D1451 СПОСОБЫ СОСТАВЛЕНИЯ ОТВЕРЖДАЕМЫХ ОБЛУЧЕНИЕМ СУПЕРПОКРЫТИЙ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
D1451 METHODS OF FORMULATING RADIATION CURABLE SUPERCOATINGS FOR OPTICAL FIBRE

Родственные патентные заявки
По настоящей патентной заявке испрашивается приоритет предварительной патентной заявки США 61/272596, поданной 9 октября 2009 года, и предварительной патентной заявки США 61/250329, поданной 9 октября 2009 года, предварительной патентной заявки США 61/287567, поданной 17 декабря 2009 года, и предварительной патентной заявки США 61/363965, поданной 13 июля 2010 года, которые все в полном объеме включены в качестве ссылки.
Область изобретения
Настоящее изобретение относится к отверждаемым облучением покрытиям для оптического волокна.
Уровень техники, предшествующий изобретению
Оптическое волокно представляет собой стекловолокно, проводящее свет по своей длине. Оптические волокна широко используют в оптоволоконных коммуникациях, которые обеспечивают передачу на большие расстояния и с более высокими полосами пропускания (скоростями передачи данных), чем другие формы коммуникаций. Волокна применяют вместо металлических проводов, так как сигналы проходят по ним с меньшими потерями, а также они устойчивы к электромагнитным помехам.
Свет остается в сердцевине оптического волокна вследствие полного внутреннего отражения. Это позволяет волокну действовать в качестве волновода. Волокна, которые поддерживают несколько путей распространения или поперечных мод, называют многомодовые волокна (MMF), тогда как волокна, которые могут поддерживать только одну моду, называют одномодовые волокна (SMF). Как правило, MMF имеют больший диаметр сердцевины, и их применяют для каналов связи на короткие расстояния и для применений, где необходима передача с большой мощностью. SMF применяют для большинства каналов связи, более 550 метров (1800 футов).
В настоящей патентной заявке затухание в волоконной оптике, также известное как потери при передаче, определено как снижение интенсивности светового луча (или сигнала) по отношению к расстоянию, преодолеваемому по передающей среде. Коэффициенты потерь на затухание в оптических волокнах, как правило, описывают с использованием единиц в децибелах на километр, сокращаемых как дБ/км.
Затухание является важным фактором, ограничивающим передачу цифрового сигнала на большие расстояния. Таким образом, в области ограничения затухания и максимизации усиления оптического сигнала проведены большие исследования. Практические исследования показали, что затухание в оптическом волокне преимущественно обусловлено рассеянием и поглощением.
В 1965 году Charles K. Kao {один из трех лауреатов Нобелевской премии 2009 года по физике за "значительные достижения в области передача света через волокна в оптической связи"} и George A. Hockham из британской компании Standard Telephones and Cables (STC) были первыми кто выдвинул идею, что затухание в оптических волокнах можно снизить ниже 20 децибел на километр (дБ/км), позволяя оптическим волокнам служить в качестве практической среды для связи. Они предполагали, что затухание в волокнах, существующее в тот период, вызывалось загрязнениями, которые можно удалить, на не фундаментальными физическими явлениями, такими как рассеяние. Ключевого уровня затухания 20 дБ/км впервые достигли в 1970 году исследователи Robert D. Maurer, Donald Keck, Peter C. Schultz и Frank Zimar, работавшие в американском производителе стекла Corning Glass Works, в настоящее время Corning Incorporated. Они продемонстрировали волокно с затуханием 17 дБ/км, смешивая кварцевое стекло с титаном. Несколько лет спустя они получили волокно с затуханием всего лишь 4 дБ/км с применением в качестве примеси в сердцевину диоксида германия. Достижение таких низких величин затухания стало началом оптоволоконных телекоммуникаций и обеспечило возможность интернета.
Следующий патент США в полном объеме включен в настоящую заявку в качестве ссылки: патент США номер 6014488, выданный 11 января 2000 года.
Микроизгибы представляют собой резкие, но микроскопические изгибы в оптическом волокне, влекущие за собой локальные осевые смещения на несколько микрометров и пространственные волны длиной несколько миллиметров. Микроизгибы могут быть вызваны термическими напряжениями и/или механическими поперечными силами. В случае их присутствия микроизгибы снижают способность оптического волокна с покрытием к передаче сигнала. Таким образом, известно, что для исправного функционирования телекоммуникационной сети каждая телекоммуникационная система обладает пределом уровня допустимого увеличения затухания для оптического волокна и что во избежание достижения этого предела следует снижать общий уровень микроизгибов, так как снижение уровня микроизгибов снижает увеличение затухания.
Одной из ключевых движущих сил для разработки технологии покрытия оптического волокна является возрастающий пользовательский спрос на видео. Существующая технология покрытия оптического волокна достаточно для применения сети 2G. Однако сети будущего, такие как 3G, 4G и IPTV, телевидение высокой четкости (HDTV), видеоконференции и другие широкополосные приложения предъявляют более высокие требования к эффективности функционирования оптического волокна, таким образом, требования к эффективности функционирования покрытия оптического волокна становятся все выше и выше.
Для обеспечения больших требований для передачи видеоприложений в интернете телекоммуникационная сеть нового поколения должна поддерживать передачу большего объема, на большую дистанцию и более широкого спектрального диапазона, а производительность оптических волокон G652 текущего поколения рассчитана на дальнее прямолинейное использование; таким образом, G562 не подходят для удовлетворения требований к волокну для домашних (FTTH) задач.
Так как оптическая передача коммуникационных сигналов переходит в частные дома и MDU (многоквартирные дома), оптическое стекловолокно испытывает сильные изгибы, требующие от производителей оптического волокна обеспечивать волокна G657 с устойчивостью к макроизгибам. В то же время, возрастающие потребности в полосе пропускания вызывают напряжение доступных резервов в развертываемых сетях.
Отверждаемые облучением суперпокрытия первого поколения, Supercoatings™ (торговая марка DSM IP Assets B.V.) DeSolite, для оптического волокна описаны и заявлены в приведенных ниже патентных заявках США, которые, таким образом, в полном объеме включены в настоящую заявку в качестве ссылки: патентная заявка США 11/955935, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226916 19 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955838, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080241535 23 октября 2008 года; патентная заявка США 11/955547, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226912 19 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955614, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226914 19 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955604, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226913 19 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955721, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080233397 25 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955525, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226911 19 сентября 2008 года; патентная заявка США 11/955628, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226915 19 сентября 2008 года; и патентная заявка США 11/955541, поданная 13 декабря 2007 года, опубликованная как US 20080226909 19 сентября 2008 года.
В патентной заявке США с серийным номером 11/955541, поданной 13 декабря 2007 года, опубликованной 18 сентября 2009 года в качестве опубликованной патентной заявки США 20080226909, озаглавленной "ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ОБЛУЧЕНИЕМ СУПЕРПОКРЫТИЯ D1381 ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА" описаны и заявлены отверждаемые облучением суперпокрытия для оптического волокна, как указано ниже:
Суперпокрытия, подходящие для покрытия оптического волокна;
где суперпокрытия содержат по меньшей мере два слоя, где первый слой представляет собой первичное покрытие, находящееся в контакте с внешней поверхностью оптического волокна, а второй слой представляет собой вторичное покрытие в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия,
где отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
A) % RAU приблизительно от 84% до приблизительно 99%;
B) модуль упругости in situ приблизительно от 0,15 МПа и приблизительно 0,60 МПа; и
g
C) T трубки приблизительно от -25°C до приблизительно -55°C;
где отвержденное вторичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
A) % RAU приблизительно от 80% до приблизительно 98%;
B) модуль упругости in situ приблизительно от 0,60 ГПа до приблизительно 1,90 ГПа; и
g
C) T трубки, приблизительно от 50°C до приблизительно 80°C.
Сообщалось, что с недавним запуском DSM Desotech линии суперпокрытий DeSolite (DeSolite Supercoatings™), отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна, смотрите www.Supercoatings.com, использование суперпокрытий оказывает большое положительное воздействие на характеристики микроизгибов оптического волокна. Таким образом, известно, что использование суперпокрытий снижает количество микроизгибов в оптическом волокне, а снижение количества микроизгибов снижает величину затухания в телекоммуникационной сети.
Поскольку становится очевидной необходимость в постоянно увеличивающейся пропускной способности интернета и современных телекоммуникационных устройств, также увеличится необходимость в оптическом волокне, устойчивом к затуханию. Таким образом, увеличивается необходимость в отверждаемых облучением суперпокрытиях. Поскольку возрастает необходимость в оптическом волокне, устойчивом к затуханию, и в отверждаемых облучением суперпокрытиях желательно разработать способ выбора и составления отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна.
Сущность изобретения
Первый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ составления отверждаемых облучением суперпокрытий для нанесения на оптическое волокно, используемое в телекоммуникационной сети, где указанные суперпокрытия содержат по меньшей мере два слоя, где первый слой представляет собой первичное покрытие, находящееся в контакте с поверхностью внешнего слой оптического волокна, а второй слой представляет собой вторичное покрытие в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия, где отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и по меньшей мере после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
1) % RAU приблизительно от 84% до приблизительно 99%;
2) модуль упругости in situ приблизительно от 0,15 МПа и приблизительно 0,60 МПа; и
g
3) T трубки, приблизительно от -25°C до приблизительно -55°C;
и где отвержденное вторичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и по меньшей мере после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
4) % RAU приблизительно от 80% до приблизительно 98%;
5) модуль упругости in situ приблизительно от 0,060 ГПа и приблизительно 1,90 ГПа; и
g
6) T трубки приблизительно от 50°C до приблизительно 80°C;
где указанный способ включает этапы:
a) определения требований для максимального допустимого увеличения затухания для телекоммуникационной сети, где будут прокладывать оптическое волокно;
b) определения условий эксплуатации суперпокрытий, включающее:
i) выбор типа стекла, используемого в оптическом волокне;
ii) принятие решение о том, следует ли вторичное покрытие суперпокрытий наносить на первичное покрытие суперпокрытий способом "влажное на сухое" или "влажное на влажное";
iii) выбор типа, количества источников света и расположения источников света вдоль производственной линии с вытяжной колонной, которую применяют для отверждения суперпокрытий на оптическом волокне; и
iv) выбор линейной скорости при которой наносят суперпокрытия;
c) составления композиция первичного покрытия в жидком, неотвержденном состоянии;
d) составления композиция вторичного покрытия в жидком, неотвержденном состоянии;
e) использования способа трехмерного связывания, как показано на фиг.2, 3 и 4, состоящего из
i) тестирования первичного покрытия и вторичного покрытия суперпокрытий для определения получения свойств суперпокрытий от 1) до 6); где
- если каждое и все свойства суперпокрытий от 1) до 6) получены, тогда переходят к этапу f); и
- если каждое и все свойства суперпокрытий от 1) до 6) не получены, пересоставляют какое-либо или оба из первичного покрытия или вторичного покрытия суперпокрытий и повторяют этап ii) до получения каждого и всех свойств суперпокрытий от 1) до 6); а затем
ii) подтверждения работоспособности измененного состава первичного покрытия и вторичного покрытия суперпокрытий, оценивая изменения каждого состава относительно другого состава и в отношении всех свойств суперпокрытий от 1) до 6);
f) использования результатов этапа e)i) и этапа e)ii) для завершения выбора суперпокрытий для достижения максимального допустимого увеличения затухания покрытого оптического волокна.
Второй аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ по первому аспекту, в котором способ трехмерного связывания включает использование способа нанесения многослойного покрытия для оценки комбинированных склеенных слоя первичного покрытия и слоя вторичного покрытия отверждаемых облучением суперпокрытий.
Третий аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ нанесения многослойного покрытия, включающий этапы:
a) выбора субстрата для тестирования;
b) нанесения на субстрат первичного покрытия с использованием наносящего аппликатора с определенной толщиной;
c) необязательного отверждения первичного покрытия;
d) нанесения на первичное покрытие вторичного покрытия с использованием наносящего аппликатора с определенной толщиной, где определенная толщина у наносящего аппликатора для нанесения вторичного покрытия больше, чем определенная толщина у наносящего аппликатора, используемого для нанесения первичного покрытия;
e) использования облучения для многослойного покрытия в достаточной степени для проведения отверждения первичного и вторичного покрытий в склеенное комбинированное покрытие;
f) удаления покрытия с субстрата; и
g) оценки функциональных свойств отвержденного покрытия.
Четвертый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой одномодовое оптическое волокно, покрытое суперпокрытиями, где указанные суперпокрытия содержат,
слой первичного покрытия и слой вторичного покрытия;
где композиция слоя первичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 1PA2, 1PB3, 1PC1, 1PD5, 2альфа и 2бета;
где композиция слоя вторичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 2SA4 и 2SB3 и 3SA1 и 5SA1.
Пятый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой многомодовое оптическое волокно, покрытое отверждаемыми облучением покрытиями, содержащими слой первичного покрытия и слой вторичного покрытия,
где композиция слоя первичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из состава из примера 1PD5; и
где композиция слоя вторичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 2SA4 и 2SB3 и 3SA1 и 5SA1.
Краткое описание рисунков
Фиг.1 представляет собой диаграмму исторического изображения диаграммы состава того, как осуществляли характерное составление для покрытий оптического волокна, иллюстрирующую известный уровень техники. Она представляет собой сравнительный пример, не являющийся примером настоящего изобретения, описываемого в заявке.
Фиг.2 представляет собой первый вариант осуществления, иллюстрирующий способ трехмерного связывания для составления отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна.
Фиг.3 представляет собой второй вариант осуществления, иллюстрирующий способ трехмерного связывания для составления отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна.
Фиг.4 представляет собой третий вариант осуществления, иллюстрирующий способ трехмерного связывания для составления отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна.
Фиг.5 представляет собой иллюстрацию результатов способа нанесения многослойного покрытия, демонстрирующую цветную фотографию первичного слоя суперпокрытий, наносимого аппликатором с 38,1 мкм, затем кандидата для вторичного слоя суперпокрытий, видимого как коричневый слой, наносимого поверх первичного покрытия аппликатором с 76,2 мкм, и целую отвержденную плату.
Фиг.6 представляет собой спектры "все", демонстрируя 4 спектра со сравнимым видом для двух наборов двух покрытий одно сверху другого.
Фиг.7 представляет собой спектры "коричневого", демонстрируя только окрашенную часть вторичного покрытия, и верх части двойного нанесения. Два спектра довольно хорошо соответствуют.
