TW201213461A - Optical fiber with photoacid coating - Google Patents
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Description
201213461 六、發明說明： 【發明所屬之技術頌威】 [0001] 本發明一般係關於光纖以及光纖塗膜配方，其包含光辅助 產生劑，其能夠提再光纖暫時在非常小彎曲下應用期間破 壞抵抗性" 【先前技術】 [0002] 當光纖應用延伸進入到電腦内之元件間以及電腦週邊間 的通訊時，光纖的佈署會變得更具挑戰性。由於電腦内的 有限空間之故，因此光纖可能尖銳地彎折至微小半徑，並 ^ 且所產生的彎折應力或許會非常高。尤其，在消費性電子 應用項目裡，將可預期光纖在短時間之内須克服極度緊密 的彎折情況（3mm半徑）。在這種高度應力條件下，除良 好的玻璃強度分佈外，能夠仰賴於強化的抗光纖疲勞度會 為有利。 [0003] 光纖強度劣化，或者其對於此種裂化的阻抗度為用以估 算光纖在應力下之壽命的重要參數其中—項。測量方式 〇 為藉由依照電子產業聯盟/電信產業協會（EIA/TIAj„ FOTP-28或是”國際電子技術委員會（IEC)” iEc 60793-1-33動態張拉強度測試方法的2_點彎折或〇 公尺張拉測試。此項測試可依各種經設計以複製長期老 化狀況的應力條件（即如增高的溫度及渔度）按多個應變 速率進行。這些料可供計算動•勞度參數η。 變化在較大的彎折半#下對於長期可靠度只會n、 影響；然而，對於體驗㈣暫性，非常微小彎折（ 徑）的光纖來說，所増加的抗疲勞度就能夠大幅地延長光 100119474 表單編號Α0101 第3頁/共43頁 1003438008-0 201213461 纖壽命，像是從數分鐘至數曰。 [0004] 許多商用光纖其特徵通常為約18至約20的η,值。一種提 d 高\值的方式是在玻璃包覆上運用二氧化鈦薄層，即如 α
Corning Incorporated Titan光纖為其範例，其的η」 d 值是在約25至約30之間。從而，能夠尋得一種可供補充該 玻璃以提高光纖L值並且能夠承受極為微小（ 3mm)半 α 徑之瞬暫性彎折的新式塗層添加物確為所冀求者。 【發明内容】 [0005] 本揭示之第一特點是有關於一種組成份，其中含有：光可 固化主要組成份，其含有一種或多種含丙烯酸酯化合物； 光引發劑，其在當受曝於具有適當波長的光線時可活化該 光可固化主要組成份的聚合化；以及產生光酸化合物，其 在受曝於該具有適當波長的光線之後可釋出酸基。 [0006] 本揭示之第二特點是關於一種光纖，其中含有光纖；以及 塗層，其是由根據本發明之第一特點的組成份所構成，該 塗層大致裹包該光纖。 [0007] 本揭示之第三特點是關於一種光纖條帶，其中含有複數個 根據本發明之第二特點的光纖。 [0008] 本揭示之第四特點是關於備製根據本發明之光纖的方法 。該等方法牽涉到以一塗層來裹包光纖，而此塗層係根據 本發明第一特點之組成份的固化產物，然後再藉由一種或 多種額外塗層來裹包該經塗層光纖。 [0009] 即如隨附範例所展示者，本揭光纖的特徵在於強化的抗疲 勞度L。即如本揭中所使用者，強化的抗疲勞度是指擁有 d 100119474 表單編號A01O1 第4頁/共43頁 1003438008-0 201213461 較高動態疲勞度參數（nd)的光纖。該動態疲勞度參數〜 疋藉由根據IE C 2 -點彎折測試方法在下列四個應變速率 處測量光纖強度所決定：1 000微米/秒，100微米/秒，10 微米/秒及1微米/秒。中度失效應力將會隨著應變速率而 改變，並且可自依照對數比例以點繪該強度相對於該應變 速率之直線的斜率來計算該動態疲勞度參數。 〇 [0010]本發明其他特性及優點揭示於下列說明，以及部份可由說 明清楚瞭解，或藉由實施在此所說明之本發明，包括下列 詳細說明，申請專利範圍以及附圖而明瞭。 [_人們瞭解㈣-般說明及下列本發明實施例之詳細說明 只作為範例性及說明性，以及預期提供概要或架構以 申請專利範@界定出本發明原理及特性。所包含附圖將 更進-步提供瞭解本發明以及在此加人以及構成說明: 之一部份。_顯4本㈣不同时施取隨 說明以解釋本發明之原理及操作。 π
[0012] 【實施方式】 本揭示是關於一種新式塗層組成份;擁有該塗層g 纖；以及其等的製造方法與在域條帶/纜線和電 之内的使用方式。 己方的光 信系統 [0013] 該塗層組成份含有光可固化4組成份，其含有 種含丙稀㈣化合物；㈣發劑，其在當受曝於具\ 波長的光線時可活化該光可固化主要組成份的聚田 及產生光_化合物，其在受曝於該具有適當:： 光線之後可釋出酸基。 仅的 100119474 表單編號A0101 第5頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0014] 該光可固化主要組成份在光引發固化製程的過程中通常 係經交鏈化。即如後文中進一步詳述，這些塗層可為由一 種或多種低聚合物或聚合物，一種或多種單體以及一種或 多種選擇性添加劑所構成。 [0015] 重點在於該光可固化主要組成份大致上不含官能性基群， 像是環氧基，乙烯醚基，而其交鏈處理可藉來自於該PAG化 合物的易變酸質所催化。所謂”大致不含”是指該光可 固化主要組成份含有低於重量百分比5的官能性基群，其 交鏈處理是藉來自於該PAG化合物的易變酸質所催化，並 且最好是低於重量百分比2. 5,同時以低於重量百分比0. 5 或甚全然不含者為佳。 [0016] 丙烯酸酯官能性基群雖為較佳，然該光可固化主要組成份 可選擇性地含有一種或多種氨基甲酸乙酯，丙烯醯胺，N-乙烯醯胺，苯乙烯，乙烯酯或是該等的組合。 [0017] 即如本揭中所使用者，一特定成份的重量百分比是指，除 任何添加劑以外，經引入於該整體光可固化主要組成份内 的量值。經引入至該整體組成份内以產生本發明組成份 之添加劑的量值是按每百分中的部分所列述（基於重量百 分比）。例如，低聚合物，單體和光引發劑係經合併以構成 該整體組成份而使得這些成份的總重量百分比是等於百 分之10 0。對於此整體組成份，一特定添加劑的量值，例如 每百分之1，是按超出該整體組成份的100重量百分比所引 入。 [0018] 若出現低聚合物成份，則最好是乙烯不飽和低聚合物，且 100119474 表單編號A0101 第6頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0019] Ο [0020] ❹ 100119474 尤以《(曱基）丙烯酸酯低聚合物為佳。該詞彙”（甲基）丙 烯酸酯”係欲以涵蓋丙烯酸酯和曱基丙烯酸酯兩者，以及 其等的組合。此等低聚合物内的（曱基）丙烯酸酯端基可 按眾知方式由單醇類聚（甲基）丙烯酸酯封端成份，或是由 單（甲基）丙烯酸酯封端成份，像是丙烯酸2-羥乙酯，所提 供。 氨基甲酸乙酯低聚合物傳統上是藉由令脂肪族或芳香族 二異氰酸酯反應於雙醇類聚醚或聚酯，這大多通常為聚氧 燒二醇，像是聚乙二醇，所提供。此等低聚合物一般說來 具有4-10個氨基曱酸乙酯基，並且具有即如2000-8000的 向分子重量。然而，亦可運用較低分子重量的低聚合物， 像是具有500-2000範圍内的分子重量。Coady等人之美 國第4, 608, 409號專利以及Bishop等人之美國第 4’ 609, 718號專利均在此加入作為參考之用，其詳細說明 該合成。 當所欲者為運用抗溼性低聚合物時，該等可按類似方式所 合成，除避免極性聚醚或聚醋乙二醇而偏好於經顯著地飽 和且顯著地非極化的脂肪族雙醇。這些雙醇包含例如具 有2-250個碳原子的烷屬烴或炔屬烴雙醇並且最好是大 致不含糊基。自這些系統中獲得之低聚合物黏滯疋度 及分子重量的範圍類似於不飽和，極性低聚合物系統令所 獲者，使得其等的黏滯度和塗層特徵可保持為大致未變。 既已發現這些塗層中減少的氧含量並不會無 化該等塗層對於受鍍玻璃纖維之表面 即如所眾知者，可僅在合成過程中藉由 表單編號A0101 第7茛/共43頁 以雙胺或多胺來取 1003438008-0 [0021] 201213461 代雙醇或多醇來將聚脲成份併入在由這些方法所備製的 低聚合物内。在本塗層系統中出現微小比例的聚脲成份 並不會被視為對塗層效能造成損害，條件僅為在合成作業 中所運用的雙胺或多胺具有足夠的非極性且為飽和以避 免犧牲該系統的抗溼度。 [0022] 適當的乙烯不飽和低聚合物包含聚醚聚氨酯丙烯酸酯低 聚合物（CN986 可由 Sartomer Company, Inc., West Chester, PA提供）以及BR 3731，BR 3741，及 STC3-149 可由 Bomar Specialty Co.，Winstead, CT.提供），主要為三羥乙基異氰脲酸酯之丙烯酸酯低聚 合物，甲基丙烯酸丙烯酸低聚合物，聚酯聚氨酯丙烯酸酯 低聚合物（CN966及CN973可由Sartomer Company,
