FR3074922A1 - Structure d'epissage de fibres optiques - Google Patents
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Abstract
Une structure d'épissage de fibres optiques dans laquelle des fibres optiques sont couplées ensemble, les fibres optiques comprenant chacune : une portion de fibre revêtue incluant une fibre de verre et une couche de revêtement revêtant une périphérie externe de la fibre de verre ; et une portion de fibre nue où une certaine longueur de la fibre de verre est projetée à partir d'une face d'extrémité de la couche de revêtement dans une direction d'allongement, dans laquelle les faces d'extrémité de fibre de verre de la portion de fibre nue sont couplées ensemble par fusion, et une périphérie externe de la portion de fibre nue est revêtue par une couche de recouvrement, la couche de recouvrement est un produit durci d'une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette incluant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane et un agent de démoulage, et une teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 à 1,5 % en masse rapporté à une quantité totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette.
Description
Titre de l’invention STRUCTURE D’EPISSAGE DE FIBRES OPTIQUES DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne une structure d'épissage de fibres optiques. ARRIERE-PLAN
On connaît un procédé de protection d'une portion couplée par fusion de fibres optiques par revêtement de la portion avec une résine (se conférer par exemple aux littératures de brevets 1 à 4 suivantes).
Littérature de brevet 1 : demande de brevet japonais publiée avant examen N° 2003-75677 Littérature de brevet 2 : demande de brevet japonais publiée avant examen N° 2004331431
Littérature de brevet 3 : demande de brevet japonais publiée avant examen N° 2017-49400 Littérature de brevet 4 : demande de brevet japonais publiée avant examen N° 20ΙΟΙ 3403 8
RESUME
Line structure d'épissage de fibres optiques dans laquelle des fibres optiques sont couplées ensemble, les fibres optiques comprenant chacune : une portion de fibre revêtue incluant une fibre de verre et une couche de revêtement revêtant une périphérie externe de la fibre de verre ; et une portion de fibre nue où une certaine longueur de la fibre de verre est projetée à partir d'une face d'extrémité de la couche de revêtement dans une direction d’allongement, dans laquelle des faces d'extrémité de fibre de verre de la portion de fibre nue sont couplées ensemble par fusion, et une périphérie externe de la portion de fibre nue est revêtue avec une couche de recouvrement, la couche de recouvrement est un produit durci d'une composition de résine durcissable à lumière ultraviolette incluant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane et un agent de démoulage, et une teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 à 1,5 % en masse rapporté à une quantité totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [Fig.l] La figure 1 est une vue transversale schématique illustrant un exemple d'une structure d'épissage de fibres optiques selon le présent mode de réalisation.
[Fig.2] La figure 2 est une vue transversale schématique illustrant un exemple de la fibre optique.
DESCRIPTION DETAILLEE
La fiabilité d’épissage de la structure d'épissage obtenue par les procédés décrits dans les littératures de brevet ci-dessus n'est pas forcément suffisante.
Un objet de la présente invention est donc de fournir une structure d'épissage de fibres optiques ayant une excellente fiabilité d'épissage sur une portion couplée où des fibres optiques sont couplées ensemble.
Description de mode de réalisation selon la présente invention
Dans un premier temps, le contenu du mode de réalisation selon la présente invention sera décrit et détaillé. La structure d'épissage de fibres optiques selon un mode de réalisation de la présente invention est la suivante.
(1) Une structure d'épissage de fibres optiques dans laquelle des fibres optiques sont couplées ensemble, les fibres optiques comprenant chacune : une portion de fibre revêtue incluant une fibre de verre et une couche de revêtement revêtant une périphérie externe de la fibre de verre ; et une portion de fibre nue où une certaine longueur de la fibre de verre est projetée à partir d'une face d'extrémité de la couche de revêtement dans une direction d'allongement, dans laquelle les faces d'extrémité de fibre de verre de la portion de fibre nue sont couplées ensemble par fusion, et une périphérie externe de la portion de fibre nue est revêtue par une couche de recouvrement, la couche de recouvrement est un produit durci d'une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette incluant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane et un agent de démoulage, et une teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 à 1,5 % en masse rapporté à une quantité totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette. La couche de recouvrement est en général formée en disposant la portion de fibre nue dans un moule prédéterminé (par exemple, le moule est constitué de caoutchouc et consiste en un premier moule et un second moule ayant chacun une forme coupée en deux), en injectant un matériau formant une couche de recouvrement (composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette) dans un espace formé entre la portion de fibre nue et le moule, et puis en faisant durcir le matériau. Cependant, lorsque le matériau est devenu dur, la couche de recouvrement et le moule utilisé collent l'un à l'autre avec une force extrêmement forte, de sorte que la couche de recouvrement utilisée peut être facilement détériorée lorsqu'elle est prélevée du moule. Une telle détérioration comme point de départ peut occasionner l'apparition d'un défaut pendant une sélection ou peut occasionner une rupture de la couche de recouvrement due à ZSA (Vieillissement Zéro Stress) ayant lieu dans un environnement chaud et humide. Au contraire de ceci, le présent mode de réalisation peut éviter que la couche de recouvrement ne soit détériorée en ajoutant un agent de démoulage dans une quantité prédéterminée dans une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette étant un matériau formant une couche de recouvrement. On peut par conséquent obtenir une structure d'épissage de fibres optiques ayant une excellente fiabilité d'épissage.
