NL8100905A - Optische vezels met ultravioletgeharde bekledingen; werkwijze voor de vervaardiging daarvan. - Google Patents

Description

VO 1622

Optische vezels met ultravioletgeharde bekledingen} werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een vermindering van optische verliezen in optische vezels met een ultravioletgeharde bekleding.

Een beklede optische vezel, zoals gebruikt in verschillende 5 toepassingen waaronder communicatiesystemen, omvat typerend een taai maar flexibel polymeer bekledingsmateriaal dat de optische vezel omgeeft. Oe optische vezel zelf is typerend siliciumoxydeglas, met verschillende toevoegingen daarin om gewenste optische eigenschappen te verkrijgen. Het bekledingsmateriaal is gewoonlijk ont-10 worpen voor een bescherming van de optische vezel tegen krassen en oppervlakteslijtage. Bovendien kan een bekleding dienen om micro-buigingsverliezen te verminderen en een gemakkelijker hantering van de vezel toe te laten.

Een conventionele werkwijze voor het bekleden van een opti-15 sche vezel omvat de aanbrenging van een prepolymeermateriaal, type rend een vloeistof, die vervolgens op de vezel door verwarming wordt gehard. Meer recent zijn ultravioletgeharde bekledingen ontwikkeld. Deze ultraviolet (UV) bekledingsmaterialen omvattend typerend prepolymeer materiaal waaraan een ultravioletgevoelig foto-20 initiatormateriaal is toegevoegd} zie het Amerikaanse octrooi- schrift 4.099.837 van Aanvraagster. Ook is bekend om vezels te vervaardigen met tweevoudige laagbekledingen, waarbij de binnenste laag betrekkelijk zacht en flexibel is, om microbuigingsverliezen verder te verminderen. Hiertoe omvat de binnenste laag typerend 25 siliconen of vergelijkbaar meegevende buffermaterialen. De buiten ste laag is typerend vervaardigd van een meer slijtvast materiaal, zoals in het geval van enkelvoudige laagbekledingen. Elk van deze lagen kan ultravioletgehard materiaal omvatten.

Hoewel ultraviolette straling nodig is om deze bekledingen 81 0090 5 - 2 - te harden, is het bekend dat ultraviolette straling de optische verliezen kan vergroten in siliciumoxydeglas dat gedoteerd is met verschillende materialen; zie b.v. "The Effect of UV and X-Ray Radiation on Silicate Glasses, Fused Silica, and Quartz Crystals”, 5 A.Kats en J.M.Stevels, Philips Research Report 11, biz.115 - 156, 1956. Het kan derhalve onder bepaalde omstandigheden nodig zijn dat wegen worden gevonden om te verhinderen dat het voor het harden van de polymeerbekleding gebruikte ultraviolette licht de optische verliezen in optische vezels vergroot.

10 Thans is een werkwijze gevonden om de optische verliezen - in optische vezels die ultravioletgeharde bekledingen hebben, te verminderen. Een ultravioletabsorberend materiaal dat geen grote hoeveelheid vrije radicalen vormt wanneer het aan de ultraviolet-hardingsstraling is blootgesteld, wordt in een bekledingslaag van 15 de vezel opgenomen. In één uitvoeringsvorm absorbeert het ultra- violetabsorberende materiaal preferentieel de kortere, meer schade brengende ultraviolette golflengten, terwijl minder van de langere UV-golflengten die het bekledingsfoto-initiatormateriaal activeren, wordt geabsorbeerd. In een andere uitvoeringsvorm verhindert het 20 absorberende materiaal een volledige harding van het inwendige van de UV-geharde bekleding, waardoor een vermindering in microbui-gingsverliezen wordt verkregen in vergelijking tot volledig geharde enkelvoudige laagbekledingen. In het geval van meervoudige laagbe-kledingen wordt het ultravioletabsorberende materiaal bij voorkeur 25 in een inwendige bekleding gebracht.

