DE68927836T2

DE68927836T2 - Beschichtete optische Fasern

Info

Publication number: DE68927836T2
Application number: DE68927836T
Authority: DE
Inventors: Michael Niall Bell; Aidan Patrick Joseph Cadden; Graham Robert Handley; Robert Arthur Head; Mark Robert Paterson; Alan Arthur Sadler
Original assignee: Corning Ltd; BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC; Corning Ltd
Priority date: 1988-05-28
Filing date: 1989-05-25
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2009-05-26
Also published as: KR900018708A; EP0345968A3; US5042907A; EP0345968A2; HK1000421A1; KR0157401B1; AU616012B2; EP0345968B1; AU3524789A; JPH03228005A; JP3053819B2; GB8911959D0; DE68927836D1; ES2098225T3

Description

Diese Erfindung betrifft beschichtete optische Fasern und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Beschichtete optische Fasern werden auf dem Kommunikationsgebiet infolge ihrer Fähigkeit eine große Menge von Informationen über große Entfernungen zu transportieren weithin verwendet. Um die Fasern gegenüber physikalischen Schäden während ihrer Verlegung und auch vor einer nachfolgenden Beeinträchtigung infolge von Umweltwirkstoffen zu schützen, ist es üblich, Schutzüberzüge auf die frisch gezogenen Fasern als intregralen Bestandteil des Produktionsverfahrens aufzutragen.
Infolge der Schwierigkeiten, die gesamten erforderlichen physikalischen Eigenschaften mit einer einfachen Beschichtung bereitzustellen, werden die optischen Fasern häufig mit zwei Beschichtungen ausgestattet,, einer weichen primären (inneren) Pufferbeschichtung, mit der Fähigkeit die Wirkungen differentieller Wärmeausdehnungen zu kompensieren, und einer zweiten (äußeren) Hoch-Modulbeschichtung, die die notwendige Zähigkeit und Beständigkeit gegenüber Abrieb und chemischen Angriffen bereitstellt.
Das normale Verfahren der Verlegung beinhaltet das Ziehen der Fasern entlang vorher verlegter Kabelkanäle mit Hilfe von Schnüren. Um Schäden zu vermeiden, ist es notwendig, die Fasern mit einem teuren Kabelsystem zu ummanteln.
Um diese Probleme zu vermeiden, wurde in der EP-A-0 108 590 vorgeschlagen, die Fasern entlang der röhrenförmigen Wege durch den Fluid-Strömungswiderstand eines gasförmigen Mediums voranzutreiben, das durch den Weg in der gewünschten Richtung vorausgeführt wird. Mit anderen Worten, die Fasern, gewöhnlich als umhüllte verkleidete Mehrfachbündel, werden auf einem Luftpolster in Position geblasen. Unter Verwendung dieser Technik ist es möglich, die optischen Fasern entlang von Mikrokanälen über große Entfernung (mehrere Kilometer) ohne Beschädigung zu "blasen".
Fasern, die für das Blasen geeignet sind, erfordern eine Verpackung, die billiger und einfacher ist als die normalen Kabelstrukturen. Eine Anzahl von Bauweisen ist bekannt; in der EP-A-157 610 ist eine Einheit beschrieben, worin die Fasern von einer inneren Umhüllung und im Wechsel von einer äußeren Schicht geringerer Dichte umgeben sind, um ihnen die Blasbarkeit zu verleihen.
Diese Erfindung betrifft optische Fasersysteme, die besonders gut für die Verwendung bei der Verlegung optischer Fasern unter Verwendung des oben beschriebenen Blasverfahrens geeignet sind.
Die vorliegende Erfindung stellt ein optisches Fasersystem bereit, das entlang eines röhrenförmigen Wegs mit Hilfe des Fluid-Strömungswiderstands eines gasförmigen Mediums vorantreibbar ist, wobei das System mindestens eine optische Faser umfaßt, und eine äußere Beschichtung aufweist, die ein strahlungsgehärtetes Polymer, das Stoffteilchen enthält, umfaßt, deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser die gleiche Größenordnung besitzt, wie die Dicke der äußeren Beschichtung, und worin die Oberfläche der äußeren Beschichtung Ausstülpungen, infolge des Vorhandenseins der Stoffteilchen darin aufweist.
