Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к оптическому волокну и сердцевине оптического волокна, для которой используют оптическое волокно. Более конкретно настоящее изобретение относится к полимерному покрытию вокруг непокрытого оптического волокна, которое составляет оптическое волокно.
Испрашивается приоритет японской патентной заявки № 2010-126910, поданной 02 июня 2010 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Уровень техники
В последние годы применение оптических волокон стало популярным, и таким образом волоконно-оптические кабели прокладывают в разнообразных средах. В некоторых средах, поскольку вода может проникать внутрь волоконно-оптических кабелей, требуется, чтобы оптические волокна обладали высокой надежностью в течение продолжительного периода времени.
Оптические волокна, изготовленные из кварцевого стекла, используют для оптической связи.
Как правило, такое оптическое волокно имеет структуру, в которой первый слой (первичный слой) из относительно мягкого полимера и второй слой (вторичный слой) из относительно твердого полимера ламинированы (нанесены слоями) вокруг непокрытого оптического волокна (стеклянного оптического волокна), которое изготовлено из кварцевого стекла, и состоит из сердцевины и оболочки. Первый слой (первичный слой) способствует уменьшению бокового давления на непокрытое оптическое волокно, а второй слой (вторичный слой) способствует предотвращению повреждения непокрытого оптического волокна. В качестве описанных выше полимеров используют главным образом отверждаемые ультрафиолетовым излучением полимеры.
Когда на обычные сердцевины оптических волокон воздействует вода, поступающая из окружающей среды, изменяется тесный контакт между первичными слоями и непокрытыми оптическими волокнами. Например, ослабление тесного контакта может вызывать выступ, микроизгиб или подобные явления в непокрытых оптических волокнах, и в результате этого могут увеличиваться потери при передаче в сердцевине оптических волокон. Кроме того, если тесный контакт усиливается, иногда становится затруднительным снятие первичных слоев, покрывающих непокрытые оптические волокна. Следует отметить, что такое снятие требуется для осуществления обслуживания и тому подобного для сердцевин оптических волокон.
Для решения этой проблемы, например, патентный документ 1 раскрывает способ подавления отслоения по границе раздела между стеклянным оптическим волокном (непокрытым оптическим волокном) и гибким покровным слоем путем задания соотношения между модулем Юнга гибкого покровного слоя (первичного слоя) и модулем Юнга жесткого покровного слоя.
Документы предшествующего уровня техники
Патентные документы
Патентный документ 1
Японская, не прошедшая экспертизу патентная заявка, первая публикация № 2007-334111.
Раскрытие изобретения
Проблемы, решаемые изобретением
В традиционных сердцевинах оптических волокон тесный контакт между непокрытыми оптическими волокнами и первичными слоями не является достаточно устойчивым, и, таким образом, желательно повышение его устойчивости.
Настоящее изобретение выполнено в свете вышеописанной ситуации, и задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить сердцевину оптического волокна, в которой тесный контакт между непокрытым оптическим волокном и первичным слоем устойчиво сохраняется, даже если сердцевину оптического волокна используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода.
Средства решения проблем
В одном аспекте настоящего изобретения сердцевина оптического волокна имеет первичный слой и вторичный слой, которые ламинированы на непокрытое оптическое волокно, причем первичный слой образован отверждением отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера, содержащего первый силановый связующий агент, который может быть внедрен в полимерный скелет, и второй силановый связующий агент, который не может быть внедрен в полимерный скелет; первый силановый связующий агент может содержать соединение, имеющее метоксильную группу, и второй силановый связующий агент может содержать соединение, имеющее этоксильную группу.
В таком оптическом волокне первый силановый связующий агент и второй силановый связующий агент содержатся в отверждаемом ультрафиолетовым излучением полимере, который образует первичный слой, и если A представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента, B представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента, и C представляет собой коэффициент водопоглощения вторичного слоя, то точка, построенная в двухмерной системе координат ((горизонтальная и вертикальная оси)=(C, 25 A+B)), может находиться в области, определяемой четырьмя точками, P1-P4, где P1: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P2: (C, A+B)=(1,6, 0,4), P3: (C, A+B)=(2,9, 0,8) и P4: (C, A+B)=(2,9, 0,25); и, возможно, A≥0,01 и B≥0,01.
В таком оптическом волокне построенная точка может находиться в области, определяемой четырьмя точками, P5-P8, где P5: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P6: (C, A+B)=5 (1,6, 0,22), P7: (C, A+B)=(2,9, 0,42) и P8: (C, A+B)=(2,9, 0,25); и, возможно, A≥0,01 и B≥0,01.
В таком оптическом волокне второй силановый связующий агент может представлять собой тетраэтоксисилан.
В таком оптическом волокне первый силановый связующий агент может содержать радикально-полимеризуемую реакционноспособную группу и одну или более метоксильную группу.
В таком оптическом волокне второй силановый связующий агент может не содержать никаких радикально-полимеризуемых реакционноспособных групп, но может содержать одну или более этоксильную группу.
В таком оптическом волокне коэффициент водопоглощения вторичного слоя может находиться в интервале от 1,5 до 3,0%.
В таком оптическом волокне содержание первого силанового связующего агента может составлять от 0,05-10% масс. отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции после отверждения, которая образует первичный слой.
В таком оптическом волокне содержание второго силанового связующего агента может составлять от 0,05-10% масс. отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции после отверждения, которая образует первичный слой.
Результаты изобретения
В одном аспекте настоящего изобретения тесный контакт между непокрытым оптическим волокном и первичным слоем устойчиво сохраняется в сердцевине оптического волокна, даже если сердцевину оптического волокна используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода. Соответственно, можно предотвратить появление выступов непокрытого оптического волокна, возникающих в результате ухудшения состояния оптического волокна с течением времени, и увеличение потерь при передаче.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет вид поперечного сечения сердцевины оптического волокна согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет отношение суммы A и B к коэффициенту водопоглощения C вторичного слоя, где значение A получают умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента (S1), и значение B получают умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента (S2).
Фиг.3 представляет собой еще один чертеж, иллюстрирующий отношение суммы A и B к коэффициенту водопоглощения C вторичного слоя, где значение A получают умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента (S1), и значение B получают умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента (S2).