Fig.1 toont de optische verliezen van bepaalde niet beklede vezels wanneer ze aan ultravioletlicht worden blootgesteld. Fig.2 toont een typerende vermindering van de optische verliezen als gevolg van UV-absorberend materiaal in een bekleding van sen enkele 30 laag. Fig.3 toont de ultravioletabsorptiespectra van bekledingsma- teriaal met en zonder toevoeging van een bepaald type ultravioletabsorberend materiaal. Fig.4 toont een typerende vermindering van optische verliezen als gevolg van UV-absorberend materiaal in een uit twee ]agen bestaande bekleding. Fig.5 toont een optische vezel 35 met een bekleding van een enkele laag. Fig.6 toont een optische ve- 81 0090 5 - 3 .- zel met een uit twee lagen bestaande bekfeding.

De volgende beschrijving heeft betrekking op de vermindering van de verliezen in optische vezels met ultravioletgeharde bekledingen. Gevonden is dat met germanium of fosfor of beide gedoteer-5 de siliciumoxydeglasvezels verhoogde verliezen in de infrarode, zichtbare en ultraviolette delen van het spectrum hebben nadat ze met ultraviolet licht zijn bestraald. Dergelijke bestraling treedt typerend op wanneer de ultraviolethardbare bekledingen op de vezels worden gehard.

10 Fig.1 toont de verlieseigenschappen van optische vezels met getrapte index uit siliciumoxyde, gedoteerd met germaniumdioxyde en hetzij fosforpentoxyde hetzij boortrioxyde voor twee verschillende niveaus van numerieke apertuur (NA). De 0,36 NA-vezel heeft een germanium-fosfosilicaatkern, terwijl de 0,23 NA-vezel een germa-15 nium-boorsilicaatkem heeft. Het hogere NA-niveau correspondeert met een hoger niveau van germaniumdotering. De bodemkrommen tonen vezels, die niet aan ultraviólette straling zijn blootgesteld. De topkrommen tonen vezels die aan verschillende niveaus van ultraviolette straling zijn blootgesteld. Alle in fig.1 getoonde vezels 20 zijn niet beklede vezels. De vezels werden getrokken met een snel heid van ongeveer 0,5 m/sec langs twee kwikdamplampen van middelmatige druk, getaxeerd op 200 Watt per 2,54 cm (vol vermogen), gemonteerd in een huis dat elliptische reflectors bevatte. Ook zijn de verlieskrommen weergegeven van een UV-belichting met half vermogen. 25 De totale belichtingstijd is ongeveer 1 seconde.

Zoals men uit fig.1 kan zien, nemen de verliezen sterk toe bij kortere golflengten, alsmede voor hogere niveaus van germaniumdotering en hogere vermogens van de UV-bestraling. Verdere proeven (die niet weergegeven zijn) laten zien dat het fosfordoteringsmid-30 del alleen of het germaniumdoteringsmiddel alleen de verliesniveaus in siliciumoxydevezels, die aan UV-straling zijn blootgesteld, zullen doen toenemen. Geschat wordt dat een germaniumdiaxycfedaterings-cancentratie van 10 gew.% of meer zal leiden tot significante extra verliezen als gevolg van UV-harding, ongeacht of andere doterings-35 middelen Cb.v. boor) aanwezig zijn. Een fosforpentoxydeconcentratie .81 0 09 0 5 - 4 - van 0,5 gew.% of meer zal tot extra verliezen leiden. In een vezel met getrapte index, is de fosforconcentratie typerend uniform in de Kern van de vezel, terwijl de germaniumconcentratie typerend in het centrum van de Kern hoger is, waarbij de bovenstaand vermelde 5 percentages-betreKKing hebben op de maximale concentratie in de

Kern. UV-geïnduceerde verliezen Kunnen echter ooK optreden wanneer significante hoeveelheden van de bovenstaand vernielde doteringsmid-delen zich in de beKleding ("cladding") van een siliciumoxydevezel bevinden.

10 Het in de UV-geharde beKleding hier toegepaste polymere ma teriaal is een polyCurethanacrylaat)hars,- in de handel verKrijgbaar als No.59KU05719U bij Borden, Ine., verder hier aangeduid als de "polyturethanacrylaatjhars". De foto-initiator is 2,2-dimethoxy- 2-fenylacetofenon, in de handel verkrijgbaar als Irgacurs 651 bij 15. de Ciba-Geigy Company. Deze foto-initiator wordt in een hoeveel heid van ongeveer 2 gew.% toegepast aan de polyCurethanacrylaat)-hars onder vorming van een UV-hardbare beKleding. De problemen en oplossingen die hier zijn gesignaleerd, zijn echter ook toepasbaar op andere polymeer/foto-initiatorcombinaties. De uitvinding is ook 20 toepasbaar op polymeer materiaal dat UV-hardbaar is zonder gebruik te maken van een foto-initiatormateriaal.

