FR2585477A1

FR2585477A1 - Fibre optique en resine et procede pour sa fabrication

Info

Publication number: FR2585477A1
Application number: FR8610850A
Authority: FR
Inventors: Teruo Sakagami; Naohiro Murayama
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1985-07-26
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1987-01-30
Anticipated expiration: 2006-07-25
Also published as: CA1265903A; US4775590A; FR2585477B1; DE3625180C2; DE3625180A1; GB2178190B; GB2178190A; GB8618062D0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE FIBRE OPTIQUE EN RESINE. SELON L'INVENTION, ELLE COMPREND UNE AME EN UN POLYMERE OU COPOLYMERE QUE L'ON OBTIENT A PARTIR D'UN MONOMERE POLYMERISABLE QUI CONTIENT AU MOINS 1 EN POIDS D'UN MONOMERE RETICULABLE, ET UN PLACAGE 1 D'UN POLYMERE OU COPOLYMERE AYANT UN INDICE DE REFRACTION PLUS PETIT QUE L'AME ET TRAVERSE D'UN CONDUIT INTERNE 2 DONT LE DIAMETRE CORRESPOND A CELUI DE L'AME. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA PRODUCTION DE FIBRES OPTIQUES.

Description

La présente invention se rapporte à une fibre optique en résine ayant une

excellente capacité de transmission de la lumière ainsi qu'à un procédé pour sa fabrication. On sait depuis de nombreuses années utiliser des fibres optiques de transmission de la lumière, dont chacune se compose d'une âme et d'un placage sur la paroi externe de l'âme, en tant que moyen de transmission de l'information. On emploie actuellement aussi bien des fibres optiques en verre qu'en résine. Bien que les fibres optiques en résine soient un peu inférieures, par la capacité de transmission de la lumière, à leur contre-partie en verre à ce stade, elles ont des mérites avantageux, dans la pratique, tels qu'elles peuvent être connectées ensemble assez facilement, sont de poids légers et ont une très bonne flexibilité et peuvent être fabriquées à des prix relativement bas. Pour ces mérites, les fibres optiques en résine ont récemment trouvé une

grande utilité dans divers domaines.

Comme procédé conventionnel de fabrication de telles fibres optiques en résine, on sait obtenir un polymère ou copolymère très transparent et amorphe tel qu'un polyméthyl méthacrylate, un polystyrène, un polycyclohexyl méthacrylate ou un polyphényl méthacrylate; chauffer, faire fondre et mouler le polymère ou copolymère par une extrudeuse ou analogue pour former un organe fibreux; puis former, par la technique d'immersion, la technique de coextrusion ou analogue, un placage sur l'organe fibreux en tant qu'âme de manière que la paroi externe de l'organe fibreux soit couverte sous le placage. Plus particulièrement, il est révélé, par exemple, dans les publications de brevets japonais Nos. 42261/1978 et 42260/1978 qu'un monomère capable de produire un polymère ou copolymère de polyméthyl acrylate ayant une excellente transparence, d'excellentes propriétés mécaniques, une excellente résistance aux intempéries et autres, est utilisé, à titre d'exemple, les impuretés sont retirées du monomère pour éviter tout effet néfaste sur la capacité de transmission de la lumière, le monomère ainsi purifié est polymérisé par le procédé de polymérisation continue en vrac pour obtenir un polymère et le polymère est ensuite chauffé, fondu et moulé pour obtenir une fibre utile

comme âme.

Dans les procédés conventionnels de fabrication tels que ceux ci-dessus décrits, les organes fibreux utiles comme âmes sont fabriqués par moulage en phase fondue. En corollaire à cela, leurs matériaux, c'est-à-dire les polymères, doivent avoir une excellente aptitude au moulage en phase fondue. Pour cette raison, l'obtention de polymères ayant une meilleure aptitude au moulage en phase fondue a formé l'objet d'un grand nombre de travaux, comprenant l'addition de divers agents de transfert de chaîne ou analogue lors de la polymérisation afin de réduire les poids moléculaires et par conséquent

d'abaisser les viscosités en phase fondue.

Cependant, les procédés conventionnels sont accompagnés d'un problème par le fait qu'une limite significative est imposée sur les types des polymères utilisables comme matériaux de l'âme. Comme le moulage en phase fondue est essentiel, il a été absolument impossible d'utiliser comme matériaux de l'âme, par exemple, des polymères qui sont instables aux hautes températures requises pour le moulage en phase fondue ou qui ont des poids moléculaires importants et par conséquent de hautes viscosités en phase fondue ou qui

possèdent une structure très réticulante.

Réfléchissant la récente diversification de la technologie de l'information, une grande variété de propriétés sont maintenant requises des fibres optiques en résine, comprenant celles ayant de hautes températures de déformation à la chaleur, celles ayant une haute résistance à la chaleur et une haute durabilité aux températures élevées, et autres. Cependant, les procédés conventionnels ne permettent pas de former des âmes à

partir de tels matériaux.

Lorsqu'un polymère est soumis à un moulage en phase fondue, il y a un danger que certaines impuretés puissent se mélanger, de sources externes, dans le polymère ou que le polymère puisse être détérioré ou modifié à de hautes températures au sacrifice, par conséquent, de la haute transparence du polymère. Cette tendance devient plus prononcée lorsqu'un ou plusieurs additifs sont utilisés pour améliorer l'aptitude au

moulage en phase fondue.

La présente invention a pour objet une fibre optique ayant une haute résistance à la chaleur ne

pouvant être obtenue par aucun procédé conventionnel.

La présente invention a pour autre objet un procédé de fabrication d'une fibre optique en résine qui permette le choix du matériau de l'âme sur une large gamme de matériaux et ait diverses excellentes propriétés, en particulier une très bonne résistance à la chaleur. Selon un aspect de l'invention, on prévoit ainsi une fibre optique en résine comprenant: une âme d'un polymère ou copolymère obtenu à partir d'un monomère polymérisable qui contient au moins 1% en poids d'un monomère réticulable; et - un placage d'un polymère ou copolymère ayant

un indice de réfraction plus petit que celui de l'âme.

Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit également un procédé pour la fabrication d'une fibre optique en résine, qui consiste à: introduire un monomère polymérisable dans un matériau de placage ressemblant à une fibre creuse adapté à former un placage et fait d'un polymère ou copolymère; placer le matériau composite résultant en conditions de polymérisation pour polymériser le monomère polymérisable, et former ainsi une âme ayant un indice de

réfraction supérieur au placage.

Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit également un procédé pour la fabriction d'une fibre optique en résine, qui consiste à: introduire un monomère polymérisable dans un matériau de placage ressemblant à une fibre creuse adapté à former un placage et fait d'un polymère ou copolymère; forcer le matériau composite résultant à se déplacer continuellement dans la direction de la longueur du matériau composite et permettre au matériau composite d'avancer en succession dans une zone de polymérisation o sont satisfaites les conditions de la polymérisation du monomère polymérisable, pour qu'ainsi le monomère polymérisable soit successivement polymérisé pour former une âme ayant un indice de réfraction supérieur au placage. Dans les procédés ci-dessus de cette invention, le monomère polymérisable formant l'âme peut de préférence contenir au moins 1% en poids d'un monomère réticulable. Dans la fibre optique en résine de cette invention, l'âme est faite d'un polymère réticulé. En conséquence, sa résistance à la chaleur et sa durabilité

sont importantes.

Dans chacun des procédés de cette invention, le polymère formant l'âme (ou copolymère) est formé en polymérisant le monomère polymérisable dans le matériau de placage. Il est ainsi possible d'utiliser, comme matériau de l'âme, un polymère dont le moulage en phase fondue n'est pas possible. Une fibre optique en résine ayant une autre résistance à la chaleur peut par conséquent être facilement obtenue, par exemple en utilisant un monomère réticulable. Par ailleurs, il est possible d'empêcher le mélange des impuretés dans les âmes, de sources externes. Des fibres optiques en résine ayant de bonnes caractéristiques peuvent en conséquence

être obtenues.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective schématique simplifiée d'un matériau de placage utile dans la fabrication d'une fibre optique en résine selon l'invention; et - la figure 2 illustre schématiquement, à titre d'exemple, la façon dont un procédé selon l'invention

peut être mis en pratique.

Dans la présente invention, on fabrique, comme le montre la figure 1, un matériau de placage 1 en forme de fibre creuse, qui devient un placage d'une fibre optique. Aucune limite particulière n'est imposée sur le matériau du matériau de placage 1. Tout matériau connu peut ainsi être utilisé. Il est cependant requis qu'il ait un indice de réfraction plus petit que son âme associée, que l'on décrira ci-après. Le matériau peut de manière souhaitable être un polymère dont l'indice de réfraction est plus faible, de préférence d'au moins 1%, et mieux d'au moins 3%, que l'indice de réfraction de l'âme associée. En conséquence, la gamme des matériaux dont on peut choisir un matériau pour le matériau de placage 1 se rétrécit lorsque l'âme est faite d'un matériau ayant un faible indice de réfraction, par exemple dans la gamme de 1,48 - 1,50. En fait, une résine thermoplastique pouvant être moulée en phase fondue est préférable comme matériau pour le matériau de placage 1. Comme exemple de polymères proposés comme matériaux pour de tels matériaux de placage, on peut

mentionner ceux révélés dans la description du brevet

UK No. i 037 498, par exemple des polymères ou copolymères de fluorure de vinyle, fluorure de vinylidène, tétrafluoroéthylène, hexafluoropropylène, trifluorométhyl trifluorovinyl éther, perfluoropropyl trifluorovinyl éther et fluoroesters d'un acide acrylique ou d'un acide méthacrylique représentés par la formule de structure qui suit: 0Y Il i X(CF2)n (CH2)m 0-C-C=CH2 o X signifie F, H ou Cl, n indique un nombre entier de 2 à 10, m est un nombre entier de 1 à 6 et Y désigne CH3 ou

H, ainsi que des copolymères des monomères ci-dessus -

mentionnés et esters de l'acide acrylique ou de l'acide méthacrylique et alcools inférieurs (par exemple

méthanol, éthanol, et analogues).

Par ailleurs, des copolymères sensiblement amorphes que l'on peut obtenir à partir d'un composé représenté par la formule suivante: O: X(CH2)p-0-CC=CH2 y

o X et Y ont la même signification que ci-dessus et-p-

indique un nombre entier de i -16 et l'ester méthylique ou éthylique de l'acide acrylique ou méthacrylique peuvent également être employés de manière appropriée. En outre, le copolymère de tétrafluoroéthylèneéthylène et

analogues révélé dans la description du brevet

US No. 2 468 664 peut également être utilisé de manière appropriée. Quand l'indice de réfraction du matériau de l'âme est important, il est également possible d'utiliser une résine d'éthylène, une résine de propylène, une résine de 4-méthylpentène-1, une résine de chlorure de vinyle, une résine de chlorure de vinylidène et autres,

outre les polymères et copolymères ci-dessus décrits.