Осуществление изобретения
Далее будут разъяснены варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи.
Фиг.1 представляет вид поперечного сечения, иллюстрирующий структуру сердцевины оптического волокна, используемой в вариантах осуществления настоящего изобретения.
Сердцевину оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения изготавливают, ламинируя первичный слой 3 и вторичный слой 4 на непокрытое оптическое волокно 2, причем первичный слой 3 и вторичный слой 4 состоят из отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера.
Известное непокрытое оптическое волокно, изготовленное из кварцевого стекла, используется в качестве непокрытого оптического волокна 2, причем непокрытое оптическое волокно состоит из сердцевины, которая составляет центральную часть, и оболочки, покрывающей сердцевину. Следует отметить, что на фиг.1 не показана граница раздела между сердцевиной и оболочкой.
Первичный слой 3
Силановый связующий агент
Первичный слой 3 изготавливают отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, содержащей первый силановый связующий агент (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, и второй силановый связующий агент (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, на непокрытом оптическом волокне 2.
Первый силановый связующий агент (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, имеет радикально-полимеризуемую реакционноспособную (химически активную) группу (Y) и одну или более метоксильную группу. Например, предпочтительным является первый силановый связующий агент (S1), представленный ниже химической формулой (1).
Химическая формула (1):
где Y представляет собой радикально-полимеризуемую реакционноспособную группу, m представляет собой целое число от 0 до 2, n представляет собой целое число, равное 1 или 2, и Rn (R1 и R2) представляет собой углеводородную группу.
Число m составляет предпочтительно 0 или 1 и предпочтительнее 0.
Углеводородная группа, обозначенная как Rn (R1 и R2), независимо представляет собой алифатическую углеводородную группу или ароматическую углеводородную группу, а примером углеводородной группы является углеводородная группа, содержащая от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алифатической углеводородной группы включают в себя алкильную группу с прямой цепью, алкильную группу с разветвленной цепью и моноциклическую циклоалкильную группу. Среди них метильная группа, этильная группа, метилхлоридная группа и циклогексильная группа являются предпочтительными, а метильная группа и этильная группа являются более предпочтительными. Примером ароматической углеводородной группы является фенильная группа.
Предпочтительно Rn (R1 и R2) независимо представляет собой метильную группу или этильную группу, причем метильная группа является более предпочтительной. Вследствие высокой реакционной способности метоксильной группы, которая связана с атомом Si в первом силановом связующем агенте (S1), метоксильная группа легко гидролизуется в присутствии молекул воды, и затем реагирует с гидроксильной группой на поверхности непокрытого стеклянного волокна, образуя силоксановую связь (Si-O-Si). В результате, атом Si в непокрытом стеклянном волокне и полимерный скелет, в который внедрена радикально-полимеризуемая реакционноспособная группа (Y), поперечно связываются через атом Si в первом силановом связующем агенте (S1).
Радикально-полимеризуемая реакционноспособная группа (Y) не ограничена какой-либо конкретной группой при условии, что она внедряется в скелет (основную цепь) отверждаемого ультрафиолетовым излучением полимера, который составляет первичный слой 3, и ее предпочтительным примером является ненасыщенная углеводородная группа. Более конкретно примеры радикально-полимеризуемой реакционноспособной группы (Y) включают в себя (мет)акрилоксидную группу и винильную группу.
Второй силановый связующий агент (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, не содержит никаких радикально-полимеризуемых реакционноспособных групп (Y), но содержит одну или более этоксильную группу. Пример второго силанового связующего агента (S2) представлен ниже химической формулой (2).
Химическая формула (2):
где k представляет собой целое число от 0 до 3, j представляет собой целое число от 3 до 5, и Rj (R3-R5) представляет собой углеводородную группу.
Число k составляет предпочтительно от 0 до 2, предпочтительнее 0 или 1 и еще предпочтительнее равно 0. Когда число k равно 0, второй силановый связующий агент (S2) представляет собой тетраэтоксисилан.
Углеводородная группа, обозначенная как Rj (R3-R5), независимо представляет собой алифатическую углеводородную группу или ароматическую углеводородную группу, и примером углеводородной группы является углеводородная группа, содержащая от 1 до 6 атомов углерода. Алифатическая углеводородная группа представляет собой предпочтительно алкильную группу с прямой цепью, алкильную группу с разветвленной цепью и моноциклическую циклоалкильную группу, предпочтительнее метильную группу, этильную группу, метилхлоридную группу и циклогексильную группу и еще предпочтительнее - метильную группу и этильную группу. Примером ароматической углеводородной группы является фенильная группа.
Предпочтительно Rj (R3-R5) независимо представляет собой метильную группу или этильную группу.
Реакционная способность этоксильной группы, которая связана с атомом Si во втором силановом связующем агенте (S2), ниже, чем реакционная способность метильной группы. Однако этоксильная группа гидролизуется в присутствии молекул воды и затем реагирует с гидроксильной группой на поверхности непокрытого стеклянного волокна, причем гидроксильная группа, образующаяся в результате гидролиза алкоксильной группы в первом силановом связующем агенте (S1), и/или гидроксильная группа, образующаяся в результате гидролиза алкоксильной группы во втором силановом связующем агенте (S2), образуют силоксановую связь (Si-O-Si). В результате, атом Si во втором силановом связующем агенте (S2) может образовывать поперечную связь между атомом Si в непокрытом стеклянном волокне и первым силановым связующим агентом (S1).
Как описано выше, первый силановый связующий агент (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, содержит имеющую высокую реакционную способность метоксильную группу, но второй силановый связующий агент (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, содержит имеющую относительно низкую реакционную способность этоксильную группу, в результате чего тесный контакт между первичным слоем 3, образованным отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, содержащей силановые связующие агенты (S1) и (S2), и непокрытым оптическим волокном 2 можно стабилизировать на продолжительный период времени. Соответственно, можно повысить устойчивость, т.е. улучшить водостойкость сердцевины оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, когда сердцевина оптического волокна 1 используется в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода. В результате, когда сердцевину оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, можно подавлять возможность образования выступов непокрытого оптического волокна в результате ухудшения состояния оптического волокна с течением времени и увеличение потерь при передаче.
