包含多層塗層體系的光纖的製作方法

2023-12-11 05:28:52 2

專利名稱：包含多層塗層體系的光纖的製作方法
包含多層塗層體系的光纖
相關申請的交叉參考
本申請要求2009年8月12日提交的題為「包含多層塗層體系的光纖」的美國臨時專利申請第61/233273號的權益和優先權，本文以該申請的內容為依據並通過參考將其全文結合於此。技術領域
本發明一般涉及光纖塗層體系、包含此塗層體系的光纖及其製造方法。
技術背景
光纖通常包含玻璃芯和至少兩個塗層，例如一次塗層(即內塗層)和二次塗層 (即外塗層)。一次塗層直接施塗在玻璃纖維上，然後固化形成包封玻璃纖維的具有柔軟性、彈性和順應性的材料。一次塗層起緩衝作用，在彎折光纖、卷繞光纖或敷設光纜時墊襯和保護玻璃纖芯；但一次塗層也可保護玻璃表面，防止吸水，吸水可能加快裂紋擴展，加劇靜態疲勞，導致光纖出故障。二次塗層施塗在一次塗層上，起堅韌的外保護層的作用，防止玻璃纖維在加工和使用過程中受到損害。
二次塗層優選具有某些特性。二次塗層組合物在固化之前應具有合適的黏度，並能夠快速固化，以便能夠加工光纖。二次塗層在固化之後應具有以下特性既有足以保護被包封的玻璃纖維的硬度，又有足夠的方便加工的撓性(即模量)；吸水性低；黏附性低，以便能夠加工光纖；具有化學耐受性；對一次塗層具有足夠的黏合力。
一次塗層也優選具有某些特性。一次塗層組合物在固化之前也應具有合適的黏度，並能夠快速固化，以便能夠加工光纖。一次塗層在固化之後必須具有足夠低的模量，以便通過釋放纖維上的應力來墊襯和保護纖維，所述應力可能引起微彎，結果使信號傳輸效率降低。這種墊襯效應必須在纖維的整個使用壽命期間得到保持。由於一次塗層與二次塗層之間的熱膨脹性質存在差異，一次塗層的玻璃化轉變溫度(Tg)必須低於可預見的最低使用溫度，這能使一次塗層在整個使用溫度範圍內保持彈性。最後，對於一次塗層而言重要的是，要具有良好的玻璃黏合性，又要能夠被大小合理的力量以機械方式從單根纖維或帶上除去，同時留下極少的殘留物(優選沒有殘留物)。
這些要求給塗層，特別是一次塗層，提出了彼此衝突的約束條件。例如，當一次塗層又軟又厚時，帶剝除性能差，對一次塗層的機械損傷大，但在同樣的條件下，抗微彎性得到改善。當塗層非常柔軟時，針對靜態疲勞的保護一般也變差。
迄今為止，製造商僅供應了在這些性質之間達成折中的塗層。為了應對高密度或極小光纜中的纖維對更能抗微彎的塗層的要求，商業塗層比10年前更柔軟，但兩層纖維塗層的基本結構始終未變。然而，制纜商(cabler)繼續迫切要求更多的改進，兩層複合材料可能再也不能滿足要求。因此，人們希望開發一種光纖塗層體系，它能改善微彎性能和疲勞引起的故障率，使之超過常規兩層體系所能達到的水平，同時保持或改進塗層的可剝除性。
本發明旨在克服本領域中的這些缺陷。發明內容
本發明第一方面涉及一種光纖，它包含玻璃纖維和三個或更多個包封所述玻璃纖維的塗層，其中所述三個或更多個塗層包括與所述玻璃纖維接觸的一次塗層、一個或多個包圍所述一次塗層的中間塗層以及包圍所述一個或多個中間塗層的外塗層。較佳的是，本發明的光纖的外塗層直徑(即橫截面尺寸)約小於300 μ m。
根據一個優選的實施方式，一次塗層的楊氏模量為約0. 025MPa至約3MPa，更優選為約.05MPa至約3MPa，且/或Tg為約_100°C至約_25°C，而中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量基本上等於或低於一次塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)基本上等於或低於一次塗層的Tg。
根據另一個優選的實施方式，所述光纖包含至少四個包封玻璃纖維的塗層，其中所述至少四個塗層包括與所述玻璃纖維接觸的一次塗層、包圍所述一次塗層的第一中間塗層、包圍所述第一中間塗層的第二中間塗層以及包圍所述第二中間塗層的外塗層。所述第一中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於一次塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)高於一次塗層的Tg;所述第二中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量小於第一中間塗層的楊氏模量，其Tg低於第一中間塗層的Tg ；所述外塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於第二中間塗層的楊氏模量，其Tg高於第二中間塗層的Tg。較佳的是，本發明的光纖的外塗層直徑(即橫截面尺寸)約小於300μπι。
如本文所用，經固化的一次塗層或第二中間塗層材料的楊氏模量利用抽出型 (pull-out type)原位模量測試方法測量，如 Steeman 等 「Mechanical Analysis of the in-situ Primary Coating Modulus Test for Optical Fibers"( it^^i&B^s.WM 測試的機械分析)所述,該文獻載於Proc. of the 5 2nd International Wire and Cable Symposium(第52屆國際電線與電纜研討會論文集)[IWCS，美國費城(Philadelphia，USA)， 2003年11月10-13日]第41頁。經固化的第一中間塗層或外塗層材料的模量可利用IHz 頻率下的動態機械分析法或者一次/二次塗層複合結構(從玻璃纖維上剝離該複合結構之後)的三點彎曲法確定。由於二次塗層的模量差不多比一次塗層的模量大三個數量級，所以一次塗層的貢獻可忽略不計。「基本上相同」是指該固化產品的楊氏模量大於或小於比較聚合物材料的固化產品的楊氏模量值的幅度不超過約20%，更優選高於或低於的幅度不超過約17. 5%，最優選高於或低於的幅度不超過約15%。
如本文所用，塗層材料的玻璃化轉變溫度(Tg)是指其熱膨脹係數發生劇烈變化的溫度[即損耗角正切(tan δ )隨溫度變化最大的地方]。低於此溫度則材料較脆，而高於此溫度則材料較柔韌。Tg可利用IHz頻率下的動態機械分析法確定。「基本上相同」是指該Tg 高於或低於比較聚合物材料所測Tg的幅度不超過約10°C，更優選高於或低於的幅度不超過約5°C，最優選高於或低於的幅度不超過約2°C。
本發明第二方面涉及一種光纖帶或束，所述光纖帶或束包含多根如本發明第一方面所述的光纖和包封所述多根光纖的基體材料。
本發明第三方面涉及一種通信系統，所述通信系統包含如本發明第一方面所述的光纖或者如本發明第二方面所述的光纖帶或束。
本發明第四方面涉及製備如本發明第一方面所述的光纖的方法。此方法包括以下步驟用三種或更多種可聚合組合物塗覆玻璃纖維，並使所述三種或更多種可聚合組合物發生聚合，從而形成三個或更多個包封玻璃纖維的塗層，由此製成光纖。
按照本發明製作光纖塗層具有多個優點。一個顯著的優點是，可以調節最裡面的塗層(一次塗層)和最外面的塗層(二次塗層)的尺寸，這些塗層常常包含昂貴的添加劑，甚至包含控制其性質的主要組分，調節尺寸就可以減少單位長度的光纖對這種添加劑/組分的消耗。例如，通過控制最裡面的塗層的尺寸，可減少玻璃黏合促進劑(adhesion promoter)和表面活性劑載體在單位長度的纖維上的用量；而通過控制最外面的塗層的尺寸，可減少增黏劑(tackifier)、潤滑劑、滑爽添加劑(slip additive)、蠟和提高光子俘獲效率的添加劑(光學增亮劑)在單位長度的纖維上的用量。此外，在一個或多個中間塗層中使用更少的低聚物或光引發劑也可減少低聚物或光引發劑在單位長度的纖維上的總含量。 最後，在本發明的一些實施方式中，相比於在目前可購得的商業纖維上可獲得的塗層體系， 所述三個或更多個塗層的總厚度可減小。這些改變都應該可以顯著節省成本。例如，黏合促進劑往往較貴——使塗層成本的增幅高達20%，而它對塗層的整體性質貢獻甚微。因此， 通過減小一次塗層的尺寸，可減小黏合促進劑的總成本，使其不到塗層總成本的10%，甚至更優選不到5%。
另一個顯著的優點是，最裡面的塗層(一次塗層)和最外面的塗層的性質可根據各自的功能得到改進，而這些塗層之間不會發生常規的兩層結構中發生的那種不利的相互幹擾。例如，在兩層結構中，二次塗層的模量和Tg受到限制，因為它會將一次塗層拉離玻璃[Aloisio 等，「Optical Fiber Coating Delamination Using Model Coating Materials」(利用模型塗層材料使光纖塗層脫層)，ftOc. of the 51st International Wire md Cable Symposium(第51屆國際電線與電纜研討會論文集)，第738-747頁 (2002) ；Aloisio 等，「A Viscoelastic Analysis of Thermally Induced Residual Stresses in Dual Coated Optical Fibers」(雙塗層光纖中熱誘導殘餘應力的黏彈性分析)，Proceedings 44th International Wire and Cable Symposium(第 44 屆國際電線與電纜研討會論文集)，第139-145頁(1995)，它們均通過參考完整地結合於此]。但是，在本發明的多層結構中，對這些性質的選擇有更大的靈活性，因為這兩個塗層不再直接接觸。因此，可採用模量高得多的外塗層。最後，就四層(或更多層)的結構來說，在外面的二次塗層受到削弱的情況下，模量和Tg較高的第一中間塗層為纖維提供了一些保護。
在以下的詳細描述中給出了本發明的其他特徵和優點，其中的部分特徵和優點對本領域的技術人員而言，根據所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的本發明而被認識。