Фиг.8 представляет собой спектры "для первичного слоя суперпокрытий из примера 1PC1", демонстрируя двойной слой со стороны стекла и поверхность со стороны стекла одиночного слоя 76,2 мкм, пример 1PC1 нанесение первичного слоя суперпокрытий. Снова спектры очень хорошо соответствуют.
Фиг.9 представляет собой график DMA нанесения плоского покрытия кандидата для первичного покрытия суперпокрытия PMoct, это представляет собой сравнительный пример, а не пример заявляемого способа тестирования по настоящему изобретению.
Фиг.10 представляет собой график DMA нанесения плоского покрытия кандидата для вторичного покрытия суперпокрытий PMoct, это представляет собой сравнительный пример, а не пример заявляемого способа тестирования по настоящему изобретению.
Фиг.11 представляет собой график DMA трубки кандидата для вторичного покрытия суперпокрытий PMoct поверх первичного покрытия суперпокрытий PMoct, как наносят на кабель с использованием имитатора вытяжной колонны; это представляет собой сравнительный пример, а не пример заявляемого способа тестирования по настоящему изобретению.
Фиг.12 представляет собой график динамомеханического анализа ("DMA") комбинированного покрытия первичного PMoct (пример 1PB3) покрытого вторичным PMoct (пример 2SB3), наносимых способом "влажное на влажное" (сокращаемым как В-Н-В).
Фиг.13 представляет собой график DMA комбиринованного покрытия первичного PMoct (пример 1PB3) покрытого вторичным PMoct (пример 2SB3) наносимых способом "влажное на сухое" (сокращаемым как В-Н-С).
Подробное описание изобретения
Первый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ составления отверждаемых облучением суперпокрытия для нанесения на оптическое волокно, используемое в телекоммуникационной сети, где указанные суперпокрытия содержат по меньшей мере два слоя, где первый слой представляет собой первичное покрытие, находящееся в контакте с поверхностью внешнего слоя оптического волокна, а второй слой представляет собой вторичное покрытие в контакте с внешней поверхностью первичного покрытия, где отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и по меньшей мере после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
1) % RAU приблизительно от 84% до приблизительно 99%;
2) модуль упругости in situ приблизительно от 0,15 МПа и приблизительно 0,60 МПа; и
g
3) T трубки, приблизительно от -25°C до приблизительно -55°C;
и где отвержденное вторичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и по меньшей мере после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
4) % RAU приблизительно от 80% до приблизительно 98%;
5) модуль упругости in situ приблизительно от 0,060 ГПа и приблизительно 1,90 ГПа; и
g
6) T трубки приблизительно от 50°C до приблизительно 80°C;
где указанный способ включает этапы:
a) определения требований для максимального допустимого увеличения затухания для телекоммуникационной сети, где будут прокладывать оптическое волокно;
b) определения условий эксплуатации суперпокрытий, включающего:
i) выбор типа стекла, используемого в оптическом волокне;
ii) принятие решение о том, следует ли вторичное покрытие суперпокрытий наносить на первичное покрытие суперпокрытий способом "влажное на сухое" или "влажное на влажное";
iii) выбор типа, количества источников света и расположения источников света вдоль производственной линии с вытяжной колонной, которую применяют для отверждения суперпокрытий на оптическом волокне; и
iv) выбор линейной скорости при которой наносят суперпокрытия;
c) составления композиция первичного покрытия в жидком, неотвержденном состоянии;
d) составления композиция вторичного покрытия в жидком, неотвержденном состоянии;
e) использования способа трехмерного связывания, как показано на фиг.2, 3 и 4, состоящего из
i) тестирования первичного покрытия и вторичного покрытия суперпокрытий для определения получения свойств суперпокрытий от 1) до 6); где
- если каждое и все свойства суперпокрытий от 1) до 6) получены, тогда переходят к этапу f); и
- если каждое и все свойства суперпокрытий от 1) до 6) не получены, пересоставляют какое-либо или оба из первичного покрытия или вторичного покрытия суперпокрытий и повторяют этап ii) до получения каждого и всех свойств суперпокрытий от 1) до 6); а затем
ii) подтверждения работоспособности измененного состава первичного покрытия и вторичного покрытия суперпокрытий, оценивая изменения каждого состава относительно другого состава и в отношении всех свойств суперпокрытий от 1) до 6);
f) использования результатов этапа e)i) и этапа e)ii) для завершения выбора суперпокрытий для достижения максимального допустимого увеличения затухания покрытого оптического волокна.
Первый этап в способе представляет собой определение требований для максимального допустимого увеличения затухания для телекоммуникационной сети, где будут прокладывать оптическое волокно. Определение требований для затухания для телекоммуникационной сети включает критерии проектирования оптоволоконной сети. Определенные факторы при проектировании включают: понимание того, какая часть сети представляет собой прямолинейная прокладка многомодового оптического волокна по сравнению с тем, какая часть сети представляет собой прокладку волокна в домах (сокращенно FFTH) в виде одномодового оптического волокна. Существует множество других критериев проектирования для оптоволоконной сети, которые известны специалистам в области проектирования оптоволоконных сетей.
Конкретные факторы при проектировании оптоволоконные сети включают следующее:
В настоящее время известно, что в отличие от традиционных сетей дальней связи из прямолинейного оптического волокна, приложения FTTH должны работать по меньшей мере при трех длинах волн:
1310 нм (входящий поток данные/голос)
1490 нм (исходящий поток данные/голос)
1550 нм (видеосигнал).
В традиционных оптоволоконных сетях использовали стандартные одномодовые длины волн от 1310 нм до 1550 нм, с доступной для тестирования системы длиной волны 1625 нм. В настоящее время в связи с возрастающими требованиями к передаче сигнала полагают, что оптоволоконные сети будущего должны быть способны передавать сигнал, содержащий фактические данные, при 1310 нм, 1550 нм и 1625 нм. Известно, что оптоволоконные сети, включающие волокно, которое может передавать все эти три длины волн, являются более чувствительными к макроизгибам и микроизгибам. Известно, что микроизгибы наносят больший ущерб передаче при длине волны 1625 нм.
В телекоммуникационной индустрии существуют три источника стандартизации затухания. Одной такой организацией, устанавливающей стандарты, является The Telecommunications Industry Association (TIA), которая является лидирующей торговой ассоциацией, представляющей индустрию глобальных информационно-коммуникационных технологий (ICT) посредством такой деятельности, как: разработка стандартов, обеспечение исследования рынка, руководство по взаимодействию с государственными структурами, сертификация оптического волокна и сетей, содержащих оптическое волокно, и консультации в отношении соответствия мировым экологическим нормативным документам. Технические консультативные группы Соединенных Штатов Америки (USTAG) TIA также принимают участие в международных организациях по установлению стандартов, таких как международная электротехническая комиссия (IEC).
Другим источником стандартов для затухания в телекоммуникационной индустрии является IEC. Международная электротехническая комиссия (IEC) представляет собой лидирующую глобальную организацию, подготавливающую и публикующую международные стандарты для всех электрических, электронных и связанных технологий. Они служат в качестве основы для национальной стандартизации и для справки при составлении международных тендеров и контрактов.
Telcordia представляет собой основанную в США корпорацию, предоставляющую оптоволоконные средства и анализ компонентов, и консалтинговые услуги. Она также записывает и хранит библиотеку обобщенных требований для оптического волокна.
Все эти организации имеют общедоступные литературу, отчеты и стандарты, которые применяют специалисты в области проектирования оптоволоконных сетей.
Способы, используемые для тестирования на чувствительность к микроизгибам, описаны в IEC TR 62221, First Edition 10-2001. В настоящее время существует четыре способа тестирования, используемые для определения чувствительности к микроизгибам, которую описывают в единицах затухания дБ/км.
Способ A - раздвижного барабана - требует по меньшей мере 400 м волокна, с минимальным натяжением намотанного вокруг раздвижного барабана с материалом с установленной шероховатостью на поверхности барабана. Способ B - барабана с фиксированным диаметром - требует по меньшей мере 400 м волокна, намотанного с натяжением 3 Н вокруг барабана с фиксированным диаметром с материалом с установленной шероховатостью на поверхности барабана. Способ C - проволочного каркаса - требует применения для тестируемого волокна проволочного каркаса (под нагрузкой). Способ D - переплетения - требует 2,5 км волокна, наматываемого на барабан с фиксированным диаметром посредством обмотки "переплетением".
Из этих четырех способы тестирования, только способ D, конкретно описывает процедуру для измерения чувствительности волокон к микроизгибам как функцию температуры и обеспечивает чувствительность к микроизгибам на широком диапазоне температур и допускает, что циклические изменения температуры могут включать такие низкие температуры, как -60°C.
В данной патентной заявке чувствительность к микроизгибам с использованием способа тестирования D - переплетения - указан в единицах величины дБ/км, при указанной длине волны и температуре.
Существуют по меньшей мере четыре различных типа тестов используемых в настоящее время для тестирования чувствительности к микроизгибам с результатами тестирования, указываемыми в единицах затухания дБ/км. В IEC TR 62221, First Edition 10-2001 описаны четыре конкретных способа тестирования чувствительности к микроизгибам.
Они представляет собой следующее:
Способ A раздвижного барабана: требует по меньшей мере 400 м волокна, с минимальным натяжением намотанного вокруг раздвижного барабана с материалом с установленной шероховатостью на поверхности барабана.
Способ B барабана с фиксированным диаметром: требует по меньшей мере 400 м волокна, намотанного с натяжением 3 Н вокруг барабана с фиксированным диаметром с материалом с установленной шероховатостью на поверхности барабана.
Способ C проволочного каркаса: требует применения для тестируемого волокна проволочного каркаса (под нагрузкой).
Способ D переплетения: требует 2,5 км волокна, наматываемого на барабан с фиксированным диаметром посредством обмотки "переплетением"
На всем протяжении настоящей патентная заявка, способ D, измеряющий чувствительность к микроизгибам, описывают и указывают в единицах затухания, которые указаны в единицах величины дБ/км, при указанной длине волны и температуре. Следует понимать, что какую бы чувствительность к микроизгибам не приводили, приведенный номер представляет собой максимальное допустимое увеличение затухания, допустимое для данного оптического волокна в данной телекоммуникационной сети.
Из этих четырех способов тестирования, только способ D, конкретно описывает процедуру для измерения чувствительности к микроизгибам волокон как функцию температуры и обеспечивает чувствительность к микроизгибам на широком диапазоне температур и допускает, что циклические изменения температуры могут включать такие низкие температуры, как -60°C.
В данной области промышленности понимают, что то, что оптические волокна в телекоммуникационной сеть будут регулярно подвергаться воздействию таких низких температур как -60°C, является маловероятным. Однако после недавних эксплуатационных отказов в Китае, также начинают понимать, что наличия спецификации для чувствительности к микроизгибам для оптического волокна в телекоммуникационной сети при комнатной температуре приблизительно 25°C является недостаточным для защиты телекоммуникационной сети от развития "темного волокна" в течение зимы, где температура в течение продолжительных периодов времени является отрицательной (0°C или 32°F).
Заявители выбрали указание чувствительности к микроизгибам в виде изменения затухания от исходного уровня в соответствии со способом IEC; этот способ требует указания изменения затухания при конкретных длинах волн и температуре -60°C. Заявители полагают, что указание данных чувствительности к микроизгибам при этих экстремальных температурных условиях обеспечат модель возможности "самого неблагоприятного сценария" для чувствительности к микроизгибам покрытого оптического волокна на практике.
Позиция заявителей состоит в том, что если свойства чувствительности к микроизгибам оптического волокна при уровне -60°C считаются приемлемыми, тогда логично предположить, что производительность оптического волокна при комнатной температуре, допуская тот же уровень механического напряжения, будет также приемлемым.
g
В дополнение к этому пункту при тестировании чувствительности к микроизгибам при комнатной температуре различие в чувствительности к микроизгибам у оптического волокна, покрытого стандартным, "не являющимся суперпокрытиями" покрытием, можно идентифицировать или нет, так как ни суперпокрытия, ни не являющиеся суперпокрытиями покрытия при комнатной температуре не находятся приблизительно при их температуре стеклования (T) для слоя первичного покрытия.
g
Различие между оптическим волокном, покрытым стандартными "не являющимся суперпокрытиями" покрытием, и оптическим волокном, покрытым суперпокрытиями, проявляется при тестировании чувствительности к микроизгибам при экстремально низких температурах, так как стандартный "не являющийся суперпокрытиями" первичный слой при экстремально низких температурах превышает его температуру стеклования и, таким образом, происходит переход от эластичного состояния к стекловидному состоянию. Известно, что наличие первичного слоя покрытия оптического волокна в стекловидном состоянии вызывает увеличение чувствительности к микроизгибам. В отличие от этого, T первичного слоя суперпокрытий является намного меньшей и, таким образом, первичный слой суперпокрытий остается в эластичной фазе, что является лучшим для чувствительности к микроизгибам.
g
g
Другим способом объяснения различия между стандартными "покрытиями, не являющимися отверждаемыми облучением суперпокрытиями" для оптического волокна и отверждаемыми облучением суперпокрытиями для оптического волокна является то, что комбинация полностью отвержденных, низкомодульных и с низкой T покрытий в слое первичного покрытия и полностью отвержденных, с большим модулем, с высокой T покрытий в слое вторичного покрытия суперпокрытий приводит к приемлемой эффективности функционирования при напряжении вследствие экстремальной температуры или механического напряжения или и температуры, и механического напряжения с приемлемой эффективностью функционирования, оцениваемой по низкому уровню чувствительности к микроизгибам, что приводит к волокну с приемлемым увеличением регистрируемого затухания.
В современной практике полагают, что для телекоммуникационной сети в основном необходимо, чтобы оптическое волокно обеспечивало известный максимум затухания при 1310 нм и комнатной температуре. Этот наибольший допустимый уровень затухания известен специалистам в области критериев проектирования телекоммуникационных сетей.
Для оптических волокон, покрытых отверждаемыми облучением суперпокрытиями, возможно и желательно указывать чувствительность к микроизгибам при трех различных длинах волн и при очень холодной (-60°C) температуре. Затем эти данные может использовать конструктор сети для понимания ее ограничений и для того, чтобы иметь возможность предсказать режимы отказа для сети. Позиция заявителей состоит в том, что сеть, содержащая оптические волокна, покрытые стандартными, "не являющимися суперпокрытиями" покрытиями имеет намного меньшую устойчивость к напряжению, возникающему из среды кабеля в виде экстремальных температур и механических сил, чем сеть, содержащая оптические волокна, покрытые отверждаемыми облучением суперпокрытиями. Полагают, что другой фактор состоит в том, что использование отверждаемых облучением суперпокрытий для покрытия оптического волокна обеспечит телекоммуникационной сети достаточно данных, чтобы иметь возможность проектирования без необходимости такого же "предела безопасности", как предусматривают при использовании для покрытия оптического волокна стандартных "покрытий, не являющихся отверждаемыми облучением суперпокрытиями".