Содержание первого силанового связующего агента (S1) в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой 3 после отверждения, составляет предпочтительно от 0,05 до 10% масс. и предпочтительнее от 0,1 до 5% масс. В приведенном выше интервале тесный контакт между непокрытым стеклянным волокном 2 и первичным слоем 3 становится не только достаточным, но и устойчивым.
Содержание второго силанового связующего агента (S2) в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой 3 после отверждения, составляет предпочтительно от 0,05 до 10% масс. и предпочтительнее - от 0,1 до 5% масс. В приведенном выше интервале тесный контакт между непокрытым стеклянным волокном 2 и первичным слоем 3 становится не только достаточным, но и устойчивым.
Суммарное содержание первого и второго силановых связующих агентов (S1) и (S2) в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой 3 после отверждения, составляет предпочтительно от 0,1 до 10% масс. и предпочтительнее от 0,2 до 5% масс. В приведенном выше интервале тесный контакт между непокрытым стеклянным волокном 2 и первичным слоем 3 становится не только достаточным, но и устойчивым.
При следующем условии α первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2) предпочтительно содержатся в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой 3 после отверждения.
А именно, если A представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента (S1), B представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента (S2), и C представляет собой вышеупомянутый коэффициент водопоглощения вторичного слоя 4, то точка, построенная в двухмерной системе координат ((горизонтальная и вертикальная оси)=(C, A+B)), предпочтительно находится в области, определяемой четырьмя точками, P1-P4. Единица молярной концентрации представляет собой моль/л, и единица водопоглощения представляет собой %. Следует отметить, что область, определяемая четырьмя точками P1-P4, включает в себя линии, соединяющие эти четыре точки.
Четыре точки представляют собой P1: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P2: (C, A+B)=(1,6, 0,4), P3: (C, A+B)=(2,9, 0,8) и P4: (C, A+B)=(2,9, 0,25), при том условии, что A≥0,01 и B≥10 0,01.
Коэффициент водопоглощения вторичного слоя 4 представляет собой приведенный ниже коэффициент водопоглощения C, который определяется согласно стандарту JIS K7209A.
Коэффициент водопоглощения C=(w2-w1)/w1×100 (%);
где w1 представляет собой сухую массу (мг) исследуемого образца перед погружением в воду, и w2 представляет собой массу (мг) исследуемого образца после погружением в воду. Для проведения исследования в качестве образца используют пленку, толщина которой составляет 35 мкм, и эту пленку погружают в воду, температура которой составляет 60°C, на 24 часа. Водопоглощение представляет собой разность масс w2-w1.
В двухмерной системе координат на фиг.2 область, определяемая четырьмя точками P1-P4, представлена как область, ограниченная штриховыми линиями. Регулируя каждое значение из значения A, полученного умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента (S1), значения B, полученного умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента (S2), и значения C, которое представляет собой коэффициент водопоглощения вторичного слоя 4, таким образом, чтобы построенная точка находилась в пределах данной области, тесный контакт между первичным слоем 3 и непокрытым оптическим волокном 2 можно стабилизировать на продолжительный период времени. Соответственно, можно дополнительно повысить устойчивость, т.е. дополнительно повысить водостойкость сердцевины оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, когда сердцевина оптического волокна 1 используется в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода. В результате, когда сердцевину оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, можно в достаточной степени подавлять появление выступов непокрытого оптического волокна, возникающих в результате ухудшения состояния оптического волокна с течением времени, и увеличение потерь при передаче.
При следующем условии β первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2) предпочтительнее содержатся в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой 3 после отверждения.
А именно, если A представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента (S1), B представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента (S2), и C представляет собой вышеупомянутый коэффициент водопоглощения вторичного слоя 4, то точка, построенная в двухмерной системе координат ((горизонтальная и вертикальная оси)=(C, A+B)), предпочтительнее находится в области, определяемой четырьмя точками, P5-P8. Единица молярной концентрации представляет собой моль/л, и единица водопоглощения представляет собой %. Следует отметить, что область, определяемая четырьмя точками P5-P8, включает в себя линии, соединяющие эти четыре точки.
Четыре точки представляют собой P5: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P6: (C, A+B)=(1,6, 0,22), P7: (C, A+B)=(2,9, 0,42) и P8: (C, A+B)=(2,9, 0,25), при том условии, что A≥0,01 и B≥0,01.
В двухмерной системе координат на фиг.3 область, определяемая четырьмя точками P5-P8, представлена как область, ограниченная штриховыми линиями. Регулируя каждое значение из значения A, которое представляет собой молярную концентрацию первого силанового связующего агента (S1), значения B, которое представляет собой молярную концентрацию второго силанового связующего агента (S2), и значения C, которое представляет собой коэффициент водопоглощения вторичного слоя 4, таким образом, чтобы построенная точка находилась в пределах данной области, тесный контакт между первичным слоем 3 и непокрытым оптическим волокном 2 можно стабилизировать на продолжительный период времени. Соответственно, можно дополнительно повысить устойчивость, т.е. дополнительно повысить водостойкость сердцевины оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения, когда сердцевину оптического волокна 1 используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода. В результате, когда сердцевину оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, можно в достаточной степени подавлять появление выступов непокрытого оптического волокна, возникающих в результате ухудшения состояния оптического волокна с течением времени, и увеличение потерь при передаче. Кроме того, чрезмерно тесный контакт (адгезия) между непокрытым оптическим волокном 2 и первичным слоем 3 можно предотвращать перед укладкой сердцевины оптического волокна 1 в окружающую среду для ее использования, в результате чего покрытие можно будет легко снимать, и, таким образом, первичный слой 3 и вторичный слой 4 можно будет легко отслаивать от непокрытого оптического волокна 2 в процессе работы по укладке.
