Optische glasvezel voorzien van een kunststof bedekking en werkwijze voor de vervaardiging daarvan. An optical glass fiber provided with a plastic coating and a method for the production thereof.
De uitvinding heeft betrekking op een optische glasvezel voorzien van een kunststofbedekking, omvattende een glasvezel en een omhullende laag uit een kunstrubber met een brekingsindex die hoger is dan de brekingsindex van de buitenste laag van de glasvezel/ welke 5 kunstrubber is gevormd uit een hardbare kunststofsanenstelling die een copolymeer omvat, dat als monoirere eenheden dinethylsiloxaan en ten minste één siloxaan gekozen uit de groep gevormd door methyl-phenylsiloxaan en diphenylsiloxaan omvat. The present invention relates to an optical glass fiber having a synthetic resin coating, comprising a glass fiber and an enveloping layer of a synthetic rubber having a refractive index higher than the refractive index of the outermost layer of the glass fiber / which 5 the synthetic rubber being formed from a curable kunststofsanenstelling which comprises a copolymer which comprises, as monoirere dinethylsiloxaan units and at least one siloxane selected from the group formed by methyl-phenylsiloxaan and diphenylsiloxaan.
De uitvinding heeft eveneens betrekking qp een werkwijze 10 voor de vervaardiging van een optische glasvezel voorzien van een kunststofbedekking , waarbij een glasvezel direct na de vorming wordt omhuld met een laag van een hardbare kunststofsamenstelling, welke een copoly-ireer omvat dat als monoirere eenheden dinethylsiloxaan en ten minste één siloxaan gekozen uit de groep gevormd door methyl-phenyls iloxaan en 15 diphenylsiloxaan omvat/ waarna de hardbare kunststofsanenstelling tot uitharden wordt gebracht. The invention also relates qp, a method 10 for the manufacture of a glass optical fiber provided with a plastic covering, in which a glass fiber is coated immediately after its formation with a layer of a curable synthetic resin composition, which is a copoly-ireer comprises as monoirere units dinethylsiloxaan and comprises at least one siloxane selected from the group formed by methyl-phenyls iloxaan and 15 diphenylsiloxaan /, after which the curable kunststofsanenstelling is made to cure.
Een dergelijke optische glasvezel en werkwijze voor de vervaardiging daarvan zijn bekend uit het Amerikaanse octrooischrift nr. Such an optical glass fiber and process for its manufacture are known from U.S. Pat.
4270840. Daarbij wordt een glasvezel direct na de vorming voorzien van 20 een bedekking cm te voorkomen dat de vezel door beschadiging van het oppervlak of door verwering zijn oorspronkelijke grote sterkte verliest. 4270840. In this, a glass fiber immediately after the formation provided with a cover 20 to prevent that the fiber cm by damage to the surface or by weathering to lose its original high strength. Daartoe wordt een eerste zachte laag om de vezel aangebracht. To this end, a first soft layer is applied to the fiber. Deze eerste laag, net rubberachtige eigenschappen, zorgt er bovendien voor dat kleine axiale buigingen van de vezel worden tegengegaan, waardoor de 25 glasvezel slechts geringe optische verliezen vertoont. This first layer, like rubber-like properties, also ensures be prevented that small axial bends of the fiber, whereby the optical fiber 25 exhibits only low optical losses. De laag wordt gevormd uit een hardbare kunststofsanenstelling die door verhoging van de temperatuur tot uitharden wordt gebracht, waarbij onder invloed van een platinaverbinding als katalysator een reactie tussen vinylgroepen in de kunststofsanenstelling optreedt. The layer is formed from a curable kunststofsanenstelling which is brought by increasing the temperature to harden, wherein a reaction between vinyl groups occurs in the kunststofsanenstelling under the influence of a platinum compound as a catalyst. Ook is het mogelijk een kunststof-30 samenstelling toe te passen die onder invloed van licht wordt uitgehard in aanwezigheid van een benzoineverbinding als initiator. It is also possible to use a plastic-30 composition which is cured under the influence of light, in the presence of a benzoineverbinding as an initiator. De uitgeharde laag heeft een brekingsindex tussen 1.40 en 1.52 en een elasticiteits-modulus die kleiner is dan 2 MPa. The cured layer has a refractive index between 1.40 and 1:52, and a modulus of elasticity which is less than 2 MPa. De bedeksnelheid van de glasvezel is 8400727 - , 3' t PHN 10963 . The coating rate of the glass fiber is 8400727 -, 3 't PHN 10963. . . 2 0.5 tot 2 m/s. 2 0.5 to 2 m / s.
