专利名称：包含聚酰亚胺硅氧烷嵌段共聚物涂层的光导纤维及其方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有保护性聚合物涂层的光导纤维，具体地说，涉及包含硅氧烷聚合物内层和聚酰亚胺硅氧烷嵌段共聚物外层的复合的涂层玻璃光导纤维。
众所周知，通常需用保护性有机涂层涂覆于从玻璃熔融体或固体玻璃预制坯抽成的玻璃纤维。拉制的玻璃纤维显示非常高的拉伸强度，但是纤维表面上表面疵点的展开是其基本弱点。于是在它与任何固体表面接触以前，对纤维表面施以保护性涂层可以大大地保持其固有的高强度。
一系列不同的涂层系统业已商业性地用在光无线电通讯的玻璃光导波导纤维的生产中。然而目前商业上广泛的仅有二种涂层系统。这些系统中的第一种为采用通过暴露于紫外线可快速固化的涂层材料。这类涂层的例子为UV-可固化的聚氨酯丙烯酸酯，这些涂层的代表性的组成(物)在欧洲专利No.EP204160中描述。
另一个商业上应用于无线电通讯的玻璃光导纤维的涂层系统采用初始的或头道涂布的硅氧烷聚合物涂层和一种挤塑的热塑性聚合物诸如尼尤的套层。美国专利No.4，114，981描述了这种类型的光导涂层系统。
UV-可固化的丙烯酸酯涂层系统可适用于相对广范围的环境温度，但经受提升温度下长期使用就不够稳定。硅氧烷涂层通常较多用于对抗性环境包括长期暴露于高温，但这些涂层具有成本高的缺点。
用于光导纤维涂层的快固化硅氧烷树脂类的固化不如商业上UV-可固化树脂快速，同时由于在固化状态中发粘表面的特性对操作造成更多困难。于是硅氧烷涂覆的纤维通常在较低速度下涂覆，导致涂覆后沾灰和沾污，以及在退绕并捻(敷设)或其他处理时常常是困维的。
由于这些因素，硅氧烷涂覆的纤维在最后试验和装运前，通常通过用热塑性护套材料挤塑进行施涂。这典型地牵涉到脱线挤塑工艺，以及所使用坚韧的护套材料需要有关在非寻常高应力下附加夹套层纤维检验试验以保证断裂的探测。上述两项工艺明显地增加了纤维成本。
尽管如此，对某些应用具有高温操作可能力的纤维仍是需要的，而作为这些应用，硅氧烷为基础的涂层配方比丙烯酸涂覆的纤维呈现明显优点。至少对这些应用来说，硅氧烷涂层系统可以快速被使用，以及更佳地不需要外脱线附加夹套层工艺和高应力检验试验，将具有显著的商业重要性。
根据本发明提供一种新的硅氧烷为基础的复合涂层系统，它具有在持续高温条件下的硅氧烷的优点，而克服了从成本和制造方面的各种缺点。该组合的(复式)涂层具有硅氧烷聚合物底涂层组份或层，还可以应用于原先的线上，即不需要任何纤维的重绕或纤维的其他重复新处理，诸如在已有技术中实施的脱线挤塑超涂。进一步地，该外涂层组份或组合涂层的层具有优异的操作特性和与基底的硅氧烷层的相容性。
具有所描述优点的组合的涂层系统，是一个包括用聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物的外涂层覆盖硅氧烷聚合物底层的系统。聚酰亚胺-硅氧烷嵌段共聚物对硅氧烷底涂层组成(物)具有优异的粘结力，也许是由于在嵌段共聚物中存在硅氧烷嵌块。该良好的粘结性和在外涂层中没有粘性保证了在制造中操作的容易。
进一步地，该组合涂层的弹性体性质在纤维的检验试验中不具有人为地高应力水平。于是检验试验应力取决于纤维而不是涂层特性。
最后，该复合涂层具有所描述的优点，而不牺牲所需的纤维高温操作特性。于是嵌段共聚物组份的高温性能等于或超过涂层系统的硅氧烷组份的那些高温性能。
