EP1340105A1 - Lichtleiter - Google Patents

Lichtleiter

Info

Publication number
EP1340105A1
EP1340105A1 EP01989468A EP01989468A EP1340105A1 EP 1340105 A1 EP1340105 A1 EP 1340105A1 EP 01989468 A EP01989468 A EP 01989468A EP 01989468 A EP01989468 A EP 01989468A EP 1340105 A1 EP1340105 A1 EP 1340105A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light guide
core
polycarbonate
weight
coating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01989468A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz-Dieter Brandt
Wolfgang Ebert
Hans-Josef Behrens
Wilfried Haese
Thomas FÖLLINGER
Inken Margarethe Brandt
Franziska Hanne Brandt
Martina Brandt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Publication of EP1340105A1 publication Critical patent/EP1340105A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/138—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by using polymerisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/06—Polymers provided for in subclass C08G
    • C08F290/062—Polyethers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/045—Light guides
    • G02B1/046—Light guides characterised by the core material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/045—Light guides
    • G02B1/048—Light guides characterised by the cladding material

Definitions

  • the present invention relates to light guides comprising a core containing polycarbonate and a coating of special polyacrylates or polymethacrylates, as well as a method for producing said light guides, the use of said light guides for transmitting optical signals in means of transport, and means of transport containing said light guides.
  • Optical fibers are used to transmit optical signals.
  • Light guides contain one
  • Core made of optically transparent material.
  • the core can be made of glass or plastic, for example.
  • the core is also called fiber.
  • the core or the fiber can have any cross-section and diameter. In practice, the cross-section and diameter are selected in accordance with the technical requirements.
  • the core of the light guide is usually coated.
  • the coating can be made of plastic or paint, for example.
  • the coating offers some protection against mechanical effects on the core.
  • the coating further improves the efficiency of the transmission of optical signals with the light guide. The mechanical and optical properties of the coating are therefore of particular importance.
  • This system of core and coating can be surrounded by a shell or a jacket. This serves, for example, to protect against damage and environmental influences.
  • the transmission of the optical signal takes place primarily in the core in light guides.
  • the optical properties of the core are therefore particularly important.
  • Light guides based on plastic-coated polycarbonate fibers are known from: (a) EP-A 0203 327;
  • EP-A 0 327 807 discloses light guides with a core made of polycarbonate and a coating made of polymerized acrylates and / or methacrylates.
  • the known light guides with a polycarbonate core have the disadvantage that the coating has an insufficient mechanical resistance, in particular an insufficient elongation at break.
  • the object of the invention is therefore to provide light guides that do not have this disadvantage.
  • the object according to the invention is to provide a method for producing these light guides, and to provide means of transport containing the light guides according to the invention.
  • the advantageous properties of the polycarbonate fibers in particular the high transparency, the high refractive index, the high heat resistance, the good mechanical properties, e.g. the high flexural strength and the high tensile strength as well as the low water absorption are not impaired.
  • the object according to the invention is achieved by light guides comprising a core made of polycarbonate and a coating comprising a polymer which contains repeating units, derived from the monomers
  • n 2, 3 or 4
  • D represents the m-valent radical of an ahphatic or aromatic hydrocarbon
  • R ⁇ is hydrogen or methyl
  • A is an unsubstituted or substituted divalent radical of an ahphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic hydrocarbon
  • a ⁇ and A2 independently of one another represent an unsubstituted or substituted divalent radical of an aliphatic hydrocarbon
  • n an integer from 1 to 20
  • r is an integer from 1 to 30,
  • R2 is hydrogen or methyl
  • A5 represents an unsubstituted or substituted divalent radical of an aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbon
  • Z5 and Z independently of one another represent oxygen or N-H and
  • R3 is an unsubstituted or substituted alkyl, cycloalkyl or aralkyl radical.
  • Preferred embodiments of the present invention are those in which the radicals identified as unsubstituted or substituted are unsubstituted. Furthermore, preferred among the light guides mentioned are those in which A j and A2 are selected independently of one another from the group consisting of -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH (CH 3 ) - and - (- CH 2 -) 4 -.
  • n 2 or 3
  • A is selected from the group consisting of
  • a 2 - (- CH 2 -) 4 -
  • A5 is selected from the group consisting of -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CH (CH 3 ) - and - (- CH 2 -) 4 -.
  • the proportion of the repeating units derived from the monomers mentioned under A) in the polymer is 25 to 75% by weight and the proportion of the repeating units derived from the monomers mentioned under B) in the Polymer is 25 to 75% by weight and the sum of the proportions of the repeating units, derived from the monomers mentioned under A) and B), in the polymer is 50 to 100% by weight, particularly preferably 100% by weight.
  • the object according to the invention is achieved by a method for producing the light guide according to the invention by coating the core of the light guide with a composition comprising the monomers A) and B) and one or more different photoinitiators, the composition on the core by UV rays is polymerized.
  • a method is preferred in which the proportion of the photoinitiator in the composition is 0.1 to 10% by weight.
  • the object according to the invention is achieved by light guides obtainable by the method according to the invention.
  • the object according to the invention is achieved by using the light guide according to the invention in means of transport.
  • the object according to the invention is achieved by means of transport comprising the light guide according to the invention.
  • the coating preferably contains one or more different stabilizers, preferably in concentrations of 0.01% by weight to 0.5% by weight, particularly preferably 0.05% by weight to 0.3% by weight.
  • Organic phosphites and organic sulfides are preferred as stabilizers.
  • Organic sulfides with sterically hindered phenolic groups are very particularly preferred.
  • Stabilizers which contain 3- [3 ', 5'-bis (1 ", 1- dimethylethyl) -4'-hydroxyphenyl] propionic acid or structures derived therefrom as structural element are further preferred.
  • the solutions to the problem according to the invention which are the subject of the present invention, have numerous advantages.
  • the advantageous properties of the polycarbonate fibers, as they have already been mentioned, are not impaired. They are even reinforced by the coating according to the invention in the light guides according to the invention.
  • the optical, mechanical and thermal properties The light guides of the invention are very good. They are insensitive to thermo-oxidative influences.
  • the coating according to the invention ensures an elongation at break of over 45%, as is evident in the examples of the present patent application.
  • the curing speed of the coatings according to the invention is very high, which enables advantageous production.
  • the coatings according to the invention ensure that there is no stress cracking in the polycarbonate fiber.
  • the use of the light guides according to the invention in transport means is advantageous because the light guides according to the invention enable a reduction in weight compared to known light guides, for example those made of glass. In addition, they have advantageous mechanical properties, in particular the light guides according to the invention are unbreakable in comparison to light guides made of glass. In addition, the light guides according to the invention enable significantly simplified handling and better connection technology.
  • Vehicles in the sense of the present invention are in particular automobiles, rail vehicles, ships and airplanes.
  • the stabilizers according to the invention are known or can be prepared by known processes. Some of them are commercially available. They are available, for example, from Ciba specialties GmbH, Lampertheim, Germany.
  • the monomers for the coatings according to the invention are known or can be prepared by known processes. Some of them are commercially available.
  • the tetravalent residues of aliphatic or aromatic hydrocarbons are, for example, the tetravalent aliphatic alcohols, e.g. Pentaerythritol, underlying hydrocarbon residues.
  • the trivalent radicals of aliphatic or aromatic hydrocarbons are, for example, the aliphatic triols, such as glycerol, trimethylolethane, trimethylolpropane or hexanetriol, aromatic tricarboxylic acids, such as benzene-1, 2,4-tricarboxylic acid or benzene-1, 3,5- tricarboxylic acid or aromatic triisocyanates, such as 2,4,6-tolylene triisocyanate or 4.4 l , 4 "-triphenylmethane triisocyanate, are the underlying hydrocarbon radicals.
  • the aliphatic triols such as glycerol, trimethylolethane, trimethylolpropane or hexanetriol
  • aromatic tricarboxylic acids such as benzene-1, 2,4-tricarboxylic acid or benzene-1
  • 3,5- tricarboxylic acid or aromatic triisocyanates such as 2,4,6-tolylene