(2) Il est préférable dans la structure d'épissage de fibres optiques ci-dessus que la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette comprenne de plus un accélérateur d'adhérence au verre.
(3) Il est préférable dans la structure d'épissage de fibres optiques ci-dessus que l'agent de démoulage soit au moins un choisi dans le groupe consistant en un agent de démoulage de silicone et un agent de démoulage de fluor.
(4) Il est préférable dans la structure d'épissage de fibres optiques ci-dessus que le diamètre externe de la couche de recouvrement soit identique au diamètre externe de la couche de revêtement ou soit plus large que le diamètre externe de la couche de revêtement.
(5) Il est préférable dans la structure d’épissage de fibres optiques ci-dessus qu'un module de Young de la couche de recouvrement soit de 100 MPa ou supérieur.
(6) Il est préférable dans la structure d'épissage de fibres optiques ci-dessus que l'accélérateur d'adhérence au verre comprenne un agent de couplage de silane.
La structure d'épissage de fibres optiques ayant une excellente fiabilité d'épissage sur une portion couplée où des fibres optiques sont couplées ensemble est fournie selon la présente invention.
Description détaillée de mode de réalisation selon la présente invention
Des exemples spécifiques de la structure d'épissage de fibres optiques selon un mode de réalisation de la présente invention seront décrits ci-après en faisant référence aux dessins. La présente invention ne sera pas limitée à ces exemples mais est définie par les revendications et prétend inclure toutes les modifications dans le domaine et l'esprit d'équivalence des revendications. Dans la description suivante, des signes de références identiques seront donnés à des constituants identiques dans la description des dessins, et on omettra la répétition de description.
FIG. 1 est une vue transversale schématique illustrant un exemple d'une structure d'épissage de fibres optiques selon le présent mode de réalisation. Comme illustré dans FIG. 1, dans une structure d'épissage de fibres optiques 100, les fibres optiques sont couplées ensemble par fusion et la périphérie externe d'une portion couplée par fusion est revêtue par une couche de recouvrement.
Une fibre optique 10 comprend une portion de fibre revêtue 1 Oa comprenant une fibre de verre 13 et une couche de revêtement 16 revêtant la périphérie externe de la fibre de verre 13, et une portion de fibre nue 10b où une certaine longueur de la fibre de verre 13 est projetée à partir d'une face d'extrémité de la couche de revêtement dans une direction d'allongement. Des faces d'extrémité S de la fibre de verre 13 de la portion de fibre nue 10b sont couplées ensemble par fusion, et une périphérie externe de la portion de fibre nue 10b est revêtue par une couche de recouvrement R. Bien qu'une longueur de la portion de fibre nue 10b ne soit pas limitée à une longueur particulière aussi longtemps que les fibres de verre peuvent être couplées ensemble par fusion, la longueur peut être d'environ quelques millimètres à dizaines de millimètres. La fibre optique 10 n'est pas limitée à une fibre optique particulière et une fibre optique classique comme illustrée dans FIG. 2 peut être utilisée.
Afin de fournir une protection suffisante à la portion de fibre de verre nue 10b de la structure d'épissage de fibres optiques 100, il est préférable que les deux faces d'extrémité de la couche de recouvrement R viennent en butée sur des faces d'extrémité de la couche de revêtement 16 de la portion de fibre revêtue 10a. Afin de fournir le diamètre externe pratiquement uniforme d'un bout à l'autre d'une structure d'épissage entière dans une direction longitudinale, une épaisseur de la couche de recouvrement R peut être pratiquement identique à une épaisseur de la couche de revêtement 16 de la portion de fibre revêtue venant en butée 10a. Cependant, afin d'améliorer la fiabilité d'épissage de la structure d'épissage de fibres optiques 100, la couche de recouvrement R peut couvrir la fibre de verre de la portion de fibre nue 10b et couvrir également une partie de la couche de revêtement 16 de la portion de fibre revêtue 10a.
Comme décrit ci-dessus, le diamètre externe de la couche de recouvrement R de la portion de fibre nue 10b peut être pratiquement identique au diamètre externe de la couche de revêtement 16 ou être plus large que le diamètre externe de la couche de revêtement 16. Le diamètre externe de la couche de recouvrement R peut être spécifiquement plus large que le diamètre externe de la couche de revêtement 16 de 0 à 200 pm, de préférence de 10 à 50 pm.
FIG. 2 est une vue transversale schématique illustrant un exemple de la fibre optique. Une fibre optique 10 comprend une fibre de verre 13 incluant une âme 11 et une gaine 12, et une couche de revêtement 16 incluant une première couche de revêtement 14 et une seconde couche de revêtement 15, disposées sur la périphérie externe de la fibre de verre
13. La couche de revêtement primaire et la couche de revêtement secondaire sont chacune formées d'une composition de résine prédéterminée, comme décrit dans la suite, et peuvent par conséquent être citées respectivement comme une couche de résine primaire et une couche de résine secondaire.
