DE4229431C1 - Light waveguide strip prodn. - using UV lamp contg. nitrogen@-flushed quartz tube to reduce oxygen@ content on hardening - Google Patents

Light waveguide strip prodn. - using UV lamp contg. nitrogen@-flushed quartz tube to reduce oxygen@ content on hardening

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Abstract

Prodn. of light waveguide strip (LB1) contg. several light wave guides (LW1 to LW4) is claimed, in which the strip (LB1) is transported, after coating to harden it, via a UV lamp (L1) having an N2-flushed quartz tube (QU). The novelty is that the N2 is blown onto one side of the tube (QU) and sucked off on the other side. A small amt. of pressure is applied in the tube (QU). ADVANTAGE - Amt. of O2 is reduced on hardening.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine UV-Lampe zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a UV lamp to carry out the process.

Ein solches Verfahren ist aus der EP 04 38 668 A2 bekannt. Eine solche UV-Lampe ist durch den UV-Strahler DRF10B/W der Firma Fusion bekannt.Such a method is known from EP 04 38 668 A2. Such a UV lamp is thanks to the DRF10B / W UV lamp known by the company Fusion.

Aus der EP 1 05 563 A1 ist ein Verfahren zum Ziehen einer optischen Faser aus einer festen Vorform bekannt.EP 1 05 563 A1 describes a method for pulling a optical fiber from a solid preform known.

Aus der EP 2 18 244 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Faser aus einer Schmelze bekannt, bei dem die Oberfläche der Faser mit einem Harz beschichtet und mit UV-Licht getrocknet wird.EP 2 18 244 A2 describes a process for the production an optical fiber from a melt known in which the surface of the fiber coated with a resin and is dried with UV light.

Aus der DE 38 29 428 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiter-Flachbandes bekannt, bei dem ein Kleber und Deckschichten in einer Härteeinrichtung ausge­ härtet werden.DE 38 29 428 A1 describes a process for the production of a fiber optic ribbon known in which a Glue and cover layers in a hardening device be hardened.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem Verfah­ ren der eingangs genannten Art den Sauerstoffgehalt bei der Aushärtung zu reduzieren bzw. eine UV-Lampe hierfür anzugeben.The object of the invention is based on a method ren of the type mentioned in the oxygen content to reduce curing or a UV lamp for this specify.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patent­ ansprüchen 1 bzw. 3 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the in the patent claims 1 and 3 specified features solved.

Bei der Erfindung wird der Blasdruck in vorteilhafter Weise auf einen solchen Wert eingestellt, bei dem im Quarz­ rohr ein leichter Überdruck herrscht, so daß ein Eindrin­ gen des Luftsauerstoffes verhindert wird. Der eingeblasene Stickstoff verdrängt den Luftsauerstoff aus dem Quarzrohr und erzeugt so eine inerte Atmosphäre, die die Bindung der freien Radikale an den Luftsauerstoff erheblich reduziert. Dadurch werden Lichtwellenleiter-Bändchen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften erhalten.In the invention, the blowing pressure becomes more advantageous Way set to such a value in which in the quartz pipe there is a slight overpressure, so that a penetration  against atmospheric oxygen is prevented. The blown Nitrogen displaces the atmospheric oxygen from the quartz tube creating an inert atmosphere that binds the free radicals on atmospheric oxygen are significantly reduced. As a result, fiber optic tapes are improved mechanical properties obtained.

Durch die Erfindung kann in vorteilhafter Weise bei be­ stimmten Durchflußmengen von Stickstoff die Haftreibung der Oberflächen der Lichtwellenleiter-Bändchen erheblich reduziert werden. Es können auch zwei gleiche Beschichtun­ gen des Lichtwellenleiter-Bändchens, wenn sie getrennt ausgehärtet wurden, mit geringen Kräften getrennt werden. By the invention can be advantageously in be flow rates of nitrogen matched the static friction of the surfaces of the optical fiber ribbon considerably be reduced. Two identical coatings can also be used against the fiber optic ribbon when separated have been cured, separated with low forces.  