  • the optionally substituted divalent radicals of aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic hydrocarbons especially the aliphatic diols, such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 2, 2-Dimethyl-l, 3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- and 2,5-hexanediol , Diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 2,2,4-trimethylpentanediol-1, 3, 2-methylpentanediol-2,4 and 2-ethylhexanediol-1,3, or cycloaliphatic diols, such as 2,2-
  • the optionally substituted, divalent aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic or aromatic hydrocarbon radicals are, above all, the aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate or trimethylhexamethylene 1,6-diisocyanate, cycloaliphatic diisocyanates such as cyclohexane-1,4-diisocyanate, Cyclopentane-l, 3-diisocyanate, methylene bis (4,4'-cyclohexyl) diisocyanate and 1-isocyanatomethyl-5-isocyanato-l, 3,3-trimethylcyclohexane, and aromatic diisocyanates such as 2,4 - And 2,6-tolylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and 4,4'-diphenyl ether
  • R 3 are optionally substituted alkyl radicals -C-C ⁇ g-alkyl radicals such as methyl, ethyl, propyl, n-butyl, sec-butyl, i-propyl, tert-butyl, i-butyl, Pentyl, i-pentyl, neopentyl, heptyl, n-hexyl, 2-ethyl-hexyl, nonyl, decyl, cetyl, dodecyl and stearyl radicals, as cycloaliphatic radicals, cyclopentyl optionally substituted by methyl groups - And called cyclohexytes.
  • the araliphatic radicals are, above all, the benzyl radical and benzyl radicals substituted by methyl and lower alkoxy groups.
  • the polycarbonates according to the invention can contain conventional additives.
  • the light guides according to the invention can contain further constituents.
  • they can contain intermediate layers that promote adhesion.
  • they can contain protective sheath layers, especially those that are flexible but resistant to aqueous solutions as well as mineral oils and fuels, such as thermoplastic polyurethanes and rubbers.
  • the coatings according to the invention can contain customary additives.
  • the coatings according to the invention can contain conventional additives such as e.g. Solvents that are inert to polycarbonates, contain polymerization inhibitors, antioxidants, etc.
  • Photo initiators are known and customary in the trade. Examples of photoinitiators include: benzoin, benzoin ether, benzyl, benzyl ketals, benzophenone, thioxanthone and their derivatives, for example benzyl methyl ketal and 2-hydroxy-2-methyl-l-phenyl-propan-l-one.
  • Branching agents such as trisphenols and / or isatin biscresol ( ⁇ henol) (see, for example, DE-A 1 570 533, DE-A 1 595 762, DE-A 2 500092), stabilizers such as phosphines and / or phosphites (see, for example, EP-A 0 143 906 , DE-A 21 40207) and mold release agents (see, for example, DE-A 2 507 748, DE-A 2 729 485 and DE-A 2064095).
  • the polycarbonates are preferably worked up in a known manner by precipitation, spray evaporation or extrusion.
  • the relative viscosity of a 0.5% solution of the polycarbonate in methylene chloride at 25 ° C. is preferably between 1.18 and 1.32.
  • Particularly preferred polycarbonates are the homopolycarbonate based on bisphenol A, the homopolycarbonate based on l, l-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane, the homopolycarbonate based on one of the following bisphenols
  • copolycarbonates from combinations of the bisphenols mentioned, in particular the copolycarbonate based on the two monomers bisphenol A and 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
  • the homopolycarbonate based on bisphenol A is very particularly preferred.
  • the polycarbonate preferably has a heavy metal content of less than 5 ppm, particularly less than 3 ppm, very particularly less than 0.5 ppm. Low heavy metal contents result in less optical attenuation in the light guide.
  • the polycarbonate contains less than 80,000 particles per gram polycarbonate of particles insoluble in the polycarbonate with a size of 0.3 to 10 ⁇ m. It preferably contains less than 45,000 particles / g with a size of 0.3 to 0.6 ⁇ m and less than 30,000 particles / g with a size of 0.6 to 1.0 ⁇ m and less than 3,000 particles g with a size of 1.0 to 2.0 ⁇ m and less than 500 particles / g with a
  • the polycarbonate can be made by known methods, e.g. according to the phase interface process from bisphenol and phosgene or according to the melt transesterification process from carbonic acid ester and bisphenol.
  • the viscosity of the compositions which can be applied to the polycarbonate fibers and polymerized by UV rays according to the invention can be varied within wide limits by the choice of the molecular weight of components A and B and / or by the quantitative ratio of components A and B, and by the envisaged spinning speeds and spinning temperatures of the polycarbonate -Fasem can be set.
  • the compositions to be used according to the invention preferably have a viscosity of 500 to 10,000 cP at 25 ° C.
  • the compositions to be used according to the invention can preferably be processed at temperatures from 15 to 140 ° C.
  • the polycarbonate core of the light guide of the polycarbonate fibers can first be produced and later provided with the coating materials to be applied according to the invention. However, it is more advantageous to apply the coating immediately after the polycarbonate fiber has been produced.
  • the thickness of the coating to be applied to the polycarbonate fiber according to the invention is preferably less than 50 ⁇ m.
  • the light guides according to the invention can be processed into single-core or multi-core cables by individually or several of the light guides Bundled fiber-optic cables covered with additional polymer layers, eg by coextrusion.
  • the polymer layer is preferably a thermoplastic elastomer.
  • the light guide can be glued into a bundle or strips by the coating.
  • the diameter of the light guide is preferably between 0.05 mm to 5 mm, particularly preferably 0.1 mm to 3 mm, very particularly preferably 0.25 to 1.5 mm.
  • the light guides according to the invention can also be used as lighting elements. To do this, the surface of the light guide is damaged at the desired location. This couples light. Alternatively, the light can be directed to the desired location to be illuminated. For example, fittings can be illuminated, for example in electronic devices such as radios or computers.
  • the procedure is preferably such that the core has a degree of stretching of 1: 1 to 1:20, particularly preferably 1: 3 to 1:10.
  • a too low degree of stretching leads to poorer mechanical properties.
  • Too high a degree of stretching leads to poor optical properties, ie to high optical attenuation, because the refractive index then varies too much along the cross-section of the core.
  • optical and mechanical properties are in an optimal, balanced relationship to one another. Examples
  • a polycarbonate fiber (diameter: 1.0 mm) was pulled vertically from top to bottom centrally through a vessel which had a nozzle (diameter: 1.2 mm) at its bottom.
  • the vessel was filled with one of the coating mixtures described below. Due to the annular gap remaining between the thread and the nozzle, the fiber was evenly coated with the mixture in question.
  • Beneath the coating vessel was a 20 cm long medium pressure mercury lamp (power: 120 W / cm) parallel to the thread, the focal line of which was focused on the thread by means of parabolic mirrors in order to obtain the highest possible luminous efficacy for the UV polymerization of the coating mixtures.
  • Drum wound which pulled the thread through the system by means of a motor drive, the speed being a constant 5 m / min.
  • the thickness of the coating applied to the polycarbonate thread is 10 to 30 ⁇ m in all cases.
  • All mixtures 1 to 3 contained 3 parts by weight of the photoinitiator 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one.
  • the mixtures were applied to a polycarbonate plate using a doctor blade (film thickness: 50 ⁇ m).
  • the coated polycarbonate sheets were passed on at a certain speed under a UV irradiation system (UV laboratory device from U. Steinemann AG; 80 W / cm).
  • reaction products d, e and g used as component A in mixtures 1 to 3 were obtained as follows:
  • the product obtained was then filled in a 1 liter flask equipped with a stirrer, thermometer and gas inlet tube, and 0.1 g of Desmorapid SO and 0.05 g of di-tert-butyl hydroquinone were added and the mixture was heated to 60 to 65 ° C. At this temperature, 50 g of isophorone diisocyanate are added dropwise while passing dry air through. The reaction mixture was then stirred at 60 to 65 ° C. until the NCO content had dropped below 0.1% by weight.
  • Example 4 Example according to the invention (example 4)
  • Component A is a compound having Component A:
  • Component C 200 g Irganox 1035
  • component A 99.5 kg were added rapidly. After mixing, the coating was filtered through a Seitz filter into polyethylene-lined containers at 50 to 60 ° C and 3 bar.
  • Darocur 1173 is a commercial product from Merck in Darmstadt, Germany. It is
  • Seitz filters are three-layer depth filters, the first layer of which consists of a diatomaceous earth cellulose layer that becomes more porous as the depth increases, followed by a diatomaceous earth-tight cellulose layer and a polymer-compressed fiber layer at the end. This filter construction counteracts a blockage of the filter by particles and exceeds the filtration effect of much more fine-pored metal sintered plates.
  • the coating compositions were filtered into a PE-lined bottle.
  • Comparative test 1 35% Comparative test 2: 40%
  • the elongation at break was measured as follows:
  • a * film of the cladding to be tested was knife-coated onto a glass plate.
  • the thickness of the film is 100 ⁇ m.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtleiter umfassend einen Kern, enthaltend Polycarbonat und eine Beschichtung aus speziellen Polyacrylaten oder Polymethacrylaten sowie ein Verfahren zur Herstellung der genannten Lichtleiter, die Verwendung der genannten Lichtleiter zur Übertragung optischer Signale in Transportmitteln, sowie Transportmittel enthaltend die genannten Lichtleiter.

