DE69203393T2 - Flammhemmend beschichtete optische Faser. - Google Patents
Flammhemmend beschichtete optische Faser.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser und insbesondere auf eine flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser, bei welcher ein Überstand einer Lichtleitfaser von ihrer Endfläche während des tatsächlichen Gebrauchs sehr gering ist.
- Seit jüngster Zeit besteht eine steigende Nachfrage, die Entflammungsverzögerung von verschiedenen Büro-Automatisationsvorrichtungen sicherzustellen. Dieser Trend wird begleitet davon, daß eine positive Entflammungsverzögerung bei beschichteten Lichtleitfasern, die für die Verdrahtung dieser Vorrichtungen verwendet werden, zunehmend erforderlich wurde.
- Wie in der Schnittansicht der Fig. 1 gezeigt, weist eine typische beschichtete Lichtleitfaser eine Lichtleitfaser 1, eine erste Beschichtungsschicht 2, die die Faser 1 umgibt und eine zweite Beschichtungsschicht 3 auf, die die Schicht 2 umgibt.
- Um eine flammverzögernde Version dieser beschichteten Lichtleitfaser zu erhalten, wird gemäß einer allgemein bekannten Anordnung z.B. ein selbstverlöschender wärmeaushärtender Siliconkautschuk als Material für die erste Beschichtungsschicht 2 verwendet.
- Mittels der beschichteten Lichtleitfaser, deren erste Beschichtungsschicht aus dem wärmeaushärtenden Siliconkautschuk besteht, ist es jedoch schwierig, ihre Entflammungsverzögerung auf einen Wert zu verbessern, der den von UL1581 vorgeschriebenen VW-1 Test besteht.
- Demgemäß ist eine vorgeschlagene flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser dergestalt, daß der wärmeaushärtende Siliconkautschuk für eine erste Beschichtungsschicht verwendet wird. Und diese Beschichtungsschicht wird mit einer zweiten Beschichtungsschicht umgeben, die aus einem Kunststoffmaterial besteht, das mit einem bromierten Flammenhemmstoff, wie z.B. Dekabromdiphenyloxid oder Tetrabrom-Phthalsäureanhydrid gemischt wurde Diese beschichtete Lichtleitfaser weist aufgrund eines synergistischen Effekts, der durch die selbstverlöschende Eigenschaft des wärmeaushärtenden Siliconkautschuks für die erste Beschichtungsschicht und die gute Entflammungsverzögerung des bromierten Flammenhemmstoffs bei der zweiten Beschichtungsschicht erzeugt wird, eine nennenswerte Entflammungsverzögerung auf.
- Bei der beschichteten Lichtleitfaser, die von der ersten, aus dem wärmeaushärtenden Siliconkautschuk bestehenden Beschichtungsschicht umgeben ist, ist jedoch die Haftwirkung der zweiten Beschichtungsschicht an der ersten Beschichtungsschicht nicht ausreichend. In einigen Fällen kann deshalb die Lichtleitfaser als ein Kern der beschichteten Lichtleitfaser von der Endfläche der beschichteten Faser vorstehen, wenn sie wiederholt Temperaturänderungen unterzogen wird, wobei dadurch eine Lichtquelle, die direkt mit der Lichtleitfaser verbunden ist, beschädigt wird.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser mit einer hohen Entflammungsverzögerung bereitzustellen.
- Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser bereitzustellen, bei der ein Überstand einer Lichtleitfaser von ihrer Endfläche während des tatsächlichen Gebrauchs klein genug ist, um eine Beschädigung einer Lichtquelle, die direkt mit der Faser verbunden ist, zu verhindern.
- Um die obengenannten Aufgaben zu lösen, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser bereitgestellt, die aufweist:
- eine Lichtleitfaser; eine erste Beschichtungsschicht, die die Lichtleitfaser bedeckt, wobei die erste Beschichtungsschicht ein ultraviolett aushärtendes Harz aufweist; und eine zweite Beschichtungsschicht, die die erste Beschichtungsschicht bedeckt, wobei die zweite Beschichtungsschicht ein Material aufweist, das 20 bis 70 Gewichtsteile Ethylen-bistetrabromphthalimid und 5 bis 40 Gewichtsteile Antimontrioxid enthält basierend auf 100 Gewichtsteilen des thermoplastischen Polyesterelastomers.
- Fig. 1 ist ein Schnitt eines Lichtleitfaserkabels.
- Eine erste Beschichtungsschicht einer flammverzögernd beschichteten Lichtleitfaser gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein ultraviolett aushärtendes Harz auf.