Hierna wordt een tweede laag aangebracht, die dezelfde samenstelling kan hebben als de eerste laag, maar een hogere elasticiteitsmcdulus en een kleinere brekingsindex mag hebben. Hereinafter is provided a second layer, which can have the same composition as the first layer, but a higher elasticiteitsmcdulus and may have a smaller refractive index. Boven-5 dien kan een mantel van een thermoplastische kunststof om de vezel worden aangebracht, bijvoorbeeld door extrusie. Above-5 that may be a sheath of a thermoplastic plastics material to be applied to the fiber, for example by extrusion.
10 De uitvinding beoogt een optische glasvezel met een kunststof- bedekking en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan, waarbij een hardbare kunststof samenstelling wordt toegepast met een uithardtijd die korter is dan 5 seconden, bij voorkeur korter dan 0.5 seconde. 10 The invention contemplates a glass optical fiber with a plastic coating and a method for the manufacture thereof, wherein a curable synthetic resin composition is used having a curing time which is shorter than 5 seconds, preferably shorter than 0.5 second. Daardoor wordt een bedeksnelheid van de glasvezel mogelijk die groter is 15 dan 5 m/s zonder dat de benodigde inrichting oneconomisch grote afmetingen heeft. As a result, a coating rate of the optical fiber is possible, which is 15 greater than 5 m / s, without the equipment required uneconomically has large dimensions.
De uitvinding beoogt verder een dergelijke optische glasvezel waarbij de uitgeharde kunststof samenstelling een elasticiteitsmcdulus heeft welke ligt tussen 0.1 en 10 MPa en waarbij de uitgeharde kunststof-20 samenstelling niet vloeit bij temperaturen tot 250° C. Daarbij is het gewenst dat de uitgeharde kunststofsamenstelling deze goede eigenschappen vertoont zonder toepassing van vaste vulmiddelen, omdat deze de vezel kunnen krassen, waardoor de sterkte van de vezel aangetast zou worden. The invention further contemplates such an optical glass fiber in which the cured resin composition has a elasticiteitsmcdulus that lies between 0.1 and 10 MPa, and wherein the cured plastic-20 composition does not flow at temperatures up to 250 ° C. It is desirable that the cured synthetic resin composition This good exhibits properties without the use of solid fillers, as these may scratch the fiber, so the strength of the fiber would be affected.
25 De uitvinding beoogt tevens een optische glasvezel met een kunststofsamenstelling en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan, waarbij de' hardbare kunststofsamenstelling in een homogene laag zonder druppelvorming op een snel bewegende vezel kan worden aangebracht, ook als de vezel een hoge temperatuur heeft. 25 The invention also contemplates an optical glass fiber having a synthetic resin composition and a method for the manufacture thereof, wherein the "curable synthetic resin composition can be applied in a homogeneous layer without formation of drops on a fast moving fiber, even if the fiber has a high temperature.
30 De uitvinding beoogt verder een dergelijke optische glasvezel, waarbij de kunststofbedekking aan het uiteinde van de glasvezel op eenvoudige wijze door strippen volledig kan worden verwijderd teneinde verbindingen te kunnen maken. 30 The invention further contemplates such an optical glass fiber, wherein the plastic coating on the end of the optical fiber in a simple manner by stripping can be completely removed in order to be able to make connections. Strippen kan zowel mechanisch als door het gebruik van een oplosmiddel geschieden. Stripping can be carried out either mechanically or by the use of a solvent.