La gaine 12 entoure l'âme 11. L'âme 11 et la gaine 12 contiennent principalement du verre, tel que du verre de quartz ; par exemple, un quartz auquel du germanium est ajouté peut être utilisé comme l'âme 11, et du quartz pur ou un quartz auquel du fluor est ajouté peut être utilisé comme la gaine 12.
Dans FIG. 2, le diamètre externe (D2) de la fibre de verre 13 est par exemple d'environ 125 pm. Le diamètre (Dl) de l'âme 11 constituant la fibre de verre 13 est d'environ 7 à 15 pm. La couche de revêtement 16 présente au moins une structure à deux couches incluant 1a. couche de revêtement primaire 14 et la couche de revêtement secondaire 15. L'épaisseur totale de la couche de revêtement 16 est habituellement d'environ 60 pm ; les épaisseurs de la couche de revêtement primaire 14 et de la couche de revêtement secondaire 15 sont presque identiques et l'épaisseur de chaque couche est de 20 à 40 pm. L'épaisseur de la couche de revêtement primaire 14 peut par exemple être de 35 pm et l'épaisseur de la couche de revêtement secondaire 15 peut être de 25 pm. Dans le cas où un grand nombre de fibres optiques sont mises en faisceau pour fabriquer un câble, le diamètre de revêtement de la fibre optique est de préférence mince. Dans ce cas, l'épaisseur totale de la couche de revêtement 16 est de préférence de 30 à 40 pm.
La couche de recouvrement est un produit durci d'une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette contenant au moins un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane. On peut utiliser, par exemple, pour la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette contenant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane, une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette contenant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane, un monomère et un initiateur de photopolymérisation. La couche de revêtement primaire et la couche de revêtement secondaire peuvent également être formées par durcissement d'une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette incluant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane, un monomère, et un initiateur de photopolymérisation. Dans le présent mode de réalisation, la couche de recouvrement peut être un produit durci d'un mélange d'une première composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement primaire et d'une seconde composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement secondaire.
Des exemples de l'oligomère de (méth)acrylate d'uréthane comprennent des oligomères obtenus par réaction d'un polyol, d'un polyisocyanate, et d'un (méth)acrylate contenant un groupe hydroxyle.
Le terne (méth)acrylate indique l'acrylate ou son méthacrylate correspondant. La même chose est vraie pour le terme acide (méth)acrylique.
Des exemples du polyol comprennent le polytétraméthylène glycol, polypropylène glycol, et diol d'addition de bisphénol A®oxyde d'éthylène.
Des exemples du polyisocyanate comprennent le diisocyanate de 2,4-tolylène, diisocyanate de 2,6-tolylène, diisocyanate d'isophorone, et 4,4’-diisocyanate de dicyclohexylméthane.
Des exemples du (méth)acrylate contenant un groupe hydroxyle comprennent l'acrylate de 2-hydroxyéthyle, l'acrylate de 2-hydroxybutyle, le monoacrylate de 1,6-hexanediol, le triacrylate de pentaérythritol, l'acrylate de 2-hydroxypropyle, et le diacrylate de tripropylène glycol.
Un composé organique d'étain peut être utilisé comme un catalyseur pendant la synthèse de l'oligomère de (méth)acrylate d'uréthane. Des exemples du composé organique d'étain comprennent le dilaurate de dibutylétain, diacétate de dibutylétain, maléate de dibutylétain, bis(2-éthylhexylmercaptoacétate) de dibutylétain, bis(isooctylmercaptoacétate) de dibutylétain, et oxyde de dibutylétain. Il est préférable d'un point de vue de la disponibilité et performance du catalyseur d'utiliser comme catalyseur du dilaurate de dibutylétain ou diacétate de dibutylétain.
On peut utiliser un alcool inférieur ayant 5 atomes de carbone ou moins pendant la synthèse de l'oligomère de (méth)acrylate d'uréthane. Des exemples de l'alcool inférieur ayant 5 atomes de carbone ou moins comprennent le méthanol, éthanol, 1-propanol, 2propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-méthyl-2-propanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-méthyl-1-butanol, 3-méthyl-1-butanol, 2-méthyl-2-butanol, 3-méthyl-2-butanol, et 2,2diméthyl-1 -propanol.
La préparation de l'oligomère de (méth)acrylate d'uréthane sera décrite ci-après en faisant référence à un exemple spécifique. Si on utilise par exemple du polypropylène glycol comme un polyol, du diisocyanate d'isophorone comme un polyisocyanate, de l'acrylate de 2-hydroxyéthyle comme un (méth)acrylate contenant un groupe hydroxyle, et du méthanol comme un alcool, on peut obtenir un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane contenant les trois produits de réaction présentés ci-dessous.
