологии отвержденных излучением покрытий для оптического волокна известно, что, когда либо первичное покрытие, либо вторичное покрытие нанесено на стекловолокно, его свойства часто отличаются от свойств плоской пленки такого же отвержденного покрытия. Полагают, что это обусловлено тем, что покрытие на волокне и плоская пленка покрытия имеют различия по размеру образца, геометрии, интенсивности облучения УФ, общей дозе воспринятого УФ облучения, скорости обработки, температуре подложки, температуре отверждения и, возможно, инертным условиям в атмосфере азота.

[0075] В целях обеспечения более надежного пути разработки покрытия и сокращения срока внедрения в производство было разработано оборудование, которое обеспечивало бы условия отверждения, схожие с условиями, имеющими место на предприятиях по изготовлению волокна. Этот тип альтернативного оборудования для нанесения и отверждения должен быть простым в применении, иметь низкие эксплуатационные расходы и давать воспроизводимые технологические показатели. Название этого оборудования - «имитатор вытяжной колонны», в дальнейшем сокращенно обозначаемый «ИВК». Имитаторы вытяжной колонны разрабатывают по заказу потребителя и создают на основе подробного изучения конструктивных элементов реальной колонны вытягивания стекловолокна. Все измерения (положения ламп, расстояние между ступенями нанесения покрытия, зазоры между ступенями нанесения покрытия и УФ-лампами и т.д.) копируются с колонн вытягивания стекловолокна. Это позволяет сымитировать технологические условий, используемые в промышленном производстве стекловолокна.

[0076] Один известный ИВК оборудован пятью лампами Fusion F600: двумя для верхней ступени нанесения покрытия и тремя на нижней. Вторая лампа на каждой ступени может вращаться под различными углами между 15-135°, обеспечивая более подробное исследование профиля отверждения.

[0077] "Сердцевина", используемая в известном ИВК, представляет собой провод (проволоку) из нержавеющей стали диаметром 130,0±1,0 мкм. Для оценки доступны аппликаторы для вытягивания волокна различных конструкций от различных поставщиков. Данная конфигурация обеспечивает нанесение покрытий на оптическое волокно в условиях, аналогичных тем, которые фактически существуют на промышленных предприятиях.

[0078] Имитатор вытяжной колонны уже применялся для углубления анализа отверждаемых излучением покрытий на оптическом волокне. Метод измерения in-situ модуля упругости первичного покрытия, который может применяться для определения прочности покрытия, степени отверждения и рабочих характеристик волокна в различных средах, был представлен в 2003 году Р.А.М.Steerhan, J J.M.Slot, H.G.Н. van Melick, A.A.F. v.d. Ven, Н.Сао и R.Johnson в Материалах 52-го Международного симпозиума кабельно-проводной продукции (the Proceedings of the 52nd IWCS), стр.246 (2003). В 2004 году Steeman с соавторами сообщили о том, как реологический профиль покрытий оптических волокон при высокой скорости сдвига может использоваться для прогнозирования технологичности покрытий при более высоких скоростях вытягивания, см. Р.А.М.Steeman, W.Zoetelief, Н.Сао and M.Bulters, Материалы 53-й конференции IWCS, стр.532 (2004). Имитатор вытяжной колонны может применяться для дальнейшего исследования свойств первичных и вторичных покрытий на оптическом волокне.

[0079] Методы испытания

[0080] Метод испытания на процент прореагировавшей акрилатной ненасыщенности в первичном покрытии, сокращенно обозначаемый как % RAU.

