NL8105088A - Werkwijze voor de vervaardiging van optische vezels. - Google Patents

Description

V

i £ r t yo 2529 .

Werkwijze voor de vervaardiging van optische vezels. , s * .... - - * - De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor hef vervaardigen van optische kuriststofvezels met laag lichtverlies, welke vezels bestaan uit een kern van een uit methylmethacrylaat bereid polymeer als hoofdcomponent en een synthetische macromoleculaire verbinding 5 met èen lagere brekingsindex dan die van de kern als bekledingscomponent.

Het is bekend een optische kunststofvezel te vervaardigen met een concentrische kern-bekledingsstructuur bestaande uit een keracomponent van een synthetisch macromoleculaire verbinding met een * » uitstekende doorzichtigheid, zoals van polystyreen of polymethylmetha-10 crylaat en een bekledingscomponent van een andere synthetische macromoleculaire verbinding met een lagere brekingsindex dan die van de kern-component.· Het is tevens bekend dat het invallende licht dat aan een uiteinde van een' dergelijke optische vezel als boven vermeld wordt ingevoerd binnen de vezel langs de lengterichting daarvan totaal wordt · 15 gereflecteerd, waardoor hét licht wordt voortgeplant. Bij het vervaardigen van een dergelijk type optische kunststofvezels dient men factoren die lichtverlies door absorptie of verstrooiing bij transmissie van het licht door het inwendige van de..vezel veroorzaken minimaal te maken..·

Een zogenaamde optische kunststofvezel gemaakt van synthetische macro-20 moleculaire verbindingen heeft de voordelen van een licht gewicht en èen uitstekende buigzaamheid, waarvan bovendien de numerieke apertuur gemakkelijk kan worden vergroot vergeleken met die van een bekende optische

T

vezel die uit anorganisch glas is vervaardigd.-Deze optische kunststof-vezels hebben echter het nadeel dat de graad van verzwakking van het • 25 door het inwendige van de vezel voortgeplante licht groter is dan die van éen gebruikelijke optische vezel van anorganisch glas. Aldus is de. uitvinding gericht op het verminderen van het lichtverlies in een optische kunststofvezel die gemaakt is van macromoleculaire verbindingen.

Een dergelijke optische kunststofvezel omvat een poly-30 . meer voor het kerngedeelte en een ander polymeer met een lagere brekingsindex dan voornoemd polymeer voor het bekledingsgedeelte. Bij de fabricage van optische kunststofvezels heeft men doorzichtige polymeren zoals polystyreen, polymethylmethacrylaat en dergelijke als kernmateriaal toegepast, terwijl polymeer met een lagere brekingsindex dan in het bij- 8105088 u 2 *· Λ zonder polymethylmethacrylaat als polystyreen het kernmateriaal is en een fluorpolymeer als polymethylmethacrylaat het kernmateriaal is. De optische kunststofvezel wordt gemaakt door een dubbele extrusie waarbij om heb buitenoppervlak van een kernvezel de bekleding zodanig wordt 5 aangebracht dat gelijk met de kernvezel van het kernmateriaal een be-kledingslaag voor de kernvezel wordt gevormd (een dergelijke methode .wordt hierna aangeduid als de dubbele verspinningsmethode) of door een bekledingsmethode waarbij een eerder gevormde kernvezel wordt aangebracht om het buitenoppervlak van de kernvezel te bedekken.

10 Een optische kunststofvezel heeft een grotere diameter, een grote numerieke apertuur en een zeer veel betere buigbaarheid vergeleken met een optische vezel waarin anorganisch glas als kernmateriaal wordt toegepastj zodat de optische kunststofvezel het voordeel heeft van een gemakkelijke verbinding met de lichtbron en een eenvoudige samen-15 voeging van de vezels zelf, maar met het nadeel dat het transmissiever-lies groter is.

.'Het transmissieverlies van optische kunststofvezels die in de handel zijn is ongeveer 300 cLB/km, zelfs indien de gunstigste golflengteband wordt gekozen (golflengten van 570 nm of 650 nm), zodat 20 het duidelijk gewenst is het transmissieverlies van een dergelijke optische kunststofvezel te verlagen. Aldus is onderzoek verricht betreffende de reeks trappen die plaats vinden bij de vervaardiging van een kern en bekledingsmateriaal tot aan de vorming van de kernvezel om te trachten de oorzaak op te sporen voor het hoge transmissieverlies bij de 25 gebruikelijke optische kunststofvezels.

Bij de gebruikelijke fabricage van een optische kunststofvezel worden de kern en de bekledingsmaterialen gewoonlijk gesynthetiseerd door suspensiepolymerisatie en de aldus gesynthetiseerde polymeren worden verwerkt in een inrichting voor het vervaardigen van de be-30 treffende kunststofvezels. Men weet dat suspensiepolymerisatie een methode is waardoor bij het industriêël synthetiseren van macromoleculaire verbindingen polymeren met hoge zuiverheid worden verkregen, maar deze methode heeft het nadeel dat veel water nodig is waardoor het verkregen polymeer gemakkelijk met optisch vreemde materialen die in het water aan-35 wezig zijn wordt verontreinigd. Verder is er het nadeel dat de mogelijkheid van verontreiniging van het polymeer met optische vreemde materialen - etfrtw--—---- *. * 3 in de dehydrateringstrap aanzienlijk is. Ver is een vormgevingstrap voor . het bereide polymeer nodig om het polymeer in de gewenste vorm te bren gen of uit de smelt te verspinnen. Tevens is er het gevaar dat het polymeer wordt verontreinigd door optische vreemde materialen bij het pelleti-5 seren van het polymeer of bij de toevoeging van dergelijke polymeerpel-lets of deeltjes aan de vezelfabrieage-inrichting; ook kan het polymeer in de lucht worden geoxydeerd wanneer het polymeer reactievat op afstand is van de vezelfabricageapparatuur.

Derhalve wordt aangenomen dat het nadeel van een hoog 10 transmissieverlies bij een gebruikelijke optische kunst stof vezel als boven vermeld kan worden vermeden indien dergelijke bezwaren worden weggenomen.

Er is reeds een methode voor het verbeteren van de optische transmissie-eigenschappen van optische kunststofvezels voorgestel!, 15 waarbij het diacetylgehalte in het methylmethacrylaat wordt verminderd, minder metallische overgangszonen worden toegepast en andere fijnver-deelde materialen door filtratie worden verwijderd'(zie Amerikaans oe-trooischrift k l6l 500); of een methode waarbij de kemcomponent aan mas-sapolymerisatie wordt onderworpen en daarna de vluchtige materialen die 20 in het niet-omgezette restmonomeer als hoofdbestanddeel in het polymeer aanwezig zijn, worden verwijderd (zie het Amerikaanse oetrooischrift 3 993 83*0-

In samenhang met deze methode. wordt in het Amerikaanse oetrooischrift U l6l 500 beschreven dat de licht verzwakking door de aan-25 wezigheid van fijnverdeelde materialen kan .worden verminderd wanneer het vinylmonomeer vrijwel geen fijnverdeelde materialen meer bevat, dat wil zeggen een vinylmonomeer dat hoogstens 100/mm of minder fijnverdeelde materialen bevat. Gevonden is echter dat’zelfs indien ongeveer 10/mm dergelijke fijnverdeelde materialen in een dergelijk monomeer aan-30 wezig zijn, de licht verzwakking significant blijft, zodat zelfs de aan-wezigheid van 2/m fijnverdeelde materialen in het monomeer niet voldoende is om een kunststofvezel met lage. optichte verliezen te verkrijgen.

3

De aanwezigheid van 100/mm fijne deeltjes betekent namelijk dat ongeveer 20 000 fijne deeltjes per 1 m vezellengte aanwezig zijn, bijvoor-35 beeld voor een optische kunststofvezel met een diameter van 0,5 mm. Indien derhalve 1 fijn deeltje een verlies teweegbrengt van ongeveer 1/1000 dB/m wordt dit een verlies van 20 dB/m bij een vezellengte van 1 m. Als 8 1 0 5 0 88---------- 3 k boven beschreven is bevestigd dat de aanwezigheid van ongeveer 10/mm.

fijne deeltjes een significant verlies aan optische transmissie veroor- 3 zaakt, en zelfs de aanwezigheid van 2/m fijne deeltjes in een monomeer niet voldoende is om een optische vezel met lage verliezen te fabrice-5 ren.

Volgens het Amerikaanse octrooischrift 4 161 500 beschreven methode worden monomeren in een gesloten systeem gepolymeriseerd en wordt getracht stofdeeltjes of onzuiverheden die bij het toevoegen van de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel aan de mono-10 meren opgenomen worden te verwijderen met behulp van een filter met een openingsdiameter van ongeveer 0,2 - 1 micrometer, maar de fijne deeltjes blijven toch nog in een aanzienlijke hoeveelheid in de monomeren achter; . ongeveer 2/mnr fijne deeltjes blijven aanwezig (ondanks dat wordt gesteld dat nagenoeg geen fijne deeltjes aanwezig zijn). Verder kan verontrei- 15 niging· van een körrelvormig voorwerp door stof niet worden, vermeden; dit geldt ook voor het geval dat een extrusiemateriaal in een gesloten systeem wordt gepolymeriseerd, en daarna het korrelvormige voorwerp wordt verwijderd en overgebracht naar een spini-nrichting. Om deze redenen is de verzwakking van de volgens deze methode gefabriceerde optische kunst-20 stofvezel ongeveer 300 dB/km (bij een golflengte van 656 nm).

In het Amerikaanse octrooischrift' k 161 500 wordt vermeld dat de hoeveelheid onzuiver materiaal, in het bijzonder ionische onzuiverheden,, zoals overgangsmetaalionen in het polymeer minder dan 500 ppb moeten bedragen, bij voorkeur minder dan 100 ppb; zijn er 10 ppb 25 cobaltionen aanwezig dan wordt een aanzienlijke toename veroorzaakt van het verlies, zoals 50 dB/km bij een golflengte van 630 nm of indien 100 ppb nikkelionen aanwezig zijn, is er een nog groter verlies zoals 33 dB/ km bij een golflengte van 850 nm.

.Bij een continue massapolymerisatiemethode (zie de Ja-30 panse octrooipublicaties 83 Okó/1975 en 83 0k7/l975, of het Amerikaanse octrooischrift 3 993 83k) zijn evenmin de methoden voor het zuiveren van het monomeer alsmede de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel (molecuulgewichtsmodificerend middel) in het monomeer afdoende, en kan verontreiniging van het monomeer door stof of onzuiverheden niet 35 worden vermeden. Hoewel met een dergelijke methode de verstrooiïngs- _ ,· verliezen, die door fijne deeltjes worden veroorzaakt of de absorptie- ~"8'i'ónnrir r - *. · 5 verliezen te wijten aan onzuiverheden, tot op zekere hoogte kan worden verminderd is de minimale waarde van de verzwakking slechts ongeveer 300 bD/km (bij een golflengte van 656 nm).

Wat de bekledingscomponent betreft geldt, bij voort-5 planting van het licht door de kemvezels via totale reflectie op de grensvlakken dat indien het licht wordt geabsorbeerd of verstrooid door de bekiedingscomponent in de grensvlaklaag, de permeabiliteit van de optische vezel aanmerkelijk wordt verlaagd. In het bijzonder indien de bekiedingscomponent kristallijn en opaak is, is de lichtverstrooiing • 10 aanzienlijk terwijl wanneer in een dergelijke bekiedingscomponent micro-holtes in het grensvlak aanwezig zijn, de lichtverstrooiing nog groter wordt. Als bekledingspolymeren zijn een copolymeer van vinylideenfluoride en tetrafluorethyleen (zie Amerikaans octrooischrift 3 930 103) of fluoralkylmethacrylaat polymeer (zie Wngels octrooischrift 1 03? ^98) 15 bekend. Aangezien daarbij enige kristallijnheid in het vinylideenfluoride-. . tetrafluorethyleen copolymeer achterblijft, wordt de optische permeabi liteit verlaagd wegens de verstrooiing van het licht in het grensvlak van de kern. Het fluormethacrylaatpolymeer is niet kristallijn maar heeft weer de nadelen dat het fluoralkylmethacrylaat, dat fiuoralkylgroepen 20 bevat met een voldoende hechting aan kemvezels, een laag verwekingspunt heeft en dat het fluoralkylmethacrylaatpolymeer dat fiuoralkylgroepen bevat een relatief hoog verwekingspunt heeft en niet noodzakelijkerwijze uitstekend hecht aan de kemvezel. Bovendien is er het probleem dat in het grensvlak holtes achterblijven omdat de polymerisatie-cmstandigheden 25 voor een dergelijk fluoralkylmethacrylaat niet geschikt zijn. Ihdien er een inferieure hechting van het hekledingspolymeer aan de kemvezel is of holtes in het kem-bekledxngsgrensvlak achterblijven neemt de lichtverstrooiing in het grensvlak toe, terwijl de optische permeabiliteit aanmerkelijk afneemt.

30 Teneinde deze nadelen weg te nemen is een werkwijze voorgesteld waarin een onverzadigde polymeriseerbare verbinding als . derde component wordt gepolymeriseerd met een copolymeer van vinylideenfluoride en tetrafluorethyleen, waardoor een lage kristallijnheid, goede transparantheid en verbeterde hechting aan de kemcomponent van het 35 vinylideenfluoride-tetrafluoretheencopolymeer wordt verkregen (Japanse octrooipublicatie 80758/1979) ·' 810Γ0Τ8- 6

I V

Verder is een werkwijze voorgesteld waarin de structuur van de fluor-alkylgroepen in het fluoralkylmethacrylaatpolymeer wordt gemodificeerd om het verwekingspunt van het polymeer te verbeteren (Japanse octrooi-publieaties 8321/1981, 8332/1981 en 8323/1981). Van deze methoden heeft 5 die waarbij het ternaire copolymeer wordt toegepast (Japanse octrooi-publicatie 80758/1979) het probleem dat de kristallijnheid nog steeds blijft bestaan, zodat geen helder polymeer kan worden verkregen, terwijl de methode waarbij de structuur van de fluoralkylgroepen wordt gemodificeerd (Japanse öctrooipublicaties 8321/1981 , 8322/1981 en 8323/ 10 108l) weer het probleem heeft dat geen fluoralkylmethacrylaatpolymeren met een hoog verwekingspunt en een uitstekende hechting kunnen worden verkregen. Om de boven beschreven redenen vertonen optische kunststof-vezels die volgens de voornoemde methoden zijn vervaardigd een waarde van hoogstens ongeveer 78#.transmissie voor wit licht per 50 cm optische 15 vezel, wat betreft de optische transmissie-eigenschappen.

