DE3106412A1

DE3106412A1 - Verfahren zur herstellung optischer fasern

Info

Publication number: DE3106412A1
Application number: DE19813106412
Authority: DE
Inventors: Takao Kimura; Motohiro Ibaraki Nakahara; Shigeki Sakaguchi; Hisao Takata
Original assignee: Nippon Telegraph & Telephone Public Corp Tokyo; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1981-02-20
Publication date: 1981-12-24
Also published as: FR2476635B1; NL8100847A; GB2072870B; GB2072870A; FR2476635A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung optischer Fasern. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein verbessertes Beschichtungsverfahren zur Herstellung optischer Fasern.

Die bei der Herstellung von optischen Fasern enthaltenen Beschichtungsverfahren sind grob eingeteilt in das Tauchverfahren und das Aufschmelzverfahreh. Gemäß dem Tauchverfahren wird ein Beschichtungsmaterial, welches bei Zimmertemperatur in flüssiger Form vorliegt, beispielsweise Silikon RTV, Urethanharz, Epoxyacrylat o.a. auf die optische Faser angewendet, und wird nachbehandelt durch Wärme, Licht o.a. und danach getrocknet. Gemäß dem Aufschmelzverfahren wird ein Beschichtungsmaterial, das bei Zimmertemperatur in fester Form vorliegt, beispielsweise Ethylen-Vinyl Acetat Copolymer (EVA), bis zum flüssigen Zustand erwärmt. Nachdem das Material auf die optische Faser angewendet wurde, wird es gekühlt.

Es ist bekannt, daß bei diesen konventionellen Beschichtungs· methoden für optische Fasern die gleichmäßige Anwendung bzw. Aufbringung des Beschichtungsmaterials auf eine optische Faser, die mit einer hohen Geschwindigkeit gezogen wird, schwierig ist aus den Gründen, die weiter unten beschrieben werden.

Wie in "The Cooling Rate of Glass Fibers", Glass Technology 12, No. 5, 127 (1978) beschrieben wurde, wird die Temperatur der gezogenen optischen Faser erhöht, wenn die Ziehgeschwindigkeit größer wird, so daß die Aufbringung des Beschichtungsraaterials auf die optische Faser schwierig wird.

130052/0603

Da ein längerer Trockenofen oder ein längeres Kühlgefäß erforderlich sind für die Verfestigung des aufgebrachten Beschichtungsmaterials, wird, wenn die Ziehgeschwindigkeit größer wird, die Ziehvorrichtung selbst groß bezüglich der Länge. Ferner tritt bei der Verwendung eines wärmegehärteten Harzes Zersetzung des Beschichtungsmaterials wie Gelbildung in dem Applikator auf, wenn die Temperatur der optischen Faser erhöht wird.

Folglich wird gegenwärtig die Ziehgeschwindigkeit mit 20 30 m/min angenommen, wie in "Organic Polymeric Coatings for Silica Fibers», J. Appl. Polym. Sei., 23, 75 (1979) und "Tensile Strength of Polymer Coated Optical Fibers", ACS/ CSJ Chemical Congress '79 Division of Organic Coatings and Plastics Chemistry Seite 217 (1979), beschrieben ist. Wenn die Ziehgeschwindigkeit 70 m/min übersteigt, werden ^Beschichtungsdicke-fluktuationen (/im) erzeugt, wie in Figur 1 dargestellt, was zu einem Anstieg der Ungleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke führt. Unter Bezug auf Figur 1 korrespondieren die vollen Kreise«und die hohlen KreisePzu den Fällen, in denen Silikone von 3-000 cp Viskosität und 1.200 cp Viskosität verwendet wurden. Wenn derartige Ungleichmäßigkeit bei der ersten bzw. unmittelbaren Beschichtung ansteigt, so steigt die Ungleichmäßigkeit der zweiten Beschichtung sogar noch mehr an. Diese Ungleichmäßigkeit der zweiten Beschichtung, die aufgrund von Mikrobiegungen einen Anstieg am Übertragungsverlust erzeugt, erzeugt außerdem Bruch oder Fehler der Faser. Unter dem Gesichtspunkt leichter Handhabung und Festigkeit ist ein Verfahren zur Spleißung einer Faser mit einer anderen Faser ohne Abziehen der ersten Beschichtung bekannt. Mit der Exzentrizität in der Beschichtung jedoch können die Zentren der Fasern nicht ausgerichtet sein, was zu Spleißverlust führt.