于是一方面，本发明包括在其外层表面上至少具有两种保护性聚合物涂层的玻璃光导纤维，那些涂层至少包括一种硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物层和一种硅氧烷聚合物层。该硅氧烷层形成作为硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物的底层被置于共聚物的里面并随即形成接触。该硅氧烷聚酰亚胺层在硅氧烷聚合物底层上形成一外层或外套。
另一方面，本发明包括对硅氧烷涂覆的光导纤维的一种改进，通常地，这种光导纤维包括一种由玻璃以及用至少一种包含硅氧烷聚合物的涂层涂在该光导纤维上一种或多种聚合物组成的光导纤维。根据本发明，提供在光导纤维上用硅氧烷聚合物底层以及硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物覆盖层代替或附加于硅氧烷涂层的复合涂层，它是这些层的组合，它提供本发明的复合涂层和光导纤维不寻常的物性和优点。
还在另一方面，本发明包括处理硅氧烷涂覆的光导纤维的方法以提高其操作和光导传输特性。根据这方法，该硅氧烷涂覆的光导纤维带有基本上由硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物层组成的外夹套层，此后一层直接靠近硅氧烷层并与其接触。最佳地，该外套层是在硅氧烷涂层涂布后以及硅氧烷涂覆的纤维与任何固体或液体材料除了嵌段共聚物夹套材料外接触之前立即涂布的。
按照硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物外(敷)层的应用，由此得到的涂覆的光导纤维可以方便地卷绕、检验、敷设(并捻)或其他希望的操作，没有需要考虑采取特别措施以避免的硅氧烷涂覆的纤维不希望有的操作特性带来的各种问题。
本发明进一步包括硅氧烷应用或“抽丝时的”光导纤维表面的其他双保装涂层系统应用的改进方法。该方法对硅氧烷涂层的应用特别有用，但基本上可用于任何其他第一和第二液体组份的组合物。它们可以是两种液体树脂，一种树脂及其固化催化剂，一种树脂及其改性剂诸如染料，或其他诸如此类的液体组合物。
根据本方法，第一和第二液体组份是在控制的条件下连续混合，以及然后作为均相液体掺混料直接供给液体涂覆机。该掺混料-组成可聚合的涂层液体，然后从涂覆机立即施加于纤维。
本发明的方法对双保装的涂层系统是特别有用的，诸如显示快速胶凝和固化特性的双组份混合物的硅氧烷涂层。因为第一和第二液体组份直至正好在施加于纤维之前是保持分开的，避免了短的适用期问题和/或涂层液体的不稳定性并达到双保装系统涂层处在低的粘度。
最后，本发明进一步包括制造聚合物涂覆的玻璃光导纤维的改进的装置。通常这类装置包括从玻璃熔融体或预制坯抽玻璃光导纤维的抽丝装置以及位于抽丝装置和玻璃熔融体或预制坯之间的液体涂覆机，以便把施用于抽成的纤维表面存在于或供入涂覆机的一种可聚合的涂层液体。该涂层液体可从一种分开的液体供应系统供给涂覆机，它可以包括精细的贮藏器和输送装置或者它可以简单地包括一个涂层液体的储器。最通常的系统进一步包括位于与液体涂覆机相邻的固化装置，作为施加于纤维表面后固化可聚合的涂层液体。
根据本发明，该装置包括可聚合的涂层液体供给系统，它包括一个具有液体出口与在涂覆机上的可聚合的涂层液体进口装置连结的液体混合器。该液体混合器包括液体出口装置使至少第一和第二液体聚合物组份组合形成可聚合的涂层液体，并把用先期充分混合的操作连续组合第一和第二液体聚合物组份供给至液体出口以传输至涂覆机。
混合器的连结液体进口装置作为第一和第二液体组份的第一和第二计量液体的供给装置。该液体供给装置操作以连续地把计量比例的第一和第二聚合物组份通过液体管道供应至液体混合器的进口装置。该计量的液体供给装置通常包括控制液流的几个单元，它可以包括计量泵、控制阀、程序电子阀和/或泵控制器，和/或如其后更全面描述的其他装置。