Dies ist beispielsweise bei Lichtwellenleiter-Bändchen mit 8 Lichtwellenleitern gefordert.This is, for example, in the case of optical fiber ribbon required with 8 optical fibers.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Dabei zeigenIn the following the invention with reference to one in the drawing described illustrated embodiment. Show

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung einer Einrichtung zur Her­ stellung von Lichtwellenleiter-Bändchen, Fig. 1 is an overall view of a device for Her position of optical fiber ribbon,

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgebildete UV-Lampe im Detail, Fig. 2 is an inventively constructed UV lamp in detail,

Fig. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit des Luftsauerstoffgehaltes von der Durchflußmenge des Stickstoffs, Fig. 3 is a diagram for explaining the function of the oxygen content of the flow rate of nitrogen

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Haft- bzw. Gleitreibung von der Durchflußmenge des Stickstoffs bzw. anderen Gleitmitteln, Fig. 4 is a diagram for explaining the dependence of adhesion and sliding friction of the flow rate of the nitrogen or other lubricants,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Dämpfungsänderung bei 1300 nm von der Durchfluß­ menge des Stickstoffs, und Fig. 5 is a diagram for explaining the dependence of the change in attenuation at 1300 nm on the flow rate of nitrogen, and

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Abhängigkeit der Dämpfungsänderung bei 1550 nm von der Durchfluß­ menge des Stickstoffs. Fig. 6 is a diagram for explaining the dependence of the change in attenuation at 1550 nm on the flow rate of nitrogen.

Bei der Einrichtung zur Herstellung eines Lichtwellenlei­ ter-Bändchens nach Fig. 1 ist vorausgesetzt, daß dieses Lichtwellenleiter-Bändchen 4 Lichtwellenleiter enthalten soll. Demzufolge sind 4 Vorratsspulen SP1 bis SP4 vorge­ sehen, von denen Lichtwellenleiter LW1 bis LW4 abgezogen werden und im wesentlichen parallel (mit LW14 bezeichnet) zu einer Beschichtungseinrichtung BE1 gelangen.In the device for producing a Lichtwellenlei ter-ribbon according to Fig. 1 it is assumed that this optical fiber ribbon should contain 4 optical fibers. Accordingly, 4 supply coils SP1 to SP4 are easily seen, from which optical fibers LW1 to LW4 are withdrawn and arrive in parallel (designated LW14) with a coating device BE1.

In der (ersten) Beschichtungseinrichtung BE1 werden die Lichtwellenleiter LW14 mit einem entsprechenden Beschich­ tungsmaterial aus Kunststoff versehen. Im vorliegenden Beispiel ist ein Vorratsbehälter CN1 vorgesehen, in dem das Beschichtungsmaterial (bevorzugt in Form eines härt­ baren Harzes) untergebracht ist. Über eine Schlauchleitung SL1 wird das Beschichtungsmaterial einem Heizbehälter HC1 zugeführt, von wo aus es direkt auf die 4 Lichtwellen­ leiter LW14 aufgebracht wird. Nach der erfolgenden Aushär­ tung, insbesondere beschleunigt durch eine UV-Lampe UL1, liegt ein Lichtwellenleiter-Bändchen LB1 vor, das im vorliegenden Fall einer zweiten Beschichtungseinrichtung BE2 zugeführt wird. Auch hier sind ein Vorratsbehälter CN2 für das Beschichtungsmaterial, eine Schlauchleitung SL2 und ein heizbarer Vorratsbehälter HC2 vorgesehen, wobei anschließend eine UV-Lampe UL2 die Aushärtung des Beschichtungsmaterials bewirkt, so daß das endgültige Lichtwellenleiter-Bändchen LB2 vorliegt. Dieses wird über einen Scheibenabzug RA und eine Meßeinrichtung ME einer Aufwickeltrommel AT zugeführt.In the (first) coating device BE1 the Optical fiber LW14 with a corresponding coating plastic material. In the present For example, a reservoir CN1 is provided in which  the coating material (preferably in the form of a hard baren Harz) is housed. Via a hose line SL1 the coating material is a heating tank HC1 fed from where it goes directly to the 4 light waves conductor LW14 is applied. After the curing tion, in particular accelerated by a UV lamp UL1, there is an optical fiber ribbon LB1, which in the present case of a second coating device BE2 is supplied. Here too there is a CN2 reservoir for the coating material, a hose line SL2 and a heatable storage container HC2 is provided, wherein then a UV lamp UL2 curing the Coating material causes so that the final Optical fiber ribbon LB2 is present. This is about a disc trigger RA and a measuring device ME one Winding drum AT supplied.