應理解，前面的一般性描述和以下的詳細描述都只是本發明的示例，用來提供理解要求保護的本發明的性質和特性的總體評述或框架。所含附圖用於進一步理解本發明， 附圖被結合在本說明書中並構成說明書的一部分。附圖舉例說明了本發明的各種實施方式，並與描述一起用來解釋本發明的原理和操作。


圖1是根據本發明的第一個實施方式的光纖上的四層塗層的剖面圖。
圖2是根據本發明的第二個實施方式的光纖上的三層塗層的剖面圖。
圖3是本發明的光纖帶的剖面圖，所述光纖帶包含本發明的一根或多根光纖。
圖4是用四次塗覆系統拉制和塗覆光纖的方法的示意圖。
圖5是說明兩種商業G652順應性光纖和包含四層塗層體系的光纖的相對預測纖芯偏移的曲線圖。在四塗層體系中，當第二中間塗層自纖芯中心延伸超過約190μπι時，纖芯偏移可減小。這意味著四層塗層在微彎性能方面應勝過兩層塗層，因為第二中間層可比兩層形式中的一次塗層柔軟得多。
圖6是說明在1310nm、1550nm和1625nm具有衰減損耗的測試光纖1在-60°C至 70 0C的熱循環過程中的微彎性能的曲線圖。
圖7是說明在1310nm、1550nm和1625nm具有衰減損耗的測試光纖2在-60°C至 70 0C的熱循環過程中的微彎性能的曲線圖。
圖8是說明根據在線網鼓(wire-mesh drum)上用100克張力測得的衰減損耗預測的纖芯偏移的曲線圖。所計算的偏移值是根據測得的衰減損耗以及各塗層的模量和厚度估算的。
具體實施方式
本發明涉及包含三個或更多個包封底層纖維的塗層的光纖，它們的製造方法以及在光纖帶/纜和通信系統中的應用。
本發明的光纖包含三個或更多個包封底層纖維的塗層。所述三個或更多個塗層包括與玻璃纖維接觸的一次塗層、一個或多個中間塗層和外塗層。由於存在一個或多個中間塗層，可以更好地按照其預設目的調節一次塗層和外塗層的性質，而彼此間不會造成有害影響。這些中間塗層給光纖帶來了總體上改進的微彎性能，同時衰減損耗更低。
現在參考圖1，根據本發明的一個實施方式的光纖10包含纖維12和四個包封纖維 12的塗層14、15、16和18。較佳的是，纖維12包含玻璃芯。塗層14是一次塗層(最裡面的塗層)，它服務於上述一次塗層的傳統目的。塗層18是外塗層，它服務於上述二次塗層的傳統目的。一次塗層與二次塗層之間是第一中間塗層15和第二中間塗層16。下面描述用來製備這些塗層的材料和組成。
纖維12通常用玻璃形成，特別是二氧化矽玻璃，纖維12包含玻璃芯和稱作包層的玻璃塗層。玻璃纖維可按照本領域已知的眾多方法形成。在許多應用中，玻璃芯和包層具有可辨識的芯-包層邊界。或者，芯和包層可沒有清晰的邊界。一種這樣的玻璃纖維是階躍折射率纖維。Chang的美國專利第4300930號和第4402570號描述了示例性階躍折射率纖維，它們均通過參考完整地結合於此。另一種這樣的纖維是漸變折射率纖維，其纖芯折射率隨著離纖維中心的距離變化。漸變折射率纖維主要通過使玻璃芯與包層相互擴散來形成。 Garito等的美國專利第57四645號、Joormann等的美國專利第4439008號、Marcatili等的美國專利第4176911號和DiMarcello等的美國專利第4076380號描述了示例性漸變折射率纖維，它們均通過參考完整地結合於此。玻璃纖維還可在所需的波長例如1310或1550nm 處具有單模態或多模態。本發明的光纖可包含目前已知的或將來開發的上述或其它任何常規芯-包層構造。
本發明的光纖中所用的各種塗層通常在固化過程中交聯，但下面所述的情況除外。這些塗層可用一種或多種低聚物或聚合物、一種或多種單體、聚合引發劑(如果需要的話)和一種或多種任選的添加劑形成。
若存在低聚物組分，則它優選為烯鍵式不飽和的低聚物，更優選(甲基)丙烯酸酯低聚物。術語「(甲基)丙烯酸酯」意在包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及其組合。這種低聚物中的(甲基)丙烯酸酯端基可按已知方式，通過一羥基聚(甲基)丙烯酸酯封端組分或單(甲基)丙烯酸酯封端組分如丙烯酸2-羥基乙酯提供。
氨基甲酸酯低聚物通常由脂族或芳族二異氰酸酯與二羥基聚醚或聚酯，最典型的是聚氧化亞烷基二醇如聚乙二醇反應得到。這種低聚物通常具有4-10個氨基甲酸酯基團， 可具有高分子量，例如2000-8000。不過，也可使用分子量在500-2000之間的分子量較低的低聚物。Coady等的美國專利第4608409號和Bishop等的美國專利第4609718號詳細描述了這種合成，它們均通過參考結合於此。
當需要採用抗溼低聚物時，它們可通過類似的方式合成，不同之處是避免使用極性聚醚或聚酯二醇，而優選使用基本上飽和的且基本上為非極性的脂族二醇。這些二醇包括例如具有2-250個碳原子的烷烴二醇或亞烷基二醇，並且優選基本上沒有醚或酯基團。 在這些體系中可獲得的低聚物黏度和分子量的範圍類似於在不飽和極性低聚物體系中可得到的低聚物黏度和分子量範圍，這樣其黏度和塗覆特性可基本上保持不變。研究發現，這些塗層含氧量的降低並沒有不可接受地降低塗料對要塗覆的玻璃纖維表面的黏著特性。
眾所周知，可將聚脲組分結合到通過這些方法製備的低聚物中，其方法是簡單地在合成過程中用二胺或多胺代替二醇或多元醇。只要合成中使用的二胺或多胺具有充分的非極性和不飽和性，以免損及體系的抗溼性，就可以認為本發明的塗層體系中存在少量聚脲組分無害於塗覆性能。
合適的烯鍵式不飽和低聚物包括聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物[可購自美國賓夕法尼亞州西徹斯特市沙多瑪公司(Sartomer Company, Inc.，West Chester, PA)的 CN986以及可購自美國康乃狄克州溫斯泰德市博馬特殊品公司(Bomar Specialty Co., ffinstead, CT.)的BR 3731、BR 3741和STC3-149]，基於三(羥乙基)異氰脲酸酯的丙烯酸酯低聚物，(甲基)丙烯酸酯化丙烯酸低聚物，聚酯氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(可購自沙多瑪公司的CN966和CN973 ；可購自博馬特殊品公司的BR7432)，聚脲氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(例如，Zimmerman等的美國專利第4690502號和第4798852號、Bishop的美國專利第4609718號以及Bishop等的美國專利第46四287號所述的低聚物，這些專利文件均通過參考完整地結合於此)，聚醚丙烯酸酯低聚物[可購自瑞士蘇黎世拉安公司(Rahn AG, Zurich, Switzerland)的Genomer 3456]，聚酯丙烯酸酯低聚物[可購自美國喬治亞州亞特蘭大市 UCB 拉德庫爾公司(UCB Radcure, Atlanta, GA)的 Ebecryl 80、584 和 657]，聚脲丙烯酸酯低聚物(例如，Zimmerman等的美國專利第4690502號和第4798852號、Bishop的美國專利第4609718號以及Bishop等的美國專利第46四287號所述的低聚物，這些專利文件均通過參考完整地結合於此)，環氧丙烯酸酯低聚物(可購自沙多瑪公司的CN120以及可購自UCB拉德庫爾公司的m^ecryl 3201和3604)，氫化聚丁二烯低聚物[可購自美國密蘇裡州凡爾賽市埃丘樹脂實驗室公司(Echo Resins and Laboratory, Versailles, M0)的埃丘樹脂(Echo Resin)MBNX]，以及它們的組合。
或者，低聚物組分也可包括非反應性低聚物組分，如khissel等的美國專利申請公開第20070100039號所述，該文件通過參考完整地結合於此。這些非反應性低聚物組分可用來獲得不過分脆的高模量塗層。這些非反應性低聚物材料特別優選用於模量更高的塗層。
低聚物組分在塗層組合物中的含量通常約為0-90重量％，更優選約25-75重量%，最優選約40-65重量%。
塗層組合物還可包含一種或多種聚合物組分，用來代替低聚物組分，或者與低聚物組分組合使用。例如，Fewkes等的美國專利第6869981號描述了聚合物組分的使用，該專利文件通過參考完整地結合於此。
聚合物可以是包含至少一個硬嵌段和至少一個軟嵌段的嵌段共聚物，其中硬嵌段的\大於軟嵌段的Tg。較佳的是，軟嵌段的主鏈是脂族主鏈。合適的脂族主鏈包括聚(丁二烯)、聚異戊二烯、聚乙烯/ 丁烯、聚乙烯/丙烯和二醇嵌段。嵌段共聚物的一個例子是結構通式為A-B的二嵌段共聚物。合適的共聚物的另一個例子是結構通式為A-B-A的三嵌段共聚物。較佳的是，中間嵌段的分子量至少約為10000，較優選超過約20000，更優選超過約 50000，最優選超過約100000。對於三嵌段共聚物(A-B-A)，中間嵌段(B，如在本文所定義的 SBS共聚物中的丁二烯)的！；約低於20°C。超過三個嵌段的多嵌段共聚物的一個例子包括熱塑性聚氨酯(TPU)。TPU的來源包括巴斯夫公司(BASF)、古立德公司(B.F.Goodrich)和拜耳公司(Bayer)。嵌段共聚物可具有任意數量的多嵌段。
聚合物組分固化時可發生化學交聯，也可不發生化學交聯。較佳的是，聚合物是熱塑性彈性體聚合物。較佳的是，聚合物組分具有至少兩個熱塑性終端嵌段和兩個終端嵌段之間的彈性主鏈，如苯乙烯嵌段共聚物。合適的熱塑性終端嵌段材料包括聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。合適的中間嵌段包括乙烯丙烯二烯單體(「EPDM」)和乙烯丙烯橡膠。彈性中間嵌段可以是聚丁二烯、聚異戊二烯、聚乙烯/ 丁烯和聚乙烯/丙烯。
