制造光学导体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造光学导体的方法，在该方法中，将树脂与光致引发剂的混合物暴露于紫外辐射光之下，以便通过交联形成该光学导体的涂层。通过使导体（１０）以至少１０米／每分钟的速度经过一紫外光源来进行交联。本发明专利技术提供第一光源（１８）和一第二紫外光源，第一光源发射单色紫外辐射光以主要在表面上实现交联，第二紫外光源发射比该单色光源波长长的宽频紫外辐射光，以主要实现沿深度交联。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

Method of manufacturing optical conductors

The present invention relates to a method of manufacturing an optical conductor in which a mixture of resin and photoinitiator is exposed to ultraviolet radiation to form a coating of the optical conductor by cross linking. Cross-linking is performed by passing a conductor (10) through an ultraviolet light at a rate of at least 10 meters per minute. The present invention provides a first light source (18) and a second ultraviolet light source, a first light source emits monochromatic light to ultraviolet radiation on the surface to achieve the main cross-linking, second UV light emission than the monochromatic light source wavelength broadband ultraviolet radiation light, to achieve the depth of crosslinking.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。更具体地说，本专利技术涉及通过使光纤暴露于紫外辐射光下而将涂层覆盖在光纤上的方法。用来传输数据的光学导体包括一条直径约为100微米(通常为125微米)的玻璃纤维；和至少一通常由两绝缘层构成的保护涂层。为便于光纤编号和辨别，该涂层本身覆盖一有色(coloring)层。这样一种导体的外径在245～250微米的范围之内。可以将许多光学导体并行组合以构成一条导带。在这种情况下，提供一个套层(coating)以将这些导体固定在一起。保护涂层和套层由聚合物制成，可以通过使它们暴露于紫外辐射光下来使它们固化(即，交联)。实际上，为制作导体的涂层，将纤维包围在一层液体聚合物中，通过使这种材料暴露于紫外辐射光下而使它固化。既可以连续制造两层保护涂层(即在制造第一层之后制造第二层)，也可以同时制造两层保护涂层(即同时淀积两层，并将它们一起固化)。通常，逐层连续地制造有色层和(用来构成一条导带的)套涂层。为实现交联，将光致引发剂元素注入待聚合的材料中。借助光致引发剂，通过暴露于紫外辐射光下固化的方法可引起化学聚合反应，由此敷设这种材料。例如，待聚合的材料可以是一种丙烯酸酯。通过暴露于紫外辐射光下进行固化的方法，一般借助两个弧光灯来进行。第一个灯发出的辐射光，其最强光的波长约在350～400nm的范围之内。第一个灯主要进行沿深度的交联。第二个弧光灯发出紫外辐射光，其富含约为300nm的短波长光。第二个灯主要进行表面上交联。这些弧光灯发出大量的热。因而必需冷却它们。还必需冷却被加工的光学导体，原因在于在第一次暴露于紫外辐射光下结束时，涂层的温度高达100℃～1000℃，而且交联无法在高温下准确进行。遗憾的是，可以实现的温度降低程度较小，而特别是由于必须以高速(常以超过100米/每分钟的速度)制造光学导体。在这种条件下，所需采用的光致引发剂的量要大于温度接近室温时所需的量。本专利技术克服了这些缺点。本专利技术方法的特征在于为预先以至少10米/每分钟(优选高于100米/每分钟)的速度交联光学导体涂层，提供一种单色或准单色紫外辐射光源如激光器或准分子(excimer)灯，其发出紫外辐射光使能主要在表面上实现交联，并且提供一种弧光灯使能主要实现深度交联。优选的是，单色或准单色光源在弧光灯之前。在用单色或准单色紫外光照射之后，交联产物的温度与室温无显著的差异。因此，不必设置冷却装置。另外，由于交联产物处于交联的最佳温度下，所以交联更加显著有效。应指出的是，已建议用一种单色或准单色光源来进行交联。但是，所观察的结果是，仅使用这样一种单色光源本身并不能实现完全的交联。这样，涉及联合使用单色或准单色光源和弧光灯的本专利技术，能用最少量的光致引发剂实现完全的交联。另外，该方法不会使制造装置有任何显著的复杂结构。