Das beschichtete System kann eine einfach gepufferte Faser, eine Mehrzahl von Fasern, die in einem Polymer eingekapselt sind, oder ein umhülltes Faserbündel umfassen.
Die Fasern selbst können einzel- oder multimodale Fasern sein und können konventionelle Siliziumdioxidglasfasern, polymerbeschichtete Siliziumdioxidfasern und Polymerkernfasern einschließen. Diese Fasern (insbesondere wenn sie Siliziumdioxid enthalten) werden normalerweise mit einer weichen Puffer- und einer Hart-Beschichtung vor dem Auftragen der hier beschriebenen äußeren Beschichtung beschichtet. Die Verwendung anderer primärer Beschichtungssysteme, wie einer Einfachbeschichtung, ist jedoch nicht ausgeschlossen.
Das Polymer, das die äußere Beschichtung des beschichteten optischen Fasersystems bereitstellt, kann irgendein Polymer sein, das durch Strahlungshärtung einer strahlungshärtbaren Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, und das die für die beschriebenen Zwecke geeigneten Eigenschaften aufweist. Folglich sollte das Polymer vollständig durch Anwendung einer Energie, bevorzugt von weniger als 2 Jcm&supmin;² bei der Standard- Ziehturmproduktionsgeschwindigkeit härtbar sein. Das Polymer sollte bevorzugt ein Modul unterhalb von 1500 MPa aufweisen. Solche Polymere schließen Vinylpolymere, z.B. Acrylpolymere wie Urethan-Acrylat-Polymere ein.
Die Stoffteilchen, die in der äußeren Beschichtung vorhanden sind, bestehen geeignet aus Mikrosphären, die massiv oder hohl sein können; aber Partikel mit unregelmäßigeren Strukturen können, falls gewünscht, verwendet werden.
Durch geeignete Auswahl der Stoffteilchen und deren Konzentration in der äußeren Beschichtung ist es möglich, je nach Bedarf die Oberfläche der Beschichtung mit Ausstülpungen infolge des Vorhandenseins der Stoffteilchen auszustatten, und es ist auch möglich, eine signifikante Verringerung in der Dichte der genannten Beschichtung zu ermöglichen.
Folglich stellt eine besonders wertvolle Ausführungsform der Erfindung ein beschichtetes optisches Fasersystem bereit, das mindestens eine optische Faser umfaßt, und das eine äußere Beschichtung aufweist, die ein strahlungsgehärtetes Polymer, das hohle Mikrosphären umfaßt.
Hohle Mikrosphären, die in dem Polymer vorhanden sein können, können aus Glas oder polymeren Materialien bestehen und besitzen zweckmäßig eine durchschnittliche Partikelgröße (pro Volumen) von weniger als 100 Mikron, bevorzugt weniger als 60 Mikron. Die Konzentration der hohlen Mikrosphären im Polymer ist bevorzugt so, daß sich eine Gesamtbeschichtungsdichte von mindestens 10 % weniger als die des Polymers selbst ergibt.
Das beschichtete optische Fasersystem der Erfindung besitzt, wie oben erwähnt, eine äußere Beschichtung, die ein strahlungsgehärtetes Polymer umfaßt, wobei die Oberfläche der genannten Beschichtung Ausstülpungen infolge des Vorhandenseins der Stoffteilchen darin aufweist. Die Stoffteilchen, die in der äußeren Beschichtung vorhanden sind, können wie oben erwähnt zweckmäßig aus Mikrosphären bestehen, die massiv oder hohl sein können und bevorzugt aus einem Material bestehen, das einen niedrigen Reibungskoeffizient besitzt, z.B. Glas, obwohl auch polymere Materialien verwendet werden können. Um die Oberfläche der äußeren Beschichtung mit den notwendigen Ausstülpungen zu versehen, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser in der gleichen Größenordnung wie der Dicke der Beschichtung, wobei die Teilchengrößenverteilung der Mikrosphären bevorzugt eng ist. Als Alternative zu den Mikrosphären oder zusätzlich zu ihnen können nicht-sphärische Stoffteilchen, z.B. Polytetrafluorethylenpartikel verwendet werden.
Bei dem beschichteten optischen Fasersystem der Erfindung können die optischen Fasern eine oder mehrere Zwischenbeschichtungen zusätzlich zur äußeren Beschichtung aufweisen. Insbesondere kann das System eine konventionelle primäre Weichpufferbeschichtung und eine sekundäre Hoch-Modul-Beschichtung einschließen. Besonders nützliche Systeme schließen eine weitere Pufferbeschichtung ein. Diese zusätzliche Beschichtung, die unterhalb der äußeren Beschichtung liegt, minimiert die Querbeanspruchung auf den Wellenführungskern und umfaßt bevorzugt ein weiches strahlungsgehärtetes Polymer, das mit dem für die äußere Beschichtung verwendeten identisch sein kann. Die zusätzliche Pufferbeschichtung kann Mikrosphären enthalten, die weicher sein sollten als die Mikrosphären oder die anderen Stoffteilchen, die in der äußeren Beschichtung vorhanden sind.
Um ein größeres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, wird nun eine Form davon im Hinblick auf die beigefügte Zeichnung erläutert, worin die Einzelfigur einen Querschnitt eines beschichteten optischen Fasersystems der Erfindung zeigt, worin der Wellenführungskern 1 eine weiche Primärbeschichtung 2, eine Sekundärbeschichtung 3, eine weiche tertiäre Beschichtung 4, die weiche Mikrosphären enthält und eine äußere Beschichtung 5, die harte Glas-Mikrosphären enthält, die aus der Oberfläche herausragen, aufweist.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung des oben definierten beschichteten optischen Fasersystems bereit, welches Verfahren die Schritte umfaßt:
(1) Auftragen einer strahlungshärtbaren äußeren Beschichtungszusammensetzung, die Stoffteilchen enthält, bevorzugt ausgewählt aus hohlen oder massiven Mikrosphären und/oder Polytetrafluorethylen-Partikel, auf eine optische Faser, die bereits eine oder mehrere Beschichtungen aufweisen kann, so daß nach der Strahlungshärtung die Oberfläche der äußeren Beschichtung Ausstülpungen aufweist, und
(2) Unterwerfen der strahlungshärtbaren Beschichtungzusammenstzung der elektromagnetischen Bestrahlung, um die Härtung zu bewirken.
Strahlungshärtbare Überzugszusammensetzung sind im Stand der Technik gut bekannt und umfassen:
(a) ein polyethylenisch ungesättigtes Oligomer,
(b) ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, welches ein flüssiges Lösungsmittel für das Oligomer darstellt und mit diesem copolymerisierbar ist, und
(c) eine Photoinitiatorzusammensetzung.
Beispiele der polyethylenisch ungesättigten Oligomere, die in der strahlungshärtbaren Überzugszusammensetzung vorhanden sein können, schließen ungesättigte Polyesterharze, Epoxy- Acrylatharze und insbesondere Urethan-Acrylat-Harze ein. Typische Urethan-Acrylat-Harze schließen Reaktionsprodukte eines Polyols (z.B. eines Polyetherpolyols), eines organischen Polyisocyanats (z.B. Isophorondiisocyanat) und ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, das eine einzelne Hydroxylgruppe (z.B. ein Hydroxyalkylacrylat oder Methacrylat) ein, wobei das Verhältnis der NCO-Gruppen in dem Polyisocyanat zu den OH-Gruppen in dem Polyol größer als 1 : 1 ist, und das Verhältnis der gesamten OH-Gruppen zu den NCO-Gruppen mindestens 1 : 1 ist.
Beispiele der ethylenisch ungesättigten Monomere, die in der strahlungshärtbaren Überzugszusammensetzung vorhanden sein können, sind im Stand der Technik gut bekannt und schließen Ester von Acryl- und Methacrylsäuren ein wie Methylmethacrylat, Isobornylacrylat, Phenoxymethylacrylat, Ethoxyethoxyethylacrylat, Butoxyethylacrylat und Butylacrylat, Acrylnitril, Methacrylnitril, Styrol, Vinylacetat und N-Vinylpyrrolidon ein. Es ist häufig vorteilhaft, polyfunktionelle Acrylatmonomere wie Ethylenglykoldiacrylat oder Trimethylolpropantriacrylat einzuschließen.