Когда отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию отверждают на непокрытом оптическом волокне 2, тесный контакт между непокрытым оптическим волокном 2 и первичным слоем 3 может оказаться благоприятным, если реакция между первым и вторым силановыми связующими агентами (S1) и (S2), которые содержатся в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, и кварцевым стеклом, из которого состоит непокрытое оптическое волокно 2, протекает соответствующим образом. Три типа реакций между силановыми связующими агентами и кварцевым стеклом включают в себя следующие реакции (A)-(C):
(A) реакция между первым силановым связующим агентом (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, и кварцевым стеклом;
(B) реакция между вторым силановым связующим агентом (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, и кварцевым стеклом;
(C) одновременная реакция между вторым силановым связующим агентом (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, и первым силановым связующим агентом (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, и кварцевым стеклом.
По-видимому, прочность связывания различается для каждой из реакций типов (A)-(C). В варианте осуществления настоящего изобретения первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2) используют вместе для точного регулирования прочности связывания этих трех видов таким образом, чтобы тесный контакт между непокрытым оптическим волокном 2 и первичным слоем 3 можно было стабилизировать на продолжительный период времени. В результате, когда сердцевину оптического волокна 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, можно повышать устойчивость тесного контакта; и можно подавлять появление выступов непокрытого оптического волокна 2, возникающих в результате ухудшения состояния оптического волокна с течением времени, и увеличение потерь при передаче.
Как описано выше, когда сердцевину оптического волокна 1 используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, скорость поступления воды в первичный слой 3 можно устанавливать в пределах заданного интервала, используя условия α и β, которые показывают соотношения между коэффициентом водопоглощения C вторичного слоя 4 и молярными концентрациями A и B, где каждое из значений A и B соответствует каждому из силановых связующих агентов в первичном слое 3. В результате, вода, поступающая в первичный слой, гидролизует силановые связующие агенты в первичном слое 3, и, таким образом, тесный контакт между первичным слоем 3 и непокрытым оптическим волокном 2 предположительно будет постепенно усиливаться в процессе использования. С другой стороны, вследствие ухудшения состояния с течением времени тесный контакт между первичным слоем 3 и непокрытым оптическим волокном 2 будет постепенно ослабляться в процессе использования.
Таким образом, когда сердцевину оптического волокна 1 используют в окружающей среде, в которой на нее воздействует вода, тесный контакт изменяется в двух противоположных направлениях, и тесный контакт будет стабилизироваться на продолжительный период времени путем взаимного подавления этих двух изменений друг с другом.
Отверждаемый ультрафиолетовым излучением полимер
Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция, которая образует первичный слой 3 после отверждения, содержит, по меньшей мере, первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2), полимерный компонент (полимерный скелет) и инициатор фотополимеризации.
Олигомер, содержащий известную ненасыщенную полимеризуемую группу, в котором полимеризацию полимеризуемой группы можно инициировать облучением ультрафиолетовым светом (или инфракрасным светом, видимым светом, рентгеновским излучением, электронным пучком, гамма-излучением и т.п.) (далее иногда называется термином «ненасыщенный полимеризуемый олигомер»), можно использовать в качестве полимерного компонента. Кроме того, мономер, содержащий ненасыщенную полимеризуемую группу (далее иногда называется термином «ненасыщенный полимеризуемый мономер») можно добавлять в качестве полимерного компонента.
Предпочтительно олигомер представляет собой уретанакрилатный олигомер.
Ненасыщенный полимеризуемый мономер может представлять собой монофункциональный ненасыщенный полимеризуемый мономер или полифункциональный ненасыщенный полимеризуемый мономер. Среди них акрилатный мономер и виниловый мономер являются предпочтительными.
Примером уретанакрилатных олигомеров является уретан(мет)акрилат. Пригодный к применению известный уретан(мет)акрилат представляет собой соединение, которое образуют в ходе реакции многоатомный спирт и органический полиизоцианат с (мет)акрилатным соединением, содержащим гидроксильную группу.
Примеры многоатомного спирта включают в себя алифатические многоатомные спирты, такие как неопентилгликоль, 3-метил-1,5-пентандиол, этиленгликоль, пропиленгликоль, 1,4-бутандиол, 1,6-гександиол, триметилолпропан, пентаэритрит, трициклодекандиметилол, бис(гидроксиметил)циклогексан и подобные соединения.
Примеры органического полиизоцианата включают в себя алифатические диизоцианаты, такие как гексаметилендиизоцианат, пентаметилендиизоцианат, пропилендиизоцианат, бутилендиизоцианат и подобные соединения; и алициклические диизоцианаты, такие как циклогександиизоцианат, метиленбис(циклогексилизоцианат), изофорондиизоцианат и подобные соединения.
Примеры (мет)акрилата, содержащего гидроксильную группу, включают в себя 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 1,4-бутандиолмоно(мет)акрилат, продукт реакции между 2-гидроксиэтил(мет)акрилатом и ε-капролактоном, 2-гидрокси-3-фенилоксипропил(мет)акрилат, пентаэритрит-три(мет)акрилат, глицеринди(мет)акрилат и подобные соединения. Среди них предпочтительным является (мет)акрилат, содержащий от 1 до 4 атомов углерода, такой как 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат или подобные соединения.
Примеры монофункционального ненасыщенного полимеризуемого мономера включают в себя (мет)акрилат, имеющий алициклическую структуру, такой как изоборнил(мет)акрилат, борнил(мет)акрилат, трициклодеканил(мет)акрилат, дициклопентанил(мет)акрилат, дициклопентенил(мет)акрилат, циклогексил(мет)акрилат, 4-бутилциклогексил(мет)акрилат и подобные соединения; (мет)акрилат, имеющий ароматическую структуру, такой как бензил(мет)акрилат и подобные соединения; соединения, такие как акрилоилморфолин, 2-гидроксиэтил(мет)акрилат, 2-гидроксипропил(мет)акрилат, 2-гидроксибутил(мет)акрилат, 2-гидрокси-3-феноксипропил(мет)акрилат, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, амил(мет)акрилат, изобутил(мет)акрилат, трет-бутил(мет)акрилат, пентил(мет)акрилат, изоамил(мет)акрилат, гексил(мет)акрилат, гептил(мет)акрилат, октил(мет)акрилат, изооктил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, нонил(мет)акрилат, децил(мет)акрилат, изодецил(мет)акрилат, ундецил(мет)акрилат, додецил(мет)акрилат, лаурил(мет)акрилат, стеарил(мет)акрилат, изостеарил(мет)акрилат, тетрагидрофурфурил(мет)акрилат, бутоксиэтил(мет)акрилат, этоксидиэтиленгликоль(мет)акрилат, феноксиэтил(мет)акрилат, полиэтиленгликольмоно(мет)акрилат, полипропиленгликольмоно(мет)акрилат, метоксиэтиленгликоль(мет)акрилат, этоксиэтил(мет)акрилат, метоксиполиэтиленгликоль(мет)акрилат, метоксиполипропиленгликоль(мет)акрилат, гидроксибутилвиниловый эфир, лаурилвиниловый эфир, цетилвиниловый эфир, 2-этилгексилвиниловый эфир и подобные соединения; и лактам, содержащий винильную группу, такой как N-винилпирролидон, N-винилкапролактам и подобные соединения.
