DE3233090A1

DE3233090A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufbringen der kunststoffschutzschicht eines glasfaser-lichtwellenleiters

Info

Publication number: DE3233090A1
Application number: DE19823233090
Authority: DE
Inventors: John Garth Harlow Essex Lamb; Malcolm Duncan Old Harlow Essex Mackay
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1981-09-15
Filing date: 1982-09-07
Publication date: 1983-03-24
Also published as: AU545921B2; NZ201905A; AU8815382A; JPS5874542A

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen
der Kunststoff-Schutzschicht eines Glasfaser-Lichtwellenleiters Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 5.
Bei der Herstellung von Glasfaser-Lichtwellenleitern ist es notwendig, die frisch gezogene Faser sobald wie möglich nach dem Ziehen mit einer Kunststoff-Schutzschicht zu versehen, um die Herabsetzung der Zugfestigkeit aufgrund von Beschädigungen der sauberen Oberfläche durch atmosphärische Einwirkungen zu begrenzen. Gewöhnlich wird diese 8eschichtung dadurch aufgebracht, daß man die Faser abwärts durch ein Bad mit einer geeigneten Flüssigkeit, nämlich eine Harzlösung oder ein Vorpolymerisat, hindurchzjeht. Die Faser verläßt darauf das Bad mit der flüssigen Beschichtung, die danach gehärtet wird, um eine Kunststoff-Schutzschicht für die Faser bilden. Wenn die Faser zu schnell durch das Beschichtungsbad läuft, besteht eine zunehmende Tendenz, daß die Faser nur unvollständig naß wird, und daß in der Beschichtung Blasen entstehen, oder daß ganze Faserlängen vollkommen unbenetzt aus dem Bad austreten und keinerlei Beschichtung aufweisen.
Eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermindern, ist in der GB-PS 1 441 086 beschrieben und besteht darin, mikroskop i s ch ieleine GlasperLen in das Beschichtungsbad einzubringen, um Blasen von der Faser zu entfernen. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Faser durch die blasenentfernenden kleinere Glasperlen beschädigt werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Beschichtungsverfahren anzugeben, bei dem zum Entfernen der Blasen von der Faser andere als mechanische Mittel verwendet werden.
Außerdem soll das neue Beschichtungsverfahren eine Vergrößerung der Beschichtungsgeschwindigkeit ermöglichen.
Es soll auch eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens angegeben werden.
Die Erfindung wird nun vie in den Patentansprüchen 1 und 4 angegeben gelöst. Weitetbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 den Grundaufbau einer Vorrichtung, mit der aus einer Siliziumdioxid-Vorform ein Lichtwellenleiter mit einer Kunststoff-Schutzschicht gezogen wird und Fig. 2 die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung aus Fig. 1.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine Vorform 1 aus Siliziulnelioxid für eine,) Lichlwellenleiter fortschreitend mit einer gesteuerten Gesckwindigkeit in einen Ofen 2 hinein abgesenkt und dort durch die Hitze des Ofens erweicht, so daß eine Faser 3 aus seiner Spitze gezogen werden kann. Die Faser 3 läuft durch eine überwachungsstation 4, in welcher der Durchmesser überwacht wird, um ein Rückkopplungssignal für eine Regelschleife zu erzeugen, welche die Geschwindigkeit regelt, mit der die Vorform in den Ofen abgesenkt wird, so daß der Faserdurchmesser konstant gehalten wird. Anschließend läuft sie durcheine Beschichtungseinrichtung 5, in der sie mit einem flüssigen Harz beschichtet wird, damit sie geqen eineQualität.beeinträchtigung durch atmosphärische Einwirkungen geschützt ist. Unterhalb der Beschichtungseinrichtulag 5 befindet sich ei ne Här tungseinrichtung 6, in der das flüssige Harz gehärtet wird, entweder durch Wärme oder durch ultraviolettes Licht, abhängig von der jeweiligen Sorte des Harzes. Die mit ihrer Kunststoff-Schutzschicht versehene Faser wird dann auf eine Trommel 7 aufgewickelt oder anderweitig irgendwohin gezogen zur weiteren Verarbeitung, entweder mittels einer Rolle oder irgendeiner Form einer Zugeinrichtung beispielsweise durch einen Raupenantrieb.
Einer der Faktoren, die die Beschichtungsgeschwiniigkeit der Faser bestimmeng ist die Entfernung zwischen dem Ofen und der Beschichtunyseinrichtung . Eswi rd angenommen, daß die verantwortliche Größe die Temperatur der Faser beim Eintritt in das Harz ist. So wurde festgestellt, daß in einer Ziehvorrichtung, bei der der Abstand zwischen der Unterseite des Ofens und der Oberfläche des Harzes in der Beschichtungseinrichtung etwa 1,5 m beträgt, eine Siliziumdioxid-Faser mit ungefähr 125 P Durchmesser zufriedenstellend mit einer Geschwindigkeit von bis zu 60 Meter pro Minute beschichtet werden kann, wenn sie durch eine Beschichtungseinrichtung gezogen wird, die in einem offenen Gefäß ein Polysiloxan-Harz in einer Tiefe von 2 bis 10 cm enthält. Dagegen liegt bei einer kleineren ziehvorrichtung, bei der der entsprechende Abstand ungefähr 0,5 m beträgt, die Grenzgeschwindigkeit für eine zuverlässige Beschichtung m Bereich von 30 m pro Minute.