Fig.2 vergelijkt de spectraalverliezen voor drie 0,36 NA-vezels, getrokken uit dezelfde voorvorm en bekleed zoals thans wordt beschreven. Een eerste vezel (kromme A) werd zonder UV-be-25 lichting bekleed met thermisch gehard materiaal terwijl een tweede vezel (kromme B) bekleed werd met de bovenvermelde UV-hardbare bekleding en zoals boven aan UV-straling werd blootgesteld. De vezel met de UV-geharde bekleding (kromme B) heeft oververliezen van 14 dB/kmrbij 700 nm en 1,2 dB/km bij 900 nm. De derde vezel (kromme 30 C) wordt onderstaand in voorbeeld I besproken. Gevonden is dat deze de UV-straling-geïnduceerde verliezen afhangen van de bekledings-dikte in het gebied van 10 - 50 ym, maar niet erg afhangen van de treksnelheid (belichtingstijd).

Om deze resultaten voor de eerste en tweede vezel te begrij-35 pen is het bekledingspolymeer met ultravioletspectroscopie onder- 8 1 0 0 90 5 - 5 - 5 zocht. De van 50 ym dikke films van het niet geharde polymeer Cvoor-polymeer] verkregen trahsmissiespectra zijn in fig.3 weergegeven.

De spectra voor het geharde polymeer zijn vrijwel equivalent. Kromme A toont de transmissiefactor van de polyCurethanacrylaat)hars alleen, terwijl kromme B de transmissiefactor toont voor de hars, waaraan 2 gew.% van de foto-initiator is toegevoegd, Het is duidelijk dat het polymeer zwak absorbeert in het spectraalgebied van 310 - 400 nm maar zeer sterk absorbeert beneden ongeveer 300 nro.

10 15 20 25 30

De bekleding beschermt of "snijdt" derhalve effectief golflengten beneden 300 nm af, waardoor beschadiging van het kernglas door korte UV-golflengten wordt verhinderd. De bekleding is echter transparant voor golflengten groter dan ongeveer 300 nm, die enig extra verlies geven. Het is derhalve nuttig om de "afsnijding” naar .ietwat langere golflengten te verplaatsen. Dit moet echter worden gedaan zonder ingrijpen in de foto-initiator die in dit gebied absorbeert en ontleedt onder vorming van vrije radicalen waardoor de polymeri-satiereactie in de bekleding op gang wordt gebracht.

Elke onderzochte oplossing voor het UV-beschadigingsprobleem dient de hardingssnelheid van het UV-geharde polymeer niet significant te beperken, De reden hiervoor is dat een economische vervaardiging op grote schaal van optische v^zel een hoge treksnelheid voorschrijft. Momenteel worden vezels typerend getrokken bij hoge temperatuur uit een glazen voorvorm, zoals die verkregen met de gemodificeerde chemische dampafzettingsmethode CMCVD3. Deze getrokken vezel wordt het liefst met het voorpolymeermateriaal bekleed en UV-gehard in een continue bewerking. De treksnelheden zijn tegen' woordig typerend in het gebied van 1-1,5 m/sec, terwijl vergrotingen van de snelheid waarschijnlijk zijn.

Een oplossing lijkt om meer foto-initiator aan het voorpolymeermateriaal toe te voegen. Oit zou straling die de vezel bereikt, doen verminderen, omdat de foto-initiator UV-straling absorbeert en, als hij invloed heeft, de hardingssnelheid zou vergroten. In het algemeen is dit echter niet een bevredigende oplossing. De UV-foto-initiators ontleden onder vorming van vrije radicalen die de polymerisatie van het voorpolymeermateriaal bevorderen. Indien aan- 81 0 09 0 5 35 5 - 6 wezig in een grotere hoeveelheid dan nodig is voor de polymerisatie, Kan de overmaat vrije radicalen een extra verknoping van het polymeer veroorzaken, hetwelk mogelijkerwijze leidt tot een afbraak op lange termijn zoals door bros worden.