Die relativen Anteile des polyethylenisch ungesättigten Oligomers und des ethylenisch ungesättigten Monomers in der strahlungshärtenden Überzugszusammensetzung hängen von der erforderlichen Viskosität der Zusammensetzung und den erforderlichen Eigenschaften des gehärteten Produktes ab. Typische Zusammensetzungen enthalten 5 bis 45, bevorzugt 10 bis 30 Gewichtsteile des ungesättigten Monomers pro 100 Gewichtsteile der gesamten Oligomere und Monomere.
Die Photoinitiatorzusammensetzungen, die in den strahlungshärtenden Überzugszusammensetzungen vorhanden sind, können sichtbare oder ultraviolette Bestrahlung absorbieren. Die Photoinitiatorzusammensetzung kann als strahlungsabsorbierende Komponente davon konventionelle Mittel wie Benzophenon und Derivate davon, Acetophenon und Derivate davon, Benzoin, Benzil und Benzilacetale umfassen. Diese Photomitiatoren können allein oder in Mischungen verwendet werden und sind gewöhnlich in Mengen von bis zu 10 % der Beschichtungszusammensetzung, insbesondere 2 bis 6 %, bezogen auf das Gewicht, vorhanden. Aminbeschleuniger wie Methyldiethanolamin oder Diethylaminoethylbenzoat oder Polythiole können enthalten sein, um die Härtung zu beschleunigen.
Die strahlungshärtbaren Überzugszusammensetzungen (und die daraus abgeleiteten äußeren Beschichtungen) enthalten zweckmäßig von 1 bis 40 %, bevorzugt 5 bis 30 % pro Volumen der Stoffteilchen. Sie können auch andere konventionelle Bestandteile solcher Zusammensetzungen enthalten, z.B. Mattierungsmittel, Slipmittel, Benetzungsmittel, Adhäsionsförderer, Pigmente oder Farben und Stabilisierungsmittel.
Die strahlungshärtbare Überzugszusammensetzung, die die Mikrosphären oder andere Stoffteilchen enthält, kann auf die optische Faser(n) durch irgendein konventionelles Verfahren aufgebracht werden. Bevorzugt wird eine konventionell beschichtete optische Faser oder eine Mehrzahl oder ein Bündel solcher Fasern durch ein Bad gezogen, das die Beschichtungszusammensetzung enthält, bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Meter pro Sekunde, um eine Beschichtung von zwischen 25 und 200 Mikron zu ergeben.
Schließlich wird die die Mikrosphären enthaltende Beschichtung der elektromagnetischen Bestrahlung z.B. der Ultraviolettbestrahlung unterworfen, um die Beschichtung zu härten.
Die beschichteten optischen Fasersysteme der Erfindung sind besonders gut angepaßt für die Verlegung durch das oben beschriebene Blasverfahren. Faserstrukturen können hergestellt werden mit Übertragungseigenschaften, die den normalen faseroptischen Kabeln vergleichbar sind. Das Verfahren verursacht vorteilhaft nicht, daß die konstituierenden optischen Fasern unerwünschten mechanischen Kräfteniveaus oder hohen Temperaturen unterworfen werden, die beide beanspruchungsverursachte Übertragungsverluste hervorrufen. Die Beschichtungen sind leicht entfernbar für Messungen und zur Anbringung von Spleissen und Verbindungsstücken und verfügen über eine gute Umweltbeständigkeit
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht aber nicht beschränkt, worin die Beschichtungszusammensetzung und die Teilchenadditive, die darin verwendet werden, wie unten beschrieben sind.
Drei Arten von Beschichtungszusammensetzungen wurden verwendet.
1. Niedrigmodul: ein Urethandiacrylat auf der Basis eines linearen Polyetherglykols wurde mit mono- und polyfunktionellen reaktiven Verdünnungsmitteln vermischt. Diese wurden dann mit 3 % eines geeigneten Photoinitiators formuliert, um ein Harz der folgenden Zusammensetzung zu ergeben:

