DE19631908A1 - Verfahren und Einrichtung zur Umhüllung eines elektrischen und/oder optischen Leiters mit einem Harz - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Umhüllung eines elektrischen und/oder optischen Leiters mit einem HarzInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umhüllung
eines elektrischen oder optischen Leiters unter Verwendung
eines strahlungsreaktiven Harzes, welches auf den Leiter auf
gebracht und anschließend zur Aushärtung einer Strahlung
unterworfen wird.
Elektrische Leiter und auch optische Leiter werden mit der
Isolierung und/oder dem Schutz dienenden Überzügen versehen,
die aus Kunststoffmaterialien hergestellt werden. Vielfach
werden hierfür Harze verwendet, beispielsweise von strah
lungshärtbaren, insbesondere UV-härtbaren, Harzen. Die für
den Aushärtvorgang aufgebrachte Strahlung bewirkt nur zu
einem Teil die Auslösung des eigentlichen Härtungsprozesses.
Ein großer Teil dieser Strahlungsenergie führt auch zu einer
an sich unnötigen Erwärmung des zu beschichtenden Substra
tes. Dies hat eine ungünstige Energiebilanz zur Folge und ist
in manchen Fällen - insbesondere bei sehr empfindlichen
Leitern - unerwünscht, weil andere Bestandteile des Leiters
geschädigt oder beeinträchtigt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzei
gen, wie das Aushärten der Beschichtung in besonders
wirkungsvoller und schonender Weise durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß eine Strahlung verwendet wird, deren
Wellenlänge bevorzugt in demjenigen Wellenbereich liegt, in
welchem das Absorbtionsmaximum des Fotoinitiators des Harzes
liegt.
Durch die selektive Auswahl einer Strahlung, deren Wellen
länge weitestgehend auf das Absorbtionsmaximum des Foto
initiators des Harzes abgestellt ist, wird der größte Teil
der Energie praktisch allein für den Initiationsvorgang
benutzt. Damit kann die Energiebilanz verbessert werden und
in vielen Fällen ist auch die bei der Härtung angewandte
Temperatur niedriger als bei herkömmlichen Verfahren. Damit
kann auch die Beanspruchung etwaiger empfindlicher Bestand
teile der Leiter geringer gehalten werden.
Bevorzugt werden als Strahlungsquellen sogenannte Excimer-
Lampen verwendet, die besonders energiereich sind und auf
grund ihres speziellen Wirkprinzipes die Erzeugung und
Emission definierter (monochromatischer) Wellenlängen ermög
lichen. So wird z. B. bei angeregtem Xenon/Chlorgas monochro
matisch eine Wellenlänge von 308 nm, bei KrCl von 222 nm und
bei Xe von 172 nm emittiert. Einzelheiten derartiger Excimer-
Strahlungsquellen sind beispielsweise der EP 0 588 038 A1 zu
entnehmen.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Umhüllung
eines elektrischen und/oder optischen Leiters unter Verwen
dung eines strahlungsreaktiven Harzes, welches auf den Leiter
aufgetragen wird, wobei eine Strahlungsquelle zur Strahlungs
aushärtung des Harzes vorgesehen ist und welche dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Strahlung der Strahlungsquelle
eine Wellenlänge aufweist, die bevorzugt in demjenigen
Wellenlängenbereich liegt, in welchem das Absorbtionsmaximum
des Fotoinitiators des Harzes liegt.
Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprü
chen wiedergegeben.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend
anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Einsatz der Erfindung bei der Herstellung eines
Lichtwellenleiters,
Fig. 2 den Einsatz der Erfindung bei der Herstellung eines
einzufärbenden Leiters und
Fig. 3 im Querschnitt den Aufbau einer im Rahmen der
Erfindung verwendbaren Strahlungsquelle.
In Fig. 1 ist die Herstellung eines optischen Lichtwellen
leiters schematisch dargestellt, der aus einer Vorform
(Preform) PF gezogen wird. Nach entsprechender Erhitzung bil
det sich aus der Vorform PF eine dünne Lichtwellenleiter-
Faser OF, die senkrecht durch eine erste Beschichtungsein
richtung (z. B. in Form einer Beschichtungsdüse) BT1
hindurchgeführt wird. Diese Beschichtungseinrichtung BT1 ent
hält ein bei Beaufschlagung durch Strahlung aushärtendes Harz
RE1. Bevorzugt können hierfür folgende Epoxidharze oder
Acrylharze Harze verwendet werden. Nach der gleichmäßigen
Beschichtung der optischen Faser OF ist das härtende Harz RE1
als ein erstes Coating (Primary Coating) aufgebracht, das
nachfolgend mittels einer Strahlungsquelle RA1 mit einer
Strahlung beaufschlagt wird, die den Aushärtvorgang initiiert
und beschleunigt. Die Wellenlänge der hier verwendeten, vor
zugsweise im UV-Bereich liegenden Strahlung, wird so gewählt,
daß die Wellenlänge der Strahlung bevorzugt in demjenigen
Wellenlängenbereich liegt, in welchem das Absorbtionsmaximum
des Fotoinitiators des Harzes RE1 liegt. Beispielsweise kön
nen bevorzugt folgende Harze verwendet werden:
"Irgacure" ist ein Handelsname der Fa. Ciba - Geigy, CPTX der
Fa. Shell.