至少一个计量液体供给装置包括一个接收控制信号的反馈信号输入装置，该控制信号用于控制液体供给速率。对反馈信号输入或输出的控制信号是通过下文描述的传感装置产生消耗信号，该传感装置位于或在计量的液体供给装置的下游和取决于涂层液体供给系统的混合的可聚合的涂层液体的消耗或消耗率。
该供给装置是一步包括传感装置，设置于或至少一个在计量的液体供给装置和液体涂覆机之间，当被抽成的光导纤维通过涂覆机并涂覆时，用于测量来自供给系统的可聚合的涂层液体的消耗。该传感装置设置在施加于纤维的至少一个液体或液体组份的流程(流动道)上，以及无论通过物理接触、电学上接触、光学接触或类似装置与其敏感接触。
该传感装置包括一信号输出(它适于涂层液体从涂覆机向光导纤维表面涂覆时产生上述的消耗信号。该传感器可以检量液体水平、压力、涂覆厚度或其他系数从而可测出或计算出来自供给系统的可聚合的涂层液体的施加率和/或消耗)以及所产生的相应的消耗信号。
最后，该装置包括为传输来自传感装置的消耗信号至在第一和/或第二计量的液体供给装置上的反馈信号输出装置的信号传递装置。正如所说明的，该消耗信号用于计量的液体供给装置以控制液体聚合物组分流至液体混合器。在此方法中，当液体通过涂覆器施加于被抽成的纤维时，该计量的液体供给装置和混合器运转以连续地供给涂层液体到涂覆器。
借助于分开的液体供给装置的使用，为涂覆光导纤维可以采用在混合以后不稳定的和/或显示快速胶凝的双组分聚合物系统。因此从混合器出口至涂覆机液流通路中的停顿时间可以如所需要的短暂。进一步地，该系统大大消除了混合涂层液体的脱气之需，由于混合物的固化速率可以化学地调节至高的水平，提供了高速度的涂布。于是可以达到较快速固化施加的涂层而不需要较大的固化系统或在固化环境中较长的涂覆的纤维的停留时间。
本发明可以进一步通过参考附图理解
图1为具有根据本发明的组合涂层的玻璃光导纤维的横截面示意图(不是真实比例或尺寸);以及图2为根据本发明用于硅氧烷涂覆光导纤维的装置的示意图。
根据本发明的具有组合涂层的玻璃光导纤维可以是任何传统类型的。因此玻璃光导纤维带有玻璃包覆层和相对大的玻璃芯，曲型的地涉及多模光导纤维或带有小的芯子的类似的玻璃纤维，通常地可以采用特指的单模纤维。在某些情况中，本发明的组合的涂层用在涂覆一般(未包覆)熔凝氧化硅纤维作为纤维光学用途可能也具有优越性。它在与普通转让的G·Kar的美国专利申请号103，0321987年9月30日申请并普通转让的题名为“涂覆的光学波导纤维”所描述的光导纤维类型特别有关。这些纤维包含光学上把纤维和涂层隔离的高指数玻璃的薄的外层。这一特点允许甚至低折射率的硅氧烷聚合物直接施涂于该纤维而不冒降低光学性能的危险。
图1为根据本发明提供的较佳的光导纤维横截面的示意图。如图1所示，涂覆的光导纤维4包括玻璃芯5和玻璃包覆层6，该包覆层包括高折射率玻璃外玻璃层6a，它在光学上隔离纤维和纤维涂层。配置在外玻璃层6a上为由硅氧烷底层7和硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物的覆盖层8组成的复合涂层。在组合中，这些聚合物层给出良好的物理保护性和优异的耐高温劣化性。
当然，该光导纤维如果需要可以在施涂硅氧烷涂层之前，先施涂一种或多种其他初始的塑料或无机材料涂层。于是，作为例子，一种无机密封涂层可以先施涂于纤维以保护纤维免受潮气或其他潜在危害性气态物质的效应。