- Obwohl die zu verwendenden ultraviolett aushärtenden Harze nicht in besonderer Weise eingeschränkt sind, schließen zur Verfügung stehende ultraviolett aushärtende Harze z.B. Urethanacrlyate auf der Basis von Polyether, Polyester, Epoxy- und Polybutadien oder Siliconacrylate auf.
- Diese ultravioiett aushärtenden Harze haften stark an einer zweiten Beschichtungsschicht (später erwähnt), so daß die Verbindungsfestigkeit zwischen der ersten und zweiten Beschichtungsschicht verstärkt wird.
- Somit dienen die ultraviolett aushärtenden Harze dazu, einen Abschnitt des Überstands der Lichtleitfaser, der von der Endfläche der beschichteten Faser während des tatsächlichen Gebrauchs der beschichteten Faser vorsteht, zu reduzieren.
- Die zweite Beschichtungsschicht ist eine Harzzusammensetzung, die thermoplastisches Polyesterelastomer als Basismaterial, vermischt mit Ethylen-bis-tetrabromphthalimid als bromierter Flammenhemmstoff und mit Antimon-Trioxid als flammhemmendes Hilfsmittel, aufweist.
- Die zweite Beschichtungsschicht, die Ethylen-bis-tetrabromphthalimid als Flammenhemmstoff enthält, hat im Vergleich zu denjenigen, bei denen andere bromierte Flammenhemmstoffe verwendet werden, eine hervorragende Haftwirkung an der ersten Beschichtungsschicht, und der oben erwähnte Überstand der Lichtleitfaser kann minimiert werden.
- Der Zusatz (Belastung) des Ethylen-bis-tetrabromphthalimids wird auf 20 bis 70 Gewichtsteile basierend auf 100 Gewichtsteilen von thermoplastischem Polyester-Elastomer eingestellt. Wenn die Belastung weniger als 20 Gewichtsteile beträgt, ist die Entflammungsverzögerung der resultierenden Harzzusammensetzung nicht ausreichend. Wenn die Belastung höher als 70 Gewichtsteile ist, ist andererseits die Haftung an der ersten Beschichtungsschicht nicht ausreichend, so daß die Größe des Überstands der Lichtleitfaser während des tatsächlichen Gebrauchs nicht mehr tolerierbar ist. Vorzugsweise sollte die Belastung im Bereich von 30 bis 60 Gewichtsteilen basierend auf 100 Gewichtsteilen von thermoplastischem Polyesterelastomer liegen und eine optimale Basis wäre zwischen 30 und 40 Gewichtsteile.
- Antimontrioxid ist ein flammhemmendes Hilfsmittel, welches in Kombination mit Ethylen-bis-tetrabromphthalimid dazu dient, die Entflammungsverzögerung zu verbessern und seine Belastung wird auf 5 bis 40 Gewichtsteile basierend auf 100 Gewichtsteile von thermoplastischem Polyesterelastomer eingestellt. Wenn die Belastung geringer als 5 Gewichtsteile ist, kann dieses Material keine flammverzögernde Wirkung bereitstellen. Wenn die Belastung andererseits 40 Gewichtsteile überschreitet, verlängert sich der Überstand der Lichtleitfaser während des tatsächlichen Gebrauchs der beschichteten Faser. Vorzugsweise liegt die Belastung im Bereich von 7 bis 30 Gewichtsteilen basierend auf 100 Gewichtsteilen von thermoplastischem Polyesterelastomer und eine optimale Basis wäre 10 bis 25 Gewichtsteile.
- Die mit Flammenhemmstoff beschichtete Lichtleitfaser gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt z.B. durch Beschichten einer Lichtleitfaser mit der obengenannten ersten Beschichtungsschicht, dann Bestrahlen der resultierenden Struktur mit ultravioletten Strahlen, um die erste Beschichtungsschicht zu behandeln und weiterhin Extrusionsbeschichten der ersten Beschichtungsschicht mit der obengenannten zweiten Beschichtungsschicht. Die Menge an ultravioletten Strahlen, die auf die erste Beschichtungsschicht aufgebracht wird, liegt vorzugsweise zwischen 100 bis 1000 mJ/cm² und die Extrusionstemperatur liegt vorzugsweise zwischen ca. 210 bis 240ºC.