Het is nu een hoofddoel van de uitvinding te voorzien in een werkwijze ter vervaardiging van een optische kunststofvezel met lage verliezen die een kern-bekledingsstructuur bevat met uitstekende optische transmissie-eigenschappen in het gebied van het zichtbare licht.

20 Het is gebleken dat de optische transmissie-verliezen van optische kunststofvezels ontstaan door lichtverstrooiing door de invloed van onzuiverheden, stof of mieroholtes die in een synthetische macromoleculaire verbinding aanwezig zijn. ‘ Het is derhalve een ander doel van· de uitvinding te voorzien in een werkwijze ter vervaardiging 25 van een optische' kunststofvezel met lage optische transmissieverliezen waarbij de verontreiniging van een monomeer of van een polymeer door onzuiverheden of stof wordt onderdrukt vanaf de trap dat de uitgangsmaterialen worden toegevoerd tot aan de.trap dat de kernvezel wordt versponnen.

30 Bij de fabricage van optische kunststofvezels onder toepassing van een uit methylmethacrylaat bereid polymeer als hoofdbestanddeel voor de kern, en bij het vormen van een bekleding van een synthetische macromoleculaire verbinding met een lagere brekingsindex dan die van de betreffende kern, wordt de werkwijze voor het vervaardi-35 gen van optische vezels met lage verliezen volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat de polymerisatie-inleider en’ het ketenoverdrachts- 8 1 0 5 0 8 8 * 1 τ middel via een destillatietrap van beide componenten vorden toegevoegd aan een methylmethacrylaatmonomeer dat onder een verlaagde druk in een gesloten systeem wordt gedestilleerd, waarna het monomeer wordt gepoly-meriseerd onder handhaving van de verlaagde drukomstandigheden en het 5 verkregen kernpolymeer aan smeltspinnen wordt onderworpen, terwijl het in het gesloten systeem wordt gehouden.

' In het bovengenoemde geval kan de verlaagde druk onder zodanige omstandigheden tot stand worden gebracht dat in wezen geen zuurstof aanwezig is, maar opgemerkt wordt dat een dergelijke verlaagde 10 druktoestand ook volgens andere conventionele methoden kan worden bereikt.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel op zodanige wijze aan het methylmethacrylaatmonomeer toegevoegd dat het aantal 15 stof delen in het voomoemde monomeer 20 of minder per 10 cm licht wegleng- . 3 te is, dat wil zeggen nagenoeg 1 of minder per 1 mm op elke plaats_ in het voornoemde monomeer, wanneer dit monomeer wordt waargenomen door bestraling daarvan met een He-ïie laser met bijvoorbeeld een golflengte van 632,8 nm, waarna het methylmethacrylaat-monomeer, waaraan de poly-20 merisatie-inleider en het ketenoplosmiddel zijn toegevoegd, wordt onderworpen aan massa-polymer.isatie bij een temperatuur boven de glasover-gangstemperatuur van het methylmethacrylaatpolymeer, en wel zodanig dat in een gesloten systeem een polymeer wordt verkregen met een gehalte aan overgangsmetaalionen van 50 dpp of minder voor ijzer en mangaan, 10 25 ppb of minder voor koper en nikkel, 5 ppb of minder voor chroom, of 2 ppb of minder voor kobalt, welk polymeer dan aan smeltspinnen wordt onderworpen bij een temperatuur waarbij geen holtes ontstaan ter vorming van een kemvezel, en ten slotte een bekleding van’ een nagenoeg amorfe synthetische macromoleculaire verbinding met een lagere brekingsindex dan 30 die van de kemvezel daaromheen wordt aangebracht.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding worden een kemvormend hoofdmonomeer, een kernvormend submono-meer, een polymerisatie-inleider en een ketenoverdrachtsmiddel via een atmosferische destillatietrap of een lage-druk-destillatietrap (de term 35 wordt hier toegepast als synoniem, voor vacuumdestillatie) van al deze componenten toegevoerd aan een polymerisatievat waarin de massapolymeri- 8105088 - ' -

4 V

8 satie onder verlaagde drukomstandigheden in een volledig gesloten systeem tot uitvoer kan worden gebracht, waarna de aldus gedestilleerde monomeren aan deze massapolymerisatie worden onderworpen ter bereiding van een kernvormend polymeer. Het is duidelijk dat de voornoemde verschil-5 lende macomoleculaire materialen afzonderlijk kunnen worden gedestilleerd of onder zodanige omstandigheden dat ten minste twee typen materialen met elkaar zijn gemengd,.

In figuur 1 wordt een grafische voorstelling gegeven die de gemeten resultaten van optische transmissie-eigenschappen in 10 het zichtbare lichtgebied van een geheel uit kunststof bestaande optische i kunststofvezel met lage verzwakking, die volgens een gebruikelijke methode is vervaardigd, illustreert; figuur 2 is een stroomschema dat een voorbeeld weergeeft van de opbouw van een inrichting voor het fabriceren van een opti-15 sehe kunststofvezel met lage verliezen volgens de uitvinding; figuur 3 is een grafische voorstelling die de transmissie-eigenschappen van de optische kunst stofvezel vervaardigd volgens voorbeeld 1 van'de uitvinding weergeeft; ' figuur k is een grafische voorstelling die de trans-20 missie-eigenschappen van de optische kunststofvezel vervaardigd volgens voorbeeld III van de uitvinding weergeeft; figuur 5 is.een diagram dat een constructie toont van een onderdeel van het toevoeren van toevoegsels aan een gebruikelijke fabricage-inrichting, toegepast in een vergelijkende proef; 2 5 figuur 6 is een grafische voorstelling die de' trans mis stemeigenschappen van de optische kunststofvezel vervaardigd volgens de inrichting van figuur 5 illustreert; figuur 7 is een schematisch diagram dat een voorbeeld geeft van een inrichting voor het bekleden van een bekledingscomponent 30 toegepast in de uitvinding; figuur 8 is een doorsnede die een optische kunststofvezel * met een kem-bekledingsstructuur weergeeft; figuur 9 is een grafische voorstelling die de gemeten resultaten van optische transmissie-eigenschappen in het gebied van het 35 zichtbare licht van de optische kunststofvezel met lage verliezen, bestaande uit polymethylmethacrylaat bereid volgens voorbeeld IV van de 8TÖ 5 0 8 8 ~- 9 4 » uitvinding als de kemcomponent en een eopolymeer van 70 mol.# 1H, 1% 5H-octafluorpentylmethacrylaat en 30 mol#, 1H, 1H, 3H-tetrafluorpropylme-thacrylaat als bekledingscomponent, illustreert; figuur 10 is een grafische voorstelling die de gemeten 5 resultaten weergeeft van de optische transmissie-eigenschappen in het gebied van het zichtbare licht van de optische kunststofvezel met lage verliezen bestaande uit een eopolymeer van 90 mol# methylmethaerylaat en 10 mol# ethylethacrylaat, bereid volgens voorbeeld V van de uitvinding als kemcomponent en een uniforme en heldere samenstelling bereid door 10 25 gew.# 1H, 1H, 3H, tetrafluorpropylmethacrylaatpolymeer toe te voegen aan 75 gew.# van een eopolymeer van 85 mol# vinylideenfluoride en 15 mol# tetrafluoretheen, waarna deze worden gesmolten en met elkaar vermengd als bekledingseomponent; figuur 11 is een grafische voorstelling die de geme-15 ten resultaten weergeeft van de optische transmissie-eigenschappen in het gebied van het zichtbare licht van een optische kunststofvezel met lage verliezen die het polymethylmethacrylaat bereid volgens voorbeeld VIII van de uitvinding als kemcomponent bevat, en figuur 12 een grafische voorstelling is die de gemeten 20 resultaten illustreert van de optische transmissie-eigenschappen in het gebied van het zichtbare licht.van een optische kunststofvezel met lage verliezen, die het eopolymeer van methylmethaczylaat en. styreen bereid volgens voorbeeld X van de uitvinding als kemcomponent omvat.

Figuur 1 is een grafische voorstelling die de optische 2 5 transmissie-eigenschappen van een optische kunststofvezel met lage verzwakking illustreert, welke vezel bestaatuit een kern van polymethylmethacrylaat en een bekleding van een fluorharscopolymeer vervaardigd volgens een gebruikelijke methode. In dit geval zijn echter waarden, zoals 350 dB/km bij een golflengte 650 nm, 330 dB/km bij 75 nm en UOO dB/ 30 km bij 530 nm slechts minimale verzwakkingswaarden, terwijl in het bijzonder bij de korte golflengten de toename van het verlies door verstrooiing aanmerkelijk toeneemt.

Gevonden werd dat het absorptieverlies gebaseerd op de hogere harmonisehen van de infrarode vibratie-absorptie van de koolstof-35 waterstofbinding van een optische kunststofvezel met een polymethylme- -thacrylaatkem lager was dan 10 dB/km bij een golflengte van 580 nm of 8 T0'5 0 8 8 4 '» 10 minder. De hoofdfactor voor het aanzienlijke verlies aan de korte golf-lengtekant van figuur 1 wordt namelijk veroorzaakt door het verstrooilngs-verlies zodat het bijgevolg mogelijk is een optische kunststofvezel met laag verlies te vervaardigen door de onzuiverheden, stofdeeltjes en 5 microholtes in het synthetische hoogpolymere molecuul welke het verstrooi-ingsverlies veroorzaken, volgens elke-effectieve methode terug te brengen of te elimineren. .

Aldus worden alle in de uitvinding toegepaste materialen gedestilleerd en gezuiverd en alle trappen daarvan, dat wil zeggen 10 tot· aan de verspinningstrap, worden continu in een gesloten systeem uitgevoerd, waardoor verontreiniging van het eindprodukt met stofdeeltjes of onzuiverheden wordt voorkomen en het tot stand brengen van een optische kunststofvezel met laag verlies mogelijk wordt. Volgens de uitvinding wordt elk van de materialen, zoals het monomeer voor het kemmate-15 riaal, de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel in een gesloten systeem gedestilleerd en gezuiverd, waarna de aldus gedestilleerde materialen in een polymerisatievat worden gevoerd'en de polymerisatie tot stand wordt gebracht door deze materialen onder verlaagde druk te verhitten. Het verkregen polymeer dat als zodanig in het gesloten 20 systeem wordt gehandhaafd en waarvan de temperatuur niet wordt verlaagd tot aan de glasovergangstemperatuur of · lager, wordt continu toegevoerd aan een verspinningsinrichting om het polymeer te verspinnen, en de vezels te vormen. -

In de uitvinding kan de kemcomponent van de optische 25 vezel een polymeer zijn dat bereid is door massa-polymerisatie van me-thylmethacrylaat bij een temperatuur boven de glasovergangstemperatuur daarvan onder toepassing van een radicaalpolymerisatie-inleidér die een gunstige activiteit ten toon spreidt bij een temperatuur boven de glasovergangstemperatuur van het methylmethacrylaatpolymeer, bijvoorbeeld 30 het polymeer dat ten minste.50 mol# methylmethacrylaateenheden omvat.

Ter vermijding van verontreiniging van een dergelijk kernpolymeer als boven vermeld door fijnverdeelde materialen zoals stof is het niet voldoende het monomeer te destilleren. Alleen al de toepassing van een filter met een hoge diameter van ongeveer 0,1 micrometer bij het toevoegen 35 van een polymerisatie-inleider of ketenoverdrachtsmiddel (dat wil zeggen , .· molecuulgewiehtsmodificatiemiddel) aan het;-gedestilleerde en gezuiverde 8105088 11 monomeer veroorzaakt nog steeds verontreiniging door zeer fijn stof hetgeen tot lichtverstrooiing aanleiding geeft. Derhalve worden volgens de uitvinding de pciymerisatie-inleider en het ketenoverdracht smiddel in een polymerisatie-inrichting bestaande uit een gesloten systeem hij verlaag-5 de druk gedestilleerd en wordt, de toevoeging op zodanige wijze ten uitvoer gelegd dat slechts een fractie daarvan.in het monomeer wordt opgenomen.

Als gevolg daarvan is het'mogelijk geworden de verontreiniging met fijne stofdeeltjes, aanmerkelijk te verminderen, of te on-10 derdruKken zodat verliezen door lichtverstrooïng' verder kunnen worden verminderd. tBijgevolg kan het stof in het monomeer, waaraan een poly-merisatie-inleider en een ketenoverdrachtsmiddel zijn toegevoegd, zodanig worden' verminderd dat op elk punt. in de inrichting het stofgetal 1/J00 is vergeleken met het op gebruikelijke wijze verkregen getal, bij-15 voorbeeld wanneer het 'monomeer wordt bestraald, met een He-He laser met een 632,8 nm golflengte (diameter van de lichtbundel ongeveer 0,5 mm) om dit waar te nemen. Meer in het bijzonder kan. het stofgetal worden verlaagd tot 0,02 - 20 of minder per .10. em~optische weglengte (waar te nemen lichtvlekken 0,02 - 20 of minder) dat wil zeggen 1 - 1000 20 per 1 cm (l of in de meeste gevallen minder), met andere woorden, de 3 concentratie van stof kan tot nagenoeg 1 of-minder per 1 mm van het monomeer worden verlaagd, en deze waarde van. het monomeer kan gemakkelijk worden gehandhaafd. Met het oog op het bovenstaande heeft het de voorkeur dat de toegepaste polymerisatie-inleiders inleiders .zijn die 25 gemakkelijk onder verlaagde druk kunnen' worden gedestilleerd. Voorbeelden van dergelijke inleiders omvatten peroxyden, zoals di-tert.butyl- peroxyde, dl cumylperoxyde,cumeenhydroperoxyde of azo-verbindingen zoals \ ....

azo-tert.butaan, azo-bis-isopropyl en dergelijke.