Description

Lichtleiter
Die vorliegende Erfindung betrifft Lichtleiter umfassend einen Kern, enthaltend Polycarbonat und eine Beschichtung aus speziellen Polyacrylaten oder Polymeth- acrylaten, sowie ein Verfahren zur Herstellung der genannten Lichtleiter, die Verwendung der genannten Lichtleiter zur Übertragung optischer Signale in Transportmitteln, sowie Transportmittel enthaltend die genannten Lichtleiter.
Lichtleiter dienen zur Übertragung optischer Signale. Lichtleiter enthalten einen
Kern aus optisch transparentem Material. Der Kern kann beispielsweise aus Glas oder Kunststoff bestehen. Der Kern wird auch Faser genannt. Der Kern oder die Faser kann einen beliebigen Querschnitt und Durchmesser haben. Querschnitt und Durchmesser werden in der Praxis gemäß den vorliegenden technischen A forde- rangen gewählt.
Der Kern der Lichtleiter ist üblicherweise beschichtet. Die Beschichtung kann beispielsweise aus Kunststoff oder Lack bestehen. Die Beschichtung bietet einen gewissen Schutz vor mechanischen Einwirkungen auf den Kern. Die Beschichtung verbessert weiterhin die Effizienz der Übertragung optischer Signale mit dem Lichtleiter. Somit sind insbesondere die mechanischen und die optischen Eigenschaften der Beschichtung von Bedeutung.
Dieses System aus Kern und Beschichtung kann von einer Hülle oder einem Mantel umgeben sein. Diese dient beispielsweise dem Schutz vor Beschädigung und Umwelteinflüssen.
Die Übertragung des optischen Signales, bevorzugt durch sichtbares Licht, findet in Lichtleitern in erster Linie im Kern statt. Somit sind insbesondere die optischen Eigenschaften des Kerns von Bedeutung. Lichtleiter auf Basis kunststoffbeschichteter Polycarbonat-Fasern sind bekannt aus: (a) EP-A 0203 327;
( ) JP-A 84/216 104:
(c) JP-A 84/216 105:
( JP-A 84/218 404;
(e) JP-A 86/231 510;
(f) JP-A 86/240206;
(g) JP-A 86/245 110;
(h) JP-A 86/278 807,
In diesen Veröffentlichungen sind Lichtleiter auf Basis von Polycarbonat-Fasern beschrieben, deren Polycarbonatkern mit bestimmten, Fluor enthaltenden Polymerisaten ((a), (e), (f), (h)), mit bestimmten Mischpolymerisaten aus Methylmethacrylaten, Styrol oder Vinyltoluol und Maleinsäureanhydrid (b), mit bestimmten Misch- polymerisaten auf Methylmethacrylaten, α-Methylstyrol und Maleinsäureanhydrid
(c), mit bestimmten Mischpolymerisaten aus Methylmethacrylat, α-Methylstyrol, Styrol und Maleinsäureanhydrid (d) und mit Siliconharzen, Silicon-Acrylat-Harzen, Urethan-Acrylat-Harzen, Polyamiden oder Poly-4-methylpenten-l (g) überzogen sind.
•-Diese bislang für die Beschichtung von Polycarbonatfasern vorgeschlagenen Kunststoffe sind nachteilig, weil sie eine unzureichende Wärmeformbeständigkeit (b), (c), (d), eine zu geringe Reißdehnung (b), (c), (d), (g) und/oder eine unzureichende Haftung auf dem Polycarbonat aufweisen (a), (e), (f), (g), (h), für eine Anwendung im technischen Maßstab zu aufwendig herzustellen und damit zu teuer sind ((a), (e), (f),
(h)), und oder zur Bildung von Spannungsrissen im Polycarbonatkern führen (g).
Es ist bekannt, durch UV-Strahlen polymerisierbare Mischungen aus poly- und monofunktionellen Acrylaten oder Methacrylaten für die Beschichtung von als Licht- leiter zu verwendenden Glasfasern einzusetzen (siehe z.B. EP-A 0 125 710, EP-A
0 145 929, EP-A 0 167 199, DE-A 3 522 980). Diese, für die Beschichtung von Glasfasern entwickelten Gemische, sind für Polycarbonatfasem ungeeignet, da sie zur Bildung von Spannungsrissen im Polycarbonatkern führen und außerdem einen zu hohen Brechungsindex aufweisen.
EP-A 0 327 807 offenbart Lichtleiter mit einem Kern aus Polycarbonat und einer Beschichtung aus polymerisierten Acrylaten und/oder Methacrylaten.
Die bekannten Lichtleiter mit Polycarbonat-Kern haben den Nachteil, dass die Beschichtung eine zu geringe mechanische Beständigkeit, insbesondere eine zu geringe Reißdehnung hat.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht deshalb darin, Lichtleiter bereit zu stellen, die diesen Nachteil nicht haben.
Weiterhin besteht die erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung dieser Lichtleiter bereit zu stellen, sowie Transportmittel, enthaltend die erfin- dungsgemäßen Lichtleiter bereit zu stellen.
Dabei sollen die vorteilhaften Eigenschaften der Polycarbonatfasem, insbesondere die hohe Transparenz, der hohe Brechungsindex, die hohe Wä meformbeständigkeit, die guten mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die hohe Biegefestigkeit und die hohe Reißfestigkeit sowie das geringe Wasseraufnahmevermögen, nicht beeinträchtigt werden.
Es wurde nun gefunden, dass die erfindungsgemäßen Aufgaben gelöst werden können, wenn die Beschichtung der Lichtleiter bestimmte, erfindungsgemäße Polymere enthält. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch Lichtleiter umfassend einen Kern aus Polycarbonat und eine Beschichtung enthaltend ein Polymer, das Wiederholungs- einheiten enthält, abgeleitet von den Monomeren
A) eine oder mehrere verschiedene Verbindungen nach Formel (I)
in der
m für 2, 3 oder 4 steht,
D den m-wertigen Rest eines ahphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffs bedeutet,
R\ Wasserstoff oder Methyl ist,
Z\ für einen zweiwertigen Rest der Formel (II)
O O
II II
— O-C— NH— A— NH— C-O- (II)
steht, in der
A ein unsubstituierter oder substituierter zweiwertiger Rest eines ahphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffs ist, A\ und A2 unabhängig voneinander einen unsubstituierten oder substituierten zweiwertigen Rest eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs bedeuten,
n für eine ganze Zahl von 1 bis 20 steht,
r eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist,
B) eine oder mehrere verschiedene Verbindungen nach Formel (III)
in der
R2 Wasserstoff oder Methyl ist,
A5 einen unsubstituierten oder substituierten zweiwertigen Rest eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffs bedeutet,
Z5 und Z unabhängig voneinander für Sauerstoff oder N-H stehen und
R3 ein unsubstituierter oder substituierter Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aral- kyl-Rest ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dabei diejenigen, in denen die als unsubstituiert oder substituiert gekennzeichneten Reste unsubstituiert sind. Weiterhin sind unter den genannten Lichtleitern solche bevorzugt, bei denen Aj und A2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Grappe bestehend aus -CH2-CH2-, -CH2-CH(CH3)- und -(-CH2-)4-.
Unter den genannten Lichtleitern sind diejenigen bevorzugt, bei denen
m für 2 oder 3 steht,
A ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Phenylen-CH2-Phenylen, Cyclohexylen-CH2-Cyclohexylen und deren Mischungen und
2 bis 20 ist.
Unter den genannten Lichtleitern sind diejenigen besonders bevorzugt, bei denen
m für 2 steht,
D = -(-CH2-)4- ist,
Rj = H ist,
n = 1 ist,
A2 = -(-CH2-)4- ist,
r = 3 bis 15 ist,
R2 = H ist und
A5 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -CH2-CH2-, -CH2-CH(CH3)- und -(-CH2-)4-.