- Lichtleitfasern mit einem Durchmesser von jeweils 0,125 mm wurden jeweils mit ersten Beschichtungsschichten (0,14mm dick), wie in Tabelle 1 gezeigt, beschichtet. Für die Beispiele 1 bis 4 und Kontrollen 1 bis 5 wurde die erste Beschichtungsschicht gebildet, indem zuerst ein ultraviolett aushärtendes Harz (einschließlich eines Photopolymerisierungs-Initiators) auf jede Lichtleitfaser aufgetragen wird und dann die resultierende Struktur mit 300 mJ/cm² ultravioletter Strahlen bestrahlt wird. Für die Kontrollen 6 bis 8 wurde die erste Beschichtungsschicht gebildet durch Auftragen eines Siliconharzes auf jede Lichtleitfaser und Aushärten des Harzes durch Erwärmen.
- Die Entflammungsverzögerung und Lichtleitfaser-Überstände der dergestalt erhaltenen einzelnen beschichteten Lichtleitfasern wurden gemäß den folgenden Spezifikationen untersucht. Die Meßergebnisse sind unten in Tabelle 1 gezeigt.
- Entflammungsverzögerung: Der VW-1-Test wurde gemäß dem von UL1581 vorgeschriebenen Verfahren ausgeführt. Die Kreise und Kreuze bedeuten "akzeptabel" bzw. "nicht akzeptabel".
- Überstand: Jede beschichtete Lichtleitfaser wurde auf eine Länge von 1,5 m geschnitten, das geschnittene Stück wurde 100 Zyklen eines Wärmezyklustests in einem Bereich von -40 bis 80ºC unterzogen und der Überstand wurde im Profil durch Verwendung eines universellen Projektors gemessen. Die Kreise stellen die Proben mit Lichtleitfaserüberständen von weniger als 0,5 mm dar, während Kreuze diejenigen Proben mit Faserüberständen von mehr als 0,5 mm darstellen. Tabelle 1 Beispiel Nr. Kontrolle Nr. Material der ersten Beschichtungsschicht ultraviolett aushärt. Harz ultraviolett aushärtendes Harz Siliconharz Zusammensetzung der zweiten Beschictungsschicht (Gewichtsteile) HYTREL HTC2551*¹ SAYTEX BT93*² Terabrom-Phthalsäureanhydrid Entflammungsverzögerung Überstand *1: Marke: thermoplastisches Polyesterelastomer von Toray-Dupont Industries. Inc. *2: Marke: Ethylen-bis-tetrabromphthalimid von SAYTEX Co., Ltd. *3: ultraviolett aushärtendes Urethan-Acrylatharz auf Polyester-Basis *4: warmeaushärtendes Harz
Claims (4)
1. Flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser, die
aufweist:
eine Lichtleitfaser (1); eine erste Beschichtungschicht (2)
die die Lichtleitfaser bedeckt, wobei die erste
Beschichtungsschicht ein ultraviolett aushärtendes Harz aufweist;
und eine zweite Beschichtungsschicht (3), die die erste
Beschichtungsschicht bedeckt, wobei die zweite
Beschichtungsschicht ein thermoplastisches Polyesterelastomer aufweist,
das 20 bis 70 Gewichtsteile Ethylen-bis-tretrabromphthalimid
und 5 bis 40 Gewichtsteile Antimontrioxid enthält basierend
auf 100 Gewichtsteilen des thermoplastischen
Polyesterelastomers
2. Flammverzögernd beschichtete Lichtleitfaser nach Anspruch
1, wobei die erste Beschichtungsschicht ein polymerisiertes
ultraviolett aushärtendes Harz ist, das aus
Urethanacrylatverbindungen und Silikonacrylatverbindungen ausgewählt ist.
3. Verfahren für die Herstellung einer flammverzögernd
beschichteten Lichtleitfaser wie in Anspruch 1 definiert, das
das Beschichten einer Lichtleitfaser init einem ultraviolett
aushärtenden Harz, Bestrahlen der entstehenden beschichteten
Faser mit ultravioletten Strahlen und Extrusionsbeschichten
der ersten beschichteten Faser, die so erhalten wurde, mit
einem thermoplastischen Polyesterelastomer, das 20 bis 70
Gewichtsteile Ethylen-bis-tetrabromphthalimid und 5 bis 40
Gewichtsanteile Antimontrioxid beinhaltet basierend auf 100
Gewichtsanteilen des thermoplastischen Polyesterelastomers,
umfaßt.
4. Verwendung von flammverzögernd beschichteten
Lichtleitfasern wie in Anspruch 1 definiert in einem elektronischen
Automationsgerät mit erhöhter Feuerbeständigkeit.
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| Date | Code | Title | Description |
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| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |