用于短數據網絡的光纖涂層的制作方法
【專利說明】
[0001 ]本申請根據35 U. S. C. § 119，要求2013年6月24日提交的美國臨時申請系列第61 / 838386號的優先權，本文W該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。
技術領域
[0002]本發明屬于用于光纖的涂層。更具體地，本發明屬于用于短數據網絡的狹窄和高 度應力構造的光纖的涂層。最為具體地，本發明屬于用于短數據網絡的光纖的涂層，其能夠 被干凈地剝去，與連接器和聯接器進行整合。 巧00引發明背景
[0004]短數據網絡代表的是光纖的新興機會領域。在短數據網絡中，組件之間的互聯距 離是短的，并且空間限制通常要求互聯件的彎曲或細緊受限。例如，在消費者電子應用中， 在裝置的目標用途期間，互連件可能至少在短時間內經受極端細緊的彎曲（例如，半徑< 3mm)。隨著電子器件和數據網絡不斷變得小型化，市場對于不斷增加的需求條件下能夠運 行的互連技術會持續增長。
[000引迄今為止，用于短數據網絡的光纖受到如下原因的限制：當安裝在受限或彎曲構 造中時，在光纖內產生的與內應力相關的疲勞性。為了擴大在短數據網絡中光纖的使用，需 要開發當用于高度應力的構造中抗疲勞且維持性能的光纖。
[0006] 美國公開專利申請第2013/0300367號提出了一種增加光纖的抗疲勞性的策略。在 該申請中，在涂覆光纖的設計中包括了內涂層，從而改善抗疲勞性。內涂層作為混合包層， 放置在玻璃包層和中間（第一）涂層之間。混合包層的厚度小于或等于約20皿，其是由組合 物固化形成的，所述組合物包含可光固化的基礎組合物W及光致生酸化合物。可光固化的 基礎組合物通常包含丙締酸醋單體和/或低聚物。在存在用于使得基礎組合物固化的福射 的情況下，光致生酸化合物反應釋放出酸性片段，其改變了過程的化學性，產生導致光纖的 動態抗疲勞性得到顯著改善的混合包層。
[0007] 除了抗疲勞性之外，適用于短數據網絡的光纖需要符合標準光纖組裝工藝，光纖 與連接器和聯接器的界面需要在網絡的裝置內或者裝置間的組件之間形成互連。光纖組裝 工藝中的第一個步驟是熱剝去第一涂層和第二涂層。在標準剝去工藝中所達到的溫度可W 到達150-200°C。為了將混合包層用作改善抗疲勞性的策略，混合包層必須與標準熱剝去工 藝相容。必須可W在不損壞混合包層或者不在混合包層上留下殘留第一涂層的情況下，從 混合包層剝去第一涂層。如果混合包層在剝去操作遭到損壞或者來自第一涂層的殘留物留 在混合包層上，則（1)難W將經過剝除的光纖插入到套圈中；W及（2)難W將連接器與經過 剝除的光纖進行固定。混合包層還必須在常用剝除溫度下是穩定的。用于短數據網絡的現 有光纖具有差的剝除特性。存在開發具有用于短數據網絡的抗疲勞性的光纖的需求，該光 纖與常規剝除工藝是相容的。

【發明內容】

[0008] 本發明提供了具有優異的抗疲勞性W及與常規剝除工藝優異相容性的光纖。光纖 可包括玻璃纖忍、玻璃包層和混合包層。光纖還可任選地包括第一涂層和第二涂層。可w對 混合包層與第一涂層之間的粘合強度進行控制，W實現常規剝除溫度下第一涂層的干凈剝 除。混合包層還可W是常用剝除溫度下是高溫穩定的、高玻璃轉化溫度(Tg)w及高模量的。
[0009] 可W通過組合物的固化形成混合包層，所述組合物可包括單體、低聚物、光引發劑 和增滑組分。組合物還可包括光致生酸化合物。單體可W是單官能或者多官能的。單體可W 包括可福射固化的官能團。單體的可福射固化的官能團可W包括（甲基)丙締酸醋基團。低 聚物可W是單官能或者多官能的。低聚物可W包括可福射固化的官能團。低聚物的可福射 固化的官能團可W包括（甲基)丙締酸醋基團。低聚物可W包括氨基甲酸醋連接鍵或者脈連 接鍵。