Es ist durch Versuche, die von dem Erfinder der vorliegenden

130052/0603

Erfindung durchgeführt wurden, festgestellt worden, daß ein Anstieg der Ziehgeschwindigkeit (m/min) zu einer abrupten

Verminderung der Zugfestigkeit (kg/mm ) führt. Die Zugfestigkeit von 20 Proben optischer Fasern wurde gemessen mit Bezugswerten von 1 m Meßlänge und einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,05 min" . Die Ergebnisse sind in Figur 2 dargestellt. Unter Bezug auf diese Figur korrespondieren die Quadrate D zu den Fällen, in denen konventionelle Beschichtungsmaterialien, wie wärmegehärtetes Silikonharz verwendet wurden. Man sieht,

2
daß die Zugfestigkeit (kg/mm ) vermii geschwindigkeit 70 m/min übersteigt.

daß die Zugfestigkeit (kg/mm ) vermindert ist, wenn die Zieh-

Obwohl eine höhere Ziehgeschwindigkeit bei der Herstellung optischer Fasern gewünscht wird unter dem Gesichtspunkt von Ökonomie und Massenproduktion, ist dies bisher nicht realisiert worden.

Gegenüber diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung optischer Fasern zu schaffen, mit dem höhere Ziehgeschwindigkeiten realisiert werden können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschrie· benen Art gelöst, das gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch die Schritte:

Ziehen einer Vorform einer optischen Faser, die erhitzt und erweicht worden ist, mit einer oder über einer vorbestimmten Geschwindigkeit, Hindurchführen der gezogenen optischen Faser durch ein Kunststoffrohr aus einem thermoplastischen Kunststoff,

und Heizen und Erweichen eines Teiles des Kunststoffrohres zur Beschichtung der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird.

130052/

Da in dem Verfahren zur Herstellung optischer Fasern der vorliegenden Erfindung die oben angegebenen Schritte angenommen wurden, erfordert das Verfahren kein geschmolzenes bzw. verflüssigtes Beschichtungsmaterial, so daß der Aufbringungsschritt eliminiert werden kann und weder ein Trockenofen noch ein Abkühlgefäß zur Verfestigung des Beschichtungsmaterials erforderlich ist. Die Temperatur des Beschxchtungsmaterials zur Beschichtung der optischen Faser, die durch ein erhitztes und erweichtes Kunststoffrohr gezogen wird, ist relativ gering, und es ist nur eine kurze Zeitperiode zur Verfestigung des Beschichtungsmaterials erforderlich. Da ein wärmegehärteter Harz als Kunststoffrohr verwendet wird, tritt während der Beschichtung Gelbildung sogar dann nicht auf, wenn die Temperatur der Kunststoffaser bei größerwerdender Ziehgeschwindigkeit erhöht wird. Die Innenwand des Kunststoffrohres, die in Kontakt gebracht wird mit der optischen Faser, wird geschmolzen zur Verbesserung der Verbindung zwischen der optischen Faser und dem Beschichtungsmaterial. Die Gleichmäßigkeit der Beschichtungsdicke bleibt daher erhalten, die Übertragungsverluste steigen nicht an, und eine abrupte Verringerung der Zug-

2
festigkeit (kg/mm ) wird verhindert. Da darüber hinaus die Beschichtung keine Exzentrizität aufweist, können die optischen Fasern ohne jegliche Fehlausrichtung gespleißt werden, was die Spleißverluste niedrig hält. Modifiziertes Silikon, das normalerweise als Beschichtungsmaterial verwendet wird, ist teuer und kann nicht als Massenprodukt hergestellt werden. Im Gegensatz dazu kann das Beschichtungsmaterial der vorliegenden Erfindung ein allgemeines wärmegehärtetes Harz sein, so daß es als Massenprodukt zu niedrigen Kosten hergestellt werden kann.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