Inc.提供；及 BR7432 可由 Bomar Specialty Co.提供） ，聚脲聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（例如揭示於Zimmerman 等人之美國第4, 690, 502及4, 798, 852號專利，Bishop 之美國第4,609, 718號專利，Bishop等人之美國第 4, 629, 287號專利，該專利之說明在此加入作為參考）， 聚醚丙浠酸酯低聚合物（Genomer 3456可由Rahn AG， Zurich, Switzerland提供），聚酯丙烯酸酯低聚合物 (Ebecryl 80，584,及657 可由Cytec Industries
Inc.，Atlanta, GA提供），聚脲丙烯酸酯低聚合物（例 如揭示於Zimmerman等人之美國第4, 690, 502及 4, 798, 852號專利，Bishop之美國第4, 609, 718號專利 ，Bishop等人之美國第4, 629, 287號專利，該專利之說明 在此加入作為參考），氫化聚丁二烯低聚合物（Echo 100119474 表單編號A0101 第8頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0023] f) [0024] [0025]
[0026]
Resin MBNX可由Echo Resins and Laboratory, Versailles，MO提供），以及該等的組合。 或另者，該低聚合物成份亦可含有非反應性低聚合物成份 ，即如經核予Sch i sse 1等人之美國專利申請案公告第 20070 1 00039號案文中所述者，茲將該案依其整體而以參 考方式併入本案。這些非反應性低聚合物成份可用來達 到不致過度易碎的高模數塗層。這些非反應性低聚合物 材料特別適用於高模數塗層。 該（等）低聚合物成份通常是按約0至約90重量百分比的量 值出現在塗層組成份内，而最好是在約25至約75重量百分 比之間，並且以在約40至約65重量百分比之間為佳。 該（等）塗層組成份亦可含有一種或多種聚合物成份，藉以 取代該低聚合物成份或是與低聚合物成份相組合。聚合 物成份的使用方式可如像是經核予Fewkes等人之美國專 利第6, 869, 981號案文中所述者，茲將該案依其整體而以 參考方式併入本案。 該聚合物可為含有至少一硬性嵌段以及至少一軟性嵌段 的嵌段共聚合物，其中該硬性嵌段的T大於該軟性嵌段的 g T。最好，該軟性嵌段骨幹屬於脂肪族。適當的脂肪族骨 g 幹包含聚丁二烯，聚異戊二烯，聚丁烯，聚乙烯丙烯以及雙 醇嵌段。嵌段共聚合物的其一範例為具有一般A-B結構的 雙嵌段共聚合物。適當嵌段共聚合物的進一步範例為具 有一般A-B-A結構的三嵌段共聚合物。該中嵌段最好是具 有至少約10, 000的分子重量，且以超過約20, 000為宜，又 100119474 表單編號A0101 第9頁/共43頁 1003438008-0 201213461 以超過約50, 〇〇G為佳，並以超過約⑽刚為最適。在三 嵌段共聚合物（A-B-A)的情況下，該中嵌段（B，像是SBS共 聚合物中的丁二婦，即如本揭中所定義者）具有小於約2〇s C的Tg。具有二個以上嵌段之多嵌段共聚合物的範例則包 含熱塑性聚氣醋（TPU)。TPU的來源包含BASF, B F Goodrich以及Bayer公司。該嵌段共聚合物可具有任何 數量的多個嵌段。 [0027] [0028] 該聚合物成份在當固化時可或無須進行化學交鏈。最好， 該聚合物為熱塑性彈性體聚合物。最好，該聚合物成份具 有至少兩個熱塑性終端嵌段，以及一個位於該等終端嵌段 其中一者之間的彈性骨幹，像是苯乙烯嵌段共聚合物。適 當的熱塑性終端嵌段材料包含聚笨乙烯以及聚甲基丙烯 酸甲酯。適當的中嵌段包含乙烯丙烯二烯共聚合物 (EPDM)以及乙稀丙稀橡膝。該彈性體中敌段可為聚丁二 烯，聚異戊二烯，聚乙烯/ 丁烯以及聚乙缚/丙烤。 商業可獲用苯乙烯嵌段共聚合物的範例為 τ u KRATON (Kraton Polymers, Houston Tex.) ,CALPRENE™(Repsol Quimica S. A. Corporation, Spain) ,SOLPRENE^^(Phi11ips Petroleum Co) ,STEREON™(Firestone Tire & Rubber Co., Ak-ron，Ohio)，KRATONtmD1101，其為苯乙烯-丁二烯線性 嵌段共聚合物（Kraton Polymers) ,KRAT0NTMD1193， 其為苯乙烯-異戊二烯線性嵌段共聚合物 ，KRATONtmFG1901X,其為笨乙烯-乙烯-丁烯嵌段共聚合 物而經接枝以約2%重量的順丁烯二酸酐（Kraton Poly- 100119474
表單編號A0HU 第10頁/共43頁 1003438008-0
201213461 TU mers) , KRATONtmD1107,其為苯乙烯-異戊二烯線性嵌 段共聚合物，以及HARDMAN ISOLENETM400,其為液體聚 異戊二稀（E1 ement i s Performance Polymers，Bel-leville，N.J.) o [0029] 當使用時，該（等）聚合物成份通常是按約5至約90重量百 分比的量值出現在塗層組成份内，最好是約10重量百分比 至約30重量百分比，並且尤以約12重量百分比至約20重量 百分比為佳。 0 [0030] 該等一種或多種單體成份最好是乙烯不飽和。根據本發 明所使用之乙烯不飽和單體的適當官能基包含丙烯酸酯， 甲基丙烯酸酯，丙烯醯胺，N-乙烯醯胺，苯乙烯，以及其等 的組合（亦即對於多官能單體），然不限於此。在這些中， 通常會使用（曱基）丙烯酸醋單體。 [0031] 一般說來，會將具有較低分子重量（亦即約120至600)的 液體（曱基）丙烯酸酯官能單體添加至配方内，藉以提供為 利用傳統液體塗層設備施用於該塗層組成份所需的液相
f I ^ 性。在這些系統裡的典型丙烯酸酯官能性液體包含單官 能和多官能丙烯酸酯（亦即具有兩個或更多官能基的單體 )。這些多官能丙烯酸酯的範例為具有兩個官能基的雙官 能丙烯酸酯；具有三個官能基的三官能丙烯酸酯；以及具 有四個官能基的四官能丙烯酸酯。單官能與多官能曱基 丙烯酸酯可為併同運用。 [0032] 當希望運用抗溼度成份時，該單體成份可為依據其與經選 定之抗溼度低聚合物的相容性所選定。然非所有的此等 100119474 表單編號A0101 第11頁/共43頁 1003438008-0 201213461 液體單體皆可成功地混合且共聚合化於該抗溼度低聚合 物，原因是此等低聚合物為高度非極性。為獲令人滿意的 塗層相容性與抗溼度，會希望是利用含有顯著飽和脂肪族 單或雙丙烯酸酯單體或是烷氧基丙烯酸酯單體的液體丙 烯酸酯單體成份。 [0033] 適當的多官能丙烯酸酯單體包含烷氧基化雙酚，像是具乙 氧基化為2或更高，最好是2到30，的乙氧基化雙紛A二丙稀 酸 δ旨（SR349 及 SR601 可由 Sartomer Company, Inc.提 供；及Photoraer 4025 及Photomer 4028,可由 Cognis Corp·，Ambler，PA提供），以及具丙氧基化為2或更高 ，最好是2到30,的丙氧基化雙酚A二丙烯酸酯；具有或無含 炫氧基化的羥甲基丙烷聚丙烯酸酯，像是具乙氧基化為3 或更尚，隶好是3到30，的乙氧基化三經甲基丙烧三丙缔酸 酯（Photomer 4149 可由 Cognis Corp.提供，及 SR499 玎由Sartomer Company, Inc.提供），具乙氧基化為3 或更高，最好是3到30,的丙氧基化三經甲基丙烧三丙稀酸 S旨（Photomer 4072 可由 Cognis Corp.提供，及 SR492 sj*由Sartoraer Company, Inc.提供），以及雙三經甲 基丙烧四丙稀酸酯（Photomer 4355可由Cognis Corp. 