[发明专利]具有增加的模量和提高了的热致可剥性的涂层光纤

说明书

本发明一般涉及一种光纤用的保护涂层，更具体地说，涉及具有增加了的模量和提高了的热致特性以易于从光纤上除去的涂层。

在光纤的制造中，玻璃预制棒被垂直悬挂和以可控的速率移动到炉内。在炉内预制件软化，并由位于拉伸架底座上的拉丝卷筒从预制棒熔化端自由地拉制玻璃纤维(又称为光纤)。因为玻璃纤维表面容易受磨损，所以需要在拉制后而未与任何表面接触前立即给纤维上涂料。由于施加涂层材料不能损伤玻璃表面，因此施加液体状态的涂料。一旦加上后，该涂料必须在玻璃纤维达到卷筒前固化。一般涂层是用光致固化法--将液体涂料暴露于电磁辐射，可取的是紫外(UV)光下转变成固体的工艺方法，在短时间间隔内完成。

因为纤维既细又软，当它受到机械应力，例如在加工或暴露于各种温度环境的期间遭受的应力时，容易弯曲。纤维上的这种弯曲往往导致光损失，此损失远大于纤维本身的固有损失并发现需要保护玻璃纤维免遭这种弯曲。所以，需要涂料为玻璃纤维做缓冲防止弯曲，并且一般给拉制的光纤加上两层涂料。把具有相对低原地平衡模量的内(底层)涂层，直接施加到玻璃纤维上。底涂层的原地模量(in situmodulus)就是在纤维上测得的涂层的平衡模量。具有相对高模量的外(次)涂层包围着底涂层。同时，只要底涂层保持与玻璃的粘结，这些涂层就保护玻璃纤维的高抗拉强度。

纤维与底涂层之间的界面粘接希望牢固，以免在纤维制造和随后处理期间粘接破裂。这种破裂可能导致形成“分层”区，反过来分层区会影响纤维的光学性能。分层区是以纤维和底涂层界面的间隙为特征。该间隙改变了分层点的机械性质并可能引起光纤传输损耗。即使实质上对光学性能没有影响，分层也可能产生消极的用户感受并因此是不能接受的。因而，希望纤维／底涂层粘结要坚固。

一般说来，在给定的温度下的抗分层性由支承件上在拉力下支持涂敷的纤维和将已知负荷加到纤维上驱动圆筒形钢件来确定。在撞击后，观察纤维分层情况，并在纤维上其它位置重复此检测。使50％的撞击区分层的负荷，称作涂敷光纤的抗分层性(“DR50”)。另外，有关抗分层性测试的细节，陈述在1999．6．1颁发给R．L．Decker等人的美国专利No．5908484中，名称为：“制造一种涂层光纤的方法包括测试该涂层的抗分层性(Method of Making A Coated Optical FiberComprising Measuring the Delamination Resistance of theCoating)”，这里被一并参考。

有什么可以认为是同抗分层性对立的要求，也就是希望能容易地将底涂层从玻璃纤维上剥离下来--特别是，当以阵列方式把许多光纤粘接在一起时，如美国专利490126所示。通常，把这种阵列称作“条带”。实际上，如果不能将涂料干净并容易地除去，随后对拼接和互连操作将有严重妨碍。

普遍认为，涂层光纤的抗分层性(和其抗剥离性)正比于底涂层的原地模量(随后称之为模量)。因此，模量范围的选择并没有给纤维提供最大保护，而宁可说是被迫选择与易剥离有关的相对较低模量范围涂层。

根据本发明，一种光纤，配备以具有提高了的热致特性以便容易从光纤上除去的保护涂层。特别是在升高的温度下用于剥离，抗分层能力降到低水平而实际上不依赖于模量。这允许制造一种在室温下具有相对高模量的保护性涂层的光纤，但由于提高了它的热致特性，故在升高的温度下仍然相当容易剥离。因而，例如申请人能够提供一种带保护性涂层的光纤或带，其具有室温模量至少90psi，以及高温抗分层性小于室温抗分层性的40％，更可取的是小于30％。理想的是以聚醚主链和非极性单体为基的涂层。

参照附图，通过下列的详细说明，本发明和其操作方法将更加清楚，其中：

图1是按照本发明包括一涂层系的光纤端视剖面图；

图2为表示一组带涂层的玻璃纤维与基质粘接材料粘接一起的光纤带的立体图；

图3A-3C表示应用带剥离器，示出从一组玻璃纤维上除去基质粘合料和涂料的三个顺序阶段；

图4A-4C说明各光纤带剥离过程的结果；

图5揭示具有多条光纤带的光缆。

本说明分为三部分：部分1描述导致本发明的实验结果；部分2描述应用本发明的典型光纤产品；和部分3描述按照本发明的带涂层光纤的例子。

1．本发明的实验基础