PL178267B1

PL178267B1 - Element włókna światłowodowego

Info

Publication number: PL178267B1
Application number: PL94314429A
Authority: PL
Inventors: James R. Novack; Bryon J. Cronk; James W. Laumer; Tracy R. Woodward; David A. Krohn
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1993-11-15
Filing date: 1994-11-07
Publication date: 2000-03-31
Also published as: BR9408053A; EP0729443A1; DE69420149D1; JP3588358B2; CN1246457A; CA2174539A1; CZ138196A3; JPH09505267A; AU1172595A; ZA948253B; CN1050825C; JP3568956B2; TW258793B; CA2174539C; KR100321507B1; EP0729443B1; US5381504A; DE69420149T2; USRE36146E; AU692813B2

Abstract

1. Element wlókna swiatlowodowego, znamien- ny tym, ze zawiera: wlókno swiatlowodowe majace op- tyczna rozwartosc liczbowa wynoszaca od 8,08 do 0,34, oraz powloke ochronna przytwierdzona do zewnetrznej powierzchni wymienionego wlókna swiatlowodowego, przy czym wymieniona powloka ochronna ma wartosc twardosci Shore'a wynoszaca 65 lub wiecej. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest element włókna światłowodowego, a bardziej szczegółowo, element włókna światłowodowego zawierający włókno światłowodowe mające powłokę ochronną przytwierdzoną do jego zewnętrznej powierzchni w celu zabezpieczenia włókna światłowodowego w trakcie tworzenia połączenia.

Podczas konstrukcji elementów włókien światłowodowych na bazie szkła, powłokę zwykle nanosi się na szklane włókno światłowodowe bezpośrednio po jego ciągnięciu, w celu ochrony powierzchni szkła przed mogącym mieć miejsce szkodliwym działaniem ataku chemicznego i/lub mechanicznego. Takie postacie ataku,, na które szkło włókien światłowodowych jest szczególnie podatne, znacznie obniżają wytrzymałość mechaniczną włókien światłowodowych i prowadzą do przedwczesnego zniszczenia.

178 267

Tradycyjnie, na włókna światłowodowe stosuje się kilka powłok, z których każda służy określonemu celowi. Najpierw stosuje się miękką powłokę w celu ochrony włókna przed stratami powodowanymi przez mikrozginanie, a następnie drugą, twardszą powłokę nakłada się na pierwszą, miękką powłokę dla nadania odporności na ścieranie.

Proces tworzenia połączenia (tj. sprzęganie elementu włókna światłowodowego z innym elementem włókna światłowodowego lub z innym elementem optycznym za pomocąurządzenia łączącego lub za pomocą złączki optycznej, tradycyjnie pociąga za sobą usunięcie wszystkich warstw powłoki tak, żeby odsłonić nagą powierzchnię szklaną. Powierzchnię szkła zwykle czyści się przez wytarcie miękką ściereczką zwilżoną alkoholem takim jak izopropanol. Włókno przytwierdza się następnie do pierścienia złączki lub urządzenia łączącego - przy użyciu kleju, takiego jak klej epoksydowy, gorący roztop, lub klej akrylowy. Po utwardzeniu (lub ochłodzeniu) kleju, końcówkę włókna poleruje się i proces tworzenia połączenia jest zakończony.

W trakcie procesu tworzenia połączenia, włókno światłowodowe jest bardzo podatne na uszkodzenia. Najpierw włókno może być nacięte podczas usuwania powłoki przez ostrza narzędzia używanego do usuwania zewnętrznej powłoki. Po usunięciu powłoki, nagie włókno wystawione jest na działanie lokalnego środowiska, które na ogół obejmuje parę wodną i cząsteczki kurzu. Woda działa chemicznie na powierzchnię szkła, a kurz działa jak środek ścierny. Oba te działania przyczyniają się do niszczenia włókna szklanego. Większość uszkodzeń układów włókna światłowodowego ma tendencję do występowania w miejscach zainstalowania złączki.

Jedno z rozwiązań zagadnienia usuwania powłoki z włókna i odsłaniania w trakcie tworzenia złącza zaproponowano w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 973 129. Wymieniony opis patentowy ujawnia element włókna światłowodowego, w którym na powierzchnię szklanego włókna światłowodowego mającego optyczną rozwartość liczbową (NA) wynoszącą 0,35 lub więcej stosuje się kompozycję żywicy o wartości twardości Shore'a wynoszącej 65 lub więcej (wyszczególniona w Japanese Industrial Standards w temperaturze pokojowej. Żywicę następnie utwardza się tworząc podkładową warstwę powłoki, która nie musi być zdzierana z włókna światłodowego w czasie tworzenia połączenia. Wprost przeciwnie, warstwa podkładowa pozostaje na włóknie podczas tworzenia połączenia (i potem) w celu zapobieżenia uszkodzeniom włókna opisanym powyżej. Za użyteczne włókna światłowodowe uważa się włókna mające wartość NA 0,35 lub większą, ponieważ straty optyczne powodowane przez mikrozginanie („straty mikrozginania”) wzrastają po pokryciu włókna światłowodowego taką twardą żywicą. Stwierdzono, że we włóknach światłowodowych o wartości NA poniżej 0,35, straty spowodowane mikrozginaniem są tak duże, że komunikacja optyczna staje się niepraktyczną. Jednak, gdy NA włókna światłowodowego wynosi 0,35 lub więcej, straty mikrozginania nie stanowią problemu.

Niestety, elementy włókna światłowodowego, które wymagają włókna światłowodowego mającego wartość NA 0,35 lub więcej nie są przydatne z ekonomicznego punktu widzenia. Jak wiadomo, NA jest miarą kąta światła, które zostanie przyjęte i transmitowane we włóknie światłowodowym. Elementy włókien światłowodowych mające wartość NA 0,35 lub więcej, znajdują ograniczone zastosowanie w komunikacji, przekazywaniu danych i innych zastosowaniach o dużej szerokości pasma z dwóch powodów: 1) ograniczonej zdolności przenoszenia informacji i 2) niekompatybilności z istniejącymi, standaryzowanymi włóknami komunikacyjnymi (które normalnie mająwartości NA mniejsze od 0,29). Zdolność włókna optycznego do przenoszenia informacji wyrażana jest zwykle jako szerokość pasma. Szerokość pasma jest miarą maksymalnej szybkości przy której informacja może przejść przez włókno światłowodowe (zwykle wyrażana w MHz-km). Szerokość pasma jest odwrotnie proporcjonalna do NA, ponieważ mody wyższego rzędu (analogiczne do większych kątów padania światła) mają dłuższe ścieżki we włóknie, co powoduje rozszerzenie lub rozproszenie impulsu. Ograniczenie szerokości pasma elementu włókna światłowodowego występuje wtedy, gdy poszczególne impulsy przechodzące przez to włókno nie mogą być już dłużej odróżnione od siebie z uwagi na rozproszenie. TAk więc, im większajest wartość NA włókna światłowodowego, tym mniejszajest szerokość pasma włókna (a zatem zdolność przenoszenia informacji). Większość ekonomicznie przydatnych

178 267 włókien światłowodowych ma wartość NA wynoszącą0,29 lub mniej. W porównaniu ze zdolnością przenoszenia informacji takich ekonomicznie przydatnych włókien światłowodowych, włókna mające wartości NA 0,35 lub większe, przenoszą znacznie mniej informacji w danym okresie czasu, a zatem są niepożądane.

