DE3002363A1

DE3002363A1 - Glasfaser

Info

Publication number: DE3002363A1
Application number: DE19803002363
Authority: DE
Inventors: Masaaki Kawase; Ibaraki Mito; Mikio Takeshima; Toru Yamanishi; Kanagawa Yokohama; Masaaki Yoshida
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1979-01-23
Filing date: 1980-01-23
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2447561A1; GB2046625B; CA1141911A; JPS5598706A; GB2046625A; US4334733A; FR2447561B1; DE3002363C2; JPH0146843B2

Description

- 3 Beschreibung 3 O U 2 3 Ό Q

Die Erfindung betrifft eine Glasfaser zur Lichtübertragung, die im folgenden als optische Faser bezeichnet wird.

Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, optische Fasern mit einem Überzug zu versehen. Die meisten dieser Verfahren basieren auf dem Grundkonzept des aus der US-PS

3 980 390 bekannten Verfahrens. Bei diesem Verfahren wird eine schmelzgesponnene optische Faser vor ihrem Kontakt mit anderen festen Körpern mit einer Harzmasse überzogen, die weiterhin durch Schmelzextrudieren mit einem Überzug aus einer thermoplastischen Harzmasse versehen wird. Der erste Überzug aus der Harzmasse, der im folgenden als primärer Überzug bezeichnet wird, wird auf der Faser unmittelbar nach ihrem Spinnen ausgebildet und dient dazu, die ursprüngliche Festigkeit des Glasmaterials zu bewahren, während der thermoplastische Harzüberzug, der im folgenden als sekundärer Überzug bezeichnet wird und auf dem primären Überzug mittels einer Extrusion ausgebildet wird, die mechanische Festigkeit der Faser erhöht und diese vor folgenden mechanischen Beanspruchungen, vor Feuchtigkeit in der Luft oder vor ultravioletter Strahlung schützt. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Zweischichtfaser ist in Fig. 1 der zugehörigen Zeichnung dargestellt, in der eine Glasfaser 1, der primäre Überzug 2 und der sekundäre Überzug

4 dargestellt sind, wobei eine Faser dieses Typs im folgenden als Faser A bezeichnet wird.

Es ist jedoch bekannt, dass eine Faser Ä Schwankungen in ihrer Durchlässigkeitscharakteristik aufgrund einer Mikrobiegung unterliegt, wie es in D. Gloge et al "Optical-fiber packaging and its influence on fiber straightness and loss", BSTJ, 54, 1975, Seite 245 bis 262, beschrieben wird» Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, den Zweischichtaufbau gemäss Fig. 1 zu verbessern. Ein typisches Beispiel dafür ist in Figο 2 dargestellt, bei dem eine Pufferschicht 3 aus einem Material

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mit einem kleinen Young'sehen Modul, beispielsweise aus einem Siliconharz, aus einem gummiähnlichen Material, wie beispielsweise Butadienharz, geschäumtem Kunststoff und Äthylenvinylacetatcopolymerisat, das in der Lage ist, äussere Beanspruchungen oder Spannungen zu absorbieren,zwischen dem primären und dem sekundären überzug vorgesehen ist, wobei eine Faser dieses Typs im folgenden als Faser B bezeichnet wird. Bei einem weiteren in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist der Innendurchmesser des sekundären Überzugs grosser als der Aussendurchmesser des primären Überzugs, um einen offenen Raum zwischen den beiden überzügen zu bilden, wobei eine Faser dieser Art im folgenden als Faser C bezeichnet wird.