Aan deze opgaven wordt volgens de uitvinding voldaan door een optische glasvezel roet een kunststofbedekking en een werkwijze voor de vervaardiging daarvan, waarbij een hardbare kunststof samenstelling wordt 5 toegepast welke een ccpolyireer omvat, dat een verbinding is net de volgende formule : ^ CHj CH3 ^ 10 Rj—Si— 0—Si—0---Si-0-—Si—0-—Si—0—Si—> These objects are achieved in accordance with the invention by an optical glass fiber of carbon black with a plastic cover, and a process for the manufacture thereof, wherein a curable synthetic resin composition 5 is applied which comprises a ccpolyireer, which is a compound as the following formula: ^ CHj CH3 ^ 10 Rj-Si-0-Si-0-Si --- 0 - 0-Si - Si-0-Si->
Bij een bloksgewijze verdeling van monomere eenheden in een copolymeermolecuul bevinden de identieke ironoirere eenheden zich in een 5 of meer groepen welke zijn verbonden met een of meer groepen die zijn opgebouwd uit andere monomere eenheden. When a block-wise distribution of monomeric units in a copolymer molecule are the identical ironoirere units located in a 5 or more groups which are associated with one or more groups that are composed of different monomeric units. Bij een alternerende verdeling van monomere eenheden in een copolyrreermolecuul is er een in hoofdzaak regelmatige opbouw, waarbij één type monomere eenheid in de polymeer-keten steeds wordt af gewisseld met een ander type monomere eenheid. In an alternating distribution of monomeric units in a copolyrreermolecuul there is a substantially regular structure, wherein one type of monomeric unit in the polymer chain continues to be exchanged with a different type of monomeric unit. Bij 10 een willekeurige verdeling van monomere eenheden in een copolyrteermole-cuul zijn de diverse typen monomere eenheden willekeurig in de polymeer-keten verdeeld in groepen van wisselende lengte en samenstelling. At 10 a random distribution of monomeric units in a copolyrteermole-molecule, the various types of monomeric units are distributed randomly in the polymer chain in groups of varying length and composition.
In een geschikte hardbare kunststofsamenstelling volgens de uitvinding is een acrylaatester bevattende alkylgroep. In a suitable curable synthetic resin composition according to the invention, an acrylate ester-containing alkyl group.
15 De uithardingssnelheid is groot als een niet te kleine waarde van s wordt gekozen.De reactieve groepen R,. 15 The cure rate is large as a not too small value of s is gekozen.De reactive groups R ,. in het midden vandepoly-meerketen hebben weliswaar een kleinere beweeglijkheid en daardoor een geringere reactiesnelheid dan de eindstandige groepen R^ en Rg , maar bij een voldoende groot aantal is er toch een merkbare verkorting van de 20 uithardingstijd. in the middle Vande polymer chain, although having a smaller mobility and hence a lower rate of reaction than the terminal groups R ^ and R, but at a sufficiently large number, there is still an appreciable shortening of the curing time 20. Een uithardtijd die korter is dan 0.5 seconde wordt bereikt in een hardbare kunststofsamenstelling volgens de uitvinding waarbij s groter is dan 0.02. A cure time that is shorter than 0.5 second is achieved in a curable synthetic resin composition according to the invention, in which s is greater than 12:02.
In een andere geschikte hardbare kunststofsamenstelling volgens de uitvinding zijn r en s gelijk aan nul en zijn R en R0 acrylaatester 25 bevattende alkylgroepen. In another suitable curable synthetic resin composition according to the invention, r and s are equal to zero and R and R0 25 acrylate ester-containing alkyl groups.
Een grote uithardingssnelheid kan ook worden bereikt als er neer dan twee reactieve eindgroepen in het molecuul aanwezig zijn, omdat het polymeermolecuul vertakt is. A large curing rate can also be achieved if there is down than two reactive end groups are present in the molecule, because the polymer molecule is branched. Hieraan kan volgens de uitvinding worden voldaan als een acrylaatester bevattende polysiloxaanketen is 30 van hetzelfde type en van dezelfde gemiddelde samenstelling als de hoofdketen van het polymeermolecuul. This requirement can be met, according to the invention as an acrylate ester-containing polysiloxane chain 30 is of the same type and of the same average composition as the main chain of the polymer molecule.
