聚合物光导体制造技术

一种具有聚合物光导体的光缆，它具有纤维芯（１）并具有单－或多层纤维包层（２），该光缆还包含至少下列附加层： －内侧外层（３），它牢固地粘附在纤维包层上并由包含聚酰胺的模塑组合物构成，其中 ａ）该聚酰胺选自ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１０１２、ＰＡ１２１２、基于上述聚酰胺之一并包含不超过３０ｍｏｌ％共聚单体的共聚酰胺，以及它们的混合物； ｂ）该聚酰胺包含至少５０μｅｑ／ｇ氨端基基团，以及 ｃ）该聚酰胺模塑组合物的零切粘度介于４００～６０００Ｐａｓ，按照ＡＳＴＭＤ４４４０在２２０℃测定； －外侧外层（４），它粘附在内侧外层上，剥离力不超过３０Ｎ并且由包含下列组分的聚酰胺模塑组合物构成： ａ）２０～９５重量％聚酰胺，选自ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ１０１２、ＰＡ１２１２、基于上述聚酰胺之一并包含不超过３０ｍｏｌ％共聚单体的共聚酰胺、基于上述聚酰胺或共聚酰胺之一的聚醚酰胺，以及它们的混合物； ｂ）５～４５重量％阻燃剂， ｃ）０～６０重量％冲击改性剂， 其中百分数以ａ）、ｂ）和ｃ）之和为基准。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光缆，由纤维芯、纤维包层、牢固粘附于其上的聚酰胺保护层以及外层组成。
技术介绍
聚合物光导体(以下简称作POF)在通讯领域广泛用作抗干扰并且操作简单的光传输元件，其中发射器与接收器之间的距离从只有数米到最远约150m。POF的重要性在交通工程/机动车制造(机动车、飞机、舰船等中的数据传输和信号传输)、照明(可变交通信号)、自动化技术(机器控制)和传感器技术等领域正与日俱增(例如参见《Draht》46(1995)4，pp.187～190)。数据传输和信号传输用的POF由常常用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA；折射指数ηPMMA＝1.49)制造的纤维芯和同心地包裹纤维芯的单-或多层纤维包层组成。主要使用的包层材料是氟化聚合物，其折射指数介于1.35～1.42。此种POF的光衰减一般介于130～150db/km(λ＝650nm)，最小弯曲半径介于约5～10mm。为保护敏感的POF免遭机械、热和化学作用，它备有起保护外套作用的聚合物包层，该包层任选地也可具有多层结构(WO99/12063)。借助挤塑机施加上去的聚合物包层根据应用目的和应用领域可，例如由聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)或聚酰胺(PA)构成。在汽车制造行业，聚酰胺被用作保护外套材料，因为它们符合该领域对机械强度(主要是抗张强度和抗碾性)、最高使用温度和耐化学侵蚀等方面的要求。然而，由于POF的纤维材料由氟化聚合物组成，而它外面的保护外层却是聚酰胺，二者之间的粘附很差因而带来问题。当光缆(POF加保护外套)铺设在常遇到大的温度波动环境中，例如在机动车乘客车箱中，以及在POF因为二者之间的热膨胀性能不同而且聚酰胺对氟化聚合物的附着力很差而相对于保护外套移动的时，保护外套只有弱的粘附力特别不利。由此造成的后果例如是，POF的端头与发射单元或接收单元(发光二极管/PIN二极管)的距离有时变得大到所产生的强度损失高得不可接受，并在某些情况下导致数据传输距离引起的强度损失的故障。另外，还存在损坏发射单元或接收单元的危险，倘若POF的移动过大，以致从保护外套中脱出的话。为抑制此种POF的所谓“(活塞样)伸缩”，采用插塞、联接器或夹具在保护外套上施加大的夹紧力或压接力，并从而增加保护外套与POF之间的摩擦。然而，纤维芯与纤维包层之间界面由此而产生的变形却导致信号衰减的加剧。虽然在插塞中将保护包层去掉可防止这种“伸缩”，但在组装期间若剥皮钳操作不当必然带来损坏纤维包层的危险。插塞对光缆所施加的夹紧或压紧力，还可通过采用互锁锚固方法将POF固定在插塞鞘的锥形孔中而降低。例如，一种建议采用热板将POF的端头部分熔融，将获得的熔融舌压入到向里变小的孔中，借此将POF牢固地锚固在插塞鞘内。然而，在经过熔融而变形的区域，POF的形状有时偏离圆柱体形状相当大，可能造成全反射，结果造成在插塞鞘内强度损失的增加。DE 199 14 743 A1和其等同专利WO 00/60382提出针对该问题的解决方案。