Niekompatybilność staje się problem, gdy jeden element włókna światłowodowego łączy się na długość lub podłącza za pomocązłączki z innym elementem włókna światłowodowego. W takim przypadku, ważne jest zminimalizowanie tłumienia sygnału w punkcie połączenia. Gdy element włókna światłowodowego o wyższej wartości NA zostanie złączony z włóknem o niższej wartości NA, całe światło przekraczające wartość NA przyjmującego włókna zostanie stłumione. Zdolność przenoszenia światła jest proporcjonalna do kwadratu wartości NA. Tak więc, przykładowo, 38% światła zostanie stracone, podczas przenoszenia od włókna o wartości NA wynoszącej 0,35 do włókna o wartości NA 0,275. Jest to znacząca i nie do zaakceptowania strata sygnału.

Zgodnie z tym, istnieje potrzeba elementu włókna światłowodowego, który chroniłby włókno światłowodowe w trakcie tworzenia połączenia, i który pozwoliłby na zastosowanie włókien światłowodowych o wartości NA mniejszej niż 0,35.

Istota wynalazku

Niniejszy wynalazek obejmuje element włókna światłowodowego zawierający włókno światłowodowe mające optyczną rozwartość liczbową (NA) wynoszącą od 0,08 do 0,34 oraz powłokę ochronną przytwierdzoną do zewnętrznej powierzchni włókna światłowodowego. Powłoka ochronna ma wartość twardości Shore'a 65 lub większą i pozostaje na włókninie światłowodowym (tzn. nie jest usuwana z włókna) w trakcie tworzenia połączenia, tak że włókno nie jest ani uszkadzane przez ostrza narzędzi usuwających powłokę, ani przez poddanie atakowi chemicznemu lub fizycznemu, np. przez parę wodną lub kurz.

Korzystnie element włókna światłowodowego zawiera również bufor, który zasadniczo otacza włókno światłowodowe i powłokę ochronną. Bufor może zawierać wewnętrzną warstwę elastyczną oraz zewnętrzną warstwę sztywną. Wewnętrzna warstwa elastyczna korzystnie ma odpowiednio niski moduł (tj. od 0,5 do 20 MPa) w celu zapewnienia ochrony elementowi włókna światłowodowego przed stratami mikrozginania. Zewnętrzna warstwa sztywna korzystnie ma odpowiednio wysoki moduł (tj. od 500 do 2500 MPa) dla ochrony warstw leżących poniżej przed ścieraniem i uszkodzeniami mechanicznymi.

Powłoka ochronna korzystnie tworzy adhezyjne wiązanie z oboma włóknami światłowodowymi oraz z wewnętrzną warstwą elastyczną bufora. W ten sposób powłoka ochronna i bufor tworzą integralną powłokę. Jednak w trakcie tworzenia połączenia wystarczająca ilość buforu musi być usunięta tak, aby umożliwić wstawienie i przyklejenie do złączki lub urządzenia łączącego na długość włókna światłowodowego wraz z powłoką ochronną. Aby to ułatwić, wiązanie utworzone pomiędzy powłoką ochronną a włóknem światłowodowymjest silniejsze od wiązania utworzonego pomiędzy powłoką ochronną a wewnętrznąwarstwą elastyczną, umożliwiając w ten sposób łatwe usuwanie bufora z włókna i jego powłoki ochronnej.

Niniejszy wynalazek obejmuje również sposób wytwarzania elementu włókna światłowodowego. Sposób ten obejmuje następujące etapy: dostarcza się włókno światłowodowe posiadające optyczną rozwartość liczbową w zakresie od 0,08 do 0,34; oraz przytwierdza się powłokę ochronną do zewnętrznej powierzchni włókna światłowodowego, przy czym powłoka ochronna korzystnie ma wartość twardości Shore'a 65 lub większą.

Sposób ten może dalej obejmować etap nakładania bufora, który zasadniczo otacza włókno światłowodowe oraz powłokę ochronną, przy czym bufor zawiera wewnętrzną powłokę elastyczną i zewnętrzną powłokę sztywną.

Figura 1 przedstawia element włókna światłowodowego skonstruowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem, zawierającego włókno światłowodowe, powłokę ochronną i bufor; fig. 2 przedstawia graficznie analizę zmęczenia dynamicznego (wykres Weibulla) elementu włókna światłowodowego według przykładu 1; fig. 3 przedstawia graficznie wyniki próby na mikrozgi6

178 267 nanie dla przykładów 2,3,5 i 6; oraz fig. 4 przedstawia graficznie wyniki próby na mikrozginanie dla przykładów 5 i 6.

Figura 1 ukazuje element włókna światłowodowego 10 skonstruowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem. Element włókna światłowodowego 10 zawiera włókno światłowodowe 12 powłokę ochronną 14 oraz bufor 16. Włókno światłowodowe 12 dalej zawiera rdzeń 12A oraz okładzinę 12B. Rdzeń 12A i okładzina 12B sąkorzystnie wykonane ze szkła, lecz mogą również być utworzone z innego, odpowiedniego tworzywa. NA przykład, rdzeń 12Amoże być wykonany również z polimetylometakrylanu, polistyrenu, poliwęglanu, stopów powyższych tworzyw, fluorowanych lub deuterowanych analogów powyższych tworzyw, fluoropolimerów i ich stopów, oraz silikonów. Okładzina 12B może być zrobiona również z tworzyw innych niż szkło, takich jak fluoropolimerów', fluoroelastomerów, lub silikonów⁷. Bufor 16 wzdłużnie otacza włókno światłowodowe 12 i powłokę ochronną 14, i korzystnie zawiera wewnętrzną warstwę elastyczną 18 i zewnętrzną warstwę sztywną 20. Wewnętrzna warstwa elastyczna 18 zapewnia elementowi włókna światłowodowego 10 ochronę przeciwko stratom mikrozginania, podczas gdy zewnętrzna warstwa sztywna 20 chroni warstwy leżące poniżej przed ścieraniem i uszkodzeniami mechanicznymi.