Diese Weiterbildungen zeichnen sich durch eine mechanische Isolierung des primären und des sekundären Überzugs aus, so dass keine äusseren Spannungen oder Spannungen aufgrund eines hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des thermoplastischen Harzes, aus dem der sekundäre überzug besteht, auf die Faser übertragen werden. Untersuchungen haben ergeben, dass im Gegensatz zu der Faser A mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau die Fasern B und C, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, nur eine geringe Zunahme im Übertragungsverlust beim Anlegen eines äusseren Druckes oder bei niedrigen Temperaturen zeigen. Aufgrund des offenen Raumes zwischen dem primären und sekundären überzug weist die Faser C eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Mikrobiegung auf, die aufgrund einer äusseren Kraft oder aufgrund thermischer Spannungen auftritt, falls jedoch der sekundäre überzug in Längsrichtung- schrumpft, wird die Faser schlangenförmig. Um den Zyklus,mit dem die Faser schlangenförmig wird, grosser als den Zyklus der Mikrobiegung zu machen, wird der Innendurchmesser des sekundären Überzugs erhöht, was zu einer Faser führt, deren Aussendurchmesser etwa 2 mm beträgt, wodurch der grösste Vorteil der Lichtübertragung, nämlich eine grössere Übertragungskapazität pro Querschnittsflächeneinheit aufgegeben wird. Durch die Erfindung soll daher eine Faser vom Typ B verbessert werden.

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Es sind bereits mehrere thermoplastische Harze, die schmelzextrudiert werden können, zur Bildung des sekundären Überzugs vorgeschlagen worden und es wird die tatsächliche Verwendung von Polyamid, hochdichtem Polyäthylen, Polycarbonat und Polyester an vielen Stellen beschrieben, da diese Materialien leicht extrudierbar sind, hochwitterungsbeständig sind und eine hohe mechanische Festigkeit haben. Das bekannteste Harz ist Polyamid, das einen relativ kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten für Kunststoffe aufweist, seit vielen Jahren als Material zum Beschichten elektrischer Drähte verwandt wird und es ermöglicht, ein übliches Klebemittel zum Verbinden mit einem Stecker oder Anschlusselement zu verwenden» Es sind verschiedene Untersuchungen an der Faser B unter Verwendung von Polyamid als Material des sekundären Überzugs durchgeführt worden, und es wurde mit Erfolg eine Faser hergestellt, die im wesentlichen frei von Schwankungen in dem Übertragungsverlust aufgrund einer Mikrobiegung, nämlich frei von Schwankungen, die aufgrund der Extrusion des sekundären Überzugs auftreten, und von Schwankungen ist, die auf dem Einfluss äusserer Spannungen beruhen, die während der Installation und Ummantelung oder der Kabelverlegung entwickelt werden.

Zusätzlich zur Beständigkeit gegenüber einer Mikrobiegung muss die optische Faser eine stabile Übertragungscharakteristik bei Temperaturen von -40⁰C bis 60⁰C haben und muss dann, wenn die Faser als Unterwasserkabel verwandt wird, was eine mögliche künftige Anwendungsform optischer Fasern darstellt, ihre Charakteristik gleichfalls unter hohem Wasserdruck stabil sein, Untersuchungen haben ergeben, dass die Fasern A, B und C mit einem überzug aus Polyamid einen zunehmenden Übertragungsverlust in verschiedenem Ausmass zeigen, wenn sie einer Temperatur von unter -40⁰C ausgesetzt werden= Die Faser A zeigt die grössten Verluste, die Faser C unterliegt den zweitgrössten Verlusten und die Faser B zeigt die geringste Empfindlichkeit auf niedrige Temperaturen. Ein plausibler Grund für die Zunahme des Übertragungsverlustes bei den Fasern Ά und B bei niedrigen Temperaturen ist der folgende: Polyamide und andere thermoplastische Harze

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haben einen Ausdehnungskoeffizienten, der mehr als 10mal grosser als der von Glas ist, so dass diese Materialien bei niedrigen Temperaturen schrumpfen und sich verformen, was zu einer leichten Biegung in der Faser mit dem Ergebnis führt, dass die Übertragungsverluste zunehmen. Aufgrund der Pufferschicht ist die Faser B stabiler als die Faser A bei niedrigen Temperaturen, die Faser B ist jedoch noch weiter zu verbessern, um ihre Charakteristik bei einer Temperatur von unter -4O⁰C stabil zu halten.

