DE3002363C2

DE3002363C2 - Glasfaser zur Lichtübertragung

Info

Publication number: DE3002363C2
Application number: DE3002363A
Authority: DE
Inventors: Masaaki Mito Ibaraki Kawase; Mikio Takeshima; Toru Yamanishi; Masaaki Yokohama Kanagawa Yoshida
Original assignee: Nippon Telegraph & Telephone Public Corp Tokyo; 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: 1990-01-04
Also published as: GB2046625B; GB2046625A; FR2447561B1; JPH0146843B2; JPS5598706A; FR2447561A1; US4334733A; DE3002363A1; CA1141911A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Glasfaser zur Lichtübertragung (nachstehend als optische Faser bezeichnet) mit einer aus drei Schichten bestehenden Hülle, nämlich einem primären Überzug, einem thermoplastischen Harzüberzug und einer Puffcrschlcht zwischen dem primären Überzug und dem thermoplastischen Harzüberzug.

Optische Fasern, die aus einem Kern und einer aus einer oder mehreren Schichten aufgebauten Hülle bestehen, sind bereits bekannt. Die meisten dieser bekannten optischen Fasern werden nach dem in der US-PS 39 80 390 beschriebenen Verfahren hergestellt, bei dem eine aus einer Schmelze gesponnene optische Faser vor Ihrem Kontakt mit anderen festen Körpern mit einem Harzüberzug versehen wird, auf den seinerseits durch Schmelzextrudieren ein weiterer Überzug aus einer thermoplastischen Harzmasse aufgebracht wird. Der erste Überzug aus der Harzmasse, nachstehend als primärer Überzug bezeichnet, wird unmittelbar nach dem Spinnen der Faser auf deren Oberfläche aufgebracht und er dient dazu, die ursprüngliche Festigkeit des Glasmaterials aufrechtzuerhalten, während der anschließend aufgebrachte Überzug aus einer thermoplastischen Harzmasse, nachstehend als sekundärer Überzug bezeichnet, der ebenfalls durch Extrusion aufgebracht wird, die mechanische Festigkeit der Glasfaser erhöht und diese vor mechanischen Beanspruchungen, vor der Feuchtigkeit In der Luft und vor ultravioletter Strahlung schützt. Eine nach diesem Verfahren hergestellte optische Faser mit einer aus zwei Schichten bestehenden Hülle ist In der Flg. I tier belllegenden Zeichnungen dargestellt, die den Faserkern 1, den primären Überzug 2 und den sekundären Überzug 4 zeigt. Eine Faser dieses Typs wird njchsiehend als Faser Λ bezeichnet.

Aus D. Gloge et al, »Optical-fiber packaging and its influence on fiber straightness and loss«, BSTJ, 54, 1975, Seiten 245 bis 262, ist bekannt, daß die Durchlässigkeitseigenschaften einer optischen Faser vom Typ A starken Schwankungen unterliegen, welche die Folge des Auftretens einer Mikrobiegung sind. Man hat daher versucht, den Zweischichtenaufbau der HDIIe der optischen Faser gemäß Fig. 1 weiter zu verbessern. Ein typisches Beispiel dafür ist in der Fig. 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt, wobei eine Pufferschicht 3 aus einem Material mit einem kleinen Youngschen Modul, beispielsweise aus einem handelsüblichen Silikonharz, aus einem gummiähnlichen Material, z. B. aus Butadienharz, geschäumtem Kunststoff oder einem Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisat, das äußere Spannungen oder Beanspruchungen absorbieren kann, zwischen dem primären und dem sekundären Überzug vorgesehen ist. Eine Faser dieses Typs wird nachstehend als Faser B bezeichnet.

Eine weitere technische Ausgestaltung besteht darin, den Innendurchmesser des sekundären Überzugs größer zu machen als den Außendurchmesser des primären Überzugs, um einen Hohlraum zwischen den beiden Überzügen zu erzeugen. Eine Faser dieser Art, die in der Fig. 3 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, wird nachstehend als Faser C bezeichnet.