Le matériau de placage 1 peut être obtenu en moulant un polymère tel que ceux décrits ci-dessus en une fibre creuse tubulaire ayant un conduit creux 2. Tout procédé conventionnellement connu peut être employé en tant que procédé pour la formation de la fibre creuse tubulaire. On peut par exemple la fabriquer en moulant continuellement un polymère approprié un état fondu à haute température en une forme tubulaire par une extrudeuse ou analogue. Aucune limite particulière n'est imposée sur le diamètre r du conduit creux 2. Bien que le conduit creux 2 puisse avoir un diamètre approprié correspondant à l'application voulue de la fibre optique en tant que produit final, le diamètre est usuellement compris entre 1 pm et 5 mm environ. Ce diamètre du conduit creux 2 devient le diamètre de l'âme. Dans le cas d'une fibre optique pour transmettre la lumière d'une

grande source de lumière, par exemple, une diode photo-

émettrice (LED), plus le diamètre du conduit creux 2 est grand, plus cela est avantageux. Lorsque la lumière à transmettre est la lumière d'une petite source de lumière comme un faisceau laser, de plus petits diamètres de l'âme sont mieux appropriés à l'admission de la lumière incidente. Par conséquent, un petit diamètre est choisi pour le conduit creux 2. Dans ce cas, un autre mérite provient du fait que le rayon minimum de courbure est

maintenu petit.

Comme le matériau de placage 1 devient le placage pour réfléchir la lumière qui se propage à travers l'âme, aucune limite n'est imposée sur l'épaisseur de paroi t du matériau de placage tant que l'épaisseur de paroi est au moins égale à plusieurs fois

la longueur d'onde de la lumière à transmettre.

L'épaisseur de paroi t est généralement ajustée à -100 pm, de préférence à 10 - 50 pm environ. Dans la présente invention, un monomère polymérisable est introduit dans le conduit creux 2 du matériau de placage 1 ressemblant à une fibre creuse et le matériau composite résultant est placé en condition de polymérisation pour polymériser le monomère

polymérisable, et ainsi former une âme.

Là, il est préférable d'utiliser un monomère réticulable ou un mélange de monomères contenant un

monomère réticulable en tant que monomère polymérisable.

Le terme "monomère ou mélange de monomères" utilisé ici signifie un matériau polymérisable ou mélange. Il ne signifie pas nécessairement seulement des monomères. Par conséquent, on peut également utiliser des prépolymères un peu polymérisés. En fait, tout matériau peut 8tre utilisé tant qu'il est polymérisable et a une fluidité suffisant pour permettre son introduction dans le conduit creux 2 du matériau de placage 1. Comme aucun moulage en phase fondue n'est requis dans la présente invention, un monomère polyfonctionnel ou un mélange de tels monomères peut être utilisé en tant que matériau polymérisable ci-dessus mentionné. Il est inutile que les monomères à utiliser soient tous des monomères bifonctionnels ou polyfonctionnels plus élevés. L'utilisation d'un tel monomère réticulable ou d'un mélange de monomères contenant un monomère réticulable peut amener des avantages tels qu'une âme faite d'un polymère ou copolymère réticulé est formée pour produire une fibre optique ayant une excellente résistance à la chaleur et lors de la polymérisation du monomère ou du mélange de monomères, "l'ébauche" de l'âme, du fait de rétrécissement du monomère ou du mélange de monomères, est rendue dure. Afin d'obtenir de tels effets avantageux, il est préférable d'incorporer le monomère réticulable composant en une quantité d'au moins 1% en poids, de préférence d'au mons 3% en poids en se basant sur le mélange de monomères. Il est inutile de dire que tous les monomères peuvent être des monomères

bifonctionnels ou polyfonctionnels encore plus élevés.

Dans la présente invention, il est possible d'utiliser, comme monomères bifonctionnels ou polyfonctionnels encore plus élevés, les esters acryliques ou méthacryliques d'alcools dihydriques ou polyhydriques encore supérieurs, comme le diacrylate d'éthylène glycol, le diméthacrylate d'éthylène glycol,

le 2,2-bis [4-acryloxyéthoxyphényl] propane, le 2?2-bis-

[4-méthacryloxyéthoxyphényl] propane, le triacrylate de

triméthylolpropane et le triméthacrylate de triméthylol-

propane; des esters acryliques ou esters méthacryliques

contenant un halogène comme le 2,2-bis(4-méthacyloxy-

éthoxy-3,5-dibromophényl)propane; des composés aromatiques tels que le divinylbenzène; des monomères réticulables contenant un ou plusieurs groupes allyles en tant que groupes fonctionnels, représentés par le diéthylène glycol bis(allylcarbonate) (tel que "CR-39"), le diallyl phtalate et le triallyl isocyanate; et autres. Ces monomères bifonctionnels et polyfonctionnels encore supérieurs peuvent être utilisés soit individuellement ou en combinaison. Comme comonomères utilisables en combinaison avec ces monomères réticulables pour leur copolymérisation, aucune limite particulière n'est imposée tant que ce sont des monomères polymérisables avec de tels monomères réticulables. Comme comonomères préférables, on peut mentionner, par exemple, des esters acryliques et esters méthacryliques tels que l'acrylate de méthyle, le méthacrylate de méthyle, l'acrylate de n-butyle, le méthacrylate de n- butyle, l'acrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, l'acrylate d'isobutyle, le méthacrylate d'isobutyle, l'acrylate de butyletertiaire, le méthacrylate de butyle tertiaire, l'acrylate de phényle, le méthacrylate de phényle, l'acrylate de benzyle, le méthacrylate de benzyle, l'acrylate de cyclohexyle, le méthacrylate de cyclohexyle, l'acrylate de 2-hydroxyéthyle, le méthacrylate de 2- hydroxyéthyle, le tribromophényl

acrylate, le tribromophényl méthacrylate, l'acryloxy-

diéthoxytribromobenzène et le méthacryloxydiéthoxy-

tribromobenzène; et des composés vinyliques aromatiques tels que le styrène, l'-méthylstyrène et le monochlorostyrène. Les monomères polymérisables ci-dessus mentionnés ou mélanges de monomères peuvent contenir un initiateur de polymérisation, un additif de polymérisation, un agent de transfert de chaîne pour la

régulation du poids moléculaire, et autres.