130052/0603

Fig. 1 Ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Ziehgeschwindigkeit (m/min) und der Schichtdickeschwankung bzw. Auftragsschichtschwankung (^ira) gemäß des konventionellen Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern;

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Ziehgeschwindigkeit (m/min) und der

Zugfestigkeit (kg/mm ), in der das konventionelle Verfahren zur Herstellung optischer Fasern mit dem Verfahren zur Herstellung der optischen Fasern der vorliegenden Erfindung verglichen wird;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern 'gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde;

Fig. H eine schematische Ansicht des Hauptteiles einer anderen Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde;

Fig. 5 eine schematische Ansicht der Struktur einer noch anderen Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde;

Fig. 6 eine schematische Ansicht der Struktur einer noch anderen Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde;

130052/0603

Fig. 7 eine schematische Ansicht der Struktur einer noch anderen Vorrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde, und

Fig. 8 ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen der Ziehgeschwindigkeit (m/min) und der Exzentrizität {jttm) gemäß des konventionellen Verfahrens zur Herstellung optischer Fasern und gemäß des Verfahrens der vorliegenden Erfindung,

Es werden nun unter Bezug auf die zugehörigen Figuren Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die Vorform 1 optischer Fasern durch eine Zuführvorrichtung 2 graduell in einen Ablaßofen 3 eingesetzt. Die Vorform 1 wird in dem Ablaßofen 3 auf etwa 2.000° C erhitzt, um weichgemacht zu werden, und wird gezogen, um eine optische Faser 4 zu bilden. Die gezogene optische Faser H wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch ein Kunststoffrohr 5 aus einem thermoplastischen Material hindurchgeführt. Der untere Teil des Kunststoffrohres 5 wird dadurch, daß er graduell in eine zylindrische Heizeinheit, z.B. einer Heizvorrichtung 6 eingesetzt ist, aufgeheizt. Der untere Teil des Kunststoffrohres 5 wird an dem Ende durch Aufheizen aufgeweicht und beschichtet auf diese Weise die optische Faser 4. Nachdem die beschichtete optische Faser abgekühlt wurde, während sie durch_/β1ηβ Halte- oder Tragrolle 9 und dann durch ein Kühlgefäß 7 hindurchgeht, wird sie durch ein Hubwerk, z.B. eine Trommel 8 aufgezogen. Das Kühlgefäß 7 kann'erforderlichenfalls entfernt werden. Das vorherige Beschichten der optischen Faser wird auf diese Weise ausgeführt Im allgemeinen kann ein Rohr eine Faser von etwa 10 km Länge beschichten, obwohl sich die tatsächliche Länge

130052/0603

in Abhängigkeit von der Länge und Dicke des Plastikrohres 5 ändert. Das Material des Kunststoffrohres kann thermoplastische Elast-omere enthalten wie Styren-Butadien Copolymer, Urethan-Ester Copolymer, Ester-Äther Copolymer, Polypropylen-EPDM Copolymer, und Sthylen-Vinyl Acetat Copolymer; polyolefinartige Kunststoffe wie Polyäthylen, chloriertes Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Propylen Copolymer; Polyfluorkohlenwasserstoffe wie Polyvinyliden-Fluorid, Polytetrafluoroäthylen, und Tetrafluoroäthylen-Hexafluoropropylen Copolymer; Polymethylmethacrylat; Polymethylacrylat; Polyamide; Polycarbonate; Polyacetale; Polystyren; Polyester; Polysulfone; Polyether; Polyesterimide; ABS Kunststoff; u.s.w.

Zur Verbesserung der Zuverlässigkeit der Festigkeit der optischen Faser ist es möglich, vor dem Beschichten durch Aufweichen des Kunststoffrohres 5, eine Oberflächenbehandlung auf die optische Faser auszuüben mit einem silangekuppelten Agens wie Methyltrichlorosilan, Vinyltriethoxysilan, f-Aminopropyltrimethoxysilan, und f-Methacryloxypropyltrimethoxysilan; anstelle der Ausbildung einer derartigen Oberflächenbehandlung ist es außerdem effektiv, zur Verbesserung der Zuverlässigkeit ein Kunststoffrohr zu verwenden, das ein derartiges silangekuppeltes Agens enthält.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß dem in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung in der Heizvorrichtung 6 eine Anpaß- bzw. Aufsatzform 10 eingesetzt ist, um den Kunststoff mit gleichmäßigem äußeren Durchmesser auf die verlängerte optische Faser H aufzutragen, wenn der untere Teil des Kunststoffrohres 5 erhitzt und aufgeweicht wird. Der Außendurchmesser der beschichteten optischen Faser 4 wird durch das Hindurchgehen durch die Anpaßform 10 reguliert. Wenn eine optische Faser von 125y»m Durchmesser unter Ver-