[0081] Степень отверждения внутреннего первичного покрытия на оптическом волокне или металлическом проводе определяют с помощью инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (ИКФС) с алмазной остнасткой НПВО. Параметры прибора ИКФС включают: 100 совместно наложенных сканов, разрешение 4 см^-1 , детектор ДТГС, спектральный диапазон 4000-650 см^-1 и приблизительно 25%-ное снижение установленной по умолчанию скорости зеркала для улучшения соотношения сигнал-шум. Требуются два спектра: один для неотвержденного жидкого покрытия, которое соответствует покрытию на волокне или проводе, и один для внутреннего первичного покрытия на волокне или проводе. На центральную область 2,54-сантиметрового (1-дюймового) квадратного куска пленки майлара толщиной 76 мкм (3 мил) намазывают тонкую пленку контактного клея. После того как контактный клей становится липким, на него помещают кусок оптического волокна или провода. Образец помещают под оптический микроскоп с малым увеличением. Покрытия на волокне или проводе прорезают до стекла, используя острый скальпель. Затем покрытия разрезают продольно до внешней стороны волокна или провода на приблизительно 1 см, удостоверяясь, что разрез является чистым и что внешнее покрытие не загибается на первичное покрытие. Затем покрытия расправляют на контактный клей таким образом, что первичное покрытие рядом со стеклом или проводом раскрыто в виде плоской пленки. Стекловолокно или провод ломают в том месте, в где раскрыто первичное покрытие.

[0082] Спектр жидкого покрытия получают после полного покрытия алмазной поверхности покрытием. Жидкость должна быть по возможности из той же партии, которая используется для нанесения покрытия на волокно или провод, но минимальное требование состоит в том, что она должна быть такого же состава. Конечный формат спектра должен быть на поглощение. Раскрытое первичное покрытие на майларовой пленке устанавливали в центр алмаза, при этом ось волокна или провода параллельна направлению инфракрасного луча. К обратной стороне образца должно быть приложено давление, чтобы обеспечить хороший контакт с кристаллом. Полученный спектр не должен содержать каких-либо полос поглощения от контактного клея. Если пики контактного клея наблюдаются, необходимо приготовить свежий образец. Важно снимать спектр непосредственно после подготовки образца, а не готовить какие-то другие образцы и снимать спектры после того, как все образцы будут приготовлены. Конечный формат спектра должен быть на поглощение.

[0083] И для жидкого, и для отвержденного покрытия измеряют площадь пика как у пика двойной связи акрилата при 810 см^-1, так и у контрольного пика в области 750-780 см^-1. Площадь пика определяют, используя метод базовой линии, где базовую линию выбрают по касательной к минимумам поглощения с обеих сторон пика. Затем определяли площадь под пиком и над базовой линией. Пределы интегрирования для жидкого и отвержденного образцов не идентичны, но подобны, особенно для контрольного пика.

[0084] Отношение площади пика акрилата к площади контрольного пика определяют и для жидкого, и для отвержденного образцов. Степень отверждения, выраженную как процент прореагировавшей акрилатной ненасыщенности (% RAU), вычисляют по нижеследующему уравнению:

,

где R_L представляет собой отношение площади жидкого образца, a R_F - отношение площади отвержденного первичного покрытия.

[0085] Метод испытания на % RAU вторичного покрытия: Степень отверждения внешнего покрытия на оптическом волокне определяют с помощью ИКФС с алмазной оснасткой НПВО. Параметры прибора ИКФС включают: 100 совместно наложенных сканов, разрешение 4 см^-1 , детектор ДТГС, спектральный диапазон 4000-650 см^-1 и приблизительно 25%-ное снижение установленной по умолчанию скорости зеркала для улучшения соотношения сигнал-шум. Требуются два спектра: один для неотвержденного жидкого покрытия, которое соответствует покрытию на волокне, и один для внешнего покрытия на волокне. Спектр жидкого покрытия получают после полного покрытия алмазной поверхности покрытием. Жидкость должна быть по возможности из той же партии, которая используется для нанесения покрытия на волокно, но минимальное требование состоит в том, что она должна быть такого же состава. Конечный формат спектра должен быть на поглощение.

[0086] Волокно устанавливают на алмазную площадку и прикладывают к волокну достаточное давление, чтобы получить спектр, подходящий для количественного анализа. Для максимальной спектральной интенсивности волокно необходимо поместить в центр алмаза параллельно направлению инфракрасного луча. Если с одним волокном получена недостаточная интенсивность, на алмаз можно поместить 2-3 волокна параллельно друг к другу и на максимально близком расстоянии. Конечный формат спектра должен быть на поглощение.