Die optischen V-asern der vorstehend beschriebenen Typen A bis C zeichnen sich dadurch aus, daß der Faserkern durch den primären Überzug und gegebenenfalls den sekundären Überzug sowohl gegen äußere mechanische Kräfte als auch gegen innere oder äußere Spannungen, hervorgerufen durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien, aus dem die optische Faser einschließlich Hülle besteht, mechanisch isoliert Ist. Untersuchungen haben gezeigt, daß Im Gegensatz zur Faser A mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau die Fasern B und C, wie sie in den Fi g. 2 und 3 dargestellt sind, unter der Einwirkung eines äußeren Druckes oder bei niedrigen Temperaturen nur eine geringe Zunahme der Übertragungsverluste erleiden. Wegen des Hohlraumes zwischen dem primären und sekundären Überzug weist darüber hinaus die Faser C eine hohe Beständigkeit gegen Mlkrobiegung auf. die als Folge einer einwirkenden äußeren Kraft oder als Folge innerer thermischer Spannungen auftritt. Wenn jedoch der sekundäre Überzug In Längsrichtung schrumpft, tritt eine schlangenförmlge Verbiegung der optischen Faser auf. Um nun den Zyklus, mit dem die Faser schlangenförmig wird, größer als den Zyklus der Mlkrobiegung zu machen, wird der Innendurchmesser des sekundären Überzugs erhöht, wobei man eine Faser erhält, deren Außendurchmesser etwa 2 mm beträgt, wodurch jedoch der größte Vorzug der Lichtübertragung mit einer optischen Faser, nämlich eine größere Übertragungskapazität pro Einheit der Querschnlltsfläche, zunichte gemacht wird.

Zur Herstellung der sekundären Überzüge werden in der Regel thermoplastische Haree verwendet, die schmelzextrudlert werden können. Zur Herstellung der sekundären Überzüge werden Insbesondere Polyamide. Polyäthylen hoher Dichte. Polycarbonate und Polyester verwendet, da diese Materlallen leicht e.xtrudierbar sind, sehr witterungsbeständig sind und eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Besonders beliebt Ist die Verwendung von Polyamiden, die verhältnismäßig kleine Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und seit vielen Jahren zum Beschichten elektrischer Drähte verwendet

werden Darüber hinau·: ermöglichen sie die Verwendung üblicher Klebstoffe zum Verbinden mit einem Stecker oder Anschlußelement.

Verschiedene Untersuchungen mit optischen Fasern vom Typ B unter Verwendung von Polyamid als Material zur Herstellung des sekundären Überzugs haben gezeigt, daß damit erfolgreich optische Fasern hergestellt werden können, die im wesentlichen frei von Schwankungen der Übertragungsverluste als Folge einer Mikrobiegung, d. h. frei von Schwankungen der Übertragungsverluste als Folge des Aufbringens des sekundären Überzugs durch Extrudieren und als Folge von äußeren Spannungen, die während der Installation und Ummantelung oder Kabelverlegung auftreten, sind. Zusätzlich zur Beständigkeit gegen Mikrobiegung müssen optische Fasern aber auch stabile Übertragungseigenschaften bei Temperaturen von -40 bis +60° C haben und sie müssen ihre Eigenschaften auch dann beibehalten, wenn die optische Faser beispielsweise als Unterwasserkabel verwendet wird, wobei hohe Wasserdrucke auftreten können. Untersuchungen haben gezeigt, daß optische Fasern der Typen A, B und C mit einem sekundären Überzug aus Polyamid zunehmend höhere Übertragungsverluste aulweisen, wenn sie Temperaturen unter -40⁰C ausgesetzt werden. Dabei zeigt die Faser A die größten Verluste, bei der Faser C treten die zweitgrößten Verluste auf und die Faser B zeigt die geringste Empfindlichkeit gegen niedrige Temperaturen. Ein Grund für die Zunahme der Übertragungsverluste bei den Fasern A und B bei niedrigen Temperaturen ist möglicherweise der folgende: Polyamide und andere thermoplastische Harze haben einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der mehr als lOmal größer ist als derjenige von Glas (aus dem der Kern der optischen Faser besteht), so daß diese Materialien bei niedrigen Temperaturen schrumpfen und sich verformen, was zu einer leichten Verbiegung der optischen Faser mit dem Ergebnis führt, daß die Übertragungsverluste zunehmen. Zwar ist die Faser B aufgrund der vorhandenen Pufferschicht bei niedrigen Temperaturen stabiler als die Faser A, sie muß aber noch weiter verbessert werden, um ihre Eigenschaften bei einer Temperatur von unter -40° C stabil zu halten.