Примеры полифункционального ненасыщенного полимеризуемого мономера включают в себя триметилолпропантри(мет)акрилат, пентаэритрит-три(мет)акрилат, этиленгликольди(мет)акрилат, тетраэтиленгликольди(мет)акрилат, полиэтиленгликольди(мет)акрилат, 1,4-бутандиолди(мет)акрилат, 1,6-гександиолди(мет)акрилат, неопентилгликольди(мет)акрилат, триметилолпропантриоксиэтил(мет)акрилат, трис(2-гидроксиэтил)изоцианурат-три(мет)акрилат, трис(2-гидроксиэтил) изоциануратди(мет)акрилат, трициклодекандиметанолди(мет)акрилат, диолди(мет)акрилат, где диол представляет собой аддукт этиленоксида или аддукт пропиленоксида и бисфенола A, диолди(мет)акрилат, где диол представляет собой аддукт этиленоксида или аддукт пропиленоксида гидрированного бисфенола A, эпоксиди(мет)акрилат, где (мет)акрилат добавляют к диглицидиловому эфиру бисфенола A, дивиниловый эфир триэтенгликоля и подобные соединения.
Содержание ненасыщенного полимеризуемого олигомера в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции составляет от 10 до 90% масс., предпочтительно - от 20 до 85% масс.
Ненасыщенный полимеризуемый олигомер предпочтительно представляет собой уретанакрилатный олигомер.
Инициатор фотополимеризации не ограничен каким-либо определенным примером при условии, что он способен инициировать полимеризацию ненасыщенного полимеризуемого соединения при облучении ультрафиолетовым светом или подобным излучением. Примеры инициатора фотополимеризации включают в себя 1-гидроксициклогексилфенилкетон, 2,2-диметокси-2-фенилацетофенон, ксантон, флуоренон, бензальдегид, флуорен, антрахинон, карбазол, 3-метилацетофенон, 4-хлорбензофенон, 4,4'-диметоксибензофенон, кетон Михлера (Michler), бензоинпропиловый эфир, бензионэтиловый эфир, бензилдиметилкеталь, 1-(4-изопропилфенил)-2-гидрокси-2-метилпропан-1-он, 2-гидрокси-2-метил-1-фенилпропан-1-он, тиоксантон, диэтилтиоксантон, 2-изопропилтиоксантон, 2-хлортиоксантон, 2-метил-1-[4-(метилтио)фенил]-2-морфолинопропан-1-он, 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксид, бис-(2,6-диметоксибензоил)-2,4,4-триметилпентилфосфиноксид и подобные соединения.
Хотя содержание инициатора фотополимеризации в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции зависит от типов и содержания ненасыщенного полимеризуемого соединения, оно составляет предпочтительно от 0,01 до 10% масс. и предпочтительнее от 0,1 до 4% масс.
Помимо перечисленного выше, в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции используют разнообразные добавки. Например, если это является желательным, можно добавлять антиоксидант, краситель, поглотитель ультрафиолетового излучения, светостабилизатор, ингибитор термической полимеризации, выравниватель, поверхностно-активное вещество, консервант/стабилизатор, пластификатор, смазочный материал, растворитель, наполнитель, противостаритель, модификатор смачиваемости и подобные материалы.
Толщина первичного слоя 3 предпочтительно находится в интервале от 20 до 40 мкм. В пределах данного интервала тесный контакт между непокрытым оптическим волокном 2 и первичным слоем 3 является достаточным.
Вторичный слой 4
Отверждаемый ультрафиолетовым излучением полимер
Вторичный слой 4 изготавливают отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции на первичном слое 3. Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция содержит, по меньшей мере, полимерный компонент (полимерный скелет) и инициатор фотополимеризации.
Полимерные компоненты и инициаторы фотополимеризации, представленные для первичного слоя 3, можно также применять для вторичного слоя 4. Типы и содержание ненасыщенных полимеризуемых олигомеров и ненасыщенных полимеризуемых мономеров в полимерном компоненте определяют, принимая во внимание коэффициент водопоглощения C вторичного слоя 4, полимер, возможность затвердевания, стойкость полимера и подобные свойства, тогда также ненасыщенные полимеризуемые олигомеры и ненасыщенные полимеризуемые мономеры используют в сочетании. Среди них предпочтительным является уретанакрилатный олигомер.
Другие добавки, представленные для первичного слоя 3, можно также вводить в отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию, которая образует вторичный слой 4 после отверждения, если это является желательным.
Коэффициент водопоглощения C вторичного слоя 4 составляет предпочтительно от 1,5 до 3,0% и предпочтительнее от 1,6 до 2,9%. Когда вторичный слой 4 используют с вышеупомянутым первичным слоем 3 в пределах данного интервала, результаты настоящего изобретения становятся достаточными. Определение коэффициента водопоглощения C уже обсуждалось выше.
Чтобы определять коэффициент водопоглощения C вторичного слоя 4, если это является желательным, можно использовать известный способ для определения типов и содержания основных полимеров в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует вторичный слой 4. Например, можно использовать способ, описанный в первой публикации японской нерассмотренной патентной заявки № 2007-334111 (патентный документ 1) или подобные способы.
Толщина вторичного слоя 4 предпочтительно находится в интервале от 20 до 40 мкм. В пределах данного интервала тесный контакт между первичным слоем 3 и вторичным слоем 4 является достаточным, в результате чего достаточной является износостойкость.
Примеры
Далее будут описаны примеры для более конкретного разъяснения вариантов осуществления настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничено данными примерами.
