DE3524369A1 - Optische faser mit polymethacrylat-kern und fluor-kopolymer-huelle - Google Patents
Optische faser mit polymethacrylat-kern und fluor-kopolymer-huelleInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine optische Faser aus Kunststoff und insbesondere eine optische Faser mit gestuftem Index aus einem
Polymethacrylatkern und einer Kopolymer-Umhüllung, die auf Vinyliden-Fluorid
basiert.
Optische Fasern zur Lichtüberträgung werden bei verschiedenen
Geräten und Möglichkeiten eingesetzt, einschließlich Informationsgeräten, medizinischen Anwendungen, industriellen Fertigungsanlagen
und Anzeigegeräten für Reklame- oder andere Zwecke, und werden vor allem extensiv in hohem Maße bei optischen Verbindungen
verwendet.
Bisher entwickelte und vorgeschlagene optische Fasern werden in anorganische Fasern und organische Fasern eingeteilt. Bei anorganischen
optischen Fasern sind Quarz und aus mehreren Bestandteilen bestehende Gläser die grundlegenden Materialien, wenn auch
in manchen Fällen ein Glaskern mit einem organischen Polymer umhüllt wird.
Bei organischen optischen Fasern sind Poly-Methylmethacrylat und
Polystyrol schon als Kernmaterialien vorgeschlagen worden, jedoch wird nur das erstere Material bei handelsüblichen optischen Fasern
aus Kunststoff mit gestuftem Index eingesetzt. Der Grund liegt darin, daß Polymethylmethacrylat dem Polystyrol bei wichtigen Eigenschaften
wie kubischer Ausdehnungskoeffizient, Fotoelastizitätskonstante, -Abbe 'sehe Zahl und Streuverluste überlegen ist.
Bei dem Umhüllungsmaterial ist es nötig, ein Polymer zu verwenden, dessen Brechungsindex kleiner als der des Kernmaterials ist. Üblicherweise
wird ein fluor-enthaltendes Polymer benutzt, wie aus
der Ordnung der atomaren Brechung zu verstehen ist.
Bei einer optischen Faser, bei der Polymethylmethacrylat als Kernmaterial
verwendet ist, sind folgende Gesichtspunkte für die Auswahl des Umhüllungsmaterials maßgebend:
1, es sollte preisgünstig beschaffbar sein,
2. die Erweichungstemperatur sollte höher als ca. 100° C liegen,
352Λ369 t
3. die Schmelztemperatur und Schmelzviskosität sollte dicht
bei den Werten liegen, die für Polymethylmethacrylat zutreffen,
4. es sollte mit Polymethylmethycrylat kompatibel sein und gute Verklebungseigenschaften mit diesem besitzen,
5. es sollte mit geringen Verunreinigungen erhältlich sein,
6. es sollte chemisch stabil sein,
7. es sollte eine hohe Witterungsfestigkeit besitzen,
8. es sollte flexibel sein,
9. es sollte geringe Neigung zum Auskristallisieren besitzen,
10. es sollte hochtransparent sein, und
11. einen Brechungsindex von ca. 1,40 besitzen.
Bisher wurde das Umhüllungsmaterial aus fluor-haltigen Acryl-
und Methacryl-Harzen und auf Vinyliden-Fluorid basierenden Kopolymeren ausgewählt. Es ist jedoch schwierig, ein für die Umhüllung
zu verwendendes Polymer zu finden, das die oben ausgeführten Anforderungen vollständig erfüllt. Fluorhaltige Acryl- und Methacryl-Harze
sind sehr teuer, da die Monomere sehr teuere Verbindungen sind. Darüberhinaus besitzen viele dieser Harze eine Erweichungstemperatur
die niedriger als 100° C liegt, und sind mit Polymethylmethacrylat ziemlich schlecht kompatibel oder gegenseitig
mit diesem lösbar, so daß sich die Frage erhebt, wie die Verklebung an der Berührungsfläche des Kerns mit der Umhüllung zu
erreichen ist. Es wird erwartet, daß einige auf Vinyliden-Fluorid-Basis beruhende Kopolymere, wie sie z.B. in den JA-A-51-52849 und
53-60242 beschrieben sind, mit relativ geringen Kosten herstellbar sind. Obwohl diese Kopolymere ausgeglichene Eigenschaften
besitzen, werden strenge Begrenzungen auf die Anteile der Monomere gelegt werden müssen,da diese Kopolymere nicht immer für Umhüllungszwecke geeignet sind, mit Bezug auf Schmelz-Viskosität, Schmelz-Temperatur
und/oder Kristallisierungseigenschaften.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine optische Faser mit gestuftem Brechungsindex aus Kunststoff zu schaffen, die wohl
ausgeglichene Eigenschaften besitzt und mit relativ geringen Kosten
hergestellt werden kann.