Wenn optische Fasern als Unterwasserkabel eingesetzt werden und ein Unfall zu einem Bruch des Kabelmantels führen sollte, so daß Meerwasser in das Kabel eintritt, wird die optische Faser unter einen Druck gesetzt, der proportional zur Tiefe des Wassers, in dem das Kabel verlegt ist, zunimmt. Optische Fasern müssen daher auch gegenüber Drucken von mehr als 100 kg/cm² beständig sein. Entsprechende Untersuchungen haben ergeben, daß die Übertragungsverluste bei den Fasern A, B und C bei einem Wasserdruck von mehr als 100 kg/cm² zunehmen, wobei die Zunahme der Übertragungsverluste proportional zur Zunahme des Druckes ist. Da der Wasserdruck in allen Richtungen auf die optische Faser einwirkt, führt rile geringste Inhomogenität in dem Überzug wahrscheinlich zu einer Mikrobiegung. Daraus läßt sich schließen, daß die erhöhten Übertragungsverlus'.e bei -40" C und bei einem Wasserdruck von mehr als 100 kg/cm² den gleichen Mechanismen, nämlich der Entstehung einer Mikrobiegung als Folge des Klemmeffektes des sekundären Überzugs auf den Faserkern, zuzuschreiben sind Wenn dies zutrifft, kann die durch einen Klemmelfekl her.orgerufcnc Mikrobiegung vermindert werden, entweder dadurch, daß man als Material zur Herstellung der Put ferse hl c hl gemäß Fig. 2 ein solche¹, verwendet, das cncn n< >ch kleineren Younizschcn Modul hat. "der tlali n\in die Dicke tier Putferschicht erhöht. Wenn nun der Youngsche Modul des Materials für die Pufferschicht extrem stark herabgesetzt wird, löst sich die durch Extrudieren aufgebrachte Pufferschicht bei mechanischen Kontakten von dem primären Überzug ab. Die Verstärkung der Pufferschlcht führt andererseits zu einer Herabsetzung der Herstellungsgeschwindigkeit der optischen Fasern oder es muß die Produktionsanlage vergrößert werden.

Aus den DE-OS 25 12 312, 27 23 587 und 2724 155

ίο sind optische Fasern bekannt, die jeweils einen Überzug aus Polylaurinlactam bzw. Polyundecyllactam aufweisen, deren Elastizitätsmodul bei Zimmertemperatur zwischen 200 bis 1000 kg/cm² liegen.

In den DE-OS 29 14 555 und 29 47 942 werden optische Fasern vorgeschlagen, die aus einem Glasfaserkern und mehrschichtigen Hüllen aus verschiedenen Materialien, beispielsweise einem Polyamid und einem üblichen Silicon, bestehen.

Auch diese bekannten optischen Fasern weisen aber die vorstehend beschriebenen Mängel auf.

Aufgabe der Erfindung war es daher, Glasfasern zur Lichtübertragung, d. h. optische Faser... zu entwickeln, die außerordentlich geringe Ubertragungsve· iuste aufweisen, und deren Übertragungsverluste auch dann nicht zunehmen, wenn sie Temperaturen von unter - 40° C und Wasserdrucken von mehr als 100 kg/cm² ausgesetzt sind.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst werden kann mit einer Glasfaser zur

je Lichtübertragung (nachstehend als optische Faser bezeichnet) mit einem primären Überzug, einem thermoplastischen Harzüberzug und einer Pufferschicht zwischen dem primären Überzug und dem thermoplastischen Harzüberzug, die dadurch gekennzeichnet ist. daß der primäre Überzug aus einem Phenylpolysiloxan mit einem Brechungsindex von mindestens 1,458 besieht, daß die Pufferschicht aus einem eine Trifluoralkylgruppe enthaltenden aushärtbaren Organopolysiloxan oder Dimethylpolysiloxan besteht und daß der thermoplastisehe Harzüberzug aus einem Polyamid besteh;, das ;inen Elastizitätsmodul Im Temperaturbereich von 20 bis 23° C von etwa 2000 bis etwa 8000 kg/cm² aufweist.