Włókno światłowodowe 12 może mieć każdy wymagany zakres wartości optycznej rozwartości liczbowej (NA), lecz korzystnie ma wartość NA w zakresie od 0,8 do 0,34. Dalej, włókno światłowodowe 12 może być włóknem o pojedynczym modzie (tj. podtrzymuje tylko jedną ścieżkę, którą promień światła może przepływać podczas drogi wzdłuż elementu włókna światłowodowego) lub też włóknem wielomodowym, tj. zdolne do podtrzymywania wielu ścieżek dla promieni światła w celu umożliwienia im przepływu wzdłuż elementu włókna światłowodowego). Gdy włókno światłowodowe 12 jest włóknem o pojedynczym modzie, wartość jego NA korzystnie ma zakres od około 0,11 do około 0,20. Gdy włókno światłowodowe 12 jest włóknem wielomodowym, wartość jego NA korzystnie ma zakres od około 0,26 do około 0,29.

Powłoka ochronna 14 przytwierdzonajest do zewnętrznej powierzchni włókna światłowodowego 12 (a dokładniej, do zewnętrznej powierzchni okładziny 12B). W trakcie procesu tworzenia połączenia, bufor 16 usuwa się ze wstępnie określonej długości końcówki elementu włókna światłowodowego 10 w celu umożliwienia prawidłowego wstawienia włókna i jego związania ze złączką włókna światłowodowego lub z urządzeniem łączącym na długość. Jednak powłoka ochronna 14 pozostaje na zewnętrznej powierzchni włókna światłowodowego 12 (tj. nie jest ona usuwana z włókna) w trakcie procesu tworzenia połączenia i później. W ten sposób powłoka ochronna 14 zapobiega uszkodzeniom włókna światłowodowego 12 przez ostrza narzędzia usuwającego powłokę (używanego do zdejmowania bufora 16) lub osłabieniu przez atak chemiczny lub fizyczny ze strony np. pary wodnej lub kurzu, które mogłyby powstać w przypadku, gdyby na ich działanie była wystawiona naga powierzchnia szkła włókna światłowodowego. Powłoka ochronna 14 powinna mieć wystarczająco wysoki stopień twardości, aby była odporna na działanie sił mechanicznych i ścieranie. W szczególności powłoka ochronna 14 powinna umożliwić posługiwanie się, usuwanie, czyszczenie, i umocowanie elementu włókna światłowodowego 10 wewnątrz złączki lub urządzenia łączącego na długość, nie powodując żadnych uszkodzeń powierzchni włókna światłowodowego 12. Co więcej, raz zamocowana i związana wewnątrz złączki lub urządzenia łączącego, powłoka ochronna 14 powinna być twarda na tyle, aby włókno światłowodowe 12 nie przejawiało strat sygnału spowodowanych ruchem promieniowym powleczonego włókna wewnątrz złączki lub urządzenia łączącego. Powłoka ochronna 14 jest wystarczająco twarda dla tych zastosowań, gdy jej wartość twardości Shore'a wynosi 65 lub więcej (oznaczanej według ASTM D-2240).

Oprócz wartości twardości Shore'a wynoszącej 65 lub więcej, idealna powłoka ochronna powinna również zapewnić:

1) barierę dla pary wodnej, kurzu, i innych czynników chemicznego lub mechanicznego ataku na szklane włókno światłowodowe;

2) takącharakterystykę powierzchni, aby powłoka ochronna przylegała silnie do zewnętrznej powierzchni szkła włókna światłowodowego, tak aby nie była łatwo usuwalna, i jednocześ178 267 nie, aby przylegała słabo do bufora, tak, tak aby bufor mógł być łatwo usunięty z powleczonego włókna światłowodowego nie powodując przy tym żadnych uszkodzeń włókna; oraz

3) zdolność do tworzenia silnych wiązań z klejami stosowanymi do przytwierdzania włókien światłowodowych do złączek i urządzeń łączących.

Dowolna powłoka posiadająca wartość twardości Shore'a 65 lub większą, i która zapewnia, co najmniej w pewnym stopniu, wszystkie lub większość wyżej wymienionych własności, może być zastosowana jako powłoka ochronna 14. Ponieważ element włókna światłowodowego według wynalazku nie jest ograniczony żadną szczególną grupą tworzyw przeznaczonych na powłokę ochronną, zidentyfikowano dużą ilość odpowiednich tworzyw. Na przykład, powłoka ochronna może zawierać polioksan o epoksydowych grupach funkcyjnych, o następującym wzorze:

R R R R

w którym, stosunek a do b wynosi od około 1:2 do około 2:1; oraz R oznacza grupę alkilową zawierającą od jednego do trzech atomów węgla.

Takie polisiloksany o epoksydowych grupach funkcyjnych zostały opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych nr 4 822 687, oraz w równoległym zgłoszeniu patentowym Stanów Zjednoczonych nr serii 07/861 647, zgłoszonym 1 kwietnia 1992.

Korzystnie, powłoka ochronna dalej zawiera eter dwuglicydylowy bisfenolu A, w postaci żywicy, o wzorze:

w którym, średnia wartość n wynosi od 0, do 2.

Korzystniej, średnia wartość n jest mniejsza niż 1.

Odpowiednimi eterami dwuglicydylowymi bisfenolu A w postaci żywic są dostępne na rynku produkty The Dow Chemical Company jako D.E.R™ 331 i D.E.R™ 332, oraz również produkty firmy Shell Oil Company jako Epon^Tm 828. Eter dwuglicydylowy bisfenolu A w postaci żywicy może być obecny w powłoce ochronnej w ilości wynoszącej od około 0% do 20% wagowych, a polisiloksan o epoksydowych grupach funkcyjnych może być obecny w ilości wynoszącej od około 80% do 100% wagowych. Zawartość procentowa eteru dwuglicydylowego bisfenolu A w postaci żywicy w powłoce ochronnej może być zwiększona do około 30% wagowych poprzez zmniejszenie w polisiloksanie o epoksydowych grupach funkcyjnych górnej granicy wartości stosunku a do b do około 1,5:1 (tak, że wartość ta mieści się w granicach od 1:2 do 1,5: 1). Należy zauważyć, że powłoka ochronna może zawierać inne składniki (np. katalizatory, sensybilizatory, stabilizatory, itp). Zatem, powyższe wagowe zawartości procentowe oparte są jedynie na podstawie całkowitej zawartości eteru dwuglicydylowego bisfenolu A w postaci żywicy obecnego w powłoce ochronnej.