Wenn optische Fasern als Unterwasserkabel verwandt werden und ein Unfall zu einem Brechen des Kabelmantels führen sollte, so dass Meerwasser in das Kabel eintritt, wird die optische Faser unter einen Druck gesetzt, der proportional zur Wassertiefe ist, in der das Kabel verlegt ist. Die Faser muss daher ihre stabile Charakteristik selbst bei einem Druck

2
von mehr als 100 kg/cm beibehalten.

Untersuchungen haben ergeben, dass die Übertragungsverluste bei den Fasern A, B und C bei einem Wasserdruck von mehr als

100 kg/cm zunehmen. Die Zunahme in den Übertragungsverlusten ist proportional zum Druck, die Verluste vermindern sich jedoch, wenn die Höhe des Druckes abnimmt. Der Wasserdruck wirkt auf die optische Faser gleich in allen Richtungen, die leichteste Heterogenität in der Natur des Überzuges wird jedoch wahrscheinlich zu einer Mikrobiegung führen. Daraus lässt sich schliessen, dass die erhöhten übertragungsVerluste

2 bei -40⁰C und bei einem Wasserdruck von mehr als 100 kg/cm denselben Mechanismen, d.h. der Entwicklung einer Mikrobiegung als Folge des Klemmeffektes des sekundären Überzugs auf das Faserinnere zuzuschreiben sind. Wenn das der Fall ist, kann eine durch einen Klemmeffekt hervorgerufene Mikrobiegung entweder dadurch , dass die Fähigkeit der Pufferschicht gemäss Fig. 2 zum Absorbieren äusserer Spannungen verstärkt wird, d.h. mit anderen Worten, ein Material verwendet wird, das einen noch

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kleinen Young'sehen Modul hat,oder daß die Stärke der Pufferschicht erhöht wird oder dadurch verhindert werden, dass der Klemmeffekt des sekundären Überzuges vermindert wird. Wenn der Young"sehe Modul des Materials für die Pufferschicht extrem stark herabgesetzt wird, kann sich eine durch Extrudieren ausgebildete Pufferschicht aufgrund des mechanischen Kontaktes von dem primären überzug lösen= Darüberhinaus wird die Pufferschicht dadurch ausgebildet, dass eine dünne Schicht eines unter Wärme aushärtenden Harzes ausgehärtet wird, so dass eine stärkere Pufferschicht die Herstellungsgeschwindigkeit der optischen Fasern vermindert oder eine grosse Produktionsanlage erforderlich macht=

Durch die Erfindung sollen eine optische Faser, die frei von den oben beschriebenen Mangeln herkömmlicher Faser ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Faser geliefert werden, wobei erfindungsgemäss als Überzugsmaterial ein Polyamid verwandt wird, das einen longitudinalen Elastizi-

2 tätsmodul bei 20 bis 23°C aufweist, der zwischen 2000 kg/cm

2
und 8000 kg/cm liegt«

Ein besonders bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einer Glasfaser zur Lichtübertragung mit einem primären überzug, einem überzug aus einem thermoplastischen Harz und mit einer Pufferschicht zwischen dem primären überzug und dem überzug aus einem thermoplastischen Harz, wobei er·= findungsgemäss das thermoplastische Harz ein Polyamid ist,

2 das einen Elastizitätsmodul von etwa 2000 bis etwa 8000 kg/cm bei einer Temperatur im Bereich von 20 bis 23⁰C aufweist.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben;

Fig. 1,2 zeigen Querschnittsansichten von drei ver-

^un schiedenen Typen herkömmlicher optischer Fasern,,

3 0 0 31/081-,

Fig. 4 zeigt in einer grafischen Darstellung die Temperatur gegenüber den Übertragungsverlusten bei verschiedenen Typen optischer Fasern.

Fig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung den Wasserdruck gegenüber den Übertragungsverlusten bei verschiedenen Typen optischer Fasern.