Es ist bevorzugt, dass bei den genannten beschichteten Lichtleitern der Anteil der Wiederholungseinheiten abgeleitet von den unter A) genannten Monomeren in dem Polymer 25 bis 75 Gew.-% beträgt und der Anteil der Wiederholungseinheiten, abgeleitet von den unter B) genannten Monomeren, in dem Polymer 25 bis 75 Gew.-% beträgt und wobei die Summe der Anteile der Wiederholungseinheiten, abgeleitet von den unter A) und B) genannten Monomeren, in dem Polymer 50 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt 100 Gew.-% beträgt.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Her- Stellung der erfindungsgemäßen Lichtleiter durch Beschichten des Kerns des Lichtleiters mit einer Zusammensetzung enthaltend die Monomere A) und B) und einen oder mehrere verschiedene Fotoinitiatoren, wobei die Zusammensetzung auf dem Kern durch UV-Strahlen polymerisiert wird. Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem der Anteil des Fotoinitiators an der Zusammensetzung 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch Lichtleiter erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch die Verwendung des er- findungsgemäßen Lichtleiters in Transportmitteln.
Weiterhin wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch Transportmittel enthaltend den erfindungsgemäßen Lichtleiter.
Bevorzugt enthält die Beschichtung einen oder mehrere verschiedene Stabilisatoren, bevorzugt in Konzentrationen von 0,01 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%.
Bevorzugt sind als Stabilisatoren Verbindungen geeignet, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Phosphiten und organischen Sulfiden. Ganz besonders be- vorzugt sind organische Sulfide mit sterisch gehinderten phenolischen Gruppen.
Weiterhin bevorzugt sind Stabilisatoren, die als Strukturelement 3-[3',5'-Bis(l", l-di- methylethyl)-4'-hydroxyphenyl]propionsäure oder davon abgeleitete Strukturen enthalten.
Die Lösungen der erfindungsgemäßen Aufgabe, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, haben zahlreiche Vorteile. Die vorteilhaften Eigenschften der Polycarbonatfasem, wie sie bereits genannt wurden, werden nicht beeinträchtigt. Sie werden durch die erfindungsgemäße Beschichtung in den erfindungsgemäßen Lichtlei- tern sogar noch verstärkt. Die optischen, mechanischen und thermischen Eigen- schaften der erfindungsgemäßen Lichtleiter sind sehr gut. Sie sind unempfindlich gegen thermooxidative Einflüsse.
Die erfindungsgemäße Beschichtung gewährleistet eine Reißdehnung von über 45 %, wie in den Beispielen der vorliegenden Patentanmeldung deutlich wird.
Die Härtungsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Beschichtungen ist sehr hoch, wodurch eine vorteilhafte Herstellung möglich wird.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen gewährleisten, dass es zu keiner Spannungsrissbildung in der Polycarbonatfaser kommt.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Lichtleiter in Transportmitteln ist vorteilhaft, weil die erfindungsgemäßen Lichtleiter gegenüber bekannten Lichtleitern, bei- spielsweise solchen aus Glas, eine Gewichtsreduktion ermöglichen. Außerdem haben sie vorteilhafte mechanischen Eigenschaften, insbesondere sind die erfindungsgemäßen Lichtleiter im Vergleich zu Lichtleitern aus Glas unzerbrechlich. Außerdem ermöglichen die erfindungsgemäßen Lichtleiter eine wesentlich vereinfachte Handhabung und eine bessere Verbindungstechnik.
In Automobilen sind zur Signalübertragung Kupferkabel üblich gegenüber denen eine deutliche Gewichtsreduktion möglich ist.
Transportmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere Automobile, Schienenfahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge.
Die erfindungsgemäßen Stabilisatoren sind bekannt oder lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen. Teilweise sind sie im Handel erhältlich. Sie sind beispielsweise bei der Firma Ciba Spezialitäten GmbH, Lampertheim, Deutschland, erhältlich. Die Monomeren für die erfindungsgemäßen Beschichtungen sind bekannt oder lassen sich nach bekannten Verfahren herstellen. Teilweise sind sie im Handel erhältlich.
Für D seien als vierwertige Reste aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffe beispielsweise die vierwertigen aliphatischen Alkohole, wie z.B. Pentaerythrit, zugrundeliegenden Kohlenwasserstoffreste genannt.
Für D seien als dreiwertige Reste aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffe beispielsweise die aliphatischen Triolen, wie Glycerin, Trimethylolethan, Trimethy- lolpropan oder Hexantriol, aromatischen Tricarbonsäuren, wie Benzol-l,2,4-tricar- bonsäure oder Benzol-l,3,5-tricarbonsäure oder aromatischen Triisocyanaten, wie 2,4,6-Toluylentriisocyanat oder 4,4l,4"-Triphenylmethantriisocyanat, zugrundeliegenden Kohlenwasserstoffreste genannt.
Für D, Aj, A2 und A5 seien als gegebenenfalls substituierte zweiwertige Reste aliphatischer, cycloaliphatischer, araliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoffe vor allem die aliphatischen Diolen, wie Ethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propan- diol, 2,2-Dimethyl-l,3-propandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,3-Butandiol, 1,4- Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6- und 2,5-Hexandiol, Diethylenglykol, Triethylen- glykol, Dipropylenglykol, 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,3, 2-Methylpentandiol-2,4 und 2-Ethylhexandiol-l,3 oder cycloaliphatischen Diolen, wie 2,2-Dimethyl-4,4- dimethyl-cyclobutandiol, 1,2-Cyclopentandiol, 1,3-Cyclopentandiol, 1,2-, 1,3- und 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,4-Bishydroxymethylcyclohex an, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclo- hexyl)-propan, 1 -Methyl-2,2-bis-(4-hydroxycyclohexyl)-ethan, 2-Methyl-2,4-bis-(4- hydroxycyclohexyl)-pentan und Bis-hydroxymethyl-hexahydro-4,7-methano-indan, zugrundeliegenden Kohlenwasserstoffreste genannt.
Für A seien als gegebenenfalls substituierte, zweiwertige aliphatische, cycloalipha- tische, araliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste vor allem die alipha- tischen Diisocyanaten, wie Hexamethylendiisocyanat oder Trimethylhexamethylen- diisocyanat-1,6, cycloaliphatischen Diisocyanate, wie Cyclohexan-l,4-diisocyanat, Cyclopentan-l,3-diisocyanat, Methylen-bis-(4,4'-cyclohexyl)-diisocyanat und 1-Iso- cyanatomethyl-5-isocyanato-l,3,3-trimethylcyclohexan, und aromatischen Diisocya- naten wie 2,4- und 2,6-Toluylen-diisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diphenylmethandi- isocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat und 4,4'-Diphenyletherdiisocyanat, zu- grundeliegenden Kohlenwasserstoffreste genannt.
Für R3 seien als gegebenenfalls substituierte Alkylreste Cι-Cιg-Alkylreste wie der Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl-, sec.-Butyl, i-Propyl-, tert.-Butyl-, i-Butyl-, Pen- tyl-, i-Pentyl-, Neopentyl-, Heptyl-, n-Hexyl-, 2-Ethyl-hexyl-, Nonyl-, Decyl-, Cetyl-, Dodecyl- und Stearylrest, als cycloaliphatische Reste gegebenenfalls durch Methylgruppen substituierte Cyclopentyl- und Cyclohexykeste genannt. Als araliphatische Reste kommen vor allen Dingen der Benzylrest und durch Methyl- und niedere Al- koxygruppen substituierte Benzyheste in Betracht.
Die erfindungsgemäßen Polycarbonate können übliche Additive enthalten.
Die erfindungsgemäßen Lichtleiter können weitere Bestandteile enthalten. Beispielsweise können sie haftungsfördemde Zwischenschichten enthalten. Beispielsweise können sie schützende Mantelschichten enthalten, besonders solche, die flexibel aber resistent gegen wässrige Lösungen sowie Mineralöle und Treibstoffe sind, wie z.B. thermoplastische Polyurethane und Kautschuke.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können übliche Additive enthalten.