市售苯乙烯嵌段共聚物的例子有KRAT0N [美國德克薩斯州休斯敦市科騰聚合物公司(Kraton Polymers, Houston Tex.) ]、CALPRENE [西班牙萊比索爾化學公司 (Repsol Quimica S. A. Corporation, Spain) ]、S0LPRENE [菲利普石油公司(Phillips Petroleum Co) ]、STERE0N [美國俄亥俄州阿克頓市費爾斯通輪胎與橡膠公司(Firestone Tire&Rubber Co.，Akron, Ohio) ]、KRATONtmDI 101 [苯乙烯-丁二烯線性嵌段共聚物(科騰聚合物公司)]、KRATONtmDI 193 [苯乙烯-異戊二烯線性嵌段共聚物(科騰聚合物公司)]、 KRAT0N FG1901X[用約2重量％的馬來酸酐接枝的苯乙烯_乙烯_ 丁烯嵌段共聚物(科騰聚合物公司)],KRATONtmDI 107 [苯乙烯-異戊二烯線性嵌段共聚物(科騰聚合物公司)]和 HARDMAN IS0LENE 400 {液態聚異戊二烯[美國新澤西州貝拉維爾市海明斯高性能聚合物公司(Elementis Performance Polymers, Belleville, N. J. )]}。
當在塗層組合物中使用聚合物組分時，其含量通常約為5-90重量％，優選約為10 重量％至高達約30重量％，最優選約為12-20重量％。
所述一種或多種單體組分優選是烯鍵式不飽和的。本發明所用的烯鍵式不飽和單體的合適的官能團包括但不限於丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯醯胺、N-乙烯基醯胺、苯乙烯、乙烯基醚、乙烯基酯、酸酯及其組合(即用於多官能單體)。在這些官能團中，(甲基) 丙烯酸酯單體通常是優選的。
一般在配方中添加分子量較低(例如約120-600)的液態(甲基)丙烯酸酯官能單體，以提供用常規的液體塗覆設備施塗塗層組合物所需的流動性。這些體系中的典型丙烯酸酯官能液體包括單官能和多官能丙烯酸酯(即具有兩個或更多個丙烯酸酯官能團的單體)。這些多官能丙烯酸酯的例子有具有兩個官能團的雙官能丙烯酸酯；具有三個官能團的三官能丙烯酸酯；以及具有四個官能團的四官能丙烯酸酯。單官能和多官能甲基丙烯酸酯可一起使用。
當需要利用抗溼組分時，單體組分將根據它與所選抗溼低聚物的相容性進行選擇。這樣的液態單體並非都能成功地與抗溼低聚物摻混和發生共聚反應，因為這種低聚物的非極性程度高。為獲得令人滿意的塗覆相容性和抗溼性，需要使用主要包含飽和脂族單丙烯酸酯或二丙烯酸酯單體或者烷氧基丙烯酸酯單體的液態丙烯酸酯單體組分。
合適的多官能烯鍵式不飽和單體包括但不限於烷氧基化雙酚A 二丙烯酸酯，如乙氧基化度為2或更大、優選2至約30的乙氧基化雙酚A 二丙烯酸酯[可購自沙多瑪公司的SR349和SR601 ；可購自美國賓夕法尼亞州安布勒市科寧公司(Cognis Corp.，Ambler, PA)的Photomer 4025和Photomer 4028]和丙氧基化度為2或更大、優選2至約30的丙氧基化雙酚A 二丙烯酸酯；烷氧基化和未烷氧基化的羥甲基丙烷多丙烯酸酯，如乙氧基化度為3或更大、優選3至約30的乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可購自科寧公司的 Photomer 4149和可購自沙多瑪公司的SR499)，丙氧基化度為3或更大、優選3至30的丙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4072和可購自沙多瑪公司的SR492)，以及二(三羥甲基丙烷)四丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4355)；烷氧基化甘油三丙烯酸酯，如丙氧基化度為3或更大的丙氧基化甘油三丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4096和可購自沙多瑪公司的SR9020)；烷氧基化和未烷氧基化的赤藻糖醇多丙烯酸酯，如季戊四醇四丙烯酸酯(可購自沙多瑪公司的SM95)、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯(可購自沙多瑪公司的SR494)和二季戊四醇五丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4399和可購自沙多瑪公司的SR399)；通過使合適的官能化異氰脲酸酯與丙烯酸或丙烯醯氯反應形成的異氰脲酸酯多丙烯酸酯，如三(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯(可購自沙多瑪公司的SR368)和三(2-羥乙基)異氰脲酸酯二丙烯酸酯；烷氧基化和未烷氧基化的醇多丙烯酸酯，如三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯(可購自沙多瑪公司的CD406)和乙氧基化度為2或更大、優選約2至30的乙氧基化聚乙二醇二丙烯酸酯；通過在雙酚A 二縮水甘油醚等上加成丙烯酸酯形成的環氧丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 3016)； 以及單環或多環的環狀芳族或非芳族多丙烯酸酯，如二環戊二烯二丙烯酸酯。
還可能需要使用一定量的單官能烯鍵式不飽和單體，可通過加入它來影響固化產品吸水的程度、黏著到其它塗層材料上的程度或者在應力下的表現。示例性單官能烯鍵式不飽和單體包括但不限於丙烯酸羥基烷基酯如丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯和丙烯酸2-羥丁酯；長鏈和短鏈丙烯酸烷基酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯(amyl acrylate)、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊烷基酯(pentyl acrylate)、丙烯酸異戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸異辛酯(可購自沙多瑪公司的SR440和可購自CPS化學公司的Ageflex FA8)、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯(可購自沙多瑪公司的SR395和可購自 CPS化學公司的Ageflex FA10)、丙烯酸十一烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十三烷基酯 (可購自沙多瑪公司的SR489)、丙烯酸月桂酯[可購自沙多瑪公司的SR335和可購自美國新澤西州歐德布裡奇市(Old Bridge, NJ) CPS化學公司的Agef lex FA12]和(可購自科寧公司的Wiot0mer4812)、丙烯酸十八烷基酯和丙烯酸硬脂酯(可購自沙多瑪公司的SR257)； 丙烯酸氨基烷基酯如丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯和丙烯酸7-氨基-3， 7-二甲基辛酯；丙烯酸烷氧基烷基酯如丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸苯氧基乙酯(可購自沙多瑪公司的SR339、可購自CPS化學公司的Ageflex PEA和可購自科寧公司的Photomer 4035)、丙烯酸苯氧基縮水甘油酯(可購自沙多瑪公司的CN131)、丙烯酸月桂氧基縮水甘油酯(可購自沙多瑪公司的CN130)和丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯(可購自沙多瑪公司的 SR256)；單環和多環的環狀芳族或非芳族丙烯酸酯如丙烯酸環己酯、丙烯酸苯甲酯、丙烯酸二環戊二烯酯、丙烯酸二環戊酯、丙烯酸三環癸酯、丙烯酸冰片酯、丙烯酸異冰片酯(可購自沙多瑪公司的SR423和SR506，以及可購自CPS化學公司的Ageflex ΙΒ0Α)、丙烯酸四氫糠酯(可購自沙多瑪公司的SM85)、丙烯酸己內酯[可購自沙多瑪公司的SR495和可購自美國康乃狄克州丹伯裡市聯碳公司(Union Carbide Company，Danbury，CT)的iTone M100] 和丙烯醯嗎啉；基於醇的丙烯酸酯如聚乙二醇單丙烯酸酯、聚丙二醇單丙烯酸酯、甲氧基乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇丙烯酸酯以及各種烷氧基化烷基苯酚丙烯酸酯如乙氧基化(4)壬基苯酚丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4003和可購自沙多瑪公司的SR504)和丙氧基化壬基苯酚丙烯酸酯(可購自科寧公司的Wiotomer 4960)；丙烯醯胺如二丙酮丙烯醯胺、異丁氧基甲基丙烯醯胺、 N, N' - 二甲基-氨基丙基丙烯醯胺、N, N- 二甲基丙烯醯胺、N, N- 二乙基丙烯醯胺和叔辛基丙烯醯胺；乙烯基類化合物如N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基己內醯胺[均可購自美國新澤西州懷因市國際特殊品公司(International Specialty Products, Wayne, N. J.)]；以及酸酯，如馬來酸酯和富馬酸酯。
單體組分在塗層組合物中的含量通常約為10-90重量％，更優選約20-60重量％， 最優選約25-50重量％。