Durch die vorliegende Erfindung wird eine optische Faser geschaffen
mit einem massiven zylindrischen Kern, der aus einem Polymer besteht, welches mindestens als überwiegenden Bestandteil
Methylmethacrylat enthält, und einer Umhüllungsschicht, die in enger Berührung mit dem Kern steht und aus einem Kopolymer aus
Vinyliden-Fluorid mit Hexafluoraceton gebildet ist.
Bei dem als Umhüllungsmaterial benutzten Kopolymer ist ein geeigneter
Bereich des Mol-Verhältnisses von Vinyliden-Fluorid (VDF) zu Hexafluoraceton (HFA) der Bereich von 96:4 bis 80:20.
Als Kernmaterial ist ein Homopolymer des Methylmethacrylates sehr gut geeignet, es ist jedoch auch möglich, ein Kopolymer mit einem
relativ großen Anteil von Methylmethacrylat und einem relativ kleinen Anteil eines anderen Methacrylates oder eines Acrylates
zu verwenden.
Mit Bezug auf optische Fasern, die unter Verwendung von Poly(Methylmethacrylat)
oder einem analogen Polymer als Kernmaterial hergestellt wurden, wurde festgestellt, daß ein Umhüllungsmaterial, das
die vorher erwähnten Anforderungen vollständig erfüllt, durch Kopolymerisation von HFA mit VDF in angemessenem Anteil erhalten
werden kann. Die bei dieser Erfindung benutzten VDF/HFA-Kopolymere besitzen die Etherbindung -C-O-, die im HFA ihren Ursprung hat,
in der Hauptkette des Polymers. Deswegen neigen diese Kopolymere wenig zum Kristallisieren und besitzen hohe Transparenz und Flexibilität.
Darüberhinaus sind diese Kopolymere ausgezeichnet verarbeitungsfähig
oder formfähig und können unter Bedingungen extrudiert oder geformt werden, die für die Extrudierung oder das Formen
von Poly(Methylmethacrylat) geeignet sind. Infolge der -CF,-Gruppen
als Seitenketten, zeigen die VDF/HFA-Kopolymere ausreichend kleine Brechungsindexwerte im Bereich von 1,38 bis 1,41, zeichnen sich
durch hohe chemische Stabilität und auch Witterungsfestigkeit aus. Die Schmelzpunkte dieser Kopolymere liegen unter dem Schmelzpunkt
eines VDF-Homopolymers, sind jedoch nicht geringer als 100° C,
solange der Anteil von HFA sich in dem genannten geeigneten Bereich befindet. Das bedeutet, daß die VDF/HFA-Kopolymere eine
gute thermische Stabilität besitzen und auch bei erhöhten Temperaturen haltbar sind.
HFA ist als industrielles Material nicht sehr eingeführt. Jedoch können VDF/HFA-Kopolymere zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung
mit relativ geringen Kosten hergestellt werden, da der HFA-Anteil der Kopolymere nicht mehr als 20 Mol% beträgt. Die
Kopolymerisierung von VDF mit HFA wird immer in einem flüssigen organischen Mittel ausgeführt, und das Kopolymer wird als eine
Ausfällung oder ein Niederschlag erhalten. Es ist aus diesem Grund einfach, ein VDF/HFA-Kopolymer mit sehr niedrigem Verunreinigungsanteil zu erhalten.
Für erfindungsgemäße optische Fasern bestimmte Fäden sind zäh und flexibel, und besitzen gute Verklebungseigenschaften an der Zwischenfläche
Kern/Umhüllung. Dementsprechend können die Fäden für optische Fasern Biegen und Konstriktiv - Hub (constrictive
stroking) gut überstehen.
Selbstverständlich ist es zulässig, die Außenseite der Umhüllungsschicht mit einer Schutz- oder Verstärkungsschicht zu bedecken.
Poly(Methylmethacrylat) ist das bestgeeignete Material für den
Kern einer erfindungsgemäßen Faser, und es ist möglich, hochwertiges Poly(Methylmethacrylat)Harz, wie es auf dem Markt ist, zu
verwenden. Es ist auch möglich, ein Kopolymer aus Methylmethacrylat mit einem anderen Methacrylat oder einem Acrylat einzusetzen. Beispiele
von geeignetem Komonomeren sind Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Methylacrylat,
Ethylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Im Falle eines Kopolymers ist es erforderlich, daß der Anteil von Methylmethacrylat im Kopolymer mindestens 70 Mol%
beträgt, so daß die günstigen Eigenschaften von Poly(Methylmethacrylat)
durch Kopolymerisierung nicht in bedeutsamem Maße verlorengehen .
Ein Kopolymer aus VDF mit HFA ist das für eine erfindungsgemäße optische Faser charakteristische Umhüllungsmaterial. Bei diesem
Kopolymer ist ein geeigneter Bereich des Molverhältnisses von VDF zu HFA im Bereich von 96:4 bis 80:20, und ein bevorzugter
Bereich liegt zwischen 96:4 bis 88:12. Innerhalb dem genannten Bereich des VDF/HFA-Verhältnisses fällt der Brechungsindex des
Kopolymers in den Bereich von 1,41 bis 1,38, und der Schmelzpunkt in den Bereich von etwa 100° C bis etwa 165° C. Wenn der HFA-Anteil
erhöht wird, wird das Kopolymer transparenter, und die für Schmelzen bezeichnende Spitze in einer Thermo-Analysenkurve,
wie sie durch Differential-Abtastkalorimetrie erhalten wird, wird weniger scharf. Diese Tatsachen zeigen an, daß die Kristallbildung
des PVDF durch Einführung von HFA wirksam reduziert wird. Jedoch sind VDF/HFA-Kopolymere mit einem Gehalt von weniger als 4 Mol%
HFA als Umhüllungsmaterial ungeeignet wegen der unzureichenden Transparenz, die dem übermäßigen Vorhandensein kristalliner Bestandteile
zugeschrieben wird. Andererseits besitzen VDF/HFA-Kopolymere mit mehr als 20 Mol% HFA Schmelzpunkte von weniger als
ca. 100° C oder eine derartige Wärmeerweichungstemperatur, so daß eine Begrenzung für die Verwendung von optischen Fasern mit solchen
Kopolymeren besteht.
Ein entsprechendes VDF/HFA-Kopolymer kann durch Radikal-Kopolymerisierungs-Reaktion
erzeugt werden, die in einem flüssigen organischen Medium in Anwesenheit eines öllöslichen Radikal-Polymerisations-Initiators
üblicherweise bei einer Temperatur im Bereich von etwa 00C bis etwa 70° C ausgeführt wird. Als flüssiges
organisches Medium kann entweder ein gesättigter Kohlenwasserstoff wie η-Hexan oder n-Heptan oder ein fluorhaltiges Lösungsmittel wie
Trichlortrifluorethan oder Dichlortetrafluorethan verwendet werden. Es ist unerwünscht, Wasser als flüssiges Medium für die Kopolymerisierungsreaktion
zu verwenden oder Wasser zu dem flüssigen organischen Medium hinzuzusetzen, da HFA leicht mit Wasser reagiert.
Bei der Beendigung der Radikal-Kopolymerisierungs-Reaktion ist das Reaktionssystem in Form eines Schlammes vorhanden, der ein ausgefälltes
Kopolymer enthält. Durch Filtrieren und Trocknen wird ein
Pulver aus VDF/HFA-Kopolymer erhalten mit einer zum Extrudieren
geeigneten Teilchengröße.