Die erfindungsgemäßen Beschichtungen können zusätzlich zu den Komponenten A und B übliche Zusatzstoffe wie z.B. Lösungsmittel, die gegen Polycarbonate inert sind, Polymerisationsinhibitoren, Antioxidantien usw. enthalten.
Fotoinitiatoren sind bekannt und handelsüblich. Als Fotoinitiatoren seien z.B. ge- nannt: Benzoin, Benzoinether, Benzyl, Benzylketale, Benzophenon, Thioxanthon und deren Derivate z.B. Benzylmethylketal und 2-Hydroxy-2-methyl-l-phenyl-pro- pan-l-on.
Polycarbonate und die gängigen Verfahren zu ihrer Herstellung sind z.B. in "Che- mistry and Physics of Polycarbonates" Polymer Rev. Vol. 9, Interscience Publishers beschrieben. Sie können gegebenenfalls unter Zusatz bekannter Kettenabbrecher (siehe z.B. EP-A 0 010 602, DE-A 3 143 252). Verzweiger wie Trisphenolen und/oder Isatinbiskresol(ρhenol) (siehe z.B. DE-A 1 570 533, DE-A 1 595 762, DE-A 2 500092), Stabilisatoren wie Phosphanen und/oder Phosphiten (siehe z.B. EP-A 0 143 906, DE-A 21 40207) und Entformungsmitteln (siehe z.B. DE-A 2 507 748, DE-A 2 729 485 und DE-A 2064095) hergestellt werden. Die Aufarbeitung der Polycarbonate wird bevorzugt in bekannter Weise durch Fällen, Sprühverdampfen oder Extrusion vorgenommen. Die relative Viskosität einer 0,5 %igen Lösung des Polycarbonates in Methylenchlorid liegt bei 25°C bevorzugt zwischen 1,18 und 1,32.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethylcyclohexan, das Homopolycarbonat auf Basis eines der folgenden Bisphenole
und die Copolycarbonate aus Kombinationen aus den genannten Bisphenolen, insbesondere des Copolycarbonats auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und 1,1- Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Ganz besonders bevorzugt ist das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A.
Das Polycarbonat hat bevorzugt einen Schwermetallgehalt von weniger als 5 ppm, besonders weniger als 3 ppm, ganz besonders weniger als 0,5 ppm. Geringe Schwermetallgehalte bewirken eine geringere optische Dämpfung im Lichtleiter.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält das Polycarbonat weniger als 80000 Teilchen pro Gramm Polycarbonat an in dem Polycarbonat unlöslichen Teilchen mit einer Größe von 0,3 bis 10 μm. Bevorzugt enthält es weniger als 45 000 Teilchen/g mit einer Größe von 0,3 bis 0,6 μm und weniger als 30 000 Teilchen/g mit einer Größe von 0,6 bisl,0 μm und weniger als 3 000 Teil- chen g mit einer Größe von 1,0 bis 2,0 μm und weniger als 500 Teilchen/g mit einer
Größe von 2,0 bis 5,0 μm und weniger als 200 Teilchen/g mit einer Größe von 5,0 bis 10 μm. Besonders bevorzugt enthält es weniger als 30 000 Teilchen/g mit einer Größe von 0,3 bis 0,6 μm und weniger als 20 000 Teilchen/g mit einer Größe von von 0,6 bis 1,0 μm und weniger als 2 000 Teilchen/g mit einer Größe von 1,0 bis 2,0 μm und weniger als 300 Teilchen/g mit einer Größe von 2,0 bis 5,0 μm und weniger als 100 Teilchen/g mit einer Größe von 5,0 bis 10 μm. Ganz besonders bevorzugt enthält es weniger als 25 000 Teilchen/g mit einer Größe von 0,3 bis 0,6 μm und weniger als 10 000 Teilchen/g mit einer Größe von von 0,6 bis 1,0 μm und weniger als 1 500 Teilchen/g mit einer Größe von 1,0 bis 2,0 μm und weniger als 50 Teilchen/g mit einer Größe von 2,0 bis 5,0 μm und weniger als 20 Teilchen/g mit einer Größe von 5,0 bis 10 μm. Es ist weiterhin bevorzugt, dass der genannte Teilchengehalt sowohl im eingesetzten Polycarbonat als auch im Lichtleiterkem nach der Verarbeitung des Polycarbonats die genannten Obergrenzen nicht übersteigt.
Das Polycarbonat kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden, z.B. nach dem Phasengrenzflächenverfahren aus Bisphenol und Phosgen oder nach dem Schmelze- umesterungsverfahren aus Kohlensäureester und Bisphenol.
Die Viskosität der erfindungsgemäß auf die Polycarbonatfasem aufzubringenden, durch UV-Strahlen polymerisierbaren Zusammensetzungen kann durch die Wahl des Molekulargewichts der Komponenten A und B und/oder durch das Mengenverhältnis der Komponenten A und B in weiten Grenzen variiert und auf die vorgesehenen Abspinngeschwindigkeiten und Spinntemperaturen der Polycarbonat-Fasem eingestellt werden. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzungen eine Viskosität von 500 bis 10 000 cP bei 25°C auf. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzungen können bevorzugt bei Temperaturen von 15 bis 140°C verarbeitet werden.
Verfahrensmäßig kann zunächst der Polycarbonat-Kem des Lichtleiters der Polycarbonat-Fasem hergestellt und später mit den erfindungsgemäß aufzubringenden Beschichtungsmaterialien versehen werden. Vorteilhafter ist es jedoch, die Beschichtung unmittelbar nach der Herstellung der Polycarbonatfaser vorzunehmen. Die Dicke der erfindungsgemäß auf die Polycarbonatfaser aufzubringenden Beschichtung ist bevorzugt kleiner als 50 μm.
Die erfindungsgemäßen Lichtleiter können zu ein- oder mehradrigen Kabeln verarbeitet werden, indem man die Lichtleiter einzeln für sich oder mehrere zu einem Bündel zusammengefasste Lichtleiter mit weiteren Polymerschichten, z.B. durch Co- extrusion, umhüllt. Die Polymerschicht ist dabei bevorzugt ein thermoplastisches Elastomer.
Die Lichtleiter können durch die Beschichtung zu einem Bündel oder Bändern verklebt sein.
Der Durchmesser der Lichtleiter ist bevorzugt zwischen 0,05 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt 0,1 mm bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt 0,25 bis 1,5 mm.
Die erfindungsgemäßen Lichtleiter können weiterhin als Beleuchtungselemente verwendet werden. Hierzu wird die Oberfläche der Lichtleiter an der gewünschten Stelle beschädigt. Dadurch wird Licht angekoppelt. Alternativ kann das Licht an den gewünschten Ort, der beleuchtet werden soll, geleitet werden. Zum Beispiel können so Armaturen, beispielsweise in elektronischen Geräten wie Radios oder Computer, beleuchtet werden.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Lichtleiter, beispielsweise durch Extru- sion des Kems aus Polycarbonat, wird bevorzugt so verfahren, dass der Kern einen Verstreckungsgrad von 1:1 bis 1:20, besonders bevorzugt 1:3 bis 1:10 hat. Ein zu niedriger Verstreckungsgrad führt zu schlechteren mechanischen Eigenschaften. Ein zu hoher Verstreckungsgrad führt zu schlechten optischen Eigenschaften, d.h. zu hohe optische Dämpfung, weil der Brechnungsindex entlang des Querschnitts des Kems dann zu stark variiert. Im erfindungsgemäß bevorzugten Bereich des Ver- Streckungsgrades stehen optische und mechanische Eigenschaften in einem optimalen, ausgewogenen Verhältnis zueinander. Beispiele
Eine Polycarbonatfaser (Durchmesser: 1,0 mm) wurde senkrecht von oben nach unten zentrisch durch ein Gefäß gezogen, welches an seinem Boden eine Düse (Durchmesser: 1,2 mm) besaß. Das Gefäß wurde jeweils mit einem der nachstehend beschriebenen Beschichtungsgemische gefüllt. Durch den zwischen Faden und Düse verbleibenden Ringspalt erfolgte die gleichmäßige Beschichtung der Faser mit dem betreffenden Gemisch.
Unterhalb des Beschichtungsgefaßes befand sich parallel zum Faden eine 20 cm lange Quecksilbermitteldrucklampe (Leistung: 120 W/cm), deren Brennlinie mittels Parabolspiegel auf dem Faden fokussiert war, um eine möglichst hohe Lichtausbeute für die UV-Polymerisation der Beschichtungsgemische zu erhalten.