Die erfindungsgemäße optische Faser weist stabile Transmissionseigenschaften selbst bei Temperaturen unter -4O⁰C und bei Drucken über 100 kg/cm² auf, wobei die Zusammensetzung und Reihenfolge der Überzüge, aus der die Hülle der optischen Faser besteht, kritisch ist.
Mit dem Aufbringen eines primären Überzugs aus einem modifizierten Silikon, d. h. einem Phenylpolysiloxan mit einem Brechungsindex von mindestens 1,458, und einer Pufferschicht aus einem üblichen Silikon, nämlich einem eine Trifluoralkylgruppe enthaltenden härtbaren Organopolysilox-.n oder Dimethylpolysiloxan, in der ^eiannten Reihenfolge Ist es erfindungsgemäß erstmals gelungen, die beim Aufbringen eines Silikonüberzugs mit einem IVechnungslndex von üblicherweise weniger als 1,42 auf eine optische Glasfaser auftretenden Probleme (hohe Transmissionsverluste) zu lösen. Darüber hinaus ist es damit auch möglich, die Kosten für das Aufbringen voii Silikonüberzügen zu senken, da erfindungsgemäß der modifizierte Silikonüberzug, dessen Herstellungskosten bis zu zehnmal höher sind als d'cienigcn eines üblichen Sllikonüber/.ugs, nur verhältnismäßig

h5 dünn z.u sein braucht, um die ihm zugedachte Funktion zu erfüllen D. h.. das Aufbringen eines verhiiltnisniM!}!« dünnen primären Überzugs aus einem modifizierten !jilikon und das anschließende Aufbringen einer dickeren

Schicht aus einem üblichen Silikon lsi wirtschaftlicher .ils das Aufbringen eines ein/igen Überzugs aus einem Silikon, das modifiziert woriLn Ist. um den Brechungsindex In der gewünschten Weise /u erhöhen.

Bei dem zur Herstellung des thermoplastischen Harz- ^r> Überzugs verwendeten Polyamid handelt es sich vorzugsweise um ein Polyamldcopolymcrisai, Insbesondere ein solches, das wenigstens 80 Gew.-τ Laurlnlactametnheiten enthält.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung han- in delt es sich bei dem Polyamid um ein Polyamidgemisch, insbesondere ein solches, das wenigstens 80 Gew.-¹U Polylaurlnlactam enthalt, speziell um ein solches, das wenigstens 80 Gew.-% eines Laurinlaclamcopolymerisats enthalt. ti

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nilher erläutert. Dabei zeigt

Flg. I bis 3 Querschnittsansichten von drei verschiedenen Typen herkömmlicher optischer Fasern (Typen .·!.

η ι y-"\. _w

M UIIU K. /, tu

Flg. 4 eine graphische Darstellung der Temperaturabhanglgkeit der Übertragungsvcrluste bei verschiedenen Typen optischer Fasern; und

Flg. 5 eine graphische Darstellung der Druckabhängigkeit (Wasserdruck) der Übertragungsverluste bei verschiedenen Typen optischer Fasern.

Der hler angegebene Elastizitätsmodul kann nach Standardverfahren £ur Prüfung der Zugfestlgkeitseigenschaften von Kunststoffen gemessen werden, beispielsweise nach dem ASTM-Standardverfahren D 738-64 T jo unter Anwendung einer Geschwindigkeit B von 0,51 bis 0,64 cm/mln und unter Verwendung einer zylindrischen Polyamidprobe mit einem Außendurchmesser von 0,9 mm und einem Innendurchmesser von 0.4 mm, hergestellt durch Entfernen der Glasfaser mit der darauf auf- η gebracht Slllkonharzschlcht von der beschichteten Faser gemäß dem welter unten beschriebenen Beispiel I.