130052/0603

wendung von Teflon als Beschichtungsmaterial mit einer Geschwindigkeit von 250 m/min gezogen wurde, wurden die Schwankungen des Außendurchmessers für einen beschichteten Außendurchmesser von 400^m auf 5/*tn begrenzt. Die Dicke der Beschichtung wird bestimmt durch die Dicke und die Zuführgeschwindigkeit des Kunststoffrohres 5 und die Ziehgeschwindigkeit der optischen Faser. Wenn die Dicke des Kunststoffrohres 5 und die Ziehgeschwindigkeit konstant sind, wird die Beschichtungsdicke geregelt durch Einstellen der Zuführgeschwindigkeit des Kunststoffrohres 5 in die Heizvorrichtung 6. Fig. 5 zeigt einen Extruder zum Pressen des Kunststoffrohres 5 unter der Bedingung, daß die optische Faser 4 mit hoher Geschwindigkeit gezogen wird. Der thermoplastische Harz wird durch einen Extruder 12 erhitzt und geschmolzen und durch einen Kreuzkopf 11 in das Kunststoffrohr 5 ausgebildet. Das Kunststoffrohr 5 wird wieder erhitzt durch die Heizvorrichtung 6 und über die optische Faser 4 geschichtet zur Schaffung der beschichteten optischen Faser 7· Wenn der Innendurchmesser des Kunststoffrohres 5 ausreichend viel größer ist als der Außendurchmesser der optischen Faser 4, ist er größer als der Mündungsdurchmesser der Metallseele in dem Kreuzkopf 11. Zudem wird die optische Faser 4 nicht beschädigt, da der Innenduchmesser des Kunststoffrohres 5 nicht in mechanischen Kontakt gebracht wird mit der optischen Faser 4. In diesem Fall wird der Außendurchmesser der Beschichtung gesteuert durch die Dicke des Rohres, die Zuführgeschwindigkeit des Rohres, den Faserdurchmesser oder die Ziehgeschwindigkeit der optischen Faser, die Heiztemperatur der Heizvorrichtung u.a. Bei einer mit dieser Vorrichtung hergestellten teflonbeschichteten optischen Faser 7 kann die Ziehgeschwindigkeit der optischen Faser 7 erhöht werden auf 300 m/min zur Schaffung eines Produktes, in welchem der Außendurchmesser der optischen Faser 4 125/*m und der Außendurchmesser der beschichteten optischen Faser 400/tm betrug. Die Schwankungen des Außendurchmessers der

130052/0603

beschichteten optischen Faser wurden durch die Regelung des Extrusionsbetrages auf 10 JUm begrenzt.

Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung, die grundsätzlich die gleiche ist, wie die Vorrichtung des in Fig. 5 gezeigten Ausführungsbeispieles, in dem eine Führung 13, die einen geringfügig größeren Außendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser der optischen Faser 4, in dem Kreuzkopf 11 enthalten ist, und in der die Führung 13 und das Kunststoffrohr 5 durch eine Vakuumpumpe 14 evakuiert werden können. Wenn das Kunststoffrohr 5 durch die Heizvorrichtung 6 wieder erwärmt und geschmolzen wird, während die Vakuumpumpe 14 in Betrieb ist, wird die Adhäsion mit der optischen Faser 4 verbessert.

Fig. 7 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung, gemäß dem ein verlängertes Kunststoffrohr nicht gepreßt bzw. stranggepreßt wird, sondern gemäß dem Kunststoffrohre spezifischer Längen sequentiell bzw. der Reihe nach miteinander verbunden sind zur Schaffung eines verlängerten Rohres.