(1) H-I-(PPG-I)n-H (2) H-I-(PPG-I)n-R (3) Me-I-(PPG-I)n-R
H représente ici le résidu d'acrylate de 2-hydroxyéthyle, I représente le résidu de diisocyanate d'isophorone, PPG représente le résidu de polypropylène glycol, R représente le résidu d'alcool, et n représente un nombre entier de 1 ou supérieur.
Le produit de réaction (1) est un oligomère réactif ayant un groupe (méth)acryloyle à chacune des deux terminaisons et la densité de réticulation du produit durci peut par conséquent être augmentée. Le produit de réaction (2) est un oligomère réactif présentant un groupe (méth)acryloyle à une terminaison, et le produit de réaction (2) présente par conséquent un effet de réduction de la densité de réticulation du produit durci, et peut réduire le module de Young. Le produit de réaction (3) est un oligomère non-réactif ne présentant pas de groupe (méth)acryloyle et ne contribue pas au durcissement avec de la lumière ultraviolette ; il est par conséquent préférable que la préparation soit réalisée de sorte que la quantité du produit de réaction (3) soit minimisée.
Lorsque l'oligomère de (méth)acrylate d'uréthane est synthétisé, on peut utiliser un agent de couplage de silane présentant une groupe fonctionnel réactif avec le groupe isocyanate. Des exemples de l'agent de couplage de silane présentant un groupe fonctionnel réactif avec le groupe isocyanate comprennent le N-2-(aminoéthyl)-3aminopropylméthyldiméthoxysilane, N-2-(aminoéthyl)-3-aminopropyl-triméthoxysilane, 3-aminopropyltriméthoxysilane, aminopropyl-triéthoxysilane, 3mercaptopropylméthyldiméthoxysilane, et 3-mercapto-propyltriméthoxysilane. Si le composé de polyol réagit avec le composé d'isocyanate, le composé de (méth)acrylate contenant un groupe hydroxyle et l'agent de couplage de silane sont utilisés en combinaison dans l'état où un groupe isocyanate est présent sur les deux terminaisons, et mis en réaction avec le groupe isocyanate, un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane réactif aux deux terminaisons et de plus un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane d'addition d'agent de couplage de silane à une terminaison peuvent être synthétisés. Il en résulte, comme l'oligomère peut réagir avec du verre, que l'adhérence entre la fibre de verre, et la couche primaire et la couche de recouvrement peut être promue.
On peut utiliser comme un monom ère, un monomère mono fonctionnel présentant un groupe polymérisable, ou un monomère polyfonctionnel présentant deux ou plusieurs groupes polymérisables. Ces monomères peuvent être utilisés dans la forme d'un mélange de ceux-ci.
Des exemples du monomère monofonctionnel comprennent des monomères de (méth)acrylate, tels que (méth)acrylate de méthyle, (méth)acrylate d’éthyle, (méth)acrylate de propyle, (méth)acrylate de n-butyle, (méth)acrylate de s-butyle, (méth)acrylate de tbutyle, (méth)acrylate d'isobutyle, (méth)acrylate de n-pentyle, (méth)acrylate d'isopentyle, (méth)acrylate d'hexyle, (méth)acrylate d'heptyle, (méth)acrylate d'isoamyle, (méth)acrylate de 2-éthylhexyle, (méth)acrylate de n-octyle, (méth)acrylate d'isooctyle, (méth)acrylate d'isodécyle, (méth)acrylate de lauryle, (méth)acrylate de phénoxyéthyle, (méth)acrylate de tétrahydrofurfuryle, (méth)acrylate de benzyle, (méth)acrylate de dicyclopentényle, (méth)acrylate de dicyclopentényloxyéthyle, (méth)acrylate de dicyclopentanyle, (méth)acrylate de nonylphénol polyéthylène glycol (par exemple SR504, fabriqué par Sartomer), (méth)acrylate de nonylphénoxy polyéthylène glycol, et (méth)acrylate d'isobornyle ; des monomères contenant un groupe carboxyle, tels que acide (méth)acrylique, des dimères d'acide (méth)acrylique, (méth)acrylate de carboxyéthyle, (méth)acrylate de carboxypentyle, et (méth)acrylate d'co-carboxy-polycaprolactone ; des monomères contenant un hétérocycle, tels que 4-acryloylmorpholine, N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactame, N-acryloylpipéridine, N-méthacryloylpipéridine, et Nacryloylpyrrolidine ; du maléimide, N-cyclohexyhnaléimide, et N-phénylmaléimide ; des monomères d'amides N-substitués, tels que (méth)acrylamide, N,N-diméthyl(méth)acrylamide, N,N-diéthyl(méth)acrylamide, N-hexyl(méth)acrylamide, N-méthyl(méth)acrylamide, N-butyl(méth)acrylamide, N-méthylol(méth)acrylamide, et Nméthylolpropane(méth)acrylamide ; des monomères de (méth)acrylate d'aminoalkyle, tels que (méth)acrylate d'aminoéthyle, (méth)acrylate d'aminopropyle, (méth)acrylate de Ν,Ν-diméthylaminoéthyle, (méth)acrylate de t-butylaminoéthyle et (méth)acrylate de 3-(3pyridinyl)propyle. Il est préférable parmi les composés ci-dessus que la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement secondaire contienne un monomère contenant un hétérocycle pour la raison qu'il présente d'excellentes dureté de surface et propriétés de durcissement rapide.
