DE3913519C2 - UV-Aushärtesystem für optische Fasern - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein UV-Aushärtesystem zum
Aushärten einer auf eine optische Faser aufgebrachten,
UV-aushärtbaren Kunststoffbeschichtung mit einem eine
UV-Lichtquelle aufweisenden rohrförmigen
UV-Bestrahlungssystem.
Optische Fasern werden in bekannter Weise dadurch
hergestellt, daß sie beispielsweise aus einer Vorform
gezogen und in einer anschließenden Kühlstrecke auf eine
Temperatur gebracht werden, bei der eine Beschichtung mit
organischen Harzen erfolgen kann. Üblicherweise werden
mehrere Kunststoffschichten aufgebracht. Für eine
Beschichtung besonders geeignet sind UV-aushärtbare
Kunststoffe. Vor dem Aufbringen einer UV-aushärtbaren
Schicht kann beispielsweise auch eine geeignete härtbare
Flüssigkeit aufgebracht werden, die durch verdampfende
Lösungsmittel oder unter direkter Einwirkung der hohen
Fasertemperatur aushärtet. Die Vorrichtung, die es
gestattet, die optische Faser mit einer Flüssigkeit zu
beschichten, ist ein Topf, der an seinem unteren Ende
eine zentrische Öffnung hat und mit der Flüssigkeit
gefüllt ist, und durch den die Faser in Richtung von oben
nach unten hindurchgezogen wird.
Das Aushärten einer flüssigen Kunststoffschicht ist in
vielen Fällen der geschwindigkeitsbestimmende Schritt
beim Herstellen optischer Fasern. Um die Geschwindigkeit,
mit der die Faser beschichtet wird, zu erhöhen, kann man
die Strecke, längs der die Aushärtung erfolgt, zu erhöhen
versuchen, stößt jedoch bald auf räumliche Grenzen.
Rohrförmige UV-Bestrahlungssysteme, durch die eine mit
einer UV-aushärtbaren Kunststoffbeschichtung versehene
optische Faser hindurchgeführt und ihre Beschichtung
dabei ausgehärtet wird, wie gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
vorgesehen, sind in der DE 24 59 320 B1, der
US-PS 4,636,405 und der EP 0 314 174 A1 beschrieben. Als
UV-Lichtquellen zur Aushärtung der Beschichtung werden im
allgemeinen stabförmige UV-Lampen mit hoher UV-Strahlung
verwendet. Durch die Anordnung von zusätzlichen Spiegeln
in dem rohrförmigen Gehäuse eines solchen
UV-Bestrahlungssystems soll erreicht werden, daß die
optische Faser mit höherer Intensität und möglichst
gleichmäßig mit UV-Licht bestrahlt wird und sich daher
bei unverändertem Aushärtegrad der Beschichtung die
Durchlaufgeschwindigkeit der Faser durch das
UV-Bestrahlungssystem erhöhen läßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim
Hindurchführen der Faser durch ein UV-Aushärtesystem die
Trocknungsgeschwindigkeit einer aus einem UV-aushärtbaren
Kunststoff ausgebildeten Beschichtung der optischen Faser
weiter zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird bei einem UV-Aushärtesystem der
eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung gelöst,
indem die UV-Lichtquelle ein Entladungsgefäß mit einem
die optische Faser konzentrisch umgebenden doppelwandigen
Rohr aufweist und das doppelwandige Rohr mit einem durch
Energiezufuhr anregbaren
Gas zum Aussenden von UV-Strahlung gefüllt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen beschrieben.
Das erfindungsgemäße UV-Aushärtesystem eignet sich
insbesondere für die Beschichtung von Quarzglasfasern für
optische Zwecke. Durch die erste Beschichtung wird die
Oberfläche der frisch gezogenen Quarzglasfaser
versiegelt. Mindestens eine weitere Schicht wird zum
Zwecke der besseren Handhabbarkeit und der mechanischen
Festigkeit aufgebracht.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung hat ein
konzentrisch zur Faser angeordnetes doppelwandiges Rohr,
dessen Füllgas von einer elektromagnetischen Mikrowelle
zum Aussenden von UV-Strahlung angeregt wird.
Vorzugsweise ist der Mikrowellensender ein Klystron oder
Magnetron. Das sich in dem doppelwandigen Rohr befindende
Gas kann auch infolge direkten Stromdurchgangs zum
Aussenden von UV-Strahlung veranlaßt werden. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung ist der apparative Aufwand
wesentlich geringer, da kein Hochfrequenzerzeuger
benötigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 ein doppelwandiges Entladungsgefäß mit innerem
Kühlmantel im Schnitt,
Fig. 2 eine im wesentlichen perspektivische Ansicht einer
Vorrichtung zur Hochfrequenzanregung.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung zeigt ein
Entladungsgefäß 1 mit Elektroden 2, 2, welche der
Stromzuführung dienen. Durch den Stromfluß zwischen den
Elektroden entsteht in einem Raum 4, der beispielweise
mit einem verdünnten Gas gefüllt ist, bei geeigneter Wahl
der Gaszusammensetzung, des Druckes und der elektrischen
Spannung zwischen den Elektroden 2, 2′ eine UV-Strahlung.