Mit Bezug auf Lösungen von VDF/HFA-Kopolymeren, die bei dieser
Erfindung in N, N-Dimethylacetamid verwendet werden, liegt die Intrinsikviskosität
bei 30° C im Bereich von 0,5 bis 2,0 dl/g. Die gleichen Kopolymere zeigen Schmelzindizes im Bereich von 1 bis
20 g/10 min, gemessen bei 230° C unter einer Last von 3800 g nach dem Verfahren entsprechend ASTM D 1238. Das bedeutet, daß die
Schmelzviskosität der VDF/HFA-Kopolymere dicht bei der von Poly (Methylmethacrylat) liegt. Die VDF/HFA-Kopolymere besitzen eine
ausgezeichnete thermische Stabilität und auch Witterungsfestigkeit. Proben solcher Kopolymere wurden einem beschleunigten Bewitterungstest
während mehr als 10 00 Stunden unterzogen, es wurde jedoch keine Änderung des Aussehens der Proben festgestellt. Normalerweise
wird eine erfindungsgemäße optische Faser durch ein Schmelz-Extrudier-Verfahren
mit Verwendung eines Extruders hergestellt, der zwei Extrudierzylinder und eine Extrudierform-Spinndüseneinheit
besitzt, so ausgelegt, daß der Kern und die Umhüllung gleichzeitig geformt werden. Auf Grundlage von Versuchen wurde gezeigt, daß
hochtransparente optische Fasern der erfindungsgemäßen Art durch ein simultanes Extrudierverfahren erzeugt werden können, und diese
optischen Fasern wurden als vollständig zufriedenstellend bestätigt mit Bezug auf die Dichte und Festigkeit der Verklebung an der Zwischenfläche
Kern/Umhüllung und zwar durch Biege- und Konstriktiv-Hub-Tests
und durch Beobachtung der Schnittstellen von abgetrennten Fasern.
Es ist auch möglich, eine erfindungsgemäße optische Faser dadurch zu erzeugenί daß ein Faden aus Poly(Methylmethacrylat) mit einer
Lösung eines VDF/HFA-Kopolymers beschichtet wird. Dies ist deswegen
möglich, weil VDF/HFA-Kopolymere mit einem Anteil von mindestens 4 Mol% HFA in üblichen Ketonen und Estern wie Aceton, Methylethylketon
und Ethylacetat leicht löslich sind.
Die Erfindung wird weiter durch die folgenden, nicht als Begrenzung
gedachten Ausführungsbexspxele dargestellt.
Ausführungsbeispiel 1:
Zuerst wurden 17 Liter 1,1,2-Trichlor-l,2,2-Trifluorethan (weiter
als F-113 bezeichnet) und 150 g einer 4,5%igen Lösung von
Hexafluorbutyryl-Peroxid in F-113 in einen 34 1-Autoklaven aus
Edelstahl hineingegeben, der mit einem Rührer versehen war, und vorher getrocknet wurde. Nach dem vollständigen Ersetzen der
Gasatmosphäre im Autoklaven durch gasförmigen Stickstoff wurde der Autoklav-Innendruck auf 200 mmHg reduziert. Dann wurden
1655 g HFA-Monomer in den Autoklaven eingeführt und danach 1690 g VDF-Monomer. Damit betrug das Molverhältnis HFA/VDF
28:72. Durch Betreiben des Rührers wurden die Monomere im Autoklaven bei 20° einer Radikal-Kopolymerxsxerungsreaktion während
24 h unterzogen. Der Druck (Überdruck) im Autoklaven betrug 4,5 kg/cm2 beim Beginn der Reaktion und wurde auf 1,1 kg/cm2 am Ende
der Reaktion erniedrigt. Nach der Reaktion wurde ein unreagierter HFA-Anteil durch Absorption in Wasser entfernt. Der das ausgefällte
Kopolymer enthaltende Schlamm wurde zentrifugiert, und das abgetrennte Präzipitat unter Vakuum bei 60° C getrocknet. Die Ausbeute
des bei diesem Verfahren erhaltenen VDF/HFA-Kopolymerpulvers betrug
4 9 %.
Durch Elementaranalyse mit Bezug auf Kohlenstoff wurde das Molverhältnis
von VDF zu HFA bei diesem Kopolymer als 91,0:9,0 bestimmt. Der Schmelzpunkt dieses Kopolymeres wurde durch Differentialabtastkalorimetrie
auf 122° C bestimmt. Die Intrinsic-Viskosität (i\) einer Lösung dieses Kopolymeres in N,N-Dimethylacetamid
betrug 1,10 dl/g bei 30° C. Dieses Kopolymer besaß ein spezifisches Gewicht von 1,79 und zeigte einen Schmelzindex
von 4,14 g/10 min, gemessen bei 230° C bei einer Belastung von 3800 g nach dem Verfahren gemäß ASTM D 1238.