Des exemples du monomère polyfonctionnel comprennent des monomères bifonctionnels, tels que di(méth)acrylate d'éthylène glycol, di(méth)acrylate de polyéthylène glycol, di(méth)acrylate de polypropylène glycol, di(méth)acrylate de néopentyl glycol, di(méth)acrylate de tripropylène glycol, di(méth)acrylate de tétraéthylène glycol, di(méth)acrylate d'acide hydroxypivalique néopentyl glycol, di(méth)acrylate de 1,4butanediol, di(métli)acrylate de 1,6-hexanediol, di(méth)acrylate de 1,9-nonanediol, di(méth)acrylate de 1,12-dodécanediol, di(méth)acrylate de 1,14-tétradécanediol, di(méth)acrylate de 1,16-hexadécanediol, di(méth)acrylate de 1,20-éicosanediol, di(méth)acrylate d'isopentyldiol, di(méth)acrylate de 3-éthyl-l,8-octanediol ; des (méth)acrylates d'époxy, tels que di(méth)acrylate d'un produit d'addition EO de bisphénol A (par exemple, Viscoat #700, fabriqué par OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.) et di(méth)acrylate d'un produit d'addition d'acrylate de diglycidyléther de bisphénol A (par exemple, Viscoat #540, fabriqué par OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.) ; des monomères trifonctionnels ou supérieurs, tels que tri(méth)acrylate de triméthylolpropane, tri(méth)acrylate de triméthyloloctane, tri(méth)acrylate de triméthylolpropanepolyéthoxy, tri(méth)acrylate de triméthylolpropanepolypropoxy, tri(méth)acrylate de triméthylolpropanepolyéthoxypolypropoxy, tris[(méth)acryloyloxyéthyl]- isocyanurate, tri(méth)acrylate de pentaérythritol, tétra(méth)acrylate de pentaérythritolpolyéthoxy, tétra(méth)acrylate de pentaérythritol-polypropoxy, tétra(méth)acrylate de pentaérythritol, tétra(méth)acrylate de ditriméthylolpropane, tétra(méth)acrylate de dipentaérythritol, penta(niéth)acrylate de dipentaérythritol, hexa(méth)acrylate de dipentaérythritol, et tris[(méth)acryloyloxyéthyl]isocyanurate modifié par une caprolactone. Il est préférable en ce qui concerne l'excellente dureté de surface que la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement secondaire contienne entre autres un (méth)acrylate d'époxy.
L'initiateur de photopolymérisation peut être choisi de manière appropriée parmi des initiateurs de photopolymérisation radicalaire connus ; des exemples de l'initiateur de photopolymérisation comprennent la 1-hydroxycyclohexylphénylcétone (Irgacure 184, fabriqué par BASF SE), 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénone, l-(4-isopropylphényl)-2hydroxy-2-méthylpropan-l-one, oxyde de 2,4,4-triméthylpentylphosphine, oxyde de 2,4,4triméthylbenzoyldiphénylphosphine, 2-méthyl-l-[4-(méthylthio)phényl]-2-morpholinopropan-l-one (Irgacure 907, fabriqué par BASF SE), oxyde de 2,4,6 triméthylbenzoyldiphénylphosphine (Irgacure TPO, fabriqué par BASF SE), et oxyde de bis(2,4,6-triméthylbenzoyl)phénylphosphine (Irgacure 819, fabriqué par BASF SE).
Ces initiateurs de photopolymérisation peuvent être utilisés dans la forme d'un mélange de ceux-ci, et l'initiateur de photopolymérisation comprend de préférence au moins de l'oxyde de 2,4,6-triméthylbenzoyldiphénylphosphine. L'oxyde de 2,4,6triméthylbenzoyldiphénylphospine mène à d'excellentes propriétés de durcissement rapide des résines. Il est préférable que la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement secondaire contienne de plus de la 1hydroxycyclohexyl-phénylcétone. Elle peut contribuer à augmenter la dureté de surface.
La composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de recouvrement contient de plus un agent de démoulage. L'agent de démoulage n'est pas limité à un agent particulier et des exemples de celui-ci comprennent un agent de démoulage de silicone et un agent de démoulage de fluor.
Des exemples de l'agent de démoulage de silicone comprennent une huile de silicone (une huile de diméthylsilicone) présentant une structure de diméthylpolysiloxane et une huile de silicone modifiée produite par introduction d'un groupe organique dans l'huile de silicone citée précédemment. Des exemples du groupe organique introduit dans l'huile de silicone modifiée comprennent un groupe époxy, un groupe amino, un groupe carboxyle, un groupe carbinol, un groupe méthacryle, un groupe mercapto, et un groupe phénol, et ces groupes organiques peuvent être introduits dans une chaîne latérale, aux deux terminaisons, à une des terminaisons, ou sur la chaîne latérale et aux deux terminaisons du polysiloxane.