Die erfindungsgemäße optische Faser weist stabile Übertragungseigenschaften auf. wobei die Übertragungsverluste auch dann nicht zunehmen, wenn sie einer Temperatur von unter - 40° C und einem Wasserdruck von mehr als 100 kg/cm² ausgesetzt ist. Das läßt sich dadurch erklären, daß vermutlich die Klemmkraft r des sekundären Überzugs (aus dem Polyamid), die auf den Faserkern einwirkt, proportional zum Produkt aus der Dehnung ε und dem Elastizitätsmodul E des Polyamids ist. Die Dehnung f. ist ihrerseits proportional zum Produkt aus dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Polyamids und der Temperaturdifferenz, wenn die optische Faser einer tiefen Temperatur ausgesetzt wird, bzw. proportional zum Druck, wenn sie einem hohen Wasserdruck ausgeseti: wird. Es ist daher unmöglich, den Wert für ε zu ändern, um die Klemmkraft herabzusetzen. Es ist aber möglich, den Elastizitätsmodul des Polyamids so zu ändern, daß bei einer gegebenen Dehnung ein Polyamid mit einem Elastizitätsmodul von weniger als 8000 kg/cm² eine Klemmkraft erzeugt, die zu klein ist, um eine Mikrobiegung hervorzurufen.

Erfindungsgemäß wurden verschiedene optische Fasern hergestellt, bei denen der Elastizitätsmodul des Polyamids geändert wurde. Dabei zeigte sich, daß ein Polyamid mit einem Elastizitätsmodul von weniger als 8000 kg/cm² eine optische Faser ergibt, bei der die Zunahme der Übertragungsverluste weniger als 0.5 dB/km betragen, wenn sie einer Temperatur von weniger 6£ als - 60° C bzw. einem Wasserdruck von mehr als 600 kg/cm² ausgesetzt wird. Der Elastizitätsmodul des Polyamids sollte andererseits nicht weniger als 2000 kg/cm² betragen, da sonst der PolyamidUbcr/ug zu welch wird, um als Schutzschicht zu wirken I)Ie Starke des PoIvamidOhcrzugcs Ist nicht von entscheidender Bedeutung: es Ist jedoch schwierig, einen Überzug einer Stärke von weniger als 50 (im durch Schmelzextrudleren herzustellen. Andererseits dürfte ein Polsanildüberzug mit einer Stärke von mehr als etwa 2 bis etwa 3 mm keine zusätzlichen Vorteile bieten.

Beispiele IUr crfindungsgcmäl) verwendbare Polyamide sind Polycaprolactani. l'olyOlexamethylendlaminoadiplnsäurclactam). PoIyI hcxamcihylcndiaminoschaclnsäurelaclam). Polyundeeyllactam und Pol>laurlnlactam. Copolymerisate lieser Polyamide, Gemische dieser Polyamide, gegebenenfalls unter Zusatz, von Agenden zum Schutz gegen Alterung, Füllstoffen, Weichmachern und Kohlenstoff einzeln oder als Gemisch. Besonders bevorzugt verwendete Polyamide sind Polyamldcopolymerisate, z. B. Caprolactam/Laurlnlaciam-Copolymerisate. Hexamethylendlaminoadlpinsäurelactani/I.aurlnlactani-

merlsate. Caprolactam/Ilexamelhylendlamlnoadiplnsäurelactam-Copoly merlsate, Caprolaclam/Undecyllaetam-Copolymerisate und Hexamethylendiamlnoadlpinsäurelactam/Undecyllactam-Copolymerlsate sowie Terpolymerlsate aus drei der obengenannten Polyamidarten. Besonders bevorzugt vet wendet werden Copolymerisate, die hauptsächlich aus Undecyllactam- oder Laurinlactam-Elnhelten aufgebaut sind. Besondjrs bevorzugt sind Poly, i'nidcopolymerlsate, die wenigstens 80 Gew-% Laurinlactameinheiten enthalten. Bevorzugt sind auch Gemische aus Polyamiden, die wenigstens 80 Gew,-% Polylaurinlactam oder wenigstens 80 Gew.-v, eines Laurlnlactam-Copolymerlsats enthalten. Diese Copolymerisate enthalten weniger Feuchtigkeit und weisen eine höhere Witterungsbeständigkeit auf als Polycaprolactam und Polydiexamethylendlaminoadiplnsäurelactam) und sie eignen sich daher besonders gut als Beschlchtungsmaterial für optische Fasern, deren Festigkeit unter der Einwirkung von Feuchtigkeit abnehmen kann.