Das VDF/HFA-Kopolymer wurde zu einer Schicht mit einer Stärke von
etwa 100 μΐη druckverformt. Diese Schicht war zäh und transparent.
Durch Messen der Kopolymerschicht in einem Absorptionsspektrometer im Ultraviolett- und im sichtbaren Bereich wurde keine Absorption
im Wellenlängenbereich von 210 bis 800 nm beobachtet. Durch Messung mit dem Abbe-Refraktometer Typ II unter Benutzung der Natrium-
D-Linie und Methyl-Salizylat als Zwischenflüssigkeit wurde der Brechungsindex der Kopolymerschicht zu 1,393 bestimmt.
Es wurde bestätigt, daß das VDF/HFA-Kopolymer sowohl in saurer
wie in alkalischer Umgebung stabil ist durch einen chemischen Widerstandstest, der allgemein entsprechend ASTM D 543 ausgeführt
wurde. Bei einem beschleunigten Bewitterungstest unter Verwendung eines Sonnenschein -Witterungsmeters, wurde keine Änderung des
Aussehens der Kopolymerproben nach Verlauf von 1000 h festgestellt. Die Formbarkeit dieses Kopolymers wurde unter Verwendung eines
Extruders mit einem Zylinderdurchmesser von 30 mm geprüft. Die Extrudierung des Kopolymers in Stäbe und Schichten wurde ohne
Schwierigkeit durchgeführt, und die erhaltenen Stäbe und Schichten waren alle farblos und transparent. Diese Untersuchung zeigte, daß
das Kopolymer auch bei der Verarbeitung ausgezeichnet thermisch stabil war.
Zur Erzeugung einer optischen Faser unter Verwendung dieses VDF/ HFA-Kopolymeres als Umhüllungsmaterial wurde ein handelsübliches
Poly(Methylmethacrylat)-Harz mit einem Schmelzindex von 4 g/10 min
bei 230° C als Kernmaterial verwendet. Ein Faden für optische Fasern mit einem Durchmesser von 1,0 mm wurde durch einen Extrudiervorgang
mit einem mit einer Formspinndüseneinheit ausgerüsteten Extruder erhalten, der gleichzeitig Kern und Umhüllung formen kann. Sowohl
das Kernmaterial als auch das Umhüllungsmaterial wurden bei 230° C extrudiert. Ein·Durchstrahlversuch mit dieser optischen Faser ergab
eine Durchlässigkeit von weißem Licht, das von eienr Wolframlampe abgegeben war, von 72 % über einen Weg von 50 cm.
Ausführungsbeispiel 2:
Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie im Ausführungsbeispiel
1 wurden 1250 g HFA und 1900 g VDF einer Radikal-Kopolymerisation in einem Gemisch aus 17 1 F-113 und 150 g einer 4,5%igen
Lösung von Hexaf luorbutyrylperoxid in F-113 unterworfen. Damit betrug das Molverhältnis
HFArVDF 20:80. Die Reaktion wurde bei 20° in 24 h ausgeführt. Der
Druck (Überdruck) im Autoklaven betrug 5,0 kg/cm2 zum Reaktionsbeginn
und verringerte sich auf 1,0 kg/cm2 zum Ende der Reaktion. Die Ausbeute
von VDF/HFA-Kopolymerpulver bei diesem Vorgang betrug 58,7 %.
Durch Elementaranalyse mit Bezug auf Kohlenstoff wurde das Molverhältnis
VDF zu HFA bei diesem Kopolymer zu 92,8:7,2 bestimmt. Das Kopolymer besaß ein spezifisches Gewicht von 1,77 und einen
Schmelzpunkt von 131° C und zeigte einen Schmelzindex von 1,03 g/10 min bei 230° C. Die Intrinsik-Viskosität einer Lösung dieses
Kopolymers in Ν,Ν-Dimethylacetamid betrug 1,31 dl/g bei 30° C.