Des exemples de l'agent de démoulage de fluor comprennent des fluorotensioactifs présentant un groupe fluoroalkyle ou un groupe fluoroalcényle, et des huiles de fluor, telles que perfluoropolyéther, polychlorotrifluoroéthylène, et polytétrafluoroéthylène.
La teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 à 1,5 % en masse rapporté à une niasse totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette. Lorsque la teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 % en masse ou supérieure, la couche de recouvrement peut être démoulée de manière appropriée. Lorsque la teneur est de 1,5 % en masse ou inférieure, l'apparition d'une fissure et d'une rupture occasionnée par la sélection ou le ZSA peut être évitée. La teneur peut être de ce point de vue de 0,01 à 1,2 % en masse et peut également être de 0,01 à 1 % en masse.
La composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de recouvrement peut de plus contenir un accélérateur d'adhérence au verre. Un exemple de l'accélérateur d'adhérence au verre comprend un agent de couplage de silane. La teneur de l'accélérateur d'adhérence au verre sur la base d'une niasse totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette est de préférence de 0,01 à 10 % en masse et peut être de 0,01 à 5 % en masse, de 0,1 à 2 % en masse, ou de 0,1 à 0,5 % en masse en termes du fait qu'une teneur trop faible a tendance à résulter en une adhérence insuffisante par· rapport à la fibre de verre et une teneur trop élevée a tendance à fragiliser la couche de recouvrement.
L'agent de couplage de silane n'est pas particulièrement limité aussi longtemps qu'il n’empêche pas le durcissement de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette, et on peut utiliser différents agents de couplage de silane incluant des agents de couplage de silane connus et utilisés dans le public. Des exemples de l'agent de couplage de silane comprennent le tétraéthoxysilane, 3-mercaptopropyltriméthoxysilane, silicate de tétraméthyle, silicate de tétraéthyle, mercaptopropyltriméthoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriéthoxysilane, vinyltris(P-méthoxy-éthoxy)silane, β-(3,4époxycyclohexyl)-éthyltriméthoxysilane, diméthoxydimétliylsilane, diéthoxydiméthylsilane, 3-acryloxypropyltriméthoxysilane,γglycidoxypropyltriméthoxysilane, γ-glycidoxypropylméthyldiéthoxysilane,γméthacryloxypropyltriméthoxysilane, N-(P-aminoéthyl) -γ-aminopropyltriméthoxysilane, N-(p-aminoéthyl)-y-aminopropyltriméthyl-diméthoxysilane, N-phényl-γaminopropyltriméthoxysilane, γ-chloropropyltriméthoxysilane,γmercaptopropyltriméthoxysilane, γ-aminopropyltriméthoxysilane, bis-[3(triéthoxysilyl)propyljtétrasulfure, bis-[3-(triéthoxysilyl)propyl]disulfure, tétrasulfure de γtriméthoxysilylpropyldiméthylthiocarbamyle, et tétrasulfurede γ-triméthoxysilylpropylbenzothiazyle. L'adhérence entre la fibre de verre et la couche de recouvrement peut être contrôlée, ou les propriétés de fatigue dynamique peuvent être améliorées en utilisant l'agent de couplage de silane.
La composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de recouvrement peut de plus contenir un générateur de photoacide, un agent nivelant, un agent anti-mousse et un antioxydant.
On peut utiliser pour le générateur de photoacide un sel d'onium présentant une structure représentée par A+B’. Des exemples du générateur de photoacide comprennent des sels de sulfonium, tels que UVACURE 1590 (fabriqué par DAICEL-CYTEC Company, Ltd.), et
CPI-100P et HOP (fabriqué par San-Apro Ltd.) ; et des sels d'iodonium, tels que IRGACURE 250 (fabriqué par BASF SE), WP1-113 (fabriqué par Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), et Rp-2074 (fabriqué par Rhodia Japan, Ltd.).
La couche de recouvrement peut être, comme décrit ci-dessus, un produit durci d'un mélange de la première composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement primaire et de la seconde composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement secondaire. Dans ce cas, la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette pour former la couche de revêtement primaire peut contenir un agent tel qu'un agent de démoulage et un accélérateur d'adhérence au verre.
Le module de Young du produit durci de la première composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette est de préférence de 0,05 à 0,5 MPa à 23°C, encore mieux de 0,08 à 0,25 MPa. Lorsque le module de Young est inférieur à 0,05 MPa, des fissures (vides) ont tendance à se développer dans la couche de revêtement primaire par une force externe lorsque la couche de revêtement primaire est formée. Lorsque le module de Young est supérieur à 0,5 MPa, la propriété anti-macrocourbure est médiocre.
Il est préférable que le module de Young du produit durci de la seconde composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette soit de 0,5 à 2,0 GPa à 23°C. Lorsque le module de Young est inférieur à 0,5 GPa, la propriété anti-macrocourbure peut être médiocre lorsque la couche de revêtement secondaire est formée, et lorsque le module de Young est supérieur à 2,0 GPa, le revêtement est fragile et des fissures ont par conséquent tendance à se développer.