178 267

Jako dodatkowy przykład tworzywa przeznaczonego na powłokę ochronną, można stosować jako powłokę ochronną sam wyżej wymieniony eter dwuglicydylowy bisfenolu A w postaci żywicy (czyli bez żadnego dodatkU polisiloksanu o grupach epoksydowych).

Dalszy przykład tworzywa odpowiedniego na powłokę ochronną obejmuje wyżej opisany polisiloksan zawierający grupy epoksydowe wraz z cykloalifatycznym epoksydem o strukturze:

Odpowiednie cykloalifatyczne epoksydy są dostępne na rynku z firmy Union Carbide pod nazwą handlową ERL-4221. W tym przypadku, stosunek a do b w polisiloksanie zawierającym grupy epoksydowe korzystnie wynosi od około 1:2 do około 1,5:1, a cykloalifatyczny epoksydjest obecny w powłoce ochronnej w ilości procentowej wynoszącej od około 0 do 50% wagowych (przy czym resztę stanowi polisiloksan zawierający grupy epoksydowe). Tak jak poprzednio, wagowe zawartości procentowe oparte są na całkowitej zawartości polisiloksanu zawierającego grupy epoksydowe oraz cykloalifatycznego epoksydu obecnych w powłoce ochronnej.

Inny przykład tworzywa odpowiedniego na powłokę ochronną zawiera wyżej wymienione polisiloksan zawierający grupy epoksydowe i cykloalifatyczny epoksyd wraz z alfa-olefinowym epoksydem o wzorze:

O / \

R—C—C-H w którym R oznacza alkil zawierający od 10 do 16 atomów węgla. Takie epoksydy alfa-olefinowe są dostępne na rynku pod nazwą Vikolox™ firmy AtochemNorth America, Inc., Buffalo, New York. Korzystnie, epoksyd alfa-olefinowy jest obecny w powłoce ochronnej w procentowej zawartości wynoszącej około 20% wagowych, cykloalifatyczny epoksyd jest obecny w procentowej zawartości wynoszącej od około 27% do 53% wagowych, a polisiloksan zawierający grupy epoksydowe stanowi uzupełnienie do 100%%. Dalej, w polisiloksanie zawierającym grupy epoksydowe stosunek a do b korzystnie wynosi od około 1,5:1 do 2:1. I znowu, wagowe zawartości procentowe bazująna całkowitej zawartości polisiloksanu zawierającego grupy epoksydowe, cykloalifatycznego epoksydu, oraz epoksydu alfa-olefinowego obecnych w powłoce ochronnej.

Kolejnym przykładem tworzywa na powłokę ochronną według niniejszego wynalazkujest nowolakowy epoksyd o wzorze:

178 267 w którym średnia wartość n wynosi od 0,2 do 1,8. Korzystna wartość n wynosi 0,2. Takie nowolakowe epoksydy są dostępne na rynku pod nazwą D.E.N.™ 431 i D.E.N.™ 439 z firmy The Dow Chemical Company.

Jak już wspomniano powyżej, bufor 16 korzystnie obejmuje wewnętrzną warstwę elastyczną 18 oraz zewnętrzną warstwę sztywną 20. Stwierdzono, że poprzez włączenie stosunkowo miękkiej, elastycznej warstwy 18 do zewnętrznej, wzdłużnej powierzchni powłoki ochronnej 14, minimalizuje się straty mikrozginania. Zatem, pomimo iż powłoka ochronna 14 ma wysoki stopień twardości (twardość Shore'a 65 lub większa), stosunkowo miękka wewnętrzna warstwa elastyczna 18 pozwala na stosowanie w elemencie włókna światłowodowego według wynalazku włókien światłowodowych posiadających właściwie dowolną wartość NA bez występowania wysokich nie do zaakceptowania strat mikrozginania. Dzięki temu, mogąbyć stosowane przydatne z ekonomicznego punktu widzenia włókna światłowodowe mające wartość NA wynoszące od 0,08 do 0,34.

W celu zapewnienia wystarczającej ochrony przed stratami mikrozginania, wewnętrzna warstwa elastyczna 18 korzystnie ma moduł wynoszący od 0,5 do 20 MPa. Korzystne jest również, gdy wewnętrzna warstwa elastyczna 18 jest zdolna wiązania z powłokąochronną 14. W ten sposób, warstwa ochronna 14 i bufor 16 razem stanowią integralną powłokę dla włókna światłowodowego 12. Jakkolwiek, wiązanie pomiędzy powłoką ochronną 14 i wewnętrznąwarstwą elastyczną 18 powinno być wystarczająco słabe, aby bufor 16 mógł być łatwo usunięty z warstwy ochronnej 14. Szczególnie, wiązanie pomiędzy powłoką ochronną 14 i włóknem światłowodowym 12 powinno być silniejsze od wiązania pomiędzy powłoką ochronną 14 a wewnętrzną warstwą elastyczną 18. W ten sposób, bufor 16 może być bez trudu usunięty z elementu włókna światłowodowego 10 bez powodowania żadnych uszkodzeń włókna światłowodowego 12.

Wewnętrzna warstwa elastyczna 18 może być skonstruowana z dowolnego tworzywa mającego powyższe własności fizyczne. Przykłady odpowiednich tworzyw obejmują uretany zawierające akrylanowe lub epoksydowe grupy funkcyjne, silikony, akrylany lub epoksydy. Korzystne są tworzywa, które są łatwo utwardzalne za pomocą promieniowania ultrafioletowego. Tworzywa takie są dostępne na rynku w granicach wymaganego modułu wynoszącego od 0,5 do 20 MPa. Korzystne sąsilikony posiadające akrylanowe grupy funkcyjne, takie silikony dostępne na rynku z firmy Shin-Etsu Silicones ofAmerica, Inc., Torrance, CA. Szczególnie korzystnym silikonem posiadającym akrylanowe grupy funkcyjne jest Shin-Etsu OF-206, który ma oznaczoną wartość modułu wynoszącą 2,5 MPa w temperaturze pokojowej.

Zewnętrzna warstwa sztywna 20 chroni lezące pod nią powłoki przed ścieraniem i siłami ściskającymi. Z tej strony, korzystne jest aby zewnętrzna warstwa sztywna 20 posiadała moduł wynoszący od 500 do 2500 MPa. Nie ograniczające przykłady odpowiednich tworzyw, z których zewnętrzna warstwa sztywna 20 może być wykonana, obejmujjąuretany zawierające akrylanowe lub epoksydowe grupy funkcyjne, silikony, akrylany lub epoksydy. Korzystne są uretany zawierające akrylanowe grupy funkcyjne. Takie uretany z akrylanowymi grupami funkcyjnymi są dostępne na rynku jako produkty firmy DSM Desotech, Inc., Elgin, IL. Szczególnie korzystny akrylanowy uretan, posiadający moduł o wartości 1300 MPa (w temperaturze 23°C), jest dostępny z firmy DeSotech, Inc., pod nazwą DeSolite® 950-103.