提供）；烧氧基化甘油三丙稀酸醋，像是具丙氧基化為3或 更高的丙氧基化甘油三丙烯酸酯（Photomer 4096可由 Cognis Corp.提供，及SR9020可由Sartomer Com- pany, Inc.提供）；具有或無含烷氧基化的赤蘚糖醇丙 烯酸酯像是季戊四醇四丙烯酸酯（SR295可由Sartomer Company, Inc.提供），乙氧基化季戍四醇四丙烯酸酯 100119474 表單編號A0101 第12頁/共43頁 1003438008-0 201213461 (SR494可由Sartomer Company，Inc.提供），和雙季 戊四醇五丙稀酸酯（Photomer 4399可由Cognis Corp 提供，及SR399可由Sartomer Company，Inc.提供）· 藉由令適當的官能性異氰腺酸S旨反應於丙稀酸或丙稀醜 氯所構成的異氰腺酸酯聚丙稀酸酯，像是三-(2經乙基）異 氰脲酸酯三丙烯酸酯（SR368可由Sartomer Company, Inc.提供）和三-(2羥乙基）異氰脲酸酯二丙烯酸酯；具 有或無含烷氧基化的酒精聚丙烯，像是三環十烷二甲醇二 丙稀酸醋（CD406可由Sartomer Company, Inc·提供） 和具乙氧基化為2或更高，最好是2到30,的乙氧基化聚乙 二醇二丙稀酸酯；藉由將丙稀酸酯添加至雙紛A二縮水甘 油醚等（Photomer 3016可由Cognis Corp.提供）所構 成的環氧丙烯酸酯；以及單和多環芳香或非芳香聚丙缔酸 酯，像是雙環戊二烯二丙烯酸酯，然不限於此等。 [0034] 也可能希望運用一些量值的單官能性乙烯不飽和單體，此 等可為引入俾影響該固化產物吸收水質，附著於其他塗層 材料或是在應力下之行為的程度。示範性的單官能彳生乙 烯不飽和單體包含，羥烷基丙烯酸酯，像是2-經乙基丙稀 酸酯，2-羥丙基-丙烯酸酯和2-羥丁基丙烯酸醋；長和短鍵 烷基丙烯酸酯，像是曱基丙烯酸酯，乙基丙烯酸醋，内武丙 稀酸醋，異丙基丙烯酸醋，丁基丙烯酸酯，戊基丙歸竣 異丁基丙烯酸酯，t-丁基丙烯酸酯，戊基丙烯酸酿，異戊其 丙稀酸醋，己基丙烯酸醋，庚基丙稀酸S旨，辛基丙稀竣^t 異辛基丙烯酸酯（SR440可由Sartomer Company τ ’ Α Γΐ 0 · 提供及Ageflex FA8可由CPS Chemical Co.提供） 1003438008-0 100119474 表單编號A0101 第13頁/共43頁 201213461 ，2-乙基己基丙烯酸酯，壬基丙烯酸酯，癸基丙烯酸酯，異 癸基丙烯酸酯（SR395可由Sartomer Company, Inc.提 供及Ageflex FA10可由CPS Chemical Co.提供）， 十一烷基丙烯酸酯，十二烷基丙烯酸酯，十三烷基丙烯酸 酯（SR489可由Sartomer Company，Inc.提供），十二 烧基丙浠酸酯（SR335可由Sartomer Company，Inc.提 供及Ageflex FA12可由CPS Chemical Co.，Old Bridge，NJ提供），十八炫基丙稀酸醋和硬丙稀酸δ旨 (SR257可由Sartomer Company, Inc.提供）；氨烷基 丙烯酸酯，像是二曱氨基丙烯酸酯，二乙氨基丙烯酸酯和 7 -氨基-3，7 -二甲辛基丙稀酸醋；炫氧基烧基丙烯酸酿， 像是丁氧基乙基丙烯酸酯，苯氧乙基丙烯酸酯（SR339可由 Sartomer Company, Inc.提供及Ageflex PEA可由 CPS Chemical Co.提供，及Photomer 3016可由Cog-nis Corp.提供），笨基環氧丙烯酸酯（CN131可由Sar-tomer Company, Inc.提供），月桂環氧基丙稀酸酯 (CN130可由Sartomer Company，Inc.提供）和乙氧基 乙基丙婦酸醋（SR256可由Sartomer Company，Inc.提 供）；單及多環芳香或非芳香丙烯酸酯，像是環己基丙烯 酸酯，节基丙烯酸酯，雙環戊二烯基丙烯酸酯，雙環戊烯基 丙烯酸酯，三環癸烯基丙烯酸酯，龍腦丙烯酸酯，異龍腦丙 缚酸醋（SR423 及 SR506 可由 Sartomer Company, Inc. 提供及Ageflex IB0A可由CPS Chemical Co.提供）， 四氫0夫喃丙烯酸酯（SR285可由Sartomer Company,
Inc.提供），己内酯丙烯酸酯（SR495可由Sartomer Company, Inc.提供及Tone M100可由Dow Chemical, 100119474 表單編號A0101 第14頁/共43頁 1003438008-0 201213461 Ο [0035]
[0036]
Midland, ΜΙ提供）和丙稀酰嗎淋；含酒精的丙烯酸醋， 像是聚乙二醇丙烯酸單酯，聚丙烯乙二醇丙烯酸單酯，甲 氧基乙烯乙二醇丙烯酸酯，甲氧基聚丙烯乙二醇丙烯酸酯 ，曱氧基聚乙烯乙二醇丙烯酸酯，乙氧基二乙烯乙二醇丙 烯酸酯，以及各種烷氧基化烷基酚丙烯酸酯，像是乙氧基 化（4)壬基酌·丙稀酸醋（Photomer 4003可由Cognis Corp.提供；及SR504可由Sartomer Company, Inc.提 供）和丙氧基化壬基酌·丙締酸δ旨（Photomer 4960可由 Cognis Corp.提供）；丙稀酰胺，像是雙丙_丙浠醜胺， 異丁氧基曱基丙烯酰胺，N，Ν’ -二曱基氨丙基丙烯酰胺 ，Ν，Ν-二曱基丙烯酰胺，Ν，Ν-二乙基丙烯酰胺和t-辛基 丙烯酰胺；乙烯化合物，像是N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯 基己内酰胺（兩者可由International Specialty Products，Wayne，NJ提供）；以及酸酯，像是馬來酸酯 和富馬酸酯，然不限於此。 該（等）單體成份通常是按約10至約90重量百分比的量值 出現在塗層組成份内，而最好是在約20至約60重量百分比 之間，並且以在約2 5至約5 0重量百分比之間為佳。 用於該光可固化主要組成份的光引發劑最好是已知的酮 光引發劑及/或氧化填光引發劑之一種或多種者。當運用 在本發明的組成份内時，該光引發劑是按足供進行快速紫 外線固化處理的量值出現。一般說來，這包含約0. 5至約 10. 0重量百分比之間，最好是在約1. 5至約7. 5重量百分 比之間。當希望進行較低程度的固化或者無須固化時，運 用在特定組成份内之光引發劑的量值可低於0. 5重量百分 100119474 表單編號A0101 第15頁/共43頁 1003438008-0 201213461 比。 [0037] 當按微小然為有效之量值俾促成輻射固化所運用時，光引 發劑應能提供合理的固化速度而不致造成該塗層組成份 的過早凝膠化。所欲固化速度為任何足以致使該塗層材 料能夠大致固化的速度。即如在劑量相對於模數曲線中 所測得者，對於約2 5 - 3 5 # m塗層厚度的固化速度為即如小 於1. OJ/cm2,最好是小於0. 5J/cm2。 [0038] 適當的光引發劑包含1-經基環己基苯基曱酮（Irgacure 184 可由 BASF, Hawthorne, NY提供），（2,6-二曱基氧 苯甲醯基）-2, 4, 4-三甲基戊基氧化膦（可自BASF購獲之 商用混合物 Irgacure 1800，1850及 1700)，2, 2-二曱氧 基-2-苯基乙酮（Irgacure 651可由BASF,
Hawthorne, NY提供），二（2,4,6-三甲基苯甲醯基）苯 基-氧化膦（Irgacure 819可由BASF提供），（2,4,6-三 曱基苯曱醯基）二苯基氧化膦（Lucerin TP0可由BASF, Munich, Germany提供），乙氧基（2,4,6-三甲基苯曱 酿基）二苯基氧化膦（Lucerin TP0-L可由BASF提供）， 以及該等的組合，然不限於此。 [0039] 該產生光酸化合物是一種，當受曝於用以固化該組成份的 光線時，會被解離以釋放出酸性化合物的化合物。該產生 光酸化合物最好是在解離之前，或之後，都不會反應性地 交鏈於該光可固化主要組成份的聚合化產物内。 [0040] 一種適當的PAG化合物類型為用於促成含有環氧化合物之 交鏈的傳統陽離子性光引發劑。然重點是這些PAG化合物 100119474 表單編號A0101 第16頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0041] c [0042] [0043] 100119474 並無法促成出現在本發明光可固化主要組成份内之含丙 婦酸S旨化合物的交鍵。 適用於本發明的陽離子性光引發劑包含鑌鹽，像是含有二 價至七價金屬或非金屬例如Sb，Sn，Fe，
Ga’ In’ Ti’ Zr’ Sc’ Cr’ i!f和Cu以及B，P和As,的 鹵素複絡陰離子。適當鑌鹽的範例為二芳基重氮鹽以及 週期表中Va和B，la和B與I族的鏽鹽；例如由鑌鹽季銨鏘 鹽，磷鑌鹽和砷鑌鹽，芳香硫鹽，硫鏘鹽以及硒鑌鹽。在像 是美國專利第4, 442, 197，4, 603, 101 和4, 624, 912號 的文獻中既已對鏽鹽多所說明，茲將該等案文各者依其整 體而以參考方式併入本案。 鐯鹽可釋放HF或氟化物，或者是無須釋放HF或氟化物。不 會釋放出HF或是氟化物之鑌鹽的範例包含碘鑌鹽，像是碘 鑌鹽曱基化物，破鑌鹽-c(s〇2cf3)3，蛾鏽鹽-Bccjp和 破鏽鹽-N(S〇2CF3)2，然不限於此。 一種特別適用於作為本發明所使用之銪鹽的陰離子局部 之材料可概略分為氟化（包含高度氟化與全氟化）三烷基 或芳磺酰基曱基化物以及相對應的二烷基或芳磺酰基醜 亞胺，其揭示於Walker Jr.等人之美國第68951 56號專 利，該專利之說明在此加入作為參考《適用於本發明的特 定陰離子範例包含，然不限於此：（C F SO ) N - (C4F9S02)2N-, (c8f17s〇2)3c-, (cf3s〇2)2n-，(C4F9S〇2)3C-,(CF3S〇2)2(C4F9S〇2)C-) (CF3S02)(C4F9S02)N -, [(cf3)2n]c2f4s〇2n -, [(CF3)2N]C2F4S02C -，（S02CF3)2(3, 5-雙 表單編號A0101 第Π頁/共43頁 1003438008-0 201213461 )s〇2n-，s〇2cf3等等。此類型的陰離子以及用於製作該 等的方法現已獲說明於美國專利4, 505, 997; 5,021,308; 4,387,222; 5,072,040; 5,162,1 77； 及5,273,840 號案，及1'111'〇评51^等人之111〇「8,
Chern·，27:21 35-21 37 ( 1 988)中，這些文獻之說明在 此加入作為參考。Turowsky等人描述（CF3S〇2)C-陰離 子自CF3S〇2F&CH3MgCl基於0卩380/依20%產出量（基於 CH3MgCl為19%)的直接合成方式。美國專利第 5, 554, 664號案文說明一種用以合成碘鑌鹽甲基化物的 改良方法，該專利之說明在此加入作為參考。 [0044] [0045] [0046] 前述陰離子的鹽類可藉由輻射所活化。具有非親核性陰 離子而適用作為本發明組成份中之pAG的適當鹽類為當施 予擁有自約200至約8〇〇nm波長之足夠電磁輻射時將產生 具有酸基的化合物之鹽類。 一種較佳的陽離子PAG為（4-甲笨基）[4-(2-曱基丙基）苯 基]峨鏽鹽PF6,其可按商標Irgacure 250 (BASF)所商 購獲用。 另一類適當的PAG化合物為非離子性產生光酸劑。示範性 的非離子性PAG則包含亞胺基磺酸鹽；肟磺酸鹽；N_氧亞胺 基磺酸鹽；二碾，包含：亞曱基二砜和二砜肼；重氮颯；N- 績醜氧亞胺；確基苯化合物；以及齒化化合物然不限於此 〇 不範性N—磺酰氧亞胺PAG包含PCT專利申請案第 WO94/1 0608號案文中所揭示者茲將該案依其整體而以 100119474 表單編號A0101 第18頁/共43頁 1003438008-0 [0047] 201213461 參考方式併入本案。 [0048] 示範性的硝基笨式PAG，二碾PAG,亞胺基磺酸鹽PAG,肟磺 酸鹽及N-氧亞胺基續酸鹽PAG群，重氮碟PAG亦既已獲說 明。一種較佳的非離子性PAG化合物為依商標PAG121 (BASF)所商購獲用的8-[2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氟-卜（ 九I曱基續醜氧亞氨基）-戊基]-苯并二氫苊。 [0049] 又另一種PAG則包含鐵芳烴複合物。當輻射照射時，此鐵 芳烴複合物可段解成配位不飽和，含鐵並具有路易斯酸特 〇 徵的中間物。一種較佳鐵芳烴複合物為依商標Irgacure 261 (BASF)所獲用的π 5-2, 4-環戊二烯-l_yl)[(l，2, 3, 4, 5, 6 - 7?)-(卜甲基乙基）苯]-鐵 (+ )_六#L碟酸。 [0050] 該PAG化合物是以約〇. ipph至約l〇pph的量值，最好是約 0· 5pph至約8pph,並且以約lpph至約7pph為佳，的方式 出現。 [0051] 該光可固化主要組成份可選擇性地含有一種或多種額外 的添加劑。這些添加劑包含催化劑，載體表面活性劑，增 黏劑，黏著促進劑，抗氧化劑，光敏劑，穩定劑，活性稀釋劑 ，潤滑劑，增亮劑以及低分子重量非交鏈樹脂，然不限於此 。有些添加劑，例如催化劑，反應性表面活性劑和增亮劑， 可供操作以控制的聚合製程，從而對自塗層成分所構成之 聚合產物的物理性質（像是模數，玻璃轉變溫度）產生影響 。其他則可能會影響到該塗層組成份之聚合產物的整合 性（像是防止聚合解離或氧化劣化）。 1003438008-0 100119474 表單编號A0101 第19頁/共43頁 201213461 [0052] 一種不範性催化劑是錫質催化劑，其可用以催化一些低聚 合物成份中之氨醋鍵結的形成。無論該催化劑是維持為 該低聚合物成份之添加劑或者是將額外數量的添加劑引 入於本發明的組成份内催化劑的出現皆可用以穩定該組 成份中的低聚合物成份。 [0053] 適當的載體，尤其是運作為反應性表面活性劑的载體，包 含炫基聚石夕氧炊。較佳的载體為可自G〇ldschmid1：
Chemical Co. (Hopewell, VA)依商標TEGORAD 2200 及TEGORAD 2700獲用者（丙烯酸矽氧烷）。這些反應性表 面活性劑可按約0.01至約5pph，最好是約〇 25至約 3pph，的較佳量值出現。 [0054]其他類型的適用載體為多元醇與非反應性表面活性劑。 適當的多元醇和非反應性表面活性劑範例包含多元醇 Aclaim 3201 (聚（環氧乙烷—共-環氧丙烷）），可自Ly_ ondel (之月稱為Arco Chemicals) (Newtowne
Square，Pa.)獲用，以及非反應性表面活性劑Teg〇gUde 435 (聚烷氧基-聚矽氧烷），可自G〇ldschmidt Chem_ ical Co.獲用。這些多元醇或非反應性表面活性劑可按 約0. Olpph至約i〇pph的較佳量值出現最好是約〇 至 約5pph，並且以約〇. 1至約2· 5pph為最佳。 [0055] 適當的載體亦可為雙性分子。雙性分子是—種具有親水 性和疏水性節段的分子。該疏水性節段亦可另予描述為 親脂性（脂肪/油質偏好）節段。增黏劑就是這種雙性分子 之一把例心黏劑疋一種能夠改變一聚合物產物之時敏 性流變性質的分子。一般說來，增黏劑添加劑會使得聚合 100119474 表單編號A0101 第20頁/共43頁 1003438008-0 201213461 物產物的行為按較高應變速率或剪切速率硬固並且使得 s亥聚合物產物依低應變速率或剪切速率變軟化。增黏劑 是一種常用於黏著劑產業的添加劑，並且已知能夠強化一 塗層產生對其上施予該塗層之物體的鍵結。 [0056] 一種較佳的增黏劑為可自International papei· c〇_ (Purchase, N. Y)商購獲用的Uni-tac^R-40 (後文中稱 為R-40 )。R-40是一種高油質松香，其含有聚醚節段 Ο 並且來自於松香酯的化學族系。增黏劑在該組成份中最 好是以約0. 01至約l〇pph之間的量值出現，並且以約〇. 05 至約5pph之間的量值為更佳。一種適當的替代性增黏劑 為可自Exxon獲用的碳氫增黏劑EScorez系列。關於 Escorez增黏劑的額外資訊，可參見經核予Ma〇之美國專 利第5, 242, 963號案文，茲將該案依其整體而以參考方式 併入本案。前述載體亦可按組合方式運用。 [0057] Ο 可使用任何適當的黏著促進劑。適當黏著促進劑的範例 包含有機官能性矽烷，鈦酸鹽，锆酸鹽，以及該等的混合物 。最好，該黏著促進劑為聚（院氧基）石夕院，且以雙（三甲氧 石夕基乙基）苯為佳。