根据本发明使用于光导纤维涂覆的硅氧烷涂层可以选自本技术中已知的对此目的有用的任何硅氧烷聚合物材料。最典型的，是双保装聚合物系统，它通过氧化硅氢化物(silica hydride)加成至烯烃而固化(通常涉及氧化硅氢化物加成聚合物类)以及基本上无惰性液体溶剂或稀释剂(100%固体系统)。这种聚合物系统的例子是RTV(室温硬化)硅氧烷，即从美国通用电器公司商业上可买到的RTV-615和RTV-655硅氧烷聚合物以及从道康宁公司商业上可买到的SylgardTM184和SylgardTM182硅氧烷聚合物。
同样地，商业上可买到的硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物组成(物)类可用于硅氧烷聚合物层的超涂。这些已知的材料，作为例子描述在美国专利4，690，997号中，在先前技术中业已用于作为阻燃线缆涂层组成(物)。一种这类商业上可购到的材料是SiltemTM共聚物87-73，它可从美国通用电器公司Waterford，NY得到。
通常的纤维涂布压模可被使用于顺序地把这些涂层材料涂布于光导纤维。现在较佳的压模为一种压力涂布压模，诸如在美国专利4，531，959号中所描述的，它可以在高速和控制的厚度下把液体涂布于玻璃光导纤维。
作为光导纤维涂层有用的硅氧烷聚合物正如所表明的，为化学固化树脂系统，以及为此达到硅氧烷底层的固化的目的而使硅氧烷涂覆的纤维通过一炉子(在其中纤维可快速地被加热至固化温度)。由于最经常是无溶剂的配方，不存在溶剂挥发和涂层的发泡的问题。
商业上可购到的硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物作为单组分系统使用，通过用一种液体溶剂稀释纯净的树脂至涂覆粘度，然后通过蒸发其中的溶剂固化在纤维上的涂层。再将涂覆的纤维通过一炉子以达到所需的固化，加热是在足以除去溶剂而不导致涂层发泡的速率下进行，为达到此效果，合适的炉子温度和温度分布型可通过例行试验为任何选定的涂层配方迅速地作出决定。
另外，硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物当然可通过熔融涂覆或熔体挤出技术以无溶剂形式进行施涂。这个方法通常选择用在所需的相对厚的聚酰亚胺涂层的地方。
供给涂覆机的为施加于纤维双保装硅氧烷聚合物，如果需要可以预混合并按传统实践用于分批操作。它通常包括双涂层组份完全混合、混合物脱气以及混合物施涂到抽成的纤线，并保持冷却以延迟胶凝化或固化。
为了大量生产，一种替换的和优选的方法是本发明的在线双保装涂覆工艺。该工艺包括所用的双组份硅氧烷聚合物的连续在线混合和供给直接至纤维的涂覆机。连续混合和供给的速率是通过聚合物施涂于纤维的速率直接控制的。
正如上面所说明的，本发明的在线涂覆工艺，允许当纤维从玻璃熔体抽成时或预制坯以及纤维接触固体表面前，通过从液体涂覆机对纤维表面施涂一种可聚合的涂层液体使光导纤维涂覆以保护性聚合物涂层。该可聚合的涂层液体至少是第一和第二可组合的液体组份以形成固体涂层。这些液体组份连续地组合和混合在一起以便当纤维抽出时形成可聚合的涂层液体，以及该可聚会的涂层液体连续地比相应于可聚合的涂层涂布到纤维表面的速率供给到液体涂覆机。
在硅氧烷或类似的双保装系统作为光导纤维涂层是有用的情况中，第一和第二液体组份相互反应形成固体聚合物涂层，典型地该反应通过后涂布加热被促进。较佳地，第一和第二液体组份的混合和作为可聚合的涂层液体供给到涂覆机的速率，是至少通过一个电子反馈信号对应于施涂于光导纤维的可聚合的涂层液体的实际或计算的速率加以控制。
在最佳操作中，用作液体涂布的涂覆机包括液(体)压(力)涂布压模，以及电子反馈信号是一个基于可聚合的涂层液体在压力涂布压模中的压力的信号。另一方面，该涂覆机可以包括一个可聚合的涂层液体贮器以及电子反馈信号可以是基于在贮器中可聚合的涂层液体的水平。