Aucune limite particulière n'est imposée sur la méthode d'introduction d'un monomère polymérisable, préparé à la façon ci-dessus mentionnée, dans le conduit creux 2 du matériau de placage 1. Cela peut être effectué, par exemple, en insérant une extrémité du matériau de placage dans le monomère polymérisable contenu dans un récipient puis en appliquant une pression négative à l'autre extrémité afin d'attirer le monomère polymérisable dans le conduit creux 2 ou, alterna- tivement, en forçant le monomère polymérisable à s'écouler sous pression dans le conduit creux 2 à travers une extrémité du matériau de placage i afin de remplir le conduit creux 2 du monomère polymérisable. Après introduction du monomère polymérisable dans le matériau de placage, les deux extrémités du matériau de placage sont obturées. Ensuite, le matériau composite résultant est par exemple chauffé par un moyen chauffant ou analogue pour polymériser le monomère polymérisable dans le matériau de placage. A ce stade, le matériau composite peut être placé dans sa totalité dans une atmosphère inerte comme de l'azote gazeux, pour qu'ainsi la polymérisation puisse se passer régulièrement. Le type de l'initiateur de polymérisation, la température de polymérisation et autres conditions peuvent être choisis de manière appropriée, par exemple selon le type de chaque monomère polymérisable à utiliser. Usuellement, un

initiateur de polymérisation radicalaire tel qu'un -

peroxyde de lauroyle, un peroxydedicarbonate d'isopropyle ou un peroxyde de méthyl éthyl cétone peut être utilisé avec succès. La température de polymérisation peut être choisie entre la température ambiante et 150 C. Dans certains cas, une photopolymérisation peut être effectuée

en présence d'un initiateur de photopolymérisation.

Selon le procédé ci-dessus décrit, une âme faite en polymère est formée en soumettant un matériau composite, qui se compose d'un matériau de placage et d'un monomère polymérisable introduit dans le conduit creux du matériau de placage, à un traitement de polymérisation afin de polymériser le monomère polymérisable sans nécessiter aucun moyen pour faire

fondre et mouler un polymère pour la formation d'une âme.

En conséquence, le monomère polymérisable peut être choisi dans une large plage de monomères. En utilisant un monomère réticulable, bifonctionnel ou polyfonctionnel supérieur, en tant que partie ou pour toute la partie du monomère polymérisable, il est possible d'obtenir une fibre optique ayant une âme faite d'un polymère ou copolymère réticulé qui ne peut être disponible, en

théorie, par aucun procédé conventionnel.

De telles fibres optiques ont une excellente résistance à la chaleur et peuvent être utilisées pour diverses applications. L'inclusion d'un monomère réticulable dans le monomère polymérisable peut éviter le blanc qui se produirait autrement du fait du rétrécissement de volume dans le matériau de placage lors de la polymérisation. Il est également possible de réduire la possibilité d'un mélange d'impuretés qui a tendance à se produire lorsqu'un polymère est soumis à un moulage en phase fondue. Il est ainsi possible de former une âme ayant une excellente capacité de transmission de

la lumière.

Lorsque le matériau composite composé du matériau de placage et du monomère polymérisable introduit dans le matériau de placage est placé dans sa totalité en condition de polymérisation afin de polymériser le monomère comme on l'a décrit ci-dessus, il peut se produire un certain retrait sensible de volume, selon la composition du monomère polymérisable, dans le monomère polymérisable dans le matériau de placage lors de sa polymérisation. Du fait de ce retrait, le polymère résultant qui est supposé former une âme peut être partiellement coupé dans le matériau de placage. Par ailleurs, le matériau de placage peut se déformer du fait d'une chute de sa pression interne par suite du retrait de volume du monomère réticulable et la section transversale de la fibre optique fabriquée peut ainsi s'aplatir au lieu de former un vrai cercle. Lorsque le monomère polymérisable contient un monomère réticulable par ailleurs, ces problèmes se produisent relativement rarement. Cependant, ils ne peuvent être totalement ignorés même lorsqu'un tel monomère réticulable est contenu. Dans le troisième aspect de l'invention, la présente invention offre un procédé pour la fabrication d'une fibre optique en résine qui consister à: introduire un monomère polymérisable dans un matériau de placage en forme de fibre creuse adapté à former un placage et fait d'un polymère ou copolymère; forcer le matériau composite résultant à se déplacer continuellement dans la direction de la longueur du matériau composite et permettre au matériau composite d'avancer en succession dans une zone de polymérisation o les conditions pour la polymérisation du monomère polymérisable sont satisfaites, pour qu'ainsi le monomère polymérisable soit polymérisé en succession pour former une âme ayant un indice de réfraction supérieur au placage. Selon le procédé ci-dessus, le monomère polymérisable introduit dans le matériau de placage en forme de fibre creuse est polymérisé en succession avec la portion du monomère polymérisable, laquelle portion est en polymérisation, se déplaçant de l'extrémité menante du matériau composite dans la direction de sa longueur, tandis que le matériau composite avance successivement dans la zone de polymérisation. Comme le monomère polymérisable conserve encore sa fluidité au

moins jusqu'à sa polymérisation, le monomère polymé-

risable est réalimenté à la portion qui est en polymé-

risation, de la portion arrière, si le volume du monomère polymérisable se réduit lors de sa polymérisation. La réduction de volume est par conséquent compensée. Par suite, il est possible d'éviter la présence de coupures dans le polymère formant l'âme et en même temps l'aplatissement de section transversale du placage associé, permettant ainsi de fabriquer une fibre optique réellement circulaire ayant les propriétés voulues, continuellement et sans faute. Comme la polymérisation du monomère polymérisable, qui sert à former une âme, est effectuée dans le matériau de placage dans le procédé ci-dessus, le mélange possible d'impuretés de sources externes peut être empêché et l'on peut obtenir en conséquence une fibre optique en résine ayant de bonnes caractéristiques. Le procédé ci-dessus sera maintenant décrit plus particulièrement. Un monomère polymérisable est introduit dans un conduit creux 2 d'un matériau de placage i en forme de fibre creuse, qui est semblable à celui représenté sur la figure 1, de façon à obtenir un matériau composite. Une zone de polymérisation qui satisfait aux conditions pour polymériser le monomère polymérisable introduit dans le matériau composite est prévue. Le matériau composite est alors forcé à se déplacer continuellement dans la direction de sa longueur de façon que le matériau composite puisse avancer en succession dans la zone de polymérisation. Le monomère polymérisable est par conséquent polymérisé en succession de façon qu'une âme ayant un indice de réfraction supérieur au matériau de placage soit formée pour fabriquer une fibre optique en résine. Là, le matériau de placage ci-dessus décrit est employé en tant que matériau

de placage.