適當的替代性黏著促進劑包含3 -酼丙 基三甲氧基矽烷（3-MPTMS，可自United Chemical Technologies (Bristol，PA)獲用；並亦可自 Gelest (Morrisville，PA)獲用），3-丙烯酰氧丙基三甲氧基矽 烷（可自Gelest獲用）和3-甲基丙烯酰氧丙基三曱$基矽 烷（可自Ge lest獲用），以及雙（三曱氧矽基乙基）苯（可自 Ge lest獲用）。其他的適當黏著促進劑可如經核予Lee等 人之美國專利第4, 921，880及5, 188, 864號案文所述，茲 100119474 表單編號A0101 第21頁/共43頁 1003438008-0 201213461 將該等案文各者以參考方式併入本案。若確採用，則該黏 著促進劑是按約0. 1至約lOpph之間，並且最好是約0. 2 5 至約3pph之間，的量值所使用。 [0058] 可使用任何適當的抗氧化劑。較佳的抗氧化劑包含二受 阻酚類硫化物或是硫基二乙基雙（3, 5-二叔丁基）-4-羥 基氫化肉桂酸酯（Irganox 1 035,可自BASF獲用），然不 限於此。若確採用，則該抗氧化劑是按約0. 1至約3pph之 間，並且最好是約0.25至約2pph之間，的量值所使用。 [0059] 可運用任何適當的光敏劑以促進PAG的活性。光敏劑可供 更有效率地使用寬波長光引發光線能量。光敏劑應能吸 收該（等）所選定光引發劑使用之（多個）波長處的光線，然 後將能量傳遞至PAG以引致產生酸性化合物。該光敏劑可 按約0. 05pph至約lpph,並且最好是約0. lpph至約 0. 5pph，的量值所使用。 [0060] 一種可供運用的光敏劑為自由基光引發劑，像是異丙基硫 基山酮（ITX),其可為按商標Darocur ITX (BASF)所購 獲。 [0061] 可使用任何適當的穩定劑。一種較佳的穩定劑為四官能 硫醇，即如來自81舀1113-人1(11^。11(81:.[〇1118^〇)的季 戊四醇四（3-酼基丙酸）。若確採用，則該穩定劑是按約 0. 01至約lpph之間，並且最好是約0. 01至約0. 2pph之間 ，的量值所使用。 [0062] 可使用任何適當增亮劑。示範性的增亮劑包含Uvitex 0B, 2，5-thiophenediylbis(5-叔-丁基-1, 3 -苯並。惡 100119474 表單編號A0101 第22頁/共43頁 1003438008-0 201213461 唑）（BASF);Blank〇ph〇r KLA，可自 Bayer 獲用；雙苯並 噁唑化合物；苯基香豆素化合物；以及二笨乙烯聯苯化合 物，然不限於此。該增亮劑最好是按約〇 . 〇 〇 3至約 0. 5PPh，並且最好是約〇. 005至約〇. 3pph，的濃度出現在 該組成份内。 [0063] 0 [0064] 該光可固化組成份係藉由將該組成份施用於該光纖上故 而能夠顯著地裹包該玻璃纖維，然後加以固化藉此直接 地運用在光纖心蕊/包覆上。現參照圖1，根據本發明之具 體實施例的光纖10含有纖維，以及裹包該纖維的本發明塗 層16 ^該光纖可選擇性地含有—種或多種額外塗層。即 如圖1所示，該光纖含有中間塗層18及外部塗層2〇。
該纖維通常是由玻璃所製成，其主要是二氧化石夕玻璃，並 且最好含有玻璃心嚴'12以及稱為包層μ的玻璃塗層兩者 。玻璃纖維可為依照許多業界已知製程所構成。在眾多 應用項目裡，玻璃心蕊及包層具有可分辨的心蕊-包覆邊 界（即如圖1中所禾者）^或另者，該等心蕊及包層並無顯 明邊界。這種玻璃纖維可如步階-指數纖維。示範性的步 階-指數纖維可如經核予Chang之美國專利第4, 300, 930 及4, 402, 570號案文中所述者，茲將該等各者依其整體而 以參考方式併入本案。另一種此款纖維即為梯度-指數纖 維，該纖維具有其折射指數係隨隔於該纖維中心之距離而 改變的心蕊。梯度—指數纖維基本上是藉由將該等玻璃心 蕊及包層擴散進入另一者所構成。示範性的梯度-指數纖 維已獲說明於Gar i to等人之美國第5, 729, 645號專利 ;Joormann等人之美國第4,439,008號專利；肘81^81^11 100119474 表單編號A0101 第23頁/共43頁 1003438008-0 201213461 等人之美國第4, 176, 911號專利；以及DiMarce 11ο等人 之美國第4, 076, 380號專利，這些專利之說明在此加入作 為參考。該玻璃纖維亦可在所欲波長處如131〇或 155Onm，為單或多模式。本發明光纖可含有該等或是任 何目前已知或未來所開發者，其他的適當心蕊—包層組態 〇 [0065] [0066] [0067] [0068] 在一較佳具體實施例裡，該包層1 4含有外部包層，此層係 經摻質以至少約重量百分比8的二氧化鈦，最好是高於約 重量百分比1 0，並以高於約重量百分比1 2為佳。該經二氧 化鈦摻質之包層的維度最好是大於1微米且小於5微米。 示範性的二氧化鈦外部-包覆纖維說明於Backer等人之美 國第5, 140, 665號專利，該專利之說明在此加入作為參考 〇 該玻璃纖維（心蕊及包覆併同）通常具有約7〇至約2〇〇 " m 之間的總厚度，最好是約8 0至約2 0 0 # m之間，且尤以約 100至約145/zm之間為佳。 該塗層16為最内塗層並且提供強化纖維抗疲勞度的功能， 即如依數值nd所量化者，此數值可按前文所述藉由iEC動 態疲勞度測試方法所測得。本發明之光纖，相對於另外缺 少該塗層16的相同纖維而言，具有提高的值。 d 該塗層16最好疋具有小於約2〇em,小於約12. 5 或甚 低於約10 μ m的厚度。更佳地，該塗層16是在約2至約2〇 y m之間，在約3至約1 5 μ m之間或是在約5至約12. 5 μ m之 間。 100119474 表單編號A0101 第24頁/共43頁 1003438008-0 201213461
L0069J該塗層1 6最好是擁有大於约900MPa的揚氏模數，且最好 是大於約1200MPa，而以大於约1 500MPa為佳。即如本揭 中所使用者，塗層材料16的楊氏模數，延展至斷裂度及張 拉強度是利用張拉測試儀器（即如Sintech MTS
Tensile Tester或是Instron Universal Material
Test System)對經塑形如直徑約為0. 〇225” （571. 5
Am)之圓柱棒體的材料樣本進行測量，而標規長度為 5. lcm且測試速度為2. 5cm/min。可與楊氏模數，延展至 斷裂度及張拉強度同時地測得在該棒體樣本上的產獲應 力。 [0070]該塗層16亦擁有至少約〇. 7MPa.mi/2的斷裂耐固度 Ulc)，最好是至少約〇. 8MPa.mi/2,且以至少約〇 9M m為佳^該斷裂耐固度為塗層材料的一種性質，這是指 其對於不穩定，災難性碎裂展生的阻抗度。材料的斷裂: 固度是與在該材料中傳播碎裂所需要之能量的量值相關
聯。如本揭中所使用者，該斷裂耐固度k1c是在薄膜樣本 上進行測量，即依下式所定義： Κκ= Υσ.ζ〇·5， 其中Υ為幾何因數，σ為該薄膜樣本的張㈣度（在破 )並且ζ為凹π長度的—半。斷裂耐时是在具有如前所 述之中心切截凹π幾何性的薄膜上所測量例如經核予 Fabian等人之美國專利第7,715,675號案文所述者，兹 將該案《整體而以參考方式併人本案。_樣本的張 拉強度（在破裂處），"，是利賴文說明的張拉測試儀器 所測量（例如MTS張力測試儀，或Instr〇n萬处 100119474 表單編號Α0Ι0Ι 第25頁/共43頁 1003438008-0 201213461 材料測試系統）。張拉強度可藉由將在破裂處所施加的負 載除以完整樣本的截面積所算出。亦對用於計算張拉強 度的樣本公式加以說明，例如Fabian等人之美國第 7, 715, 675號專利，該專利之說明在此加入作為參考）。 [0071] 該塗層1 6亦具有至少約270微米的延展度，最好是至少約 3 0 0微米，且以至少約3 5 0微米為佳。該塗層對於處理以及 對於瑕夜構成的敏感度可藉由其延展度所反映。延展度 是由下列等式所定義： 延展度=(κκ/產獲應力）2 較大的延展度是表示該塗層對於瑕庇的敏感度較低。即 如熟諸本項技藝之人士所眾知者，對於展現應變軟化的樣 本而言，產獲應力是藉由該應力相對於應變曲線中的第一 局部最大值所決定0更一般地說，該產獲應力可為利用 ASTM D638-02中給定的方法所決定，茲將該者以參考方 式併入本案。這些像是楊氏模數，延展至斷裂度，張拉強 度以及產獲應力的物理性質是按如至少五個樣本的平均 值所決定。 [0072] 該示範性塗層16的配方是包含約10重量百分比的聚醚聚 氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131可由Bomar Spe-cialty Co.提供），約72至約82重量百分比的乙氡基化 (4)雙酚A二丙烯酸酯單體（Photomer 4028可由Cognis