Следующий этап в процессе представляет собой определение требований условий эксплуатации суперпокрытий для телекоммуникационной сети, где будут прокладывать оптическое волокно. Условия эксплуатации включают понимание четырех факторов:
i) тип стекла, используемого в оптическом волокне;
ii) следует ли наносить вторичный слой суперпокрытий на первичный слой суперпокрытий способом "влажное на сухое" или "влажное на влажное";
iii) тип, количество источников света и расположение источников света вдоль производственной линии с вытяжной колонной, которую применяют для отверждения суперпокрытий на оптическом волокне; и
iv) линейная скорость при которой наносят суперпокрытия.
Относительно элемента i): известно, что оптическое волокно имеет стандартные категории для прокладки прямолинейного кабеля большой протяженности. Недавние различные категории "устойчивого к изгибам" оптического волокна разработаны производителями оптического волокна, такими как Corning, и Draka, и OFS, и YOFC, и другие. Эти устойчивые к изгибам оптические волокна используют для применений оптоволокна до сетевого узла (FTTX) и волокна для дома (FTTH).
Подробности об оптических волокнах стандартных категорий и устойчивых к микроизгибам доступны в собственной литературе и на веб-сайтах поставщиков.
Современное коммерческое оптическое волокно, доступное для продажи, включает: оптические волокна Corning InfiniCor, многомодовое оптическое волокно Corning ClearCurve OM2/OM3/OM4, одномодовое оптическое волокно Corning ClearCurve, оптическое волокно Corning SMF-28e XB, оптическое волокно Corning SMF-28 ULL, оптическое волокно Corning LEAF, оптические волокна Corning Vascade и Corning Specialty Fiber, Draka BendBright SingleMode (BB), Draka TeraLight Singlemode (TM), Draka TeraLight Ultra Singlemode (TU), Draka BendBright-XS (BX), Draka Enhanced Single Mode, Draka NZDSF-LA Singlemode (LA), OFS AllWave Zero Water Peak (ZWP) и недавно представленные OFS AllWave FLEXZWP Fibers, OFS LaserWave Fibers, OFS Access ADVANTAGE™ System. OFS HCS, OFS FiberWire и фирменные технологии OFS PYROCOAT, волокно YOFC HiBand GIMM, серия высокотемпературных волокон (HTF) YOFC, многомодовое оптическое волокно YOFC HiBand Graded-Index (50/125 и 62,5/125 мкм) и другие.
Как правило, волокно для применения в прямолинейной прокладке, подвержено меньшим напряжениям и меньшему образованию микроизгибов, чем волокно, для применения в приложениях FTTX и FTTH. Таким образом, выбор отверждаемых облучением суперпокрытий для нанесения на волокно для приложений FTTX и FTTH является решающим для эффективности функционирования оптического волокна для FTTX и FTTH. Таким образом, когда покрываемое оптическое волокно предназначено для приложений FTTX и FTTH, суперпокрытия должны быть высокоустойчивы к образованию микроизгибов.
Необычным при составлении суперпокрытий является только то, сколько из требований к составлению для достижения шести требуемых свойств зависят от механических характеристик покрытия оптического волокна. Например, можно покрыть оптическое волокно стандартной категории суперпокрытиями и получить покрытое оптическое волокно с желаемыми свойствами затухания, а также можно покрыть "устойчивое к изгибам" оптическое волокно высшей категории стандартными "не являющимися суперпокрытиями" покрытиями, и полученный результат будет представлять собой покрытое оптическое волокно с неприемлемой чувствительностью к микроизгибам, приводящей к невозможности достижения требуемого системой допустимого уровня затухания. Таким образом, для получения оптического волокна с желаемыми свойствами затухания составителю суперпокрытий желательно, а в некоторых случаях обязательно, иметь понимание подробностей способа получения оптического волокна. Эти подробности включают тип стекла, температуру производства, атмосферу при применении покрытия(ий), линейную скорость, тип источника облучения, как правило описанного как "отверждающая лампа" и расположение и количество отверждающих ламп вдоль производственной линии и наносят ли вторичное покрытие на первичное покрытие способами "влажное на влажное" или "влажное на сухое". Эти разновидности механических характеристик производства стекла в прошлом не представляли интерес для составителя покрытий оптического волокна так как составитель сосредотачивался на покрытии оптического волокна, а производитель стекла сосредотачивался на стекле. Как указано ранее, без достаточного количества информации о производстве стекла можно покрыть оптическое волокно стандартной категории суперпокрытиями и получить покрытое оптическое волокно с желаемыми свойствами чувствительности к микроизгибам, но также можно покрыть "устойчивое к изгибам" оптическое волокно высшей категории стандартными, не являющимися суперпокрытиями покрытиями и в результате получить покрытое оптическое волокно без желаемых свойств чувствительности к микроизгибам.
Относительно этапа iii) тип, количество источников света и расположение источников света вдоль производственной линии с вытяжной колонной, которую применяют для отверждения суперпокрытий на оптическом волокне; хорошо известно применение общепринятых ультрафиолетовых дуговых ртутных лампы для испускания ультрафиолетового света, подходящего для отверждения отверждаемых облучением покрытий, наносимых на оптическое волокно. Ультрафиолетовые дуговые лампы испускают свет с использованием электрической дуги для перехода атомов ртути в возбуждающее состояние; при этом ртуть находится в атмосфере инертного газа (например, аргона) с испусканием ультрафиолетового света, осуществляющего отверждение. Альтернативно, для возбуждения атомов ртути в лампах в атмосфере инертного газа с испусканием ультрафиолетового света также можно использовать микроволновую энергию. В настоящей патентной заявке ртутную лампу, где УФ-излучение возбуждается дугой и микроволнами, а также модифицированные различными добавками (сплав на основе железа, галлий и т.д.) формы этих ртутных ламп определены как ртутные лампы. Общепринятые дуговые ультрафиолетовые лампы на основе ртути находятся на "современном уровне техники", когда они подходят для отверждения отверждаемого облучением покрытия для оптического волокна.
Однако использование ультрафиолетовых ртутных ламп в качестве источника облучения обладает несколькими недостатками, включая экологические проблемы вследствие применения ртути и образование озона в качестве побочного продукта. Кроме того, ртутные лампы, как правило, обладают более низким коэффициентом преобразования энергии, требуют времени прогрева, производят теплоту при работе и потребляют большое количество энергии по сравнению с источниками света, которые получают с использованием светоизлучающих диодов "LED".
Знание того, свет какого типа полагают использовать для отверждения отверждаемых облучением суперпокрытий, является очень важной информацией так как при получении покрытого оптического волокна тепло, образуемое УФ ртутными лампами, может отрицательно влиять на жидкое покрытие в том отношении, что если покрытие не составлено так, чтобы избежать присутствия летучих веществ, эти летучие вещества могут испаряться и осаждаться на поверхности кварцевой трубки, блокируя облучение жидкого покрытия на стекловолокне УФ-лучами, что препятствует отверждению жидкого покрытия.
В отличие от ультрафиолетовых ртутных ламп, светоизлучающие диоды (LED) являются полупроводниковыми устройствами, где для получения света используют явление электролюминесценции. LED состоят из полупроводника с добавленными примесями с получением перехода p-n, способного излучать свет при объединении электронных дырок с отрицательными электронами при прикладывании энергии. Длину волны излучаемого света определяют вещества, используемые для активной области полупроводника. Характерные вещества, используемые в полупроводниках LED включают, например, элементы из 13 (III) и 15 (V) групп периодической таблицы. Эти полупроводники обозначают как как III-V полупроводники, и они включают, например, полупроводники GaAs, GaP, GaAsP, AlGaAs, InGaAsP, AlGaInP и InGaN. Другие примеры полупроводников, используемых в LED включают соединения из группы 14 (проводник IV-IV) и группы 12-16 (II-VI). Выбор веществ основан на множестве факторов, включающих желаемую длину волны излучения, параметры производительности и стоимость.
nd
В первых LED использовали арсенид галлия (GaAs) с излучением инфракрасного (IR) излучения и низкоинтенсивного красного света. Достижения материаловедения привели к разработке LED, способных к излучению света с более высокой интенсивностью и более короткими длинами волн, включая другие цвета видимого света и УФ-света. Можно получать LED, которые излучают свет в любой точке от нижней приблизительно 100 нм до верхней приблизительно 900 нм. В настоящее время известные УФ-источники света LED испускают свет при длинах волн приблизительно от 300 и приблизительно 475 нм, с 365 нм, 390 нм и 395 нм, являющимися общими пиковыми спектральными выходами. Смотрите руководство, "Light-Emitting Diodes" by E. Fred Schubert, 2 Edition, © E. Fred Schubert 2006, опубликованное Cambridge University Press.
Лампы LED предоставляют преимущества относительно общепринятых ртутных ламп в применении для отверждения. Например, в лампах LED для получения УФ-света не используют ртуть, и, как правило, они менее объемны, чем ртутные дуговые УФ-лампы. Кроме того, лампы LED являются источниками с немедленным включением/выключением, не требующими времени прогрева, что способствует меньшему потреблению энергии лампами LED. Лампы LED также выделяют намного меньше тепла с большей эффективностью преобразования энергии, обладают большими продолжительностями срока службы ламп и по существу являются монохроматическими, излучая желаемую длину волны света, определяемую выбором полупроводниковых веществ, применяемых в LED.
Лампы LED для коммерческого применения для отверждения предлагают несколько производителей. Например, некоторыми из производителей, предлагающих в настоящее время лампы LED для отверждения композиций для струйной печати, композиций для отверждения PVC полов, композиции для покрытия металлов, композиций для покрытия пластиков и адгезивных композиций, являются Phoseon Technology, Summit UV Honle UV America, Inc., 1ST Metz GmbH, Jenton International Ltd., Lumios Solutions Ltd., Solid UV Inc., Seoul Optodevice Co., Ltd, Spectronics Corporation, Luminus Devices Inc. и Clearstone Technologies.
Относительно этапа iv) линейная скорость при которой наносят суперпокрытия, в патентной заявке США с серийным номером 11/955541, поданной 13 декабря 2007 года, опубликованной 18 сентября 2009 как опубликованная патентная заявка США 20080226909, озаглавленной ОТВЕРЖДАЕМЫЕ ОБЛУЧЕНИЕМ СУПЕРПОКРЫТИЯ D1381 ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА, указано, что суперпокрытие можно наносить на одномодовое оптическое волокно при линейной скорости приблизительно от 750 метров/минуту до приблизительно 2100 метров/минуту. От даты подачи этой патентной заявки, 8 октября 2010 года, индустрия оптических волокон в настоящее время развилась до состояния, когда одномодовое оптическое волокно можно вытягивать при линейных скоростях более 2100 метров/минуту. Также одномодовое оптическое волокно можно вытягивать при линейных скоростях более 2200 метров/минуту. Также одномодовое оптическое волокно можно вытягивать при линейных скоростях более 2300 метров/минуту. Таким образом, не желая быть связанным, полагают, что одномодовое оптическое волокно также можно вытягивать при линейных скоростях более 2350 метров/минуту. Таким образом, не желая быть связанным, полагают, что одномодовое оптическое волокно также можно вытягивать при линейных скоростях более 2400 метров/минуту.
Следующий этап в процессе включает применение оценки способом трехмерного связывания кандидата в отверждаемые облучением суперпокрытия посредством оценки отверждаемых облучением первичного слоя и вторичного слоя суперпокрытий. Исторически первичное и вторичное покрытия для оптического волокна составляют и пересоставляют в соответствии с двумерным изображенным на диаграмме способом составления. Фиг.1 представляет собой диаграмму исторического изображения диаграммы составления для того, как осуществляли характерное составление для покрытий оптического волокна, иллюстрирующую известный уровень техники.
На фиг.1 схема принятия решения 10 демонстрирует двумерный подход к составлению покрытия оптического волокна на известном уровне техники. На фиг.1 желаемое функциональное свойство A представлено окружностью A, блок условия B представляет собой тест для определения наличия желаемого функционального свойства у жидкого покрытия или отвержденного покрытия оптического волокна, в форме плоское покрытие или в форме трубчатого покрытия на оптическом волокне. Если покрытие оптического волокна обладает желаемым функциональным свойством, тогда дерево принятия решений переходит в "да" и проверка заканчивается. Если покрытие оптического волокна не обладает желаемым функциональным свойством, составитель рассматривает состав и определяет то, какие необходимо провести изменения, как представлено параллелограммом D, а затем в прямоугольнике C состав изменяют. Функциональное свойство повторно тестируют в блоке условия B, и если получают желаемое функциональное свойство, тогда проверку заканчивают. Если желаемого функционального свойства не получают, тогда дерево принятия решения возвращается наверх и составитель рассматривает другие варианты составления пока не определит следующий возможный состав, а затем состав изменяют, а затем желаемое функциональное свойство еще раз тестируют. Это продолжается до тех пор, пока не получат желаемого физического свойства.
Возможные способы изменения покрытия проиллюстрированы информацией, содержащейся в таблицах 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 1F, 2F, 1G, 2G, 1H, 2H, 1J и 2J, в которых обобщено понимание на современном уровне техники об ингредиентах, которые можно или нельзя использовать при составлении первичных и вторичных отверждаемых облучением покрытий для оптического волокна, в отношении получения составов с физическими свойствами слоев первичного покрытия и слоев вторичного покрытия на оптическом волокне, которые удовлетворяют строгим критериям суперпокрытий. В дополнение к информации в таблицах, содержащейся в настоящем документе, дополнительную информацию можно найти в выданных патентах, опубликованных патентных заявках, конкретных статьях и другой информации, общеизвестных специалистам в области отверждаемых облучением покрытий для оптического волокна.