[0087] И для жидкого, и для отвержденного покрытия измеряют площадь пика как у пика двойной связи акрилата при 810 см^-1, так и у контрольного пика в области 750-780 см^-1. Площадь пика определяют, используя метод базовой линии, где базовую линию выбрали по касательной к минимумам поглощения с обеих сторон пика. Затем определяют площадь под пиком и над базовой линией. Пределы интегрирования для жидкого и отвержденного образца не идентичны, но подобны, особенно для контрольного пика.

[0088] Отношение площади пика акрилата к площади контрольного пика определяют и для жидкого, и для отвержденного образцов. Степень отверждения, выраженную как процент прореагировавшей акрилатной ненасыщенности (% RAU), вычисляют по нижеследующему уравнению:

где R_L представляет собой отношение площади жидкого образца, a R_F - отношение площади отвержденного внешнего покрытия.

[0089] Метод испытания in-situ модуля упругости первичного покрытия: In-situ модуль упругости первичного покрытия на стекловолокне или металлическом волокне-проводе с двумя покрытиями (мягким первичным покрытием и твердым вторичным покрытием) измеряют таким методом испытания. Подробное обсуждение данного испытания можно найти в Steeman, P.A.M., Slot, J.J.M., Melick, N.G.H. van, Ven, A.A.F, van de, Cao, H. & Johnson, R. (2003), «Механический анализ испытания in-situ модуля упругости первичного покрытия на оптических волокнах» в Материалах 52-го Международного Симпозиума кабельно-проводной продукции (IWCS, Филадельфия, США, 10-13 ноября 2003 г.), статья 41. Для подготовки образца снимают короткий участок (длиной ~2 мм) слоя покрытия, используя инструмент для снятия изоляции, на расстоянии ~2 см от конца волокна. Волокно разрезают, получив другой конец точно на отмеренном расстоянии 8 мм от края снятого покрытия до конца волокна. Затем часть 8-миллиметрового покрытого волокна вставляют в металлическое зажимное приспособление для образцов, как схематично показано на Фигуре 6 в статье [1]. Покрытое волокно помещют в микротрубку в зажимном приспособлении; микротрубка состояла из двух полуцилиндрических углублений; ее диаметр был подобран примерно таким же, как внешний диаметр (~245 мкм) стандартного волокна. Волокно плотно зажимают после затягивания винта; сила зажимания на поверхности вторичного покрытия была однородной и существенная деформация в слое покрытия не возникает. Затем зажимное приспособление с волокном устанавливают на прибор ДМА (Динамического Механического Анализа): анализатор Rheometrics (RSA-II). Металлическое зажимное приспособление зажимают нижним зажимом. Верхний зажим затягивают, давя на верхнюю часть покрытого волокна в такой степени, чтобы он разрушил слой покрытия. Зажимное приспособление и волокно должны быть строго вертикальными. Нужно следить за тем, чтобы не зажатая часть волокна имела постоянную длину для каждого образца, в наших испытаниях - 6 мм. Смещение деформации регулировали, устанавливая осевое предварительное натяжение почти на ноль (-1 г ~ 1 г).

[0090] Для измерения модуля сдвига G первичного покрытия выбрана геометрическая компоновка двухстороннего испытания на сдвиг. Ширина образца, W, в двухстороннем испытании на сдвиг введена равной 0,24 мм, что было вычислено согласно следующему уравнению:

где R_f и R_p представляют собой внешний радиус голого волокна и первичного покрытия соответственно. Для вычисления используют геометрию стандартного волокна, R _f=62,5 мкм и R_p=92,5 мкм. В геометрию двухстороннего испытания на сдвиг вводят длину образца 8 мм (зажатого участка) и толщину 0,03 мм (толщину первичного покрытия). Испытания проводят при комнатной температуре (~23°С). Используемая частота измерения составляла 1,0 рад/с. Деформацию сдвига устанавливают на 0,05. Проводят динамическую временную развертку, получив 4 экспериментальные точки измеренного модуля накопления при сдвиге G. Приведенное значение G представляет собой среднее значение для всех экспериментальных точек.