根据后一工艺的光导纤维双包装在线涂覆的装置在图2中示意说明。如图2所示，选自双保装硅氧烷聚合物系统的液体部份A从贮器10抽出通过供给线12进入精密正排量计量泵14并由泵14通过管线16至静态混合器32的进口30。同时选自聚合物系统的液体部分B从贮器20抽出通过供给线22进入精密正排量计量泵24并由泵24通过管线26至静态混合器32的进口30。
静态器混合器32的操作使硅氧烷聚合物系统的部分A和B完全混合以形成反应性液体混合物，它连续地通过混合器出口管34供至涂覆机40(液体涂布压模)。该液体混合物然后施涂于从玻璃预制坯1拉成的光导纤维2以产生液体涂覆的光导纤维3。在此之后，液体涂覆的光导纤维3通过炉子70，在那里液体涂层热固化以生成硅氧烷-聚合物-涂覆的纤维4。
反应性液混合物的混合和供给到涂覆机40的速率通过连到涂覆机的压力传感器42的反馈加以控制。当由于施涂于纤维而混合物消耗时，在涂覆机40中的压力(下)降，被传感器42感知到以及一反馈信号由信号线44传到可编程序电子液流控制器50，例如该控制器可以是一种PID控制器。同时由信号线46输入至控制器50的是来自计量泵14的液流速率信号。基于线44和线46上的反馈控制信号，液流控制器50输出一控制信号由控制线52到计量泵14以控制在泵上的马达驱动装置(图中未表示)，于是控制的部分A液体流通过泵至静态混合器32。这样，保持在涂覆机40中选定的流体压力相应于压力传送器42的输入。
至混合器的液体部分B的液流同样通过反馈信号予以控制，这些信号被输入到液流控制器60用作控制计量泵24。然而，在这种情况下较佳的反馈信号是来自部分A液体组份的控制器50由信号线54传递至控制器60的控制信号。于是，由于作为任何选定的部分A和部分B的相对比例是固定的，部分B组份的流率很方便地通过部份A组份的流率被控制。当然，反之涂覆器压力反馈信号在控制线44上可以直接用于控制器60。
除来自控制器50的线54上的反馈信号之外，控制器60也接收来自计量泵24的线56上的反馈信号，它与通过计量泵24的部分B液体的流速成正比。相应于这些信号，来自控制器60的输出信号控制在计量泵上的马达驱动装置(图中未表出)，由此控制部分B液体流向混合器。
合乎需要地，静态混合器是带夹套的致使混合器以及其中的液体的温度可以被控制。在图2的装置中，例如水可以分别地由流体进口和出口管36和38通过夹套控制流体温度。同时，众所周知，在涂覆机40中的液体混合物的温度可以通过加夹套或通过直接装在涂布压模体中的管道装置(图中未表示)进行控制，这样对在其中传导温度控制流体通过是有用的。
在炉子70为固化液体聚合物涂层的操作中，可以分别采用吹扫气体进口和出口门72和74。这些为冲洗炉子70和/或在其中保持一种控制的固化气氛提供了方便的措施。氦是一种控制气氛的例子，它有助于向硅氧烷涂层传热以加速固化。
当然，前述仅表示对光导纤维施涂硅氧烷涂层的一种商业上优选的方法。显然，其他可供选择的应用技术包括制备和施涂硅氧烷的传统的分批方法可以代替使用。
按照如上所述的硅氧烷涂层的施加在硅氧烷涂层接触任何其他材料前，立即将嵌段共聚物外覆层施加于硅氧烷上，冷却硅氧烷涂覆的纤维是重要的。如果不这样做，外覆层将难以施加，可能出现在涂层中形成皱纹的装饰性缺陷。用在已有技术中已知的纤维冷却设备可以达到纤维的充分冷却。
与硅氧烷底(涂)层所需的化学固化工艺对照，嵌段共聚物外(覆)层的固化工艺为简单地通过溶剂蒸发。蒸发在一强制气体固化炉中进行。在气流和炉温之间的恰当的平衡有助于达成装饰学上合适的涂层。在蒸发初始阶段，低热和高气流是较佳的。高气流有助于物理地从涂层界面除去处于气体相的溶剂分子。它有效地保持驱动蒸发过程的非均衡条件。