Таблица 1A
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. уретан(мет)акрилат (наиболее широко используемый олигомер для покрытий оптического волокна)
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
быстрое отверждение, прочность, стабильность, гибкость, множество доступных полиолов, простота производства
высокая вязкость
2. сложный полиэфир(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
быстрое отверждение, низкая вязкость, гибкость, доступно множество полиолов и кислот, устойчивость к окислению
низкая растяжимость, ухудшенная устойчивость к гидролизу, трудности при производстве
3. силоксан(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
очень низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность и липофобность, быстрое отверждение, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, специализированное производство, показатель преломления может быть слишком низким
4. углеводород - (например, полибутадиен) (мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
очень низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность, устойчивость к гидролизу, низкая вязкость
ухудшенная устойчивость к окислению, ухудшенная растворимость, липофильность
5. фторуглерод(мет) акрилат
другие, отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность и липофобность, быстрое отверждение, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, ухудшенная растворимость, показатель преломления может быть слишком низким, специализированное производство
6. тиолен
различные еновые соединения, включая, норборнен, простой виниловый эфир, сложный виниловый эфир, виниламид, простой аллильный эфир, сложный аллильный эфир, аллиламид, стирол, алкены (алифатические ены применяют для низкой T<sub>g</sub>)
сильная сетчатая структура, низкая вязкость, хорошая стабильность при отверждении
запах, срок хранения
Таблица 1A (продолжение)
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
7. акрилированный акриловый полимер или сополимер
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламид, виниламид
8. катионное эпоксисоединение
различные катионные отверждаемые группы, включающие глицидиловый простой эфир, глицидиловый сложный эфир, простой виниловый эфир, оксетан, гидроксил (для низкой T<sub>g</sub> используют алифатические вещества)
малое сжатие, хорошая адгезия, низкая вязкость, стабильность
замедленная скорость отверждения, эффекты после отверждения, более низкая растяжимость
Таблица 1B
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Выбор полиола для составления уретанового олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. простой полиэфир (наиболее широко используемый полиол для олигомеров оптического волокна)
поли(алкиленгликоли), поли(ариленгликоли), сополимеры с другими типами полиолов
устойчивость к гидролизу, гибкость, низкая вязкость
устойчивость к окислению
2. сложный полиэфир
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
устойчивость к окислению
более высокая T<sub>g</sub>, ухудшенная устойчивость к окислению
3. поликарбонат
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
устойчивость к окислению и гидролизу
более высокая T<sub>g</sub>, возможная кристаллизация
4. углеводород
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные, циклические, насыщенные, ненасыщенные
гидрофобность, хорошая стабильность
плохая устойчивость к окислению, если они являются ненасыщенными, растворимость, липофильность
5. силоксан
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
гидрофобность и липофобность, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, показатель преломления может быть слишком низким
6. фторуглерод
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
гидрофобность и липофобность, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, показатель преломления может быть слишком низким
7. на основе биосырья
Различные овощи, растения, орехи, биомасса и другие получаемые из растений полиолы
Как правило, низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность, хорошая стабильность, экологичность
могут обладать меньшей степенью чистоты или гомогенности
Таблица 1C
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Выбор изоцианата для составления уретанового олигомера
Химический подсостав, в пределах категории**
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. ароматический
TDI, MDI
более высокая скорость реакции, низкая стоимость
пожелтение, токсичность
2. алифатический
IPDI, HDI, TMDI
низкое пожелтение
более высокая стоимость, более низкая скорость реакции
3. алкиларил
TMXDI
стабильность
более высокая стоимость, более низкая скорость реакции
4. DESMODUR W**торговая марка Bayer
бис(4-изоцианатоциклогексил)метан, также известный как PICM, гидрогенизированный MDI (HMDI или H12MDI), насыщенный MDI (SMDI), восстановленный MDI (RMDI), и дициклогексилметан диизоцианат
Полиуретановые смолы на основе диизоцианата *DesmodurW имеют высокую степень гибкости в сочетании с хорошей механической прочностью. Они устойчивы к истиранию и гидролизу и сохраняют отражательную способность и физические свойства при нахождении в атмосферных условиях. Уникальной характеристикой диизоцианата *DesmodurW является его способность формировать оптически чистые полиуретаны при комбинации с подходящими полиоловыми сореагентами.
негомогенное смешивание изомеров может приводить к проблемам с воспроизводимостью для каждого олигомера, получаемого с изоцианатом. Затем проблемы с воспроизводимостью могут приводить к неожиданным эксплуатационным свойствам составленного покрытия.
**определения для сокращений являются следующими:TDI представляет собой толуолдиизоцианатMDI представляет собой метиленбис(фенилизоцианат) или метилди-п-фениленизоцианатIPDI представляет собой изофорондиизоцианатHDI представляет собой гексаметилендиизоцианатTMDI представляет собой триметилгексаметилендиизоцианатTMXDI представляет собой TMXDI (Meta) алифатический изоцианат, доступный в Cytec Industries Inc.
Таблица 1D
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Выбор ингибитора для составления олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Гидрохинонового типа
Гидрохинон, метилэфиргидрохинон, бутилгидрокситолуол.
Улучшенные производство и срок хранения
Изменение окраски; замедленная реакция полимеризации
2. Бутилированный гидрокситолуол (наиболее широко используемый)
Фенольные
Низкая стоимость, хорошая растворимость, эффективность
Меньшая эффективность при более высоких температурах
3. Аенотиазин
Улучшенные производство и срок хранения
Изменение окраски; замедленная реакция полимеризации
Таблица 1E
Выбор олигомера для суперпокрытий - Первичное покрытие
Выбор катализатора для составления олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Аминовые соединения
Третичные амины
Универсальный катализатор
Побочные реакции приводят к побочным продуктам, таким как мочевина, тримеры изоцианата
2. Металлорганические комплексы
Соединения с ртутью, свинцом, оловом, висмутом, цинком
Высокая эффективность
Некоторые являются высокотоксичными и вредными
Таблица 2A
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. уретан(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная (наиболее широко используемый химический состав олигомера для покрытий оптического волокна)
быстрое отверждение, прочность, стабильность, гибкость, множество доступных полиолов, простота производства
высокая вязкость
2. сложный полиэфир(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
быстрое отверждение, низкая вязкость, гибкость, доступно множество полиолов и кислот, устойчивость к окислению
низкая растяжимость, ухудшенная устойчивость к гидролизу, трудности при производстве
3. силоксан(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная (дифенилсилоксанакрилаты имеют высокую T<sub>g</sub>)
гидрофобность и липофобность, быстрое отверждение, стабильность, низкая вязкость
как правило, низкая T<sub>g</sub>, высокая стоимость, специализированное производство, показатель преломления может быть слишком низким
4. углеводород (мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная (ароматическ и циклическ углеводороды могут иметь высокую T<sub>g</sub>)
гидрофобность, устойчивость к гидролизу, низкая вязкость
ухудшенная устойчивость к окислению, ухудшенная растворимость, липофильность, как правило, низкая T<sub>g</sub>
5. фторуглерод(мет)акрилат
другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная (ароматические и циклические фторуглероды могут иметь высокую T<sub>g</sub>)
гидрофобность и липофобность, быстрое отверждение, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, ухудшенная растворимость, показатель преломления может быть слишком низким, специализированное производство, как правило, низкая T<sub>g</sub>
Таблица 2A (продолжение)
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
6. акрилированный акриловый полимер или сополимер
Другие отверждаемые УФ концевые группы, например, простая винилэфирная, (мет)акриламидная, виниламидная
Регулируемая T<sub>g</sub>, хорошая стабильность, хорошая химическая устойчивость
Специализированное производство, как правило, высокая вязкость
7. тиолен
различные еновые соединения, включающие норборнен, простой виниловый эфир, сложный виниловый эфир, виниламид, простой аллильный эфир, сложный аллильный эфир, аллиламид, стирол, алкены (ароматические или циклические еновые соединения для более высокой T<sub>g</sub>)
сильная сетчатая структура, низкая вязкость, хорошая стабильность при отверждении
запах, срок хранения
8. катионное эпоксисоединение
различные катионные отверждаемые группы, включающие глицидиловый простой эфир, глицидиловый сложный эфир, простой виниловый эфир, оксетан, гидроксил (ароматические вещества для более высокой T<sub>g</sub>)
малое сжатие, хорошая адгезия, низкая вязкость, стабильность
замедленная скорость отверждения, эффекты после отверждения, пониженная растяжимость
Таблица 2B
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав полиола для составления уретанового олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. простой полиэфир (наиболее широко используемый полиол для оптического волокна олигомеры)
поли(алкиленгликоли), поли(ариленгликоли), сополимеры с другими типами полиолов
устойчивость к гидролизу, гибкость, отверждение speed, низкая вязкость
устойчивость к окислению, как правило, низкая T<sub>g</sub>
2. сложный полиэфир
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
устойчивость к окислению, более высокая T<sub>g</sub>
ухудшенная устойчивость к окислению
3. поликарбонат
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные
устойчивость к окислению и гидролизу, более высокая T<sub>g</sub>
возможная кристаллизация
4. углеводород
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные, циклические, насыщенные, ненасыщенные (ароматические и циклические углеводороды могут иметь высокую T<sub>g</sub>)
гидрофобность, хорошая стабильность
плохая устойчивость к окислению если ненасыщенные, растворимость, липофильность
5. силоксан
алифатические, ароматические, линейные, разветвленные (дифенилсилоксанакрилаты имеют высокую T<sub>g</sub>)
гидрофобность и липофобность, стабильность, низкая вязкость
высокая стоимость, показатель преломления может быть слишком низким, как правило, низкая T<sub>g</sub>
6. на основе биосырья
Различные растения, семена, орехи, биомасса и другие получаемые из растений полиолы
Как правило, низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность, хорошая стабильность, экологичность
могут обладать меньшей степенью чистоты или гомогенности
Таблица 2C
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав изоцианата для составления уретанового олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. ароматический
TDI, MDI
более высокая скорость реакции, низкая стоимость
пожелтение, токсичность
2. алифатический
IPDI, HDI, TMDI
низкое пожелтение
более высокая стоимость, более низкая скорость реакции
3. алкиларил
TMXDI
стабильность
более высокая стоимость, более низкая скорость реакции
Таблица 2D
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав ингибитора для составления олигомер
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Гидрохинонового типа
Гидрохинон, Метилэфиргидрохинон, Бутилгидрокситолуол.
Улучшенные производство и срок хранения
Изменение окраски; замедленная реакция полимеризации
2. Бутилированный гидрокситолуол (наиболее широко используемый)
Фенольный
Низкая стоимость, хорошая растворимость, эффективность
Меньшая эффективность при более высоких температурах
3. фенотиазин
Улучшенные производство и срок хранения
Изменение окраски, замедленная реакция полимеризации
Таблица 2E
Выбор олигомера для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав катализатора для составления уретанового олигомера
Химический подсостав, в пределах категории
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Аминовые соединения
Третичные амины
Универсальный катализатор
Побочные реакции приводят к побочным продуктам, таким как мочевина, тримеры изоцианата.
2. Металлорганические комплексы
Соединения с ртутью, свинцом, оловом, висмутом, цинком
Высокая эффективность
Некоторые являются высокотоксичными и вредными
Таблица 1F
Выбор фотоинициатора для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. α-гидроксикетоны
быстрое отверждение, низкое пожелтение, низкая стоимость, хорошее полное отверждение и поверхностное отверждение
могут являться высоколетучими
2. (бис)ацилфосфиноксиды
очень быстрое отверждение, низкое пожелтение, хорошее полное отверждение
более высокая стоимость, могут образовывать кристаллы
3. бензофеноны
низкая стоимость, хорошее поверхностное отверждение
требует амина, медленнее, желтеет
4. полимерные фотоинициаторы
низкая летучесть, хорошее полное отверждение и поверхностное отверждение
более высокая стоимость
5. другие (множество)
могут иметь низкую стоимость
как правило, медленно отвердевают, могут иметь меньшую стабильность при хранении, могут желтеть
Таблица 2F
Выбор фотоинициатора для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. α-гидроксикетоны
быстрое отверждение, низкое пожелтение, низкая стоимость, хорошее полное отверждение и поверхностное отверждение
могут являться высоколетучими
2. (бис)ацилфосфиноксиды
очень быстрое отверждение, низкое пожелтение, хорошее полное отверждение, хорошо подходят для цветных вторичных покрытий
более высокая стоимость, могут образовывать кристаллы, ухудшенное поверхностное отверждение
3. бензофеноны
низкая стоимость, хорошее поверхностное отверждение
требует амина, медленнее, желтеет
4. полимерные фотоинициаторы
низкая летучесть, хорошее полное отверждение и поверхностное отверждение
более высокая стоимость
5. морфолиносодержащие
хорошо подходят для цветных вторичных покрытий
могут экранировать слишком много УФ-света от прохождения до первичного покрытия в способе "влажное на влажное"
6. другие (множество)
могут иметь низкую стоимость
как правило, медленно отвердевают, могут иметь меньшую стабильность при хранении, могут желтеть
Таблица 1G
Выбор активатора склеивания для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. силановые аппреты
хорошее сухое и влажное склеивание
влагочувствительные (проблемы стабильности при хранении), возможно вызывают сниженную скорость отверждения и меньший модуль
2. вещества с кислотными функциональными группами
хорошее сухое склеивание
как правило, ухудшенное влажное склеивание
3. полярные мономеры или олигомеры
хорошее сухое склеивание
как правило, ухудшенное влажное склеивание
Таблица 2G
Выбор активатора склеивания для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав
Отсутствует, активаторы склеивания не используют для вторичных покрытий, только в первичных покрытиях
Таблица 1H
Выбор мономера-разбавителя для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. алкил(мет)акрилат
как правило, низкая T<sub>g</sub>, гидрофобность, хорошая стабильность, низкая стоимость, хороший разбавитель (как правило, монофункциональный мономер, используемый для меньшей плотности сшивания и модуля)
запах, замедленная скорость отверждения, может быть кристаллическим, летучий при высокой теплоотдаче общепринятых ртутных источников УФ-света
2. арил- или циклический(мет)акрилат
как правило, более высокая T<sub>g</sub>, гидрофобность
может быть летучим или кристаллическим
3. простой эфир (мет)акрилат
как правило, низкая T<sub>g</sub>, высокая скорость отверждения, как правило, хороший разбавитель, ароматические обладают хорошим сухим склеиванием (как правило, монофункциональный мономер, используемый для меньшей плотности сшивания и модуля)
большая гидрофильность, ухудшенная устойчивость к окислению
4. мономеры с гидроксильными функциональными группами, с кислотными функциональными группами и другие полярные мономеры
хорошее сухое склеивание, высокая скорость отверждения (как правило, монофункциональный мономер, используемый для меньшей плотности сшивания и модуля)
как правило, более высокая T<sub>g</sub>, большая гидрофильность, могут реагировать с другими компонентами покрытия
5. (мет)акриламиды и виниламиды
хорошее сухое склеивание, высокая скорость отверждения (как правило, монофункциональный мономер, используемый для меньшей плотности сшивания и модуля)
как правило, более высокая T<sub>g</sub>, большая гидрофильность
Таблица 2H
Выбор мономера-разбавителя для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. алкил(мет)акрилат
гидрофобность, хорошая релаксация напряжений если разветвленный, хорошая стабильность, низкая стоимость, хороший разбавитель (как правило, полифункциональный мономер, используемый для большей плотности сшивания и модуля)
летучесть, запах, замедленная скорость отверждения, может быть кристаллическим
2. арил- или циклический (мет)акрилат
как правило, более высокая T<sub>g</sub>, гидрофобный (как правило, полифункциональный мономер, используемый для большей плотности сшивания и модуля)
некоторые арильные молекулы, например, феноксиэтилакрилат, являются летучими при высокой теплоотдаче общепринятых ртутных источников УФ-света или кристаллическими; таким образом, когда присутствует мономер-разбавитель с реакционноспособным арилом, с молекулярной массой менее чем приблизительно 300, он должен присутствовать в количестве не более чем приблизительно 10% масс. от всего состава
3. простой эфир (мет)акрилат
хорошая релаксация напряжений если разветвленный, высокая скорость отверждения, как правило, хороший разбавитель (как правило, полифункциональный мономер, используемый для большей плотности сшивания и модуля)
большая гидрофильность, ухудшенная устойчивость к окислению
4. мономеры с гидроксильными функциональными группами, с кислотными функциональными группами и другие полярные мономеры
высокая скорость отверждения (как правило, полифункциональный мономер, используемый для большей плотности сшивания и модуля)
большая гидрофильность, могут реагировать с другими компонентами покрытия
5. (мет)акриламиды и виниламиды
высокая скорость отверждения (как правило, полифункциональный мономер, используемый для большей плотности сшивания и модуля)
большая гидрофильность
Таблица 1J
Выбор стабилизатора для суперпокрытий - Первичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Пространственно-затрудненный фенол
подходят для устойчивости к окислению, низкое пожелтение
может иметь плохую растворимость, кристалличность, высокая стоимость
2. Пространственно-затрудненный амин
подходят для низкого пожелтения
щелочность (может снижать прочность стекла), может реагировать с другими компонентами покрытия
3. Поглотители УФ
подходят для низкого пожелтения
может замедлять скорость отверждения вторичного и первичного покрытий
4. Другие, например, фосфиты, сульфиды, металлические, смешанные стабилизаторы.