Średnice elementu włókna światłowodowego 10 i włókna światłowodowego 12, zarówno jak i grubość powłoki ochronnej 14 oraz bufora 16, są różne w zależności od poszczególnych zastosowań, w których ten element włókna światłowodowego będzie stosowany. Ogólnie, korzystne jest, aby łączna średnica D_o włókna światłowodowego 12 i powłoki ochronnej 14 była kompatybilna ze złączką, urządzeniem łączącym, lub z innym elementem światłowodowym, do którego powleczone włókno światłowodowe ma być wstawione. Zatem, średnica D0 powinna być nie większa (i nie wiele mniejsze) niż zajmowana przez takie elementy. W związku z tym stwierdzono, że gdy średnica D0 wynosi od około 120 do 130 mikrometrów i gdy korzystnie jest równa około 125 mikrometrów, element włókna światłowodowego 10 będzie kompatybilny z większością dostępnych na rynku złączek, urządzeń łączących, i innych elementów światłowodowych. Przy takiej średnicy, grubość powłoki ochronnej 14 może wynosić od około 8 do około

178 267 mikrometrów, grubość okładziny 12B może wynosić od około 8 do około 24 mikrometrów, a średnica rdzenia 12B zasadniczo może wynosić około 62,5 mikrometrów. Należy jednak mieć na uwadze, że takie grubości/średnice stanowią jedynie przykłady obecnych standardów przemysłowych, i mogą one być zmienione bez wykraczania poza zakres niniejszego wynalazku.

W dalszym nawiązaniu do obecnych standardów przemysłowych, całkowita średnica elementu włókna światłowodowego 10 korzystnie wynosi od około 240 do około 260 mikrometrów. Tak więc, grubość wewnętrznej warstwy elastycznej 18 korzystnie wynosi od około 15 do około 8 mikrometrów', a grubość zewnętrznej warstwy sztywnej 20 korzystnie wynosi od około 25 do około 48 mikrometrów. I znowu, takie średnice stanowiąjedynie przykłady obecnych standardów przemysłowych. Zakres niniejszego wynalazku nie może być ograniczony przez żaden szczególny zestaw grubości ani średnic.

Element włókna światłowodowego 10 może być wytwarzany z wykorzystaniem dowolnej tradycyjnej techniki wytwarzania włókna światłowodowego. Takie techniki zasadniczo wykorzystują wieżę do wyciągania, w której wstępnie uformowany szklany pręt ogrzewa się w celu wytworzenia cienkiego włókna szklanego. Włókno jest ciągnięte pionowo w wieży do wyciągania. Wzdłuż tej drogi, włókno przechodzi przez jedną lub więcej stacji powlekania, w których nakłada się i utwardza różne powłoki na świeżo wyciągniętym włóknie. Każda ze stacji powlekania zawiera dyszę przędzalniczą posiadającą otwór wyjściowy, którego rozmiary można dobierać dla nałożenia na włókno pożądanej grubości poszczególnej warstwy. Przy każdej stacji powlekania znajdują się monitory koncentryczności i urządzenia do mierzenia techniką laserową, w celu zapewnienia, aby powłoka nakładana w danej stacji była powlekana koncentrycznie i do pożądanej średnicy.

Aby ułatwić proces powlekania, kompozycje powodujące narastanie powłoki ochronnej 14 i bufora 16korzystnie majjąlepkość wynoszącą od 800 do 15000 cps, i bardziej korzystnie od 900 do 10000 cps. Wygodniej, gdy wewnętrzna warstwa elastyczna 18 i zewnętrzna warstwa sztywna 20 mogąbyć na mokro nakładane w tej samej stacji powlekania, a następniejednocześnie utwardzane.

Aby wynalazek ten mógł być łatwiej zrozumiany, przedstawiono następujące przykłady, których celem jestjedynie ilustrowanie niniejszego wynalazku, i nie powinny one stanowić ograniczenia dla jego zakresu.

PROCES WYCIĄGANIA WŁÓKNA

Przygotowanie wstępnej formy

Na początku przygotowano wstępną formę włókna światłowodowego według opisu patentowego Stanów Zjednoczonych nr 4 217 027.

Wyciąganie włókna

W procesie ciągnięcia stosowano wieżę do ciągnięcia włókna światłowodowego na bazie załączonego układu Nokia, który jest reprezentowany przez wieżę do ciągnięcia włókna NokiaMaillefer (Vantaa, Finlandia). Aby rozpocząć proces ciągnięcia, zastosowano układ dolnego zasilania, w celu kontrolowania prędkości, przy której wstępna forma światłowodu podawana była do wnętrza 15 KW pieca indukcyjnego Lapela z dwutlenku cyrkonu (Lapel Corp., Maspeth, nY), w którym wstępną formę ogrzewano do temperatury, przy której mogła być ona wyciągana na włókno (temperatura pomiędzy około 2200°C do 2250°). Poniżej źródło ciepła, zastosowano laserowy telemetryczny układ pomiaru LeseMike™ do mierzenia średnicy wyciągniętego włókna, oraz do nadzorowania pozycji włókna wewnątrz wieży. Następnie świeżo uformowane włókno przeprowadzono przez stację wstępnego powlekania, w której nakładano powłokę ochronną. Stacja powlekania obejmowała ciągadło wraz z oprawą, układ utwardzania za pomocą mikrofal UV Fusion Systems® Corp., monitor koncentryczności, i kolejny laserowy układ telemetryczny. Ciągadło wraz z oprawą oparte na projekcie Norrsken Corp., składało się z dysz kalibrujących, dyszy wstecznego ciśnienia i z obudowy bezpieczeństwa zamontowanej na platformie dostosowanej do pochylania, do przechylania, do przesunięć wzdłuż osi x-y. Te dostosowania sąużywane do kontrolowania koncentryczności powlekania. Tworzywo przeznaczone na powłokę ochronną dostarczano do ciągadła wraz z oprawą ze zbiornika ciśnieniowego, i nakładano, utwardzano i mierzono w stacji wstępnego powlekania.

178 267

Następnie powleczone włókno przeprowadzono do drugiej stacji powlekania, gdzie na powleczone włókno nakładano bufor. W oczywistych przypadkach wskazane było zastosowanie dwóch warstw bufora jednocześnie nakładając je mokre-na-mokre w drugiej stacji powlekania. W tym przypadku zastosowano dodatkową dyszę kalibrującą oraz dodatkowy zbiornik do dostarczania tworzywa do tej dyszy. Powłoki te nakładano, jedna po drugiej, a następnie utwardzano i mierzono ich zewnętrzną średnicę. Ewentualnie, można nakładać dodatkową powłokę za pomocą dodatkowej stacji powlekania. W końcu wykończony element włókna światłowodowego przeciągano przez kontrolną przeciągarkę i nawijano na szpulę odbierającą (Nokia).