In Fig. 2 sind schematisch Einzelheiten der UV-Lampe UL1 dargestellt. Die UV-Lampe UL2 kann gleichartig aufgebaut sein.Details of the UV lamp UL1 are shown schematically in FIG . The UV lamp UL2 can be constructed in the same way.

Die UV-Lampe UL1 weist im wesentlichen ein Quarzrohr QU auf, welches für UV-Licht durchlässig ist. Bei der Bestrahlung mit einer schematisch angedeuteten Lampe LA für UV-Licht entstehen im Inneren des Quarzrohrs QU Tempe­ raturen im Bereich von 500 bis 600 Grad.The UV lamp UL1 essentially has a quartz tube QU which is transparent to UV light. In the Irradiation with a schematically indicated lamp LA for UV light, QU Tempe is created inside the quartz tube temperatures in the range of 500 to 600 degrees.

Das Quarzrohr QU weist in Durchlaufrichtung (angedeutet durch Pfeil PF) eingangsseitig eine UV-Lichtschleuse UVL1, und ausgangsseitig eine weitere UV-Lichtschleuse UVL2 auf. Von der Eingangsseite her wird das Lichtwellenleiter-Bänd­ chen LB1 über die beiden Lichtschleusen UVL1, 2 und durch die UV-Lampe UL1 transportiert. The quartz tube QU points in the direction of flow (indicated by arrow PF) a UV light lock UVL1 on the input side, and on the output side another UV light lock UVL2. The fiber optic ribbon is from the input side Chen LB1 over the two light locks UVL1, 2 and through the UV lamp UL1 transported.  

Erfindungsgemäß weist die UV-Lampe UL1 eine Einblasvor­ richtung EV auf, über die in axialer Richtung Stickstoff in das Quarzrohr QU eingeblasen wird. An der Ausgangsseite des Quarzrohres QU ist eine Absaugvorrichtung AV vorgese­ hen, über die in axialer oder auch in radialer Richtung der eingeblasene Stickstoff aus dem Quarzrohr QU abgesaugt wird.According to the invention, the UV lamp UL1 has an injection direction EV, over which in the axial direction nitrogen is blown into the quartz tube QU. On the exit side the quartz tube QU is a suction device AV vorese hen, about in the axial or radial direction the injected nitrogen is sucked out of the quartz tube QU becomes.

Das Quarzrohr QU hat beispielsweise einen Innendurch­ messer von etwa 20 mm und eine Länge von etwa 310 mm. Die Absaugvorrichtung AV erzeugt beispielsweise einen geringen Unterdruck von einigen hundertsteln bar.The quartz tube QU has an inside through, for example knife of about 20 mm and a length of about 310 mm. The Suction device AV produces, for example, a small one Negative pressure of a few hundredths of a bar.

Erfindungsgemäß wird der Stickstoff über die Einblasvor­ richtung EV mit einem solchen Blasdruck in das Quarzrohr QU eingeblasen, bei dem im Quarzrohr QU ein geringfügiger Überdruck, insbesondere von etwa 2/100-8/100 bar ent­ steht.According to the invention, the nitrogen is blown in via the injection direction EV with such a blowing pressure in the quartz tube QU blown in, in the quartz tube QU a slight Overpressure, especially from about 2 / 100-8 / 100 bar ent stands.