Der primäre Überzug der erfindungsgemäßen Glasfaser besteht aus einem härtbaren Phenylpolyslloxan oder Phenylpolysiloxangemlsch mit einem Brechungsindex von mindestens 1,458, d. h. der größer ist als derjenige des Glasmaterials. Das erfindungsgemäß verwendbare Phenylpolysiloxan ist gekennzeichnet durch die Polysilo.xanbindung Si-O-Si und Phenylgruppen als Substltuenten In der Seitenkette. Geeignete Phenylpolysiloxane bzw. Phenylpolysiloxangemische sind solche, die aufgebaut sind aus

= ch4- o—si

C₆H,

I
ο—si—

H,C = CH--O — Si

C₆H,

C₆Hj

C₀H₅

= CH₂

O — Si-

C₆H₅

CH=CH₂,

oder

Il C-CH —

Ο —Si R

Ο —Si —

-CU -CII,

worlr· R eine gegebenenfalls substituierte einwertige Kohlen-.vasserstoffgruppe ohne allphatlsche Unsättlgung darstellt,

M) einem Organohydrodlenpolyslloxanan'.ell, In dessen Molekül wenigstens drei Wasserstoffatome direkt an ein Slllclumatom gebunden sind und das In einem Mengenanteil darin enthalten Ist, der ausreicht, um 0,7 bis 5 derartige Wasserstoffatome pro Vlnylgruppe des Bestandteils (I) zu liefern, und

Hi) einem katalytlschen Anteil einer Platinverblndung. Beispiele für geeignete Platinverbindungen sind solche, die mit den beiden obengenannten Bestandteilen (i) und (II) gut verträglich sind, wie τ. B. ein Oleflnkomplex oder eine Chlorplatinsäure. In der ein Teil des Chlors durch einen Alkohol, einen Aldehyd oder ein Keton ersetzt sein kann.

Zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit des gehärteten Produkts und der DünnflUssigkelt des Gemisches können die genannten drei Bestandteile mit einem Organopolyslloxangemisch kombiniert werden, das (CH₂=CH)R₂SiO₀₅, RiSIO₀., und SlO₂ umfaßt, wobei R eine gegebenenfalls substituierte einwertige Kohlenwasserstoffgruppe ohne aliphatisch^ Unsättigung darstellt, worx⁽ das Molverhältnis zwischen der Summe von (CH₂=CH)R₂SlO₀₅ und R₃SlO₀.5 zu SlO₂ Innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 2,0 liegt und der Mengenanteil der Vinylgruppen innerhalb des Bereiches von 0,5 bis 3 Gew.-% liegt. Der Phenylgehalt dieses Phenyl_rolysiloxangemlsches kann so eingestellt werden, daß der Brechungsindex mindestens 1,458 und höchstens 1,52 beträgt.

In den oben angegebenen Formeln stehen m und η für positive ganze Zahlen, so daß das Phenylpolyslloxangemlsch den gewünschten Brechungsindex und eine Viskosität bei 25⁰C von 50 bis 100 000 cSt, vorzugsweise von 1000 bis 10 000 cSt, hat. Geeignete Phenylpolyslloxangemlsche sind im Handel erhältlich.

Die Dicke der primären Schicht der erfindungsgemäßen optischen Faser beträgt vorzugsweise etwa 10 bis etwa 30 μην