10 15 20 25 30 UV-absorberingsmiddelen die geen vrije radicalen vormen bij bestraling, jzouden waarschijnlijk minder lange termijn-stabili-jteitsproblemen in het polymeer veroorzaken. Men zou, echter verwachten dat hun aanwezigheid in het voorpolymeer de hardingssnelheid noodzakelijkerwijze zou beperken. Een verhoging van de dosering van de UV-straling als compensatie zou geen oplossing vormen, omdat hierdoor slechts de schade in-de glasvezel zou werden vergroot.

Verrassenderwijze is nu gevonden, dat UV-absorberingsmidde-len die geen grote hoeveelheid vrije radicalen met het vermogen tot bevordering van de polymerisatie bij aanwezigheid van UV-_stra-ling vormen, de UV-schade aan de glasvezel significant kunnen ver-, minderen zonder dat de hardingssnelheid significant wordt verminderd. Als maat voor vrije radicalenproduktie wordt de term "UV-ab-sorberingsmiddel" onderscheiden van de term "UV-foto-initiator" op basis van de UV-hardingssnelheid van voorpolymeren, gedoteerd met dergelijk materiaal. In het bijzonder bleek een acrylaatvoorpolymeer met 1 gew.% Irgacure 651 foto-initiator tenminste 100-maal zo snel bij een bepaalde UV-dosissnelheid te harden dan een vergelijkbaar monster van het acrylaatvoorpolymeer (zonder foto-initiator) met 1 gew.% van het Cyasorb 531 UV-absorberingsmiddel. De andere hier genoemde UV-absorberingsmiddelen geven, naar ..aangenomen wordt, eveneens een 100 : 1 verschil in hardingssnelheid in vergelijking met typerende foto-initiatoren. Het effect van een combinatie van zowel UV-foto-initiator als UV-absorberingsmateriaal in de polymeerhars wordt door het .volgende voorbeeld geïllustreerd.

Voorbeeld I

Men voegde 1 gew.% van een organisch UV-absorberingsmiddel, 2-hydroxy-4-n-octoxybenzofenon (Cyasorb UV 531, American Cyanamid Ine.) toe aan de poly(urethanacrylaat)hars, die ook 2 gew.% van de Irgacure 651 foto-initiator bevatte. Het absorberingsmiddel veranderde het UV-spectrum van de hars zoals in kromme C van fig.3 is ge- 35 81 0 090 5 - 7 - toond. Vervolgens werd een vezel getrokken uit dezelfde voorvorra als tevoren in fig.2 was gebruikt (NA * 0„ 36) en bekleed met de .nieuwe harssamenstelling. Men ondervond geen moeilijkheden bij het harden van de samenstelling. De resulterende spectraalverlieskromme 5 is als kromme c in fig.2 weergegeven. De toegevoegde verliezen bij 700, 800 en 900 nm zijn resp. verminderd van 14, 4 en 1,2 dB/km tot 3, 1,0 en 0,4 dB/km. Het is derhalve mogelijk om UV-hardbare bekledingen samen te stellen die een effectieve beheersing mogelijk maken van de door UV-straling geïnduceerde verliezen in optische 10 vezels, inclusief hoge NA-optische vezels. Dit toevallige resultaat is gedeeltelijk te wijten aan het feit, dat de piek van hét absorp-tiespectrum van het UV-absorberingsmiddel zodanig is, dat het niet wezenlijk alle straling binnen het absorptiespectrum van de foto-initiator vermindert. De Irgacure 651 foto-initiator absorbeert b.v. 15 in het golflengtegebied van 300 nm tot 400 nm. Het UV-absorberings middel Cyasorb UV 531 vermindert in hoofdzaak golflengten korter dan ongeveer 360 nm in de gebruikte concentratie. Oerhalve zijn hoewel enigszins verminderd, golflengten langer dan ongeveer 360 nm beschikbaar met voldoende Intensiteit voor het harden van het poly-20 meer. Aangezien het in hoofdzaak de kortere golflengten zijn die schade aan de glasvezel berokkenen, is het mogelijk om zowel een hoge hardingssnelheid als verminderde, aan UV-beschadiging te wijten optische verliezen te verkrijgen.