Dieses VDF/HFA-Kopolymer wurde zu einer 100 μπι starken Schicht
druckverformt/ diese Schicht war transparent und zeigte einen Brechungsindex
von 1,398. Die anderen Eigenschaften dieses Kopolymeres waren fast gleich denen des nach Ausführungsbeispiel 1 dargestellten
VDF/HFA-Kopolymers.
Unter Verwendung dieses Kopolymeres als Umhüllungsmaterial und des
in Ausführungsbeispiel 1 erwähnten Poly(Methylmethacrylat)-Harzes als Kernmaterial wurde ein Faden für optische Fasern mit einem Durchmesser
von 1,0 mm mit dem in Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen Extrudierverfahren erzeugt. Durch diese optische Faser betrug die
Durchlässigkeit von weißem Licht aus einer Wolframlampe 69 % über eine Entfernung von 50 cm.
Ausführungsbeispiel 3:
Zuerst wurden 350 ml F-113 und 0,32 g Diisopropylperoxydicarbonat
in einen 500 ml-Autoklaven aus Edelstahl eingeladen, der mit einem
Rührer versehen war und vorher getrocknet wurde. Nach vollständiger Ersetzung der Gasatmosphäre im Autoklaven durch gasförmigen Stickstoff
wurde der Autoklav auf -78° C abgekühlt und der Innendruck auf weniger als 10 mmHg erniedrigt. Dann wurden 35,10 g HFA-Monomer
und 53,07 g VDF-Monomer in den Autoklaven eingeführt. Damit betrug
das Molverhältnis HFA/VDF 20:80. Die Temperatur des Reaktionssystems wurde auf 40° C angehoben, und bei dieser Temperatur wurden
die Monomere im Autoklaven einer Radikal-Kopoiymerisationsreaktion während 24 h unterworfen. Der Druck (Überdruck) im Autoklaven betrug
7,8 kg/cm2 beim Beginn der Reaktion und ermäßigte sich auf 1,8 kg/cm2 zum Ende der Reaktion.
Nach der Reaktion wurden unreagierte Anteile der Monomere entfernt,
und der das ausgefällte Kopolymer enthaltende Schlamm in Methanol gegossen. Das Precipitat wurde durch Filtrieren abgetrennt
und getrocknet, um ein VDF/HFA-Kopolymerpulver zu erhalten.
Die Ausbeute an Kopolymer betrug 53,2 %.
Durch Elementaranalyse mit Bezug auf Kohlenstoff wurde das Molverhältnis
VDF zu HFA bei diesem Kopolymer zu 97,1:8,3 bestimmt. Dieses Kopolymer besaß einen Schmelzpunkt von 126° C und zeigte
einen Schmelzindex von 13,2 g/10 min, gemessen bei 230° und einer Belastung von 4160 g nach dem Verfahren gemäß ASTM D 1238. Die
Intrinsic-Viskosität (^) einer Lösung dieses Kopolymeres in N,N-Dimethylacetamid
betrug 0,84 dl/g bei 30° C.
Dieses VDF/HFA-Kopolymer wurde bei 230° C zu einer 100 μΐη starken
Schicht druckverformt, die transparent war und einen Brechungsindex
von 1,395 aufwies.
Unter Verwendung dieses Kopolymeres als Umhüllungsmaterial und eines handelsüblichen Poly(Methylmethacrylat)-Harzes, das einen
Schmelzindex von 10 g/10 min bei 230° C zeigte, als Kernmaterial, wurde ein Faden für optische Fasern mit einem Durchmesser von 1,0
mm durch das in Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Extrudierverfahren
erzeugt. Durch diesen Faden für optische Fasern betrug die Durchlässigkeit weißen Lichtes aus einer Wolframlampe 74 % über
einen Weg von 50 cm.
Aus führungsbei spie1 4:
Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung und des gleichen Vorganges
wie in Ausführungsbeispiel 3 wurden 35,61 g HFA und 55,87 g VDF einer Radikalkopolymerisierungsreaktion in einem Gemisch von 350
ml F-113 und 0,43 g t-Butylperoxyd-2-Ethylhexanoat unterworfen.