[0091] Затем этот измеренный модуль сдвига G корректируют согласно способу коррекции, описанному в статье [1]. Коррекция нужна для того, чтобы учесть вытягивание стекла в зажатой и не зажатой частях. В процедуры коррекции необходимо ввести модуль упругости при растяжении голого волокна (E_f). Для стекловолокна E_f=70 ГПа. Для волокна-провода из нержавеющей стали S314 Е_f=120 ГПа. Скорректированное значение G затем юстируют с использованием фактических значений R_f и R_p. Для стекловолокна геометрию волокна, включая значения R_f и R_p, измеряют с помощью РК2400 Fiber Geometry System. Для волокна-провода R_f составляет 65 мкм при использовании провода из нержавеющей стали S314 диаметром 130 мкм; R_p измеряют под микроскопом. Наконец, in-situ модуль упругости Е (модуль накопления при растяжении) для первичного покрытия на волокне вычисляют согласно формуле E=3G. Приведенное значение Е является средним значением для трех испытываемых образцов.

[0092] Метод испытания in-situ модуля упругости вторичного покрытия: In-situ модуль упругости вторичного покрытия на стекловолокне или металлическом волокнепроводе с двумя покрытиями (мягким первичным покрытием и твердым вторичным покрытием) измеряют таким методом испытания. Для подготовки образца с волокна снимают слои покрытия длиной ~2 см в виде цельной трубки покрытия с одного конца покрытого волокна, сначала погружая конец покрытого волокна вместе с инструментом для снятия изоляции в жидкий N₂ на по меньшей мере 10 секунд, а затем стягивая трубку покрытия быстрым движением, пока слои покрытия остаются жесткими. Прибор ДМА (Динамический Механический Анализ): анализатор Rheometrics (RSA-II) используют для измерения модуля упругости вторичного покрытия. В случае волокна с двумя покрытиями вторичное покрытие имеет намного более высокий модуль упругости, чем первичное покрытие; поэтому вкладом первичного покрытия в результаты динамического испытания на растяжение, выполненного с трубкой покрытия, можно пренебречь. Для RSA-II, в котором регулирование расстояния между двумя зажимами ограничено, образец трубки покрытия может быть короче, чем расстояние между двумя зажимами. Простой держатель образцов, изготовленный в виде металлической пластины, изогнутой и стягиваемой на открытом конце винтом, используют для того, чтобы крепко удерживать образец трубки покрытия с нижнего конца. Сдвигают зажимное приспособление в центр нижнего зажима и затягивают зажим. С помощью пинцета трубку покрытия выравнивают в вертикальное положение через верхний зажим. Верхний зажим закрывают и затягивают. Смещение деформации регулируют до тех пор, пока предварительное натяжение не достигло значения ~10 г.

[0093] Испытания проводят при комнатной температуре (~23°С). В динамическом режиме испытания на растяжение ДМА частоту измерения установили равной 1,0 рад/с; деформация составляет 5Е-4. Выбирали цилиндрический тип геометрии. Длина образца равна длине трубки покрытия между верхним краем металлического зажимного приспособления и нижним зажимом, в нашем испытании-11 мм. Диаметр (D) вводили равным 0,16 мм согласно следующему уравнению:

где R_s и R_p представляют собой внешний радиус вторичного и первичного покрытий соответственно. Для вычисления используют геометрию стандартного волокна, R _s=122,5 мкм и R_p=92,5 мкм. Проводят динамическую временную развертку и записывают 5 экспериментальных точек модуля накопления при растяжении Е. Приведенное значение Е представляет собой среднее значение для всех экспериментальных точек. Затем этот измеренный модуль Е корректируют, умножая на поправочный коэффициент, в котором используется реальная геометрия волокна. Поправочный коэффициент является следующим:

Для стекловолокна реальную геометрию волокна, включая значения R_s и R_p, измеряют с помощью системы РК2400 Fiber Geometry System. Для волокон-проводов значения R_s и R_p измеряют под микроскопом. Приведенное значение Е представляет собой среднее значение для трех испытываемых образцов.