Der Elastizitätsmodul kann nach dem Normverfahren der Prüfung der Zugfestigkeitseigenschaften von Kunststoffen gemessen werden, wie es im Standard ASTM D638-64T beschrieben wird, indem die Geschwindigkeit B von 0,51 bis 0,64 cm/min und als Probe ein zylindrisches Nylonstück verwandt wird, das einen Aussendurchmesser von 0,9 mm und einen Innendurchmesser von 0,4 mm aufweist und dadurch hergestellt wird, dass die Glasfaser und die darauf geschichtete Siliconharzschicht von der beschichteten Faser des im folgenden beschriebenen Beispiels 1 entfernt werden. Erfindungsgemäss muss das Polyamid einen longitudinalen Elastizitätsmodul aufweisen,

2 2

der zwischen 2000 kg/cm und 8000 kg/cm liegt und nach der Beschichtung bei 20 bis 23⁰C gemessen wird.

Beispiele für die erfindungsgemäss zu verwendenden Polyamide sind Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 11 und Nylon 12, Copolymerisate dieser Polyamide, Mischungen dieser Polyamide, eines dieser Polyamide oder Gemische aus diesen Polyamiden "mit einem Alterungsschutzmittel, einem Füllstoff, einem Weichmacher und Kohlenstoff, die unabhängig oder als Gemisch verwandt werden. Bevorzugte Polyamide sind Polyamidcopolymerisate, wie beispielsweise Nylon 6/Nylon 12 Copolymerisat, Nylon 66/ Nylon 12 Copolymerisat. Nylon 11/Nylon 12 Copolymerisat, Nylon-6/Nylon 66 Copolymerisat, Nylon 6/Nylon 11 Copolymerisat und Nylon 66/Nylon 11 Copolymerisat sowie tertiäre Polymerisate aus drei der oben beschriebenen Nylonarten. Insbesondere bestehen diese Copolymerisate hauptsächlich aus Nylon 11 oder Nylon Es sind insbesondere Polyamidcopolymerisate bevorzugt, die wenigstens 80 Gew.-% Nylon 12 enthalten. Weitere bevorzugte

0.30 031/08 U .....

Gemische aus Polyamiden sind diejenigen, die wenigstens 80 Gew--% Nylon 12 oder wenigstens 80 Gew--% eines Nylon 12 Copolymerisats enthalten. Diese Copolymerisate enthalten weniger Feuchtigkeit und zeigen eine" höhere Witterungsbeständigkeit als Nylon 6 und Nylon 66 und eignen sich daher als Material zum Beschichten einer optischen Faser, deren Festigkeit unter Feuchtigkeit abnehmen kann.

Eine mit einem Polyamid mit einem relativ kleinen longitudiaalen Elastizitätsmodul beschichtete optische Faser gemäss der Erfindung zeigt keine Zunahme in den Übertragungsverlusten,selbst wenn sie einer Temperatur von unter -40⁰C oder einem Wasserdruck von mehr als 100 kg/cm ausgesetzt ist. Das lässt sich dadurch erklären, dass wahrscheinlich die Klemmkraft ~C des sekundären Überzuges (Polyamid), die auf das Faserinmere wirkt,proportional., zum Produkt aus der Dehnung £ und dem Elastizitätsmodul E von Polyamid ist. Die Dehnung £ ist proportional zum Produkt aus dem Ausdehungskoeffizienten von Polyamid und dem Temperaturunterschied, wenn die optische Faser einer niedrigen Temperatur ausgesetzt wird_;und proportional zum Druck _B wenn sie einem hohen Wasserdruck ausgesetzt wird. Es ist daher unmöglich, den Wert von £ zu ändern, um die Klemmkraft herabzusetzen. Es ist jedoch möglich, den Elastizitätsmodul von Polyamid zu ändern, so dass bei einer gegebenen Dehnung ein Polyamid mit einem longitudinalen Elastizitätsmodul von weniger als 8000 kg/cm eine Klemmkraft erzeugt, die zu klein ist, um eine Mikrobiegung hervorzufen. Wie es im folgenden dargestellt wird, wurden verschiedene optische Fasern dadurch hergestellt, dass der Elastizitätsmodul des Polyamids.geändert wurde, wobei es sich bestätigte, dass ein Polyamid mit einem longitu-