Nach Passieren einer Umlenkrolle wurde der beschichtete Faden auf eine große
Trommel gewickelt, die mittels eines Motorantriebs für das Durchziehen des Fadens durch die Anlage sorgte, wobei die Geschwindigkeit konstant 5 m/min betrag.
Die Dicke der auf den Polycarbonatfaden aufgebrachten Beschichtung betrag in allen Fällen 10 bis 30 μm.
Die erhaltenen, mit UV-polymerisierter Beschichtung versehenen Polycarbonatfasem wurden 1 Monat bei Raumtemperatur gelagert und anschließend auf eine etwaige Schädigung des Polycarbonatkerns, z.B. durch Spannungsrisse, geprüft. In der fol- genden Tabelle 1 sind die mit den einzelnen Gemischen der Vergleichsbeispiele erhaltenen Ergebnisse sowie die Zusammensetzungen der Gemische zusammengestellt. Tabelle 1
Anmerkung:
Alle Gemische 1 bis 3 enthielten 3 Gew.-Teile des Fotoinitiators 2-Hydroxy- 2-methyl- 1 -phenyl-propan- 1 -on.
Die maximale Härtungsgeschwindigkeit der einzelnen Gemische wurde in der nach- stehend beschriebenen vereinfachten Weise an beschichteten Folien bestimmt; die an den Folien erhaltenen Ergebnisse sind jedoch ohne weiteres auf Fasern übertragbar.
Die Gemische wurden mit einer Handrakel auf eine Polycarbonatplatte aufgebracht (Filmdicke: 50 μm). Die beschichteten Polycarbonatplatten wurden auf einem mit einer bestimmten Geschwindigkeit unter einer UV-Bestrahlungsanlage (UV-Laborgerät der Firma U. Steinemann AG; 80 W/cm) hindurchgeführt. Bestimmt wurde die für die Durchhärtung des jeweiligen Gemisches gerade noch zulässige Bandgeschwindigkeit (= maximale Bandgeschwindigkeit [m/min]).
Die in den Gemischen 1 bis 3 als Komponente A verwendeten Umsetzungsprodukte d, e und g wurden wie folgt erhalten:
Umsetzungsprodukt a:
In einem mit Rührer, Thermometer und Gaseinleitungsrohr versehenen 2 1-Kolben wurden 500 g eines linearen Polyethers (mittleres Molekulargewicht: ca. 1 000; Umsetzungsprodukt von Propandiol-1,2 mit Propylenoxid), 167 g 2-Hydroxyethyl- acrylat, 0,5 g Desmorapid SO (Zinn-(II)-ethylhexoat der Firma Bayer AG,
Leverkusen, Deutschland) und 0,3 g p-Methoxyphenol vorgelegt. Bei 60 bis 65°C und unter Durchleiten von trockener Luft wurden anschließend 265 g Isophorondi- isocyanat zugetropft. Die Reaktionsmischung wurde anschließend solange bei 60 bis 65°C gerührt, bis der NCO-Gehalt unter 0,1 Gew.-% gesunken war.
Umsetzungsprodukt d:
500 g eines linearen Polypropylenglykols (mittleres Molekulargewicht: 2 000), 250 g 2-Hydroxyethylacrylat und 290 g Isophorondiisocyanat wurden in der für das Umsetzungsprodukt a) beschriebenen Weise umgesetzt.
Umsetzungsprodukt e:
In einem mit Rührer, Thermometer, Gaseinleitungsrohr und Wasserabscheider versehenen 1 1-Kolben wurden 500 g eines hydroxylgruppenhaltigen linearen Polyesters (mittleres Molekulargewicht: 1 000; OH-Zahl 112; Umsetzungsprodukt aus Adipin- säure und Neopentylglykol), 40 g Acrylsäure, 2 g p-Toluolsulfonsäure, 0,3 g p-Methoxyphenol, 0,3 g Di-tert.-butyl-hydrochinon und 190 g Toluol vorgelegt und unter Durchleiten von Luft auf Rückflusstemperatur erhitzt. Nach Abspaltung der theoretischen Wassermenge wurde das Toluol im Vakuum abdestilliert.
Das erhaltene Produkt wurde anschließend in einem mit Rührer, Thermometer und Gaseinleitungsrohr versehenen 1 1-Kolben gefüllt und mit 0,1 g Desmorapid SO sowie 0,05 g Di-tert.-butyl-hydrochinon versetzt und auf 60 bis 65°C erhitzt. Bei dieser Temperatur werden unter Durchleiten von trockener Luft 50 g Isophorondiiso- cyanat zugetropft. Die Reaktionsmischung wurde anschließend solange bei 60 bis 65°C gerührt, bis der NCO-Gehalt unter 0,1 Gew.-% abgesunken war.
Umsetzungsprodukt g:
600 g eines linearen hydroxylgrappenhaltigen Polyesters (mittleres Molekulargewicht: 2 000; Umsetzungsprodukt aus Adipinsäure mit Ethylenglykol, Diethylen- glykol und Butandiol), 22,7 g Acrylsäure, 3,1 g p-Toluolsulfonsäure, 0,3 g p- Methoxyphenol, 0,3 g Di-tert.-butyl-hydrochinon und 220 g Toluol werden nach der für Umsetzungsprodukt d) beschriebenen Weise umgesetzt und nach Entfernen des Toluols mit 31,6 g Isophorondiisocyanat ebenfalls wie für Umsetzungsprodukt e) beschrieben, umgesetzt.
Erfindungsgemäßes Beispiel (Beispiel 4)
Komponente A:
In einem Kessel wurden 56,62 kg Hydroxyethylacrylat, 0,0483 kg Di-tert- butylhydrochinon und 0,0483 kg Desmorapid SO vorgelegt und unter Rühren auf 40°C aufgeheizt. Während des Aufheizens und der folgenden Reaktion wurden 200 1
Luft/h durchgeleitet. Als 40°C erreicht waren, wurden 48,28 kg n-Butylisocyanat in 8 h zugetropft. Es wurde darauf geachtet, dass die Reaktionstemperatur dabei 45°C nicht überschritt. Anschließend wurde 2 h bei 45°C gerührt, dann wurde auf 60°C aufgeheizt und 4 h bei dieser Temperatur gerührt. Eine Probe zeigte einen NCO- Gehalt von unter 0, 1 Gew.-%. Komponente B:
37,36 kg Poly-THF wurden mit 0,2 kg Di-tert.-butylhydrochinon und 0,1 kg Desmorapid SO und 32,56 kg Hydroxyethylacrylat vorgelegt und unter Rühren auf 40°C aufgeheizt. Während des Aufheizens und der folgenden Reaktion wurden 200 1 Luft/h durchgeleitet. Als 40°C erreicht waren, wurden 32,56 kg Isophorondiisocyanat in 8 h zugetropft. Es wurde darauf geachtet, dass die Reaktionstemperatur dabei 45 °C nicht überschritt. Anschließend wurde 2 h bei 45°C gerührt, dann wurde auf 60°C aufgeheizt und 4 h bei dieser Temperatur gerührt. Eine Probe zeigte einen NCO- Gehalt von unter 0,1 Gew.-%.
Komponente C: 200 g lrganox 1035
(im Handel vertrieben von der Firma Ciba)
Zubereitung der Beschichtung:
99,5 kg Komponente B und 0,2 kg C wurden zusammen mit 597 g Darocur 1173 und 199 g des im folgenden angegebenen Stabilisators vorgelegt und auf 50°C erwärmt.
99,5 kg Komponente A wurden zügig zugegeben. Nach Mischen wurde die Beschichtung bei 50 bis 60°C und 3 bar über ein Seitz-Filter in Polyethylen-ausge- kleidete Gebinde filtriert.
Darocur 1173 ist ein Handelsprodukt der Firma Merck in Darmstadt, Deutschland. Es ist
Seitz-Filter sind dreischichtige Tiefenfilter, deren erste Schicht aus einer mit zunehmender Tiefe feinporiger werdenden Kieselgur-Zellstoffschicht besteht, gefolgt von einer kieselgurdichten Zellstoffschicht und einer polymerverdichteten Faserschicht zum Abschluss. Dieser Filteraufbau wirkt einer Verstopfung des Filters durch Partikel entgegen und übertrifft in der Filtrationswirkung wesentlich feinporigere Metallsinterplatten.
Die Beschichtungsmittel wurden in eine PE-ausgekleidete Flasche filtriert.
Ergebnisse der Reißdehnungsmessung:
Vergleichs versuch 1: 35 % Vergleichs versuch 2: 40 %
Vergleichsversuch 3: 15 %
Erfindungsgemäßes Beispiel: 60 %
Die Messung der Reißdehnung erfolgte wie folgt:
Ein* Film des zu prüfenden Claddings wurde auf eine Glasplatte aufgerakelt. Die Dicke des Films betrag 100 μm. Dieser Film wurde mit einer Bestrahlungsapparatur UV-gehärtet. Aus der Mitte des so entstandenen Lackfilms wurden mit einer Rasier- klinge 1 cm breite und 15 cm lange Streifen geschnitten. Ein Ende des Lackstreifens wurde fixiert und von dieser Fixierung an eine Markierung bei 10 cm angebracht. Das nicht fixierte Ende wurde auf eine dünne Welle gleichmäßig aufgewickelt bis der Lack riss. Die zurückgelegte Strecke, die die Markierung, die ursprünglich bei 10 cm war, gewandert war, wurde notiert. Die Reißdehnung ergab sich dann aus: Reiß- dehnung = Reißlänge (cm) x 100/10.