[0094] Метод испытания in-situ измерением Т_c первичного и вторичного покрытий:

Температуры стеклования (Т_c) первичного и вторичного покрытий на стекловолокне или металлическом волокне-проводе с двумя покрытиями измеряют таким методом. Эти температуры стеклования упоминаются как "Т_c трубки".

[0095] Для подготовки образца с волокна снимают слой покрытия длиной ~2 см в виде цельной трубки покрытия с одного конца покрытого волокна, сначала погружая конец покрытого волокна вместе с инструментом для снятия изоляции в жидкий N₂ на по меньшей мере 10 секунд, а затем стягивая трубку покрытия быстрым движением, пока слои покрытия остаются жесткими.

[0096] Прибор ДМА (Динамический Механический Анализ): используют анализатор Rheometrics (RSA-II). В случае RSA-II зазор между двумя зажимами RSA-II можно расширить до 1 мм. Зазор сначала устанавливают на минимальный уровень, регулируя смещение деформации. Простой держатель образцов, изготовленный в виде металлической пластины, изогнутой и стягиваемой на открытом конце винтом, используют для того, чтобы крепко удерживать образец трубки покрытия с нижнего конца. Сдвигают зажимное приспособление в центр нижнего зажима и затягивают зажим. С помощью пинцета трубку покрытия выравнивают в вертикальное положение через верхний зажим. Верхний зажим закрывают и затягивают. Термошкаф закрывают и устанавливают температуру в термошкафе на значение, превышающее Т_c для вторичного покрытия, или 100°С, жидким азотом в качестве среды для контроля температуры. Когда температура термошкафа достигла этой температуры, смещение деформации регулируют до тех пор, пока предварительное натяжение не достигало значения от 0 г до 0,3 г.

[0097] При проведении динамического испытания ДМА при ступенчатом изменении температуры частоту измерения установливают равной 1,0 рад/с; деформация составляет 5Е-3; шаг изменения температуры составляет 2°С, а время выдержки - 10 секунд. Выбирали цилиндрический тип геометрии. Заданные параметры геометрии были такими же, как использованные для испытания in-situ модуля упругости вторичного покрытия. Длина образца равна длине трубки покрытия между верхним краем металлического зажимного приспособления и нижним зажимом, в нашем испытании-11 мм. Диаметр (D) вводили равным 0,16 мм согласно следующему уравнению:

где R_s и R_p представляют собой внешний радиус вторичного и первичного покрытий соответственно. Для вычисления используют геометрию стандартного волокна, R _s=122,5 мкм и R_p=92,5 мкм.

[0098] Динамическое испытание при ступенчатом изменении температуры проводят от исходной температуры (100°С в нашем испытании) до температуры ниже Т_c первичного покрытия или -80°С. После завершения испытательного цикла пики на кривой tan записывают как Т_c первичного покрытия (соответствующую более низкой температуре) и Т_c вторичного покрытия (соответствующую более высокой температуре). Необходимо отметить, что измеренные температуры стеклования, особенно для температуры стеклования первичного покрытия, следует рассматривать как относительные значения температур стеклования для слоев покрытия на волокне вследствие сдвига tan из-за сложной структуры трубки покрытия.

ПРИМЕРЫ 1-3

[0099] Три различных примера первичного покрытия Р получили согласно следующим формулам:

Компоненты первичного покрытия Р	Пр.1(вес.%)	Пр.2(вес.%)	Пр.3(вес.%)
первичный олигомер Р	49,50	50.0	54,00
гидроксилсодержащий акрилат (НЕА)	1,41	1,61	1,54
первый изоцианат (TDI)	1,05	1,20	1,15
второй изоцианат (IPDI)	4,71	4,68	5,13
простой полиэфирполиол (Р2010)	42,24	42,40	46,07
катализатор (DBTDL)	0,03	0,03	0,03
ингибитор полимеризации (ВНТ)	0,08	0,08	0,08
Мономер-разбавитель	47,00	46,40	41,90
Мономер первичного покрытия SR-306	1,00	0,80	1,00
Фотоинициатор	1,10	1,40	1,70
Антиоксидант	0,50	0,50	0,50
Усилитель адгезии	0,90	0,90	0,90
Всего	100,00	100,00	100,00