Een tweede voordeel van de absorberingsmiddeltechniek is dat 25 het weinig invloed op de hardingssnelheid aan het oppervlak van de bekleding heeft, ongeacht de golflengten die geabsorbeerd worden.

D.w.z. dat zelfs wanneer de UV-straling in hoge mate geabsorbeerd wordt voordat hij het inwendige van de bekleding bereikt, de stralingsintensiteit nog betrekkelijk hoog zal zijn aan het buitenopper-30 vlak van de bekleding. Kleverigheid van het oppervlak kan derhalve worden vermeden en dus een betrekkelijk hoge treksnelheid worden aangehouden, zelfs wanneer het absarberingsmiddel "een breed gebied van UV-golflengten vermindert.

Hoewel énige afname van de hardingssnelheid waarschijnlijk 35 is in het inwendige van de bekleding als gevolg van de aanwezigheid 81 0090 5 5 van het UV-absorberingsmiddel, Kunnen de bovenstaand vermelde effecten worden gebruikt om deze afname te minimaliseren, terwijl toch de UV-schade aan de glasvezel wordt verminderd.

10 15 20 25 30

Het bovenstaande is in hoofdzaak gericht op een optische vezel 51 met een enkelvoudige bekledingslaag 52 zoals weergegeven in fig.5. Vezels met meervoudige bekledingslagen kunnen echter ook worden beschermd zoals in fig.6 is getoond, waarin het ultraviolet-absorberende materiaal in een inwendige laag 62 is gebracht. Hierdoor is een normale harding van de buitenlaag 63 mogelijk, terwijl de glazen optische vezel 61 tegen de ultraviolette straling wordt beschermd. De hier gebruikte term "inwendige laag” betekent een beklede laag tussen de buitenste UV-geharde laag en de optische vezel, waarbij meervoudige inwendige lagen mogelijk zijn. De inwendige laag 62 is typerend thermisch gehard siliconen of ander betrekkelijk zacht maar flexibel materiaal dat microbuigingsverliezen in de glasvezel vermindert. Een inwendige laag kan echter bestaan uit een UV-hardbaar materiaal. Bovendien kan een inwendige laag uit ander materiaal dan zacht, flexibel materiaal bestaan en voor verschillende doeleinden aanwezig zijn, waaronder toepassing als sterkte-orgaan. Het gebruik van een UV-absorberingsmiddel in een typerende tweevoudige laagbekleding zal door het volgende voorbeeld nader worden toegelicht.

Voorbeeld II

De twee in dit voorbeeld gebruikte vezels zijn germanium-fosfosilicaatoptische vezels met een NA van 0,36, en getrokken uit dezelfde voorvorm. Ze werden eerst bekleed met een 40 ym dikke laag welke een siliconenrubber bevatte, die thermisch gehard werd. De siliconenrubber was een tweedelige additiehardingsrubber, in de handel als KE 103 RTV van de Shin-Etsu Chemical Company. De eerste vezel CA] omvatte 1 gew.% van het Cyasorb 531 UV-absorberingsmid-del in de siliconenlaag, terwijl de tweede vezel CB] geen UV-absor-beringsmiddel bevatte. De twee beklede vezels werden vervolgens van een tweede bekleding voorzien, met een dikte van 30 ym, bestaande uit de polyCurethanacrylaatihars en 2 gew.% van de Irgacure 651 foto-initiator. De twee vezels werden vervolgens aan UV-straling 8 1 0 0 90 5 35 blootgesteld zoals boven omschreven teneinde de tweede bekleding te harden. De verlieseigenschappen van de vezel met het UV-absorbe-ringsmiddel zijn als kromme A in fig.4 getoond, terwijl de verlieseigenschappen van de vezel zonder het UV-absorberingsmiddel als kromme B zijn aangegeven.