眾所周知，光纖塗層組合物還可包含聚合引發劑，它適合使所述組合物在被施塗到玻璃纖維上之後發生聚合反應(即固化)。適用於本發明的一次塗層組合物的聚合引發劑包括熱引發劑、化學引發劑、電子束引發劑和光引發劑。特別優選光引發劑。對於大多數基於丙烯酸酯的塗料配方，優選常規光引發劑，如人們熟知的酮類光引發劑和/或氧化膦光引發劑。當用於本發明的組合物中時，光引發劑的含量足以提供快速紫外線固化。這一般包括約0. 5-10. O重量％，更優選約1. 5-7. 5重量％。當需要固化程度更低或者不需要固化時，光引發劑在具體組合物中的用量可小於0. 5重量％或者完全省去。
當使用少量但能有效促進輻射固化的光引發劑時，光引發劑應能提供合理的固化速度，同時不會導致塗層組合物過早膠凝。所需的固化速度是任何足以導致塗層材料發生顯著固化的速度。用輻射劑量-模量曲線度量，塗層厚度約為25-35 μ m的固化速度是例如小於1. OJ/cm2，優選小於0. 5J/cm2。
合適的光引發劑包括1-羥基環己基苯基酮[可購自美國紐約州霍桑市汽巴特殊化學品公司(Ciba Specialty Chemical, Hawthorne, NY)的 Irgacure 184]、Q，6-二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基戊基氧化膦(可購自汽巴特殊化學品公司的商業摻混物 Irgacure 1800、1850和1700)、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮(可購自汽巴特殊化學品公司的Irgacure 651)、二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(可購自汽巴特殊化學品公司的Irgacure 819)、(2，4，6_三甲基苯甲醯基)二苯基氧化膦[可購自德國慕尼黑市(Munich, Germany)巴斯夫公司的Lucerin ΤΡ0]、乙氧基(2，4，6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦(購自巴斯夫公司的Lucerin TP0-L)及其組合。
塗料可任選包含一種或多種附加添加劑。這些添加劑包括但不限於催化劑、載體表面活性劑、增黏劑、黏合促進劑、抗氧化劑、穩定劑、活性稀釋劑、潤滑劑、光學增亮劑和低分子量非交聯樹脂。一些添加劑，例如催化劑、反應型表面活性劑和光學增亮劑，可用來控制聚合過程，從而影響由塗層組合物形成的聚合產物的物理性質(例如模量、玻璃化轉變溫度)。其它添加劑可影響塗層組合物的聚合產物的整體性(例如防止解聚或氧化劣化)。
—種示例性催化劑是錫催化劑，它在一些低聚物組分中形成氨基甲酸酯鍵時起催化作用。不管催化劑是作為低聚物組分的添加劑還是另外在本發明的組合物中加入一定量的催化劑，催化劑的存在都能發揮穩定組合物中的低聚物組分的作用。
合適的載體，更具體地說是起反應型表面活性劑作用的載體，包括聚烷氧基聚矽氧烷。優選的載體可以商品名TEG0RAD 2200和TEG0RAD2700 (丙烯酸酯化矽氧烷)購自戈德施密特化學公司(Goldschmidt Chemical Co.)[美國維吉尼亞州霍普維爾市(Hopewell， VA)]。這些反應型表面活性劑的含量優選約0. 01-5pph,更優選約0. 25-3pph。
其它類型的合適載體有多元醇和非反應型表面活性劑。合適的多元醇和非反應型表面活性劑的例子包括可購自利昂德爾公司(Lyondel)[以前稱阿科化學品公司(Arco Chemicals)][美國賓夕法尼亞州紐敦斯奎爾市(Newtowne Square,Pa.)]的多元醇Aclaim 3201 [聚(氧化乙烯-共-氧化丙烯)]和可購自戈德施密特化學公司的非反應型表面活性劑Tegoglide 435(聚烷氧基-聚矽氧烷)。多元醇或非反應型表面活性劑的含量優選約為 0. Ol-lOpph，更優選約為 0. 05-5pph，最優選約為 0. 1-2. 5pph。
合適的載體還可包括兩親性分子。兩親性分子是同時具有親水性和疏水性鏈段的分子。疏水性鏈段也可描述為親油性(喜脂/油)鏈段。增黏劑是這種兩親性分子的一個例子。增黏劑是能夠改變聚合物產品的時間敏感流變性質的分子。一般地，增黏添加劑會使聚合物產品在更高的應變率或剪切率下表現得更硬，而在低應變率或剪切率下更軟。增黏劑是黏合劑工業上常用的添加劑，已知它能夠提高塗料與要塗覆塗料的物品之間成鍵的能力。
優選的增黏劑是可購自美國紐約州帕切斯市國際紙業公司(International Paper Co.，Purchase, N. Y.)的Uni-tac R"40 (下文稱 『『R-40，，)。R-40 是一種包含聚醚鏈段的塔羅油(tall oil)松香，屬於松香樹脂化學家族的成員。較佳的是，增黏劑在組合物中的含量約為0. Ol-lOpph，更優選約為0. 05-5pph。另一種合適的增黏劑是可購自埃克森公司(Exxon)的Escorez系列烴增黏劑。有關hcorez增黏劑的更多信息，可參見Mao的美國專利第5對四63號，該專利文件通過參考完整地結合於此。前述載體也可組合使用。
任何合適的黏合促進劑均可採用。合適的黏合促進劑的例子包括有機官能的矽烷、鈦酸酯、鋯酸酯及其混合物。黏合促進劑優選聚(烷氧基)矽烷，最優選二(三甲氧基矽烷基乙基)苯。其它合適的黏合促進劑包括3-巰基丙基三甲氧基矽烷[3-MPTMS，可購自美國賓夕法尼亞州布裡斯託市聯合化學技術公司(United Chemical Technologies, Bristol, PA)，也可購自美國賓夕法尼亞州莫裡斯維爾市傑裡斯特公司(Gelest， Morrisville,PA) ]、3_丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(可購自傑裡斯特公司)、3_甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(可購自傑裡斯特公司)和二(三甲氧基矽烷基乙基)苯(可購自傑裡斯特公司)。Lee等的美國專利第4921880號和第5188864號描述了其它合適的黏合促進劑，這些專利文件均通過參考結合於此。若存在黏合促進劑，則其用量約為0. I-IOpph, 更優選約為0. 25-3pph。
任何合適的抗氧化劑均可採用。優選的抗氧化劑包括但不限於雙位阻硫酚或硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(Irganox 1035，可購自汽巴特殊化學品公司)。若存在抗氧化劑，其用量約為0. l_3pph，更優選約為0. 25-2pph。
任何合適的穩定劑均可採用。一種優選的穩定劑是四官能的硫醇，例如可購自西格瑪-阿爾德裡奇公司(Sigma-Aldrich)[美國密蘇裡州聖路易斯市(St. Louis, Mo)] 的四(3-巰基丙酸)季戊四醇酯。若存在穩定劑，其用量約為0.01-lpph，更優選約為 0.01-0. 2pph。
任何合適的光學增亮劑均可採用。示例性光學增亮劑包括但不限於UvitexOB， 一種2，5-噻吩二基二(5-叔丁基-1，3-苯並噁唑)(汽巴特殊化學品公司)；Blankophor KLA，可購自拜耳公司；雙苯並噁唑化合物；苯基香豆素化合物；以及雙(苯乙烯基)聯苯化合物。光學增亮劑在組合物中的濃度優選約為0. 003-0. 5pph，更優選約為0. 005-0. 3pph。
如本文所用，特定組分的重量百分數是指加到不包括任何添加劑在內的主體組合物中的量。加到主體組合物中形成本發明的組合物的添加劑的量用每百份中的份數表示。 例如，合併低聚物、單體和光引發劑，形成主體組合物，使得這些組分的總重量百分數等於 100%。在此100重量％的主體組合物之外，向此主體組合物中加入一定量的特定添加劑， 例如每百份中加入1份。
再來看圖1，該圖呈現了塗層體系，其中一次塗層14優選用具有低楊氏模量(例如在25°C約小於5MPa)和低Tg(例如約低於_10°C )的軟交聯聚合物材料形成。一次塗層 14的楊氏模量優選約為0. 025-3MPa，更優選約為.05_3MPa，更優選約為0. l_3MPa，甚至更優選約為0. 05-0. 5MPa，最優選約為0. 05-0. 3MPa。Tg優選為約_100°C至約_25°C，更優選約-100°C至約_40°C，最優選約-100°C至約-50°C。一次塗層的厚度優選約小於25μπι，較優選約小於20 μ m,甚至更優選約小於15 μ m,最優選約為5-10 μ m。一次塗層通常以液體形式施塗到玻璃纖維上，然後固化，這將在下文更詳細地描述。也可存在改善一次塗層的一種或多種性質的各種添加劑，包括抗氧化劑、黏合促進劑，載體表面活性劑、增黏劑、催化劑、 穩定劑、表面活化劑(surface agent)和光學增亮劑。
例如，Chien等的美國專利第63沈416號、Winningham等的美國專利第6531522 號、Fewkes等的美國專利第6539152號、Winningham等的美國專利第6563996號、Fewkes 等的美國專利第6869981號、Baker等的美國專利第7010206號和第7221842號以及 Winningham的美國專利第7423105號披露了許多合適的一次塗層，這些專利文件均通過參考完整地結合於此。
合適的一次塗層組合物包含但不限於約25-75重量％的一種或多種氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物；約25-65重量％的一種或多種單官能烯鍵式不飽和單體；約0-10重量％的一種或多種多官能烯鍵式不飽和單體；約1-5重量％的一種或多種光引發劑；約 0. 5-1. 5pph的一種或多種抗氧化劑；約0. 5-1. 5pph的一種或多種黏合促進劑；以及約 0. 01-0. 5pph的一種或多種穩定劑。