后者公开一种光缆，其POF具有纤维芯并具有单-或多层纤维包层，另外还有至少一个包围POF的保护外套，其中纤维包层或至少其外层由氟化聚合物构成，而保护外套由熔点低于220℃的聚酰胺或共聚酰胺构成。保护外套自身附着在纤维包层上，因为聚酰胺的羧端基基团浓度不超过15μeq/g(微克当量/克)并且氨端基基团浓度介于50～300μeq/g的范围。WO 00/60382中使用的此种聚酰胺具有低粘度，以便能以尽可能低的熔融温度下挤出到纤维包层上。因此，挤出温度只能是约185～200℃。WO 00/60382提到在保护外套材料中掺入填料的可能，例如碳黑，或者形成多层保护外套，但未给出有关更具体的信息。然而，WO 00/60382中公开的光缆存在许多缺点-在给定挤出温度下并非总能达到足够的粘附力；-低粘度聚酰胺熔体的挤出不能产生足以达到所需粘附张力的熔体压力；-市场要求的阻燃性无法仅用所建议的单层包层实现，因为通常使用的阻燃剂妨碍与纤维包层的粘附，此外，因阻燃剂的迁移或者阻燃剂颗粒对纤维包层的机械作用影响光衰减。
技术实现思路
考虑到现有技术的情况，本专利技术的目的是提供一种阻燃POF，其中保护外套对纤维包层具有优异的粘附力，另外保护外套还具有均一的厚度。这一目的，以附图1为例，是由一种光缆实现的，该光缆具有纤维芯(1)和单-或多层纤维包层(2)，并且还包含至少下列附加层-内侧外层(3)，它牢固地粘附在纤维包层上并由包含聚酰胺并优选基本由聚酰胺组成的模塑组合物构成，其中a)该聚酰胺选自PA11、PA12、PA1012、PA1212、基于上述聚酰胺之一并包含不超过30mol％共聚单体的共聚酰胺，以及它们的混合物；b)该聚酰胺包含至少50μeq/g氨端基基团，以及c)该聚酰胺模塑组合物的零切粘度介于400～6000Pas，优选500～3000Pas，尤其优选600～2000Pas，特别优选700～1200Pas，按照ASTM D4440在220℃测定；-外侧外层(4)，粘附在内侧外层上，剥离力不超过30N并且由包含下列组分的聚酰胺模塑组合物构成a)20～95重量％聚酰胺，选自PA11、PA12、PA1012、PA1212、基于上述聚酰胺之一并包含不超过30mol％共聚单体的共聚酰胺、基于上述聚酰胺或共聚酰胺之一的聚醚酰胺，以及它们的混合物；b)5～45重量％阻燃剂，c)0～60重量％冲击改性剂，其中百分数以a)、b)和c)之和为基准。图1所示断面的光缆，其仅仅是示意而不按比例，尤其可用作机动车乘客车箱内数据和信号可靠传输用的传输单元。存在于光缆中的光导结构被称作突变特性光导体，它在给出的实例中由直径为1000μm左右的PMMA纤维芯1与由氟化聚合物制成的单-或多层纤维包层2组成。纤维芯1的光衰减典型值介于70～100db/km(λ＝570nm)或125～150db/km(λ＝650nm)。用作包层材料或外包层的氟化聚合物，正如现有技术那样，是氟化单体的均聚物或共聚物，或者是氟化单体与丙烯酸或者与丙烯酸酯的共聚物，或者是这些聚合物或共聚物的混合物。尤其可使用的氟化单体是偏二氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、甲基丙烯酸四氟丙酯、甲基丙烯酸五氟丙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸十七氟癸酯，或者它们的混合物。在一种可能的实施方案中，包层材料包含聚偏二氟乙烯，任选与PMMA或者聚戊二酰亚胺(EP-A-0 637 511)或者丙烯酸酯共聚物(EP-A-0 673 762)混合。纤维芯1和纤维包层2的外径优选对应于IEC 60793-2中规定的标准(包层外径1000±60μm；芯直径典型值比它小10～20μm；数值孔径0.5±0.15)。然而，也可以按照其他标准数值选择纤维芯1和纤维包层2的外径(Φ包层＝750±45μm或500±30μm)，或者使它们与开放市场上供应的突变特性POF尺寸相适应(Φ包层＝75μm、125μm、250μm、380μm、1500μm、2000μm或3000μm)。通过共挤出或串联挤出施加的、包围着POF的外层3和4保护本专利技术POF(1、2)不受外界影响。内侧外层3的厚度例如介于200～300μm，而外侧外层4的厚度例如介于300～600μm。在优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·博伊斯，M·施洛波姆，U·坎宁吉塞，F·E·鲍曼，H·海格尔，
申请(专利权)人：德古萨公司，
类型：发明
国别省市：