在蒸发的稍后阶段，用较多热以使捕集在涂层的溶剂分子得到足够的动能通过薄膜迅速迁移到涂层气体界面，在此处可以发生蒸发。然而，超涂应当避免，因为这样的外(覆)层可能导致溶剂分子进入涂层体的气相，而不是在气体-涂层界面。这能导致在涂层中形成缺陷如针孔和气泡。
本发明可以通过以下的实施例进一步加以理解。
实施例1一种可热固化的双保装(双组份)硅氧烷弹性体被选用作为光导纤维的初始涂层。该选择的硅氧烷为氧化硅-氢化物-固化的烯烃，商业上可购至的如SylgardTM184硅氧烷弹性体系统，为Dow，Cornign Corporation of Midland，Michigan产品。
被涂覆的光导纤维是一种玻璃光导纤维，它包括高折射率的玻璃芯子，稍稍低于玻璃芯子以及在包覆上具有相对高的折射率的薄的外玻璃层，以便光学地隔离纤维包覆和施涂在其上的硅氧烷涂层。该光导纤维具有外径约125微米。所有制造光导纤维的玻璃为熔融的氧化硅或掺杂的熔融氧化硅组成，薄的外玻璃层为TiO掺杂的熔融氧化硅玻璃制成。
为把双组份硅氧烷弹性体涂覆于抽成的光导纤维上，使用了如上面所描述的以及如图2所示的涂覆装置。参考附图，树脂部分A通过供给线12被馈入到装置，而固化剂部分B通过供给线22被馈入到装置。
在涂覆纤维期间，冷却液通过静态混合器32的夹套并通过在涂覆机40体中的管道被馈入，以保持部分A和部分B组分的混合物温度约在25℃的温度。计量泵14和24的泵出速率调整至通过静态混合器32和涂覆机40液流速率足以提供在纤维表面上稍稍超过50微米厚度的液体涂层，于是带固化的硅氧烷涂层的纤维达到约230微米的外径。
如此提供的液体涂覆的纤维，然后牵引通过保持在约500℃温度的并在炉中具有氦的气氛的固化炉。这些条件有效地保证纤维从炉子出口时硅氧烷涂层的完全固化。
从炉子出口的硅氧烷涂覆的纤维通过一个通常的光导纤维冷却管(图中未表示)。这达到使硅氧烷涂覆的纤维的表面温度降低到接近其后施涂的硅氧烷聚酰亚胺液体涂层的温度，在此情况下约为25℃。
向硅氧烷涂覆的纤维施涂硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物外(覆)层是采用通常的液体涂覆装置来完成的。该装置就设置在冷却管下面，以致一旦硅氧烷涂覆的纤维引出冷却管之后，该第二涂层立即施涂于整个硅氧烷涂层上。类似于涂覆机40，该嵌段共聚物涂覆机仍旧是在美国专利4，531，959所示的涂布压模装备和类型。
硅氧烷-聚酰亚胺共聚物用SiltemTM共聚物87-73，从General Electric Company，Waterford，NY购到。这聚合物是处于一种未稀释的固体树脂形态的固体。为便于使用于纤维，它首先溶解在甲苯中以得到包含约10%(重量)树脂和90%(重量)甲苯的树脂溶液。然后该溶液通过涂覆机施涂于纤维，按树脂溶液的液流速率足以在硅氧烷基底涂层上提供约10微米厚的固化涂层。
施涂了液体涂层的光导纤维然后传送入一强制气体固化炉以除去其中溶剂，从而固化涂层。该炉子包括保持在150℃温度的上部区域，以及保持其中氦气流的速率约为10升/分以加快溶剂挥发。该纤维通过上部区域后再通过保持在约600℃的炉子中的较下部区域，同时再置于氦气氛中。该加热足以固化在纤维上的嵌段共聚物涂层。
纤维从炉子出来后，最后绕在一卷筒上，然后测试其性能。该纤维显示优异的耐热降解性而保持其所有的光导性能诸如抗弯曲损失和通过包覆抗光传递损失，这些在光通讯系统中为本征纤维运行所必须的。进一步地，组合涂层为不发粘的，并显示其他物理上和操作上的特性如涂覆的纤维可以容易地重新卷绕供测试、并捻(敷没)或任何其他涂覆的光导纤维惯常须经受的后制造工艺。