其它合適的一次塗層組合物包含約52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯(購自博馬特殊品公司的BR 3741)、約40-45重量％的多官能丙烯酸酯單體(購自科寧公司的 Photomer 4003或Wiotomer 4960)、0至約5重量％的單官能丙烯酸酯單體(己內酯丙烯酸酯或N-乙烯基己內醯胺)、最高約1.5重量％的光引發劑(購自汽巴特殊化學品公司的 Irgacure 819或Irgacure 184，購自巴斯夫公司的LUCIRIN ΤΡ0，或者它們的組合)，向其中加入約Ipph的黏合促進劑(3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷)、約Ipph的抗氧化劑 (購自汽巴特殊化學品公司的Irganox 1035)、任選最高約0. 05pph的光學增亮劑(購自汽巴特殊化學品公司的Uvitex 0B)以及任選最高約0.03pph的穩定劑[購自西格瑪-阿爾德裡奇公司的四(3-巰基丙酸)季戊四醇酯]。
示例性一次塗層組合物包括但不限於以下配方
(1)52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3741，博馬特殊品公司)、40 重量％的乙氧基化(4)壬基苯酚丙烯酸酯(Photomer 4003，科寧公司)、5重量％的N-乙烯基吡咯烷酮、1.5重量％的二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)苯基-氧化膦(Irgacure 819， 汽巴特殊品公司)、1. 5重量％的1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴特殊品公司)、 Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(Irganox 1035，汽巴特殊品公司)和Ipph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；
(2)52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3741，博馬特殊品公司)、40 重量％的乙氧基化(4)壬基苯酚丙烯酸酯(Photomer 4003，科寧公司)、5重量％的N-乙烯基己內醯胺、1.5重量％的二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)苯基-氧化膦(Irgacure 819， 汽巴特殊品公司)、1. 5重量％的1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴特殊品公司)、 Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(Irganox 1035，汽巴特殊品公司)和Ipph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷；
(3)52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3731，沙多瑪公司)、45重量％的乙氧基化⑷壬基苯酚丙烯酸酯(SR504，沙多瑪公司)、3重量％的0，6_ 二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基-氧化膦(Irgacure 1850，汽巴特殊品公司)、Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(IrganOxl035，汽巴特殊品公司)、lpph 的二(三甲氧基矽烷基乙基)苯黏合促進劑和0. 5pph的聚烷氧基聚矽氧烷載體(Tegorad 2200，戈德施密特公司)；
(4)52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3731，沙多瑪公司)、45重量％的乙氧基化⑷壬基苯酚丙烯酸酯(Photomer 4003，科寧公司)、3重量％的0，6_ 二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4-三甲基戊基-氧化膦(Irgacure 1850，汽巴特殊品公司)、Ipph 的硫代二乙撐二(3，5_ 二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(Irganox 1035，汽巴特殊品公司)、lpph的二(三甲氧基矽烷基乙基)苯黏合促進劑和0. 5pph的增黏劑[Unitac R-40， 聯合坎普公司(Union Camp)]；
(5)52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3731，沙多瑪公司)、45重量％的乙氧基化壬基苯酚丙烯酸酯(SR504，沙多瑪公司)和3重量％的(2，6_ 二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基-氧化膦(Irgacure 1850，汽巴特殊品公司)；以及
(6)52重量％的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR 3741，博馬特殊品公司)、41. 5重量％的乙氧基化壬基苯酚丙烯酸酯單體(Photomer 4003，科寧公司)、5重量％的己內酯丙烯酸酯單體[Tone M-100，陶氏公司(Dow) ]、1. 5重量％的Irgacure 819光引發劑(汽巴公司)、lpph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基)-4-羥基氫化肉桂酸酯(Irganox 1035，汽巴特殊品公司)、lpph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)和0. 032pph的四 (3-巰基丙酸)季戊四醇酯(阿爾德裡奇公司)。
外塗層材料18通常是包含氨基甲酸酯丙烯酸酯液體的塗層組合物的聚合產物， 該液體的分子在聚合時發生高度交聯。在一些優選的實施方式中，外塗層不是熱塑性材料。 外塗層18具有高楊氏模量(例如在25°C時約大於0. OSGPa)和高Tg(例如約高於50°C )。 楊氏模量優選約為0. l_8GPa，更優選約為0. 5-5GPa，最優選約為0. 5_3GPa。Tg優選約為 50-120°C，更優選約為50-100°C。二次塗層的厚度約小於40 μ m，更優選約為20-40 μ m，最優選約為20-30 μ m。
用於外塗層材料的其它合適材料以及與選擇這些材料相關的各種考慮是本領域已知的，見述於Chapin的美國專利第496四92號和第5104433號，它們均通過參考完整地結合於此。除這些之外，還用低聚物含量較低且氨基甲酸酯含量較低的塗層體系得到了高模量塗層，如Botelho等的美國專利第677M51號、Chou等的美國專利第6689463號所述， 它們均通過參考完整地結合於此。此外，已用非反應型低聚物組分得到了高模量塗層，如 Schissel等的美國專利申請公開第20070100039號所述，它通過參考完整地結合於此。外塗層通常施塗於前面塗覆過的纖維上(可事先固化，也可不事先固化)，然後固化，這將在下文更詳細地進行描述。還可存在改善塗層的一種或多種性質的各種添加劑，包括抗氧化齊U、催化劑、潤滑劑、低分子量非交聯樹脂、穩定劑、表面活性劑、表面活化劑、滑爽添加齊U、 蠟、微粉化聚四氟乙烯等。二次塗層還可包含油墨，這是本領域公知的。
合適的外塗層組合物包括但不限於約0-20重量％的一種或多種氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物；約75-95重量％的一種或多種單官能烯鍵式不飽和單體；約0-10重量％ 的一種或多種多官能烯鍵式不飽和單體；約1-5重量％的一種或多種光引發劑；以及約 0. 5-1. 5pph的一種或多種抗氧化劑。
其它合適的外塗層組合物包括但不限於約10重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(購自博馬特殊品公司的KWS 4131)、約72-82重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯單體(購自科寧公司的Wiotomer 40 )、約5重量％的雙酚A 二縮水甘油二丙烯酸酯 (購自科寧公司的Wiotomer 3016)、任選最高約10重量％的二丙烯酸酯單體(購自科寧公司的Wwtomer 4002)或N-乙烯基己內醯胺、最高約3重量％的光引發劑(購自汽巴特殊化學品公司的Irgacure 184或購自巴斯夫公司的Lucirin TPO或它們的組合)，向其中加入約0. 5pph的抗氧化劑(購自汽巴特殊化學品公司的Irganox 1035)。
示例性外塗層組合物包括但不限於以下配方
(1)40重量％的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(CN981，沙多瑪公司)、17重量％的丙氧基化(3)甘油三丙烯酸酯單體(SR9020，沙多瑪公司)、25重量％的四丙烯酸季戊四醇酯 (SM95，沙多瑪公司)、15重量％的乙氧基化(2)雙酚A 二丙烯酸酯單體(SR349，沙多瑪公司)和3重量％的1-羥基環己基苯基酮和二(2，6- 二甲氧基苯甲醯基)_2，4，4-三甲基戊基氧化膦摻混物(Irgacure 1850，汽巴特殊化學品公司)；以及