Damit betrug das Molverhältnis HFA/VDF 20:80. Die Reaktion wurde bei 65° C während 24 h ausgeführt. Der Druck (Überdruck) im Autoklaven
betrug 12,7 kg/cm2 beim Beginn der Reaktion und verminderte sich auf 7,8 kg/cm2 zum Ende der Reaktion. Die Ausbeute des durch
dieses Verfahren erhaltenen VDF/HFA-Kopolymerpulvers betrug
36,6 %.
Durch Elementaranalyse mit Bezug auf Kohlenstoff wurde das Molarverhältnis
von VDF zu HFA bei diesem Kopolymer zu 93,4:6,6 bestimmt.
Dieses Kopolymer besaß einen Schmelzpunkt von 130° C und zeigte einen Schmelzindex von 18,5 g/10 min bei 230° C. Die Intrinsic-Viskosität
einer Lösung des Kopolymers in Ν,Ν-Dimethylacetamid betrug
0,67 dl/g bei 30° C. Eine durch Druckverformen bei 230° C erhaltene Schicht aus diesem Kopolymer zeigte einen Brechungsindex
von 1,400.
Unter Verwendung dieses VDF/HFA-Kopolymeres als Umhüllungsmaterial
und des in Ausführungsbeispiel 3 erwähnten Poly(Methylmethacrylat)-Harzes
als Kernmaterial wurde ein Faden für optische Fasern mit einem Durchmesser von 1,0 mm durch das gleiche Extrudierverfahren
wie in Ausführungsbeispiel 1 erzeugt. Durch diesen Faden für optische Fasern betrug die Durchlässigkeit von weißem Licht von einer Wolframlampe
68 % über einem Abstand von 50 cm.
Ausführungsbeispiel 5:
Das in Ausführungsbeispiel 1 dargestellte VDF/HFA-Kopolymer wurde
in Ethylacetat aufgelöst und eine Lösung mit 20 Gew% erhalten. Mit einem Rotations-Viskometer des Typs B wurde die Viskosität dieser
Lösung bei 27° C zu 180 cp bestimmt.
Ein Faden aus Poly(Methylmethacrylat) mit einem Durchmesser von
0,8 mm wurde in die Kopolymerlösung eingetaucht. Der mit der Lösung bedeckte Faden wurde zum vollständigen Verdampfen des Lösungsmittels
getrocknet. Es ergab sich ein vollständig mit dem VDF/HFA-Kopolymer umhüllter Faden. Durch dieses einfache Verfahren wurde ein Faden
für optische Fasern erzielt. Durch diesen Faden für optische Fasern war die Durchlässigkeit weißen Lichtes von einer Wolframlampe 70 %
über einen Abstand von 50 cm.
BAD ORIGINAL
Claims (6)
1. Optische Faser, gekennzeichnet durch einen massiven zylindrischen Kern, der aus einem Polymer .gebildet
ist, bei dem mindestens ein Hauptbestandteil Methylmethacrylat ist, und
einer Umhüllungsschicht, die in enger Berührung mit dem Kern steht und aus einem Kopolymer von Vinyliden-Fluorid mit
Hexafluoraceton gebildet ist.
2. Optische Faser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis von Vinyliden-Fluorid
zu Hexafluoraceton bei dem Kopolymer im Bereich von 96:4 bis 80:20 liegt.
MANITZ · FINSTERWALD · HEYN ■ MORGAN · 8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE 1 · TEL. (0 89) 22 4211 · TELEX 5 29 672 PATMF ■ FAX (0 89) 29 75 75
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PAVPP VCDClMOD AMI/ . ιιίΊκΛ-'- - —
- - - -
3. Optische Faser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis im Bereich von
96:4 bis 88:12 liegt.
4. Optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Polymer des Kernmaterials
ein Homopolymer von Vinyliden-Fluorid ist.
5. Optische Faser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichn et, daß das Polymer als Kernmaterial
ein Kopolymer von Methylmethacrylat mit einem Methacrylat oder Acrylat ist, das aus der aus Ethylmethacrylat,
n-Propylmethacrylat, N-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat,
Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat,
n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat bestehenden
Gruppe ausgewählt ist.
6. Optische Faser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Methylmethacrylat mindestens
70 Mol-% des Kernmaterial-Kopolymers einnimmt.
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