当然，前述的实施例和阐述仅仅表明本发明的较佳的配方和工艺，在本技术领域中的技术人员可以根据这里专门描述的材料和技术作出许多改进，而本发明的范围在权利要求书中体现。
权利要求
1.一种在其外部表面至少具有两种保护性聚合物涂层的玻璃光导纤维，其特征在于所述的聚合物涂层包括硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物层结合在硅氧烷聚合物层的外表面。
2.如权利要求1所述的玻璃光导纤维，其特征在于它包括玻璃，芯和玻璃包层，以及所述的硅氧烷聚合物层被设置在玻璃包层的外表面。
3.如权利要求2所述的玻璃光导纤维，其特征在于所述的玻璃包层包括外玻璃层和内玻璃区，以及所述的外玻璃层具有比内玻璃区较高的折射率。
4.一种硅氧烷涂覆的光学波导管中包括玻璃光导纤维和在该光导纤维上一种或多种聚合物涂层至少一种聚合物涂层基本上包括硅氧烷涂层，其特征是其改进在于该硅氧烷涂层基本上包括硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物组成聚合物外(敷)层。
5.如权利要求4所述的硅氧烷涂覆的光导纤维，其特征在于该玻璃光导纤维包括玻璃芯和玻璃包层，以及所述的硅氧烷涂层设置在其上面并与玻璃包层接触。
6.一种处理具有外部硅氧烷涂层的光导纤维以改进其使用特性的方法，其特征包括采用把基本上包括硅氧烷聚酰亚胺嵌段共聚物的聚合物外(敷)层施涂在外部硅氧烷涂层的阶段。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于该硅氧烷聚酰亚胺嵌段共聚物外(敷)层是在硅氧烷涂层与任何固体或液体物质而不是硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物接触之前被施涂于外部硅氧烷涂层。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物外(敷)层是采用在挥发性溶剂中硅氧烷-聚酰亚胺树脂的溶液被施涂的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物是通过熔融挤出施涂的。
10.一种用保护性聚合物涂层涂覆光导纤维的方法，包括在纤维从玻璃熔体或预制坯抽出时以及在纤维接触固体表面前，通过液体涂覆，将可聚合的涂层液体施涂于纤维表面，该可聚合的涂层液体包括至少第一和第二液体组份可以组合的组合物以形成固体涂层，其特征是其改进在于该第一和第二液体组份是连续地组合并混合在一起，以便当纤维抽出时形成可聚合的涂层液体;以及该可聚合的涂层液体供给液体涂覆机的速率相应于可聚合的涂层对纤维表面施涂的速率。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于该第一和第二液体组份彼此反应以形成固体聚合物涂层。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述的在第一和第二液体组份混合和供给可聚合的涂层液体到涂覆机的速率通过至少一个相应于实际的或计算的可聚合的涂层液体对光导纤维施涂的速率的电子反馈信号进行控制。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于该涂覆机包括液压涂布压模，以及所述的电子反馈信号是基于压力涂布压模中可聚合的涂层液体的压力的信号。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述的涂覆机包括可聚合涂层液体的贮器以及所述的电子反馈信号是基于在贮器中可聚合的涂层液体水平的信号。