Dit voorbeeld toont een typerende vermindering van de optische verliezen, verkregen door het UV-absorberingsmiddel te brengen in een inwendige bekledingslaag van een vezel met meervoudige bekledingslagen. Anderzijds of bovendien zou het UV-absorberings-middel in de buitenste bekledingslaag kunnen worden gebracht. Wanneer echter een volledig geharde uitwendige bekleding gewenst is, heeft het de voorkeur om het UV-absorberingsmiddel in een inwendige bekledingslaag te brengen die niet door UV wordt gehard. Deze plaatsing maakt een ruimere keuze mogelijk van UV-absorberingsmid-delen en foto-initiatormaterialen, alsook een grotere concentratie van het UV-absorberingsmiddel mogelijk, zonder dat de UV-hardingo van de buitenste laag wordt verstoord. In het geval van bekledingen uit meerdere lagen waarbij het UV-absorberingsmiddel niet in een door UV-straling geharde laag wordt gebracht, omvat de hier gebruikte term "UV-absorberingsmiddel” elk materiaal dat schade brengende UV-straling tenminste 100-maal zo sterk absorbeert als een vergelijkbare.hoeveelheid van h-t polymeerbekledingsmateriaal van die laag. In elk geval is echter de concentratie van hét UV-absorberingsmiddel in een bepaalde bekledingslaag tenminste 0,1 gew.% wanneer de uitvinding in praktijk wordt gebracht.

In feite is het zelfs mogelijk om een effect te realiseren, dat gelijk is aan het effect dat verkregen wordt met de bovenvermelde bekleding van twee lagen door gebruik van een absorberingsmid-del in een enkellaagsbekleding. Zoals vermeld zal de aanwezigheid van het UV-absorberingsmiddel de hardingssnelheid aan het buitenoppervlak van de bekleding niet erg verminderen. Wanneer het UV-absorberingsmiddel in voldoende concentratie aanwezig is, en wanneer het gekozen wordt voor absorptie over een aanzienlijk gebied van golflengten waarvoor de UV-hardbare laag gevoelig is, zal het voorpolymeer aan het oppervlak in aanzienlijke mate worden gepoly- 5 - 10 - meriseerd maar gedeeltelijk, niet gepolymeriseerd of ondergepolyme-riseerd blijven in het. inwendige van de bekleding. Aldus zal een taai, slijtvast uitwendig oppervlak op de bekleding worden verkregen, terwijl een zacht inwendige wordt verkregen waardoor micro-buigingsverliezen worden verminderd.

10 15 20 25 30

Men zal zien dat de keuze van het UV-absorberingsmiddel en de toegepaste concentratie: eveneens afhangen van de spectraal output eigenschappen van de toegepaste UV-stralingsbron. Kwikdamplam-pen met middelmatige druk hebben b.v, een aanzienlijke out-put bij 330 nm en kortere golflengten, de meest schade brengende golflengten voor germanium en fosfor gedoteerd siliciumoxyde. Daarentegen hebben zenonlampen typerend betrekkelijk geringe out-put in dit gebied. Derhalve wordt een hogere concentratie ÜV-absorberingsma-teriaal typerend gebruikt .in het geval van kwikdamplampen, waarbij gelijke overwegingen van toepassing zijn op de andere bekende UV-bronnen.

Vele UV-absorberende materialen die vrijwel geen vrije radi calen bij bestraling produceren, zijn bekend; enkele algemene voor beelden zijn gegeven in de"onderstaande tabel. Bij golflengten korter dan de bij benadering weergegeven afsnijdingsgolflengte, wordt geschat dat minder dan 10% van de straling die op een poly-meerbekleding in een dikte van 50 ym valt, gedoteerd met 1 gew.% van het vermelde materiaal, de glasvezel zal bereiken.