[0100] Вторичное покрытие R получили согласно следующим формулам:

Компоненты вторичного покрытия R	мас.%
Альфа-олигомер	49,94
акрилат (НЕА)	4,30
ангидрид (ННРА)	6,86
эпоксид (Epotec YD-126 или Epotec YD-128)	7,91
первый катализатор (DABCO)	0,01
второй катализатор (ТРР)	0,03
ингибитор полимеризации (ВНТ)	0,03
первый разбавитель (изоборнилакрилат, SR-506D)	6,00
второй разбавитель (трипропиленгликольдиакрилат, SR-306HP)	22,98
Бета-олигомер	24,87
гидроксилсодержащий акрилат (НЕА)	4,30
изоцианат (TDI)	5,12
полипропиленгликоль (PI 010)	15,44
катализатор (DBTDL)	0,01
Гамма-олигомер	23,00
эпоксидиакрилат (CN120Z)	23,00
Другие добавки	4,52
антиоксидант (Irganox 1035)	0,5
первый фотоинициатор (Irgacure 184)	2,76
второй фотоинициатор (ТРО)	0,76
улучшающие скольжение добавки (DC-57, DC-190)	0,5 (0,17+0,33)
Всего	100,33
*0,33 других ингридиентов не присутствует, если присутствует необязательная смесь улучшающих скольжение добавок

Примеры имитатора вытяжной колонны

[0101] Различные композиции первичного покрытия Р и вторичного покрытия R, как определено выше, наносили на провод с использованием имитатора вытяжной колонны. Провод пропускали с пятью различными линейными скоростями: 750 м/мин, 1200 м/мин, 1500 м/мин, 1800 м/мин и 2100 м/мин. Вытягивание выполняли в режиме «влажное на сухое», который означает, что жидкое первичное покрытие наносят влажным, жидкое первичное покрытие отверждают до твердого слоя на проводе. После отверждения первичного покрытия наносят вторичное покрытие, а затем также отверждают.

Свойства первичного покрытия и вторичного покрытия измерили и привели здесь для следующих испытаний: % RAU, начальный и после одного месяца старения при 85°С / 85% OВ с нерегулируемым освещением. После того как было отверждено первичное покрытие, наносили вторичное покрытие.

Пример 1 имитатора вытяжной колонны

[0102] Первичное покрытие Р и вторичное покрытие R подвергали многократным испытательным циклам. Отвержденное первичное покрытие Р и отвержденное вторичное покрытие R на проводе испытывали на начальный % RAU, начальный in-situ модуль упругости и начальную Т_c трубки. Затем провод с покрытием подвергали старению в течение одного месяца при 85°С и 85%-ной относительной влажности. Затем отвержденное первичное покрытие Р на проводе и отвержденное вторичное покрытие R на проводе подвергали старению в течение одного месяца и испытывали на % RAU, in-situ модуль упругости и Т_c трубки после старения.

Рабочие параметры имитатора вытяжной колонны:

- Использовали мундштуки (фильеры) Зейдля (Zeidl): S99 для 1° и S105 для 2°.

- Скорости составляли 750, 1000, 1200, 1500, 1800 и 2100 м/мин.

- Использовали 5 ламп в процессе «влажное на сухое» и 3 лампы в процессе «влажное на влажное».

- (2) использовали лампы D Fusion UV 93 Вт/см ² (600 Вт/дюйм²) при 100% для 1°-ных покрытий.

- (3) использовали лампы D Fusion UV 600 93 Вт/см ² (Вт/дюйм²) при 100% для 2°-ных покрытий.

- Температуры для этих двух покрытий составляли 30°С. Мундштуки также устанавливали на 30°С.

- Уровень диоксида углерода составлял 7 л/мин на каждом мундштуке.

- Уровень азота составлял 20 л/мин на каждой лампе.

- Давление для 1°-ного покрытия составляло 1 бар при 25 м/мин и доходило до 3 бар при 1000 м/мин.

- Давление для 2°-ного покрытия составляло 1 бар при 25 м/мин и доходило до 4 бар при 1000 м/мин.

[0103] Обнаружили, что отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие и отвержденное вторичное покрытие на проводе имеют следующие свойства:

Линейная скорость(м/мин)	% RAU первичного покрытия (начальный)	% RAU первичного покрытия (1 месяц)	% RAU вторичного покрытия (начальный)	% RAU вторичного покрытия (1 месяц)
750	96-99	92-96	90-94	94-98
1200	95-99	92-95	86-90	91-95
1500	88-93	92-96	82-86	90-94
1800	89-93	89-93	83-87	89-93
2100	84-88	88-92	80-84	89-93
Линейная скорость (м/мин)	In-situ модуль упругости первичного покрытия (МПа)	In-situ модуль упругости первичного покрытия (1 месяц)	In-situ модуль упругости вторичного покрытия (ГПа)	In-situ модуль упругости вторичного покрытия (ГПа) (1 месяц)
750	0,30-0,60	0,29-0,39	1,30-1,70	1,40-1,90
1200	0,25-0,35	0,25-0,35	1,00-1,40	1,50-1,70
1500	0,17-0,28	0,25-0,35	1,00-1,40	1,30-1,70
1800	0,15-0,25	0,20-0,30	1,00-1,40	1,10-1,50
2100	0,15-0,17	0,14-0,24	0,60-1,00	1,00-1,40

Линейная скорость(м/мин)	Значения Тc трубки первичного покрытия (°С) (начальные)	Значения Тc трубки первичного покрытия (°С) (1 месяц)	Значения Тc трубки вторичного покрытия (°С) (начальный)	Значения Тc трубки вторичного покрытия (°С) (1 месяц)
750	от -47 до -52	от -48 до -52	68-80	68-80
1200	от -25 до -51	от -48 до -52	65-69	67-71
1500	от -49 до -51	от -46 до -50	60-64	61-65
1800	от -47 до -51	от -48 до -52	61-65	61-65
2100	от -49 до -55	от -48 до -52	50-58	55-59

Используя эту информацию, можно описать и заявить провод, покрытый суперпокрытием, содержащим по меньшей мере два слоя, причем первый слой представляет собой описанное здесь отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие, которое находится в контакте с внешней поверхностью провода, а второй слой представляет собой описанное здесь 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_c 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_c трубки от 50°С до 80°С.

[0104] Используя эту информацию, также можно описать и заявить оптическое волокно, покрытое суперпокрытием, содержащим по меньшей мере два слоя, причем первый слой представляет собой описанное здесь отвержденное отверждаемое излучением первичное покрытие, которое находится в контакте с внешней поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой описанное здесь 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;

A) % RAU от 84% до 99%;

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

C) Т_c 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_c трубки от 50°С до 80°С.

Пример 2 имитатора вытяжной колонны

[0105] Одну из партий первичного покрытия Р и одну из партий вторичного покрытия R наносили на провод с использованием имитатора вытяжной колонны. Вытягивание выполняли, используя режим либо «влажное на сухое», либо «влажное на влажное». Режим «влажное на сухое» означает, что жидкое первичное покрытие наносят влажным, а затем жидкое первичное покрытие отверждают до твердого слоя на проводе. После отверждения первичного покрытия наносят вторичное покрытие и 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.

[0106] Провод пропускали с пятью различными линейными скоростями, при этом свойства первичного покрытия и вторичного покрытия измерили и привели здесь для следующих испытаний: % RAU первичного покрытия, % RAU вторичного покрытия, In-situ модуль упругости первичного покрытия, In-situ модуль упругости вторичного покрытия, а также Т_c трубки первичного покрытия и Т_c трубки вторичного покрытия. Затем провод подвергали старению в течение одного месяца при 85°С / 85% OВ с нерегулируемым освещением. После одного месяца старения проводили испытания, описанные ранее.