Dans ce procédé, tout monomère polymérisable peut être utilisé en tant que monomère polymérisable formant une âme sans aucune limite spéciale tant qu'il peut produire un polymère ou copolymère ayant un indice

de réfraction supérieur au matériau associé de placage.

Il est particulièrement remarquable que le procédé ci-dessus permette l'utilisation d'un monomère polymérisable usuel susceptible d'un rétrécissement de volume lors de sa polymérisation. Cela est un avantage

principal de ce procédé.

Les divers monomères et prépolymères, qui ont été décrits ci-dessus à titre d'exemple, peuvent 9tre utilisés en tant que monomères polymérisables dans ce procédé. En effet, il est possible d'utiliser un monomère polymérisable choisi, par exemple, parmi divers méthacrylates et acrylates comme les méthacrylates et acrylates de divers alcools primaires, les méthacrylates et acrylates d'alcools secondaires et tertiaires, les méthacrylates et acrylates contenant des groupes hydroxyles et des méthacrylates et acrylates contenant un halogène. Il est inutile de dire que le monomère polymérisable n'est pas nécessairement limité aux méthacrylates et acrylates donnés ci-dessus à titre

d'exemple.

Dans ce procédé, il est également possible d'utiliser des composés vinyliques aromatiques ainsi qu'une grande variété de monomères dont chacun contient un ou plusieurs groupes allyles en tant que groupes fonctionnels. Ces monomères polymérisables formant l'âme peuvent bien entendu être utilisés soit seuls ou en combinaison. Un monomère polymérisable tel que ceux mentionnés ci-dessus peut être ajouté, si nécessaire, avec un initiateur de polymérisation, un additif de polymérisation, un agent de transfert de chaîne pour la régulation du poids moléculaire, et autres, et est alors introduit dans le conduit creux 2 du matériau de placage 1 en forme de fibre creuse de la même manière que celle

ci-dessus décrite.

Comme cela est illustré sur la figure 2, le matériau composite M ainsi obtenu est obturé à une extrémité et est alors forcé à se déplacer continuellement dans la direction de sa longueur de façon à pouvoir avancer successivement dans une zone de polymérisation 11, qui est définie par un appareil pour établir les conditions de polymérisation, avec l'extrémité ainsi obturée entrant d'abord. En conséquence, le monomère polymérisable introduit à l'intérieur du matériau composite M est polymérisé dans la zone de polymérisation. L'autre extrémité du matériau composite M qui se compose du matériau de placage et du monomère polymérisable introduit dans le matériau de placage est plongée, à l'état ouvert, dans le monomère polymérisable stocké dans un récipient 12 de réapprovisionnement du monomère. Après passage à travers la zone de polymérisation 11, la fibre optique résultante

est enroulée sur un tambour 14. Lorsque le monomère polymérisable est du type polymérisable à la chaleur

dans le procédé ci-dessus, un appareil chauffant approprié tel qu'un réchauffeur ou un four de chauffage est utilisé comme appareil pour établir les conditions de polymérisation. Lorsqu'il est du type photopolymérisable, un appareil à source de lumière pour

irradiation aux ultraviolets ou analogues est employé.

- Un monomère polymérisable a généralement tendance à développer un rétrécissement de volume lors de sa polymérisation. La section transversale de la fibre optique résultante peut par conséquent s'aplatir et l'âme peut être coupée en certaines parties, même si la section

transversale du matériau de placage est un cercle réel.

Dans le procédé ci-dessus, le matériau composite peut avancer, à un état obturé à une extrémité, en succession dans la zone de polymérisation avec l'extrémité obturée entrant d'abord dans la zone de polymérisation. La portion de matériau composite qui est en polymérisation est par conséquent forcée à se déplacer. Le monomère polymérisable a encore une fluidité dans la portion non

polymérisée derrière la portion qui est en polyméri-

sation. Même si un rétrécissement de volume est produit par la polymérisation, le monomère polymérisable est fourni à la portion qui est en polymérisation afin de compenser le rétrécissement de volume. Il est ainsi possible d'éviter la chute de pression due au rétrécissement de volume et par conséquent la déformation possible du matériau de placage et par ailleurs d'éviter

la présence possible de coupures dans l'âme.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, le réapprovisionnement du monomère polymérisable lors d'un rétrécissement de volume du monomère polymérisable s'effectue automatiquement. Le réapprovisionnement du monomère polymérisable peut cependant être obtenu régulièrement, en particulier en maintenant le récipient de réapprovisionnement en

monomère 12 sous pression.

Pour les conditions de polymérisation qui doivent être établies dans la zone de polymérisation, les conditions appropriées peuvent être constituées selon le type d'un monomère polymérisable à utiliser, le type et la quantité d'un initiateur de polymérisation à ajouter et d'autres conditions. Par exemple, la température de polymérisation peut être comprise entre la température ambiante et 150 C. Comme initiateur de polymérisation, un initiateur approprié de polymérisation peut être choisi selon le type d'un monomère polymérisable à utiliser et

d'autres paramètres. Un initiateur usuel de polymérisa-

tion radicalaire ou initiateur de photopolymérisation peut être utilisé tel qu'il est. De plus, la distance de parcours et la vitesse du matériau composite à travers la zone de polymérisation peuvent également être établies à

des niveaux appropriés.