BADANIA

Wymiary powłoki

Wymiary i kocentryczności powłok mierzono przy użyciu oprogramowania Olympus STM-MJS Measuring Microscope andMeasureGraph 123 (Rose Technologies). Technikątą dopasowuje się koła do liczby punktów wybranych wokół obwodu. Rozmiar tych kół i ich odstawienie od środka (w zależności od różnych składników struktury włókna) określono i przedstawiono za pomocą wymienionego oprogramowania.

Cykl temperaturowy złączki

Próba ta została zaprojektowano na podstawie próby Bellcore'a TR-NWT-0003236 (czerwiec 1992) „Generic Requirements for Optical Fiber Connectors”. Próbę Bellcore'a prowadzono od temperatury -45°C do temperatury 70°C przez 14 dni. Zastosowanąw niniejszym wynalazku próbę prowadzono od temperatury - 45°C do temperatury 60°C i trwała ona przez 48 godzin. Podane wartości są maksymalnymi wartościami uzyskanymi w tym czasie.

Dynamiczna próba zmęczeniowa

Próbę tą przeprowadzono podobnie do Procedury Testowania Włókna Światłowodowego („FOTP”) 28, z następującymi wyjątkami.

Prędkość odkształcania = 9% minutę

Długość przyrządu pomiarowego = 4 metry

Otoczenie = Śrrdowiiko labarrtoryjne

Próba mikrozginania

Próbę mikrdzginania przeprowadzono według FOTP-68 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 68). W sprawozdaniu przedstawiono najwyższe uzyskane wartości.

Próba makrozginania

Próba maOrozginania składała się z określenia transmisji włókna, które zostało okręcone o 180° wokół trzpieni o różnych średnicach. Transmisję określano jako stosunek mocy na wyjściu włókna owiniętego do mocy na wyjściu włókna nieowiniętego. Zwrócono szczególną uwagę na to, aby pozostałe pętle były wystarczająco duże (tzn. średnicy większej niż 10 cm) tak, aby nie miały one wpływu na badane straty makrozginania.

Próba optycznej rozwartości liczbowej

Optyczną rozwartość liczbową określano przy użyciu Photon Kinetics Model FOA-2000, który nawiązuje do FOTP-177 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego 177) z „Numerical Apreture Measurment of Graded-IndeK Optical Fibers”. Procedura próby została zmodyfikowana w celu przystosowania włókna eksperymentalnego poprzez zastosowanie włókna o mniejszej długości (0,2 - 0,5 km), niż długość wyszczególniona w FOTP większa lub równa 1 km.

Próba wyciągania

Zastosowano próbę rozciągającego wyciągania w celu określenia, jak dobrze klej złączki przylega do powłoki ochronnej (która pozostaje na włóknie w trakcie tworzenia połączenia i później). Wybrano wzór „ST” złączki ze względu na jego dostępność i kompatybilność ze sprzętem używanym w próbie. Składa się ona z tulejki z dwutlenku cyrkonu zamontowanej w cylindrze, do którego dołączone jest urządzenie bagnetowe.

Przygotowanie włókna

We wszystkich następnych przykładach,, z 12 calowych kawałków skompletowanego elementu włókna światłowodowego usunięto powłokę, w celu odkrycia 1,5 - 2,0 cm powłoki

178 267 ochronnej, którą następnie oczyszczono za pomocą bibułki zwilżonej alkoholem izopropylowym. Przed zainstalowaniem złączek końce włókien pozostawiono do wyschnięcia.

Dwuskładnikowy epoksyd

Zastosowano dwuskładnikowy epoksyd (bądź Tra-Con #BA-F112, lub 3M #8690, Część nr 80-6107-4207-6) tradycyjny dla złączek włókien światłowodowych. Zmieszano go zgodnie z instrukcją producenta i przelano z mieszarki do cylindra strzykawki. Zainstalowano trzpień ruchomy zwracając uwagę, aby uniknąć dostania się pęcherzyków powietrza do cieczy. Do strzykawki dopasowano igłę o tępym końcu. Zespół ten użyto do wstrzyknięcia kleju do tulejki od strony końca cylindra, aż klej pojawił się po stronie końca czubka. Włożono włókno tak, aby powłoka bufora sięgnęła dna cylindra. Klej utwardzano w temperaturze 90°C przez 25 minut.

Klej w postaci gorącego roztopu

Jako produkt użyto poliamidowy klej w postaci gorącego roztopu uprzednio fabrycznie umieszczonego w złączkach typu ST (3M 6100 HotMelt™ Connector, Część nr 80-6106-2549-5). Złączkę ogrzewano w odpowiednim piecu (3M Część nr 78-8073-7401-8) przez dwie minuty, po czymją wyjęto. Natychmiast zainstalowano włókno światłowodowe tak, aby powłoka bufora sięgnęła dna cylindra. Złączkę następnie pozostawiono bez poruszania do wystygnięcia.

Próba wyciągania

Przeprowadzono próbę wyciągania przy użyciu testera rozciągania Instron (Model 4201). Zanotowano maksymalne obciążenie (przed wyciąganiem). W sprawozdaniu umieszczono wartości średnie z pięciu lub dziesięciu prób jako wartości wyciągania dla każdej próbki.

Tłumienie widmowe

Tłumienie widmowe włókna określono przy zastosowaniu Photon Kinetics Model FOA-2000. Operacyjnie nawiązano do FOTP-46 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 46).

Skład katalizatora

Dla każdego z przykładów zastosowano katalizator o następującym składzie:

części heksafluoroantymonianu bis(dodecyklofenylo)jodoniowego części mieszanki alkoholowej C10-C14 4 części 2-izopropylotioksantonu

PRZYKŁADY

Przykład 1- Polisiloksan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne

Skład powłoki, ochronnej

Preparat na powłokę ochronną przygotowano poprzez staranne wymieszanie 95 części polisiloksanu zawierającego epoksydowe grupy funkcyjne z 5 częściami katalizatora o wyżej opisanym składzie. Polisiloksan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne miał strukturę o wyżej podanym wzorze, w którym stosunek a do b wynosi 1:1, a R oznacza grupę metylową. Następnie preparat przefiltrowano przez 0,2 pm polisulfonowy krążek filtra do szklanej butelki bursztynowej. Dodano 1 część 3-glicydoksypropylotrimetoksysilanu i starannie wymieszano.