Otu de controle bij het vervaardigen van een dergelijke optische glasvezel te vereenvoudigen is de brekingsindex bij voorkeur groter dan 1.48. Otu the control in the manufacture of a to simplify such an optical fiber, the refractive index is preferably greater than 1.48. Dit kan worden bereikt, tezaïren met een voldoende UV absorberend vermogen om kwartsglasvezels te beschermen, als (q + 2r) tussen de gren-5 zen 0.4 en 0.6 ligt. This can be achieved, tezaïren with a sufficient UV absorbing ability to protect quartz glass fibers, as (q + 2r) between the gren-5 zen 0.4 and 0.6 is located.
10 In een optische glasvezel volgens de uitvinding met een onder toepassing van UV licht uitgeharde kunststofsanenstelling is het doelmatig dat de hardbare kunststofsamenstelling 1 tot 5 gewichts % van een lichtgevoelige initiator omvat. 10 In an optical glass fiber according to the invention with an under the application of UV light-cured kunststofsanenstelling it is preferable that the curable synthetic resin composition comprises 1 to 5% by weight of a light-sensitive initiator.
Een optische glasvezel volgens de uitvinding met een bijzonder snel hardbare kunststofsamenstelling wordt verkregen als de hardbare kunststofsamenstelling 0 tot 20 gewichts % van een of meerdere monomere 20 acrylaatverbindingen bevat. An optical glass fiber is obtained according to the invention with a particularly fast curable synthetic resin composition is the curable synthetic resin composition contains 0 to 20% by weight of one or more monomeric acrylate compounds 20.
In een bijzondere uitvoeringsvorm zijn de monomere acrylaat-verbinding gekozen uit de groep gevormd door hexaandioldiacrylaat, 2-ethozy-ethylacrylaat, 21-ethoxy-2-ethoxy—ethylacrylaat en trimethylol-propaantriacrylaat. In a particular embodiment, the monomeric acrylate compound selected from the group formed by hexanediol diacrylate, 2-ethozy-ethyl acrylate, 21-ethoxy-2-ethoxy-ethyl acrylate and trimethylolpropane triacrylate.
25 In een geschikte uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt de hardbare kunststofsanenstelling tot uitharden gebracht door bestraling met elektronen. 25 In a suitable embodiment of a method according to the invention, the curable kunststofsanenstelling is made to cure by irradiation with electrons.
Een andere geschikte uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt, dat de hardbare kunststofsamen-30 stelling een lichtgevoelige initiator omvat en tot uitharden wordt gebracht door bestraling met uv-licht. Another suitable embodiment of a method according to the invention is characterized in that the curable synthetic resin along-30 composition comprises a light-sensitive initiator, and is made to cure by irradiation with UV light.
De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van uitveeringsvoorbeelden en aan de hand van een tekening, waarin : The invention will now be explained in more detail with reference to uitveeringsvoorbeelden and with reference to a drawing, in which:
Figuur 1 een dwarsdoorsnede toont van een mogelijke uit-35 voeringsvorm van een glasvezel met kunststof- bedekking volgens de uitvinding, Figure 1 shows a cross section of a possible out-of-35 embodiment of an optical fiber with plastics covering according to the invention,
Figuur 3d trimethylolpropaantriacrylaat weergeeft. Figure 3d shows trimethylol propane triacrylate. Uitvceringsvoorbeeld van de werkwijze volgens de uitvinding. Uitvceringsvoorbeeld of the method according to the invention.
Een glasvezel wordt op bekende wijze gevormd door trekken uit een voorvorm. A glass fiber is formed in known manner by drawing from a preform. Figuur 1 toont een doorsnede van een glasvezel omvattende 10 een kernglas 1 en een mantelglas 2 met verschillende brekingsindices. Figure 1 shows a cross-sectional view of an optical fiber 10 comprising a core glass and a cladding glass of 1 second with different refractive indices.