Corp.提供），約5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚二丙 烯酸酯（Photomer 3016 可由Cognis Corp.提供），選 擇性地達約10重量百分比的二丙烯酸酯單體（Photomer 4002可由Cognis Corp.提供）或者N-乙稀基己内醯胺， 100119474 表單編號A0101 第26頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0073] Ο [0074] Ο f約3重3：百分比的光引發劑（Irgacure ι84可由basf 提供，或Lucirin TPO可由BASF提供或其組合），而對 其添加約0. 5PPh的抗氧化劑（Irgan〇x 1〇35可由“邡提 供）。 一種對於該塗層16的較佳塗層配方是包含1〇重量百分比 的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131)，82重量百 分比的乙氧基化（4)雙酚a二丙烯酸酯單體（ph〇t〇mer 4028)，5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚二丙烯酸酯 (Photomer 3016)，1. 5重量百分比的 irgacure 184, 1. 5重量百分比的Lucirin TP0, 1. 〇pph的1^已-cure 250，D.5pph 的 Irganox 1035,0.2pph的 JTX，1. 〇pph的（3-丙烯酰氧丙基）-三甲氧基矽烷 (Ge1est)。 另外一種對於該塗層16的較佳塗層配方是包含1〇重量百 分比的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131)，82重 量百分比的乙氧基化（4)雙酚A二丙烯酸酯單體 (Photomer 4028)，5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚 二丙稀酸醋（Photomer 3016)，1. 5重量百分比的1^8-(：11『6 184，1.5重量百分比的1^11〇^1'1111?0，1.0卩口11的 PAG121 (BASF)，0.5pph的Irganox 1035,0.2pph的 ITX，1· 〇pph的（3-丙烯酰氧丙基）-三曱氧基矽烷 (Gelest)。 [0075] 這些較佳組成份可提供一塗層，其特徵為楊氏模數約 1 658.32 (±46.41)厘？3，產獲應力為41.〇3(± 〇.7〇)MPa，斷裂耐固度約0.8150 (土 〇-0853)MPa· 100119474 表單編號A0101 第27買/共43頁 1003438008-0 201213461 ，延展度約395微米並且^約為55-58 SC。 [0076] [0077] [0078] 該塗層18為中間塗層並且作為，，初級”塗層的傳統角色 之用，其在正常情況下是被直接地施用於該玻璃纖維。該 塗層18最好是由具有低楊氏模數（即如在25 〇c處低於約 5MPa)以及低Tg(即如低於約-ιογ)的軟性交鏈聚合物材 料所構成。該楊氏模數最好是低於約3Mpa，更優先地在 〇. IMPa及1. OMPa之間，以及最優先地在〇 1}^&及 〇.5MPa之間。該Tg最好是在約-i〇〇ec至約之間， 更優先地在-l〇〇°C及-40X：之間，以及最優先地在-10(rc 及- 5 0 °C之間。 該塗層18最好是具有小於約40# ra的厚度，並以約2〇至約 40//〇1之間為宜，且尤以約2〇至約3〇//11]之間為佳。該中 間塗層18通常係施用於經先前塗層纖維（既經或並未先前 固化），並且後續地予以固化，即如後文中進一步詳述者。 亦可出現有各種可供強化該中間塗層之一種或多種性質 的添加剤，包含具有前述類型的抗氧化劑，黏著促進劑 ，PAG化合物，光敏劑，載體表面活性劑，增黏劑，催化劑， 穩定劑，表面介質以及增亮劑。 多個適當中間塗層組成份稱為”初級塗層”，其揭示於 (：1^加等人之美國第6,326,41 6號專利，1^111^叩以„1等 人之美國第6, 531，522號專利，Fewkes等人之美國第 6, 539, 152 號專利，Winn ingham 之美國第 6, 563, 996 號 專利，Fewkes等人之美國第6, 869, 981號專利，Baker等 人之美國第7, 0 10, 206及7, 221，842號專利。 100119474 表單編號A0101 第28頁/共43頁 1003438008-0 201213461 LUU/yj t間塗層組成份包含約25至約75重量百分比的一種 或多種氨自旨丙烯酸酯低聚合物；約25至約65重量百分比的 一種或多種單官能性乙烯不飽和單體；約0至約10重量百 分比的一種或多種多官能性乙烯不飽和單體，·約1至約5重 量百分比的—種或多種光引發劑；約D. 5至約1. 5pph的一 種或多種抗氧化劑；選擇性地約0. 5至約1. 5pph的一種或 多種黏著促進劑；選擇性地約0. 1至約lOpph的PAG化合物 ;以及約0. 01至約〇. 5pph的一種或多種穩定劑，然不限於 此。 Ο [0080] 一種較佳的中間塗層組成份是含有約52重量百分比的聚 謎 1 氣Sb 丙稀酸醋（br 3741 可由 Bomar Specialties Company提供），約4〇至約45重量百分比的多官能性丙烯 酸δ旨單體（Photomer 4003或Photomer 4960可由Cog-nis Corp.提供），約〇至約5重量百分比之間的單官能性 丙烯酸酯單體（己内酯丙烯酸酯或N_乙烯基己内酰胺），達 約1. 5重量百分比的光引發劑（I rgacure 819或Irga- Ο cure 184可由BASF提供，LUCIRIN TP0可由BASF提供， 或其組合），對其添加約1 pph的抗氧化劑（Irganox 1035可由BASF提供），選擇性達約〇. 〇5pph的增亮劑 (Uvitex 0B可由BASF提供），以及選擇性地達約 0.03pph的穩定劑（季戊四醇四（3-巯基丙酸）可由 Sigma-Aldrich提供）。 一種示範性的中間塗層含有5重量百分比的己内酯丙烯酸 酯（Tone M100)，41. 5重量百分比的乙氧基化（4)壬基酚 丙烯酸酯（Photomer 400 3)，52重量百分比的聚醚聚氨 100119474 表單蹁號A0101 第29頁/共43頁 1003438008-0 [0081] 201213461 酯丙烯酸酯低聚合物（BR 3741 )，〗5重量百分比的卜一 gaCUre WH.OPPh 的 Irganox l〇35，l.〇pph 的（3-丙 烯酰氧丙基）三甲氧基矽烷，以及0· 032pph的季戊四醇四 (3-疏基丙酸）〇所獲之固化產物的特徵係張拉強度為 0.49 (±〇.〇7)MPa，並且在以气處的楊氏模數為〇 69 ( ±0.〇5)MPa 。 [0082] [0083] 該塗層20為外部塗層，其係依’，：欠級塗層”的傳統目的所 用。该外部塗層材料2〇通常為含有氨酯丙烯酸酯液體其 分子當聚合化時會變成高度交鏈之塗層組成份的聚合化 產物。該外部塗層20具有高楊氏模數（例如在25艺下大於 0. 08GPa)以及高Tg(例如大於5〇t)。楊氏模數優先地在 0· lGPa及8GPa之間，更優先地在〇. 5GPa&5GPa之間以 及最優先地在0. 5GPa及3GPa之間。\優先地在5(TC及 120°C，更優先地在50°C及100°C之間。塗膜20厚度為小 於40微米，優先地在20至40微米之間，更優先地在20至30 微米之間。 其他用於外部塗層材料的適當材料以及有關選定這些材 料的考量確為業界所眾知以及說明於Chapin之美國第 4, 962, 992以及5, 1 04, 433號專利，該專利之說明在此加 入作為參考。而對於該等的替代項目，亦可利用低聚合物 容器和低氨酯容器塗層系統以獲得高模數塗層，如說明於 Botelho之美國第6, 775, 451號專利以及Chou之美國第 6, 689, 463號專利，這些專利之說明在此加入作為參考。 此外，既已利用非反應性低聚合物成份以達到高模數塗層 ，如說明於Schissel等人之美國第20070100039號專利 100119474 表單編號A0101 第30頁/共43頁 1003438008-0 201213461 公告案，該專利之說明在此加入作為參考。該等外部塗層 通常係施用於經先前塗層纖維（既經或教未先前固化）並 且後續地予以固化，即如後文中進一步詳· 延考。亦可出現 有各種足供強化該塗層之一種或多種性質的添加劑，包含 抗氧化劑’ PAG化合物，光敏劑，催化劑，潤滑劑低分子重 量非交鏈樹脂，穩定劑，表面活性劑，表面介質，助滑添加 劑，堪質，微粉化-聚四說乙稀等等。該:欠級塗層亦可含有 墨劑，即如業界所知悉者。 0 [0084]適當的外部塗層組成份包含約0至20重量百分比的一種戈 多種氨酯丙烯酸酯低聚合物；約75至約95重量百分比的— 種或多種單官能性乙烯不飽和單體；約〇至約1〇重量百分 比的一種或多種多官能性乙烯不飽和單體；約1至約5重量 百分比的一種或多種光引發劑，·以及約0. 5至約1. 5pph的 一種或多種抗氧化劑，然不限於此。 [0085]而其他的適當外部塗層組成份則包含約10重量百分比的 聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131可由B〇mar 〇 Specialty Co.提供），約72至約82重量百分比的乙氧 基化（4)雙紛A二丙稀酸g旨單體（ph〇t〇mer 4028可由 Cognis Corp.提供），約5重量百分比的雙酚八二縮水甘 油鍵二丙烯酸酯（Photomer 3016可由Cognis Corp.提 供），選擇性地達約1〇重量百分比的二丙烯酸酯單體 (Photomer 4002可由Cognis Corp.提供）或者N-乙烯 基己内醯胺，達約3重量百分比的光引發劑（（I rgacur e 184可由BASF提供，或Luc irin®TP0可由BASF提供，或其 組合），而對其添加約〇. 5pph的抗氧化劑。 100119474 表單編號A0101 第31頁/共43頁 1003438008-0 201213461 [0086] [0087] [0088] [0089] [0090] 一種對於該塗層20的較佳塗層配方是包含10重量百分比 的聚醚聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131)，82重量百 分比的乙氧基化（4)雙酚A二丙烯酸酯單體（Photomer 4028)，5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚二丙烯酸酯 (Photomer 3016)，1. 5重量百分比的 irgacure 184, 1. 5重量百分比的Lucirin TP0,以及0. 5pph的Ir-ganox 1035 。 藉由前述的特性組合，本發明光纖之特徵即為一超過缺少 該塗層16之其他相同光纖的相對應η」數值之η」數值。 d d 根據一具體實施例，本發明光纖在按23吒及50%溼度測量 時具有至少約25的l數值。 U 根據一具體實施例，本發明光纖在按352(：及90%溼度測量 時具有至少約2 0的nd數值，且以至少約2 5為佳。 可利用供以備製玻璃纖維及其塗層的傳統拉絲機塔技術 來備製本發明光纖。簡&之，製作根據本發明之塗層光纖 的製程是牵涉到製造其心蕊及包覆具有所欲組態的玻璃 纖維；藉由初始塗層組成份（對於塗層丨6 )，中間塗層組成 份（對於塗層18)和外部塗層組成份（對於塗層2〇)來對該 破璃纖維進行塗層；並且接著同時地固化所有塗層。這種 方式稱為濕上濕製程。視情況而定，各個後續施用的塗層 組成份可在對底置塗層進行聚合化之前或之後施用於該 所鍍纖維。在施用後續所施塗層之前先進行底置塗層的 聚合化是稱為濕上乾製程。當使用濕上乾製程時必須運 用一些額外的聚合化步驟。 100119474 表單編號A0101 第32頁/共43頁 1003438008-0 201213461 Lwyjj [0092] 〇 予 100119474 辦號删1 ^ 33 Ι/Λ 43 , 現眾知可自一經特殊備製，圓柱形的預製物抽拉玻璃纖維 ，此預製物既經局部篡對稱地加熱至即如約200〇ec的溫度 。當該預製物受熱時，像是藉由令該預製物饋入且通過一 烘爐，即可自該熔化材料抽拉出玻璃纖維。該等初級，中 間及次級塗層組成份是在既已自該預製物拉出玻璃纖維 之後，且最好是緊隨於冷卻之後，施用於該玻璃纖維。然 後令該等塗層組成份困化以產生該經塗層光纖。該固化 方法最好是藉由令該玻璃纖維上的未經固化塗層組成份 雙曝於紫外光或電子束的方式所執行。在該抽拉製程之 後循序地施用多個塗層組成份兩者常屬有利。將雙塗層 級成份施用於移動中玻璃纖維的方法可如經核予Tay 1 or 之美國專利第4, 474, 830號以及經核予Rennen等人之 美國專利第4, 851，丨65號案文所述，茲將該等案文各者依 其整體而以參考方式併入本案。 圖3中進一步說明製造根據本發明之塗層光纖的製程具體 實施例，經概略標註為30。即如圖示一經燒結之預製物 32 (經圖示為部分的預製物）係經抽拉成光韻。該光纖 34通過塗覆構件36及38,此等構件可含有_種或多種模具 以供施用單—塗層組成份或多個塗層組成份，即如業界所 眾知者。該等塑模亦可將塗層厚度調整至所欲維度。最 好’違塗層16是在該構件36内施用於光纖&並 ==件38_於_。固化構= M 處並且固化構件52位於該構件38的下 游處，措以固化經施用於光纖34的塗層 的下 纖34通過該構件38後再 ，在該光 後再㈣構物之内所施用的塗層 1003438008-0 201213461 以固化。可利用拖引器56以拉動經鍍光纖54通過構件52 [0093] 即如熟諳本項技藝之人士所眾知者，可對如圖3所示之系 統進行修改，藉此透過任何濕上濕或濕上乾製程組合以個 別地或同時地納入塗層的施用和固化處理。根據一種方 式’可«心t外部塗層級成份之前先對該等初級或中間 塗層的其一或二者進行固化。或另者可先將所有三項塗 層組成份施用於該光纖，然後再後續地於單一聚合化步驟 裡加以固化。 [0094] [0095] [0096] [0097] 100119474 本發明的m可構成為光纖條帶其含有複數條由基體 村料所裹㈣大致對齊，A致共平面光纖。—種示範性的 條帶建構方式可如圖2所示，其中條帶30係經顯示為擁有 十二條由基體32所袠包的光纖ίο。該基體材料可為由單 層或者複合建構所製成1當的基體㈣ 或其絲塑性㈣，以及料已知《作為次級塗層材料 (概如則文所述）的材料。在—具體實施例裡，該基體材料 可為用以構成料部塗層之組成份的聚合化產物。 既已備妥根據本發明隨纖或光纖條帶之後，即可將這些 材料併入至電信系統内以供進行f料信號傳輸。 範例 後文中將藉由作為本發_範的範取進—料釋本發 明。 範例1 -塗層組成份的倚製作業 可利用一種先前已知適用作&1 作為次級塗層組成份之主要配 第34頁/共43頁 表單編號A0101 1003438008-0 201213461 [0098] Ο [0099] ❹ [0100] 100119474 方以備製兩種不同的塗層組成份，其特徵為為揚氏模數約 1658.32 (±46.41)»^3，產獲應力為41.〇3(± 〇.7〇)MPa，斷裂财固度約0.81 50 (土 0.0853)AfPa. 1/2 m ，延展度約395微米並且1^約為55-58 對於該等組成份各者的主要配方是包含重量百分比的 聚喊聚氨醋丙稀酸醋低聚合物（KWS 4131)，82重量百分 比的乙氧基化（4)雙酚Α二丙烯酸酯單體（ph〇tomer 4〇28)，5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚二丙烯酸酯 (Photomer 3016)，1.5重量百分比的 Irgacure 184， 以及1. 5重量百分比的Lucirin TP〇。對此主要配方，可 添加l.Opph的lrgacure 250 (組成份n或是丨卟沖的 \AG12l(BASF)(組成份2)。對於該等塗層配方二者，亦 可添加0· 5PPh的 Irga_ 1035, D 2pph的 m，以及 l.Opph的（3-丙烯酰氧丙基）一三甲氧基矽烷（Ge〗est)。 該$組成份是㈣商用混合設備所備製。料低聚合物 及早趙成份係_重，然後引人至—經加熱鋼壺内，並且 自約50 C至65%範圍之内的溫度予以挽混合一。繼續 于見直到獲得均質性混合物為止。其次，個別地稱 、等光引發劑’龙分別地引人至該均質性溶液内且同時 任何添加料可稱重，並引人至祕液内且同 時加以H繼續進行混合處理，直到減獲得均質性溶 液'為止。 ^成伤的重量百分比係基於構成該主要組成份之單體， =合物與^丨發劑的總重量。即如前述，任何添加劑皆 按每百刀之分數（pph)所測量的方式後續地引入至該 表單編號A0101 吻 第35頁/共43頁 1003438008-0 201213461 主要組成份内。 [0101]範例2 -多模式光纖測試的備製作業 用於本項實驗的玻璃纖維為多模式光纖該光纖具有大於 7〇era的心淡直控，大於〇. 24的NA，以及在850nm處大於 500 MHz-km的滿溢帶寬。此光纖是以，’組成份丨，，或，’ 組成份2所塗層，其厚度係經調整成約12. 5 ym，並旦在 當利用至少5m/s的抽拉速度時，利用j至3個Fus