Die Pufferschicht der erfindungsgemäßen optischen Faser, die sich zwischen dem primären Überzug und dem thermoplastischen Harzüberzug befindet, kann entweder aus einem eine Trlfluoralkylgruppe enthaltenden härtbaren Organopolyslloxan oder Dlmethylpolyslloxan bestehen. Beide Materialien weisen eine hohe Wärmebeständigkeit, eine hohe Losungsmittelbeständigkeit und eine hohe Ölbeständlgkelt auf, ihr Brechungsindex liegt jedoch Im allgemeinen unter 1,42. Der Brechungsindex der Pufferschicht Ist aber nicht von besonderer Bedeutung. Das zur Herstellung der Pufferschicht verwendete Organopolysiloxan hat vorzugsweise eine Viskosität bei 25° C von etwa 50 bis etwa 100 000 cSt, Insbesondere von 1000 bis 10000 cSt. Die PufTerschlcht kann auch einen Füllstoff, beispielsweise Rauchquarz, gefälltes Siliciumdioxid, Alumlnlumslllkat, Quarzpulver, Quarzglas, Diatomeenerde oder Kieselgur, CaJclumcarbonat, Titandioxid und Kohlenstoffruß, enthalten. Der Anteil der Füllstoffe in der Pufferschicht ist vorzugsweise so begrenzt, daß der Youngsche Modul der Pufferschicht 0,5 kg/mm² nicht überschreitet. Die Dicke der Pufferschicht betrügt vorzugsweise 50 bl<: ?00 um.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

ί In jedem der folgenden Beispiele wurde als optische Fiiser eine Multlmnde-Faser verwendet, die durch chemisches Bedampfen hergestellt worden war und einen Kerndurchmesser von 50 [im. einen Außendurchmesser von 125μιιι und ein spezifisches Brechungsvermogen

in von I% aufwies. Nach dem Spinnen wurde die optische Faser mit einem Phenylpolyslloxan mit einem Brechungsindex von 1,52 und einem Youngschen Modul von 0,2 kg/cm² in einer Dicke von 20 um beschichtet und gehärtet zur Herstellung eines primären Überzugs, anschließend wurde eine 100 um dicke Pufferschicht aus einem Organopolyslloxan mit einem Brechungsindex von 1.41 und einem Youngschen Modul von 0,2 kg/cm² aufgebracht. Das dabei erhaltene Produkt wird in den folgenden Beispielen als »optische Faser« bezeichnet.

UClSpICl I

Unter Verwendung eines Schneckenextruders wurde eine optische Faser mit einem thermoplastischen Harz beschichtet, das hauptsächlich aus einem Laurinlac tam/ß-CaprolactamCopolymerlsat bestand, wobei das Gewichtsverhältnis von Laurinlactamelnheiten zu Caprolactamelnhelten etwa 8 : 2 betrug, bis der Außendurchmesser der optischen Faser 0,9 mm betrug. Der aufgebrachte Harzüberzug hatte einen Elastizitätsmodul E von 4000 kg/cm². Bei dem verwendeten Extruder handelte es sich um ein handelsübliches Produkt, In dem das Extrusionsrohr mit Wasser von Raumtemperatur in einem Abstand von 30 cm vom Kreuzkopf gekühlt wurde.

Beispiel 2 (Verglelchsbelspiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt zur Herstellung einer optischen Faser mit einem thermoplastischen Harzüberzug aus einem Polyamid, das hauptsächlich aus Polylaurinlactam bestand, dessen Außendurchmesser 0,9 mm betrug. Der thermoplastische Harzüberzug hatte einen Elastizitätsmodul von 12 000 kg/cm².

Beispiel 3

Das In Beispiel 1 verwendete thermoplastische Harzgemisch wurde mit dem In Beispiel 2 verwendeten thermoplastischen Harzgemisch unter Einhaltung verschiedener Mischungsverhältnisse gemischt zur Herstellung von drei thermoplastischen Harzgemischen mit einem Elastizitätsmodul von 6000 kg/cm², 8000 kg/cm² bzw. 10 000 kg/cm² (nachstehend werden diese thermoplastischen Harzgemische jeweils mit a, b und c bezeichnet).

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt zur Herstellung von optischen Fasern mit einem Außen durchmesser von 0,9 mm, die jeweils einen thermoplasti schen Harzüberzug aus den drei Harzgemischen a, b und c aufwiesen. Die dabei erhaltenen optischen Fasern werden nachstehend als Fasern a, b und c bezeichnet. Bei 500 m langen Stücken der so hergestellten optl sehen Fasern wurden unter Verwendung einer Leucht diode mit einer Weilenlänge λ von 0,83 um die Lichtverluste bestimmt. Während der Messung wurden die optischen Fasern auf einem Methanol/Trockenels-Kühlmlttel oder in einem Druckkessel angeordnet zur Bestlm- mung ihrer Tieftemperatureigenschaften bzw. ihrer Beständigkeit gegen Einwirkung von Druck.