De werkwijze volgens de uitvinding kan ook worden toegepast op glasvezels die zijn gevormd met de dubbele kroes methode en in plaats van een getrapt brekingsindexverloop kan er ook een geleidelijk verlopende brekingsindex zijn. The process according to the invention can also be applied to glass fibers which are formed with the double crucible method, and instead of a stepped-refractive-index variation may also be a gradually varying refractive index. De in figuur 1 getoonde glasvezel heeft een cirkelvormige doorsnede, 15 maar de doorsnede kan ook een willekeurige andere vorm hebben, bijvoorbeeld elliptisch of vierkant. The optical fiber shown in Figure 1 has a circular cross-section, 15, but the cross section may also have any other shape, e.g., elliptical or square.
Direct na het vormen wordt op de glasvezel een laag aangebracht van een hardbare kunststofsamenstelling, welke een copolymeer en 4 gewichts % van een lichtgevoelige initiator omvat. Immediately after forming is applied a layer on the glass fiber with a curable synthetic resin composition, which comprises a copolymer and 4% by weight of a light-sensitive initiator. Een geschikte laagdikte 20 op een glasvezel met een diameter van 125 ^im is bijvoorbeeld 30 ^pm. A suitable layer thickness of 20 on a glass fiber having a diameter of 125 .mu.m, for example, 30 ^ pm. Het copolymeer is een verbinding zoals boven beschreven, waarbij het aantal gemiddelde molecuulgewicht Mn = 30000 en waarbij p = 0.52, g = 0.42', s = 0.06 en waarbij een acrylaatester bevattende alkylgroep is. The copolymer is a compound as described above, wherein the number average molecular weight Mn = 30,000, and wherein p = 0:52, g = 12:42 ", s = 12:06, and wherein an acrylate ester-containing alkyl group. Als lichtgevoelige initiator wordt 2,2*-diirethoxy-2-phenyl-acetophenone (figuur 25 2a) gebruikt. As a light-sensitive initiator is 2,2 * -diirethoxy-2-phenyl-acetophenone (Figure 25, 2a) is used. De hardbare kunststof samenstelling heeft een brekingsindex Πρ = 1.4887. The curable synthetic resin composition has a refractive index Πρ = 1.4887. De viscositeit bij 25° C is 1030 mPa.s, bij 45° C is deze 460 mPa.s. The viscosity at 25 ° C is 1030 mPa · s, at 45 ° C, this 460 mPa.s. - -
De hardbare kunststofsamenstelling wordt uitgehard onder vorming van een laag uit een kunstrubher 3. Voor bet uitharden is bijvoorbeeld 30 een hoge druk kwiklaitp geschikt, die licht produceert met golflengtes tussen 200 en 400 nm en net een intensiteit, gemeten op de kunststof- 2 samenstelling van 0.6 W/cm . The curable synthetic resin composition is cured to form a layer of a kunstrubher 3. For example, for bet curing 30 is a high pressure kwiklaitp suitable, which produces light having wavelengths between 200 and 400 nm, and as an intensity, measured on the synthetic resin second composition of 0.6 W / cm. De uithardtijd is 0.12 seconde. The curing time is 0:12 seconds. De hardbare kunststofsamenstelling, kan ook worden uitgehard door bestraling met elektronen met een energie van 100 tot 500 keV. The curable synthetic resin composition can also be cured by irradiation with electrons with an energy of 100 to 500 keV. Daartoe is bijvoorbeeld een 35 Electrocurtain installatie geschikt(produkt van Energy Sciences Ine., Woburn, Massachusetts). To this end, for example, is a 35-Electro Curtain installation suitable (product of Energy Sciences Inc., Woburn, Massachusetts).
De uitgeharde kunststofsamenstelling 3 heeft een brekingsindex Πρ = 1.4890, een glasovergangstemperatuur = 68° C en een elasticiteits- 8400727 EHN 10963 7 modulus van 0.8 MPa. The cured resin composition 3 has a refractive index Πρ = 1.4890, a glass transition temperature = 68 ° C, and an elasticity EHN 8400727 10963 7 modulus of 0.8 MPa.
De glasvezel kan ter verdere bescherming omhuld worden net een tweede laag kunststof, met bij voorkeur een hogere elasticiteitsmodulus. The glass fiber may be encapsulated to further protect grid, a second layer of plastic, preferably having a higher modulus of elasticity. Hiervoor is bijvoorbeeld een laag met een dikte van 30 ^im uit een 5 UV-hardende acrylaathars met een elasticiteitsmodulus van 100 MPa geschikt. For this purpose, for example, is a layer having a thickness of 30 ^ 5 im from a UV-curable acrylate resin with an elastic modulus of 100 MPa is suitable.
Bovendien kan de glasvezel omhuld worden net een mantel uit een thermoplastische kunststof , bijvoorbeeld nylon net een dikte van 325 ^nti. In addition, the glass fiber may be coated like a jacket made of a thermoplastic synthetic material, for example nylon having a thickness of 325 ^ nti. Ook kan door extrusie een buis van kunststof om de vezel ge- W extrudeerd worden, waarin de vezel los ligt. Alternatively, a tube of plastic material by extrusion to be extruded, the fiber GE-W, in which the fiber is loose.
35 De snelheid van het uitharden wordt vergroot als een hoeveelheid van een meereagerende monarereacrylaatverbinding wordt toegevoegd aan de hardbare kunststof amenstelling. 35, the rate of curing is increased as an amount of a co-reacting monarereacrylaatverbinding is added to the curable synthetic resin composition. Het effect van het toevoegen van hexaandioldiacrylaat (HDDA, figuur 3a), 21-ethoxy-2-ethoxy-ethylacrylaat S -i 0 0 7 2 7 PHN 10963 8 (EEEA, figuur 3c) of trimethylolpropaantriacrylaat (TMPTA, figuur 3d) blijkt uit tabel 2, waarin ook enige eigenschappen van de verkregen uitgeharde materialen staan vermeld. The effect of the addition of hexanediol diacrylate (HDDA, Figure 3a), 21-ethoxy-2-ethoxy-ethyl acrylate, S -i 0 0 7 2 7 8 PHN 10963 (EEEA, Figure 3c), or trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Figure 3d) is shown from table 2, which also includes some of the properties of the resulting cured materials are shown. Het gebruikte copolymeer heeft een aantal gemiddeld molecuulgewicht Mn = 14000, p = q = 0.49 en s = 0.02. The used copolymer has a number average molecular weight Mn = 14000, p = q = 0.49 and s = 0.02.
5 De uithardtijd is de tijd die nodig is om een kleefvrij oppervlak te verkrijgen bij uitharden met UV licht net een lamp zoals boven beschreven. 5, the curing time is the time that is required to obtain a tack-free surface when cured by a UV light as a lamp as described above.
12. Werkwijze voor de vervaardiging van een optische glasvezel voorzien van een kunststof bedekking, waarbij een glasvezel direct na de vorming wordt omhuld met een laag van een hardbare kunststof samenstelling, welke een copolymeer omvat dat als monomere eenheden dimethylsiloxaan 30 en ten minste één siloxaan gekozen uit de qroep gevorird door nethyl-phenylsiloxaan en diphenylsiloxaan omvat, waarna de hardbare kunststof-samenstelling tot uitharden wordt gebracht, met het kenrrerk, dat het copolymeer een verbinding is net de volgende formule : 35 i1 ^ T3 Q ï4 ï* R _$i_0—Si— 0---Si—0---Si—0---Si—0—Si—Rg 5 12. A process for the manufacture of a glass optical fiber provided with a plastic covering, in which a glass fiber is coated immediately after its formation with a layer of a curable synthetic resin composition, which comprises a copolymer which is selected as monomeric units dimethyl siloxane 30 and at least one siloxane from the qroep gevorird comprised by methyl-phenylsiloxaan and diphenylsiloxaan, after which the curable synthetic resin composition is made to cure, with the kenrrerk in that the copolymer is a compound as the following equation: 35 i 1 ^ T3 Q i4 ï * R _ $ i_0 -Si- 0-Si --- 0 --- 0 --- Si-Si-0-Si-R 5