此外，所观察的结果是，通过在弧光灯之前设置两个不同波长的单色光源或准单色光源来实现表面交联，可得到更好的结果。第二个单色光源对沿深度交联有作用，而弧光灯完成该深度交联。从以下的描述中可看出本专利技术的其他特征和优点，这些描述是参照唯一的附图给出的本专利技术一些执行过程，该图是本专利技术的设备图。该唯一的附图中所示的大部分设备与制造光学导体或导带的传统设备中一样。该设备包括驱动装置，它用来100～300米/每分钟范围内的速度向着装置12驱动光导纤维10或纤维束，装置12则用来接收制造好的导体或导带。在装置12的上游，首先有一个操作台(station)14，它用来将树脂加到光导纤维或导带上。本专利技术中，在操作台14的下游设置第一固化操作台16，它用来通过暴露于紫外辐射光下进行固化，该第一固化操作台上有一准分子灯，该准分子灯的波长为222nm。利用在此波长下的辐射光，在深度和表面上都能进行局部交联。在操作台16之后设置一个固化操作台18，它用来通过暴露于单色紫外辐射下进行固化。该操作台上有一准分子灯，该准分子灯的波长为308nm。操作台18完成由操作台16进行的表面交联。在操作台18之后有一操作台20，它有一弧光灯，该弧光灯发射比准分子灯发射的波长长的紫外光。该弧光灯能完成沿深度交联。操作台16和18上的准分子灯是管式低温灯。把涂有树脂的光导纤维沿其轴线穿入管中，这些轴线通常保持一致。本实例中，操作台20上的灯是中压水银蒸汽灯。所用的树脂是丙烯酸酯、聚氨基甲酸乙酯、齐聚物或单聚物。至于对所用树脂更详细的描述，例如可参见专利文件US4,844,604。虽然所述的方法适合一般用来制造光学导体或导带的所有树脂和所有光致引发剂，但是，优先选用能得到最佳结果的材料。“最佳结果”一词用来表示在一个过程经过图示的设备之后，交联完全或几乎完全。具体地说，选择光致引发剂以使它们在所用准分子灯波长的情况下有最大效率。更准确地说，光致引发剂在准分子灯波长的情况下应有104或更高的消光系数。按照其本身已为公众所知的方式，在室温下于MeOH甲醇溶液中计算消光系数。其被表示为ml·gr-1·cm-1。若用一准分子灯来发射308nm的紫外辐射光，则可观察到，由CIBA-GEIGY在规定的条件下所售的光致引发剂Irgacure369和Irgacure907具有合适的消光系数。具体地说，光致引发剂Irgacure907在308nm下的消光系数为1.4×105，而光致引发剂Irgacure369在同样波长下的消光系数为4.3×104。此外，一般在交联之前，光致引发剂必须在所用的树脂中有足够的溶解度(高于3％)。例如，所选用于树脂的材料可以是这样一种材料，在重量百分比方面，它含30％～98％的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯，0.2％～40％的丙烯酸酯单聚物，0.05％～10％的光致引发剂，和0.05％～10％稳定剂。通过将固态的光致引发剂加入液态的丙烯酸酯单聚物中来确定光致引发剂的溶解度。在50℃～60℃温度的热水池中进行混合和加热，然后冷却至室温达24小时之后，测量出溶解度。虽然以上已经描述了必需用弧光灯来进行深度交联，但是可以理解的是，用准分子灯虽不能使深度交联完成，但它一般也不为零。深度交联还取决于所用的光致引发剂。具体地说，采用Irgacure369光致引发剂比采用Irgacure907光致引发剂所得到的深度交联更完全。在本专利技术的范围内所进行的试验期间，已观察到用以下产品可得到最好的结果对于树脂来说，用DSM所售的产品-标准C923；对于光致引发剂来说，用上述材料即CIBA-GEIGY所售的产品Irgacure369和907。应指出的是，采用本专利技术的方法，优选采用上述树脂和光致引发剂，甚至用含有以二氧化钛TiO2为基础的颜料的树脂也能得到良好的交联，二氧化钛TiO2通常存在于以下颜色的颜料中白色、灰色、黄色和橙色，众所周知，这些颜料能吸收紫外辐射光，使交联更困难。权利要求1．一种制造光学导体或光学导体带的方法，在该方法中，将树脂与光致引发剂的混合物暴露于紫外辐射光之下，以便通过交联形成光学导体的涂层，或形成用来将多个导体组合在一起的材料的涂层，通过使导体(10)或导体束以至少10米/每分钟的速度经过紫外线光源来发生交联；所述方法的特征在于，首先用第一光源发射单色或准单色紫外辐射光以主要在表面上实现交联，然后用第二紫外光源发射比该单色或准单色光源波长长的宽频紫外辐射光，以主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光学导体或光学导体带的方法，在该方法中，将树脂与光致引发剂的混合物暴露于紫外辐射光之下，以便通过交联形成光学导体的涂层，或形成用来将多个导体组合在一起的材料的涂层，通过使导体（１０）或导体束以至少１０米／每分钟的速度经过紫外线光源来发生交联； 所述方法的特征在于，首先用第一光源发射单色或准单色紫外辐射光以主要在表面上实现交联，然后用第二紫外光源发射比该单色或准单色光源波长长的宽频紫外辐射光，以主要实现沿深度交联。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米切尔杨，克里斯托弗迈克努特，大卫苯泽尔，
申请(专利权)人：阿尔卡塔尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]