Пример 1
Изготовление сердцевины оптического волокна
Сначала материал основы оптического волокна, состоящий главным образом из кварцевого стекла, устанавливали в аксиальном и подвижном положении в вытяжной печи. Вытягивание волокна из расплава осуществляли, нагревая нижнюю часть материала основы оптического волокна приблизительно до 2000°C в атмосфере инертного газа, например, в атмосфере аргона или гелия и затем охлаждая для получения непокрытого оптического волокна.
Описанную ниже отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию, которая содержит первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2), равномерно наносили на поверхность непокрытого оптического волокна (диаметр которого равен 125 мкм), и отверждали ультрафиолетовым излучением, получая первичный слой (диаметр которого равен 190 мкм, а толщина равна 32,5 мкм). Кроме того, другую отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию равномерно наносили на поверхность первичного слоя и отверждали ультрафиолетовым излучением, образуя вторичный слой (у которого диаметр равен 245 мкм, а толщина равна 27,5 мкм), и в результате этого была получена сердцевина оптического волокна.
Силановый связующий агент
Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция, которая содержала 0,8% масс. 3-метакрилоксипропилтриметоксисилана (молекулярная масса 248) была изготовлена в качестве первого силанового связующего агента (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет. Согласно вычислению, значение A, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента (S1) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле, составляло 0,033 (моль/л)×3=0,1.
Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция, которая содержала 0,5% масс. тетраэтоксисилана (молекулярная масса 208) была изготовлена в качестве второго силанового связующего агента (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет. Согласно вычислению, значение B, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента (S2) на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле, составляло 0,025 (моль/л)×4=0,1.
Отверждаемая ультрафиолетовым излучением полимерная композиция
Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию для образования первичного слоя изготавливали, смешивая первый и второй силановые связующие агенты (S1) и (S2), основной полимер {уретанакрилатный олигомер (80 масс. ч.), акрилатный мономер (10 масс. ч.) и виниловый мономер (10 масс. ч.)}, а также инициатор фотополимеризации (1,5 масс. ч.).
Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию для образования вторичного слоя изготавливали, смешивая основной полимер {уретанакрилатный олигомер (70 масс. ч.) и акрилатный мономер (30 масс. ч.)}, а также инициатор фотополимеризации (1,5 масс. ч.), не добавляя первого и второго силановых связующих агентов (S1) и (S2). Коэффициент водопоглощения C вторичного слоя доводили до 1,6.
Коэффициент водопоглощения C вторичного слоя измеряли, используя специально изготовленную для исследования пленку и применяя способ измерения согласно стандарту JIS K7209 «Пластмассы - определение водопоглощения». Исследуемую пленку изготавливали нанесением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует вторичный слой, на акриловую пластину, используя устройство для получения покрытий методом центрифугирования, и затем отверждали отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию.
Оценка сердцевины оптического волокна
Изготовленную сердцевину оптического волокна исследовали, оценивая увеличение потерь при передаче, выступ непокрытого оптического волокна и возможность снятия покрытия.
После погружения изготовленной сердцевины оптического волокна на один месяц в теплую воду, температура которой составляла 60°C, увеличение потерь при передаче измерялось для света с длиной волны 1,55 мкм. В результате, увеличение потерь при передаче сердцевины оптического волокна было меньше или равно 0,01 дБ/км.
После погружения изготовленной сердцевины оптического волокна (длиной 100 м) на один месяц в теплую воду, температура которой составляла 60°C, выступ непокрытого оптического волокна оценивали следующим образом: оценка «G» означает, что длина выступа непокрытого оптического волокна на конце сердцевины оптического волокна составляет менее чем 1 мм, а оценка «F» означает, что длина выступа составляет 1 мм или более. В результате, для выступа непокрытого оптического волокна в данной сердцевине оптического волокна была получена оценка «G».
После снятия покрытия изготовленной сердцевины оптического волокна количество остатков полимера, находящихся на непокрытом стеклянном волокне, определяли визуально, и в результате этого оценивали возможность удаления покрытия. В этой оценке «G» означает, что остатки полимера находились только на части непокрытого стеклянного волокна, или никаких остатков полимера не было на непокрытом стеклянном волокне и «F» означает, что остатки полимера находились почти на всей поверхности непокрытого стеклянного волокна. В результате, для возможности удаления покрытия с непокрытого оптического волокна для данной сердцевины оптического волокна была получена оценка «G».
Три результата описанной выше оценки представлены в таблице 2.
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан выше, за исключением того, что каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изменяя содержание первого и второго силановых связующих агентов (S1) и (S2) в отверждаемом ультрафиолетовым излучением полимере, который образует первичный слой. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан выше. Результаты представлены в таблицах 1 и 2.
В таблицах 1 и 2 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Результаты из таблиц 1 и 2 представлены в виде графика, построенного в двухмерной системе координат, в которой горизонтальная ось представляет собой коэффициент водопоглощения C вторичного слоя, и вертикальная ось представляет собой сумму значений A и B (см. фиг.2 и 3).
Для точек, приведенных на фиг.2, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», «■» представляет точки с оценками «≤0,01/G/F», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км.
Для точек, приведенных на фиг.3, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км; однако точки с оценками «≤0,01/G/F» не представлены.
Пример 2
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что первый силановый связующий агент (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, изменяли на винилтриметоксисилан (молекулярная масса 148). Таким образом, используя винилтриметоксисилан в качестве первого силанового связующего агента (S1), сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изготовили таким же способом, который описан в примере 1. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблице 3.
В таблице 3 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Помимо результатов из таблиц 1 и 2 результаты из таблицы 3 также приведены в виде графика, построенного в двухмерной системе координат, в которой горизонтальная ось представляет собой коэффициент водопоглощения C вторичного слоя, и вертикальная ось представляет собой сумму значений A и B (см. фиг.2 и 3).
Для точек, приведенных на фиг.2, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», «■» представляет точки с оценками «≤0,01/G/F», и «▲» представляет собой точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км.
Для точек, приведенных на фиг.3, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км; однако точки с оценками «≤0,01/G/F» не представлены.