Diese UV-Strahlung wird allseitig abgegeben und trifft
auch auf eine optische Faser 3. Diese Faser 3 ist mit
einem Kunststoff beschichtet, der durch die UV-Strahlung
ausgehärtet wird. Zur Kühlung der Anordnung ist ein mit
Wasser gekühlter Mantel 5 vorgesehen. Die Kühlmittel und
Wandungen sind so ausgebildet, daß sie möglichst wenig
UV-Strahlung absorbieren. Beispielsweise besteht das
ganze Entladungsgefäß 1 aus Quarzglas. Um die ganze
Anordnung sind konzentrische Spiegel angebracht, welche
die nach außen dringende Strahlung auf die Faser
konzentrieren.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, daß mit Hilfe eines oder mehrerer
Magnetrons in einem Entladungsgefäß 1 ein Hochfrequenz-
Plasma angeregt wird, so daß eine zur beschichteten Faser
konzentrische Gasentladung entsteht, welche ein
geeignetes UV-Strahlungsspektrum abgibt.
In der Fig. 2 sind zwei Klystrons 6 und 9 dargestellt,
welche eine Hochfrequenzquelle H, einen Zirkulator Z,
einen Kurzschlußschieber KS und eine Öffnung im
Resonatorgehäuse aufweisen. Die durchgehende Öffnung ist
zylindrisch ausgebildet und zur Aufnahme des
Entladungsrohres 7 vorgesehen. Das Entladungsrohr 7
enthält beispielsweise ein Edelgas, das unter geeignetem
Füllgasdruck steht. Seitlich an dem mittleren Teil des
Resonators schließt sich im allgemeinen eine
Einwegleitung an, welche in Fig. 2 nicht dargestellt ist.
Auch hier können wieder Spiegelsysteme in den Resonatoren
das Abstrahlen der UV-Energie in Richtung auf die
optische Faser 3 unterstützen. In einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise drei
symmetrisch angeordnete Magnetrons vorgesehen. Die
Gasfüllung im Entladungsrohr 7 ist so gewählt, daß ein
zur Aushärtung der Kunststoffbeschichtung der Faser 3
günstiger UV-Strahlungsbereich bevorzugt angeregt wird.
Die Entladungsgefäße 1 bestehen normalerweise aus
konzentrischen Rohren, an deren Innenseite ein Kühlmantel
vorgesehen ist. Durch diesen Kühlmantel zirkuliert eine
Flüssigkeit, welche im Falle der Hochfrequenz-Anregung
eine geringe HF-Absorption aufweist und beispielsweise
aus destilliertem Wasser besteht.
Claims (10)
1. UV-Aushärtesystem zum Aushärten einer auf eine
optische Faser aufgebrachten, UV-aushärtbaren
Kunststoffbeschichtung mit einem eine UV-Lichtquelle
aufweisenden rohrförmigen UV-Bestrahlungssystem,
dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Lichtquelle ein
Entladungsgefäß (1) mit einem die optische Faser (3)
konzentrisch umgebenden doppelwandigen Rohr aufweist
und das doppelwandige Rohr mit einem durch
Energiezufuhr anregbaren Gas zum Aussenden von UV-Strahlung
gefüllt ist.
2. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Anregung des Gases
elektrodenlos Hochfrequenz-Energie zuführbar ist.
3. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Anregung des Gases
elektrische Energie über Elektroden (2, 2′)
zuführbar ist.
4. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß (1)
aus Quarzglas besteht.
5. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß um ein als
Faserschutzrohr ausgebildetes inneres Rohr ein
Kühlmantel (5) vorgesehen ist.
6. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Kühlung ein
Kühlmittel mit geringer Mikrowellenabsorption
vorgesehen ist.
7. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß als Kühlmittel destilliertes
Wasser vorgesehen ist.
8. UV-Aushärtesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß konzentrische Spiegel
zum Konzentrieren der UV-Strahlung auf die Faser (3)
vorgesehen sind.
9. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Zufuhr der Hochfrequenz-
Energie ein Magnetron oder Klystron (6, 9)
vorgesehen ist.
10. UV-Aushärtesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Zufuhr der Hochfrequenz-
Energie drei symmetrisch angeordnete Magnetrons oder
Klystrons (6, 9) vorgesehen sind.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KABEL RHEYDT AG, 4050 MOENCHENGLADBACH, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
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