Рабочие параметры имитатора вытяжной колонны:

- Использовали мундштуки Зейдля: S99 для 1° и S105 для 2°.

- Скорости составляли 750, 1000, 1200, 1500, 1800 и 2100 м/мин.

- Использовали 5 ламп в процессе «влажное на сухое» и 3 лампы в процессе «влажное на влажное».

- (2) использовали лампы D Fusion UV 93 Вт/см² (600 Вт/дюйм² ) при 100% для 1°-ных покрытий.

- (3) использовали лампы D Fusion UV 93 Вт/см² (600 Вт/дюйм² ) при 100% для 2°-ных покрытий.

- Температуры для этих двух покрытий составляли 30°С. Мундштуки также устанавливали на 30°С.

- Уровень диоксида углерода составлял 7 л/мин на каждом мундштуке.

- Уровень азота составлял 20 л/мин на каждой лампе.

- Давление для 1°-ного покрытия составляло 1 бар при 25 м/мин и доходило до 3 бар при 1000 м/мин.

- Давление для 2°-ного покрытия составляло 1 бар при 25 м/мин и доходило до 4 бар при 1000 м/мин.

[0107] Обнаружили, что отвержденное суперпокрытие, содержащее отверждаемое излучением первичное покрытие Р и отверждаемое излучением вторичное покрытие R на проводе, имеет следующие свойства:

Линейная скорость(м/с)	% RAU первичного покрытия (начальный)	% RAU первичного покрытия (1 месяц)	% RAU вторичного покрытия (начальный)	% RAU вторичного покрытия (1 месяц)
12,5	98,4	94,3	92,7	95,9
20	97,5	93,8	88,4	93,5
25	90,7	94,7	84,7	92,5
30	91,2	91,6	85,9	91,6
35	86	90,1	82	91,7
Линейная скорость (м/с)	In-situ модуль упругости первичного покрытия (МПа)	In-situ модуль упругости первичного покрытия (МПа) (1 месяц)	In-situ модуль упругости вторичного покрытия (ГПа)	In-situ модуль упругости вторичного покрытия (ГПа) (1 месяц)
12,5	0,370	0,343	1,499	1,681
20	0,289	0,306	1,230	1,751
25	0,232	0,285	1,257	1,525
30	0,199	0,246	1,215	1,295
35	0,162	0,171	0,871	1,292
Линейная скорость(м/с)	Значения Тc трубки первичного покрытия (°С) (начальные)	Значения Тc трубки первичного покрытия (°С) (1 месяц)	Значения Тc трубки вторичного покрытия (°С) (начальные)	Значения Тc трубки вторичного покрытия (°С) (1 месяц)
12,5	-49,9	-50,5	70,7	70,8
20	-49,6	-50,6	67,5	69
25	-51,7	-48,5	62,6	63,3
30	-49,6	-50,4	63,4	63,1
35	-51,5	-50,5	56,1	57,2

[0108] Применение терминов в единственном числе в контексте описания изобретения (особенно в контексте нижеизложенной формулы изобретения) следует рассматривать относящимся и к единственному, и к множественному числу, если здесь не указано иное или иное явно противоречит контексту. Термины "включающий", "имеющий", "включающий в себя" и "содержащий" следует рассматривать как неограничивающие термины (т.е. означающие "включающий, но не ограниченный этим"), если не указано иное. Приведение диапазонов значений здесь предназначено лишь служить кратким способом перечисления индивидуально каждого отдельного значения, находящегося в пределах этого диапазона, если здесь не указано иное, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно было отдельно приведено в нем. Все описанные здесь способы могут быть выполнены в любом подходящем порядке, если здесь не указано иное или же иное явно противоречит контексту. Применение любых и всех примеров или примерных выражений (например, "такой как"), приведенных здесь, предназначено лишь для лучшего освещения изобретения и не налагает ограничения на объем изобретения, если не заявлено иное. Никакое выражение в описании не следует рассматривать указывающим на какой-либо незаявленный элемент как существенный для осуществления изобретения на практике.