может улучшать стабильность отвержденного покрытия и снижать пожелтение
может иметь плохую растворимость, кристалличность, высокая стоимость
Таблица 2J
Выбор антиоксиданта для суперпокрытий - Вторичное покрытие
Химический состав
Преимущества
Недостатки - нежелательные взаимодействия с другими компонентами
1. Пространственно-затрудненный фенол
подходят для устойчивости к окислению, низкое пожелтение
может иметь плохую растворимость, кристалличность, высокая стоимость
2. Пространственно-затрудненный амин
подходят для низкого пожелтения
щелочность (может снижать прочность стекла), может реагировать с другими компонентами покрытия
3. Поглотители УФ
подходят для низкого пожелтения
может замедлять скорость отверждения вторичного и первичного покрытий
4. Другие, например, фосфиты, сульфиды, металлические, смешанные стабилизаторы.
может улучшать стабильность отвержденного покрытия и снижать пожелтение
может иметь плохую растворимость, кристалличность, высокая стоимость
В отличие от "двумерного" подхода, проиллюстрированного на фиг.1, фиг.2, иллюстрирующая этап 2, представляет собой первый аспект способа по настоящему изобретению, описываемому в заявке, для составления суперпокрытий для оптического волокна. На фиг.2 представлены шесть схем принятия решений, 10, 20, 30, 40, 50 и 60, связанных вместе в трехмерную модель соединяющей связью 307. Соединяющая связь 307 иллюстрирует, что любое изменение состава, проводимое в слое первичного покрытия или в слое вторичного покрытия суперпокрытий оптического волокна означает, что после проведения начального изменения для определения того, что одно или несколько изменений в составе не приводят к отрицательному воздействию на одно или несколько функциональных свойств слоя первичного покрытия и слоя вторичного покрытия, необходимо тестировать другие желаемые свойства оптического волокна суперпокрытий.
Шесть обязательных свойств для суперпокрытий для оптического волокна являются следующими:
Отвержденное первичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
A) % RAU приблизительно от 84% до приблизительно 99%;
B) модуль упругости in situ приблизительно от 0,15 МПа и приблизительно 0,60 МПа; и
g
C) T трубки, приблизительно от -25°C до приблизительно -55°C;
где отвержденное вторичное покрытие на оптическом волокне после первоначального отверждения и после одного месяца старения при 85°C и относительной влажности 85% имеет следующие свойства:
A) % RAU приблизительно от 80% до приблизительно 98%;
B) модуль упругости in situ приблизительно от 0,60 ГПа и приблизительно 1,90 ГПа; и
g
C) T трубки, приблизительно от 50°C до приблизительно 80°C.
Этап ii) настоящего изобретения, описываемого в заявке, как проиллюстрировано на фиг.2, демонстрирует, что любое изменение состава, проводимое для воздействия на одно из этих шести свойств, означает, что также необходимо тестировать все остальные пять функциональных свойств, для того чтобы убедиться в том, что изменение одной характеристики суперпокрытий не влияет на остальные пять характеристик.
На фиг.3 представлен второй вариант осуществления этапа ii) заявляемого способа по настоящему изобретению для составления суперпокрытий для оптического волокна. На фиг.3 возможные изменения, включающие измененный состав слоя первичного покрытия или слоя вторичного покрытия суперпокрытий, необходимо тестировать относительно каждого из других, чтобы увидеть, может ли одно изменение с достижением желаемого функционального свойства также вызывать другие изменения, которые могут нейтрализовать желаемое функциональное свойство.
На фиг.4 представлен третий вариант осуществления этапа ii) заявляемого способа по настоящему изобретению для составления суперпокрытий для оптического волокна. На фиг.4 возможные изменения горизонтально и вертикально связаны соединяющими связями между шестью обязательными функциональными свойствами суперпокрытий. Это соединение свойств представляет собой сущность того, что делает суперпокрытия для оптических волокон отличными от простого первичного покрытия, покрытого слоем вторичного покрытия. С применением суперпокрытий для оптического волокна действительность состоит в том, что вместо составления слоев первичного и вторичного покрытий раздельно друг от друга, любое изменение состава в одном из слоев необходимо тестировать в отношении всех свойств, необходимых для суперпокрытий.
Второй аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ по первому аспекту настоящего изобретения, описываемого в заявке, в котором способ трехмерного связывания включает использование способа нанесения многослойного покрытия для оценки комбинированных склеенных слоя первичного покрытия и слоя вторичного покрытия отверждаемых облучением суперпокрытий.
Третий аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой способ нанесения многослойного покрытия, включающий этапы:
a) выбора субстрата для тестирования;
b) нанесения на субстрат первичного покрытия с использованием наносящего аппликатора с определенной толщиной;
c) необязательного отверждения первичного покрытия;
d) нанесения на первичное покрытие вторичного покрытия с использованием наносящего аппликатора с определенной толщиной, где определенная толщина у наносящего аппликатора для нанесения вторичного покрытия больше, чем определенная толщина у наносящего аппликатора, используемого для нанесения первичного покрытия;
e) использования облучения для многослойного покрытия в достаточной степени для проведения отверждения первичного и вторичного покрытий в склеенное комбинированное покрытие;
f) удаления покрытия с субстрата; и
оценки функциональных свойств отвержденного покрытия.
На фиг.5 представлено одно такое покрытие.
Способ нанесения многослойного покрытия на плоский субстрат, представляющий собой способ для оценки слоев потенциальных отверждаемых облучением суперпокрытий - первичного и вторичного слоев, включает следующие этапы:
1) В качестве ссылки основной способ получения покрытий для нанесения для отверждения УФ описан Szum et al., 43rd IWCS Proceedings (1994), p.59.
2) Обычной практикой является начало с использованием чистого одинарного стекла в рамке. На саму стеклянную пластину или на наслоенный слой сложного полиэфира, покрывающий стеклянную пластинку, наносят один или несколько небольших мазков тестируемого покрытия, и наносят с использованием откалиброванного аппликатора типа Bird с размазыванием связанного тонкослойного покрытия от 25 мкм до 75 мкм. Высота нанесения покрытия у одного такого аппликатора типа Bird для первого слоя составляет 38,1 мкм. Эти тестируемые покрытия наиболее типично представляют собой внутренние первичные покрытия.
3) Непосредственно после этого первого нанесения сверху проводят второе нанесение и достаточно широкое, чтобы покрыть края нанесения первого покрытия. Это второе нанесение также проводят с использованием аппликатора типа Bird, откалиброванного для нанесения покрытие, как правило, от 75 мкм до 254 мкм. Высота нанесения покрытия у одного такого аппликатора типа Bird для второго слоя составляет 76,2 мкм. Стеклянная пластинка с двумя нанесениями и образующимися в результате комбинированными покрытия подвергают воздействию подходящего актиниевому облучению с получением желаемой степени отверждения. Этот способ известен как способ "влажное на влажное".
4) Сходный способ, известный как способ "влажное на сухое", проводят способом, таким же, как способ "влажное на влажное", описанный выше; за исключением того, что первое нанесенное покрытие подвергают актиниевому облучению для проведения отверждения слоя первичного покрытия. После этого воздействия облучением проводят второе нанесение, а затем пластинку дополнительно подвергают облучению с проведением отверждения вторичного слоя и первичного слоя в склеенное комбинированное покрытие.
5) Этот способ приводит к стеклянной пластинке, содержащей на своей площади поверхности отвержденное комбинированные покрытия, состоящие из первого слоя определенной толщины и второго слоя с толщиной, рассчитанной как разница толщины первого слоя, вычтенной из номинальной толщины калиброванного аппликатора типа Bird, использованного для второго покрывающего нанесения. После этого эти склеенные комбинированные покрытия являются подходящими для типичного тестирования в отношении свойств, желаемых для отверждаемых облучением суперпокрытий, предназначенных для применения для оптического волокна.
Способ применяют с нанесением нескольких небольших точек первичного покрытия на стеклянную пластинку и с нанесением аппликатором Bird с 25,4 мкм или 38,1 мкм. Пока первичное покрытие еще не отвердело, на слой первичного покрытия проводят второе нанесение окрашенного слой вторичного покрытия, но с использованием аппликатора с 76,2 мкм. Наблюдают, что результат является приемлемо однородным, как можно видеть на фиг.5.
На практике первичный слой суперпокрытий наносят с использованием аппликатора с 38,1 мкм, затем с использованием аппликатора с 76,2 мкм поверх первичного слоя суперпокрытий наносят кандидата для вторичного слоя суперпокрытий, видимый как коричневый слой, пример 3SA3 Color twoH, {Color 2HBrown}. После этого нанесения "влажное на влажное", пластинку подвергают облучению в достаточной степени для проведения отверждения слой первичного покрытия и слоя вторичного покрытия в склеенное комбинированное покрытие.
На фиг.5 склеенное комбинированное покрытие выглядит очень однородным с более темными областями, являющимися 76,2 мкм окрашенного вторичного покрытия, и более светлыми областями 38,1 мкм каждого первичного и окрашенного вторичного покрытия сверху. Склеенное комбинированное покрытие легко удалять, и им легко манипулировать для измерений толщины и % RAU, критически важного измерения для слоев суперпокрытий для оптического волокна.
Дальнейший анализ демонстрирует очень небольшое смешение слоев в способе двойного нанесения.
Неожиданным оказалось обнаружить, что простое нанесение "в-н-в" оставит неизменными нижний и верхний слои с отдельной их идентификацией, и тем не менее два слоя затем склеиваются в склеенное комбинированное покрытие при отверждении.
Отсутствие смешивания слоев дополнительно проиллюстрировано на фиг.7, 8 и 9.
Фиг.7 представляет собой спектры "все", демонстрируя 4 спектра со сравнимым видом для двух наборов двух покрытий одно сверху другого.
Фиг.8 представляет собой спектры "коричневого", демонстрируя только окрашенную часть вторичного покрытия, и верх части двойного нанесения. Два спектра довольно хорошо соответствуют.
Фиг.9 представляет собой спектры "состава вариант A для первичного слоя суперпокрытий из примера 3SA3 Color twoH, {Color 2HBrown}", демонстрируя двойной слой со стороны стекла и поверхность со стороны стекла одиночного слоя 76,2 мкм, примера 3 нанесения первичного слоя суперпокрытий. Снова спектры очень хорошо соответствуют.
После этого такие комбинированные покрытия являются подходящими для типичного тестирования в отношении свойств, желаемых для отверждаемых облучением суперпокрытий, предназначенных для применения для оптического волокна. Тестирование может включать % RAU. Это особенно важно, когда наносят влажный вторичный слой на влажный слой первичного покрытия, и становится очень важным, чтобы скорость отверждения вторичного слоя не была быстрей скорости отверждения слоя первичного покрытия потому, что если вторичное покрытие отвердевает быстрее, чем первичное покрытие, тогда первичное покрытие может никогда не отвердеть до его желаемого % RAU вследствие того, что светопропускание отвержденного слоя вторичного покрытия, как правило, является меньшим, чем светопропускание жидкого, неотвержденного слоя вторичного покрытия.
Вызывающее интерес наблюдение состоит в том, что с применением этого нового способа составления отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна становится возможным составлять отверждаемые облучением суперпокрытия со следующими улучшенными функциональными свойствами:
% RAU, который в настоящее время находится в диапазоне до верхнего предела приблизительно 100% для слоя первичного покрытия и слоя вторичного покрытия.
Этот способ позволяет исследовать свойства первичного и вторичного покрытий в качестве комбинированного покрытия из суперпокрытий способом, невозможным в прошлое. С применением этого способа в настоящее время возможно проводить технико-экономические исследования кандидатов во вторичные слои суперпокрытий поверх кандидатов в первичные слои суперпокрытий на способности к растяжению, характеристики DMA, устойчивость к условиям окружающей среды и т.д., с легко манипулируемыми покрытиями вместо необходимости использования имитатора вытяжной колонны. Существует множество понятных преимуществ использования способа нанесения многослойного покрытия, включая в качестве неограничивающих примеров следующее: нанесение покрытие устраняет линейную скорость как фактор в функциональности покрытия, обеспечивая более простой анализ; оно также позволяет составителю оценивать перемещение веществ из слоя в слой на этапах обработки "влажное на сухое" и "влажное на влажное".