[0010] 增滑組分可W包括娃酬化合物或者具有一個或多個可福射固化官能團的娃酬化 合物。增滑組分可包括娃酬（甲基)丙締酸醋化合物，或者娃酬二（甲基)丙締酸醋化合物，或 者娃酬立（甲基）丙締酸醋化合物，或者娃酬四（甲基）丙締酸醋化合物。增滑組分可影響混 合包層與第一涂層之間的粘合強度。增滑組分可對粘合強度進行改性，W允許從混合包層 干凈地剝去第一涂層。
[0011] 在用于形成混合包層的組合物中，增滑組分的存在量可W是1-30重量％，或者5-15重量％，或者8-12重量％，或者約10重量％。
[0012] 當與圍繞的第一涂層和/或第二涂層結合使用時，混合包層的厚度或者徑向厚度 可W是至少2.5皿，或者至少5皿，或者至少10皿，或者至少15皿，或者至少20皿，或者至少25 皿，或者2.5-30皿，或者5-25皿，或者10-20皿，或者5-15皿。
[0013] 當在不存在第一或第二涂層的情況下用作光纖的外層時，混合包層可W直接接觸 玻璃包層并延伸到至少75皿的外半徑，從而為光纖提供至少150皿的外直徑，或者延伸到至 少90μπι的外半徑，從而為光纖提供至少180m的外直徑，或者延伸到至少100μπι的外半徑，從 而為光纖提供至少200皿的外直徑，或者延伸到至少122.5皿的外半徑，從而為光纖提供至 少245皿的外直徑，或者延伸到100-122.5皿的外半徑，從而為光纖提供200-245皿的外直 徑。
[0014] 混合包層可具有高的熱穩定性并在常用剝除溫度下具有足夠高的模量，從而在剝 除操作過程中保持完好和未受損。混合包層可具有足夠高的玻璃轉化溫度，從而使得光纖 保留剛性并在典型操作環境條件下提供保護功能。
[0015] 混合包層在25°C的楊氏模量可W至少為1500MPa，或者至少ISOOMPa，或者至少 2100MPa，或者至少2400MPa，或者至少2700MPa，或者至少3000MPa，或者1800-3300MPa，或者 2100-3000MPa〇
[0016] 混合包層在25°C的彈性模量可W至少為1200MPa，或者至少1500MPa，或者至少 ISOOMPa，或者至少2100MPa，或者至少2400MPa，或者至少2700MPa，或者至少3000MPa，或者 至少 3300MPa，或者 1300-3500M 化，或者 1300-3000M 化，或者 1300-2500M 化，或者 2100-3200MPa，或者 2200-2800MPa。
[0017] 混合包層在100°C的彈性模量可W至少為300M化，或者至少500M化，或者至少 TOOMPa，或者至少900MPa，或者至少1200MPa，或者至少ISOOMPa，或者至少ISOOMPa，或者至 少2100MPa，或者 300-2500MPa，或者400-2000MPa，或者 500-1700MPa。
[001引混合包層在15 0 °C的彈性模量可W至少為10 0M化，或者至少2 0 0M化，或者至少 SOOMPa，或者至少400MPa，或者至少500MPa，或者至少lOOOMPa，或者至少1500MPa，或者至少 2000MPa，或者 100-2500MPa，或者 300-1500MPa，或者 500-1000MPa。
[0019] 混合包層在200°C的彈性模量可W至少為50MPa，或者至少100M化，或者至少 150MPa，或者至少200MPa，或者至少250M化，或者至少300M化，或者至少500MPa，或者至少 lOOOMPa，或者 50-2000MPa，或者 lOO-lOOOMPa，或者 150-800MPa，或者 150-500MPa。
[0020] 混合包層的玻璃轉化溫度可W至少為40°C，或者至少50°C，或者至少60°C，或者至 少70°C，或者至少80°C，或者至少85°C，或者至少90°C，或者至少95°C，或者至少100°C，或者 至少105°C。