Dans ce procédé, il est également possible de soumettre le matériau composite à un prétraitement en un stade avant d'atteindre la zone de polymérisation. Par exemple, une prépolymérisation peut être effectuée pour augmenter à l'avance la viscosité du monomère polymérisable. Cette prépolymérisation est efficace par le fait que le degré de rétrécissement de volume du monomère polymérisable dans la zone de polymérisation peut être limité à un faible niveau. Il est inutile de dire qu'il fait éviter d'entreprendre le prétraitement à un degré tel que la fluidité du monomère polymérisable soit complètement perdue avant qu'il atteigne la zone de polymérisation. Selon le procédé ci-dessus, le matériau composite formé du matériau de placage et du monomère polymérisable introduit dans le conduit creux du matériau de placage est forcé à se déplacer continuellement dans la direction de sa longueur, donc le matériau composite peut avancer successivement dans la zone de polymérisation en satisfaisant aux conditions pour la polymérisation du monomère polymérisable. Le monomère polymérisable est par conséquent polymérisé successivement pour former l'âme dont l'indice de

réfraction est supérieur à celui du matériau de placage.

En conséquence, le monomère polymérisable peut être choisi dans une large gamme de monomères. Il est par conséquent possible d'obtenir une fibre optique ayant une âme faite d'un polymère réticulé ou d'un polymère ne permettant pas de moulage en phase fondue. Même si un monomère polymérisable susceptible d'un rétrécissement de volume lors de sa polymérisation est employé comme monomère polymérisable, l'âme résultante ne développe des coupures en aucune partie ou bien sa section transversale n'est pas déformée en une forme circulaire aplatie. En conséquence, une fibre optique ayant d'excellentes caractéristiques voulues peut être fabriquée sans faute.- Dans la zone de polymérisation, un seul brin du matériau composite est continuellement soumis à un traitement de polymérisation. Le matériau composite ne peut ainsi se recouvrir en aucune partie. En conséquence, il est toujours possible de polymériser le matériau composite dans sa totalité en conditions uniformes. Il y a bien entendu peu de risque qu'une inclusion d'impuretés ait tendance à se produire lors du moulage en phase fondue, ce qui permet de former une âme ayant une

excellente capacité de transmission de la lumière.

Exemple 1.

Une résine de fluorure de vinylidène "KF No.1000" (dénomination commerciale; produit de Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) a été moulée par extrusion à une température de sortie de 240 C pour obtenir un matériau creux de placage formé de la résine de vinylidène fluoré et ayant un diamètre interne de 0,8 mm et une épaisseur de paroi de 0,028 mm. L'indice de réfraction de cette résine était de environ 1,42 à

25 C.

Par ailleurs, un mélange de monomères polymérisables que l'on avait obtenu en mélangeant 0,06 partie en poids de peroxyde de lauroyle à un mélange de 88 parties en poids de méthacrylate de méthyle totalement

purifié et de 12 parties en poids d'un monomère bifonc-

tionnel tel que le 2,2-bis(4-méthacryloxy-éthoxyphényl)-

propane a été placé dans un récipient totalement lavé.

Une extrémité du matériau de placage a été insérée dans le mélange de monomères stocké dans le récipient et l'autre extrémité a été connectée à une pompe à vide, pour ainsi introduire le mélange de monomères dans le matériau de placage. Ensuite, les deux parties extrêmes

du matériau de placage ont été obturées en les chauffant.

Le matériau composite ainsi obtenu a été placé dans une chambre à température constante, dont tout l'intérieur a alors été purgé avec de l'azote. La température intérieure a été élevée à 60 C pour amorcer la polymérisation du monomère polymérisable. 16 heures plus tard, la température à l'intérieur de la chambre a été élevée graduellement et après un temps écoulé de heures, la température a été élevée à 110 C. A cette température, le matériau composite a été laissé pendant 2 heures supplémentaires pour former une âme, pour ainsi

obtenir une fibre optique.

L'indice de réfraction du copolymère de l'âme

de la fibre optique était de 1,50 à 250 C.

Par conséquent, la différence d'indice de réfraction entre le placage et l'âme était: 1,50 - 1,42 x 100 = 5,3 (%)

1,50

La perte de transmission optique a été mesurée sur cette fibre optique. On a trouvé qu'elle était d'environ 420 dB/km à 250 C. Elle avait une capacité suffisante de transmission de la lumière même à 120 C et

par conséquent avait une haute résistance à la chaleur.

Par ailleurs, la perte de transmission optique (o) est une valeur obtenue par suite d'un calcul selon l'équation suivante: d= 10 log (o (dB/km) T o: la longueur de la fibre optique (km), I: quantité de lumière à la face de l'extrémité d'émission lorsque la fibre optique a la longueur standard 0, et IX: quantité de lumière à la face de l'extrémité d'émission lorsque la fibre optique a la longueur, En établissant la longueur standard à 10 m (c'est-à-dire i 0 = 10 m), les deux faces extrêmes de la fibre ont été coupées à angle droit relativement à l'axe de la fibre pour préparer des faces lisses. En utilisant une lampe au tungstène halogéné en tant que source de lumière, des rayons parallèles ont été monochromatisés à travers un filtre permettant la transmission de la

lumière ayant une longueur d'onde principale de 650 nm.

Les rayons monochromatiques résultants ont été forcés à entrer dans la fibre optique à travers une extrémité de la fibre optique et la quantité de lumière sur la face d'extrémité d'émission a été détectée par une photodiode

de grande surface.

Exemple 2.

Un mélange de monomères polymérisables formé d'un mélange de méthacrylate de méthyle purifié et de peroxyde de lauroyle en une quantité de 0,06% en poids du méthacrylate de méthyle a été introduit dans un matériau de placage en fluorure de polyvinyiidène du même type que celui employé à l'exemple 1. Le mélange de monomères a alors été polymérisé dans les mêmes conditions qu'à

l'exemple 1 pour obtenir une fibre optique.