Другим преимуществом способа нанесения многослойного покрытия является то, что для способа "влажное на влажное" и способа "влажное на сухое" очень важно, что возможно достаточно полное отверждение с отверждением первичного покрытие до необходимого процента RAU при нанесении покрытия на провод или оптическое волокно. На практике известно, что в способе "влажное на сухое" при достижении линейной скорости первичное покрытие может являться неполностью отвержденным с ожиданием, что отверждение в первичном покрытии завершится, когда для вторичного покрытия проведут облучение. Таким образом, использование способа нанесения многослойного покрытия полезно для моделирования нанесения "влажное на влажное" в сравнении с нанесением "влажное на сухое" и тестирования % RAU для определения отверждения первичного покрытия через вторичное. Моделирование позволяет составителю быстро оценивать эффективность различных фотоинициаторов. Это тестирование уже привело к гипотезе, что для отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна для достижения очень высоких уровней % RAU, которые являются желательными и необходимыми, без намерения быть связанными теорией полагают, что лучшим является наличие фотоинициаторов различных химических типов в слое вторичного покрытия, чем в слое первичного покрытия. Таким образом, существуют две различных фотоинициируемых реакции, происходящие в слоях, вместо того, чтобы с одним фотоинициатором добиться желаемого уровня отверждение в обоих слоях.
Другим преимуществом способа нанесения многослойного покрытия является сближение комбинированного поведения отвержденного слоя вторичного покрытия на отвержденном первичном покрытии, которое может коррелировать с характеристиками первичного и вторичного покрытия, которые могут быть определены в суперпокрытиях. Можно оценивать функциональные свойства каждого слоя покрытия, посредством анализа покрытия с использованием тестирования реологических свойств твердого покрытия, в иной форме известного как DMA (динамомеханический анализ).
Вывод состоит в том, что существует очень небольшое взаимное перемешивание в способе двойного нанесения и что способ пригоден для оценки кандидатов для слоев первичного покрытия суперпокрытий и слоев вторичного покрытия суперпокрытий.
Приведенные ниже примеры дополнительно иллюстрируют изобретение, но подразумевают, что их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие его объем.
ПРИМЕРЫ
Ингредиенты, перечисленные в этих примерах, имеют следующие фирменные наименования, доступны в перечисленных источниках и имеют указанный химический состав.
Фирменное наименование
Поставщик
Описание
Эбекрил (Ebecryl) 3700
Cytec
бисфенол A диглицидилэфирдиакрилат
Целлоксид (Celloxide) 202 IP
Daicel Chemical
циклоалифатическое эпоксисоединение
Эпонекс (Eponex) 1510
Hexion
Гидрогенизированный бисфенол A диглицидилэфир
OXT-101
Toagosei
3-этил-3-гидроксиметилоксетан
SR 492
Sartomer
Пропоксилированный триметилолпропантриакрилат
Плюракол (Pluracol) GP430
BASF
Пропоксилированный глицерин(полиэфиртриол)
Силвет (Silwet) L-7600
Momentive
Модифицированный полиалкиленоксидом полидиметилсилоксан
BYK-A-501
BYK-Chemie
Не содержащий силоксана раствор разрушающих пенопласты полимеров
Ирганокс (Irganox) 1035
Ciba
Пространственно-затрудненный фенольный антиоксидант
PRINT Blue 15DT7083
The Flint Group
Фталоцианиновый синий пигмент
Хостаперм фиолетовый RL, фиолетовый пигмент 23
Clariant
Карбазоловый фиолетовый пигмент
Иргакур (Irgacure) 184
Ciba
1-гидроксициклогексилфенилкетон, фотоинициатор со свободными радикалами
Чивакур (Chivacure)-1176
Chitec
смесь гексафторантимонатных солей триарилсульфония, катионный фотоинициатор
BR-543
Bomar Specialties
Алифатический уретандиакрилатный олигомер
SR 344
Sartomer
Полиэтиленгликоль(400)диакрилат (молек. масса 508)
SR 504D
Sartomer
Этоксилированный (4) нонилфенолакрилат (молек. масса 450)
SR 531
Sartomer
Циклический триметилолпропанформалакрилат (молек. масса 200)
SR 395
Sartomer
Изодецилакрилат (молек. масса 192)
Иргакур (Irgacure) 651
Ciba
фотоинициатор со свободными радикалами α,α-диметоксиальфафенилацетофенон
Винилкапролактам
BASF
Виниламид
Сокращение
Значение
BHT
2,6-дитретбутил-4-метилфенол, доступный в Fitz Chem.
CN-120Z
эпоксидиакрилат, доступный в Sartomer.
DABCO
l,4-диазабицикло[2.2.2]октан, доступный в Air Products.
DBTDL
дилаурат дибутилолова, доступный в OMG Americas.
HEA
гидроксиэтилакрилат, доступный в BASF
HHPA
гексагидрофталевый ангидрид, доступный в Milliken Chemical.
SR-506
изоборнилакрилат, доступный в Sartomer.
Photomer 4066
этоксилированный нонилфенолакрилат, доступный в Cognis.
Pluracol 1010
полипропиленгликоль (молек. масса=1000), доступный в BASF.
SR-306HP
трипропиленгликольдиакрилат (TPGDA), доступный в Sartomer.
SR-349
этоксилированный бисфенол A диакрилат, доступный в Sartomer.
Mondur TDS категории II
Мономерный толуолдиизоцианат (TDI); высший 2,4-изомер TDI; NCO масса 48%, вязкость 3 мПа·сек при 25°C, эквивалентная масса 87,5; количество функциональных групп 2; доступный в Bayer
TDI
Смесь 80/20 2,4- и 2,6-изомеров толуолдиизоцианата, доступная в BASF
IPDI
изофорондиизоцианат, доступный в Bayer
TPO
фотоинициатор типа 2,4,6-триметилбензоилдифенилфосфиноксида, доступный в Chitech.
Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано рядом примеров.
Во всех этих примерах способ является следующим:
Первый этап: определение требований к максимальному допустимому увеличению затуханий для телекоммуникационной сети, где будут прокладывать оптическое волокно;
Второй этап: определение условий эксплуатации суперпокрытий оценивая:
i) тип стекла, используемого в оптическом волокне;
ii) следует ли наносить вторичный слой суперпокрытий на первичный слой суперпокрытий способом "влажное на сухое" или "влажное на влажное";
iii) тип, количество источников света и расположение источников света вдоль производственной линии с вытяжной колонной, которую применяют для отверждения суперпокрытий на оптическом волокне; и
iv) линейную скорость при которой наносят суперпокрытия;
Третий этап: использование способа трехмерного связывания, состоящего из
i) Оценки кандидата в отверждаемые облучением суперпокрытия посредством оценки отверждаемых облучением первичного слоя и вторичного слоя суперпокрытий по шести определенным параметрам отверждаемых облучением суперпокрытий;
ii) тестирования отверждаемых облучением первичного слоя и вторичного слоя суперпокрытий для определения получения требуемых функциональных свойств(а) суперпокрытий;
где, если требуемое функциональное свойство суперпокрытий не получено, производят пересоставление
какого-либо одного или обоих первичного или вторичного покрытий;
iii) тестирования пересоставленного первичного или вторичного покрытия для определения получения требуемого функционального свойства;
где, если желаемое функциональное свойство получено, то переходят к этапу d);
где, если желаемое функциональное свойство не получено, тогда повторяют этапы ii) и iii) пока не будет получено желаемое функциональное свойство; а затем
Четвертый этап: объединение эффектов измененного состава слоя первичного покрытия суперпокрытий и слоя вторичного покрытия суперпокрытий оценивая изменение в составе в отношении всех остальных определенных требований к функциональным свойствам суперпокрытий; и
Пятый этап: использование результатов способа трехмерного связывания для завершения выбора суперпокрытий с получением свойств, необходимых для достижения максимального допустимого увеличения затухания покрытого оптического волокна.
Пример 1. Требования для суперпокрытий для устойчивого к микроизгибам одномодового оптического волокна
Производитель оптического волокна желает наносить отверждаемые облучением суперпокрытия на свое одномодовое оптическое волокно.
Стекло, используемое в этом одномодовом оптическом волокне, является стеклом наиболее современного типа, способным выдерживать микроизгибы.
Первый этап:
Требуемую чувствительность к микроизгибам для оптического волокна, используемого в этой сети регистрировали при:
дБ/км менее чем приблизительно 0,06 при 1310 нм и -60°C;
дБ/км менее чем приблизительно 0,11 при 1550 нм и -60°C; и
дБ/км менее чем приблизительно 0,15 при 1625 нм и -60°C.
Второй этап:
Данные коммерческого волокна
Отверждаемые облучением суперпокрытия наносят способом "влажное на сухое".
Имеющиеся в распоряжении отверждающие источники света представляют собой: 600 Вт/25,4 см D-лампы.
Количество отверждающих источников света представляет собой: 2 в области первичного покрытия и 4 после нанесения вторичного покрытия - возможно до 5, если необходимо.
Линейная скорость, при которой наносят суперпокрытия, составляет приблизительно 1400 м/минуту.
Третий этап - Составление суперпокрытий
Четырем различным составителям поставлена задача разработки потенциальных слоев первичного покрытие для данных отверждаемым облучением суперпокрытий.
Каждый составитель первичного покрытия выбирал исходные вещества для своего исходного олигомера, затем фотоинициатор(ы), антиоксидант, один или несколько мономеров-разбавителей и другие добавки на основе доступной информации. Как правило, без намерения быть связанным таким образом, синтез олигомеров проводят следующим образом:
Олигомеры, подходящие для покрывающих композиций по изобретению получают реакцией по меньшей мере одного простого полиэфирполиола, по меньшей мере одного диизоцианата, по меньшей мере одного акрилата или (мет)акрилата с концевым гидроксилом и, необязательно, спирта. Приведенные ниже способы синтеза олигомеров иллюстрируют два различных способа синтеза олигомера. Однако специалисту в данной области следует понимать, что также можно использовать другие способы синтеза при условии, что олигомер содержит уретановый каркас по меньшей мере с одной концевой ненасыщенной группой, такой как алкенильная группа или винильная группа.
Синтез олигомеров - Способ A, также известный как способ "снаружи внутрь", где сначала проводят реакцию изоцианата с акрилатом или метакрилатом с концевым гидроксилом с последующей реакцией с полиолом.
К смеси диизоцианата и ингибитора, контролируемым способом добавляют HEA так, чтобы температура не превосходила 40°C. Смеси позволяют реагировать при 40°C в течение 2 часов так, чтобы достичь желаемого содержания NCO. Затем добавляют полиол и катализатор, и смеси позволяют реагировать при 80°C в течение 2 часов или дольше до тех пор, пока содержание NCO не превысит 0,10.
Синтез олигомеров - Способ B, также известный как способ "изнутри наружу", где сначала проводят реакцию изоцианата с полиолом с последующей реакцией с акрилатом или метакрилатом с концевым гидроксилом.
К смеси диизоцианата, полиола и ингибитора добавляют катализатор. Смеси позволяют реагировать при 60°C в течение 2 часов так, чтобы достичь желаемого содержания NCO. Затем добавляют HEA и смеси позволяют реагировать при 85°C в течение 1 часа или дольше до тех пор, пока содержание NCO не превысит 0,05.
Простые полиэфирполиолы, подходящие для получения олигомеров по изобретению предпочтительно выбраны из группы, состоящей из полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля. В этом варианте осуществления простой полиэфирполиол представляет собой полипропиленгликоль.
Катализаторы для синтеза олигомеров на основе уретана для применения в отверждаемых облучением покрытиях для оптического волокна известны в данной области. Катализатор выбран из группы, состоящей из нафтената меди, нафтената кобальта, нафтената цинка, триэтиламина, триэтилендиамина, 2-метилтриэтиленамина, дилаурата дибутилолова (DBTDL); металлкарбоксилатов, включая в качестве неограничивающих примеров: органовисмутовые катализаторы, такие как неодеканоат висмута, CAS 34364-26-6; неодеканоат цинка, CAS 27253-29-8; неодеканоат циркония, CAS 39049-04-2; и 2-этилгексаноат цинка, CAS 136-53-8; сульфоновые кислоты, включая в качестве неограничивающих примеров додецилбензолсульфоновую кислоту, CAS 27176-87-0; и метансульфоновую кислоту, CAS 75-75-2; катализаторы на основе аминогрупп и органических соединений, включая в качестве неограничивающих примеров: 1,2-диметилимидазол, CAS 1739-84-0; и диазабицикло[2.2.2]октан (DABCO), CAS 280-57-9 (сильное основание); и трифенилфосфин; алкоксиды циркония и титана, включая в качестве неограничивающих примеров бутоксид циркония, (тетрабутилцирконат) CAS 1071-76-7; и бутоксид титана, (тетрабутилтитанат) CAS 5593-70-4; и ионный жидкие соли фосфония, имидазолия, и пиридиния, в качестве неограничивающих примеров, такие как гексафторфосфат тригексил(тетрадецил)фосфония, CAS № 374683-44-0; ацетат 1-бутил-3-метилимидазолия, CAS № 284049-75-8; и хлорид N-бутил-4-метилпиридиния, CAS № 125652-55-3; и тетрадецил(тригексил)фосфоний.
Все эти катализаторы являются коммерчески доступными.
В этом варианте осуществления катализатор представляет собой DBTDL или представляет собой органовисмутовый катализатор, такой как "COSCAT 83", патентованный органовисмутовый катализатор, доступный в CosChem.
Выбор фотоинициатора обусловлен:
1) источником облучения, его интенсивностью, близостью к покрытию;
2) толщиной слоя покрытия;
3) тем, является ли состав чистым или содержит ли состав пигменты, и если он является "пигментсодержащим" типом пигмента и количеством пигмента, присутствующим в составе;
4) типами олигомеров, присутствующих в композиции;
5) тем, является ли композиция покрытия слоем первичного или вторичного покрытия, и наносят ли слой вторичного покрытия способом "влажное на влажное" или "влажное на сухое".
Существует два основных класса фотоинициаторов:
Тип I: фотоинициаторы, претерпевающие мономолекулярное расщепление связи при облучении с выходом свободных радикалов
Тип II: фотоинициаторы претерпевающие бимолекулярную реакцию, где фотоинициатор в возбужденном состоянии взаимодействует со второй молекулой (соинициатором) с образованием свободных радикалов.
УФ фотоинициаторы типа I и типа II являются доступными.
Двум различным составителям поставлена задача разработки потенциальных слоев вторичного покрытия для данных отверждаемых облучением суперпокрытий.