In Fig. 3 ist der Zusammenhang zwischen dem Gehalt des Luftsauerstoffes im Quarzrohr QU und der Durchflußmenge des Stickstoffs durch das Quarzrohr QU in l/min darge­ stellt. Dabei ist zu entnehmen, daß der Gehalt des Luftsauerstoffes bei einer Durchflußmenge von 15 bis 20 l/min vom Prozentbereich in den ppm-Bereich (einige 10-5%) plötzlich steil abfällt.In Fig. 3, the relationship between the content of atmospheric oxygen in the quartz tube QU and the flow rate of nitrogen through the quartz tube QU in l / min is Darge. It can be seen that the content of atmospheric oxygen suddenly drops sharply at a flow rate of 15 to 20 l / min from the percentage range to the ppm range (some 10 -5 %).

Hierdurch wird ein deutlicher Abfall der Haftreibung der Bändchenoberflächen erreicht.This will cause a significant drop in static friction Ribbon surfaces reached.

In Fig. 4 ist dieser Zusammenhang zwischen der Haftreibung und der Oberflächenbehandlung der Bändchen dargestellt. Die Haftreibungswerte wurden hierbei bei einem Belastungs­ gewicht von 4 Nm am Lichtwellenleiter-Bändchen über eine Umlenkwinkel von 180° (z. B. in der Meßeinrichtung ME) ge­ messen. Hierbei tritt bei einer Vergrößerung der Durch­ flußmenge von 10 auf 20 l/min Stickstoff im Quarzrohr QU ein unerwartet deutlicher Abfall der Haftreibung von ca. 30 N auf 10 bis 12 N ein. Die notwendige Durchfluß­ menge des Stickstoffs bzw. dessen notwendiger Blasdruck lassen sich in einfacher Weise feststellen. So kann z. B. beim Anfahrvorgang der Fertigungslinie zunächst mit gerin­ gerem Blasdruck gearbeitet werden, wobei fortlaufend die Haftreibungswerte (z. B. in der Meßrichtung ME) gemessen werden. Dann wird der Blasdruck langsam erhöht bis es zu dem plötzlichen Abfall des Haftreibungswertes nach Fig. 4 kommt. In dem so erhaltenen Bereich wird dann die Ferti­ gungslinie weiter betrieben. Auf diese Weise ist unabhän­ gig von z. B. der Geometrie der verwendeten UV-Lampe eine Optimierung möglich.In FIG. 4, this relationship is shown between the static friction and the surface treatment of the ribbon. The static friction values were measured at a load weight of 4 Nm on the optical fiber ribbon over a deflection angle of 180 ° (e.g. in the measuring device ME). Here, with an increase in the flow rate from 10 to 20 l / min nitrogen in the quartz tube QU, an unexpectedly significant drop in static friction from about 30 N to 10 to 12 N occurs. The necessary flow rate of nitrogen or its necessary blowing pressure can be determined in a simple manner. So z. B. when starting up the production line, first work with a low blowing pressure, the static friction values being measured continuously (for example in the measuring direction ME). Then the blowing pressure is slowly increased until there is a sudden drop in the static friction value according to FIG. 4. The production line is then operated in the area thus obtained. In this way it is independent of z. B. optimization of the geometry of the UV lamp used.

Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, zwei UV-Lampen UL1 und UL2 vorgesehen sind, ist zumindest die Durchflußmenge des Stickstoffs bei der zweiten Lampe UL2 so zu optimieren, um gute Haftreibungswerte des Bändchens zu erhalten.If, as shown in FIG. 1, two UV lamps UL1 and UL2 are provided, at least the flow rate of the nitrogen in the second lamp UL2 has to be optimized in order to obtain good static friction values of the ribbon.