A un très faible nombre de pièces de la fibre optique résultante, des portions légèrement déconnectées

ont été observées dans l'âme.

Exemple 3.

Un copolymère [P(VDF-TFE)], obtenu en copolymérisant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène à un rapport de 80:20, a été moulé *par extrusion pour obtenir un matériau de placage ayant un diamètre interne de 0,95 mm et une épaisseur de paroi de 0,045 mm. L'indice de réfraction du copolymère du

matériau de placage était de 1,406 à 250 C.

Par ailleurs, un mélange de monomères polymérisables qui avait été obtenu en mélangeant 0,02 partie en poids de peroxyde de lauroyle en tant qu'initiateur de polymérisation à un mélange de 50 parties en poids d'un monomère bifonctionnel totalement

purifié, c'est-à-dire le 2,2-bis(4-méthacryloxy-éthoxy-

3,5-dibromophényl)propane et 50 parties en poids de 1-méthacryloxydiéthoxy-2,4,6-tribromobenzène a été introduit à 60 C dans le matériau de placage et sa polymérisation a été entreprise dans les mêmes conditions de polymérisation qu'à l'exemple 1 à l'exception que la température initiale du début de polymérisation a été

changée à 40 C. On a ainsi obtenu une fibre optique.

L'indice de réfraction du copolymère de l'âme de cette fibre optique était de 1,582 à 25 C. La différence d'indice de réfraction était par conséquent d'environ 11%. La perte de transmission optique de cette fibre était d'environ 810 dB/km. Cependant, cette fibre avait une excellente résistance à la chaleur, elle a donc conservé une capacité de transmission de la lumière même

à 140 C.

Exemple 4.

Dans un matériau de placage de poly( fluorure de vinylidènetétrafluoroéthylène) du même type que celui employé à l'exemple 3, on a introduit un mélange de monomères polymérisables formé de 100 parties en poids de diéthylène glycol bis (allylcarbonate) "CR-39" et 1,0

partie de peroxydicarbonate d'isopropyle en tant -

qu'initiateur de polymérisation. Dans cette étape de remplissage, le mélange de monomères et le conduit creux du matériau de placage ont été purgés de manière répétée avec de l'azote gazeux pour assurer l'exclusion de l'oxygène gazeux. Le matériau composite a été graduellement chauffé de 30 C à 60 C au cours de 7 heures dans un four purgé à l'azote. Après l'avoir laissé reposer à 60 C pendant 3-heures, on l'a immédiatement chauffé à 80 C o il a été maintenu pendant 3 heures. Le matériau composite a ensuite été laissé à 120 C pendant 1 heure pour compléter la polymérisation pour former une

âme et ainsi obtenir une fibre optique.

L'indice de réfraction de l'âme de cette fibre optique était de 1,492 à 25 C et la différence d'indice

de réfraction était de 5,8%.

La perte de transmission optique de cette fibre optique a également été mesurée. On a trouvé qu'elle était de 710 dB/km. Cette fibre optique était également excellente par sa résistance à la chaleur et sa capacité

résiduelle de transmission de la lumière même à 130 C.

Exemples 5-8.

En suivant les processus des exemples 1-4, on a préparé séparément les fibres optiques suivantes. Les

résultats sont montrés au tableau 1.

Tableau 1.

_ Exemple 5

matériau de placage Types et proportions des monomères formant l'âme Types et proportions des

initiateurs de polymé-

risation Indice de réfraction (a) du matériau de placage PVDF CR-39

DAP 1)

0,8 1,42

Exemple 6

P (VDF-TFE)

MMA

EDMA3)

TBPO4)

0,004

IPP 0,01

1,405

Exemple 7

P(VDF-TFE)

MMA 90

TMPT5) 10

LP07) 0,004

1,405

Exemple 8

PVDF MMA

TAIC6)

LPO 0,002

1,42 Indice de réfraction (b) de l'âme 1,504 1,48 1,48 1,49 Différence entre (a) et (b) (%) ô (dB/km) ,6 ,1 ,1 4,7 1) DAP: Diallyl phtalate 2) IPP: Péroxydicarbonate d'isopropyle 3) EDMA: Diméthacrylate d'éthylène glycol 4) TBPO: Tert-butylperoxy-2-éthyl hexanoate ) TMPT: Triméthacrylate de triméthylolpropane 6) TAIC: Triallyl isocyanate 7) LPO: Péroxyde de lauroyle

8) P(VDF-TFE): VDF: TFE = 70: 30.

(note: Tous les chiffres se rapportant aux proportions ou rapports sont des parties en poids.

Les indices de réfraction sont tous à 25 C).

r\i ul Ln co Ul

Exemple 9.

Un mélange de monomères polymérisables a été

préparé en ajoutant 0,3 partie en poids de peroxydi-

carbonate d'isopropyle à un mélange de 88 parties en poids de méthacrylate de méthyle totalement purifié et de 12 parties en poids d'un monomère bifonctionnel tel que le 2,2-bis(4-méthacryloxy-éthoxyphényl) propane. Le mélange de monomères polymérisables a alors été placé dans un récipient totalement lavé. Une extrémité d'un matériau de placage de fluorure de polyvinylidène du même type que celui employé à l'exemple i a été insérée dans le mélange de monomères stocké dans le récipient et l'autre extrémité a été connectée à une pompe à vide pour ainsi introduire le mélange de monomères dans le matériau de placage. Ensuite, une extrémité du matériau de placage a été obturée en chauffant. Le matériau composite ainsi obtenu a été placé successivement dans une chambre à température constante, qui avait été purgée avec de l'azote gazeux et chauffée à 80 C, avec l'extrémité obturée entrant d'abord. Le monomère polymérisable a été polymérisé tout en enroulant continuellement le matériau composite à une vitesse d'environ 2 m/h sur un tambour disposé dans la chambre à température constante. Lorsque la longueur d'enroulement du matériau composite a atteint 30 m, le matériau composite a été coupé en dehors de la chambre à température constante. La température de la chambre a alors été élevée à 110 C, température à laquelle le matériau composite a été laissé pendant 2 heures pour former une âme et ainsi obtenir une fibre

optique.