Каждый составитель вторичного покрытия выбирал исходные вещества для своего исходного олигомера, затем фотоинициатор(ы), антиоксидант, один или несколько мономеров-разбавителей и другие добавки на основе доступной информации.
g
В выборе их исходных веществ, каждый из составителей вторичного покрытия принимал в расчет следующее: TDI типа II является недорогим и представляет собой быстрореагирующий изоцианат. Кроме того, при выборе TDI типа II для применения во вторичных покрытиях, в теории групповых вкладов (берет характеристики каждой части группы и складывает) указано, что ароматическая группа в изоцианате вносит вклад в высокую T и большой модуль у вторичного покрытия, что является техническим обоснованием того, почему для вторичных покрытий следует предпочитать ароматические изоцианаты.
BHT пищевой категории: Антиоксидант удаляет свободные радикалы {что является важным так как HEA (ингибируемый метилгидрохиноном) может самополимеризоваться}; таким образом, химик-синтетик планирует синтез так, чтобы BHT находился в реакционной смеси до появления HEA. Для реакции удаления также неоходимо присутствие кислорода - известно, что, как правило, кислорода в нормальном окружающем воздухе для этой цели достаточно.
2-HEA (2-гидроксиэтилакрилат) представляет собой простой акрилат, который исторически обеспечивает очень хорошие скорости отверждения в составляемых отверждаемых облучением покрытиях для оптического волокна. Известно, что HBA (гидроксибутилакрилат) или HPA (гидроксилэтилакрилат) не являются такими реакционноспособными при синтезе.
g
g
g
И составители первичных покрытий по мере составления поставлены в известность о следующем; полимеризация слоя вторичного покрытия вызывает сжатие этого слоя, а сжатие слоя вторичного покрытия оказывает давление на слой первичного покрытия, вне зависимости от того, является ли слой первичного покрытия уже отвержденным или находится в процессе отверждения когда отверждается слой вторичного покрытия. Релаксация напряжения представляет собой меру уменьшения напряжения на первичное покрытие, вызванное сжатием вторичного покрытия по мере полимеризации вторичного покрытия. Для быстрого уменьшения этого сжатия температура полимеризации слоя вторичного покрытия суперпокрытия должна находиться выше T. При составлении отверждаемых облучением суперпокрытий для оптического волокна полагают, что температура полимеризации слоев первичного и вторичного покрытий значительно превышает их T. Если температура полимеризации находится ниже T, релаксация напряжения не является такой быстрой. Если релаксация напряжения не происходит своевременно, напряжение на оптическом волокне может приводить к неприемлемому затуханию.
Способ "влажное на влажное" обладает потенциалом для дополнительных преимуществ при релаксации напряжения только потому, что так как волокно покрывают двумя жидкостями до прохождения какой-либо полимеризации и две жидкости являются потенциально более холодными, чем волокно, то происходит одновременная полимеризация, происходящая с двумя температурами полимеризации так, что при прохождении отверждения профиль температур между слоями покрытия является негладким. Также составители следует поставить в известность о том факте, что при одновременном прохождении полимеризации существенным фактором также является различие в частоте поперечных связей, так как в первичном покрытии, по сравнению со вторичным существует намного меньшая частота поперечных связей.
В области производства оптического волокна известно, что для крутильной машины для волокна желательно, чтобы оптическое волокно находилось в релаксированном состоянии до того, как будут проводить дополнительные манипуляции с оптическим волокном при обработке кабеля.
Таким образом, всех составителей следует поставить в известность, что преимущества при минимизации релаксация напряжения являются очень важными, в ином случае, обработка кабеля будет проходить дольше, поскольку крутильная машина должна дольше ожидать после нанесения покрытия на оптическое волокно для укладки оптического волокна для обеспечения прохождения большей релаксация напряжения. Известно, что если составители проведут неправильное составление так, что слой первичного покрытия и слой вторичного покрытия не релаксируют правильно и своевременно, уложенному оптическому волокну будет очень, очень трудно не превзойти вы никогда не достигните максимальное допустимое увеличение затухания.
g
Для улучшения релаксация напряжения составители для вторичного покрытия выбирают вещества, которые являются более гибкими; однако эти гибкие вещества необходимо выбирать таким образом, чтобы дополнительная гибкость не воздействовала негативным образом на запланированные физические свойства высокой T и высокой прочности.
Примеры 1-4
Эти примеры иллюстрируют составы-кандидаты для образования слоя первичного покрытия суперпокрытий составителя Альфа.
Пример 1PA1
Пример 1PA2
Пример 1PA3
Пример 1PA4
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер
Полиол ACCLAIM 4200
53,03
51,68
53,03
53,03
2,6-ди-трет-бутил-п-крезол
0,09
0,09
0,09
0,09
IPDI
4,73
4,76
4,73
4,73
Дилаурат дибутилолова
0,03
0,03
0,0
0,03
Неодеканоат цинка
0,0
0,0
0,03
0,0
Додецилбензолсульфоновая кислота
0,0
0,0
0,00
0,0
2-HEA
1,72
1,94
1,72
1,72
Общий % масс. олигомера
59,60
58,50
59,60
59,60
IRGACURE 819
1,50
1,50
1,50
2,00
IRGANOX 1035
0,60
0,60
0,60
0,60
TINUVIN 123
0,10
0,10
0,10
0,10
Этоксилированный нонилфенолакрилат
26,45
34,05
26,45
26,10
Мономер SR 349D
1,50
1,00
1,50
1,50
SR 339C (PEA)
9,00
3,00
9,00
9,00
THIOCURE TMPMP
0,75
0,75
0,75
0,6
A-189
0,50
0,50
0,50
0,50
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
100,00
100,00
100,00
Примеры 1PB1-1PB4
Эти примеры иллюстрируют составы-кандидаты для образования слоя первичного покрытия суперпокрытий составителя Бета.
Пример 1PB1
Пример 1PB2
Пример 1PB3
Пример 1PB4
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер
Полиол ACCLAIM 4200
45,78
45,78
45,78
45,78
Акриловая кислота, 99%
0,01
0,01
0,01
0,01
BHT
0,04
0,04
0,04
0,04
Mondur TDS категории II
2,92
2,92
2,92
2,92
Дилаурат дибутилолова
0,0
0,0
0,02
0,02
Неодеканоат цинка
0,02
0,0
0,0
0,0
Додецилбензолсульфоновая кислота
0,0
0,02
0,0
0,0
2-HEA
1,24
1,24
1,24
1,24
Общий % масс. олигомера
50,01
50,01
50,01
50,01
IRGANOX 1035
0,50
0,50
0,50
0,50
SR-504D
46,29
46,29
46,29
46,29
SR 349D
0,91
0,91
0,91
0,91
TINUVIN 123
0,10
0,10
0,10
0,10
IRGACURE 819
1,20
1,20
1,20
0,0
TPO
0,0
0,0
0,0
1,20
A-189
0,99
0,99
0,99
0,99
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
100,00
100,00
100,00
Примеры 1PC1-1PC4
Эти примеры иллюстрируют составы-кандидаты для образования слоя первичного покрытия суперпокрытий составителя Гамма.
Пример 1PC1
Пример 1PC2
Пример 1PC3
Пример 1PC4
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер
Полиол ACCLAIM 4200
57,47
57,44
57,44
57,18
BHT
0,1
0,1
0,1
0,1
IPDI
5,25
5,25
5,25
5,25
Дилаурат дибутилолова
0,03
0,03
0,03
0,03
Неодеканоат цинка
0,0
0,03
0,0
0,15
Додецилбензолсульфоновая кислота
0,0
0,0
0,03
0,15
2-HEA
2,15
2,15
2,15
2,14
Общий % масс. олигомера
65,00
65,00
65,00
65,00
SR-504D
21,55
21,55
21,55
21,55
SR339C
9
9
9
9
SR 349D
1
1
1
1
IRGACURE 819
1,5
0,0
0,75
0,5
TPO
0,0
1,5
0,75
1,00
IRGANOX 1035
0,6
0,6
0,6
0,6
TINUVIN 123
0,1
0,1
0,1
0,1
A-189
1,25
1,25
1,25
1,25
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
100,00
100,00
100,00
Примеры 2SA1-2SA5
Эти примеры иллюстрируют составы-кандидаты для образования слоя вторичного покрытия составителя Эпсилон.
Вторичное покрытие
Пример 2SA1
Пример 2SA2
Пример 2SA3
Пример 2SA4
Пример 2SA5
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер OligMT*
29,95
Олигомер OligTT**
29,95
28,78
29,95
Олигомер OligWT***
29,95
% масс. олигомеров всей формулы
29,95
29,95
29,95
28,78
29,95
CN110
39,85
39,85
39,85
38,42
39,85
SR-506A
7,4
7,4
7,4
7,2
7,4
SR 339C(PEA)
8,4
8,4
8,4
8,15
8,4
SR 306F(TPGDA)
5,9
5,9
5,9
5,76
5,9
SR 238 MONOMER
4,5
4,5
4,5
4,27
4,5
CPI-6992
SARBOX SB520E35
2,43
TPOHP
1
1
1
Иргакур 819
1
0
1
1-гидроксициклогексилфенилкетон
2
2
2
3
2
IRGANOX 1035 FF(W&C)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Поверхностно-активное вещество DC-190
0,33
0,33
0,33
0,33
0,33
Добавка DC-57
0,17
0,17
0,17
0,17
0,17
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
100
100
* Олигомер OligMT
** Олигомер OligTT
*** Олигомер OligWT
TDI типа II
22,47
21,26
22,32
BHT пищевой категории
0,07
0,05
0,05
2-HEA
13,99
14,18
16,08
Дилаурат дибутилолова
0,07
0,05
0,05
Плюракол PI010
63,41
64,46
61,50
Всего (вследствие округления значимых фигурможет составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
Примеры 2SB1-2SB4
Эти примеры иллюстрируют составы-кандидаты для образования слоя вторичного покрытия суперпокрытий составителя Зета.
Вторичное покрытие
Пример 2SB1
Пример 2SB2
Пример 2SB3
Пример 2SB4
Пример 2SB5
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер OligMT*
30,00
24,60
Олигомер OligTT**
30,00
27,80
Олигомер OligWT***
30,00
% масс. олигомеров всей формулы
30,00
24,60
30,00
27,80
30,00
CN120Z
40,00
45,40
40,00
42,20
40,00
SR-506A
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
SR339C
8,5
8,5
8,5
8,5
8,5
SR 306F
6
6
6
6
6
SR 238
4,5
4,5
4,5
4,5
4,5
Ирганокс 1035 FF
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Иргакур 819
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
TPO HP
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
1-гидроксициклогексилфенилкетон
2
2
2
2
2
Поверхностно-активное вещество DC-190
0,33
0,33
0,33
0,33
0,33
Добавка DC-57
0,17
0,17
0,17
0,17
0,17
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
100
100
* Олигомер OligMT
** Олигомер OligTT
*** Олигомер OligWT
TDI типа II
22,47
21,26
22,32
BHT пищевой категории
0,07
0,05
0,05
2-HEA
13,99
14,18
16,08
Дилаурат дибутилолова
0,07
0,05
0,05
Плюракол P1010
63,41
64,46
61,50
Всего (вследствие округления значимых фигурможет составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
Результаты нанесения многослойного покрытия продемонстрировали, что наиболее совместимые потенциальные комбинации представляют собой:
1PA2 и 2SA4
1PA2 и 2SB3
1PB3 и 2SA4
1PB3 и 2SB3
1PC1 и 2SA4
1PC1 и 2SB3
1PD5 и 2SA4
1PD5 и 2SB3
Затем эти комбинации тестировали на имитаторе вытяжной колонны.
Выявлено, что определенные комбинации достигают свойств суперпокрытия при некоторых, но не всех, значениях линейных скоростей приблизительно от 750 м/мин до приблизительно 2100 м/мин.
Выявлено, что эти комбинации являются суперпокрытиями при всех линейных скоростях:
где композиция слоя первичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 1PA2, 1PB3, 1PC1; и
где композиция слоя вторичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 2SA4 и 2SB3.
Пример 2
Производители оптического волокна желают сохранять затраты энергии посредством замены по меньшей мере части его отверждающих источников света на источники света LED. Они решили начать замену, заменяя на источники света LED их источники света, отверждающие первичное покрытие. Используемое ими первичное покрытие представляет собой пример 1PB3 (из примера 1).
Одномодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы.
Первый этап:
Требуемую чувствительность к микроизгибам для одномодового оптического волокна, используемого в этой сети регистрировали при:
дБ/км менее чем приблизительно 0,02 при 1310 нм и -60°C;
дБ/км менее чем приблизительно 0,03 при 1550 нм и -60°C; и
дБ/км менее чем приблизительно 0,05 при 1625 нм и -60°C.
Второй этап:
Одномодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы.
Отверждаемые облучением суперпокрытия наносили способом "влажное на сухое".
2
2
Тип отверждающих источников света для первичного покрытия представляет собой: производитель оптического волокна желает гибкость в работе с любой лампой LED при 395 нм с энергией по меньшей мере 4 ВТ/см. Для целей этого примера, выбранная лампа LED представляет собой блок LED 8 ВТ/см с пиковым излучением при 395 нм. Этот тип лампы LED доступен в Phoseon как блок LED RX Fireline.
Количество отверждающих источников света представляет собой: от 1 до 3 в области первичного покрытия.
Тип отверждающих источников света для вторичного покрытия представляет собой: 600 Вт/25,4 см D-лампы.
Количество отверждающих источников света представляет собой: 3 в области вторичного покрытия.
Линейная скорость, при которой наносят суперпокрытия, составляет приблизительно 1300 м/мин.
Отверждаемые LED первичные покрытия
Пример 2Альфа - отверждаемая LEDверсия из примера 1PB3
Пример 2Бета - отверждаемая LEDверсия из примера 1PB3
Компоненты
Описание
% масс.
% масс.
Acclaim PPG 4200/TDI/HEA
уретанакрилатный олигомер
47,56
47,05
Этоксилированный бисфенол A диакрилат
мономер
0,85
0,84
Этоксилированный нонилфенолакрилат
мономер
44,09
43,62
Люцирин TPO-L
2,4,6-триметилбензоил этокси фенил фосфиноксид
5,00
5,00
Иргакур 819
бис(2,4,6-триметилбензоил)-фенилфосфиноксид
1,00
2,00
Ирганокс 1035
пространственно-затруднен фенол антиоксидант
0,47
0,47
светостабилизатор бис-(1-октилокси-2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)себакат
0,09
0,09
A-189
γ-меркаптопропилтриметоксисилан
0,94
0,93
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
100,00
Ингредиенты в олигомере Acclaim PPG 4200/TDI/HEA
% масс.