Das vordere Ende eines Kunststoffrohres 5b mit einer gewissen Länge ist ausgerichtet mit einem sequentiell zugeführten Kunststoffrohr 5a, wobei durch beide die optische Faser 4 hindurchgeführt wird. Die ausgerichteten Enden werden durch erhitzte Luft, die beispielsweise durch einen Brenner mit heißer Düse 15 geblasen wird, verbunden.

Die verbundenen Kunststoffrohre werden der Reihe nach bzw. sequentiell durch eine Zuführvorrichtung 16 dem Inneren der Heizvorrichtung 6 zugeführt, dort erhitzt und geschmolzen, und über die optische Faser 4 geschichtet zur Schaffung der unmittelbar beschichteten optischen Faser 7- Die Zuführgeschwindigkeit der Zuführvorrichtung 16 kann durch eine Rückkopplungsschaltung 18 gesteuert werden, die zwischen einem Faserdurchmesserdetektor 17 und der Zuführvorrichtung 16

130052/0603

derart angeordnet ist, daß der Außendurchraesser der beschichteten optischen Faser 7 konstant gehalten wird. ■

Es werden nun besondere Beispiele beschrieben werden, um zu zeigen, daß die Exzentrizität (.jttm) , die mittlere Zug-festigkeit (kg/mm ), und die Leitungsverluste (dB/km) der beschichteten optischen Faser, die mit einer Ziehgeschwindigkeit von 60 m/min oder mehr hergestellt wurde,verbessert worden sind gegenüber den beschichteten optischen Fasern, die mit einem konventionellen Verfahren mit einer Ziehgeschwindigkeit von 40 m/min hergestellt wurden, trotz der Tatsache, daß die Ziehgeschwindigkeit vergrößert wurde.

Als ein Beispiel für das konventionelle Verfahren wurde eine optische VAD-Faservorform bei 2.000° C erhitzt und aufgeweicht und mit einer Geschwindigkeit von 40 m/min gezogen. Nach Anwendung von Silikon RTV Gummi wurde die optische Faser durch eine auf etwa 400 C aufgeheizte Heizvorrichtung zur Nachbehandlung hindurchgeführt. Die auf diese Weise erhaltene Beschichtungsdicke der optischen Faser betrug 120/tm und die Exzentrizität der Beschichtung, d.h., die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Dicke, betrug 94^m, wie durch die vollen Kreise»in Fig. 8 dargestellt wird. Die

2
mittlere Zugfestigkeit (kg/mm ) erreichte einen Wert von

2
520 kg/mm bei der Geschwindigkeit von 40 m/min, wie der Fig. 2 entnommen werden kann. Der Leitungs- bzw. Übertragungsverlust (dB/km) betrug 3,01 dB/km bei einer Wellenlänge von 0,85./*m und 1,35 (dB/km) bei einer Wellenlänge von 1,55ju.m.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben mit Bezug auf die Fälle, in denen die Ziehgeschwindigkeit 60 m/min, 120 m/min, bzw. 180 m/min betrug.

Zunächst wurde die durch das VAD-Verfahren erhaltene Vorform der optischen Faser bei etwa 2.000° C erhitzt und aufgeweicht

130052/0603

und wurde mit einer Geschwindigkeit von 60 m/min gezogen zur Schaffung einer optischen Faser von 125/xm Außendurchmesser. Die gezogene optische Faser wurde innerhalb eines Kunststoffrohres aus Polypropylen mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einem Innendurchmesser von 12 mm geführt. Das Kunststoffrohr wurde aufgeweicht, indem es graduell eingesetzt wurde in eine auf etwa 275 C aufgeheizte zylindrische Aufheizvorrichtung, und das Material des Kunststoffrohres wurde über die optische Faser geschichtet. Die beschichtete optische Faser wurde durch Luft gekühlt und danach aufgezogen. Die auf diese Weise erhaltene beschichtete optische Faser wies eine Beschichtungsdicke von 120/*m auf und die Exzentrizität der Beschichtung betrug, wie in Fig. 8 dargestellt, 2,6 jua. Die mittlere Zugfestigkeit betrug 522 kg/mm , wie durch die vollen Kreise»in Fig. 2 dargestellt wird. Der Übertragungsverlust betrug 4,5 dB/km bei einer Wellenlänge von 0,85 /*m, und betrug 3,85 dB/km bei einer Wellenlänge von 1,55/tm.