Het is verder gewenst dat de absorptierest, zoals elec-30 tronenoyergangsabsorptie van een polymerisatie-inleider in het ultraviolette gebied het zichtbare lichtgebied niet beïnvloedt teneinde een optische kunststofvezel met laag verlies in het gebied van het zichtbare licht te verkrijgen. Tan dergelijke polymerisatie-inleiders vertonen specifieke voorbeelden een gunstige activiteit bij een temperatuur hoger 35 dan de glasovergangstemperatnur van bet methylmethacrylaatpolymeer, zoals alkylazo-verbindingen, bijvoorbeeld azo-tert.butaan, azo-n-butaan, "BÏOTÖ 8~8 12 azo-isopropaan, azo-n-propaan en azo-cyclohexanon, waarbij in het bijzonder azo-tert.butaan wordt toegepast. Polymêrisatie-inleiders anders dan azoverbindingen, bijvoorbeeld radicaal polymerisatie-inleiders, zoals di-tert.butylperoxyde, dicumylperoxyde, methylethylketonperoxyde en der-5 gelijke, hebben een nogal sterke absorptie in het ultraviolet, waardoor de absorptierest het zichtbare lichtgebied.beïnvloedt. Radicaal-polymerisatie-inleiders van de azoreeks anders dan alkylazo-verbindingen, bijvoorbeeld 2,2f-bis-azobisisobutyronitril, azobis-cyclohexaancarbonitril en dergelijke hebben bovendien een vergelijken-10 derwijs kleine invloed op het gebied van het zichtbare licht van ultraviolette absorptie, maar een voorkeursactieve temperatuur daarvan ligt in het bebied van 60 - 70°C, met als gevolg dat voor dit geval de polymerisatie bij een veel lagere temperatuur dan .de glasovergangstempera-tuur van methylmethacrylaatpolymeer moet worden uitgevoerd.

15 Het heeft tevens de voorkeur dat het ketenoverdrachts- middel dat in de uitvinding wordt .toegepast gemakkelijk onder verlaagde druk kan worden gedestilleerd. Een dergelijk ketenoverdrachtsmiddel is bijvoorbeeld een mercaptan, waarvan specifieke voorbeelden zijn primaire mercaptanen, zoals n-butyl-, n-propyl- en dergelijke mercaptanen, seeun-20 daire mercaptanen zoals, sec.butyl-, isopropyl- en dergelijke mercaptanen . en tertiaire mercaptanen, zoals tert.butyl-,.tert.hexyl- en dergelijke mercaptanen, of aromatische mercaptanen, zoals fenylmercaptan.

In de uitvinding kan· behalve het bovenvermelde methyl-. - methacrylaat-homopolymeer een copolymeer dat ten minste 50 mol% methyl-25 methacrylaateenheden omvat als kerncomponent 'worden toegepast. Voorbeelden van de copolymeercomponent omvatten acrylzuuresters, zoals methyl-. acrylaat, ethylacrylaat, propylacrylaat., butylacrylaat en dergelijke, me-thacrylzuuresters, zoals ethylmethacrylaat, propylmethacrylaat, butyl-methacrylaat en dergelijke of styreen enz. Aangezien het kookpunt van elk 30 van deze copolymeer componenten' bij normale druk in het gebied van 80 -160°C ligt kan een dergelijke copolymeercomponent gemakkelijk worden afgedestilleerd, evenals het geval is bij methylmethacrylaat, zodat een . dergelijke copolymeer-component via destillatie aan het methylmethacry-r. laatmonomeer kan worden toegevoegd. Het gehalte aan onzuiverheden of stof 35 kan aldus tevens in het geval dat een.dergelijke copolymeercomponent wordt toegepast aanmerkelijk worden verlaagd, zodat bijgevolg optische 8Γ0 5 0 88 - 13 kunststofvezels die een copolymeer met lage lichtverstrooiing als kern "bevatten, kunnen worden vervaardigd. Ter vermindering van de lichtverstrooiing door concentratie-fluetuaties door de aanwezigheid van twee polymeercomponenten, heeft het de voorkeur dat het copolymeer wordt be-5 reid in de vorm van een azeotrope samenstelling, waarbij indien het copolymeer ten minste 90 mol%, bij voorkeur ten minste· 95 mol/ί ethylmetha-cryiaat omvat, de fluïditeit daarvan bij het smeltspinnen zodanig wordt verbeterd dat uitstekende optische transmissie-eigenschappen kunnen worden verkregen.

10 In de uitvinding hebben suspensiepolymerisatie, emul- siepolymerisatie, oplossingspolymerisatie en dergelijke polymerisatie-processen geen voorkeur bij het polymeriseren van de kerncomponent. Hoewel volgens de industrieele methode van suspensie- of emulsiepolymerisa-tie een polymeer van hoge zuiverheid wordt verkregen, wordt een grote 15 hoeveelheid water gebruikt waardoor gevaar bestaat van verontreiniging van het polymeer met in het water aanwezige vreemde materialen, terwijl ook een gevaar bestaat van verontreiniging met vreemde materialen in de dehydratatietrappen. Aangezien er bij oplossingspolymerisatie een oplossing wordt toegepast bestaat er gevaar voor verontreiniging van het poly-20 meer door in de oplossing aanwezige onzuiverheden of vreemde materialen, terwijl er verder het gevaar bestaat' dat het polymeer door dergelijke vreemde materialen wordt verontreinigd tijdens de isolering daarvan.

(ka. deze redenen wordt het polymeer van de kerncompo-nent volgens de uitvinding bereid door massapolymerisatie. Bij een der-25 gelijke massapolymerisatie kan, indien de polymerisatietemperatuur wordt ingesteld op een waarde hoger dan de glasovergangstemperatuur van het gevormde polymeer, het optreden van inwendige spanningen van het polymeer of het tijdstip dat dit tot een hoge temperatuur wordt verhit, of van microholtes op het tijdstip dat het wordt versponnen, effectief wor-30 den onderdrukt; aldus kan het optreden van verliezen door lichtverstrooiing binnen de gevormde optische vezel aanmerkelijk worden verminderd. Polymerisatietemperaturen binnen het gebied van 100 - 180°C hebben de meeste voorkeur, maar vereist is dat de temperatuur langzaam wordt opgevoerd en wel zodanig dat de omzetting in polymeer ten minste 9&% en bij 35 voorkeur 99% of meer is. Wordt de temperatuur niet geleidelijk opgevoerd, maar wordt het monomeer onmiddellijk door een snelle temperatuurt "8 1 0 5 0 86 1¼.

stijging gepolymeriseerd bij verhoogde temperaturen, dan zal de poly- . merisatiereactie uit de hand lopen door het zogenaamde geleringseffeet, waardoor holtes kunnen ontstaan. Bovendien bestaat er het gevaar dat het polymeer wordt gedepolymeriseerd wanneer de polymerisatietemperatuur ge-5 durende langere tijd boven 190°C komt. In de uitvinding wordt geen , aanmerkelijke volumeverandering in het polymeer veroorzaakt aangezien het polymeer na depolymerisatie van de kerncomponent wordt onderworpen aan smeltspinnen zonder dat de temperatuur van het polymeer lager, wordt dan de glasovergangstemperatuur daarvan, zodat een optische vezel met minder 10 microholtes kan worden verkregen. Door de bepaling van de metallische ionenonzuiverheden in het aldus verkregen polymeer volgens radiochemische analyses is het duidelijk geworden dat dergelijke ionen 50 ppb of minder ijzer en mangaan, 10 ppb of minder koper en nikkel, 5 ppb of minder chroom en 2 ppb of minder kobalt omvatten; het is in dit opzicht gemakke-15 lijk tevens een polymeer te produceren dat 20 ppb of minder tijzer en mangaan, 5 ppb of minder koper en nikkel'en 2 ppb of minder chroom bevat. .

Volgens de -uitvinding wordt een methylmethacrylaatmono- : meer, waaraan een polymerisatie-inleider en een ketenoverdrachtsmiddel zijn toegevoegd, onder verlaagde druk in een gesloten systeem gepolymeri- .

20 seerd, waarna het verkregen kempolymeer wordt onderworpen aan smeltspinnen onder handhaving van de afgesloten toestand, zodat geen verontreiniging van het kempolymeer met stof of onzuiverheden optreedt en de vorming van microholtes-wordt.onderdrukt. Tevens wordt geen verontreiniging met stof tijdens de verspinning van het polymeer veroorzaakt, zodat 25 een optische vezel, met zeer lage verliezen wordt verkregen waarin het verstrooiïngsverlies aanmerkelijk is verminderd vergeleken met dat van . de gebruikelijke vezel. ' ·

De bekledingscomponent'die in de uitvinding wordt toegepast is een synthetische macromoleculaire . verbinding met een brekings-30 index die ten minste 0,5#s tij voorkeur 2% lager is dan die van de kern, met de meeste voorkeur ten minste 5% lager. In het bijzonder wanneer een nagenoeg amorf polymeer als bekledingscomponent wordt toegepast wordt een optische vezel met uitstekende optische transmissie-eigenschappen verkregen. Voorbeelden van een dergelijke bekledingscomponent omvatten 35 bekende polymeren, zoals polymeren of copolymeren van gefluoreerde esters van acryl- of.methylmethacrylaat, copolymeren van fluorkunststoffen, “ zoals tetrafluoretheen, hexafluorpropyleen, vinylideenfluoride, trifluor- 810 5 0 88 - 15 monochloorethyleen en dergelijke, of elastomeren zoals silieonharsen en dergelijke.

Voor dergelijke bekledingscomponenten kan bijboorbeeld zeer geschikt een copolymeer bereid uit tvee fluoralkylmethacrylaten 5 met verschillende fluoralkylgroepen worden toegepast. Wordt een copolymeer, verkregen door het combineren van een fluoralkylmethacrylaat met een uitstekende hechting met een ander alkylmethacrylaat met een relatief hoge warmtevormingstemperatuur toegepast, dan kan een optische vezel met bijzonder uitstekende optische transmissie-eigenschappen worden 10 gefabriceerd. Voorbeelden van een dergelijke combinatie als boven vermeld omvatten een copolymeer van 75 mol# 1H, 1H, 5ïï-octafluorpentylmetha-cylaat en 25 mol# 1Ξ, liï, 3H-tetrafluorpropylmethacrylaat, een copolymeer van 60 mol# 1H, 1Ξ, 5H-octafluorpentylmethacrylaat en ho mol# 1H, 1E-pentafluorpropylmethacrylaat, een copolymeer van 80 mol# 1H, 1H, 5H-15 octafluorpentylmethacrylaat en 20 mol# ΊΗ,' 1H-trifluormethylmethacry-laat en dergelijke copolymeren. 'Indien copolymeren als boven vermeld als bekledingsmateriaal"van een'optische vezel' volgens de uitvinding worden toegepast worden bijvoorbeeld'dergelijke nadelen als een lage warmt evervormings t empe rat uur van' een bekledingsmateriaal waarin 1H, 1H, 20 5H-oetafluorpentylmethacrylaatpölymeer als bekledingscomponent wordt toegepast, vermeden, o'f wordt 'de breekbaarheid van bekledingsmateriaal waarin 1H, 1H, trifluormethylmethacrylaat-polymeer als bekledingscomponent wordt toegepast, verminderd. Teneinde een dergelijke fluoralkyl-methacrylaatcopolymeer als boven vermeld te verkrijgen worden twee typen 25 verschillende alkylmethacrylat en' inVde-'..vereiste hoeveelheid met elkaar gemengd en een polymerisatielinleider en een ketenoverdrachtsmiddel toegevoegd, waarna het verkregen mengsel wordt geëvacueerd en ontlucht en de polymerisatie wordt uitgevoerd in afwezigheid van zuurstof. Het heeft hierbij de voorkeur dat het molecuulgewicht van‘het copolymeer in het 30 gebied van 20 000 - 100 000 ligt, uit gedrukt in gewichtsgemiddeld molecuulgewicht, zoals hierna in het bijzonder beschreven.

Het is tevens mogelijk een optische vezel met een uitstekende optische transmissie te vervaardigen door gebruik te maken van een samenstelling die is verkregen door het smelten en opnemen van fluor-35 alkylmethacrylaatpolymeer in vinylideenfluoride-tetrafluorethyleencopoly-meer als bekledingscomponent. Dit.type vinylideenfluoride-tetrafluorethy- 8105088 ' 16 leencopolymeer is zelf als bekledingscomponent van optische kunststofve-zels toegepast. Wanneer een kernvezel door een der gelijk;; copolymeer wordt bekleed in een dikte van verschillende tientallen micrometers blijkt de verkregen optische vezel tot op zekere hoogte transparant te 5 zijn. Aangezien echter de kristallijnheid in vezen in het copolymeer aanwezig blijft is de pellet daarvan wolkachtig en troebel met als gevolg dat dit een factor wordt die leidt tot de verhoging van de lichtverstrooiing in het de kern· bekledende grensoppervlak. Wanneer fluor-alkylmethacrylaat, dat in wezen niet-kristallijn is, in een dergelijk 10 type copolymeer wordt opgenomen, wordt de kristallijnheid van het copolymeer verspreid waardoor een heldere'samenstelling kan worden verkregen. Hierbij heeft het de voorkeur dat de hoeveelheid fluoralkylmetha-crylaatpolymeer in het gebied van 10-50 gew.% ligt. Indien de hoeveelheid kleiner is dan 10 gevr.% is dit onvoldoende om de kristallijnheid 15 van het vinylideenfluoride-tetrafluorethyleencopolymeer volledig te elimineren, terwijl indien'^de hoeveelheid groter is dan 50 gev.% de voordelen, zoals een gunstige mechanische sterkte, adhesie, warmteweerstand en dergelijke voor de bekledingscomponent- van het vinylideenfluoride-tetrafluorethyleencopolymeer verloren-gaan. Indien het gehalte aan 20 vinylideenfluoride in het vinylideenfluoride-tetrafluorethyleencopoly-meer 60 mol$ of meer Is wordt een uitstekende adhesie -in de verkregen optische vezel bereikt.