Die in Fig. 2 gezeigte Beschichtungseinrichtung hat ein Gefäß 20, welches das Beschichtungsharz 21 enthält. Am Boden dieses Gefäßes, das wassergekühlt sein kann, um ein vorzeitiges Härten des Harzes zu verhindern, befindet sich eine Öffnung 22, durch die die Faser hindurchgezogen wird.
Obwohl nicht gezeigt, ist es üblich, diese Uffnung an der Stoßlinie von zwei Verschlußvorrichtungen anzuordnen, welche zur Seite bewegt werden können, um das Einfädeln der Faser durch das Gefäß 20 zu erleichtern, bevor das Gefäß gefüllt wird.
In das Harz eingetaucht ist e n Saugrohr 23, das etwa 25 cm lang ist und einen Inne-durchesser von 5 cm hat. An seinem oberen Erde befindet sich ein Aufsatz 24, der als Luftstrahlpumpe wirkt. Dieser Aufsatz, der von der Firma F.1Brauer Limited, Harpenden, Herts unter der Bezeichnung "Airmover" vertrieben Wird? erzeugt im Rohr 23 ein Vakuum, dadurch daß in ein Röhrchen 25 komprimierte Luft eingeleitet wird. Um den Luftstrom aus dem Luftstrahlpumpen-Aufsatz 24 von der Faser abzuhalten, kann die Faser durch einen Trichter 26 hindurchgefädelt sein, dessen konisch verlaufende Außenflächen die Abluft der Luftstrahlpumpe von der Faser abweist und dessen Tricht"rhals durch den Luftstrahlpumpen-Aufsatz 24 hindurchragt.
Durch Einleiten einer ausreichenden Menge von komprimierter Luft in den Luftstrahlpumpen-Aufsatz 24 läßt sich die Höhe des Harzes innerhalb des Saugrohres um etwa 10 cm über den Pegel außerhalb des Saugrohres anheben. Wie festgestellt wurde, ist es damit möglich, die Beschichtungsgeschwindigkeit der oben angegebenen größeren Ziehvorrichtung von etwa 60 m pro Minute auf Geschwindigkeiten auf über 100 m pro Minute zu vergrößern.
Wenn die Versorgung mit komprimierter Luft abgeschaltet wird, beginnt der Pegel des Harzes im Saugrohr zu fallen, jedoch hört die Benetzung der durchlaufenden Faser schnell auf, lange bevor der Pegel des Harzes um ein nennenswertes Stück gefallen ist. Dies zeigt, daß die Vergrößerung der Beschichtungsgeschwindigkeit nicht allein der erhöhten Länge der Harzsäule zuzuschreiben ist, die sich mit der Faser im Kontakt befindet, sondern daß zu einem beträchtlichen Teil der an der Harzoberfläche herrschende Unterdruck verantwortlich ist.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Unterdruck, der am Punkt des Eintritts der Faser in das Kunststoff-Ausgangsmaterial herrscht, ohne irgendwelche Vakuumabdichtungen oder einstellbare Membrane aufrechterhalten wird. Dadurch wird das Risiko vermieden, die Faser durch einen Kontakt mit solchen Abdichtungen oder Membranen zu beschädigen.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Aufbringen einer Kunststoff-Schutzschicht auf einen unbeschichteten Glasfaser-Lichtwellenleiter, wobei dieser durch eine Bodenöffnung eines das Kunststoff-Ausgangsmaterial in flüssiger Form enthaltenden Gefäßes in Abwärtsrichtung durchgezogen und die aufgebrachte flüssige Kunststoffbeschichtung der aus der Bodenöffnung des Gefäßes kommenden Faser anschließend gehärtet wird, d a d u r c h g e k e n ri z e i c h n e t, daß die Benetzung der frischen unbeschichteten Faser durch Anlegen eines Unterdrucks in dem Bereich, in dem die Faser in Flüssigkeitsoberfläche eintaucht, unterstützt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frische unbeschichtete Faser ein in die Flüssigkeit im Gefäß eingetauchtes Saugrohr durchläuft, an dessen oberen offenen Ende ein Unterdruck erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck am oberen Saugrohrende durch einen als Luftstrahl pumpe wirkenden Aufsatz erzeugt w-ird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die frische unbeschichtete Faser durch den Hals eines aufrecht stehenden Trichters in den Luftstrahlpumpen-Aufsatz eintritt, wobei die konischen Außenflächen des Trichters die Abluft des Luftstrahlpumpen-Aufsatzes von der unbeschichteterl Faser ablenken.
5. Vorrichtung zum Aufbringen einer Kunststoff-Schutzschicht auf einen unbeschichteten Glasfaser-Lichtwellenleiter, bestehend aus einer Beschichtungseinrichtung in Form eines Gefäßes, das das Kunststoff-Ausgangsmaterial in flüssiger Form enthält und in seinem Boden eine öffnun; aufweist, durch die die Faser hindurchgezogen werden kann, aus einer darunter befindlichen Härtungseinrichtung, welche die flüssige Beschichtung der aus der Gefäßöffnung austretenden Faser in die Kunststoffschicht überführt und aus Mitteln, um die Faser durch die Beschichtungs-und Härtungseinrichtung hindurchzuziehen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß oberhalb der Gefäßöffnung ein senkrecht stehendes Rohr (23) angeordnet ist, dessen unteres Ende in die Gefäßflüssigkeit (21) eintaucht und dessen oberes Ende mit einer Luftstrahlpumpe (24,25) verbunden ist, mit der im Rohr ein Vakuum erzeugt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Linie mit der Gefäßbodenöffnung (22) ein aufrecht stehender Trichter (26) angeordnet ist, dessen Trichterhals durch eilen auf dem oberen Rohrende sitzenden Luftstrahlpupen-Aufsa1z (24) hindurchreicht.