Proces powlekania

P_owle_czo_no powyższy preparat powłoki ochronnej do uzyskania średnicy wynoszącej 125 p_m n_a 110 pm _włókni_e światłowodowym, które świeżo wyciągnięto ze wstępnej formy Diasil™ przy prędkości wyciągania wynoszącej 30MPM (metrów na minutę). Powłokę utwardzono i następnie powleczono ją warstwąbufora z uretanu akrylanoweg_o (Desotech 950-103) i utwardzono uzyskując średnicę 250 pm.

Analiza dynamicznego zmęczenia

Skompletowany element włókna światłowodowego poddano próbie na _rozciąg_anie d_orozerwania (analiza dynamicznego zmęczenia). Statystyki krzywych Weibulla dla tego testu przedstawiono na fig. 2.

Próba wyciągania

Powł_oki bufora na tym i podobnych elementach włókna światłowodowego zostały łatwo usunięte przy użyciu tradycyjnych narzędzi do usuwania powłok. Próba wyciągania złączki dała następujące wyniki:

178 267

Klej na gorący roztop 5,2 funt

Dwuskładnikowy epoksyd 6,1 funt

Przykład 2. Podwójna powłoka: Polisilokan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne/Bisfenol A

Skład powłoki ochronnej części mieszaniny polisiloksanu zawierającego epoksydowe grupy funkcyjne stosowanej w przykładzie 1 zmieszano z 25 częściami eteru dwuglicydylowego bisfenolu A w postaci żywicy Epon™ 828 (od Shell Oil Co.). Dodano 5,3 preparatu katalizatora i starannie wymieszano a następnie przefiltrowano przez 1,0 pm krążek filtra Teflon™ o do szklanej butelki bursztynowej.

Proces powlekania

Powyższy preparat powłoki ochronnej powleczono i utwardzono do uzyskania średnicy wynoszącej 125 Lim na 100 pm włóknie szklanym, które świeżo wyciągnięto z wstępnej formy o indeksie wysokojakościowym, przy prędkości wyciągania wynoszącej 45 MPM (metrów na minutę). Powleczono warstwę bufora z uretanu akrylanowego (DSM 950-103 z DSM Desotech, Inc) posiadającego moduł o wartości 1300 MPa i utwardzono ją uzyskując średnicę 250 pm.

Próba mikrozginania

Skompletowany element włókna światłowodowego poddano próbie mikrozginania według FOTP-68 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 68) i uzyskano maksymalne straty mikrozginania wynoszące 4,4 dB (patrz Fig. 3).

Próba wyciągania

Podobnie jak dla powleczonego elementu włókna światłowodowego otrzymano następujące wyniki w próbie wyciągania przeprowadzonej dla złączki:

Klej na gorący roztop 7,2 funt

Dwuskładnikowy epoksyd 4,4 tfun

Przykład 3. Potrójna powłoka: Polisiloksan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne/Bisfenol A

Skład powłoki ochronnej

Sposób wytworzenia preparatu na powłokę ochrannąbył taki samjak opisano w przykładzie 2.

Proces powlekania

Powyższe tworzywo powleczono i utwardzono do uzyskania średnicy wynoszącej 125 pm na 100 pm włóknie szklanym, które świeżo wyciągnięto z wstępnej formy o indeksie wysokojakościowym przy prędkości wyciągania wynoszącej 45 MPM (metrów na minutę). Powleczono wewnętrznąi zewnętrznąwarstwę bufora (DSM 950-075 i DSM 950-103, odpowiednio) i jednocześnie je utwardzono uzyskując średnice 183 pm i 226 pm, odpowiednio. Wewnętrzna warstwa bufora miała moduł o wartości 3,8 MPa, podczas gdy zewnętrzna warstwa bufora miała moduł o wartości 1300 MPa.

Próba wyciągania

Dla elementu włókna światłowodowego otrzymano następujące wyniki w próbie wyciągania przeprowadzonej dla złączki:

Klej na gorący roztop 2,6 funt

Dwuskładnikowy epoksyd 6,2 ftntt

Próba mikrozginania

Element włókna światłowodowego poddano próbie mikrozginania według FOTP-68 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 68) i uzyskano maksymalne straty mikrozginania wynoszące 1,15 dB (patrz fig. 3).

Przykład 4 - Nowolak

Skład powłoki ochronnej

Przygotowano poprzez staranne wymieszanie 95 części nowolaku epoksydowego (Dow DEN 431) z 5 częściami katalizatora o wyżej opisanym składzie. Następnie preparat ten przefiltrowano przez 0,5 pm krążek filtra Teflon™ do bursztynowej butelki.

178 267

Proces powlekania

Powleczono i utwardzono powyższy preparat powłoki ochronnej do uzyskania średnicy wynoszącej 125 gm na 100 gm włóknie szklanym, które świeżo wyciągnięto z niepolerowanej wstępnie formy przy prędkości wyciągania wynoszącej 45 MPM (metrów na minutę), Powleczono warstwę bufora z uretanu akrylanowego (DSM 9-17) i utwardzono jąuzyskując średnicę 250 gm.

Próba wyciągania

Klej na gorący roztop 6,2 funt

Dwuskładnikowy epoksyd 6,5 f^iń

Przykład 5. Potrójna powłoka: Polisiloksan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne/Bisfenol A

Składp)owłoki ochronnej części mieszaniny polisiloksanu zawierającego epoksydowe grupy funkcyjne stosowanej w przykładzie 1 wymieszano z 25 częściami eteru dwuglicydylowego bisfenolu A w postaci żywicy Epon™ 828 (od firmy Shell Oil Co.). Dodano 10 części katalizatora o wyżej opisanym składzie i preparat starannie wymieszano, a następnie przefiltrowano przez 1,0 gm krążek filtra Teflon™ do szklanej butelki bursztynowej.

Proces powlekania

Powyższy preparat powłoki ochronnej powleczono i utwardzono do uzyskania średnicy wynoszącej 125 gm na 100 gm włóknie szklanym, które świeżo wyciągnięto ze wstępnej formy o indeksie wysokojakościowym przy prędkości wyciągania wynoszącej 45 MPM (metrów na minutę). Powleczono wewnętranąi zewnętrzną warstwę bufora (Shin-Etsu OF 206 i DSM 950-103, odpowiednio), a następnie jednocześnie je utwardzono uzyskując średnice 184 gm i 250 gm, odpowiednio. Wewnętrzna warstwa bufora miała moduł o wartości 2,5 MPa, podczas gdy zewnętrzna warstwa bufora miała moduł o wartości 1300 MPa.

Próba wyciągania

Klej na gorący roztop 3,0 uunt

Dwuskładnikowy epoksyd 6/f uunt

Próba mikrozginania

Element włókna światłowodowego poddano próbie mikrozginania według FOTP-68 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 68) i uzyskano maksymalne straty mikrozginania wynoszące 0,76 dB (patrz fig. 3).