Claims

Patentansprtiche
1. Lichtleiter umfassend einen Kern aus Polycarbonat und eine Beschichtung enthaltend ein Polymer, das Wiederholungseinheiten enthält, abgeleitet von den Monomeren
A) eine oder mehrere verschiedene Verbindungen nach Formel (I)
in der
m für 2, 3 oder 4 steht,
D den m-wertigen Rest eines aliphatischen oder aromatischen
Kohlenwasserstoffs bedeutet,
R Wasserstoff oder Methyl ist,
Z\ für einen zweiwertigen Rest der Formel (II)
O O
II II
-O-C— NH— A— NH— C-O — (II)
steht, in der A ein unsubstituierter oder substituierter zweiwertiger Rest eines aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphati- schen oder aromatischen Kohlenwasserstoffs ist,
A\ und A2 unabhängig voneinander einen unsubstituierten oder substituierten zweiwertigen Rest eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs bedeuten,
n für eine ganze Zahl von 1 bis 20 steht,
r eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist,
eine oder mehrere verschiedene Verbindungen nach Formel (III)
in der
R2 Wasserstoff oder Methyl ist,
A5 einen unsubstituierten oder substituierten zweiwertigen Rest eines aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffs bedeutet,
Z5 und Zg unabhängig voneinander für Sauerstoff oder N-H stehen und
R3 ein unsubstituierter oder substituierter Alkyl-, Cycloalkyl- oder Aralkyl-Rest ist.
2. Lichtleiter nach Ansprach 1, wobei Aj und A unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Grappe bestehend aus -CH2-CH2-, -CH2-CH(CH3)- und -(-CH2-)4-.
3. Lichtleiter nach Anspruch 1 oder 2, wobei
m für 2 oder 3 steht,
A ausgewählt ist aus der Grappe bestehend aus
Phenylen-CH2-Phenylen, Cyclohexylen-CH2-Cyclohexylen und deren Mischungen und
2 bis 20 ist.
4. Lichtleiter nach Anspruch 1 , wobei
m für 2 steht,
D = -(-CH2-)4- ist,
Ri = H ist,
Aj = -(-CH2-)2- ist,
n 1 ist,
A2 = -(-CH2-)4- ist,
3 bis 15 ist,
R = H ist und
A5 ausgewählt ist aus der Grappe bestehend aus -CH2-CH2-, -CH2-CH(CH3)- und -(-CH2-)4-.
Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Anteil der Wiederholungseinheiten abgeleitet von den in Anspruch 1 unter A) genannten Monomeren in dem Polymer 25 bis 75 Gew.-% beträgt und der Anteil der Wiederholungseinheiten, abgeleitet von den in Ansprach 1 unter B) genannten Monomeren, in dem Polymer 25 bis 75 Gew.-% beträgt und wobei die Summe der Anteile der Wiederholungseinheiten, abgeleitet von den in Anspruch 1 unter A) und unter B) genannten Monomeren, in dem Polymer 50 bis 100 Gew.-% beträgt.
Verfahren zur Herstellung des Lichtleiters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, durch Beschichten des Kems des Lichtleiters mit einer Zusammensetzung enthaltend die Monomere A) und B) und die Stabilisatoren und einen oder mehrere verschiedene Fotoinitiatoren, wobei die Zusammensetzung auf dem Kern durch UV-Strahlen polymerisiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Anteil des Fotoinitiators an der Zu- sa mensetzung 0,1 bis 10 Gew.-% beträgt.
8. Lichtleiter erhältlich nach dem Verfahren nach Anspruch 6 oder 7.
9. Verwendung des Lichtleiters nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach Anspruch 8 in Transportmitteln.
10. Transportmittel enthaltend den Lichtleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach Ansprach 8.
EP01989468A 2000-11-27 2001-11-14 Lichtleiter Withdrawn EP1340105A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10058877 2000-11-27
DE10058877A DE10058877A1 (de) 2000-11-27 2000-11-27 Lichtleiter
PCT/EP2001/013164 WO2002042804A1 (de) 2000-11-27 2001-11-14 Lichtleiter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1340105A1 true EP1340105A1 (de) 2003-09-03