Полиол ACCLAIM 4200
91,54
Акриловая кислота, 99%
0,02
BHT
0,08
Mondur TDS категории II
5,83
Дилаурат дибутилолова
0,05
2-HEA
2,48
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
Таким образом, четвертый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой одномодовое оптическое волокно, покрытое суперпокрытиями, где указанные суперпокрытия содержат
слой первичного покрытия и слой вторичного покрытия;
где композиция слоя первичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 1PA2, 1PB3, 1PC1, 2Альфа, 2Бета; и
где композиция слоя вторичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 2SA4 и 2SB3 и 5SA1.
Пример 3
Производитель оптического волокна желает наносить отверждаемые облучением суперпокрытия на свое одномодовое оптическое волокно. Одномодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы.
Первый этап:
Требуемая чувствительность к микроизгибам для одномодового оптического волокна, используемого в этой сети регистрировали при:
дБ/км менее чем приблизительно 0,02 при 1310 нм и -60°C;
дБ/км менее чем приблизительно 0,06 при 1550 нм и -60°C; и
дБ/км менее чем приблизительно 0,09 при 1625 нм и -60°C.
Второй этап:
Одномодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы.
Отверждаемые облучением суперпокрытия наносили способом "влажное на влажное".
Вторичное покрытие представляет собой окрашенное вторичное покрытие, где прозрачную бесцветную основу вторичного покрытия смешивают вместе с красящим концентратом.
Тип отверждающих источников света представляет собой: патентованные лампы с металгалогенидным спектром, сходным с D-лампами Fusion.
Количество отверждающих источников света представляет собой: 3 лампы/50,8 см.
Линейная скорость, при которой наносят суперпокрытия, приблизительно составляет 1700 метров/минуту.
Третий этап:
Третий этап - составление суперпокрытий
Для слоя первичного покрытия на основе доступной информации выбирают олигомер вместе с фотоинициатором, антиоксидантом, двумя мономерами-разбавителями и другими добавками. Для слоя вторичного покрытия на основе доступной для составления прозрачного вторичного покрытия информации выбирают смесь олигомеров вместе с фотоинициатором, антиоксидантом, двумя мономерами-разбавителями и другими добавками. Составляют красители для добавления к прозрачному вторичному покрытию при совместного смешивания. В дополнение к запуску первичного покрытия и вторичного покрытия на имитаторе вытяжной колонны, действующей при 1625 метров/минуту, используют тестовый способ нанесения многослойного покрытия для получения покрытия из суперпокрытий из слоя первичного покрытия с нанесенным сверху прозрачным слоем вторичного покрытия. Покрытие удаляют с субстрата и тестируют на свойства суперпокрытий.
В дополнение к использованию тестового способа нанесения многослойного покрытия для получения покрытия их суперпокрытий из слоя первичного покрытия с нанесенным сверху прозрачным слоем вторичного покрытия проводят нанесение многослойного покрытия из слоя первичного покрытия и окрашенного вторичного покрытия, полученного из прозрачного вторичного покрытия и красителя.
Кандидат в первичные покрытия
Пример 3PA1
Пример 3PA2
Пример 3PA3
Пример 3PA4
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Полиол ACCLAIM 4200
57,63
57,63
57,63
57,63
BHT пищевой категории
0,1
0,1
0,1
0,1
IPDI
5,12
5,12
5,12
5,12
Дилаурат дибутилолова
0,03
0,03
0,03
0,03
Неодеканоат цинка
0,03
0,15
Додецилбензолсульфоновая кислота
0,03
0,15
2-HEA
2,12
2,09
2,09
1,82
% масс. олигомеров всей формулы
65,00
65,00
65,00
65,00
SR-504D
21,55
21,55
21,55
21,55
SR 339C
9
9
9
9
Мономер SR 349D
1
1
1
1
Иргакур 819
1,5
0,75
0,5
TPO
1,5
0,75
1
ИРГАНОКС 1035 FF(W&C)
0,6
0,6
0,6
0,6
ТИНУВИН 123
0,1
0,1
0,1
0,1
A-189
1,25
1,25
1,25
1,25
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
100
Пример 3SA1 Прозрачное oneH
Пример 3SA2 окрашенное oneH
Пример 3SA3 прозрачное twoH
Кандидат во вторичное покрытие с необязательным добавляемым красящим концентратом
Прозрачное вторичное покрытие
Розовое
Розовое
Коричневое
Коричневое
Концентрат
Вторичное
Концентрат
Вторичное
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Прозрачная основа M<sup>†</sup>
100,00
90,64
75
84,4
75
Белая
6,8
Красная
1,6
6,8
Желтая
8
Оранжевая
0,96
Черная
0,8
Окрашенное розовым 2° inter.
25
Окрашенное коричневым 2° inter.
25
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
100
Прозрачная основа M<sup>†</sup>
Ингредиенты
% масс.
Олигомер M3<sup>∴</sup>
20,27
CN120Z
50,00
TPO
1,06
Чивакур 184
0,80
BHT пищевой категории
0,50
KIP 100 F
1,06
SR306 MONOMER
15,00
SR 238 MONOMER
9,80
SR-504D
0,50
Поверхностно-активное вещество DC-190
0,68
Добавка DC-57
0,33
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
Пример 3 (продолжение)
∴
Олигомер представляет собой олигомер M3. Ингредиенты, комбинируемые для получения олигомера M3, включают следующее:
Олигомер M3<sup>∴</sup>
Описание вещества
% масс.
TDI типа II
21,26
BHT пищевой категории
0,05
2-HEA
14,18
Дилаурат дибутилолова
0,05
Плюракол P1010
64,46
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
Пример 3SA1 Прозрачное oneH
Пример 3SA2 Окрашенное oneH
Пример 3SA3 Окрашенное twoH
Кандидат во вторичное покрытие с необязательным добавляемым красящим концентратом
Прозрачное вторичное покрытие
Розовое
Розовое
Коричневое
Коричневое
Концентрат
Вторичное
Концентрат
Вторичное
Тип фильтра
Общая основа 2° смола:
100,00
97,66
84,40
96,10
<sup>+</sup>Общий краситель:
9,36
2,34
15,60
3,90
Общий сухой пигмент:
4,59
1,15
3,12
0,78
*% Фотоинициатора:
2,92
2,65
2,85
2,46
2,81
Пример 4
Производитель оптического волокна желает наносить отверждаемые облучением суперпокрытия на свое многомодовое оптическое волокно. Многомодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы.
Первый этап:
Требуемая чувствительность к микроизгибам для одномодового оптического волокна, используемого в этой сети, является, как это написано, все еще в стадии исследования при 850 нм и 1300 нм. При разработке деталей будет проведено дополнительное тестирование чувствительности к микроизгибам.
Второй этап:
Многомодовое оптическое волокно является наиболее современным типом, способным выдерживать микроизгибы
Отверждаем облучением вторичное покрытие наносят на первичное покрытие способом "влажное на влажное".
Линейная скорость, при которой наносят первичное покрытие и вторичное покрытие, составляет приблизительно 200 метров/минуту.
Вторичное покрытие представляет собой прозрачное вторичное покрытие.
Тип отверждающих источников света представляют собой: 600 Вт/D-лампы.
Количество отверждающих источников света представляет собой: 3 в области первичного покрытия, 3 в области вторичного покрытия
Этап 3
Для слоя первичного покрытия на основе доступной для получения многомодового покрытия информации выбирают олигомер вместе с фотоинициатором, антиоксидантом, двумя мономерами-разбавителями и другими добавками. Для слоя вторичного покрытия на основе доступной для составления прозрачного вторичного покрытия для многомодового покрытия информации выбирают смесь олигомеров вместе с фотоинициатором, антиоксидантом, двумя мономерами-разбавителями и другими добавками.
Пример 4PD1-4PD5
Эти примеры иллюстрируют составы для слоя первичного покрытия составителя Дельта.
Пример 4PD1
Пример 4PD2
Пример 4PD3
Пример 4PD4
Пример 4PD5
Описание вещества
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
% масс.
Олигомер
2,4-TDI
3,6
3,43
4,34
3,53
3,38
2,6-ди-трет-бутил-п-крезол
0,05
0,05
0,04
0,05
0,05
Акриловая кислота
0,01
0,01
0,02
0,01
0,01
2-HEA
1,48
1,48
1,48
1,3
1,46
Полиол ACCLAIM 4200
50,41
50,10
50,00
48,17
50,10
Дилаурат дибутилолова
0,03
0,03
0,03
0,03
0,03
Общий % масс. олигомера
55,58
55,91
55,91
53,09
55,91
Этоксилированный нонилфенолакрилат
40,29
40,29
40,29
42,71
40,29
SR 349D
1,2
1,50
1,50
1,7
1,50
TPO
0,9
0,0
1,60
1,7
1,70
ИРГАКУР 819
0,5
1,70
0,5
ИРГАНОКС 1035
1,5
0,50
0,50
0,3
0,50
ТИНУВИН 123
0,03
0,10
0,10
0,1
0,10
A-189
0,90
0,9
0,80
0,90
0,90
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
100,00
100,00
100,00
100,00
Пятый аспект настоящего изобретения, описываемого в заявке, представляет собой многомодовое оптическое волокно, покрытое отверждаемыми облучением покрытиями, содержащими слой первичного покрытия и слой вторичного покрытия,
где композиция слоя первичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из состава из примера 4PD5; и
где композиция слоя вторичного покрытия до отверждения выбрана из группы, состоящей из составов из примеров 2SA4 и 2SB3.
Пример 5
Эти вторичные покрытия суперпокрытий составляют из существующих вторичных покрытий суперпокрытий для удовлетворения необходимости пользователя, которому необходим продукт с большим показателем преломления, для обеспечения использования им установленного оборудования для установления концентричности в его конечном покрытом волокне. Изменения по сравнению с более ранними покрытиями являются следующими:
a) Включают использование SR-601 приблизительно на уровне 10%,
b) Использование немного большего количества TPO, от 0,5% до 0,75%,
c) Немного больше чивакура 184, от 2% до 2,5%,
d) Устранение IBOA и SR-306, которые заменяют приблизительно 15% PEA.
Пример 5SA1
Пример 5SA2
Пример 5SA3
Функция в составе
Компонент
% масс. в составе
% масс. в составе
% масс. в составе
Олигомер
Олигомер M3<sup>∴</sup>
28,1
25,1
35,0
Эпоксиакрилат
CN-110
37,4
39,4
37,4
Мономер акрилата
HDD A
5,2
5,2
5,2
Мономер акрилата
SR-601
10,3
10,3
10,3
Мономер акрилата
PEA
14,75
15,75
7,85
Фотоинициатор
TPO
0,75
0,75
0,75
Фотоинициатор
Чивакур 184
2,5
2,5
2,5
Стабилизатор
Иргакур 1035
0,5
0,5
0,5
Силоксановое поверхностно-активное вещество
DC-190
0,33
0,33
0,33
Силоксановое поверхностно-активное вещество
DC-57
0,17
0,17
0,17
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100
100
100
∴
Олигомер представляет собой олигомер M3. Ингредиенты, комбинируемые для получения олигомера M3, включают следующее:
Олигомер M3<sup>∴</sup>
Описание вещества
% масс.
TDI типа II
21,26
BHT пищевой категории
0,05
2-HEA
14,18
Дилаурат дибутилолова
0,05
Плюракол P1010
64,46
Всего (вследствие округления значимых фигур может составлять +/-0,10% масс.)
100,00
Пример 6
В таблице представлена комбинация первичного покрытия и вторичного покрытие в каждом из перечисленных суперпокрытий.
Вторичное покрытие →
Пример 2SA4
Пример 2SB3
Пример 3SA1
Пример 5SA1
Первичное покрытие ↓
Пример 1PA2
Суперпокрытия072727
Суперпокрытия013128
Суперпокрытия112057
Суперпокрытия081556
Пример 1PB3
Суперпокрытия041656
Суперпокрытия062551
Суперпокрытия062752
Суперпокрытия072054
Пример 1PC1
Суперпокрытия 0416100510
Суперпокрытия062551100510
Суперпокрытия062752100510
Суперпокрытия072054100510
Пример 2 Альфа
Суперпокрытия072710
Суперпокрытия013110
Суперпокрытия112010
Суперпокрытия081510
Пример 2 Бета
Суперпокрытия 041610
Суперпокрытия062510
Суперпокрытия062710
Суперпокрытия072010
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, цитируемые в настоящем документе, таким образом, включены в качестве ссылки в той же степени, как если бы каждая ссылка была индивидуально и конкретно указана для включения в качестве ссылки и приведена в настоящем документе в полном объеме.
Использование форм единственного и множественного числа и сходных объектов в отношении описания изобретения (особенно в отношении приведенной ниже формулы изобретения) следует рассматривать, как включающие и формы единственного числа, и формы множественного числа, если в настоящем документе не указано иначе или явно не противоречит контексту. Если не указано иначе термины "состоящий из", "имеющий", "включающий" и "содержащий" следует рассматривать в качестве неограниченных терминов (т.е. означающих "включающих в качестве неограничивающих примеров"). Если в настоящем документе не указано иначе, перечисление диапазонов значений в настоящем документе предназначено только для того, чтобы служить в качестве способа сокращения индивидуального указания каждого отдельного значения, попадающего в диапазон, и каждое отдельное значение включено в описание, как если бы оно в настоящем документе было приведено индивидуально. Если в настоящем документе не указано иначе или иным образом явно не противоречит контексту, все способы, описываемые в настоящем документе, можно проводить в любом подходящем порядке. Использование любого и всех примеров или примерных формулировок (например, "такой как"), приведенных в настоящем документе, предназначено исключительно для лучшей описания изобретение и не предназначено для ограничения объема изобретения, если не указано иначе. Никакую формулировку в описании не следует рассматривать, как указывающую на какой-либо не входящий в формулу изобретения элемент, как обязательный для практического осуществления изобретения.
Варианты осуществления настоящего изобретения в настоящем документе описаны, включая лучший известный авторам изобретения способ осуществления изобретения. Вариации этих вариантов осуществления могут стать очевидными специалистам в данной области после прочтения приведенного выше описания. Авторы изобретения ожидают, что специалисты в данной области используют такие вариации при необходимости, и авторы изобретения подразумевают практическое осуществление изобретения иным образом, чем конкретно описано в настоящем документе. Таким образом, настоящее изобретение включает все модификации и эквиваленты объекта изобретения, перечисленные в формуле изобретения, приложенной к нему, как допускается существующим законом. Кроме того, если в настоящем документе не указано иначе или иным образом явно не противоречит контексту, в изобретение включена любая комбинация описанных выше элементов во всех их возможных вариациях.