Die Harze bestehen im wesentlichen aus den vorgenannten
Stoffe und können diese ggf. auch in Form einer Mischung ent
halten. Es können auch Zusätze in Form von mono- und/oder po
lyfunktionell ungesättigten Reaktivverdünnern vorgesehen
sein.
Dem Harz können vorteilhaft handelsübliche Fotoinitiatoren
mit Extinktionsmaxima im Wellenbereich von 200 bis 400 nm
zugesetzt sein. Der Fotoinitiator wird dem strahlungsreakti
ven Harz zweckmäßig in Gewichtsanteilen von 0,1-20%, vor
zugsweise 1-10% zugesetzt. Der Fotoinitiator besteht vor
teilhaft aus handelsüblichen kationisch iniziierenden Foto
initiatoren, vorzugsweise aus Diaryliodonium- und Triarylsul
foniumsalzen.
Die Energie der Strahlungsquelle RA1 wird bevorzugt im
wesentlichen nur für die Aktivierung des Fotoinitiators ver
wendet, so daß eine Temperaturerhöhung des beschichteten
optischen Leiters OFB1 gering gehalten werden kann.
In vielen Fällen wird eine zweischichtige Schutzumhüllung auf
die optische Faser OF aufgebracht. Im vorliegenden Fall ist
deshalb eine weitere Beschichtungseinrichtung BT2 vorgesehen,
der als Beschichtungsdüse oder als Extruder arbeitet und in
der ein bei Strahlung härtendes weiteres Harz RE2 enthalten
ist. Auch der so erhaltene doppelbeschichtete Lichtwellenlei
ter OFB2 läuft durch eine weitere Strahlungsquelle RA2 hin
durch, wobei deren Wellenlänge so gewählt wird, daß sie in
demjenigen Wellenbereich liegt, in welchem das Absorbtions
maximum des Fotoinitiators des Harzes RE2 liegt. Am Ende wird
dann ein Lichtwellenleiter OFB2* erhalten, der ein zweifaches
Coating aufweist und der mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit
zuverlässig und unter geringer Temperaturerhöhung hergestellt
werden kann.
Es ist auch möglich, nur eine der Beschichtungseinrichtungen,
z. B. BT1 mit strahlungshärtbarem Harz arbeiten zu lassen und
die andere (BT2) z. B. nur mit thermoelastischem Material.
Es ist weiterhin auch möglich, nur eine der Beschichtungen,
insbesondere die äußere (also mittels des Harzes RE2
erzeugte) mit einem Farbzusatz zu versehen, um auf diese
Weise eingefärbte Lichtwellenleiter zu erhalten. Schließlich
ist es auch möglich, die Erfindung nicht nur beim Ziehen der
Fasern selbst einzusetzen sondern auch für eine nachträgliche
Beschichtung z. B. für einen Farbauftrag bei einem fertigen
Lichtwellenleiter einzusetzen.
Ein Beispiel hierfür ist in Fig. 2 dargestellt, wo auf einer
Vorratsspule ein Leiter LE aufgespult ist. Dieser Leiter LE
kann aus einem blanken, elektrisch leitenden Draht bestehen;
es ist aber auch möglich, hierfür einen isolierten elektri
schen Leiter oder einen gecoateten Lichtwellenleiter zu
verwenden. Die Erfindung ist auch anwendbar für Festadern
oder für Strukturen mit mehreren Lichtwellenleitern wie z. B.
für die Herstellung von optischen Bandleitungen o. dgl. Als
erste oder zusätzliche Schicht soll ein, vorzugsweise einge
färbtes, Harz RE3 aufgebracht werden, das in einem Tauchbad
BT3 enthalten ist, welches waagerecht von dem Leiter LE
durchlaufen wird. Am Ausgang ist eine Abstreifdüse AE vorge
sehen, welche die Dicke der zentrisch aufzubringenden
Beschichtung festlegt. Der so mit dem Harz RE3 beschichtete
Leiter LEF wird einer Strahlungsquelle RA3 zugeführt, deren
Wellenlänge so gewählt ist, daß sie in demjenigen Wellenlän
genbereich liegt, in welchem das Absorbtionsmaximum des in
dem Harz RE3 enthaltenen Fotoinitiators liegt.
In Fig. 3 ist im Querschnitt ein Beispiel für eine Strah
lungsquelle zur Erzeugung einer spezifischen Wellenlängen
oder eines engen Wellenlängenbereiches dargestellt. Es han
delt sich dabei bevorzugt um einen sogenannten Excimer, d. h.
eine Anordnung, die im wesentlichen eine Strahlung einer ganz
definierten Wellenlänge erzeugt. Der jeweilige Leiter, also
z. B. Leiter LEF nach Fig. 2 durchläuft die Strahlungsquelle
RA3 zentrisch, wobei die Strahlung, wie durch die Pfeile PR
angedeutet, radial von allen Seiten auf den Leiter LEF ein
wirkt. Der äußere Aufbau der Strahlungsquelle RA3 ist zylin
derförmig gestaltet und erzeugt so rundum die gewünschte
Strahlung und damit die gewünschte effektive Aushärtung des
Beschichtungsmaterials in Form des Harzes z. B. RE3.
Das Verfahren kann auch so durchgeführt werden, daß die
Leiter in Form mehrerer nebeneinander liegender elektrischer
oder optischer Leiter ausgebildet sind und daß ein Harz
aufgebracht wird, welches der Verbindung dieser Leiter zwecks
Herstellung einer Bündelleitung, z. B. einer Bandleitung
dient.
Claims (17)
1. Verfahren zur Umhüllung eines elektrischen oder optischen
Leiters (OF) unter Verwendung eines strahlungsreaktiven
Harzes (RE1), welches auf den Leiter (OF) aufgebracht und
anschließend zur Aushärtung einer Strahlung (RA!) unterworfen
wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strahlung verwendet wird, deren Wellenlänge bevor
zugt in demjenigen Wellenbereich liegt, in welchem das
Absorbtionsmaximum des Fotoinitiators des Harzes (RE1) liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein gefärbtes Harz verwendet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Harz als primäres und/der sekundäres Coating auf
einen optischen Lichtwellenleiter (OF) aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlung radial von allen Seiten auf den Leiter (OF)
hin gerichtet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlung mittels einer Excimerlampe hergestellt
wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Leiter (LEF) konzentrisch durch eine kreiszylindrisch
ausgebildete Strahlungsquelle (RA3) hindurchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere nebeneinander liegende elektrische oder optische
Leiter vorgesehen sind, und daß ein Harz aufgebracht wird,
welches der Verbindung dieser Leiter dient.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das strahlungsreaktive Harz Urethanacrylat mit polymerer
und/oder oligomerer Hauptkette enthält.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das strahlungsreaktive Harz Acrylester mit polymerer
und/oder oligomerer Hauptkette auf Basis Polyether, Poly
ester, Polycarbonat enthält.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das strahlungsreaktive Harz Siliconacrylat mit polymerer
und/oder oligomerer Hauptkette enthält.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das strahlungsreaktive Harz Polybutadienacrylat mit poly
merer und/oder oligomerer Hauptkette enthält.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das strahlungsreaktive Harz Epoxiacrylat mit polymerer
und/oder oligomerer Hauptkette enthält.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Harz einen Zusatz von mindestens einem mono- und/oder
polyfunktionell ungesättigten Reaktivverdünner enthält.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Harz handelsübliche Fotoinitiatoren mit Extinktions
maxima im Wellenbereich von 200 bis 400 nm zugesetzt sind.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fotoinitiator dem strahlungsreaktiven Harz in
Gewichtsanteilen von 0,1-20%, vorzugsweise 1-10% zuge
setzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Fotoinitiator aus handelsüblichen, kationisch
iniziierenden Fotoinitiatoren besteht, vorzugsweise aus
Diaryliodonium- und Triarylsulfoniumsalzen.
17. Einrichtung zur Umhüllung eines elektrischen und/oder
optischen Leiters (OF) unter Verwendung eines strahlungsreak
tiven Harzes (RS1), welches auf den Leiter (OF) aufgetragen
wird, wobei eine Strahlungsquelle (RA1) zur Strahlungs-Aus
härtung des Harzes vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strahlung der Strahlungsquelle (RA1) eine Wellenlänge
aufweist, die bevorzugt in demjenigen Wellenlängenbereich
liegt, in welchem das Absorbtionsmaximum des Fotoinitiators
des Harzes (RE1) liegt.
Priority Applications (3)
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| DE19631908A DE19631908A1 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren und Einrichtung zur Umhüllung eines elektrischen und/oder optischen Leiters mit einem Harz |
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Publications (1)
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| DE19631908A Withdrawn DE19631908A1 (de) | 1996-08-07 | 1996-08-07 | Verfahren und Einrichtung zur Umhüllung eines elektrischen und/oder optischen Leiters mit einem Harz |
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Also Published As
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