2 dinalen Elastizitätsmodul von weniger als 8000 kg/cm eine optische Faser liefert, die eine.Zunahme im übertragungsverlust von weniger als 0,5 dB /km zeigt, selbst wenn sie einer Temperatur von weniger als -60⁰C ausgesetzt ist und unter einen Wasserdruck von mehr als 600 kg/cm gesetzt wird. Der longitudinale Elastizitätsmodul des Polyamids sollte nicht kleiner als 2000 kg/cm sein, da sonst der Polyamidüberzug zu weich

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wird, um als Schutzschicht zu wirken. Die Stärke des Polyamid-Überzuges ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, obwohl es schwierig ist, einen"Überzug mit einer Stärke von weniger als 50 um durch Schmelzextrudieren auszubilden. Ein Polyamidüberzug mit einer Stärke von mehr als etwa 2 bis 3 mm dürfte andererseits keine zusätzlichen Vorteile bieten.

Die erfindungsgemässe Glasfaser weist einen primären überzug aus einem aushärtenbaren Organopolysiloxangemisch mit einem Brechungsindex, der grosser als der.des Glasmaterials ist, das die äusserste Schicht der Glasfaser bildet, einen sekundären überzug aus einem Polyamid und eine Pufferschicht zwischen dem primären und dem sekundären Überzug auf.

Erfindungsgemäss werden im allgemeinen aushärtenbare Organopolysiloxangemische für den primären überzug verwandt, die einen Brechungsindex haben, der grosser als der des Glasmaterials ist, das die äusserste Schicht der Glasfaser bildet. Diese Polysiloxane sind durch die Polysiloxanbindung Si-O-Si und Phenylgruppen als Seitenkettensubstituenten gekennzeichnet. Ein Beispiel eines Phenylpolysiloxangemisches hat den folgenden Grundaufbau aus . >

(i)

H₂C=CH-

H₂C=CH

0-Si- — 0

1 R

0-Si-I

CH=CH₂,

^C6^H5

^C6^H5 O^:Si—

c₆ ^Hs

-CH=CH₂,

■ocer

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- 11 -

/ή

H₂C

=CH4-0-Si

O-Si

CH=CH,

wobei R eine substituierte oder nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ohne aliphatische ungesättigte Bindung ist, aus ii) einem Organohydrodienpolysiloxananteil, in dessen Molekül wenigstens 3 Wasserstoffatome direkt an ein Siliciumatom gebunden sind und das in einem Anteil enthalten ist, der ausreicht, um 0,7 bis 5 derartiger Wasserstoffatome pro Vinylgruppe des Bestandteiles i) zu liefern, und aus iii) einem katalytischen Anteil einer Platinverbindung. Beispiele für geeignete Platinverbindungen sind diejenigen, die mit den obigen beiden Bestandteilen hoch kompatibel sind, wie beispielsweise ein Olefinkomplex oder eine Chlorplatinsäure, in der ein Teil des Chlors durch einen Alkohol, ein Aldehyd oder ein Keton ersetzt sein kann oder nicht. Um die mechanische Festigkeit des ausgehärteten Produktes und die Dünnflüssigkeit des Gemisches zu erhöhen, können diese drei Bestandteile mit einem Organopolysiloxangemisch kombiniert werden, das (CH,= CH)R₃SiO₀ c , R_SiO_{Q 5} und SiO _ umfasst, wobei R eine substituierte oder nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ohne aliphatische ungesättigte Bindung ist, das molare Verhältnis der Summe aus (CH₂=CH)R₂SiO_{0 5} und R₃SiO_{0 5} zu SiO₂ im Bereich von 0,5 bis 2,0 liegt und der Anteil der Vinylgruppe im Bereich von 0,5 bis 3 Gew.-% liegt. Der Phenylgehalt dieses Phenylpolysiloxangemisches kann so eingestellt werden, dass der Brechungsindex im Bereich von etwa 1,40 bis etwa 1,52 liegt. In der Formel sind m und η positive ganze Zahlen derart, dass das Phenylpolysiloxangemisch den gewünschten Brechungsindex und eine Viskosität bei 25°C von 50 bis 100 000 cSt,vorzugsweise von 1000 bis 10 000 cSt hat. Das einzige Erfordernis für das aushärten= bare Organopolysiloxangemisch als Material des primären über-■■'■■-■ 030031/081 '* ·