Eigenschaften der Flüssigkeit

Viskosität (Poise) @ 25ºC 110
@ 30ºC 66,8
@ 40ºC 28,2

Eigenschaften des gehärteten Films

Zugmodul (MPa) 61,2
Sekantenmodul @ 2,5 % (MPa) 53,0
Zerreißfestigkeit (MPa) 11,1
Minimaldehnung (%) 56
Shorehärte (D) 41
Wasseraufnahme (%) 1,4
Wasserabsorption (%) 1,6
Extrahierbare Anteile (%) 0,1
2. Mittelmodul: Eine Mischung von Urethandiacrylatoligomeren auf der Basis eines Polyetherglykols und eines Polyetherglykols von Bisphenol A wurden mit mono- und polyfunktionellen reaktiven Verdünnungsmitteln formuliert. Diese Mischung wurde dann mit 3 % eines geeigneten Photoinitiators formuliert, um ein Harz der folgenden Eigenschaften herzustellen:

Eigenschaften der Flüssigkeit

Viskosität (Poise) @ 25ºC 104
@ 30ºC 63,1
@ 40ºC 25,4

Eigenschaften des gehärteten Films

Zugmodul (MPa) 591
Sekantenmodul @ 2,5 % (MPa) 518
Zerreißfestigkeit (MPa) 24
Minimaldehnung (%) 42
Shorehärte (D) 53
Wasseraufnahme (%) 3,1
Wasserabsorption (%) 5,3
Extrahierbare Anteile (%) 2,2
3. Hochmodul: Eine Mischung eines Urethandiacrylatoligomers auf der Basis eines Polyetherglykols und eines Polyetherglykols von Bisphenol A wurden mit mono- und polyfunktionellen reaktiven Verdünnungsmitteln formuliert. Diese Mischung wurde dann mit 3 % eines geeigneten Photoinitiators formuliert, um ein Harz der folgenden Eigenschaften herzustellen:

Eigenschaften der Flüssigkeit

Viskosität (Poise) @ 25ºC 56,9
@ 30ºC 37,9
@ 40ºC 17,4

Eigenschaften des gehärteten Films

Zugmodul (MPa) 1011
Sekantenmodul @ 2,5 % (MPa) 921
Zerreißfestigkeit (MPa) 31
Minimaldehnung (%) 25
Shorehärte (D) 72
Wasseraufnahme (%) 5,0
Wasserabsorption (%) 4,9
Extrahierbare Anteile (%) 0,1
Zusätzlich wurde eine Niedrigmodulpufferbeschichtung über der Standardprimär- und Sekundär-Beschichtung als tertiäre Beschichtung unterhalb der quaternären Schicht verwendet, die die Sphären/Teilchen enthielt. Zu dieser besonderen Beschichtung wurden keine Mikrosphären gegeben, obwohl kein Grund dafür besteht, keine Sphären hinzugegeben, um die Dichte zu verringern.
4. Niedrigmodulpuffer: ein Urethandiacrylat, basierend auf einem linearen Poletherglykol wurde mit mono- und polyfunktionellen reaktiven Verdünnungsmitteln vermischt. Diese wurden dann mit 3 % eines geeigneten Photoinitiators formuliert, um ein Harz der folgenden Eigenschaften zu ergeben:

Eigenschaften der Flüssigkeit

Viskosität (Poise) @ 25ºC 56,9
@ 30ºC 37,9
@ 40ºC 17,4

Eigenschaften des gehärteten Films

Zugmodul (MPa) 15,4
Sekantenmodul @ 2,5 % (MPa) 13,3
Zerreißfestigkeit (MPa) 7,0
Minimaldehnung (%) 80
Wasseraufnahme (%) 1,0
Wasserabsorption (%) 0,9
Extrahierbare Anteile (%) -0,2

Mikrosphären/Partikelzusätze

Die folgenden Mikrosphären und PTFE-Partikel wurden zu den Grundlagen in verschiedenen Mengen hingegeben. Spezifische Beispiele sind unten aufgeführt:
a) Polymere Hohlsphären von Nobel Ind., Schweden
"Expancel 461DE20" durchschnittliche Partikelgröße 25 Mikron (pro Volumen)
b) Glas-Hohlmikrosphären von 3M, St. Paul, Minnesota, USA
"Scotchlite E22/400" durchschnittliche Partikelgröße 35 Mikron (pro Volumen)
c) Glas-Hohlmikrosphären von Fillite (Runcorn) Ltd., Cheshire, UK.
"Fillite 300/7" durchschnittliche Partikelgröße 45 Mikron (pro Volumen)
d) PTFE-Partikel von ICI Advanced Materials, Welwyn Garden City, Herts, UK.
"Fluon L169" durchschnittliche Partikelgröße 16 Mikron (pro Volumen).