Die Tieftemperaturcharakteristik jeder optischen Faser Ist In der Fig. 4 der beiliegenden Zeichnungen darge-

stellt, wahrend die hydraulische Druckeharakterisllk jeder Faser in der F I g. 5 dargestellt ist. Die Werte für die beiden Charakteristiken sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.

Aus dieser Tabelle gehl hervor, daß die Lichtverluste als Folge der Fxtrusion des Polyamidüberzugs bei jeder optischen Faser weniger ,ils 0.2 dB/km betrugen, somit Innerhalb der MeiJgenauIgkelt lagen. Aus der FIe I und der nachstehenden Tabelle geht ferner hervor, daß die optischen Fasern gemäß Beispiel 1, gemäß Beispiel 3 a und gemäß Beispiel 3 b eine Zunahme der Llchiverluste

Tabelle

bei - 60" C von weniger als 0.5dB/kn'. aufwiesen, v>mii deutlich besser waren als die optischen Fasern gemalt Beispiel 2 und gemäß Beispiel 3 c. bei denen eine Zunahme der Lichtverluste von etwa 3 dB/km auftrat.

Die Werte für die Wasserdruckcharakteristik in der Fig. 5 und In der nachstehenden Tabelle zeigen, daß die Zunahme der Lichtverluste bei den optischen Fasern gemäß Beispiel 1. gemäß Beispiel 3 a und gemäß Beispiel 3 b innerhalb der Meßgenauigkeit von + 0.2 dB/km lagen, selbst wenn die optischen Fasern einem Wasserdruck von fiOO kg/cm¹ ausgesetzt wurden.

Faser

Elastizitätsmodul ds:; Polyamids

Änderung

der I ichtverluste

aufgrund

der I-xlrusion Änderung

der Lichtvcrliisic

bei -4O⁰C

Änderung der l.khturluste hei einem Wasserdruck vim WlO kü/cnv'

Beispiel 3a
Beispiel 3b
Beispiel 3c*)
Beispiel 2*)

6 000 kg/cm²

8 000 kg/cm^:

10 000 kg/cm-

12 000 kg/cm-

-0.12 dB/km + 0.16 dB/km -0.02 dB/km + 0,08 dB/km + 0.32 dB/km
+ 0.38 ilB/km
+ 2.0 dB/km
+ 2.9 dB/km

+ 0.18 dB/km + 0.20 dB/km + 2.10 dB/km + 3.7 dB/km

*) V'ergleichswcrte

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Glasfaser zur Lichtübertragung mit einem primären Überzug, einem thermoplastischen Harzüberzug und einer Pufferschicht zwischen dem primären Überzug und dem plastischen Harzüberzug, dadurch gekennzeichnet, daß der primäre Überzug aus einen Phenylpolysiloxan mit einem Brechungsindex von mindestens 1,458 besteht, daß die Pufferschicht aus einem eine Trlfluoralkylgruppe enthaltenden aushärtbaren Organopolysiloxan oder Dimethylpolyslloxan besteht und daß der thermoplastische Harzüberzug aus einem Polyamid besteht, das einen Elastizitätsmodul im Temperaturbereich von 20 bis 23°C von ·5 etwa 2000 bis etwa 8000 kg/cm² aufweist.

2. Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polyamid um ein PoIyamidcopolymerisat handelt.

3. Glasfaser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, ujß das Polyamldcopolymerisat wenigstens 80 Gew.-ΐ Laurinlactam-Einhcitcn enthält.

4. Glasfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Polyamid um ein Polyamidgemisch handelt.

5. Glasfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyarr.idgemlsch wenigstens 80 Gew.-*. Poiyiaurinlactam enthält.

6. Glasfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamidgemisch wenigstens 80 Gew.-% eines Laurlnlactamcopolymerisats enthält.