Lorsque le mélange de la première composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette et de la seconde composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette est utilisé comme une composition pour former une couche de recouvrement, il est préférable que la teneur de la première composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette soit de 20 à 50 % rapporté à une masse totale du mélange.
Le module de Young de la couche de recouvrement est de préférence de 100 MPa ou supérieur, encore mieux de 150 MPa ou supérieur, bien mieux encore de 300 MPa ou supérieur, en termes d'affinité avec une résine composant la couche de revêtement. Line limite supérieure du module de Young n’est pas limitée à une valeur particulière et peut être d'environ 1 500 MPa, de préférence d'environ 1 200 MPa. Un point de transition vitreuse de la couche de recouvrement peut être d'environ -10°C à 90°C.
Le module de Young et le point de transition vitreuse du produit durci de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette peuvent être mesurés avec un dispositif de nano pénétrateur.
Exemples
Les résultats de tests d'évaluation utilisant des exemples et exemples comparatifs selon la présente invention seront présentés ci-après, et la présente invention sera décrite plus en détails. La présente invention ne sera pas limitée à ces exemples.
Première composition de résine : composition de résine pour couche de revêtement primaire
On a préparé une première composition de résine en utilisant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane (masse moléculaire moyenne d'environ 3 500 (distribution de masse moléculaire d'environ 3 000 à 4 000), température de transition vitreuse de -30°C), un monomère prédéterminé, du 3-mercaptopropyltriméthoxysilane comme un agent de couplage de silane, un agent de démoulage représenté dans le Tableau 1, et un initiateur de photo(lumière ultraviolette)polymérisation comme une matière première. Le module de Young du produit durci à la lumière ultraviolette de la composition obtenue était de 0,5 MPa. L'agent de couplage de silane et l'agent de démoulage ont été utilisés de sorte que leurs teneurs (% en masse) dans la composition de résine pour former une couche de recouvrement étaient comme présentées dans le Tableau 1.
Seconde composition de résine : composition de résine pour couche de revêtement secondaire
On a préparé une seconde composition de résine en utilisant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane (masse moléculaire moyenne d'environ 2 500 (distribution de masse moléculaire d'environ 2 000 à 3 000), température de transition vitreuse de 80°C), un monomère prédéterminé, et un initiateur de photo(lumière ultraviolette)- polymérisation comme une matière première. Le module de Young du produit durci à la lumière ultraviolette de la composition obtenue était de 800 MPa.
Troisième composition de résine
On a préparé une troisième composition de résine en utilisant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane (masse moléculaire moyenne d'environ 3 400, température de transition vitreuse de 40°C), un monomère prédéterminé, du tétraéthoxysilane comme un agent de couplage de silane, et un initiateur de photo(lumière ultraviolette)-polymérisation comme une matière première. Le module de Young de la composition obtenue après durcissement avec de la lumière ultraviolette était de 10 MP a.
Composition de résine pour formation d'une couche de recouvrement
On a préparé une composition de résine pour former une couche de recouvrement en utilisant la première composition de résine à la troisième composition de résine avec la quantité présentée dans le Tableau 1.
Préparation de fibre optique
On a préparé une fibre optique ayant la structure illustrée dans FIG. 2 en utilisant la première composition de résine et la seconde composition de résine pour former une couche de revêtement (une couche de revêtement primaire et une couche de revêtement secondaire) sur une surface de périphérie externe d'une fibre de verre composée d'une âme et d'une gaine. Une épaisseur de la couche de revêtement primaire était de 35 pm et une épaisseur de la couche de revêtement secondaire était de 25 pm.
Préparation d'une structure d’épissage de fibres optiques
On a retiré la couche de revêtement de la fibre optique avec un décapant de sorte que la fibre de verre était exposée sur 5 mm. On a lavé les fibres de verre exposées avec de l'acétone, et on a ensuite fait fondre ensemble les faces d'extrémité de fibre de verre. On a, après cela, placé la portion couplée par fusion des fibres de verre dans un moule constitué de caoutchouc, et on a injecté dans le moule la composition de résine pour former la couche de recouvrement présentée dans le Tableau 1 et on l’a durcie par irradiation avec de la lumière ultraviolette, produisant ainsi une couche de recouvrement ayant une épaisseur de 72,5 pm. On a obtenu de cette manière la structure d'épissage de fibres optiques de chaque exemple et exemple comparatif ayant la structure illustrée dans FIG. 1.