Beispiel 1

Zu einer Probe der Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1) wurden 10 Volumenprozent "Scotchlite E22/400" Glas-Mikrosphären gegeben, und die resultierende Beschichtung wurde sorgfältig vermischt, um deren Homogenität ohne Lufteinschlüsse sicherzustellen. Eine Standard-250 Mikron dualbeschichtete SM- 02-R-Stufenindex-Einzelfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd, wurde mit diesem Harz durch Ziehen derselben durch ein das Harz enthaltendes Bad vor der Härtung unter Verwendung einer UV-Bestrahlung beschichtet. Der Gesamtfaserdurchmesser betrug 310 Mikron, d.h. die äußere Beschichtungsdicke betrug 30 Mikron und hatte ein Gewicht von 0,094 g/m.
Die Stufendämpfung (Anstieg der Dämpfung infolge der Anwendung der dritten Beschichtung) war 0,01 dB/km (1550 nm) und der Anstieg der Abdämpfung (1550 nm) beim Hinabgehen auf -10ºC war 0,08 dB/km. Eine 100 m-Länge dieser Faser brauchte 47,6 Sekunden, um durch eine 100 m-Länge einer Polyethylenmikrokanalröhre mit einem Innendurchmesser von 3,5 mm hindurchgeblasen zu werden, während eine 1 m-Länge 39,1 Sekunden erforderte, um durch eine 100 m-Röhre geblasen zu werden.

Beispiel 2

Zu einer Probe einer Mittelmodulbeschichtung (Beschichtung 2) wurden 10 Volumenprozent von "Expancel 461DE20" polymere Mikrosphären gegeben, und die resultierende Beschichtung wurde sorgfältig gemischt. Eine Standard-250 Mikron dualbeschichtete SM-02-R-Stufenindex-Einzelfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd, wurde mit diesem Harz Bad konventionell beschichtet, bevor durch UV-Bestrahlung gehärtet wurde. Der Gesamtfaserdurchmesser betrug 391 Mikron und das Gewicht 0,144 g/m.
Die Stufendämpfung betrug 0,05 dB/km (1550 nm) und der Anstieg beim Hinabgehen auf -10ºC war 0,08 dB/km (1550 nm). Die Tests zeigten, daß diese Fasern sehr beständig gegenüber Mikroverbiegung waren. Eine 1 m-Länge dieser Faser brauchte 40,5 Sekunden, um durch eine 100 m-Länge einer Polyethylenmikrokanalsröhre von 3,5 mm Innendurchmesser geblasen zu werden.

Beispiel 3

Eine Doppelbeschichtung wurde auf eine Standard-250 Mikron dualbeschichtete SM-02-R-Stufenindex-Einzelfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd, aufgebracht. Die erste dieser Beschichtungen war eine Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1), die mit einer Dicke von 70 Mikron aufgebracht wurde. Die Deckschicht war eine Niedrigmodulbeschichtung mit 30 Volumenprozent "Expancel 46LDE20" polymere Mikrosphären, die aufgebracht wurde, um einen Gesamtdurchmesser von 600 Mikron und ein Gewicht von 0,291 g/m zu ergeben.
Die Stufenabschwächung betrug 0,03 db/km (1550 nm) und der Anstieg beim Hinabgehen auf -10ºC betrug 0,07 dB/km (1550 nm). Bei Blastests brauchte eine 1 m-Länge dieser Faser 60,2 Sekunden, um eine 100 m-Länge einer Polyethylenmikrokanalröhre mit 3,5 mm Innendurchmesser zu durchqueren.

Beispiel 4

Ein Doppelbeschichtungssystem wurde verwendet, das einen weichen Puffer (Beschichtung 4) als Tertiärschicht in einer Dicke von 105 Mikron verwendete. Diese wurde überschichtet mit einer Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1), die 10 Volumenprozent "Scotchlite E22/400" Glasblasen enthielt, um eine Faser mit einem Außendurchmesser von 515 Mikron und einem Gewicht von 0,240 g/m herzustellen. Aus praktischen Gründen wurde die Faser zwischen dem Auftragen von zwei Schichten abgespult, obwohl dies auch leicht in einer Operation hätte durchgeführt werden können. Die Faser, die in diesem Beispiel verwendet wurde, war eine 250 Mikron-doppelbeschichtete 50/125- 01-R Stufen-Index-Mehrfachfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd.
Die Stufenabschwächung (850, 1300 nm) betrug 0,03 und 0,05 dB/km und der Anstieg in der Abschwächung bei -10ºC (1300 nm) betrug 0,09 dB/km. Beim Blastest brauchte 1 m Länge dieser Faser 63,7 Sekunden, um 100 m einer Polyethylenröhre zu passieren. Auch eine 100 m-Länge dieser Faser brauchte 88,0 Sekunden, um durch 100 m Länge derselben Röhre hindurchgeblasen zu werden.