(2) 10重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯(KWS 4131，博馬公司)、5重量％的雙酚A 二縮水甘油二丙烯酸酯(Photomer 3016，科寧公司)、82重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯(Photomer 4028，科寧公司)、1. 5重量％的Lucirin TPO光引發劑(巴斯夫公司)、1.5重量％的1_羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴公司)和0. 5pph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯抗氧化劑(Irganox 1035，汽巴特殊化學品公司)。
第一中間塗層15通常是一種塗層組合物的聚合產物，相比於一次塗層的楊氏模量和Tg，該塗層組合物可提供相對更高的楊氏模量和Tg。楊氏模量優選約為0. l-2GPa，更優選約為0. 2-lGPa，最優選約為0. 3-lGPa。Tg優選約為0_60°C，更優選約為10_60°C，最優選約為10-50°C。第一中間塗層的厚度約小於25 μ m,更優選約小於20 μ m,甚至更優選約小於15 μ m，最優選約為5-10 μ m。
第一中間塗層可用先前已知用於形成外塗層(或二次塗層)的任意數量的組合物製成，這些組合物包括低聚物含量和氨基甲酸酯含量較低的塗層體系，例如，如Botelho等的美國專利第6775451號、Chou等的美國專利第6689463號以及khissel等的美國專利申請公開第20070100039號所述，這些文件均通過參考完整地結合於此。此塗層可任選包含油墨，這是本領域眾所周知的。在一些實施方式中，第一中間塗層優選省去用來改進固化產品的性質的昂貴添加劑，如潤滑劑、滑爽添加劑和蠟。
合適的第一中間塗層組合物包括但不限於約0-20重量％的一種或多種氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物；約75-95重量％的一種或多種單官能烯鍵式不飽和單體；約0-10重量％的一種或多種多官能烯鍵式不飽和單體；約1-5重量％的一種或多種光引發劑；以及約0. 5-1. 5pph的一種或多種抗氧化劑。
示例性第一中間塗層組合物包括但不限於以下配方
(1)10重量％的脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(KWS4131，博馬特殊品公司)、 87重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯單體(Photomer 4028，科寧公司)、3重量％ 的1-羥基環己基苯基酮和二(2，6_ 二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基氧化膦摻混物 (Irgacure 1850，汽巴特殊化學品公司)、0. 5pph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯抗氧化劑(Irganox 1035，汽巴特殊化學品公司)和Ipph的具有丙烯酸酯和酸官能團的黏合促進劑(m3ecryll70，UCB拉德庫爾公司)；
(2) 10重量％的基於聚醚的氨基甲酸酯二丙烯酸酯低聚物(BR301，博馬特殊品公司)、22重量％的乙氧基化(8)雙酚A 二丙烯酸酯單體(Photomer 4025，科寧公司)、65 重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯單體(Photomer 4028，科寧公司)、3重量％的 1-羥基環己基苯基酮和二(2，6_ 二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基氧化膦摻混物 (Irgacure 1850，汽巴特殊化學品公司)、0. 5pph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯抗氧化劑(Irganox 1035，汽巴特殊化學品公司)和Ipph的具有丙烯酸酯和酸官能團的黏合促進劑(m3ecryll70，UCB拉德庫爾公司)；
(3) 10重量％的脂族氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(KWS4131，博馬特殊品公司)、50 重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯單體(Photomer 4028，科寧公司)、37重量％的乙氧基化(3)雙酚A 二丙烯酸酯單體(RCC12-984，科寧公司)、3重量％的1-羥基環己基苯基酮和二(2，6_二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基氧化膦摻混物(Irgacure 1850，汽巴特殊化學品公司)、0. 5pph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯抗氧化劑(Irganox 1035，汽巴特殊化學品公司)；以及
(4) 30重量％的乙氧基化(4)雙酚A 二丙烯酸酯單體(SR601，沙多瑪公司)、37重量％的乙氧基化(10)雙酚A 二丙烯酸酯單體(SR602，沙多瑪公司)、30重量％的乙氧基化 (2)雙酚A 二丙烯酸酯單體(SR349，沙多瑪公司)和3重量％的1-羥基環己基苯基酮和二 (2，6_二甲氧基苯甲醯基)-2，4，4_三甲基戊基氧化膦摻混物(Irgacure 1850，汽巴特殊化學品公司)。
第二中間塗層16可以是像一次塗層14那樣的軟交聯聚合物材料的形式，或者是弱交聯材料的形式，甚至基本上是液體塗層材料的形式。與第一中間塗層的楊氏模量和Tg 相比，第二中間塗層優選具有較低的楊氏模量和/或較低的Tg。例如，在一個優選的實施方式中，第二中間塗層的楊氏模量大致小三個數量級，這些塗層的！；之間至少相差約70°C。
根據一個實施方式，第二中間塗層甚至在固化過程(固化餘下的塗層)之後依然保持顯著的液體性。如本文所用，「顯著的液體性」是指塗層在固化過程之後的固化度約小於70%，更優選固化度約小於60%，最優選固化度約小於50%。對於保持顯著的液體性的塗層，其塗層組合物內的組分發生有限的交聯。這可通過使用非反應性低聚物組分、非丙烯酸酯單體組分以及非交聯樹脂和填料實現。
減少第二中間塗層組合物中的光引發劑反應物也可顯著降低固化度，從而有利於實現更低的交聯度。在此實施方式中，光引發劑可減至約少於5重量％，更優選少於3重量％，最優選約少於1重量％。
根據另一個實施方式，第二中間塗層是依然相當柔軟的交聯塗層。在此實施方式中，第二中間塗層的楊氏模量優選基本上等於或小於一次塗層的楊氏模量，其Tg基本上等於或低於一次塗層的Tg。所述楊氏模量優選約小於IMPa，更優選約為0. 01-0. 5MPa，最優選約為0. 03-0. 3MPa。根據一個實施方式，第二中間塗層的楊氏模量至少比一次塗層的楊氏模量約小30 %，更優選至少約小40 %，最優選至少約小50 %。第二中間塗層的Tg優選為約-100°C至約-30°C，更優選約-100°C至約-40°C，最優選約-100°C至約-50°C。
第二中間塗層的厚度約小於40 μ m，更優選約為20-40 μ m，最優選約為20-30 μ m。
重要的是，第二中間塗層優選省去昂貴的添加劑，如黏合促進劑和表面活性劑， 這些添加劑用於改進固化產品在用作一次塗層時的某些性質。第二中間塗層組合物優選包含小於0. 25pph、更優選小於0. 15pph、最優選小於0. 05pph的黏合促進劑；以及小於 0. 25pph、更優選小於0. 15pph、最優選小於0. 05pph的表面活性劑。這些添加劑可完全省去，因為第二中間塗層不與玻璃纖維接觸。根據一個實施方式，第二中間塗層與一次塗層相同，但完全省去黏合促進劑。
一類優選的形成交聯塗層的第二中間塗層組合物是可UV固化的壓敏組合物，如 Fewkes的美國專利第6869981號所述，該專利文件通過參考完整地結合於此。
示例性第二中間塗層包括但不限於以下配方
(1)40重量％的壬基苯酚乙氧基化單丙烯酸酯(Ph4003，科寧公司)、5重量％的新戊二醇丙氧基化二丙烯酸酯(Ph4127，科寧公司)、52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR3731，沙多瑪公司)、1. 5重量％的1_羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴特殊品公司)、1.5重量％的二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(Irgacure 819，汽巴特殊品公司)、Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯(Irganox 1035， 汽巴特殊品公司)、lpph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)、0. 3pph的 3-巰基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)和20pph的Sylvatac RE-40N松香酯[亞利桑那化學公司(Arizona Chemical Company)]；