Indien verder een copolymeer met een azeotrope samenstelling van methylmethacrylaat en styreen als kemcomponent wordt toe-25 gepast, wordt de brekingsindex daarvan 1,5^, waardoor het mogelijk wordt dergelijke polymeren zoals polymeren van methacrylzuuresters, met inbegrip van polymethylmethacrylaat, copolymeren van acrylzuuresters en methacrylzuuresters en elastomeren zoals ethyleen-vinylacetaat-copoly-meren enz. als‘de bekledingscomponent van de optische vezel van de uit-30 vinding toe te passen. Men dient echter op te merken dat de bekledingscomponent niet beperkt is tot deze boven vermelde polymeren of copolymeren maar dat elke. synthetische macromoleculaire verbinding die optisch transparant is en daarnaast voldoet aan de eis van het verschil in de brekingsindices van de bekledings- en kerncomponenten, in de uitvinding 35 kan worden toegepast.

Volgens de uitvinding wordt bij smeltspinnen van een kernpolymeer dit polymeer, dat wordt bereid door middel van polymerisa- 8Τ0ΤΤΕΓΒ - 17 tie "bij een temperatuur boven de glasovergangstemperatuur van het me-thylmethacrylaatpolymeer, aan een smeltspininrichting toegevoerd zonder dat de temperatuur van het polymeer tot een lagere waarde daalt dan die van de voornoemde glasovergangstemperatuur. Aldus kan een optische vezel 5 die na het verspinnen van het polymeer geen microholtes vertoont (b.v. veroorzaakt door inwendige spanningen alsmede volumeveranderingen in het polymeer) en die derhalve een laag verstrooiïngsverlies heeft, worden verkregen.

Bij de vervaardiging van de optische kunststofvezél 10 volgens de uitvinding wordt een samengestelde smeltspinmethode met een kern-bekledende spindopcombinatie toegepast. Tevens kan men optische kunststofvezels vervaardigen door onderdompelen van een kerncomponent-polymeer, dat tot een vezel gevormd is, in een geconcentreerde oplossing van een bekledingseomponentpolymeer, of door het vezelachtige kemcompo-15 nentpolymeer via een opening te bekleden met een geconcentreerde oplossing van het bekledingseomponentpolymeer. Bij het onderdompelen of bekleden, van het keracoraponentpolymeer in óf door de geconcentreerde oplossing van het bekledingseomponentpolymeer, kunnen uitstekende optische transmissie-eigenschappen worden verkregen wanneer het bekleden van het 20 kemcomponentpolymeer door het bekledingseomponentpolymeer onmiddellijk na het extruderen van de kern wordt uitgevoerd om de verontreiniging van de kerncomponent door stof en dergelijke zoveel mogelijk te miniseren.

Bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding is het gunstig een fabricage-apparaat toe te passen bestaande uit een 25 kernvormende destillatieketel voor het. destilleren van een veelvoud van kernvormende macromoleculaire materialen onder een verlaagde druk, een' polymerisatie-inleider destillatieketel voor het destilleren van de poly-merisatie-ïrileider onder verlaagde druk, een destillatieketel voor een molecuulgewichtsmodificerend middel voor het destilleren van dit middel 30 voor het instellen van de moleeuülgewichten van voornoemde kernvormende macromoleculaire materialen in afwezigheid van zuurstof en een kemvor-mende polymer is at ievat voor het vormen van een kernmateriaal uit de macromoleculaire materialen die in de voomoemde respectieve destillatieketels zijn gedestilleerd, waarbij het polymerisatievat wordt verbonden met elk 35 van de voornoemde destillatieketels via een koelpijp en voorzien is van een koelmantel.

8io 5 o 88 ; : ' 18

Bij vorming van een kernmateriaal wordt een monomeer-oplossing, toegevoerd aan een polymerisatievat- en daarin onder zodanige omstandigheden gedestilleerd dat de optische vreemde materialen volledig zijn verwijderd, door middel van een verdere atmosferische destilla-5 tie of vacuumdestillatie aan massapolymerisatie onderworpen, waarbij na beëindiging daarvan het verkregen polymeer aan smeltspinnen wordt onderworden ter vorming van het kernmateriaal van de optische kunststofvezels.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgevoerd in een volledig afgesloten systeem in afwezigheid van zuurstof onder een 10 verlaagde druk, vanaf de destillatie van het kernvormend monomeer, de polymerisatie-inleider en het molecuulgewichtsmodificatiemiddel (ketenoverdracht smiddel) tot aan de smeltspintrap, die na de massapolymerisa-tietrap wordt uitgevoerd. Volgens de uitvinding wordt de massapolymerisatie aldus uitgevoerd in afwezigheid van water en zuurstof alsmede opti-15 sche vreemde materialen, zodat. nadelen als de verontreiniging van het polymeer met een optisch vreemd materiaal en de oxydatieve kleuring van 'het polymeer, die bij"de gebruikelijke suspensiepolymerisatiemethoden optreden, worden vermeden.

Het is verder na onderzoek gebleken, dat het transmissie-20 verlies van de optische .kunststofvezel volgens de uitvinding niet in die mate werd aangetast als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift.

3 993 83^ en de Japanse octrooipublicaties 830½ 'én7.83Q^7/1975, zelfs indien ongeveer 5% niet-omgezet monomeer in het polymeer achterblijft.

Een monomeer zoals methylmethacrylaat en dergelijke 25· heeft vrijwel geen vermogen zelf de polymerisatie in te leiden en het molecuulgewicht te regelen, zodat bij massa-polymerisatie' van een der-gelijk monomeer een polymerisatie-inleider moet worden toegevoegd, zoals . azo-tert.butaan, azobisisobutylonitrile of di-t-butylperoxyde, alsmede : een molecuulgewichtsmodificatiemiddel, zoals butylmercaptan.

30 Het is duidelijk geworden dat optisch vreemde materia len, die in een-monomeer, polymerisatie-inleider of molecuulgewichtsmodi-ficerend middel aanwezig zijn, aanzienlijk het transmissieverlies van een optische kunststofvezel kunnen verhogen. Dergelijke vreemde optische materialen kunnen niet met behulp van een gebruikelijk filter worden 35 verwijderd en zelfs een in de handel verkrijgbaar polytetrafluorethyleen-filter met zeer kleine diameteropening (.0,1 micrometer), die niet door " · een monomeer, polymerisatie-inleider en molecuulgewicht smodificatiemiddel 8105088 19 wordt afgeslepen als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift U 161 500 is onvoldoende. Dit komt omdat het verliesvenster van een optische kunststofvezel in het zichtbare lichtgebied {0,k - 0,8 micrometer) ligt en het verstrooiïngsverlies dat het transmissieverlies vergroot 5 duidelijk toeneemt door de aanwezigheid van vreemde optische materialen die een afmeting hebben die overeenkomt met ongeveer 1/10 - 1/20 of minder van de golflengte, dat wil zeggen een afmeting in het gebied van 0,08 - 0,02 micrometer of minder, zodat optische vreemde materialen met afmetingen van 0,1 micrometer of minder niet door middel van zelfs de 10 'voomoemde filter met de kleinste openingsdiameter kunnen worden verwijderd.

Volgens de uitvinding wordt het boven vermelde nadeel weggenomen omdat het monomeer, de polymerisatie-inleider en het molecuul-gewichtsmodificatiemiddel aan destillatie worden onderworpen. Bij destil-15 latie wordt gebruik gemaakt van de verschillen in de kookpunten van de te destilleren materialen en of een bepaald materiaal al of niet kan worden gedestilleerd hangt in het algemeen af van de molecuulgewichten van de te destilleren objecten. Het molecuulgewicht van het monomeer, -de polymerisatie-inleider en het molecuulgewicht smodificatiemiddel die 20 in de uitvinding worden toegepast liggen ten hoogste bij 1000, zodat ma- ; terialen met een dergelijk molecuulgèwicht op afdoende wijze kunnen worden gedestilleerd door middel van atmosferische' destillatie of ook va- -5 -7 cuumdestillatie bij een hoogvacuum van ongeveer 10 -10 mm Hg. Van belang is echter dat de vreemde optische materialen niet verenigbaar zijn 25 met het monomeer, de polymerisatie-inleider, het modificatiemiddel of het polymeer en het molecuulgewicht van de vreemde optische materialen ligt in het algemeen in het gebied van 1000 tot verschillende honderden miljoenen, zodat dergelijke optisch vreemde materialen nooit, zelfs niet -5-7 bij een hoog vacuum van ongeveer 10 -10 mmHg, zullen verdampen.

30 Als boven beschreven wordt bij destillatie van een ma cromoleculair materiaal en invoering in een polymerisatievat het vat geladen met een monomeeroplossing die de polymerisatie-inleider en het modi-' ficatiemiddel bevat, waarbij de concentratie van de optische vreemde ma terialen wordt voorgesteld door het aantal vreemde materialen zoals 1 3 35 of minder per 1 cm . Ha de massapolymerisatie van een dergelijk monomeer wordt een kemvormend monomeer verkregen, waarin de concentratie van de — . . 3 . . : ' vreemde materialen 1 of minder per cm is. De concentratie van de op- 8105088 : ' 20 tisch vreemde materialen kan worden gemeten door de te meten monomeer-oplossing te "bestralen met een He-Ne-laser met bijvoorbeeld een golflengte van 632,8 nm (diameter van de licht flux is ongeveer 0,5 mm) teneinde te bepalen hoeveel vreemde materialen in een voorgeschreven opti-5 sche veglengte aanwezig zijn, bijvoorbeeld 10 cm.

Volgens de uitvinding wordt een mönomeer dat de poly-merisatie-inleider en het modificatiemiddel bevat aan massapolymerisatie onderworpen bij een temperatuur boven de glasovergangstemperatuur van het eindpolymeerprodukt. Aldus is de eindpolymerisatiegraad 95% of meer, of 10 99>9% of meer waardoor het niet-omgezette monomeer tot een verwaarloosbare waarde daalt, waarbij de temperatuur van het polymeer dichtbij de temperatuur van het smeltspinnen ligt. Het wordt aldus mogelijk een dergelijk polymeer als zodanig aan smeltspinnen te onderwerpen, zodat de trap waarbij het niet-omgezette monomeer wordt verwijderd en er gevaar 15 bestaat dat het polymeer wordt blootgesteld aan optisch vreemde materialen, zoals zuurstof, eordt vermeden, hetgeen zeer gunstig is om opti-. sche kunststofvezels met lage verliezen te verkrijgen,.

' ' Bovendien, is gebleken dat de verontreiniging van een . " bekledingsmateriaal door verkleuring of optisch vreemde materialen niet 20 aanvaardbaar is met het oog op de transmissie-eigenschappen. Bit komt omdat licht dat door het' kernmateriaal passeert en totaal door het inwendige grensvlak tussen' de kern en de bekleding wordt gereflecteerd doorsijpelt, naar het bekledingsdeel over een lengte die vrijwel overeenkomt met de golflengte van het uitgezonden licht of enige malen groter is, • .. 25 - dat wil zeggen 0,Vtot ongeveer -5 micrometer,'bij microscopische waarneming, waarna het licht opnieuw in .het kerndeel doordringt. Indien der-halve het bekledingsgedeelte, waaruit het- licht .doorsijpelt, is gekleurd -• · of indien daarin vreemde optische materialen ‘aanwezig zijn wordt het licht geabsorbeerd of verstrooid. Het heeft derhalve de voorkeur dat het 30 bekledingsmateriaal'tevens wordt gepolymeriseerd in afwezigheid van optische vreemde materialen en zuurstof, op soortgelijke wijze als het kernmateriaal.

Er wordt een uitvoeringsvorm' van een inrichting voor het toepassen van de fabricagemethode volgens de uitvinding weergegeven 35 in figuur 2, waarin verwijzingscijfer 1 een kernvormende hoofdmonomeer destillatieketel aangeeft, 2 een kernvormende'submonomeer. destillatie- ' 8105088 ~ ' 21 ketel, 3 een polymerisatie-inleider destillatieketel, 4 een ketenover-drachtsmiddel destillatieketel, 5, 6, J en 8 afvoerkleppen voor destilla-tieresten in resp. de destillatieketels 1, 2 en 3 en 9 een kem-vormend hoofdmonomeer reservoir, 10 een kernvormend sub-nonomeer reser-5 voir, 11n een polymerisatie-inleider reservoir en 12 een ketenoverdrachts-middelreservoir. Deze reservoirs 9, 10, 11 en 12 zijn zodanig opgesteld dat zij in verbinding staan met de destillatieketels 1, 2, 3 en U via toevoersnelheidsregelkleppen 13, 1^, 15 en 16, waarbij een hoofdmonomeer, submononeer, polymerisatie-inleider en ketenoverdrachtsmiddel uit de re-10 servoirs naar de destillatieketels 1, 2, 3 en U - worden gevoerd, elk met een ingestelde toevoersnelheid met betrekking tot de voomoemde macromoleculaire componenten. De capillairen IJ, 18, 19 en 20 voeren een inert gas of stikstofgas in resp. de destillatieketels 1, 2, 3 en U. Vervij-zingscijfer 21 geeft een polymerisatievat aan met een cylindrisch ver-15 hittings-köelingsgedeelte, waarvan de inwendige diameter bij voorkeur 10-100 mm is, en dat is voorzien van een doseermeniscus. Destillaatvloei-stof verkregen door koelen en condenseren van een damptoevoer uit elke destillatieketel 1, 2, 3 of U in elke koelpijp 22, 23, 2k of 25 wordt toegevoerd naar het polymerisatievat 21 via resp. vacuum druk regelende 20 naaldkleppen 26, 2T, 28 of 29 die zijn gemaakt van polytetrafluorethy-leen, waarbij deze destillatievloexstof in polymerisatievat 21 wordt opgeslagen. De binnenwand van het polymerisatievat 21 is bedekt met een corrosie-bestendig materiaal. De verwijzingscijfers 30, 31 en 32 geven . polytetrafluorethyleen vaeuumdruk regelnaaldkleppen aan en stikstofgas - 25 dat uit de naaldklep 30 wordt toegevoerd naar het polymerisatievat 21 - gevoerd via filter 33, met bijvoorbeeld een opening met een diameter van t 0,1 micrometer, waardoor de optisch vreemde materialen in het stikstofgas worden verwijderd en verder via de naaldklep 31. Het polymerisatievat 21 staat in verbinding met de vacuumpomp 3k via de naaldkleppen of 30 kranen 31 en 32, waarbij de buitenomtrek van het cylindrische deel van het polymerisatievat 21 is omringd door een koelmantel-35· Het bodem-eindgedeelte van het polymerisatievat 21 staat in verbinding met een kern-voimende spuitkop 3TA die is opgesteld binnen een dubbele spinkop 3T via een polymeertoevoer-snelheidsregelklep 36. Uit een inlaat 38 voor 35 bekledingsmateriaal wordt een bekledingsvormende macromoleculaire op-_ lossing in de bekledingsvormende spuitkop 3TB toegevoerd die de buiten- '· 'Tï05088 ‘ - 22 kop is en tezamen met de kernvormende spuitkop 37A de dubbele spinkop 37 vormt. In deze opstelling wordt een optische kunststofvezei 39 met een kernbekledingsstructuur uit spuitkop 37 gesponnen, terwijl de verkregen vezel 39 vordt opgenomen door een vezelopneemtrommel i+1 via een 5 riemschijf UO. De spuitkop 37 is voorzien van een schroef of mechanisme dat door middel van een inert gas of stikstof gas onder druk kan worden gebracht, waarbij de smeltverspinning wordt uit gevoerd onder toepassing van‘een dergelijke schroef of dergelijk mechanisme in de kop 37·

Verder wordt een verhitterelement van tinoxyde op elk buitenoppervlak van 10 de destillatieketels 1, 2, 3 en polymerisatievat 21, dubbele spinkop 37 en inlaat 38 voor het bekledingsmateriaal aangebracht teneinde deze delen te verhitten. Alle delen in de voomoemde inrichting zijn gemaakt van kwarts en elk pijpgedeelte bestaat uit een drukbestendige inwendig verdichte pijp. In figuur 2 geven de referentiecijfers k2, 1+3» en i+5 15 verdere fractioneerpijpen aan terwijl k6 en 1+7 mechanismen zijn voor het verhinderen van stoten. ‘ ;·'

In deze opstelling wordt methylmethacrylaatmonomeer dat ; de polymerisatie-inleider en .het ketenoverdrachtsmiddel bevat na de destillatie daarvan toegevoerd aan het polymerisatievat 21 en in het vat - 20 gepolymeri-seerd, waarbij verlaagde drukomstandigheden worden gehandhaafd.

Het verkregen polymeer wordt dan gesponnen door de kop 37A zonder dat de temperatuur van het polymeer wordt verlaagd beneden de glasovergangs-temperatuur van het polymeer. · ' -

Als bekledingsmateriaal dat uit de bekledingsvormende 25 kop 37B wordt geëxtrudeerd is een samenstelling bereid door het smelten : en opnemen van fluoralkylmethacrylaatpolymeer in vinylideenfluoride- -tetrafluorethyleen-copolymeer geschikt. \ ··. - - ' -Bij:-de polymerisatie is het noodzakelijk de temperatuur : van het mengsel geleidelijk op te voeren teneinde ten minste 9&% en bij 30 voorkeur 99% of een hogere omzetting in het polymeer te bereiken. Wanneer de temperatuur niet geleidelijk wordt opgevoerd, maar. onmiddellijk wordt verhoogd en dan de polymerisatie uitgevoerd gaat de reactie te snel wegens het zogenaamde geleffect en is dit oorzaak voor het ontstaan van holtes. Ihdien echter de polymerisatietemperatuur gedurende een langere 35 tijdsperiode hoger is dan 190°C bestaat er gevaar van depolymerisatie ; van het polymeer.

8105088 “ ' 23

Bij het aanhrengen van een bekledingscomponent op het gesponnen kempolymeer wordt de gecombineerde smeltspinmethode, waarbij een kernbekledingsspindopcombinatie aanwezig is, toegepast, naast een methode waarbij het kemeomponentpolymeer dat tot vezels is gevormd wordt 5 ondergedompeld in een geconcentreerde oplossing van een bekledingscom-ponentpolymeer of een methode waarbij het vezelachtige kerncomponent-polymeer via een opening wordt bekleed met een geconcentreerde oplossing van het békledingscomponentpolymeer. Bij toepassing van een copolymeer bestaande uit twee typen fluoralkylmethacrylaat die verschillende fluor-10 alkylgroepen als bekledingscomponent bevatten, is de bekledingsmethode bijzonder geschikt. Het heeft dan de voorkeur dat het molecuulgevicht van een dergelijk copolymeer, zoals boven vermeld, in het gebied van 20 000 -. 100 000 ligt wat gemiddeld molecuulgewicht betreft. Indien het molecuul-gewicht 100 000 of hoger is kan een lage viscositeit die voor het bekle-15 den gunstig is niet worden bereikt, wanneer voomoemde eopolymeren op de kemvezel door middel van de bekledingsmethode worden aangebracht, terwijl bij een molecuulgewicht van 20 000 of lager geen geschikte sterk— te van het bekledingsmateriaal kan .worden bereikt. Bij de vorming van : het fluoralkylmethacrylaat copolymeer wordt in de monomeren ongeloste 20 lucht verwijderd, waarna de monomeren aan massapolymerisatie worden onderworpen, en wel zodanig dat wanneer het copolymeer wordt aangebracht op de -kemcomponent geen vorming- wan microholtes of verkleuring van de bekledingscomponent door oxydatie optreedt;· aldus kan men een optische' vezel met lage verliezen in het kembekledende grens oppervlak vormen.

25 Be uitvinding zal nu.'in meer bijzonderheden worden toe- . gelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, die echter niet“beperkend zijn bedoeld. In de voorbeelden werden een- wolfram-halogeenlamp toegepast voor het meten van de optische transmissie-eigenschappen van de verkregen optische vezels.

30 Voorbeeld I

Bij de toepassing van de inrichting volgens figuur 2 werden eerst de kleppen 13, 5, 15, 7» 6, 1U, 8, 16, 36 en 30 gesloten, terwijl de kleppen 26, 27, 28, 29, 31 en 32 werden geopend waarna de gehele inrichting onder vacuum werd gebracht (verlaagde drukomstandig-35 heden) door middel van de vacuumpomp 3¼. Daarna werd de kraan 32 gesloten en de kraan 30 geopend, waardoor de atmosfeer in de inrichting werd _ * 8705088 ~ 2k vervangen door droge stikstof om te zorgen dat zonder zuurstof werd gewerkt. Onder deze omstandigheden werd het reservoir 9 voor het kernvor-mende hoofdmonomeer geladen met methylmethacrylaat, eveneens het reservoir 10 voor het kernvormende submonomeer met ethylacrylaat, het reser-5 voir 11 voor de polymerisatie-inleider met azo-t-butaan en het reservoir 12 voor het molecuulgewichts-modificerende middel met n-butylmercaptan, waarbij elk van deze ingrediënten in elke destillatieketen 1, 2, 3 of ^ werd ingevoerd. :

In het volledig afgesloten systeem werd aldus het poly-10 merisatievat 21 af gekoeld tot -5°C door middel van de koelmantel 35 in afwezigheid van zuurstof, waarna de kranen 26, 27 en 29 werden gesloten terwijl de kraan 28 werd opengehouden, waarbij kraan 15 werd geopend voor het invoeren van azo-t-butaan uit het polymerisatie-inleider-reservoir 11 naar de destillatieketel 3. De destillatieketel 3 was 15 daarbij voorverhit op 100°C. Daarna werd kraan 30 gesloten terwijl kraan 32 werd. geopend ter vermindering van de druk .van het afgesloten systeem tot 200.mmHg; vervolgens .werd stikstof gas uit het capillair 19 in de' * '·* destillatieketel 3 ingevoerd, teneinde de damp van azo-t-butaan in de koelpijp 2b te voeren. De koelpijp 2k was .voorgekoeld'door koud water 20 er omheen te laten stromen om de damp van. azo-t-butaan te condenseren, waarna 1 ml van de verkregen azo-2-butaanoplossing in ‘het polymerisatie- ':· vat 21 werd geleid.' · ' ν ;

Vervolgens werd kraan 28 gesloten en kraan 29 geopend terwijl kranen 26 en 27 werden gesloten gehouden, waarna verder kraan 25 16 werd geopend onder invoering van n-butylmercaptan uit het reservoir 12 van het molecuulgewichts-modificerende middel in de. destillatieketel U.

- Deze ketel U was voorverhit op, Ó0°C. Daarna werd stikstofgas'uit capil- ; ”· lair 20 in de destillatieketè gevoerd onder handhaving van een druk van.

200 mmHg in het gesloten systeem, ter invoering van damp van n-butylmer-. 30 captan in -de koelpijp 25, die werd gekoeld door koud water er omheen te laten stromen, om de damp van n-butylmercaptan daarin te condenseren, en tenslotte werd 32ml van de verkregen n-butylmercaptanvloeistof m '. het polymerisatievat 21 gevoerd dat was voorgekoeld tot -5°C.

Vervolgens werd kraan 29 gesloten en werden kranen 27 35 en 1¾ geopend, terwijl kranen 26 en 28 gesloten, werden gehouden, waarbij , / ;__' ethylacrylaat uit reservoir .10 van-het kernvormende submonomeer in de 7;‘ “8 1 0 5 0 88 ^' 25 destillati eketel 2 werd gevoerd. De destillatieketel 2 werd tot 80°C verh.it terwijl de druk van het gesloten systeem op 200 mmïïg werd gehouden; stikstofgas werd uit capillair 18 naar de destillatieketel 2 gevoerd waardoor èthylacrylaatdamp in de koelpijp 21 werd gevoerd welke 5 damp daarin werd gecondenseerd, en 100 ml van het verkregen vloeibare èthylacrylaat aan het tot -5°C gekoelde polymerisatievat 21 werd toegevoerd.

Vervolgens werd kraan 27 gesloten, werden de kranen 26 en 13 geopend terwijl kranen 28 en 29 gesloten werden gehouden voor 10 het invoeren van methylmethacrylaat uit het reservoir 9 voor het kem- vormende hoofdmonomeer in de destillatieketel 1. De destillatieketel 1 * werd verhit tot 110°C terwijl de druk van het gesloten systeem op 200 mm Hg werd gehouden; stikstofgas werd uit capillair 17 naar destillatieketel 1 gevoerd, waarbij de damp van methylmethacrylaat in de koelpijp 15 werd gevoerd en de damp daarvan werd gecondenseerd en tenslotte 900 ml van het verkregen vloeibare methylmethacrylaat in het tot -5°C gekoelde -polymerisatievat 21 werd gevoerd.

Als gevolg.van elke lage-drukdestillatie als boven vermeld werd een macromoleculaire gemengde oplossing bestaande uit 20 3^,6 mol# methylmethacrylaat als het keravormende hoofdmonomeer, 5 mol# èthylacrylaat als het kemvormende submonomeer, 0,1 mol# azo-t-butaan als de polymerisatie-inleider en 0,3 mol# n-butylmercaptan als het molecuul-gewichtsmodifieerende middel verkregen. Vervolgens werd kraan 26 gesloten terwijl kranen 27, 28, 29 gesloten werden gehouden, terwijl verder 25 kraan 32 werd gesloten waarna kraan 30 werd geopend voor de invoering van. stikstofgas in het polymerisatievat 21, waarbij gedurende deze in-voering het polymerisatievat onder een: druk-van 3 kg/cm werd gebracht.

In een dergelijk volledig afgesloten systeem als boven vermeld werd het polymerisatievat 21 in afwezigheid van zuurstof verhit tot een tempera-30 tuur van 130 - 150°C gedurende 1 - 10 dagen, waarna het vat verder gedurende ongeveer 1 dag langer werd verhit op 180°C om de massapolymerisa-. tie te voltooien. Daarna werden kranen 31 en 36 geopend en het gesmolten polymeer geëxfcrudeerd door kop 37A terwijl tegelijkertijd een gesmolten bekledingsmateriaal, zoals bijvoorbeeld een gesmolten fluoralkylmetha-35 crylaatpolymeer via de inlaat 38 voor verhit bekledingsmateriaal werd fcoegevoerd .en het gesmolten polymeer door de kop 37B werd geëxtrudeerd, ~ 8105088 ~ - 26 9* t ^ waardoor een dubbele smeltspintrap werd uitgevoerd, onder handhaving van de temperatuur van de kop 37 op 130 - 150°C. De verkregen vezel 30 wordt voldoende gekoeld en daarna opgenomen door trommel M via de katrol ^0.