Próba makrozginania

Włókno poddano próbie makrozginania. Uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 4.

Optyczna rozwartość liczbowa

Oznaczona wartość optycznej rozwartości liczbowej wynosiła 0,258.

Tłumienie widmowe

Oznaczono tłumienie widmowe według FOTP-46 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 46) i uzyskano następujące wartości:

850 nm - 6,03

300 nm =f 3,5 db/Km

P r z y-k ł a d 6 (Porównawczy) - Corninig 62,5 /125 gm

Włóknem stosowanym w tym przykładzie porównawczy było włókno światłowodowe Corning™ o następujących wartościach identyfikacyjnych:

Produkt: LNFJTMf włólnio 62,5/125

Powłoka: CPC3

ID Włókna:

Próba wyciągania

Włókno dało następujące wyniki w próbie wyciągania przeprowadzonej dla złączki:

178 267

Klej na gorący roztop 5,9 funt

Dwuskładnikowy epoksyd 4,6 flint

Próba mikrozginania

Włókno poddano próbie mikrozginania według FOTP-68 (Procedura Testowania Włókna Światłowodowego - 68) i uzyskano maksymalne straty mikrozginania wynoszące 0,42 dB (patrz fig. 3).

Próba makrozginania

Włókno poddano próbie mikrozginania, uzyskane wyniki przedstawiono na fig. 4.

Optyczna rozwartość liczbowa

Oznaczono wartość optycznej rozwartości liczbowej (według metody niespecyficznej) dla włókna Corning i wyniosła ona 0,269.

Tłumienie widmowe

Oznaczono tłumienie widmowe (metodą niespecyficzną) dla włókna Corning i uzyskane następujące wartości:

850 nm - 2,7 db/Km

1300 nm - 0,6 db/Km

Przykład 7 - Próba na twardość

Oznaczono wartości twardości Shore'a różnych preparatów przeznaczonych na powłoki ochronne przy zastosowaniu twardiściomierza Shore'a zamontowanego na ładawarce dźwigniowej Shorea według ogólnej procedury ASTM D-2240. Próbki przygotowano poprzez utwardzanie cienkich warstewek nakładanych jedna na drugą tak, że powstały duże krążki z danego tworzywa. Próbki testowano w temperaturze pokojowej (23°C).

Preparat 1

95%	poksdoksan zawierający epoksydowe gnipy funkcyjne, w którym stosunek a:b wynosi 1:1, a R oznacza grupę metylową; oraz
5%	kataiizaoor
Preparat 2 71,2%	poii$l;oksaJr zawierający epoksydowe gnipy ΙιυΑονίηο,
23,8%	w którym stosunek a:b wynosi 1:1, a R oznacza grupę metylową; eter dwugiicydylowyy biffenohi A w postaci żywicy
5%	Epon™ 828, oraz
Preparat 3 31,7 %	pohinoksan zawietaJąey epokyydowr grupy
63,3 %	w którym stosunek a:b wynosi 2:1, a R oznacza grupę metylową; epokyyd c.ykktaiifacyczny ERL-421r ;oraz
5%	kstaiizslor
Preparat 4 95%	epokyyd nowokkiwwy Dow D.E.N . TM', oraz
5%	kataiia'slor

Wyniki: Twardość według Shore'a

Preparat	Nr próby	Wartość średnia	Błąd
1	*	*	*
2	6	70	2
3	6	71	2
4	7	77	4

* z powodu łamliwości próbki rozkruszyła się ona podczas penetracji ostrza twardościomierza; dlatego też nie można było uzyskać dokładnych wartości.

178 267

-o-PRZYKŁAD 5 -ο-PRZYKŁAD 2

PRZYKŁAD 3 -o- PRZYKŁAD 6 (PORÓWNAWCZY)

Fig. 3

PRZYKŁAD 6 (PORÓWNAWCZY) —Φ—PRZYKŁAD 5

Fig. 4

178 267

PRAWDOPODOBIEŃSTWO ZNISZCZENIA

NAPRĘŻENIE (Kpsi)

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Element włókna światłowodowego, znamienny tym, że zawiera: włókno światłowodowe mające optyczną rozwartość liczbową wynoszącą od 8,08 do 0,34, oraz powłokę ochronną przytwierdzoną do zewnętrznej powierzchni wymienionego włókna światłowodowego, przy czym wymieniona powłoka ochronna ma wartość twardości Shore'a wynoszącą 65 lub więcej.
2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że dalej zawiera bufor, który zasadniczo otacza wymienione włókno światłowodowe i wymienioną powłokę ochronną, przy czym wymieniony bufor zawiera wewnętrzną warstwę elastyczną oraz zewnętrzną warstwę sztywną.
3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że wewnętrzna warstwa elastyczna ma moduł o wartości od 0,5 do 20 MPa, a zewnętrzna warstwa sztywna ma moduł o wartości od 500 do 2500 MPa.
4. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna zawiera polisiloksan zawierający epoksydowe grupy funkcyjne o wzorze:

R R R R R-iio-(iio>_r(iiO)₅-Ąi--R

O w którym stosunek a do b wynosi od około 1:2 do około 2:1; zaś R oznacza grupę alkilową posiadającą od jednego do trzech atomów węgla.
5. Element według zastrz. 4, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna ponadto zawiera eter dwuglicydylowy bisfenolu A w postaci żywicy o wzorze:

CHj - O w którym wartość n wynosi od 0 do 2.
6. Element według zastrz. 5, znamienny tym, że w wymienionej powłoce ochronnej obecny j est wymieniony eter dwuglicydylowy bisfenolu A w postaci żywicy w ilości procentowej wynoszącej od około 0 do około 20% wagowych, w przeliczeniu na całkowitą ilość wagową polisiloksanu zawierającego epoksydowe grupy funkcyjne oraz eteru dwuglicydylowego bisfenolu A w postaci żywicy, obecnych w wymienionej powłoce ochronnej.
7. Element według zastrz. 4, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna zawiera ponadto epoksyd cykloalifatyczny o wzorze:

178 267
8. Element według zastrz. 7, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna ponadto zawiera epoksyd alfa-olefinowy o wzorze:

O / \

R-C—C-H I I Η H w którym R oznacza alkil posiadający od 10 do 16 atomów węgla.
9. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna zawiera epoksyd nowolakowy o wzorze:

w którym średnia wartość n wynosi od 0,2 do 1,8.

9. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że wymieniona warstwa ochronna zawiera eter dwuglicydylowy bisfenolu A w postaci żywicy o wzorze :

Jft w którym wartość n wynosi od 0 do 2.