Es wird nun ein zweiter Fall beschrieben, in dem die Vorform der optischen Faser aufgeweicht wurde durch Aufheizen auf etwa 2.000 C und mit einer Geschwindigkeit von 120 m/min gezogen wurde zur Schaffung einer optischen Faser von 125 J&xa. Außendurchmesser. Die gezogene optische Faser wurde innerhalb eines Kunststoffrohres aus Tetrafluoroäthylen-Hexafluoropropylen Copolymer mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einem Innendurchmesser von 12 mm geführt. Unter dieser Bedingung wurde das Kunststoffrohr aufgeweicht durch graduelles Einsetzen in eine auf etwa 475 C aufgeheizte zylindrische Heizvorrichtung, und das Material des Kunststoffrohres wurde über die optische Faser geschichtet. Die beschichtete optische Faser wurde mit Luft gekühlt und dann aufgezogen. Die auf diese Weise erhaltene beschichtete optische Faser wies eine Besehichtungsdicke von 120^m auf und die Exzentrizität der Beschichtung betrug 3,5/tm. Die mittlere Zugfestig-

2 keit betrug, wie aus Fig. 2 entnommen werden kann, 522 kg/mm

130052/0603

Der Übertragungsverlust betrug 3,25 dB/km bei einer Wellenlänge von 0,85/tm und 1,45 dB/km bei einer Wellenlänge von 1 ,55/im.

Es wird nun ein dritter Fall beschrieben, in dem die Vorform der optischen Faser aufgeweicht wurde durch Erhitzen auf 2.050 C und mit einer Geschwindigkeit von 180 m/min gezogen wurde zur Schaffung einer optischen Faser von 125/tm Außendurchmesser. Die gezogene optische Faser wurde innerhalb eines Kunststoffrohres aus Urethan-Ester Copolymer mit 12 mm Außendurchmesser und 10 mm Innendurchmesser geführt. Unter dieser Bedingung wurde das Kunststoffrohr aufgeweicht durch graduelles Einsetzen in eine auf etwa 330 C aufgeheizte zylindrische Heizvorrichtung, und das Material des Kunststoffrohres wurde über die optische Faser geschichtet. Die beschichtete optische Faser wurde mit Luft gekühlt und danach aufgezogen. Die auf diese Weise erhaltene beschichtete optische Faser wies eine Beschichtungsdicke von 12 /tsa auf und die Exzentrizität der Beschichtung betrug, wie in Fig.

gezeigt, 3,8 ,/im. Die mittlere Zugfestigkeit betrug, wie in

2
Fig. 2 gezeigt, 532 kg/mm . Der Übertragungsverlust betrug 3,03 dB/km bei einer Wellenlänge von 0,85/tm und 1,32 dB/km bei einer Wellenlänge von 1,55 /im.

2 Die vollen Kreise»in Fig. 2 zeigen die Zugfestigkeit (kg/mm ) als eine Funktion der Ziehgeschwindigkeit (m/min) wenn der Kunstharz Polypropylen war, und die hohlen Kreise*zeigen diese Abhängigkeit wenn der Kunststoff Urethan-Ester Copolymer war .

Wenn Vergleiche gezogen werden zwischen den beschichteten optischen Fasern, die durch das erste, zweite und dritte Beispiel des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden und den beschichteten optischen Fasern, die durch Beschichten eines Silikonharzes auf die optischen Fa-

130052/0603

sern gemäß des konventionellen Verfahrens hergestellt wurden, so nimmt die Zugfestigkeit (kg/mm ) bei den beschichteten optischen Fasern des konventionellen Verfahrens abrupt ab, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wenn die Ziehgeschwindigkeit 60 m/min übersteigt. Im Gegensatz dazu ändert sich bei den beschichten optischen Fasern der vorliegenden Erfindung