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zuges besteht darin, dass das Gemisch einen Brechungsindex hat, der grosser als der des Glasmaterials ist, das die äusserste Schicht der Glasfaser bildet, d.h. einen Brechungsindex von 1,458 oder mehr hat.

Typische Beispiele von Phenylpolysiloxangemischen sind unter der Bezeichnung OF 103 von Shinetsu Chemical Industry Co., Ltd., Japan, und unter der Bezeichnung CY-52-162 von Toray Silicon Co., Ltd., Japan, auf dem Markt erhältlich.

Die Stärke der primären Schicht beträgt vorzugsweise etwa 10 bis 30 um.

Die Pufferschicht kann entweder aus dem obigen Phenylpolysiloxangemisch, einem eine Trifluoralkylgruppe enthaltenden aushärtenbaren Organopolysiloxan oder einem aushärtenbaren Organopolysiloxan bestehen, das eine substituierte oder nicht substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ohne aliphatische ungesättigte Bindung in den Seitenketten aufweist, wie beispielsweise Dimethylpolysiloxan bestehen. Das oben beschriebene Phenylpolysiloxangemisch hat eine hohe Wärmebeständigkeit und einen hohen Brechungsindex, ist jedoch mit relativ hohen Kosten verbunden. Ein aushärtenbares Organopolysiloxan, das eine Trifluoralkylgruppe enthält, zeigt gleichfalls eine hohe Wärmebeständigkeit, eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit und eine hohe ölbeständigkei't, hat jedoch einen relativ niedrigen Brechungsindex von im allgemeinen weniger als 1,458, so dass es als primärer Überzug nicht verwandt werden kann. Das zuletzt genannte aushärtenbare Organopolysiloxan hat keine hohe Wärmebeständigkeit, ist jedoch mit relativ geringen Kosten verbunden und kann schnell ausge-r härtet werden. Diese Materialien können in geeigneter Weise in Abhängigkeit von den speziellen Eigenschaften verwandt werden, die die Pufferschicht zeigen soll. Der wichtigster Unterschied in den Anforderungen für den primären Überzug und die Pufferschicht besteht darin, dass der primäre überzug einen Brechungsindex von 1,458 oder mehr haben muss, was für die Pufferschicht Qr&QiÖ 3A(MeSrIIiOh ist. .

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BAD ORIGINAL

Der Brechungsindex der Pufferschicht ist nicht von besonderer Bedeutung, das für die Pufferschicht verwandte Polysiloxan hat jedoch vorzugsweise eine Viskosität bei 25°C von etwa 50bis etwa 100 000 cSt,insbesondere von 1000 bis 10 000 cSt.

Das für den primären Überzug und die Pufferschicht verwandte Polysiloxan hat vorzugsweise einen Young'sehen Modul von

weniger als 0,5 kg/mm . Die Pufferschicht kann einen Füllstoff , wie beispielsweise Rauchquarz, ausgefälltes Siliciumdioxid, Aluminiumsilikat, Quarzpulver, Quarzglas, Diatomeerde oder Kieselgur, Calciumcarbonat, Titandioxid und Kohlenstoff russ enthalten. Der Anteil der Füllstoffe in der Pufferschicht ist vorzugsweise derart begrenzt, dass der Modul des

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Polysiloxan 0,5 kg/mm nicht überschreitet. Die Stärke der Pufferschicht beträgt vorzugsweise 50 bis 200 μπι. Wenn der primäre Überzug und die Pufferschicht aus demselben Organopolysiloxan bestehen, können sie zu einem einzigen Überzug kombiniert werden.

Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand der folgenden Beispiele beschrieben. Die bei jedem Beispiel verwandte optische Faser war eine Multimode-Faser, die durch chemisches Bedampfen hergestellt wurde und die einen Kerndurchmesser von 50 μπι, einen Aussendurchmesser von 125 μπι und ein spezifisches Brechungsvermögen von 1 % hat. Nach dem Spinnen wird die optische Faser mit einem Siliconharz mit einem Brechungsindex von 1,52 und einen Elastizitäts-

2
modul von 0,2 kg/cm in einer Stärke von 20μπι beschichtet und ausgehärtet, um einen primären Überzug zu bilden, und anschliessend mit einem Siliconharz mit einem Brechungsindex von 1,41 und einem Elastizitätsmodul von 0,2 kg/cm in einer Stärke von 100 'μπι beschichtet und ausgehärtet, um eine Pufferschicht zu bilden. Eine derartige beschichtete optische Faser ist auf dem Markt unter der Bezeichnung SUMIGUIDE EG 5/ 4520 von Sumitomo Electric Industries Ltd., Japan, erhältlich und wird in den folgenden Beispielen einfach als optische Faser bezeichnet.

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Beispiel 1

Ein Schneckenextruder wurde dazu verwandt, eine optische Faser mit einem Harzgemisch (Daiamide N-1940 von Daicel Ltd. zu beschichten, das hauptsächlich aus einem Copolymerisat aus Nylon 12 aus Laurinlactam .^--C=O

I ] * NH ^l

C-n i und Nylon 6 aus ξ. -Caprolactam rrru ~\\ ι

\NH j .

besteht, wobei das Gewichtsverhältnis von Nylon 12 zu Nylon etwa 8:2 betrug, bis der Aussendurchmesser 0,9 mm betrug.

Das Harzgemisch hatte einen longitudinalen Elastizitäts-

modul von 4000 kg/cm . Der benutzte Extruder war ein rohrbildendes Werkzeug und Nippel und das extrudierte Rohr wurde mit Wasser bei Raumtemperatur 30 cm im Abstand vom Querkopf abgekühlt.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, um die optische Faser mit einem Harzgemisch (Daiamide L-1940, hergestellt von Daicel Ltd.) zu beschichten, das hauptsächlich

aus Nylon 12 aus Laurinlactam

I)

bestand, bis der Aussendurchmesser 0,9 mm betrug. Das Harzgemisch hatte einen longitudinalen Elastizitätsmodul von 12000 kg/cm2.

Beispiel 3

Das im Beispiel 1 verwandte Harzgemisch wurde mit dem in Bei spiel 2 verwandten Harzgemisch unter verschiedenen Mischungs

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Verhältnissen gemischt, um drei Harzgemische mit einem longitudi-

2 2

nalen Elastizitätsmodul von 6000 kg/cm , 8000 kg/cm und 10000 kg/cm herzustellen, wobei diese Harzgemische jeweils mit a, b und c bezeichnet sind. Das Verfahren gemäss Beispiel 1 wurde wiederholt, um die optische Faser mit jedem Harzgemisch zu beschichten, bis der Aussendurchmesser 0,9 mm betrug. Die resultierenden optischen Fasern sind als Fasern a, b und c bezeichnet.

500 m lange Stücke der hergestellten optischen Fasern wurden einer Bestimmung der Lichtverluste unter Verwendung einer Leuchtdiode mit einer Wellenlänge A, = 0,83 μΐη unterworfen. Während der Messung wurden die optischen Fasern auf einem Methanoltrockeneiskühlmittel zur Ermittlung ihrer Tieftemperaturcharakteristik oder in einem Druckkessel zur Ermittlung ihrer Wasserdruckcharakteristik angeordnet.