(2) 43重量％的壬基苯酚乙氧基化單丙烯酸酯(Ph4003，科寧公司)、2重量％的新戊二醇丙氧基化二丙烯酸酯(Ph4127，科寧公司)、52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR3731，沙多瑪公司)、1. 5重量％的1_羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴特殊品公司)、1.5重量％的二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(Irgacure 819，汽巴特殊品公司)、Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯(Irganox 1035， 汽巴特殊品公司)、lpph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)和15pph的 SylvatacRE-40N松香酯(亞利桑那化學公司)；
(3) 30重量％的壬基苯酚乙氧基化單丙烯酸酯(Ph4003，科寧公司)、15重量％的己內酯丙烯酸酯(Tone M-100，聯碳公司)、52重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物 (BR3741，博馬特殊品公司)、1.5重量％的1-羥基環己基苯基酮(Irgacure 184，汽巴特殊品公司)、1.5重量％的二(2，4，6_三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(Irgacure 819，汽巴特殊品公司)、Ipph的硫代二乙撐二(3，5-二叔丁基-4-羥基)氫化肉桂酸酯(Irganox 1035， 汽巴特殊品公司)、lpph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)和0. 5pph 的Sylvalite RE IOL松香(亞利桑那化學公司)。
除這些第二中間塗層組合物外，也可對上述一次塗層組合物以及上面列出的第二中間塗層組合物加以改進，省去黏合促進劑。
根據四塗層光纖的一個優選的實施方式，對塗層組合物加以選擇，使所得塗層具有以下配置第一中間塗層，它包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於一次塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)高於一次塗層的！；；第二中間塗層，它包含下述一種或兩種情況其楊氏模量小於第一中間塗層的楊氏模量，其Tg低於第一中間塗層的Tg ；二次塗層， 它包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於第二中間塗層的楊氏模量，其Tg高於第二中間塗層的Tg。在此配置下，塗層厚度的情況是，第二中間塗層和二次塗層之一或二者的厚度分別是一次塗層和第一中間塗層的厚度的約1-10倍，更優選約1-8倍，最優選約1-6倍。
現在參考圖2，根據本發明的第二個實施方式的光纖20包含纖維22和三個包封纖維22的塗層MJ6和觀。塗層M是一次塗層(最裡面的塗層)，它服務於一次塗層的傳統目的。塗層觀是外塗層，它服務於二次塗層的傳統目的。在一次塗層與二次塗層之間是唯一的中間塗層26。正是此中間塗層的存在改進了微彎性能。
塗層MJ6和觀一般可以是上面在第一個實施方式中結合塗層14、16和18所描述的相同類型的塗層。
根據此第二個實施方式的一個優選的構造，一次塗層M的楊氏模量約為 0. l-3MPa且/或玻璃化轉變溫度(Tg)為約-100°C至約_30°C，中間塗層洸包含下述一種或兩種情況其楊氏模量基本上等於或小於二次塗層M的楊氏模量；其Tg基本上等於或低於一次塗層的Tg。通常對二次塗層觀進行選擇，使其楊氏模量和Tg高於中間塗層沈的楊氏模量和Tg。
在一個實施方式中，用來形成中間塗層的塗層組合物是一種組合物的聚合產物， 該組合物與形成一次塗層組合物的組合物基本上相同，並且優選除了在中間塗層組合物中省去一次塗層組合物中存在的任何黏合促進劑外，其它都相同。
本發明的光纖還可形成光纖帶，所述光纖帶包含被基體材料包封的多根基本上對齊、基本上共平面的光纖。圖3呈現了光纖帶的一種示例性結構，圖中所示光纖帶30具有 12根被基體32包封的光纖20。基體材料可製成單層或複合結構。合適的基體材料包括聚氯乙烯或其它熱塑性材料以及已知可用作二次塗層材料的那些材料。在一個實施方式中， 基體材料可以是用來形成外塗層的組合物的聚合產物。
本發明的光纖可用製備光纖及其塗層的常規拉絲塔技術製備。簡而言之，根據本發明製備經塗覆的光纖的方法包括製造玻璃纖維12，用一次塗層組合物、一種或多種中間塗層組合物和二次塗層組合物塗覆玻璃纖維，然後同時固化所有的塗層。這稱作溼對溼 (wet-on-wet)法。任選地，每種後塗的塗層組合物可在下面的塗層聚合之前或之後施塗到經塗覆的纖維上。下面的塗層在施塗後塗的塗層之前發生聚合稱作溼對幹法。當採用溼對幹法時，必須採用更多的聚合步驟。
眾所周知，光纖是從專門製備的圓柱形預製棒拉制而成的，所述預製棒被局部、對稱地加熱至例如約2000°C的溫度。在加熱預製棒，例如將預製棒送入並使其通過加熱爐的過程中，從熔融材料拉制玻璃纖維。將預製棒拉成玻璃纖維之後，優選在冷卻之後立即施塗一次塗層組合物、中間塗層組合物和二次塗層組合物。然後，固化塗層組合物，形成經塗覆的光纖。固化方法可以是熱固化、化學固化或輻射引發的固化，如使玻璃纖維上未固化的塗層組合物暴露於熱或紫外光或電子束，具體取決於塗層組合物的性質和所用的聚合引發劑。跟在拉制過程後面依次施塗一次塗層組合物和任何二次塗層組合物常常是有利的。 Taylor的美國專利第4474830號和Rermell等的美國專利第4851165號披露了在移動的玻璃纖維上施塗雙層塗層組合物的方法，這些專利文件通過參考完整地結合於此。
圖4進一步呈現了根據本發明製造經塗覆的光纖的方法的一個實施方式，該方法總的記作40。如圖所示，將燒結的預製棒42(圖中示為部分預製棒)拉成光纖44。纖維44 通過塗覆元件46和48，所述元件可包含一個或多個模具，用來施塗單塗層組合物或多塗層組合物，這是本領域熟知的。模具還將塗層厚度調節至所需大小。較佳的是，一次塗層和第一中間塗層在元件46中施塗到纖維44上，而第二中間塗層和二次塗層在元件48中施塗到纖維44上。固化元件50位於元件46下遊，固化元件52位於元件48下遊，用來固化施塗到纖維44上的塗層。或者，在元件46中施塗的塗層可在纖維44通過元件48之後固化。利用牽引機56拉動經塗覆的光纖M，使之通過元件52。
本領域的技術人員將認識到，可對圖4所示的系統加以改進，以適應通過已知的溼對溼法或溼對幹法的任意組合逐一或同時施塗和固化塗層。根據一種方法，可在施塗第二中間塗層組合物和二次塗層組合物之前固化一次塗層和第一中間塗層之一或二者。或者，可將全部四種塗層組合物施塗到纖維上，然後在單一聚合步驟中固化。
根據本發明製備光纖或光纖帶之後，可將這些材料結合到通信系統中，用於傳輸數據信號。
實施例
通過以下實施例進一步闡述本發明，這些實施例用來舉例說明本發明。
實施例I-製造四塗層光纖
在拉絲塔上，用下述組合物塗覆直徑約為125 μ m的G652順應性標準單模光纖。在拉制過程中，塗層用單劑量光化輻射固化(6盞帶375瓦/英寸燈泡的固化燈，20m/s)。
測試光纖1包含125μπι商業玻璃纖維、用組合物A形成的4μπι —次塗層(0. 170MPa,-27°C Tg)(直徑達到133 μ m)、用組合物B形成的8 μ m第一中間塗層(1. OGPa， 64°C Tg)(直徑達到149 μ m)、用組合物C形成的22 μ m第二中間塗層(0. 125MPa,-26°C Tg) (直徑達到193 μ m)和用組合物D形成的^ym外塗層(1.6GPa，68°C Tg)(直徑達到 245 μ m)。
測試光纖2包含125μπι商業玻璃纖維、用組合物C形成的5μπι —次塗層 (0. 125MPa, -26 °C Tg)(直徑達到1；35 μ m)、用組合物B形成的9. 5 μ m第一中間塗層 (1. OGPa, 640C Tg)(直徑達到 154 μ m)、用組合物 C (0. 125MPa，-26°C Tg)形成的 21 μ m 第二中間塗層(直徑達到196 μ m)和用組合物D形成的24. 5 μ m外塗層(1. 6GPa,68°C Tg)(直徑達到245 μ m)。
組合物A用52重量％的氨基甲酸酯丙烯酸酯低聚物(BR3741，博馬公司)、41.5重量％的乙氧基化壬基苯酚丙烯酸酯單體(Photomer 4003，科寧公司)、5重量％的己內酯丙烯酸酯單體(Tone M-100，陶氏公司)和1. 5重量％的IrgaCure819光引發劑(汽巴公司) 配製，向其中加入Ipph的Irganox 1035抗氧化劑(汽巴公司)、lpph的3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(傑裡斯特公司)和0.032pph的四(3-巰基丙酸)季戊四醇酯(阿爾德裡奇公司)。
組合物B是市售外塗層(二次塗層)製劑，它在23°C時的彈性模量為l.OGPa，基於tan δ峰歸屬的Tg為64°C，所述參數通過動態機械分析法，在用Fusion D型燈以1. OJ/ cm2固化的75 μ m厚膜上測得。
組合物D用10重量％的聚醚氨基甲酸酯丙烯酸酯(KWS 4131，博馬公司)、5重量％的雙酚A 二縮水甘油二丙烯酸酯(Photomer 3016，科寧公司)、82重量％的乙氧基化 (4)雙酚A 二丙烯酸酯(Photomer 4028，科寧公司)、1. 5重量％的Lucirin TPO光引發劑 (巴斯夫公司)和1.5重量％的Irgacure 184光引發劑(汽巴公司)配製，向其中加入 0. 5pph的Irganox 1035抗氧化劑(汽巴公司)。
然後收卷光纖，進行微彎損耗測試。
實施例2-對四塗層光纖中纖維偏移的模擬測試
從理論上評價了四層塗層體系對纖芯偏移的影響。在模型中，長度較短(0.2cm) 的纖維兩端錨定，用恆力使其中點向上偏斜。利用三維有限元分析法估計纖芯偏移的幅度。 偏移幅度一般取決於所加的力以及層的模量和厚度。這是有關聯的，因為預測的纖芯偏移應與微彎損耗相關。