2
die Zugfestigkeit (kg/mm ) im wesentlichen nicht, sondern

2 bleibt in der Größenordnung von 500 kg/mm sogar, wenn die Ziehgeschwindigkeit auf 180 m/min erhöht wurde. Was die Beziehung zwischen der Ziehgeschwindigkeit (m/min) und der Exzentrizität (/*m) der Beschichtung anbetrifft, so betrug die Exzentrizität bei den beschichteten optischen Fasern des konventionellen Verfahrens 80>ttm oder mehr, wenn die Ziehgeschwindigkeit im Bereich von 50 m/min war, und erreichte 94/x.m, wenn die Ziehgeschwindigkeit 40 m/min betrug, wie in Fig. 8 dargestellt. Im Gegensatz dazu war bei den beschichteten Fasern der vorliegenden Erfindung die Exzentrizität signifikant verbessert und lag im Bereich von 3/*m sogar, wenn die Ziehgeschwindigkeit 40 m/min bzw. 60 m/min überstieg.

Was den Übertragungsverlust anbetrifft, so war der mit den beschichteten optischen Fasern des konventionellen Verfahrens erhaltene bei einer Ziehgeschwindigkeit von 40 m/min vergleichbar mit dem der beschichteten optischen Fasern des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung bei einer hohen Ziehgeschwindigkeit von 60 m/min und mehr.

Unter den oben beschriebenen ersten, zweiten und dritten Beispielen wird das Verfahren mit einer Ziehgeschwindigkeit von 120 m/min für die beste Art zur Ausführung der vorliegenden Erfindung gehalten.

Obwohl die Beschreibung ausgeführt wurde mit Bezug auf die Beispiele, in denen die Ziehgeschwindigkeiten 60 m/min,

130052/0603

120 m/min bzw. 180 m/min betrugen, so ist es auch möglich, durch geeignete Auswahl des Beschichtungsmaterials, der Form des Kunststoffrohres, der Heiztemperatur des Kunststoffrohr es usw., eine Ziehgeschwindigkeit von über 180 m/min anzunehmen.

Obwohl die obige Beschreibung ausgeführt wurde mit Bezug auf den Fall einer unmittelbaren Beschichtung zur Beschichtung der optischen Faser unmittelbar nach dem Ziehen, so ist das Verfahren der vorliegenden Erfindung in ähnlicher Weise anwendbar auf ein sekundäres Beschichten gemäß dem ein weiteres Beschichten angewendet wird über die optischen Fasern, die eine erste Beschichtung aufweisen. Darüber hinaus können die erste und die zweite Beschichtung simultan ausgeführt werden durch Verwendung eines mehrschichtigen Rohres und die Auswahl der Aufweichtemperatur des ersten Beschichtungsmaterials so, daß sie im wesentlichen gleich oder niedriger ist, als die Aufweichtemperatur des zweiten Beschichtungsmaterials .

130052/0603

Claims

ρΖΖΙΙ—1LZZJf=I^=I—' PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8QOO MÜNCHEN SU 8-1882 P/F/hu Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation Tokyo, Japan Verfahren zur Herstellung optischer Fasern PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern, gekennzeichnet durch die Schritte:

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-8OOO MÜNCHEN 9O · WILLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

130052/0603

2. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Geschwindigkeit beim Ziehschritt der Vorform der optischen Faser 60 m/min oder mehr beträgt.

3. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Beschichtens der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird, einen Schritt enthält zum Einsetzen des Kunststoffrohres in eine Heizvorrichtung mit einer zu einer Ziehgeschwindigkeit korrespondierenden Geschwindigkeit.

4. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Beschichtens der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird, einen Schritt enthält zur Ausübung einer Oberflächenbehandlung auf die optische Faser mit einem silangekuppelten Agens, bevor sie beschichtet wird, während des Erhitzens und Erweichens des Teiles des Kunststoffrohres.

5. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Beschichtens der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird, einen Schritt des Beschichtens der optischen Faser aufweist, während das Innere des Kunststoffrohres einem verminderten Druck ausgesetzt wird.

6. Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Beschichtens der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird, einen Schritt enthält zum kontinuierlichen Zuführen des Kunststoffrohres, während es gepreßt wird.

130052/0603

Verfahren zur Herstellung optischer Fasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Beschichtens der optischen Faser, wenn die optische Faser gezogen wird, einen Schritt enthält zur Zuführung einer Reihe von Kunststoffrohren, von denen jedes eine vorbestimmte Länge aufweist.

130052/0603