15.一种制造聚合物涂覆的玻璃光导纤维的装置包括从玻璃熔体或预制坯抽丝的抽丝装置以及设置在抽丝装置和玻璃熔体或预制坯之间的液体涂覆机以向抽出的纤维提供可聚合的涂层液体，其特征是其改进在于该装置包括可聚合的涂层液体的供应系统，配合以具有一液体出口和在涂覆机上可聚合的涂层液体时口连结的液体混合器;在液体混合器上为至少第一和第二液体聚合物组份组合以形成可聚合的涂层液体的液体出口装置;为第一和第二液体聚合物组份的第一和第二计量的液体供应装置，分别地，第一和第二计量的液体供应装置的每一个连结于液体输入装置以及是适合于连续供应第一和第二淮体组份的计量的比例至该液体混合器，至少一个计量的液体供应装置进一步包括控制其中液体供应的反馈信号输入装置;传感装置位于或在至少一个液体供应装置以及液体涂覆机之间，该传感装置适合于当通过涂覆机施涂于光导纤维时检测可聚合的涂层液体的消耗以及具有信号输出适合于响应可聚合的涂层液体的消耗而产生消耗信号;以及用于传送来自传感装置的信号输出的消耗信号到在第一和第二计量的液体供应装置至少一个上的反馈信号输入装置的信号传输装置，该反馈信号用于计量液体供给装置以控制从中的液体供应。从而，该液体聚合物组分的连续流至液体混合器以及液体涂覆机，是受当可聚合的涂层液体通过涂覆机施涂到光导纤维时它的消耗率控制的。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述的液体混合器是温控静态混合器。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述的至少一个第一和第二计量的液体供应装置包括精密正排量计量泵。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于所述的液体供应装置进一步包括可编程序电子控制器电学上连接于精密正排量计量泵以及适合于控制由此通过的组份液体的输料速率。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于所述的精密正排量计量泵是通过来自可编程序电子控制器的泵马达速度控制信号控制的。
20.如权利要求15所述的装置，其特征在于所述的传感装置包括在液体涂覆机中的液体压力传感器或液体水平传感器。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于所述的涂覆机包括液压涂布压模以及所述的传感装置包括在液压涂布压模中与可聚合涂层液体物理接触的液压传感器。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于所述的消耗信号是通过液压传感器的信号输出，该信号是与在压力涂布压模中的可聚合的涂层液体的压力成正比。
全文摘要
一种硅氧烷为基础的供玻璃光导纤维使用的复合涂层系统，该系统包括硅氧烷聚合物底涂层组分以及硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物外涂层组分。该涂层系统可以完全地在线施涂，比通常的硅氧烷涂覆的纤维改进了该纤维的操作特性，得到一种光学和弹性相结合的优异性能而并不牺牲硅氧烷为基础的涂层系统耐高温的操作特性。较佳地，该硅氧烷聚合物底涂层通过快速在线涂覆方法施涂，其中双保装的硅氧烷涂层系统的组份为连续地组合、混合并采用新颖的装置以相应于涂层施涂于纤维的速率连续地传递该涂层至液体涂覆机以施涂于纤维上。
文档编号C03C25/10GK1040187SQ88108978
公开日1990年3月7日 申请日期1988年12月29日 优先权日1988年8月8日
发明者米歇尔·勃鲁斯·凯恩, 里根·卡那皮伦, 伊丽斯·西克托尔·乌罗蒂 申请人:康宁玻璃公司