Family

ID=7664861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP01989468A Withdrawn EP1340105A1 (de) 2000-11-27 2001-11-14 Lichtleiter

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6950587B2 (de)
EP (1) EP1340105A1 (de)
JP (1) JP2004530918A (de)
AU (1) AU2002227924A1 (de)
DE (1) DE10058877A1 (de)
TW (1) TW526343B (de)
WO (1) WO2002042804A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002029458A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-11 Bayer Aktiengesellschaft Lichtleiter
WO2002029447A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-11 Bayer Aktiengesellschaft Lichtleiter aus polycarbonat

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0125710A3 (de) 1983-04-11 1985-07-10 International Standard Electric Corporation Mittels U.V.-Strahlen härtbare Beschichtung für optische Faser
JPS59216104A (ja) 1983-05-23 1984-12-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光伝送性繊維
JPS59216105A (ja) 1983-05-24 1984-12-06 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光伝送性繊維
JPS59218404A (ja) 1983-05-25 1984-12-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd 光伝送性繊維
US4522465A (en) 1983-11-10 1985-06-11 Desoto, Inc. Optical fiber coated with an ultraviolet cured topcoating
NL8401981A (nl) 1984-06-22 1986-01-16 Philips Nv Optische glasvezel voorzien van een kunststofbedekking en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.
JPS6116970A (ja) * 1984-07-02 1986-01-24 Mitsui Toatsu Chem Inc 活性エネルギ−線硬化被覆用組成物
JPS61231510A (ja) 1985-04-08 1986-10-15 Mitsubishi Rayon Co Ltd プラスチツク光フアイバ
JPS61240206A (ja) 1985-04-17 1986-10-25 Mitsubishi Rayon Co Ltd プラスチツク光フアイバ
JPS61245110A (ja) 1985-04-23 1986-10-31 Fujitsu Ltd プラスチツク光フアイバ
JPH0646244B2 (ja) * 1985-05-17 1994-06-15 三菱レイヨン株式会社 プラスチック系光ファイバ
JPS61278807A (ja) 1985-06-04 1986-12-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd プラスチツク光フアイバの製造方法
DE3801576A1 (de) * 1988-01-21 1989-08-03 Bayer Ag Lichtleiter auf basis von polycarbonatfasern und verfahren zu ihrer herstellung
US5652821A (en) * 1994-10-31 1997-07-29 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Plastic-clad optical fiber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002029458A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-11 Bayer Aktiengesellschaft Lichtleiter
WO2002029447A1 (de) * 2000-10-02 2002-04-11 Bayer Aktiengesellschaft Lichtleiter aus polycarbonat

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of WO0242804A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20040151456A1 (en) 2004-08-05
AU2002227924A1 (en) 2002-06-03
JP2004530918A (ja) 2004-10-07
DE10058877A1 (de) 2002-06-06
US6950587B2 (en) 2005-09-27
WO2002042804A1 (de) 2002-05-30
TW526343B (en) 2003-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69204384T2 (de) Verfahren und Zusammensetzung zum Überziehen einer optischen Faser.
DE69833322T2 (de) Eine ein urethan-oligomer mit einem polyestergerüst enthaltende strahlungshärtbare zusamensetzung
DE69130173T2 (de) Aushärtbare flüssigharzzusammensetzung
DE69706413T2 (de) Flüssige, härtbare harzzusammensetzung
DE68906440T2 (de) Polymerbeschichtungen für Wellenleiter aus optischen Fasern.
DE60314613T2 (de) Photochrome zusammensetzungen, verfahren zur herstellung und hergestellte oder beschichtete gegenstände
DE69026902T2 (de) Polykarbonat-Polyol-Zusammensetzung und Polykarbonat-(meth)acrylatzusammensetzungen und darauf basierende Urethan(meth)acrylate
DE60108992T2 (de) Polycarbonatharz und optischer Gegenstand daraus
EP0327807B1 (de) Lichtleiter auf Basis von Polycarbonatfasern und Verfahren zu ihrer Herstellung
CH649309A5 (de) Durch strahlung haertbare masse.
EP2154129A1 (de) Phenylisocyanat-basierte Urethanacrylate mit hohem Brechungsindex
JPS6375072A (ja) 光硬化性塗料組成物及び被覆ガラス光フアイバー
DE69213867T2 (de) Fluorierte Acrylamidsilan Monomere und Polymere
DE19723178A1 (de) Strahlungshärtbare Überzugszusammensetzungen mit dem Beschlagen entgegenwirkenden Eigenschaften
EP1334383A2 (de) Lichtleiter
EP0000022B1 (de) Kratz- und wetterfeste Verbundsysteme auf Polycarbonatbasis
DE3710240A1 (de) Optische glasfaser mit einer primaerbeschichtung aus acrylsaeureestergruppenhaltigen organopolysiloxanen
EP1325369B1 (de) Lichtleiter
EP1340105A1 (de) Lichtleiter
DE10048796A1 (de) Lichtleiter
WO1998022545A1 (de) Lufttrocknende bindemittel
DE69721204T2 (de) Strahlungshärtbare Beschichtungen mit verbesserter Haftung an Glass
JP2002128845A (ja) 液状放射線硬化型樹脂組成物、光ファイバ用被覆組成物及び光ファイバ
WO2023162569A1 (ja) 樹脂組成物、光ファイバ、光ファイバの製造方法、光ファイバリボン、及び光ファイバケーブル
WO2024247602A1 (ja) 樹脂組成物、光ファイバ、光ファイバの製造方法、光ファイバリボンおよび光ファイバケーブル

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20030627

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BAYER MATERIALSCIENCE AG

17Q First examination report despatched

Effective date: 20061108

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20070419