Пример 3
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что второй силановый связующий агент (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, изменяли на метилтриэтоксисилан (молекулярная масса 178). Таким образом, используя метилтриэтоксисилан в качестве второго силанового связующего агента (S2), сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изготовили таким же способом, который описан в примере 1. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблице 4.
В таблице 4 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Помимо результатов из таблиц 1-3 результаты из таблицы 4 также приведены в виде графика, построенного в двухмерной системе координат, в которой горизонтальная ось представляет собой коэффициент водопоглощения C вторичного слоя, и вертикальная ось представляет собой сумму значений A и B (см. фиг.2 и 3).
Для точек, приведенных на фиг.2, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», «■» представляет точки с оценками «≤0,01/G/F», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км.
Для точек, приведенных на фиг.3, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км; однако точки с оценками «≤0,01/G/F» не представлены.
Пример 4
Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию, которая образует вторичный слой, изготовили таким образом, что коэффициент водопоглощения C вторичного слоя составлял 2,5. Для ее изготовления смешивали основной полимер {уретанакрилатный олигомер (65 масс. ч.), акрилатный мономер (35 масс. ч.) и виниловый мономер (10 масс. ч.)}, а также инициатор фотополимеризации (1,5 масс. ч.).
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что коэффициент водопоглощения C вторичного слоя изменяли на 2,5. Таким образом, сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изготавливали таким же способом, который описан в примере 1. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблицах 5 и 6.
В таблицах 5 и 6 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Помимо результатов из таблиц 1-4 результаты из таблиц 5 и 6 также приведены в виде графика, построенного в двухмерной системе координат, в которой горизонтальная ось представляет собой коэффициент водопоглощения C вторичного слоя, и вертикальная ось представляет собой сумму значений A и B (см. фиг.2 и 3).
Для точек, приведенных на фиг.2, «◊» представляет точки с оценками «M≤0,01/G/G», «■» представляет точки с оценками «0,01/G/F», и «▲» представляет собой точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км.
Для точек, приведенных на фиг.3, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км; однако точки с оценками «≤0,01/G/F» не представлены.
Пример 5
Отверждаемую ультрафиолетовым излучением полимерную композицию, которая образует вторичный слой, изготовили таким образом, что коэффициент водопоглощения C вторичного слоя составлял 2,9. Для ее изготовления смешали основной полимер {уретанакрилатный олигомер (65 масс. ч.) и акрилатный мономер (35 масс. ч.)}, а также инициатор фотополимеризации (1,5 масс. ч.).
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что коэффициент водопоглощения C вторичного слоя изменили на 2,9. Таким образом, сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменялось в интервале от 0 до 0,2, изготовили таким же способом, который описан в примере 1. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблицах 7 и 8.
В таблицах 7 и 8 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Помимо результатов из таблиц 1-6 результаты из таблиц 7 и 8 также представлены в виде графика, построенного в двухмерной системе координат, в которой горизонтальная ось представляет собой коэффициент водопоглощения C вторичного слоя, и вертикальная ось представляет собой сумму значений A и B (см. фиг.2 и 3).
Для точек, приведенных на фиг.2, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», «■» представляет точки с оценками «≤0,01/G/F», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км.
Для точек, приведенных на фиг.3, «◊» представляет точки с оценками «≤0,01/G/G», и «▲» представляет точки с оценками, в которых увеличение потерь при передаче превышает 0,01 дБ/км; однако точки с оценками «≤0,01/G/F» не представлены.
Сравнительный пример 1
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что первый силановый связующий агент (S1), который может быть внедрен в полимерный скелет, изменили на 3-метакрилоксипропилтриэтоксисилан (молекулярная масса 290). Таким образом, используя 3-метакрилоксипропилтриэтоксисилан в качестве первого силанового связующего агента (S1), сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изготовили таким же способом, который описан в примере 1. Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблице 9.
В таблице 9 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
Сравнительный пример 2
Сердцевины оптических волокон изготовили таким же способом, который описан в примере 1, за исключением того, что второй силановый связующий агент (S2), который не может быть внедрен в полимерный скелет, изменили на тетраметоксисилан (молекулярная масса 152). Таким образом, используя тетраметоксисилан в качестве второго силанового связующего агента (S2), сердцевины оптических волокон, в которых каждое из значений A и B независимо изменяли в интервале от 0 до 0,2, изготовили таким же способом, который описан в примере 1.
Каждую из полученных сердцевин оптических волокон оценили таким же способом, который описан в примере 1. Результаты представлены в таблице 10.
В таблице 10 оценки для каждой из сердцевин оптических волокон представлены в следующем порядке: увеличение потерь при передаче (дБ/км)/выступ непокрытого оптического волокна/возможность удаления покрытия.
В таблице 11 используемые первые силановые связующие агенты (S1) и вторые силановые связующие агенты (S2), а также коэффициенты водопоглощения C вторичного слоя изготовленных сердцевин оптических волокон представлены индивидуально для каждого из примеров и сравнительных примеров.
В таблице 12 молекулярная масса, число алкоксильных групп, один пример содержания (г) в 1 л отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, концентрация данного содержания (масс.%), молярная концентрация данного содержания (моль/л) и значение, которое представляет собой произведение числа алкоксильных групп и молярной концентрации, при данном содержании представлены отдельно для каждого из силановых связующих агентов.
Как очевидно из представленных выше результатов, сердцевины оптических волокон согласно вариантам осуществления настоящего изобретения являются превосходящими или эквивалентными по сравнению с сердцевинами оптических волокон согласно сравнительным примерам в отношении оценок «увеличение потерь при передаче» и «выступ непокрытого оптического волокна».
Кроме того, очевидно, что оценки «увеличение потерь при передаче» и «выступ непокрытого оптического волокна» для сердцевин оптических волокон согласно вариантам осуществления настоящего изобретения являются в достаточной степени превосходными, если значения A и B, а также коэффициент водопоглощения C, которые построены в двухмерной системе координат ((горизонтальная и вертикальная оси)=(C, A+B)), находятся в области, определяемой четырьмя точками, P1-P4, где P1: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P2: (C, A+B)=(1,6, 0,4), P3: (C, A+B)=(2,9, 0,8) и P4: (C, A+B)=(2,9, 0,25), при том условии, что A≥0,01 и B≥0,01.