Ultravioletabsorberende materialen

Afsnijdingsgolf-

Chemische naam lengte Cnm) 2-hydroxy-4-methoxybenzofenon . 350 2.2,-dihydroxy-4-methoxybenzofenon 390 2-hydroxy-4-methoxy-2’-carboxybenzofenon 340 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzofenontrihydraat 340 2-hydroxy-4-n-octoxybenzofenon 36Q Cp-methoxybenzylidine3malonzuur, dimethylester 340 2.4-di-tert-butylfenyl-3.5-di-tert-butyl-4Thydroxy-benzoaat 280 2-(hydroxy-5-tert-octylfenyl)-benzotriazool 370 81 0090 5 35 - 11 -

Hoewel het ϊΉ de onderhavige uitvoeringsvorm gebruikte UV-geharde polymeer een afsnijdingsgolflengte van ongeveer 300 nm heeft, zullen andere polymeermaterialen verschillende afsnijdings-golflengten hebben. De keuze van het absorberingsmiddel en de toegepaste concentratie zullen vanzelfsprekend gedeeltelijk afhangen van de afsnijdingsgolflengte van het polymeer. Bovendien zullen de keuze van absorberingsmiddel en concentratie afhangen van de dikte van de bekleding, en de golflengteresponsie van de foto-initiator, alsook van het gewenst zijn van een volledig geharde bekleding of een gedeeltelijk geharde bekleding, zoals boven is uiteengezet. Zoals boven vermeld kan het voorpolymeermateriaal zelf een UV-hardbaar materiaal zijn zonder behulp van een foto-initiator. In dat geval omvat de term "UV-absorberingsmiddel” elk materiaal dat de harding van een dergelijk voorpolymeer niet wezenlijk bevordert maar schade brengende UV-straling tenminste 100-maal zo sterk absorbeert als een vergelijkbare hoeveelheid van een dergelijk voorpolymeer. Het type van de stralingsbron, en het vermo-gensniveau zullen eveneens het uiteindelijke ontwerp van de bekleding beïnvloeden overeenkomstig de boven uiteengezette principes.

ID

15 20 25 30

De spectraal out-put van een bepaalde bron kan worden gemodificeerd door een filter in te brengen, b.v. glas van verschillende typen, tussen de stralingsbron en de bekleding, volgens op zichzelf bekende principes.

De bovenstaande uiteenzetting is in hoofdzaak in termen van optische vezels waarin zowel de kern als de bekleding siliciumoxy-de zijn. Het is echter ook bekend om kunststofvezels te vervaardigen, typerend van palymethylmethacrylaat. Grote UV-doses kunnen ook tot optische verslechtering van kunststofvezels leiden, zij het volgens andere mechanismen dan voor siliciumoxydevezels. Ook is bekend om samengestelde vezels te vervaardigen met een siliciumoxy-dekern, typerend getrokken uit een gesmolten siliciumoxydestaaf, maar met een kunststofbekleding. Een dergelijke bekleding istyperend een polymeer met lage brekingsindex, vaak een siliconen· of fluorkoolstof, met een optisch verlies van minder dan 2 dB/m. Zowel de kunststof als samengestelde optische vezels worden hier omvat, 35 81 0090 5 12 - samen met de siliciumoxydevezels, in de term "optische vezels".

Een veelvoud van optische vezels die volgens de bovenstaande techniek volgens de uitvinding zijn bekleed, kunnen samen voor een gemakkelijke installatie in een mantel worden gebracht. Typerend worden 12 beklede vezels gehuld in een "band”, die verder gehuld kan worden in andere-banden voor het vormen van een kabel.. Oe beklede optische vezel zelf werkt derhalve typerend in een donkere omgeving na zijn vervaardiging, als gevolg van een of meerdere mantels. Indien bestemd voor gebruik buiten, kan een buitenmantel UV-absorberingsmiddelen bevatten, typerend koolstofzwart, om de mantel zelf te beschermen tegen beschadiging door zonlicht-UV straling, volgens op zichzelf bekende principes.

0 0 90 5

Claims (14)