In dit voorbeeld werd een optische kunststofvezel 39 met een kernbekle-5 dende structuur van 1,2 urm vezeldiameter, 1,0 mm kerndiameter en 5# bre-kingsindexverschil verkregen.

In dit voorbeeld werden de optische vreemde materialen die in de monomeeroplossing of de polymeeroplossing na destillatie daar- : van aanwezig waren berekend in termen van aantallen lichtvlekken per 10 10 cm optische weglengte door bestraling van een dergelijke oplossing of ' oplossingen met een He-Ue-laser met een 632,8 mm golflengte (diameter 3 van de licht flux ongeveer 0,5 mm) en dit bleek ongeveer 1 per 1 cm . De transmissieverlies-eigenschappen van de verkregen vezel waren verder als voorgesteld in de grafiek::van figuur 3 waarin elke transmissie 90, 88 of 15 178 dB /km bij resp, golflengten 523, 568 of 560 nm was. Uit de trans- missieverliesresultaten blijkt dat deze waarden aanmerkelijk lager zijn dan die van een gebruikelijke optische kunststofvezel, bijvoorbeeld is . .

van de optische kunststofvezel waarin .polymethylmethacrylaat-polymeren als kernmateriaal worden toegepast (beschreven in het Amerikaanse oc-20 trooischrift k 161 5OO het minimumverlies 2jk dB/km (656 nm).'

Voorbeeld II . ·’·"-. ' ’ "'· - '· V\ . " : ' : . Volgens dezelfde werkwijze als- in voorbeeld I werd in het polymerisatievat 21 een macromoleculaire"mengoplossing bestaande uit 9k,6 mol# ethylmethacrylaat als kernvormend hoofdmonomeer, 5 mol# ethyl-25 acrylaat·'als kernvormend submonomeer, en 0,01 mol# di-t-butylperoxyde als polymerisatie-inleider en 0,3 mol# n-butylmercaptan als molecuul-. ' . · gewichtsmodificatiemiddel bereid waarbij elk'van de ingrediënten was on- ; · . derworpen aan een gereduceerde drukdestillatie. Aldus werd volgens dezelfde wijze als in voorbeeld I de polymerisatie van de macromoleculaire 30 gemengde oplossing uitgevoerd bij een temperatuur in het gebied van 100 - 120°C gedurende 6-10 uren, 120 - 130°C gedurende k - 10 uren, 1^0 - 150°C gedurende 2-6 uren en 180 - 190°C gedurende 1 - 5 uren. Da Daarna werd onder· handhaving van de temperatuur van de spuitkop 37 in het gebied van 130 - 150°C de dubbele smeltspinning via spuitkop 37 on-35 der een druk van 5,0 kg/cm stikstof uitgevoerd onder toepassing van fluoralkylmethacrylaat als bekledingsmateriaal tezamen met het voornoemde —8 1 0 5 0 8 8- “ ‘ ; - 27 kernmateriaal. De verkregen vezel 39 werd meegenomen op trommel hl met een snelheid van 10 m/min. De aldus verkregen optische kunststofvezel 39 had een kerndiameter van 0,95 mm en een filmdikte van 0,22 mm in het hekledingsgedeelte. De optische kunststofvezel volgens dit voorbeeld 5 had lage transmissieverliezen, zoals 225 dB/km en 220 dB/km hij golflengten van 572 nm en 652 nm.

Voorbeeld III

Volgens dezelfde werkwijze als in voorbeeld I werd een macromoleculaire gemengde manomeeroplossing bestaande uit mol# 10 methylmethacrylaat als kernvormend hoofdmonomeer, 5 mol# ethyiacrylaat als kernvormend submonomeer, en 0,1 mol# 1,2-dicarbo-ethoxy-1,2-dicyano-1,2-difenylethaan als polymerisatie-inleider en 0,3 mol# t-butylmercaptan als molecuulgewichtsmodificatiemiddel in het polymerisatievat 21 bereid nadat alle ingrediënten aan een verlaagde druk-destillatie waren 15 onderworpen. In dit geval was de polymerisatie-inleider bij normale omstandigheden vast en de dampdruk daarvan zeer laag. Bij de bereiding van de monomeeroplossing werd derhalve de polymerisatie-inleider in het polymerisatievat 21 ingevoerd nadat de inleider in de destillatieketel 3 en koelpijp 2k was verhit tot de temperatuur van 300 - 350°C onder een -h * . .

20 hoog vacuum van 10 mmHg. De volgende procedures zijn analoog aan die van voorbeeld I, dat wil zeggen de polymerisatie van de gemengde monomeeroplossing werd uitgevoerd bij een temperatuur in het gebied van 100 -120°C gedurende 6-10 uren, 120 - 130°C gedurende 10 — U uren, ihO -150°C gedurende 2-6 uren en I80 - 190°C gedurende 1-5 uren. Daarna 25 werd onder handhaving van de temperatuur van de kop 37 in het gebied van 130 - 150°C een dubbele smeltspinning uitgevoerd onder toepassing van fluoralkylmethacrylaat. als bekledingsmateriaal tezamen met de, voornoemde gemengde monomeer-oplossing als kernmateriaal via de spuitkop 37 onder een stikstof druk. van 5S0 kg/cm . De verkregen vezel 39 werd meegenomen 30 op trommel Ui met een snelheid van 10 m per minuut. De optische kunststofvezel 39 had een kerndiameter van 0,90 mm en een filmdikte van 0,25 mm in het hekledingsgedeelte. De transmissieverlieseigenschappen van deze vezel worden geïllustreerd door de grafiek van figuur Zoals blijkt uit figuur U had de optische kunststofvezel van dit voorbeeld zeer lage 35 transmissieverliezen van 125 en 196 dB/km bij golflengten van respectie-_ velijk 570 en 652 nm.

—g^-Q-5 g-8 3------------ - 28

In de voorbeelden I, II en III werden het tezamen reagerende hoofdmonomeer, kernvormende submonomeer, polymerisatie-inleider en modificatiemiddel afzonderlijk gedestilleerd en de destillatie kan op zodanige wijze worden gedaan dat ten minste twee of alle materialen 5 voordat zij worden gedestilleerd met elkaar worden gemengd, waarna het verkregen mengsel aan een enkele destillatietrap wordt onderworpen. Aldus kan daarna de verkregen destillaatoplossing aan de massapolymerisa-tie worden onderworpen. . -

* --- S

Vergelijkend voorbeeld 3 10 *- In dit voorbeeld zal het transmi ssiever lies van de optische kunststofvezel verkregen volgens de uitvinding worden vergeleken met dat van een andere volgens een gebruikelijke methode verkregen kunst stofvezel. Vergeleken worden, gevallen waarbij een kernvormend mono-meer in het polymerisatievat wordt ingevoerd na een destillatieproces 15 en waarbij een polymerisatie-inleider en moleeuulgewichtsmodificatie-middel aan het polymerisatievat worden toegevoegd na een filtratieproces 'waarbij men beide ingrediënten laat passeren door een filter met een opening met een diameter van 0,1 micrometer als beschreven in het Amerikaanse octrooischrift h 161 500. In vergelijkend voorbeeld 1 wor-20 den inrichtingen die omgeven zijn door de stippellijn in figuur 5 inge-' bracht tussen kraan 28 en koelpijp 2h onder de inrichtingen van figuur 2.‘

Er wordt, namelijk een toevoegselreservoir 51 voor het opslaan van de polymerisatie-inleider en het molecuulgewichtsmidificatiemiddel gekoppeld met het polymerisatievat. 21 via een filter 52 met een opening van 25 0,1 micrometer diameter en de kraan 28. _

Eerst worden de kleppen 13, 5» 28, 6, 14, 8, 16, 26 en 30 gesloten terwijl de kleppen 26, 28 , 37 , 39 , 31en ‘32 worden geopend · i waarna de gehele apparatuur door.de vacuumpomp 3¼ onder vacuum wordt - gebracht. Daarna wordt kraan 32 gesloten terwijl kraan 30 wordt geopend, 30 waarna de atmosfeer in de inrichting wordt vervangen door droge stikstof ;· die door het filter 33 met openingen met een diameter van 0,1 micrometer wordt ingeleid. Hierbij wordt het kernvormende hoofdmonomeerreser-voir 9 geladen met methylmethacrylaat, het kernvormende submonomeer-reservoir 10 met ethylacrylaat en het toevoegselreservoir 51 met 30 ml 35 n-butylmercaptan als molecuulgewichtsmodificatiemiddel en 10 ml azo-2-butaan als polymerisatie-inleider. Het polymerisatievat 21 wordt gekoeld ; tot -5°C en de kranen 26, 27 en 28 worden gesloten terwijl de kraan 28 ~ΊΓ1 0 5 0 88 - " - 29 wordt geopend waardoor 4 ml van de toevoegsel-oplossing uit het reservoir 4l via het filter 52 in het polymerisatievat 21 wordt gevoerd. Daarna wordt de kraan 28 gesloten en worden methylmethacrylaat als kemvormend hoofdmonomeer en ethylacrylaat als kernvonaend submonomeer in het poly-5 merisatievat 21 gevoerd na de destillatiemethode op een wijze als "beschreven in voorbeeld I.

De concentratie van de optisch vreemde materialen in de monomeeroplossing of polymeeroplossing werd aldus gemeten door de oplossing te bestralen met een He-Ne laser met' een golflengte van 632,8 3 10 nn waarbij 2000 of meer per cm vreemde deeltjes werden waargenomen.

De transmissieverlies-eigenschappen van de volgens vergelijkend voorbeeld 1 verkregen optische kunststofvezel wordt geïllustreerd door de grafische voorstelling van figuur 6.

Zoals blijkt uit een vergelijking van de transmissie-15 verlies-eigenschappen geïllustreerd in figuren 3 en 4 met die aangegeven in figuur 6 is de vezel, die 1 of minder optische vreemde materialen per 1 cm bevat, en is verkregen volgens de uitvinding aanmerkelijk verschillend van de vezel die 2000 of meer optisch vreemde materialen per 3 . 1 cm bevat en die is verkregen volgens de gebruikelijke methode, voor 20 wat betreft de grootte van het verlies bij golflengten korter dan 600 nm golflengte. Dat wil zeggen dat indien de golflengten van het licht korter worden de invloed van lichtverstrooiing te wijten aan in een vezel aanwezige optisch vreemde materialen sterk zichtbaar wordt en de graad daarvan afhangt van de concentratie van vreemde optische materialen.

25 Bijgevolg leidt een kleinere concentratie van vreemde optische materialen tot een verlaagd verlies van een dergelijke vezel. Het transmissie-verlies van de optische kunststofvezel volgens voorbeeld I .van de uitvinding was 90 dB/km bij 522 nm golflengte, 88 dB/km bij 568 nm golflengte en 1J8 dB/km bij 650 nm golflengte, en wanneer men deze resultaten ver- ’ 30 gelijkt met die van de optische kunststofvezel verkregen door toepassing van de gebruikelijke inrichting van vergelijkend voorbeeld 1 heeft de vezel van voorbeeld I verder een laag verlies van ongeveer 300 - 400 N .

dB/km in een nabijheid van golflengten 520 en 570. nm. Aldus wordt volgens de werkwijze van de uitvinding een optische kunststofvezel met zeer 35 lage verliezen verkregen, vergeleken met een vezel· verkregen volgens een gebruikelijke gedeeltelijke filtratiemethode.

-----81 0 5 0 8 8 ~ “ - 30

Voorbeeld IV

Methylmethacrylaat als monomeer, azo-tert .butaan als polymerisatie-inleider en n-butylmercaptan als ketenoverdrachtsmiddel werden aan elk van de vaste destillatieketels 1, 3, ^ toegevoegd waarbij 5 bet torale systeem in afgesloten toestand werd gebracht, waarna de druk werd verminderd tot 150 minHg. Ha de drukverlaging werd de hoofdmonomeer-destillatieketel 1 verhit en het monomeer overgedragen naar het polymerisatie vat 21. Indien het monomeer van te voren was gedestilleerd om al-' leen de tussenfractie ervan te verzamelen wordt een dergelijke fractie 10 van. het beginkookpunt in een voorgeschreven hoeveelheid in het polymeri-satievat gevoerd, terwijl indien het monomeer niet van tevoren is gedestilleerd de fractie van het beginkookpunt wordt afgevoerd door de kernvormende kop 37A te openen en te sluiten en daarna de voorgeschre-ven hoeveelheid van de tussenfractie aan het polymerisatievat 21 toe te 15 voeren. Vervolgens worden de polymerisatie-inleider'destillatieketel 3 en de ketenoverdrachtsmiddeldestillatieketel k ^verhit en de voorgeschreven .hoeveelheid van de destillatie-inleider en het'ketenoverdrachts-middel overgebracht in het polymerisatievat 21~. Na voldoend roeren van de inhoud van polymerisatievat 21 wordt het verkregen mengsel bestraald 20 met een He-Ne-laser, waarbij de achtergebleven stof wordt gedetecteerd. ;

Man verkrijgt in de meeste gevallen slechts 1 - 0,02 of minder, of 0,2 of minder lichtvlekken per 10 cm optische weglengte, dat- wil zeggen hoog- ; 3 .

stens 1 of minder stofdeeltjes per cm -wordt waargenomen. Het polymerisatievat 21 wordt verhit waarbij de verlaagde druk wordt -gehandhaafd,-5 de inhoud in het vat wordt. onderworpen aan een-massapolymerisatie bij 135°C gedurende 12 uur waarna de temperatuur van de inhoud geleidelijk wordt opge.voerd om de polymerisatiesnelheid te verhogen ·βη tenslotte de T polymerisatie wordt voltooid bij 180°C na een periode van 8 uren en een ? kemcomponentpolymeer wordt verkregen. De temperatuur van het polymeer 30 wordt verhoogd tot 200°C onder omstandigheden waarbij de fluïditeit van het polymeer wordt gehandhaafd, waarna 0,65 mm kernvezel via de kernvor-, mende kop 37A wordt verkregen door het polymeer met een droge stikstof-toevoer door de'vacuumdrukregelende naaldkleppen 30 en 31 te persen.