Beispiel 5

Ein Doppelbeschichtungssystem wurde auf eine 250 Mikrondualbeschichtete SM-02-R-Stufenindex-Einzelfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd mit einer Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1) als Tertiärschicht, Dicke 105 Mikron, und einer Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1), die 10 Volumen-prozent "Fillite 300/7" Glas-Mikrosphären enthielt, als äußere Beschichtung. Der Gesamtdurchmesser der Faser betrug 515 Mikron und das Gewicht 0,244 g/m.
Die Stufenabschwächung betrug 0,03 dB/km (bei 1550 nms) und der Anstieg in der Abschwächung bei -10ºC (bei 1550 nms) betrug 0,15 dB/km. Beim Blastest brauchte 1 m Länge dieser Faser 39,0 Sekunden, um 100 m einer Polyethylenröhre zu passieren, innerer Durchmesser 3,5 mm. Auch eine 100 m Länge dieser Faser brauchte 89,0 Sekunden, um durch 100 m Länge eines Polyethylenmikrokanals hindurchgeblasen zu werden.

Beispiel 6

Ein Dualbeschichtungssystem wurde verwendet, mit einer Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1) als Tertiärschicht, Dicke 100 Mikron, und einer Hochmodulbeschichtung (Beschichtung 3), die 10 Volumenprozent "Scotchlite E22/400" Glas-Mikrosphären enthielt, als äußere Beschichtung. Der Außendurchmesser betrug 470 Mikron. Die für dieses Beispiel verwendete Faser war eine 250 Mikron-dualbelbeschichtete 50/125-01-R-Stufen- Index- Mehrfachfaser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd.
Die Stufenabschwächung betrug 0,05 dB/km (850 nm), 0,04 dB/km (1300 nm) und der Anstieg bei -20ºC betrug 0,06 dB/km (850 nm), 0,07 dB/km (1300 nm). Bei Blastests brauchten 1 m Länge dieser Fasern 39,4 Sekunden, um 100 m Länge einer Polyethylenröhre zu passieren.

Beispiel 7

Ein Doppelbeschichtungssystem wurde auf eine 250 Mikrondoppelbeschichtete 50/125-01-R-Stufen-Index optische Mehrfach- Faser von Optical Fibres, Deeside, Clwyd aufgetragen. Die Tertiärschicht, Dicke 95 Mikron, war eine Niedrigmodulbeschichtung (Beschichtung 1), und die äußere Beschichtung war eine Hochmodulbeschichtung (Beschichtung 3), die 13,5 Gew.-% "Fluon L169" PTFE-Partikel enthielt. Der Enddurchmesser der Faser betrug 470 Mikron.
Die Stufenabschwächung betrug 0,11 dB/km (850 nm), 0,08 dB/km (1300 nm), die Verringerung bei -10ºC betrug 0,02 dB/km (850 nm), 0,05 dB/km (1300 nm). Bei Blastests brauchte eine 1 m Länge dieser Faser 42,2 Sekunden, um eine 100 m Länge einer Polyethylenmikrokanalröhre zu passieren.

Claims

1. Beschichtetes optisches Fasersystem, das entlang eines röhrenförmigen Wegs mit Hilfe des Fluid-Strömungswiderstands eines gasförmigen Mediums vorantreibbar ist, wobei das System mindestens eine optische Faser umfaßt, und eine äußere Beschichtung aufweist, die ein strahlungsgehärtetes Polymer umfaßt, das Stoffteilchen enthält, deren durchschnittlicher Partikeldurchmesser in der gleichen Größenordnung wie die Dicke der äußeren Beschichtung liegt, und worin die Oberfläche der äußeren Beschichtung infolge der darin enthaltenen Stoffteilchen Ausstülpungen besitzt.

2. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 1, worin die Stoffteilchen hohle oder massive Mikrosphären umfassen.

3. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 2, worin die genannten hohlen oder massiven Mikrosphären aus Glas sind.

4. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 2, worin die genannten hohlen oder massiven Mikrosphären aus einem Polymermaterial sind.

5. Beschichtetes optisches Fasersystem nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 4, worin die genannten hohlen Mikrosphären einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 100 Mikron aufweisen.

6. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 5, worin die genannten hohlen Mikrosphären einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 60 Mikron aufweisen.

7. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 1, worin die Stoffteilchen Polytetrafluorethylenpartikel umfassen.

8. Beschichtetes optisches Fasersystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die äußere Beschichtung von 1 bis 40 Volumenprozent der Stoffteilchen enthält.

9. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 8, worin die äußere Beschichtung von 5 bis 30 Volumenprozent der Stoffteilchen enthält.

10. Beschichtetes optisches Fasersystem nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin das System zusätzlich zur genannten äußeren Beschichtung eine oder mehrere Zwischenbeschichtungen umfaßt.

11. Beschichtetes optisches Fasersystem nach Anspruch 10, worin das genannte System zusätzlich zur genannten äußeren Beschichtung eine primäre Pufferbeschichtung, eine sekundäre Beschichtung über der primären Beschichtung und eine weitere Pufferbeschichtung, die unterhalb der äußeren Beschichtung liegt, umfaßt.

12. Verfahren zur Herstellung eines beschichteten optischen Fasersystems nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

(1) Auftragen einer strahlungshärtbaren äußeren Beschichtungszusammensetzung, die Stoffteilchen enthält, auf eine optische Faser, die bereits eine oder mehrere Beschichtungen aufweisen kann, so daß nach der Strahlungshärtung die Oberfläche der äußeren Beschichtung Ausstülpungen aufweist, und

(2) Unterwerfen der Beschichtung der elektromagnetischen Bestrahlung, um die Härtung der strahlungshärtbaren Beschichtungszusammensetzung zu bewirken.

13. Verfahren nach Anspruch 12, worin die strahlungshärtbare Überzugszusammensetzung umfaßt:

(a) ein polyethylenisch ungesättigtes Oligomer,

(b) ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, welches ein flüssiges Lösungsmittel für das Oligomer darstellt und mit diesem copolymerisierbar ist, und

(c) eine Photoinitiatorzusammensetzung.

14. Verfahren nach Anspruch 13, worin das polyethylenisch ungesättigte Oligomer ein Urethan-Acrylat-Harz ist.

15. Verwendung optischer Faser(n) nach Anspruch 1 bei der Verlegung, bei der die Faser(n) entlang eines röhrenförmigen Wegs mit Hilfe des Fluid-Strömungswiderstands eines gasförmigen Mediums vorangetrieben wird (werden)

16. Verwendung nach Anspruch 15,worin die Stoffteilchen hohle oder massive Mikrosphären umfassen.

17. Verwendung nach Anspruch 16, worin die genannten hohlen oder massiven Mikrosphären aus Glas sind.

18. Verwendung nach Anspruch 16, worin die genannten hohlen oder massiven Mikrosphären aus einem Polymermaterial sind.

19. Verwendung nach irgeneinem der Ansprüche 16 bis 18, worin die genannten hohlen Mikrosphären einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 100 Mikron aufweisen.

20. Verwendung nach Anspruch 19, worin die genannten hohlen Mikrosphären einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 60 Mikron aufweisen.

21. Verwendung nach Anspruch 15, worin die Stoffteilchen Polytetrafluorethylenpartikel umfassen.

22. Verwendung nach Ansprüchen 15 bis 21, worin die äußere Beschichtung von 1 bis 40 Volumenprozent der Stoffteilchen enthält.

23. Verwendung nach Anspruch 22, worin die äußere Beschichtung von 5 bis 30 Volumenprozent der Stoffteilchen enthält.

24. Verwendung nach irgeneinem der Ansprüche 15 bis 23, worin das beschichtete optische Fasersystem zusätzlich zur genannten äußeren Beschichtung eine oder mehrere Zwischenbeschichtungen umfaßt.

25. Verwendung nach Anspruch 24, worin das genannte beschichtete optische Fasersystem zusätzlich zur genannten äußeren Beschichtung eine primäre Pufferbeschichtung, eine sekundäre Beschichtung über der primären Beschichtung und eine weitere Pufferbeschichtung, die unterhalb der äußeren Beschichtung liegt, umfaßt.