1. Weekwijze voor het vervaardigen van een optische vezel met een ultravioletstraling-geharde bekleding daarop, waarbij op een optische vezel een bekleding wordt aangebracht die een ultraviolet hardbare laag omvat, bevattende een door ultravioletstraling hardhaar voorpolymeer, en die verder desgewenst tenminste één inwendige laag, gelegen tussen de vezel en de ultraviolethardbare laag kan bevatten, en ds bekleding wordt blootgesteld aan ultraviolette straling om het voorpolymeer tenminste gedeeltelijk te polymeriseren, met het kenmerk, dat in tenminste één van deze lagen tenminste 0,1 gew.% ultraviolette straling absorberend materiaal wordt opgenomen in een voldoende hoeveelheid om tenminste de optische verliezen in de optische vezel te verminderen die anders als gevolg van de blootstelling aan de ultraviolette straling zouden optreden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ultraviolette straling absorberende materiaal zich in de ultraviolethardbare laag bevindt, het ultraviolette straling absorberende materiaal geen aanzienlijke hoeveelheid vrije radicalen vormt die de polymerisatie van het voorpolymeermateriaal tijdens de blootstelling aan ultraviolette straling bevorderen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de ul-traviolet-hardbare laag verder foto-initiatormateriaal omvat, dat vrije radicalen in voldoende hoeveelheid vormt om de polymerisatie van het voorpolymeermateriaal bij blootstelling aan ultraviolette straling te bevorderen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het ultraviolette straling absorberende materiaal niet in aanzienlijke mate alle straling vermindert binnen het ultraviolette spectrum dat de polymerisatie veroorzaakt, waardoor een nagenoeg volledige harding van de ultraviolet-hardbare laag wordt verkregen.

5. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het ultraviolette straling absorberende materiaal van een zodanig type en concentratie is, dat een volledige harding van het inwendige 810090 5 14 - 5 van de ultraviolette straling hardbare laag wordt verhinderd.

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat tenminste één inwendige laag tenminste 0,1 gew.% ultraviolette straling absorberend materiaal omvat. 10

7. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat het ultraviolette straling absorberende materiaal gekozen wordt uit de groep: 2-hydroxy-4-methaxybenzofenon; 2.2'-dihydroxy-4-methoxybenzofenonj 2-hydroxy-4-methoxy-2'-carboxybenzo-fenon; 2-hydroxy-4-methoxy-5-sulfobenzofenontrihydraat; 2-hydroxy- 4-n-octoxybenzofenon; (p-methoxybenzylidine)malonzuur, dimethyl-ester; 2.4-di-tert-butylfenyl-3.5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoaat; en 2-(hydroxy-4-octylfenyl)-benzotriazool. 15

8. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de kern.van de optsche vezel van siliciumoxyde is, en tenminste de kern van de vezel germanium of fosfor of boor-of germanium en fosfor of germanium en boor omvat, waarbij de optische vezel een numerieke apertuur van tenminste 0,23 bezit. 20

9. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de optische vezel een siliciumoxydekern heeft die verder een maximumconcentratie van tenminste 10 gew.% germanlumdi-oxyde omvat. 25

10. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-9, met het kenmerk, dat de optische vezel een siliciumoxydekern heeft die verder germanium of fosfor of beide omvat, welke optische vezel een numerieke apertuur van tenminste 0,36 heeft.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 of 10, met het kenmerk, dat de kern verder een maximumconcentratie van tenminste 0,5 gew.% fosfor-pentoxyde omvat. 30

12. Beklede optische vezel met een ultraviolette straling-gehar-de bekleding daarop, verkregen met de werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1-11.

13. Beklede optische vezel volgens conclusie 12, omvattende tenminste één beklede laag op een optische vezel, met een eerste beklede laag omvattende polymeermateriaal en foto-initiatormateriaal dat vrije radicalen vormt die geschikt zijn voor het bevorderen 81 0090 5 35 - 15 - van de polymerisatie van het polymeermateriaal wanneer dit aan ultraviolette straling wordt blootgesteld, met het Kenmerk, dat de eerste bekledé laag tenminste 0,1 gew.% ultraviolet absorberend materiaal omvat dat geen aanzienlijke hoeveelheid vrije radicalen 5 vormt die de polymerisatie van het polymeermateriaal bij blootstel ling aan ultraviolette straling bevorderen.

14. Beklede optische vezel volgens ccnclasie 12, omvattende tenminste twee beklede lagen op een optische vezel, met tenminste één inwendig beklede laag en een omgevende beklede laag daarop die 10 materialen omvat d±e:donr ultraviolette straling kan worden gehard, ‘ met het kenmerk, dat tenminste één inwendig beklede laag tenminste 0,1 gew.% ultravioletabsorberend materiaal omvat. 81 0 09 0 5