[Tableau 1]
| Composition de résine pour formation de couche de recouvrement | Couche de recouvr e-ment | |||||
| Première compositi on de résine (parties en masse) | Seconde compositi on de résine (parties en masse) | Troisième compositi on de résine (parties en masse) | Agent de couplage de silane (% en masse) | Agent de démoulage (% en masse) | Module de Young (MPa) | |
| Exemple 1 | - | - | 100 | 0,05 (TEOS) | 0,01 (Silicone) | 10 |
| Exemple 2 | - | - | 100 | 0,05 (TEOS) | 0,01 (Fluor) | 10 |
| Exemple 3 | - | - | 100 | 0,05 (TEOS) | 0,5(Silico ne)/'0,5 (Fluor) | 10 |
| Exemple 4 | - | 100 | 0,05 (TEOS) | 1 (Silicone) | 10 | |
| Exemple 5 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | 0,01 (Fluor) | 480 |
| Exemple 6 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | 0,1 (Silicone) | 480 |
| Exemple 7 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | 0,5(Silico ne)/ 0,5 (Fluor) | 480 |
| Exemple 8 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | 1 (Fluor) | 480 |
| Exemple comparati fl | - | - | 100 | 0,05 (TEOS) | 2 (Silicone) | 10 |
| Exemple comparati f2 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | 2 (Fluor) | 480 |
| Exemple comparati f3 | - | - | 100 | 0,05 (TEOS) | - | 10 |
| Exemple comparati f4 | 40 | 60 | - | 0,1 (Mercapt o) | - | 480 |
*TEOS : tétraéthoxysilane
Mercapto : 3-mercaptopropyltriméthoxysilane
Silicone : diméthylpolysiloxane
Fluor : perfluoropolyéther
Différentes évaluations
On a soumis la structure d'épissage de fibres optiques obtenue dans chaque Exemple et Exemple Comparatif aux évaluations suivantes. Les résultats d'évaluation sont présentés dans le Tableau 2. Une structure d'épissage de fibres optiques avec un résultat de test positif obtenu dans la sélection et le test de chaleur humide a été considérée comme présentant une excellente fiabilité d'épissage.
(1) Sélection
On a ré-enroulé une fibre optique incluant une structure d'épissage de fibres optiques alors que la fibre optique a été tirée à une force de traction de 2,2 kg (c'est-à-dire que la fibre optique enroulée autour d'une bobine a été ré-enroulée autour d'une autre bobine). On a examiné la couche de recouvrement de la structure d'épissage de fibres optiques après le ré-enroulement pour vérifier s'il y a une fissure ou non.
(2) Test à la chaleur humide
On a laissé reposer une fibre optique incluant une structure d'épissage de fibres optiques pendant 120 jours dans un environnement chaud et humide (85°C, 85 % RH). Après que la fibre optique a été laissée au repos, on a réalisé un test de traction sur la fibre optique de telle manière que la fibre optique a été tirée à une force de traction de 2,2 kg et on a maintenu cet état pendant 3 secondes pour vérifier s'il y a une découpe dans la structure d'épissage de fibres optiques ou non.
[Tableau 2]
| Contrôle | Test à la chaleur humide | |
| Exemple 1 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 2 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 3 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 4 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 5 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 6 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 7 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple 8 | Pas de fissure | Pas de découpe |
| Exemple comparatif 1 | Pas de fissure | Découpe observée |
| Exemple Comparatif 2 | Fissure observée | Découpe observée |
| Exemple Comparatif 3 | Fissure observée | Découpe observée |
| Exemple Comparatif 4 | Fissure observée | Découpe observée |
Liste des signes de référence : Fibre optique
10a : Portion de fibre revêtue
10b : Portion de fibre nue : âme : gaine : fibre de verre : couche de revêtement primaire : couche de revêtement secondaire : couche de revêtement
100 : structure d'épissage de fibres optiques
S : face d'extrémité
R : couche de recouvrement
Claims (1)
- [Revendication 1] Structure d'épissage de fibres optiques dans laquelle des fibres optiques sont couplées ensemble, les fibres optiques comprenant chacune :une portion de fibre revêtue incluant une fibre de verre et une couche de revêtement revêtant une périphérie externe de la fibre de verre ; et une portion de fibre nue où une certaine longueur de la fibre de verre est projetée à partir d'une face d'extrémité de la couche de revêtement dans une direction d'allongement, caractérisée en ce que les faces d'extrémités de fibres de verre de la portion de fibre nue sont couplées ensemble par fusion, et une périphérie externe de la portion de fibre nue est revêtue par une couche de recouvrement, la couche de recouvrement est un produit durci d'une composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette incluant un oligomère de (méth)acrylate d'uréthane et un agent de démoulage, et une teneur de l'agent de démoulage est de 0,01 à 1,5 % en masse rapporté à une quantité totale de la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette.[Revendication 2] Structure d'épissage de fibres optiques selon la revendication!, caractérisée en ce que la composition de résine durcissable à la lumière ultraviolette comprend de plus un accélérateur d'adhérence au verre.[Revendication 3] Structure d'épissage de fibres optiques selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'agent de démoulage est au moins un choisi dans le groupe constitué d'un agent de démoulage de silicone et d'un agent de démoulage de fluor.[Revendication 4] Structure d'épissage de fibres optiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu’un diamètre externe de la couche de recouvrement est identique au diamètre externe de la couche de revêtement ou est plus large que le diamètre externe de la couche de revêtement.[Revendication 5] Structure d'épissage de fibres optiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’un module de Young de la couche de recouvrement est de 100 MPa ou supérieur.[Revendication 6] Structure d'épissage de fibres optiques selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'accélérateur d'adhérence au verre comprend un agent de couplage de silane.
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