圖5是說明兩種具有兩層塗層的商業G652順應性光纖和包含四層塗層體系的光纖的相對預測纖芯偏移的曲線圖。一次塗層厚度沿X軸變化，而纖維外徑為244 μ m。如圖所示，兩塗層纖維在約9400達因恆定負荷下的預期纖芯偏移應比四塗層體系中的纖芯偏移大得多。兩塗層體系在一次塗層的尺寸範圍內獲得很少的撓性，與此不同，第二中間塗層的尺寸容易控制，以便最大程度減小纖芯偏移(並最大程度增加抗微彎性)。從理論上講， 在模擬的體系中，四層塗層之間的協同作用應能減小纖芯偏移。
因此，本發明的四層塗層在微彎性能方面應勝過常規的兩層塗層。
實施例3-測試纖維1和2的衰減損耗的測量
對測試纖維1和2進行席紋(basketweave test)測試，測量它們的微彎損耗。先在低張力下鬆散地卷繞光纖，然後在高張力下，按席紋圖案再卷繞。席紋卷繞圖案是這樣一種圖案，其中每卷繞一圈就有幾個纖維交叉點。光纖在-60°C與70°C之間的不同溫度下經歷熱循環之後，在1310nm、1550nm和1625nm測量衰減損耗。
在達到70°C之前的初始熱循環導致高損耗。據信，這是塗層體系在初始固化之後的缺陷造成的結果。然而，在70°C保溫(soak)似乎修復了這些缺陷，後面即使在_60°C的衰減損耗也得到大幅度改善。這些結果表明，與擔載商業塗層的纖維相比，測試纖維1和2 在1625nm具有改進的微彎性能，而在1310nm和1550nm的損耗則與對比塗層相當(圖6和 7)。因此，四塗層體系具有改進的微彎性能，並且可以預期，通過優化塗層組合可實現進一步的改進。
實施例4-通過利用絲網鼓(Wire-mesh Drum)測試法測量微彎損耗來估計纖芯偏移
利用絲網鼓測試法比較了四層(測試纖維1和2、和標準兩層經塗覆的光纖樣品的微彎損耗。在此測試中，在具有大直徑光滑表面的無張力鼓上測量750m纖維的損耗，測量三次。然後，在張力(例如80g或IOOg)下將纖維卷繞到覆蓋絲網的鋁鼓上，再測三次損耗。無張力平均衰減與有張力平均衰減之差就是計算的微彎損耗。
理論上，如 Gloge, "Optical Fiber Packaging and its Influence on Fiber Straightness and Loss」(光纖封裝及其對纖維直線度和損耗的影響)，Bell System Technical Journal (貝爾系統技術雜誌)，54，2，第245頁(1975)所論證，經塗覆的光纖的微彎損耗與纖芯偏移成正比，該文獻通過參考完整地結合於此。而纖芯偏移又與纖維和塗層的機械性質有關，與所加的力有關，並與纖維所壓向的表面的粗糙度有關。在假定對已知長度的纖維的中點施加恆力的情況下，通過有限元解法估計纖芯偏移。計算纖芯偏移的近似方法見述於 Baldauf 等，"Relationship of Mechanical Characteristics of Dual Coated Single Mode Optical Fibers and Microbending Loss"( M^M^R^t^f^M 特性與微彎損耗之間的關係)，IEICE Trans. Commun.(國際電工委員會通訊)，E76-B(4) 352-357 (1993)，該文獻通過參考完整地結合於此。
在IOOg張力下卷繞幾種塗覆情況不同的光纖，測量其附加損耗，並與纖芯偏移模型的預測結果作比較。利用上面實施例1所述的四個塗層的模量和厚度估計纖芯偏移參數。利用下面表1中所列的模量和厚度估計兩塗層纖維的纖芯偏移參數。
表1 雙塗覆光纖的塗層模量
權利要求
1.一種光纖，它包含玻璃纖維；以及三個或更多個包封所述玻璃纖維的塗層，其中所述三個或更多個塗層包括與所述玻璃纖維接觸的一次塗層、包圍所述一次塗層的中間塗層以及包圍所述中間塗層的外塗層；其中所述一次塗層的楊氏模量約為0.025-3MI^且/或玻璃化轉變溫度(Tg)為約-100°C至約_25°C，所述中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量基本上等於或小於所述一次塗層的楊氏模量，其Tg基本上等於或低於所述一次塗層的Tg ；並且所述光纖的所述外塗層的直徑約小於300 μ m。
2.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量約小於0. 210^，其Tg為約-100°C至約-25°C。
3.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述外塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量約為0. 5-8. OGPa,其Tg約為50_120°C。
4.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述一次塗層的厚度約小於15μ m。
5.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述中間塗層的厚度約小於15μπι。
6.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述外塗層的厚度約小於40μ m。
7.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述三個或更多個塗層的厚度約小於 60 μ m0
8.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述一次塗層是包含一種或多種可交聯試劑、聚合引發劑和黏合促進劑的組合物的聚合產物；並且所述中間塗層是與形成所述一次塗層的組合物相同的組合物的聚合產物，不同之處是省去了黏合促進劑。
9.一種光纖，它包含玻璃纖維；以及至少四個包封玻璃纖維的塗層，其中所述至少四個塗層包括與所述玻璃纖維接觸的一次塗層、包圍所述一次塗層的第一中間塗層、包圍所述第一中間塗層的第二中間塗層以及包圍所述第二中間塗層的外塗層；其中所述第一中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於所述一次塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)高於所述一次塗層的Tg;所述第二中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量小於所述第一中間塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)低於所述第一中間塗層的Tg;所述外塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量大於所述第二中間塗層的楊氏模量，其玻璃化轉變溫度(Tg)高於所述第二中間塗層的Tg;並且所述光纖的直徑約小於300 μ m。
10.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述第二中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量基本上等於或小於所述一次塗層的楊氏模量，其Tg基本上等於或低於所述一次塗層的Tg。
11.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述一次塗層包含下述一種或兩種情況 其楊氏模量約為0. 025-310^，其Tg為約-100°C至約_25°C。
12.如權利要求11所述的光纖，其特徵在於，所述第一中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量約為0. 1-2. 06 其Tg約為0-60°C。
13.如權利要求12所述的光纖，其特徵在於，所述第二中間塗層包含下述一種或兩種情況其楊氏模量約小於0. 210^，其Tg為約-100°C至約-30°C。
14.如權利要求13所述的光纖，其特徵在於，所述二次塗層包含下述一種或兩種情況 其楊氏模量約為0. 1-2. 06 ￡1，其Tg約為50-120°C。
15.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述一次塗層的厚度約小於15μ m。
16.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述第一中間塗層的厚度約小於15μπι。
17.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述第二中間塗層的厚度約小於40μ m。
18.如權利要求9所述的光纖，其特徵在於，所述外塗層的厚度約小於40μ m。
19.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述四個或更多個塗層的厚度約小於 60 μ m0
20.如權利要求1所述的光纖，其特徵在於，所述第二中間塗層和所述外塗層之一或二者的厚度分別是所述一次塗層和所述第一中間塗層的厚度的約2-10倍。
全文摘要
本發明涉及一種光纖，它包含玻璃纖維和三個或更多個包封所述玻璃纖維的塗層，其中所述三個或更多個塗層包括與所述玻璃纖維接觸的一次塗層、一個或多個包圍所述一次塗層的中間塗層以及包圍所述一個或多個中間塗層的二次塗層。描述了具有改進的微彎性能的三塗層和四塗層體系。
文檔編號B29C35/10GK102498074SQ201080041543
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者C-K·陳, R·C·莫爾 申請人:康寧股份有限公司