[0021] 混合包層的熱穩定性可W通過當暴露于高溫時所經受的重量損失來進行評估。對 于混合包層在空氣中Wl〇°C/分鐘從環境溫度加熱至700°C的TGA實驗中所測量的那樣，本 發明的混合包層的重量損失可W是在高至330°C的溫度下、或者高至345°C的溫度下、或者 高至360°C的溫度下，小于或等于10%。對于混合包層在空氣中W10°C/分鐘從環境溫度加 熱至700°C的TGA實驗中所測量的那樣，本發明的混合包層的重量損失可W是在高至360°C 的溫度下、或者高至380°C的溫度下、或者高至400°C的溫度下，小于或等于20%。對于混合 包層在空氣中Wl〇°C/分鐘從環境溫度加熱至700°C的TGA實驗中所測量的那樣，本發明的 混合包層的重量損失可W是在高至380°C的溫度下、或者高至400°C的溫度下、或者高至420 °〇的溫度下，小于或等于30%。在高至330°C的溫度下、或者高至345°C的溫度下、或者高至 360°C的溫度下，混合包層的重量損失可W小于或等于10%。在高至360°C的溫度下、或者高 至380°C的溫度下、或者高至400°C的溫度下，混合包層的重量損失可W小于或等于20%。在 高至380°C的溫度下、或者高至400°C的溫度下、或者高至420°C的溫度下，混合包層的重量 損失可W小于或等于30%。
[0022] 形成混合包層的組合物可W包括光致生酸化合物。當暴露于用于使得組合物固化 的福射時，光致生酸化合物可發生鍵裂，W釋放酸基團。相對于在不存在光致生酸化合物的 情況下形成的類似混合包層，在受應力或彎曲構造中，本發明的混合包層可W為玻璃光纖 提供更好的抗疲勞性。
[0023] 光致生酸化合物可W是鐵鹽，或者具有基于面化二價至屯價金屬或非金屬陰離子 的鐵鹽，釋放HF或F的鐵鹽，具有基于氣化(包括高度氣化和全氣化)的Ξ烷基橫酷甲基化物 或Ξ芳基橫酷甲基化物(tris a化}d-〇r arylsulfon}d methides)和對應的二烷基橫酷酷 亞胺或二芳基橫酷酷亞胺（bis alkyl-or arylsulfonyl imides)的陰離子的鐵鹽，二芳 基-重氮鹽，元素周期表的化族和B族、I a族和B族W及I族的鐵鹽，面鐵化a 1 on ium)鹽、季錠、 麟鐵(phosphoni皿)和神(arsoni皿)鹽，芳族梳鹽，氧化梳鹽，或者砸鹽。
[0024] 光致生酸化合物可W是非離子化合物，例如酷亞胺橫酸醋（imidosulfonates);橫 酸月虧;N-氧代酷亞胺橫酸醋（N-oxyimidosulfonates);二諷（disulfones)，包括α,α-亞甲基 二諷和二諷阱(disulfonehy化azines);重氮二諷(diazosulfones) ;N-橫酷氧代酷亞胺(N-sulfonyloxyimides);硝基芐基化合物；W及面化化合物。
[0025] 光致生酸化合物可W是鐵芳控絡合物。
[0026] 光致生酸化合物的存在量可W約為0.1-lOpph，或者約為0.5p地至高至約8p地，或 者約為Ip地至高至約7p地。
[0027] 可W由包括單體和光引發劑的組合物形成第一涂層。第一涂層組合物還可包括低 聚物。第一涂層組合物可w是可福射固化的。單體和/或低聚物可w包括可福射固化的官能 團。可福射固化的官能團可W是丙締酸醋或者甲基丙締酸醋基團。
[0028] 第一涂層的外直徑可W約為180皿，或者約為185皿，或者約為190皿，或者約為195 皿，或者約為200皿。第一涂層的楊氏模量可W低于混合包層。第一涂層的楊氏模量可W小 于lOMPa、或者小于5MPa、或者小于2.5MPa、或者小于IMPa。
[0029] 可W由包括單體和光引發劑的組合物形成第二涂層。第二涂層組合物還可包括低 聚物。第二涂層組合物可W是可福射固化的。單體和/或低聚物可W包括可福射固化的官能 團。可福射固化的官能團可W是丙締酸醋或者甲基丙締酸醋基團。單體和/或低聚物可W包 括氨基甲酸醋連接鍵或者脈連接鍵。
[0030] 第二涂層的外直徑可W約為210皿，或者約為220皿，或者約為230皿，或者約為240 皿，或者約為250皿。第二涂層的楊氏模量可W大于500M化、或者大于lOOOMPa、或者大于 1250MPa、或者大于1500MPa、或者大于1