Die Txeftemperaturcharakteristik jeder optischen Faser ist in Fig. 4 dargestellt, während die hydraulische Druckcharakteristik derselben Faser in Fig. 5 dargestellt ist. Die Werte der beiden Charakteristiken sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Wie es die Tabelle 1 zeigt, war die Änderung im Licht aufgrund der Extrusion des Polyamidüberzuges kleiner als 0,2 dB/km bei jeder Faser, was innerhalb der Messgenauigkeit lag. Aus Fig. 4 und Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die optischen Fasern gemäss Beispiel \, Beispiel 3a und Beispiel 3b eine Zunahme in den Lichtverlusten bei -60⁰C von weniger als 0,5 dB/km zeigen, was einen Vorteil gegenüber den Fasern gemäss Beispiel 2 und Beispiel 3c darstellt, die eine Zunahme von etwa 3 dB/km aufweisen. Die Werte der Wasserdruckcharakteristik in Fig. 5 und Tabelle 1 zeigen, dass die Zunahme in den Lichtverlusten bei den Fasern gemäss Beispiel 1, 3a und 3b innerhalb der Messgenauigkeit von- +_ 0,2 dB/km liegt, selbst wenn diese Fasern

2
einem Wasserdruck von 600 kg/cm ausgesetzt wurden.

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Faser

Beispiel 1

Longitudinaler Elastizitätsmodul des Polyamids

4,000 kg/cm²

Beispiel 3a 6,000 kg/cm Beispiel 3b 8,000 kg/cm Beispiel 3c* 10,000 kg/cm Beispiel-2* 12,000 kg/cm * Vergleichswerte

Tabelle 1

Änderung in Änderung in Änderung-in den den Iiichtver- den Lichtver- Lichtverlusten bei lusten auf- lusten bei einem Wasserdruck grund der -40⁰C von "-€00- kg/cm²

+0.06 dB/km +0.02 dB/km +0.06 dB/km

-0.12 dB/km +0.32 dB/km +0.18 dB/km

+0.16 dB/km +0.38 dB/km +0.20 dB/km

-0.02 dB/km +2.0 dB/km +2.10 dB/km

+0.08 dB/km +2.9 dB/km +3.7 dB/km

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BAD

Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER CHPL-ING H. KINKELDEY DR.-ING K. SCHUMANN β DR.RERNAT DlPL-PHYS P. H. JAKOB DlPL-ING G. BEZOLD DR RER NAT DlPL-CHEM 8 MÜNCHEN 22 MAXIMILIANSTRASSE 43 23. Jan. 1980 P 14- MA-5 NIPPON TBIEGEAPH & TELEPHONE PUBLIC CORPORATION No. 1-6, TJchisaiwai-clio 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo, Japan SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES, LTD. No. 15, Kitahama 5-cnome, Higashi-ku, Osaka-shi, Osaka, Japan Glasfaser PATENTANSPRÜCHE

1. Glasfaser zur Lichtübertragung mit einem primären Oberzug, einem thermoplastischen Harzüberzug und einer Pufferschicht zwischen dem primären Überzug und dem thermoplastischen Harzüberzug, dadurch gekennzeichnet , dass das thermoplastische Harz ein Polyamid ist, das einen Elastizitätsmodul im Temperaturbereich von 20 bis 23⁰C von etwa 2 000 bis

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etwa 8 000 kg/cm hat.

2. Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamid ein Polyamidcopolymerisat ist.

0 3 0 0 3 1 / 0 8 1 A.

TELEFON (O8O) 933889 TEiLEX 05-20 3SO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

3. Glasfaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidcopolymerisat wenigstens 80 Gew.-% Nylon 12 enthält.

4. Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Polyamid ein Polyamidgemisch ist.

5. Glasfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamidgemisch wenigstens 80 Gew.-% Nylon 12 enthält.

6. Glasfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Polyamidgemisch wenigstens 80 Gew.-% eines Nylon 12 Copolymerisats enthält.

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