ion UV 光燈（Fusion UV Systems, Gaithersberg，MD)加以固 化0 [0102]然後以中間組成份及外部組成份對所獲的塗層光纖進行 塗層。δ亥中間組成伤含有5重量百分比的己内醋丙稀酸醋 (Tone Ml 00)，41· 5重量百分比的乙氧基化（4)壬基酚丙 烯酸醋（Photomer 4003)，52重量百分比的聚醚聚氨酯 丙稀酸Sa低聚合物（BR 3741)，1. 5重量百分比的1厂莒&- cure 819，1.0pph的 Irganox 1 035，1.0pph的（3-丙烯
酰氧丙基）三曱氧基矽烷，以及〇· 032pph的季戊四醇四 (3 -巯基丙酸）。該外部組成份則包含1 〇重量百分比的聚 醚聚氨酯丙烯酸酯低聚合物（KWS 4131), 82重量百分比 的乙氧基化（4)雙紛A二丙稀酸酿單體（Pho tome r 4028)，5重量百分比的雙酚A二縮水甘油醚二丙烯酸酯 (Photomer 3016), 1. 5 重量百分比的 Irgacure 184, 1· 5重量百分比的Lucirin TP0,以及〇. 5pph的1卜 ganox 1035。該等中間及外部塗層組成份係經調整成厚 度分別為32. 和26/zm，並且在當利用至少5ra/s的抽 拉速度時，利用1至3個Fusion UV光燈（Fusion UV 100119474 表單編號 A0101 第 36 頁/共 43 頁 1003438008-0 201213461 .
Systems)加以固化。如此可獲得”光纖〗，，（含有”組成 份1’的固化產物）及”光纖2”（含有，，組成份r的固化 產物）。 [0103] 該等光纖Γ及”光纖2”在範圍自50%溼度至達90%溼 度且週遭溫度（〜23sC)至達352C或652C之高溫的各種條 件下至少7天老化。 [0104] 令该等，’光纖！ ”及”光纖2，，承受利用下列四項應變速 率之2'點彎折疲勞度測試的IE(：方法：1〇〇〇微米/秒，1〇〇 C) 微米/秒，10微米/秒及1微米/秒。這些光纖的、參數可從 在上述老化條件下各條光纖之曲線的斜率所算得，所獲 結果可如下列表1顯示。範例3光纖是利用與範例丨及2中 運用者相同的塗層組成份所備製，除該所鍍光纖含有~8重 量百分比的二氡化鈦外部包覆（3从…單模式玻璃織維以 外0 [0105] ❹ 100119474 表1:光纖劣化強 度抵抗性測試 光纖 26. 8 2 27 33.
nd值 23C/50% RH
者=二定項9以及特徵加以說明，熟知此技術 例只作為說明本發明之原理及操作。熟 夠對列舉實施例作出許多變化以及設計其 不會脫:;列申請專利範圍之精神及内容。 第訂頁/共43頁 1003438008-0 201213461 【圖式簡單說明】 [0106] 圖1為根據本揭具體實施例之光纖的截面視圖。該光纖含 有一塗層，其裹包該光纖；以及兩個額外塗層，此等係作為 二塗層系統中所運用的傳統初級和次級塗層。 [0107] 圖2為光纖條帶的截面視圖，其中含有由一條帶矩陣所裹 包的總共十二條光纖。圖中所雖顯示有十二條光纖，然該 條帶可包含任何複數條光纖。 [0108] 圖3為説明製造如本揭所示光纖之方法的略圖。 【主要元件符號說明】 [0109] 光纖10;心蕊12;包層14;塗層16;中間塗層18;外部塗 層20;塗層光纖30;燒結預製物32;光纖34;塗覆構件 36, 38;固化構件50, 52，·拖引器56;光纖54。 100119474 表單編號A0101 第38頁/共43頁 1003438008-0
Claims (1)
- 201213461 七、曱請專利範圍： 1 . 一種組成份，其中含有： 光可固化主要組成份，其含有一種或多種含丙稀酸醋化合 物; 光引發劑，其在當受曝於具有適當波長的光線時可活化該 光可固化主要組成份的聚合化；以及 產生光酸化合物，其在受曝於該具有適當波長的光線之後 可釋出酸基。 2 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中光引發劑為酮光引 〇 發劑及/或氧化磷光引發劑，或其組合。 3 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中產生光酸化合物為 鑌鹽，鐵芳烴複合物，或苯并二氫苊。 4 ·依據申請專利範圍第1項之組成份，其中產生光酸化合物為 (4-甲苯基）[4-(2-甲基丙基）苯基]碘鑌鹽PF， 6 8-[2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 5-八氟-1-(九氟甲基續醜氧亞氨基 )-戊基]-苯并二氫苊，或7? 5-2, 4-環戊二稀 ◎ -l-y〇[(l，2,3,4,5,6 曱基乙基）苯]-鐵 ( + )_六I填酸。 5 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中產生光酸化合物存 在數量為0. 1至lOpph。 6 ·依據申請專利範圍第1項之組成份，其中產生光酸化合物存 在數量為0. 5至8pph。 7 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中產生光酸化合物存 在數量為1至7pph。 8 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中組成份更進一步包 100119474 表單編號A0101 第39頁/共43頁 1003438008-0 201213461 含一種或多種添加劑，其選自於黏著促進劑，光敏劑，抗氧 化劑，载體，增黏劑，活性稀釋劑，催化劑，以及穩定劑。 9 ·依據申請專利範圍第1項之組成份，其中主要配方更進一步 包含一種或多種氨基曱酸乙酯，丙烯醯胺，N-乙烯醯胺，苯 乙稀，乙稀醋或是該等的組合。 10 .依據申請專利範圍第1項之組成份，其中主要配方實質上不 含具有環氧基之化合物。 11 . 一種光纖，其包含玻璃纖維以及由申請專利範圍第1項組成 份形成之塗層，該塗層包封著玻璃纖維。 12 .依據申請專利範圍第11項之光織，其中玻璃纖維包含心蕊 及包層，其中包層包含矽石或矽石及氧化鈦之混合物。 13 .依據申請專利範圍第η之光纖，其中塗層厚度為小於2〇微 米0 14 .依據申請專利範圍第1項之光纖，其中光纖更進一步包含楊 氏係數不大於3MPa之中間塗層以及楊氏係數不小於 600MPa之外側塗層。 15 ·請專利範圍第11項之光纖，其中與缺少塗層其他相同的光 纖作比較時，該光纖具有增加n值，該n值以動態疲勞度測 α α 試方法作量測。 16 .依據申請專利範圍第15項之光纖，其中在23Χ：及50°/。濕度 下nd值至少為25。 17 ·依據申請專利範圍第15項之光纖，其中在35。(：及90%濕度 下nd值至少為20。 18 ·依據申請專利範圍第15項之光纖其中在35。(：及90%濕度 下^值至少為25。 19 一種光纖條帶，其包含一組多條依據申請專利範圍第11項 100119474 表單編號A0101 第40頁/共43頁 1003438008-0 201213461 之光纖。 CJ 100119474 表單編號A0101 第41頁/共43頁 1003438008-0
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