Кроме того, очевидно, что оценки «увеличение потерь при передаче» и «выступ непокрытого оптического волокна» для сердцевин оптических волокон согласно вариантам осуществления настоящего изобретения являются в достаточной степени превосходными, и оценки «возможность удаления покрытия» для данных сердцевин оптических волокон также являются превосходными, если значения A и B, а также коэффициент водопоглощения C, которые построены в двухмерной системе координат ((горизонтальная и вертикальная оси)=(C, A+B)), находятся в области, определяемой четырьмя точками, P5-P8, где P5: (C, A+B)=(1,6, 0,1), P6: (C, A+B)=(1,6, 0,22), P7: (C, A+B)=(2,9, 0,42) и P8: (C, A+B)=(2,9, 0,25), при том условии, что A≥0,01 и B≥0,01.
Промышленная применимость
Сердцевина оптического волокна согласно настоящему изобретению используется для передачи информации и сообщений, и она может быть применима для всех типов оптических волокон, таких как одномодовое волокно, одномодовое волокно с минимальным смещением длины волны и т.п. Сердцевина оптического волокна согласно настоящему изобретению может быть также применима в качестве оптического компонента.
Список условных обозначений
1: Сердцевина оптического волокна
2: Непокрытое оптическое волокно
3: Первичный слой
4: Вторичный слой
Изобретение относится к волоконной оптике. Сердцевина оптического волокна имеет первичный и вторичный слой, которые ламинированы на непокрытое оптическое волокно. Первичный слой образован отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, содержащей первый силановый связующий агент, который может быть внедрен в полимерный скелет. Второй силановый связующий агент не может быть внедрен в полимерный скелет. Первый силановый связующий агент содержит радикально-полимеризуемую реакционноспособную группу и соединение, имеющее одну или более метоксильных групп. Второй силановый связующий агент не содержит ни одной радикально-полимеризуемой реакционноспособной группы, но содержит соединение, имеющее одну или более этоксильных групп. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 12 табл.
1. Сердцевина оптического волокна, содержащая первичный слой и вторичный слой, которые ламинированы на непокрытое оптическое волокно, в которой:
первичный слой образован отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, содержащей первый силановый связующий агент, который может быть внедрен в полимерный скелет, и второй силановый связующий агент, который не может быть внедрен в полимерный скелет,
первый силановый связующий агент содержит радикально-полимеризуемую реакционноспособную группу и соединение, имеющее одну или более метоксильных групп, и
второй силановый связующий агент не содержит ни одной радикально-полимеризуемой реакционноспособной группы, но содержит соединение, имеющее одну или более этоксильных групп.
2. Сердцевина оптического волокна по п. 1, в которой:
первый силановый связующий агент и второй силановый связующий агент содержатся в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой, и,
если А представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента, В представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента, и С представляет собой коэффициент водопоглощения вторичного слоя, то
точка, построенная в двухмерной системе координат [(горизонтальная и вертикальная оси) = (С, А+В)], находится в области, определяемой четырьмя точками Р1-Р4, где Р1: (С, А+В) = (1,6, 0,1), Р2: (С, А+В) = (1,6, 0,4), Р3: (С, А+В) = (2,9, 0,8) и Р4: (С, А+В) = (2,9, 0,25); и А≥0,01 и В≥0,01.
3. Сердцевина оптического волокна по п. 2, в которой построенная точка находится в области, определяемой четырьмя точками Р5-Р8, где Р5: (С, А+В) = (1,6, 0,1), Р6: (С, А+В) = (1,6, 0,22), Р7: (С, А+В) = (2,9, 0,42) и Р8: (С, А+В) = (2,9, 0,25); и А≥0,01 и В≥0,01.
4. Сердцевина оптического волокна по любому из пп. 1-3, в которой второй силановый связующий агент представляет собой тетраэтоксисилан.
5. Сердцевина оптического волокна по любому из пп. 1-3, в которой коэффициент водопоглощения вторичного слоя находится в интервале от 1,5 до 3,0%.
6. Сердцевина оптического волокна по любому из пп. 1-3, в которой содержание первого силанового связующего агента составляет от 0,05 до 10 мас.% отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой после отверждения.
7. Сердцевина оптического волокна по любому из пп. 1-3, в которой содержание второго силанового связующего агента составляет от 0,05 до 10 мас.% отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой после отверждения.
8. Сердцевина оптического волокна по любому из пп. 1-3, в которой радикально-полимеризуемая реакционноспособная группа первого силанового связующего агента содержит ненасыщенную углеводородную группу, (мет)акрилоксидную группу или винильную группу.
9. Сердцевина оптического волокна, содержащая первичный слой и вторичный слой, которые ламинированы на непокрытое оптическое волокно, в которой:
первичный слой образован отверждением отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, содержащей первый силановый связующий агент, который может быть внедрен в полимерный скелет, и второй силановый связующий агент, который не может быть внедрен в полимерный скелет,
первый силановый связующий агент содержит соединение, имеющее метоксильную группу,
второй силановый связующий агент содержит соединение, имеющее этоксильную группу,
первый силановый связующий агент и второй силановый связующий агент содержатся в отверждаемой ультрафиолетовым излучением полимерной композиции, которая образует первичный слой, и,
если А представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации первого силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле первого силанового связующего агента, В представляет собой значение, полученное умножением молярной концентрации второго силанового связующего агента на число алкоксильных групп, существующих в одной молекуле второго силанового связующего агента, и С представляет собой коэффициент водопоглощения вторичного слоя, то
точка, построенная в двухмерной системе координат [(горизонтальная и вертикальная оси) = (С, А+В)], находится в области, определяемой четырьмя точками Р1-Р4, где Р1: (С, А+В) = (1,6, 0,1), Р2: (С, А+В) = (1,6, 0,4), Р3: (С, А+В) = (2,9, 0,8) и Р4: (С, А+В) = (2,9, 0,25); и А≥0,01 и В≥0,01.
| US 5664041 A, 02.09.1997 | |||
| JP 2004131381 A, 30.04.2004 | |||
| JPH 09508886 A, 09.09.1997 | |||
| JP 2007334111 A, 27.12.2007 |