L'indice de réfraction de l'âme de la fibre optique était d'environ 1,50 à 25 C. Par ailleurs, la forme de la section transversale de la fibre optique

était sensiblement un cercle réel.

La perte de transmission optique a été mesurée sur la fibre optique, on a trouvé qu'elle était d'environ 400 dB/km à 25 C. Sa capacité de transmission de la lumière était suffisante même à 120 C, et par conséquent elle avait une haute résistance à la chaleur.

Exemple 10.

Dans un matériau de placage de fluorure de polyvinylidène du même type que celui employé à l'exemple 1, on a introduit un mélange de monomères polymérisables composé de 100 parties en poids de méthacrylate de méthyle purifié et de 0,2 partie en poids de peroxydicarbonate de n-propyle en tant qu'initiateur de polymérisation, pour obtenir un matériau composite. Le matériau composite a été soumis à un traitement de polymérisation dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 9

pour ainsi obtenir une fibre optique.

L'indice de réfraction de l'âme de la fibre

optique à 25 C était d'environ 1,49.

Par ailleurs, la forme de la section transversale de la fibre optique était sensiblement un cercle vrai et sa perte de transmission optique était

d'environ 380 dB/km à 25 C.

L'on n'a observé aucune partie déconnectée dans l'âme.

Exemple 11.

Un copolymère qui avait été obtenu en copolymérisant du fluorure de vinylidène et du tétrafluoroéthylène aux proportions de 80:20 a été moulé par extrusion pour obtenir un matériau de placage ayant un diamètre interne de 0,95 mm et une épaisseur de paroi de 0,045 mm. L'indice de réfraction du copolymère du

matériau de placage était de 1,406 à 25 C.

Un mélange de monomères polymérisables composé de 100 parties en poids de méthacrylate de méthyle purifié et de 0,1 partie en poids de peroxydicarbonate de n-propyle en tant qu'initiateur de polymérisation a été introduit de la même manière qu'à l'exemple 9. Le matériau composite résultant a été laissé pendant heures. Ensuite, le matériau de placage a été obturé à une extrémité. Le matériau composite ainsi obtenu a été placé successivement dans une chambre à température constante qui avait été purgée avec de l'azote gazeux et chauffée à 80 C, avec l'extrémité obturée entrant d'abord. Le monomère polymérisable a été polymérisé tout en enroulant le matériau composite continuellement à une vitesse d'environ 2 m/h sur un tambour d'enroulement disposé dans la chambre à température constante. Lorsque la longueur enroulée du matériau composite a atteint m, le matériau composite a été coupé en dehors de la chambre à température constante. Le matériau composite a été laissé à la même température pendant 5 autres heures

pour former une âme, et ainsi obtenir une fibre optique.

L'indice de réfraction de l'âme de la fibre

optique était d'environ 1,49 à 25 C.

d'environ 390 dB/km à 25 C.

Claims

REVENDICATIONS

1. Fibre optique en résine caractérisée en ce qu'elle comprend: une âme en un polymère ou copolymère obtenu à partir d'un monomère polymérisable qui contient au moins 1% en poids d'un monomère réticulable; et un placage (1) d'un polymère ou copolymère

ayant un indice de réfraction plus petit que l'âme.

2. Procédé de fabrication d'une fibre optique en résine caractérisé en ce qu'il consiste à: introduire un monomère polymérisable dans un matériau de placage ressemblant à une fibre creuse adapté à former un placage et fait d'un polymère ou copolymère; placer le matériau composite résultant en conditions de polymérisation pour polymériser le monomère polymérisable, et ainsi former une âme ayant un indice de

réfraction supérieur au placage.

3. Procédé,selon la revendication 2, caractérisé en ce que le monomère polymérisable pour former l'âme contient au moins 1% en poids d'un monomère réticulable.

4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le monomère polymérisable donne un polymère ayant un indice de réfraction supérieur d'au moins 1% au matériau de placage lors de la polymérisation

du monomère polymérisable.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le monomère polymérisable est introduit dans le matériau de placage en utilisant

l'action d'une pression.

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau composite est sujet à un prétraitement avant le procédé de polymérisation afin

d'augmenter la viscosité du monomère polymérisable.

7. Procédé de fabrication d'une fibre optique en résine caractérisé en ce qu'il consiste à: introduire un monomère polymérisable dans un matériau de placage ressemblant à une fibre creuse adapté à former un placage et fait en un polymère ou copolymère; forcer le matériau composite résultant à se déplacer continuellement dans la direction de la longueur du matériau composite et permettre au matériau composite d'avancer successivement dans une zone de polymérisation (11) o sont satisfaites les conditions pour la polymérisation du monomère polymérisable, pour qu'ainsi le monomère polymérisable soit polymérisé successivement pour former un âme ayant un indice de réfraction

supérieur au placage.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le monomère polymérisable subit une

réduction de volume lors de sa polymérisation.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau de placage du matériau composite est obturé à une extrémité et l'on permet au matériau composite d'avancer successivement dans la zone de polymérisation avec l'extrémité ainsi obturée du

matériau de placage conduisant le matériau composite.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'autre extrémité du matériau de placage du matériau composite, laquelle extrémité est encore laissée ouverte, est placée dans le monomère

polymérisable dans un récipient sous pression.

11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau composite est enroulé

dans la zone de polymérisation (14).

12. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau composite est soumis à un prétraitement avant son arrivée à la zone de polymérisation afin d'augmenter la viscosité du monomère polymérisable.