Verder wordt op de hierna beschreven wijze een hekledingscomponent. bereid.

35 Dat wil zeggen “azo-isobutyronitril als polymerisatie-inleider en n-butyl-mercaptan als ketenoverdrachtsmiddel'worden toegevoegd.aan een mengsel van 70 mol% 1ÏÏ, 1H, 5H-octafluorpentylmethacrylaat en 30 mol% 1H, 1H, 3H-________tetrafluorpropylmethacrylaat-;—opgeloste-zuurstof— onder—een-verlaagde · druk 8105088 ' 31 van 1 jam Hg verwijderd uit het mengsel, waarna de polymerisatie wordt uitgevoerd in afwezigheid van zuurstof hij 60°C gedurende 8 uur. Daarna wordt de temperatuur van het mengsel geleidelijk opgevoerd tot 120°C en de polymerisatie hij deze teurperatuur voltooid, waarbij het verkre-5 gen copolymeer een gewiehtsgemiddeld molecuulgewicht van 35 000 heeft.

Het aldus verkregen bekledingscomponent-copolymeer wordt in gesmolten toestand in een bekleder 51 als weergegeven in figuur 7 aangebraeht. De bekleder 51 wordt verhit door een verhitter 52 en de voornoemde verkregen kemvezel wordt onmiddellijk' in het gesmolten bekledingscomponent-10 copolymeer via een opening 53 ingevoerd, waardoor de kernvezels continu door de bekledingscomponent worden bekleed. Daarna wordt het verkregen produkt gekoeld tot een samengestelde optische vezel 5¼ wordt verkregen, die bestaat uit een kern 55 en bekleding 56 met een filmdikte van 0,10 mm als weergegeven in figuur 8. De optische transmissie-eigen-15 schappen van de aldus verkregen optische vezel worden geïllustreerd door de grafiek van figuur 9· Zoals blijkt uit figuur 9 waren de waarden van de transmissieverliezen 62 .dB/km bij 516’ nm golflengten, 58 dB/km bij 566 nm golflengte en 130 dB/km bij 6h8 nm golflengte, zodat een optische : kunststofvezel met nagenoeg identieke eigenschappen als die van een an-- 20 organische optische glasvezel, die een kunststofbekleding omvat, werd verkregen. Zoals verder blijkt.uit de vergelijking van de transmissie-eigenschappen van de optische kunststofvezels .volgens de uitvinding met die als geïllustreerd in figuur 1, van een optische kunststofvezel met lage demping als verkregen volgens een gebruikelijke methode, wordt bijna 25 geen toename van de verliezen door verstrooiing aan de zijde van de golflengten korter dan 580 nm in de vezel volgens de -uitvinding waargenomen, zodat deze het voordeel bezitten dat de verstrooiïngsverliezen veroorzaakt door stof, microholtes en dergelijke aanmerkelijk zijn verlaagd.

30 Voorbeeld V

In voorbeeld IV werd destillatieketel 1 geladen met 90 mol# methylmethaerylaat en destillatieketel 2 met 10 mol# ethylacrylaat, waarbij verder elke voorgeschreven hoeveelheid monomeer, polymerisatie-inleider en ketenoverdrachtsmiddel werden overgebracht naar het polymeri-35 satievat 21 onder verlaagde druk, op soortgelijke wijze als in voorbeeld I. .Het in het verkregen mengsel aanwezige aantal stofdeeltjes dat door be- 810 5 Ó 8 8 ! “ " 32 . ......

straling van het mengsel'met'He-Ne laser wordt, waargenomen was 1/cm of minder. Het'mengsel wordt .dij* llO°C gedurende 10 uut aan massapolymerisa-tie onderworpen onder handhaving van de verlaagde druk, waarna de temperatuur van het'mengsel'geleidelijk, wordt opgevoerd tot 180°C en de 5 polymerisatie hij deze'temperatuur, wordt beëindigd en.men een kempoly-meer verkrijgt. Toorts werd 25 gew.# 1H, IE, 3E-tetrafluorpropylmetha-crylaat-polymeer aan 75 gev..# van een eopolymeer' van . 85 mol# vinylideen-fluori.de ën'15‘mol#: tetrafluorethyleen .tqegèvbegd., het'verkregen mengsel- ' gesmolten'en'gemèngd waarbij .een'uniforme en heldere samenstelling als .10 bekledingscomponent1 werd..verkregen, waarna de verkregen, samenstelling via de inlaat 38'voor het'hekledingsmateriaal.werd toegevoerd.. Daarna werden de temperaturen'van het .polymerisatievat .21 alsmede .de spuitkop gehandhaafd op J20°C en. het kernpolymeer met droge stikstof doorgeperst onder regeling van' de vacuumdruk-regelende haalden.3Q en 31 waarbij tegelijker-.

15 ' tijd het' hekledingsmateriaal via de inlaat voor het hekledingsmateriaal werd toegevoerd waardoor .via de. kop 37' een' dubhele .smeltverspinning werd -uitgevoerd en'.men.'een''samengestelde, vezël'.verkreeg met. een kerndiameter van Q ,6 mm en een filmhekledihgsdiktë van..O,flO mm. De optische’trans- ; missie-èigensehappen'.van de optische vezel· worden geïllustreerd door de · 20 grafiek van figuur 10. Zoals: blijkt uit .figuur 10''zijn er vensters met 'lage verliezen'hij · golflengten'van. 5-l6 -nm en'.$66 nm en in het bijzonder wordt vergeleken met een'gebruikelijke'optische kunststofvezel. een'aanmerkelijk lagere verlieswaarde .van...de demping 'die .62 .hB/km hij ^66 ma bedraagt in.de kunst stof vezel volgens dit voorbeeld.'waargenomen. Aange-25 zien de kernvezel in dit voorbeeld een eopolymeer -is wordt een geringe vermeerdering van. de verliezen /bij, kortere: golflengt en waargenomen, maar. j. er'wordt eeh .optische'vezèl^met'. lage .verliezen,» welke'verliezen nagenoeg f . equivalent zijn . aan die-van het'methylmethacrylaatpolymeer in. het vensteri van golflengten' van 566 nm of 618 nm -verkrègën: · · -

• 30 Vóorbeéld 'VI

Er wordt op dezelfde.wijze als in voorbeeld .IV een sa- · : mengestelde vezel vervaardigd met'uitzondering, dat. .een eopolymeer met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 5© 00© als. bekledingscomponent werd toegepast, welk eopolymeer werd herèi'd door.polymerisatie van een 35 mengsel van 80 mol# Iff, 1Ξ,. 5H-octafluorpentylmethacrylaat en 20 mol# . . .

1E, 1Ξ-3 fluormethylmethacryiaat..in afwezigheid.van zuurstof onder een 810 5 !) T8 — " ' > * --------- 33 verlaagde druk van 1 mm Hg.

Het laagste verliesvenster van de verkregen vezel lag tij 566 nm en de dempingshoeveelheid daarvan was 60 dB/km. Verder werd tevens een laag verliesvenster van 135 dB/km waargenomen bij een golf-5 lengte van 6k8 nm.

Voorbeeld VII

Een samengestelde vezel werd op dezelfde wijze als in voorbeeld V vervaardigd met uitzondering dat een uniforme en heldere samenstelling als de bekledingscourponent werd toegepast welke samenstel-10 ling was bereid door U0 gew.# 1H, IH-octafluorpentylmethaerylaat-polymeer toe te voegen aan 60 gew. $ van een copolymeer bestaande uit 88 mol# vi-nylideenfluoride en 12 mol# tetrafluorethyleen, waarna het verkregen mengsel werd gesmolten en gemengd. Het laagste-verliesvenster van de aldus verkregen optische vezel lag bij 566 nm en de dempingshoeveelheid 15 daarvan was 65 dB/km. Tevens werd een laag verliesvenster van 1U0 dB/km waargenomen bij een golflengte van 648 nm.

·· . ' . . . i - Vergelijkend voorbeeld 2 ·. ' .

Ih voorbeeld IV werd een .IE, IH-trifluormethylmetha-.' crylaatpolymeer als bekledingscomponent toegepast en op soortgelijke 20 wijze als in voorbeeld IV .werden, samengestelde vezels verkregen. Waarge- . nomen werd een aanmerkelijke afpelling van het.bekledingsmateriaal van de • kernvezel in de uitelndelijke vezel, waarbij de verlieswaarde in het . ' laagste verliesvenster groter was dan. 180 dB/km. - ::

Vergelijkend voorbeeld 3 25 In voorbeeld V werd een copolymeer bestaande uit 75 mol# vinylideenfluoride en 25 mol# tetrafluorethyleen toegepast en de vezel werd verkregen,op de wijze van voorbeeld IV. De verlieswaarde in het .1 laagste verliesvenster was groter dan 150 dB/km.

Voorbeeld VIII

30 Aan het methylmethacrylaatmonomeer gedestilleerd in de polymerisatie-inrichting van figuur 2 werden 10 mmol/l azo-tert.butaan -als inleider en 40 mmol/l n-butylmercaptan: als ketenoverdrachtsmiddel toegevoegd, waarbij elk van hen via een'destillatietrap was toegevoegd.

De detectie van stofdeeltjes in het monomeer met He-He laser leverde 35 alleen lichte vlekken, zoals 1 - 0,02 of minder, waarbij in de meeste gevallen 0,02 of minder.per 10 cm optische.weglengfce werd waargenomen.

-8ΤΤ5ΊΪΤ8 “ ’ - 3h

Dit monomeer werd gemengd met de andere ingrediënten en onderworpen aan massapolymerisatie "bij 130°C gedurende 2k uur, waarna de temperatuur . van liet mengsel geleidelijk werd opgevoerd tot aan 180°C, om de poly-merisatiesnelheid te verhogen, en de polymerisatie "bij die temperatuur 5 werd beëindigd en men een kerncomponentpolymeer verkreeg. Een deel van het polymeer werd afgevoerd en de overgangsmetaalionen daarvan werden gemeten, waarbij duidelijk bleek dat 20 ppb ijzer en 2 ppb of minder kobalt en nikkel in het polymeer aanwezig waren. Dit polymeer werd onderworpen aan .smeltspinnen bij 190°C waarbij een vezel met een diameter van 10 0,90 mm werd verkregen. Siliciumhars werd toegepast als bekle dings compo nent. Via een opening werd de kernvezel in de siliciumhars toegevoerd om de kernvezel continu te bekleden met de bekledingscomponent, waarna - de aldus beklede kernvezel werd uitgehard en een samengestelde vezel werd vervaardigd met een kernbekledende structuur, waarin de filmdikte · 15 van de bekledingscomponent 0,010 mm bedroeg. Optische transmissie-. eigenschappen van de aldus verkregen optische vezel worden geïllustreerd - door de grafiek van figuur.. 11. Zoals, blijkt uit figuur 11 bestaan er la- · . ge verliesvensters bij'golflengten .van 520, 570 en 650 nm, waarbij in · ' het bijzonder bij een golflengte van 25 of 75 nm’het verlies 85 dB/km was.

20 Voorbeeld IX . - ’·

Een polymeer werd op dezelfde wijze als in voorbeeld VIII bereid met uitzondering .dat. 5-mmol/l di-tert.butylperoxyde als poly-merisatie-inleider voor het kerncomponentpolymeer .werd toegepast (de stofdeeltjes in het monomeer bedroegen 2 - 0,02 of-minder per .10 cm op-25 tische weglengte, en het gehalte aan overgangsmetaalionen was 30 ppb ijzer, 5 ppb of minder nikkel en 2 ppb 'of minder_ kobalt). Daarbij werd een co-- .' polymeer van vinylideenfiuoride en'tetrafluorethyleen'als 'bekle dings com- ; . ; [. .-. -- · - ' . " ---- 1 . ponent toegepast. Als resultaat:werd een 'samengestelde vezel met een ; kemdiameter van 0,65 nm en· een-filmdikte vanCO, 10 mm van de bekledings-30 component vervaardigd door elk componentcopolymeer.‘te extruderen door een kernbekledende spindopcombinatie bij 210°C. Het laagste, verliesvenster van de Aldus verkregen optische vezel lag in het golflengtegebied van 570 nm en de dempingswaarde -daarvan was 190 dB/km. Er werd tevens . een laag verliesvenster van 210 dB/km waargenomen bij de golflengte 650 ‘ 35 nm. ' 8 1 0 5 0 88 : — ~' - 35

Voorbeeld X

In voorbeeld VIII werd een comonomeer met een van azeotrope samenstellingsverhouding van methylmethacrylaat en styreen (52 mol# methylmethaerylaat en b2 mol# styreen) als de kemcomponent toegepast.

5 Verder werd 5 mmol/l azo-tert.butaan als polymerisatie-inleider en 30 mmol/1 n-butylmercaptan als ketenoverdrachtsmiddel toegepast. Bij detectie van de stofdeeltjes in het comonomeer met behulp van He-Ke lasers werd een waarde van 2 - 0,02 of minder bij 10 cm optische weglengte gevonden. Het comonomeer werd onderworpen aan massapolymerisatie bij 120°C 10 gedurende 2k uren, waarna de temperatuur van het mengsel geleidelijk werd opgevoerd tot 180°C en de polymerisatie bij deze temperatuur werd voltooid en een kernconrponent-copolymeer werd verkregen. Een deel van het copolymeer werd afgevoerd en het overgangsmetaali onengehalte daarvan gemeten, waarbij‘bleek dat' 30 ppb ijzer, 5 ppb of minder nikkel en - 15 2 ppb of minder kobalt in het copolymeer aanwezig waren. Dit copolymeer werd onderworpen aan smeltspinnen bij 180°C waarbij een vezel met 0,85 mm diameter werd verkregen. Daarbij werd ethyleen-vinylacetaatcopolymeer als .bekledingscomponent toegepast. De aldus verkregen kernvezel werd in de bekledingscomponent in gesmolten toestand door een opening inge-20 voerd waarbij de kernvezel continu werd bekleed met de bekledingscomponent, en aldus een samengestelde vezel met een kembekledingsstructuur werd verkregen waarin de film dikte van de bekledingscomponent 0,10 mm was. De optische transmissie-eigenschappen van de aldus verkregen optische vezel worden geïllustreerd door de. grafiek van figuur 12. Zoals 25 blijkt uit figuur 12 bestaan lage verlies vensters bij golflengten 520, 580 en 655 nm en. zijn de dempingshoeveelheden dan 220, -155 en 200 dB/km . zodat hieruit blijkt dat een optische kunststofvezel met zeer lage opti- · sche transmis siè-verliezen kan worden‘verkregen.