Im Vergleich hierzu sind die Haftreibungswerte für Mineralöl und für die Aderfüllmasse LA 444 eingetragen. Diese liegen nur unwesentlich niedriger, so daß das Licht­ wellenleiter-Bändchen nach der Erfindung Haftreibungs­ werte aufweist, die fast denen von "geschmierten" Licht­ wellenleiter-Bändchen entsprechen. Niedrige Haftreibungs­ werte ermöglichen es u. a. die Lichtwellenleiter-Bändchen schonender zu verarbeiten (z. B. bei der Kabelherstellung) und auch schonender zu verlegen. Die nicht dargestellten Werte der Gleitreibung bewegen sich in dem dargestellten Bereich um den Wert von 5 N herum und sind weitgehend unabhängig von der Stickstoffmenge.In comparison, the stiction values for Mineral oil and entered for the LA 444 core filling compound. These are only slightly lower, so that the light waveguide ribbon according to the invention static friction values that almost match those of "smeared" light correspond to waveguide tapes. Low stiction values make it possible. a. the fiber optic ribbon to be processed more gently (e.g. during cable production) and also easier to lay. The not shown Values of sliding friction move in the shown Range around the value of 5 N and are extensive regardless of the amount of nitrogen.

In den Fig. 5 und 6 sind die Werte der Dämpfungsänderung für 8-Lichtwellenleiter-Bändchen beim Trennen von jeweils zwei Lichtwellenleiter bei 1300 nm (Fig. 5) bzw. bei 1550 nm (Fig. 6) dargestellt. Den Fig. 5 und 6 ist zu ent­ nehmen, daß bei einer Durchflußmenge von 10 bis 20 l/min Stickstoff im Quarzrohr QU der Wert der Dämpfungsänderung praktisch den Wert Null erreicht. Das Lichtwellen-Bändchen LWB nach der Erfindung hat somit zusätzlich auch bezüglich der Dämpfungsänderung beim Trennen günstigere Eigenschaf­ ten als solche Bändchen, die mit einem geringeren N2-Über­ schuß gefertigt wurden.In FIGS. 5 and 6, the values of the attenuation change for 8-optical fiber ribbon in separating two optical fiber at 1300 nm (Fig. 5) or at 1550 nm (Fig. 6) are shown. FIGS. 5 and 6 take ent that practically the value of the attenuation change achieved at a flow rate of 10 to 20 l / min of nitrogen in the quartz tube QU zero. The lightwave ribbon LWB according to the invention thus also has more favorable properties with respect to the change in attenuation when separating than tapes which were made with a lower N 2 excess.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von mehrere Lichtwellen­ leiter (LW1 bis LW4) enthaltender Lichtwellenleiter-Bänd­ chen (LB1), wobei das Lichtwellenleiter-Bändchen (LB1) nach der Beschichtung zur Aushärtung durch eine mit einem stickstoffgespülten Quarzrohr (QU) versehene UV-Lampe (UL1) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff auf einer Seite des Quarzrohres (QU) eingeblasen und auf der anderen Seite abgesaugt wird, wo­ bei über den Blasdruck ein geringer Überdruck im Quarz­ rohr (QU) eingestellt wird.1. A method for the production of several optical waveguides (LW1 to LW4) containing optical waveguide tapes (LB1), the optical waveguide tapes (LB1) after the coating for curing by a UV lamp provided with a nitrogen-purged quartz tube (QU) (QU) UL1) is transported, characterized in that the nitrogen is blown in on one side of the quartz tube (QU) and extracted on the other side, where a slight excess pressure is set in the quartz tube (QU) when the blowing pressure is exceeded. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickstoff den Luftsauerstoff im Quarzrohr (QU) verdrängt und ein O2-Gehalt unter 10-4% eingestellt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the nitrogen displaces the atmospheric oxygen in the quartz tube (QU) and an O 2 content below 10 -4 % is set. 3. UV-Lampe (UL1), die an einer Seite eines Quarzrohres eine Stickstoffeinblasvorrichtung (EV) aufweist, zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der gegenüberliegenden Seite des Quarzrohres (QU) eine Stickstoffabsaugvorrichtung (AV) vorgesehen ist.3. UV lamp (UL1), which has a nitrogen blowing device (EV) on one side of a quartz tube, for carrying out the method according to one of claims 1 or 2, characterized, that on the opposite side of the quartz tube (QU) a nitrogen suction device (AV) is provided. 4. UV-Lampe (UL1) nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasvorrichtung (EV) in die axiale Richtung des Quarzrohres (QU) weist.4. UV lamp (UL1) according to claim 3, characterized, that the blowing device (EV) in the axial direction of the quartz tube (QU).
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