Als boven beschreven is het volgens de uitvinding moge-30 lijk een kernvezel te verkrijgen die zeer weinig microholtes stof of onzuiverheden bevat en wel op zodanige wijze dat gedurende de trappen waarbij het monomeer met. de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel wordt gemengd de polymerisatie van het monomeer wordt uit-gevoerd in een volledig afgesloten systeem onder een verlaagde druk, en • 35 het verkregen kernpolymeer vervolgens aan smeltspinnen wordt onderworpen . onder handhaving van de afgesloten toestand. Wanneer verder een mengsel 8105088 ‘ ' 36 bestaande uit macromoleculaire fluorcopolymeren of polymeren met een lagere "brekingsindex alsmede een hogere doorzichtigheid en adhesie dan die van de kernvezel hij de fabricage van een optische vezel als bekle-dingscomponent wordt toegepast, kan men een optische vezel met aanmerke-5 lijk lage verliezen verkrijgen die uitstekende optische transmissie- eigenschappen in het gebied van het zichtbare licht heeft, vergeleken met de gebruikelijke optische kunststofvezeis. Dergelijke optische kunststof-vezels hebben voor relatief korte afstanden van bijvoorbeeld-ongeveer 300 m als voordelen dat de vezel een grotere diameter, een lichter ge-10 wicht, een betere buigbaarheid en een meer gemakkelijke verbinding en hanteerbaarheid heeft vergeleken met een optische anorganische glasvezel. Men heeft verder het voordeel dat een aantrekkelijk goedkoop optisch transportsysteem kan worden geconstrueerd omdat men een goedkope licht-emitterende diode (LED) met hoge luminantie, die veel geel of groen 15 of rood weergeeft, als lichtbron voor de onderhavige optische vezel kan. toepassen. . .· . v ·. . ' ;- •' ’ Men kan. ook een keracomponentpolymeer, dat als tussen- ; produkt·bij 'de vervaardiging van de optische kunststofvezel volgens de-‘uitvinding wordt verkregen, in plaats-'van optische, vezels toepassen ..20 'als materiaal voor een optische golf gelei der, en een dergelijk materiaal , ; ; kan men bewerken door gieten of persen enz. waardoor tevens een opti-sehe'keten of een optische geleider: met zeer laag verlies kan worden ver-.

. . . vaardigd. -· . ,· - 1 c - - λ ' ' . . . - _'· ν’- · • * ·.. * * . V. . * — ' /’I·*'.;...' ·£*' -- ' ·' .·- . > ' ‘ ·' · 'V *· ' ··’.. ; ·.-· . '· ......- . - --- . · . -· . - ·- ---=-; ,· · · .·- Λ - - - - - -- ‘ , ί - t · " * ; . - - - . - V. ' & i-o^-e-e-8——- '" ; ' :,

Claims (10)

1. 3T
2. 1. Werkwijze voor het vervaardigen van optische kunststof- vezels met laag lichtverlies door als hoofdbestanddeel voor het kernmateriaal een polymeer bereid uit methylmethacryiaat toe te passen en een bekleding van een synthetische macromoleculaire verbinding met een . 5 . lagere brekingsindex dan die van genoemd kernmateriaal op het materiaal aan te brengen,met het kenmerk, dat in een gesloten systeem een poly-merisatie-inleider en een ketenoverdraehtsmiddel via een destillatie- trap van genoemde polymerisatie-inleider en ketenoverdraehtsmiddel worden toegevoegd aan een methylmethacrylaatmonomeer dat onder verlaagde 10 druk is gedestilleerd, - vervolgens het monomeer wordt gepolymeriseerd ter vorming van het kernpolymeer, waarbij de genoemde lage-druktoestand wordt gehandhaafd, waarna het gevormde kernpolymeer aan smeltspinnen wordt . .onderworpen terrvorming van kemvezels. '-· .’ '15. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een bekledingsmateriaal van een fluorhoudend macromoleculair copolymeer of een mengsel van fluorhoudende macromoleculaire polymeren om de kera-vezels wordt gehecht.. ‘ .· ·. ·;
3. 3· Werkwijze "volgens conclusie 1, met ""het kenmerk, dat 20 een component van de genoemde bekleding-een copolymeer.. is bestaande uit een type fluorsü kylmethacrylaat als eerste .component en een ander type . fluoralkylïïiethaerylaat als· tweede component, waarbij het molecuulgewicht van genoemd copolymeer in het-gebied van 20 000 - 100 000 ligt (gevichts- -gemiddeld molecuulgewicht). \> - ··-.- - 25. h. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de bekledingscomponent een copolymeer is bereid uit twee typen verschillende fluoralkylmethacrylaten door genoemde fluoralkylmethacrylaten te onderwerpen aan massapolymerisatie in afwezigheid van zuurstof.
4. 5- Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de 30 genoemde bekledingsconponent om de kemvezels wordt gehecht door de be-. kledingscomponent in gesmolten toestand op te brengen.
5. 6. Werkwijze volgens conclusie 2, met. het. kenmerk, dat de bekledingscomponent^ een polymeer mengsel is bereid.door een eerste ——8 1 0 5 0 88-—---1-L-- component van een fluor alky Ime t h aery laat po lyme er of een mengsel van twee " _ typen verschillende alkylmethacrylaatcopolymeren te vermengen met een tweede component T^estaande nit vinylideenfluoride-tetrafluorethyleen-copolymeer. 5 7· Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het polymeermengsel 10-50 gev.% van genoemde eerste fluoralkylmethacrylaat-component omvat.
6. 8. Werkwijze volgens -conclusie .1» met het kenmerk, dat de polymerisatie-inleider een radicaal polymerisatie-inleider is met een 10 ' gunstige activiteit hij temperaturen hoven &evglasovergangstemperatuur van genoemd kempolymeer, waarbij de massapolymerisatie wordt uitgevoerd hij een temperatuur hoven genoemde glasovergangstemperatuur, wanneer genoemd methylmethacrylaatmonomeer wordt gepolymeriseerd. 9· ' Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk',, dat ge- , 15 noemd kempolymeer na polymerisatie daarvan" wordt- toegevoerd aan een - .’smeltspininrichting zonder dat hij .het smelt spinnen van dit kempolymeer-';" ·; de temperatuur daarvan wordt verlaagd beneden: zijn glasovergangstem- :, · ' ' ' . ·. peratuur. '· ' ··'' - /',’.’- ·’·’·· v y'" ·”''*'·- ··· , '10. ‘ Werkwijze1 volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de 20 polymerisatie-inleider een alkylazoverhinding is. ·"'*·/·'· • .· 11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat - . de polymerisatie-inleider.een azo-tert .butaan is.- ·- . - .-12. Werkwijze volgens conclusie 1, met-het kenmerk, dat. · ; een component van genoemde bekleding op de kernvezel wordt aangebracht . .25. door deze bekledingscomponent in. gesmolten toestand op. te brengen.. • = ' · ’ · · - - - ". · ' . < - ' - i . ;13. Werkwijze voor het vervaardigen van een optische vezel ‘ ‘met lage .verliezen,'bestaande, uitbeen kern en~een. bekleding, die elk . v‘ zijn gemaakt van een synthetische macromoleculaire'verbinding, met het kenmerk, dat in een gesloten systeem een kernvormend monomeer, een poly-30 merisatie-inleider en een.molecuulgewichtsmodificatiemiddel aan het poly- ’ . merisatievat worden toegevoerd via een atmosferische destillatietrap of een verlaagde, druk-de.stillatietrap van al deze componenten onder ver- ; - laagde drukomstandigheden en vervolgens genoemd gedestilleerd monomeer wordt onderworpen aan massapolymerisatie in het polymerisatievat onder 35 handhaving van de genoemde verlaagde’ druktoestand, ter bereiding van een - ·.· '_-polymeer voor de kern. . ; . ;· 8 10 5”0”8 8 ----——-- J Th. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat . het kernvormende monomeer, de polymerisatie-inleider en het molecuul- gewichtsmodificerende middel afzonderlijk worden gedestilleerd en de aldus gedestilleerde componenten in het polymerisatievat worden gevoerd. 5 15· Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat ten minste twee componenten van genoemd kemvormend monomeer, de polymerisatie-inleider en het molecuulgewichtsmodificerende middel als mengsel worden gedestilleerd waarna de aldus gedestilleerde componenten naar genoemd polymerisatievat worden gevoerd.
7. 16. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het kernvormende monomeer-hestaat uit een kernvormend hoofdmonomeer en « een kernvormend sufamonomeer.
8. 17- Werkwijze voor het vervaardigen van optische kunststof- vezels met lage verliezen door als hoofdcomponent voor het kernmateriaal 15 een polymeer toe te passen "bereid uit methylmethaerylaat en door daarop een bekleding van een synthetische macromoleculaire verbinding met een lagere brekingsindex dan die van genoemd kernmateriaal aan te brengen, met het kenmerk, dat in een gesloten systeem een polymerisatie-inleider en een ketenoverdrachtsmiddel onder een verlaagde druk op zodanige wijze 20 aan het methylmethacrylaatmonomeer worden toe gevoegd dat het aantal stofdeeltjes in het methylmethacrylaatmonomeer, waaraan de polymerisatie- inleider en het ketenoverdracht smiddel zijn toegevoegd op elke plaats 3 in het monomeer nagenoeg 1 of minder dan 1 per 1 mm bedraagt, het methylmethacrylaatmonomeer, waaraan genoemde polymerisatie-inleider en _25 ketenoverdrachtsmiddel zijn toegevoegd aan. massapolymerisatie wordt onderworpen bij een temperatuur boven de glasovergangstemperatuur van het methylmethacrylaatpolymeer, waarbij onder handhaving van de verlaag- de druktoestand het polymeer op zodanige wijze wordt bereid dat het gehalte van overgangsmetaal-ionen in het polymeer 50 ppb of minder voor 30 ijzer en mangaan, 10 ppb of minder voor koper en nikkel, en 5 ppb of minder voor chroom en 2 ppb.voor kobalt is, genoemd polymeer wordt onderworpen aan smeltspinnen bij een dergelijke temperatuur dat bij de vorming van kernvezels geen.holtes worden gevormd en tenslotte genoemde bekleding van de in wezen amorfe synthetische macromoleculaire verbin-35 ding met lagere brekingsindex dan die van de kernvezels om de kernvezels wordt aangebracht. ’ - — 8105088 , ' : ' ' •t* itO »
9. 18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat * de polymerisatie-inleider en het ketenoverdrachtsmiddel worden gekozen uit die verbindingen die gemakkelijk bij atmosferische of verlaagde druk kunnen worden gedestilleerd, waarbij de gekozen polymerisatie-inlei-5 der en het ketenover dracht smiddel via een destillatietrap van beide componenten onder een verlaagde druk in genoemd gesloten systeem aan het methylmethacrylaatmonomeer worden toegevoegd. 19··· Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de genoemde polymerisatie-inleider en genoemd ketenoverdrachtsmiddel 10 worden gekozen uit verbindingen die gemakkelijk onder atmosferische tof verlaagde druk worden gedestilleerd, waarbij de gekozen polymerisatie-inleider en het overdrachtsmiddel alsmede het methylmethacrylaat- ' monomeer onder verlaagde' drukomstandigheden in genoemd afgesloten systeem worden gedestilleerd en alleen de fracties van de polymerisatie- ' J5 inleider en het ketenoverdrachtsmiddel aan het aldus gedestilleerde ... . '7 '7 .methylmethacrylaatmonomeer worden toegevoegd.' 7**77"’ 7.' · ' 7 ;·' 7 20. 77 Werkwijze volgens conclusie 17» met het .kenmerk, dat-7·- 7 - __ genoemde polymerisatie-inleider jeen -radicaal polymerisatie-inleider is 7‘- 7 7' die een gunstige activiteit vertoont".bij een temperatuur boven de glas-' 20 over gangs temperatuur van.genoemd polymeer.' _ - ·. ’·.- t - 7^7:77 ’ -=-:.21. .:-7 . . Werkwijze volgens.conclusie .-17·»· met'het kenmerk,"dat .7;! * ; het methylmethacrylaat,:waaraan de genoemde polymerisatie-inleider ' I - en het genoemde ketenoverdrachtsmiddel zijn" toegevoegd,. wordt onderwor- ;. ; ; pen aan massapolymerisatie bij een .temperatuur', boven genoemde glas- 25. overg angs temper at uur, waarna het verkregen, polymeer wordt onderworpen aan smeltspinnen zonder de temperatuur van het polymeer te laten dalen.: tot een waarde beneden genoemde glas over gangstemperatuur, ter vorming ; ; van de kernvezel. · ;-7 -..
10. 22. Werkwijze volgens conclusie 17* met het'kenmerk, dat 30' het kernmateriaal 50'mol# of meer methylmethacrylaatmonomeereenheden . en een ander monomeer, waarvan het kookpunt bij atmosferische druk ligt in het traject van. 80 - 160°C, omvat. 7 8 1 0 5 0 88-—— 7' / -