DE69603763T2

DE69603763T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von Fasern

Info

Publication number: DE69603763T2
Application number: DE69603763T
Authority: DE
Inventors: John Steele Abbott; Richard Reed Williams
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1995-03-23
Filing date: 1996-03-11
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: KR100401334B1; DE69603763D1; CA2168830A1; CN1229529C; DE69603763T3; AU711457B2; JPH08259273A; EP0913368B1; EP0913368A2; EP0733601B2; AU4805496A; US5974837A; RU2177916C2; KR960034114A; EP0913368A3; CN1136605A; DE69630402T2; BR9601083A; DE69630402D1; JP2007191395A

Description

Hintergrund der Erfindung

A. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Beschichtung von Fasern mit flüssig aufgetragenen organischen Materialien, die anschließend ausgehärtet werden, um feste schützende organische Beschichtungen auf den Fasern auszubilden, und insbesondere die Beschichtung von optischen Wellenleiterfasern aus Glas.
Fasern werden häufig mit einer Beschichtung zum Schutz gegen mechanische Beschädigung, zur Isolierung, zur Identifizierung und für andere Zwecke versehen. Eine optische Faser wird beispielsweise aus einer Quelle gezogen, wie beispielsweise einem Tiegel oder eine Vorform, und passiert anschließend sukzessive ein Kühlrohr, eine oder mehrere Beschichtungseinrichtungen und einen Ziehmechanismus, wie beispielsweise eine Vorschubeinrichtung. Anschließend wird sie auf eine Spule aufgewunden. Eine Durchmesser-Meßeinrichtung ist zwischen der Quelle und dem Kühlrohr angeordnet; eine andere Durchmesser-Meßeinrichtung ist wahlweise nach der Beschichtungseinrichtung angeordnet. Die gezogene optische Faser sollte mit einer Schutzbeschichtung versehen sein, bevor sie mit einer anderen Oberfläche, wie beispielsweise der Zieh-Vorschubeinrichtung, in Kontakt kommt.
Eine optische Faser wird beschichtet, indem sie durch einen Behälter mit flüssigem Beschichtungsmaterial gezogen wird und anschließend durch eine Klassierform/Extrudierdüse, wo überschüssige Beschichtungsflüssigkeit von der Faser entfernt wird. Während die Faser abwärts durch die Oberfläche des Beschichtungsmaterials tritt, zieht sie die Oberfläche nach unten und bildet einen Meniskus. Mit Zunahme der Ziehgeschwindigkeit dringt der Meniskus tiefer in das flüssige Beschichtungsmaterial ein. Oberhalb einer bestimmten Ziehgeschwindigkeit ist die Oberfläche des Beschichtungsmaterials an dem Punkt, wo die beiden Oberflächen in Kontakt kommen, weitgehend tangential zur Faseroberfläche und es beginnt, ein Mitschleppen von Luft aufzutreten. Unterhalb einer bestimmten Ziehgeschwindigkeit wird diese anfängliche Luft, die in die Beschichtung mitgeschleppt wird, gelöst, und man kann sie in der Beschichtung nicht sehen. Mit Zunahme der Ziehgeschwindigkeit wird mehr Luft mitgeschleppt, bis eine Grenze erreicht wird und sichtbare Bläschen in der Faserbeschichtung sichtbar sind. Der Sauerstoff in der mitgeschleppten Luft hemmt/verhindert das Aushärten der Beschichtung. Überdies werden übermäßige Bläschen als optischer Fehler angesehen, und diese können bei ausreichender Anzahl oder ausreichender Größe einen Verlust an Mikrobiegung in der optischen Faser bewirken.

B. Beschreibung des Standes der Technik

US-Patent Nr. 4,704,307 (Jochem et al.) und C. M. G. Jochem et al., "High-Speed Bubble-Free Coating of Optical Fibers on a Short Drawing Tower", Proc. IOOC-ECOC'85 (Venice, Italy, Oct. 1-4, 1985), S. 515-518 betreffen ein Verfahren und eine Vorrichtung, die eine bläschenfreie Beschichtung auf optischen Fasern vorsehen, die bei Geschwindigkeiten gezogen werden, die größer sind als die, bei denen ähnliche Beschichtungen gezogen werden können, wenn Luft die Faser am Eintrittspunkt in das flüssige Beschichtungsmaterial umgibt. C. M. G. Jochem et al. zeigen, daß, wenn die Fläche, in der sich die Faser und das Beschichtungsmaterial treffen, von einem Spülgas mit einer vergleichsweise geringen kinematischen Viskosität (kleiner als die von Luft) umgeben ist, das Risiko der Bläschenbildung dahingehend verringert wird, daß solch ein Gas weniger leicht entlang der Faser mitgenommen wird. Man sagt, daß Argon, Xenon und CCl&sub2;F&sub2; geeignete Spülgase sind.
US-Patent 4,792,347 (Deneka et al.) (entspricht EP-A-261772) offenbart ein Verfahren zum Aufbringen einer Schutzbeschichtung auf eine optische Faser, indem hierauf ein härtbares flüssiges Beschichtungsmaterial aufgebracht wird und anschließend die flüssige Beschichtung ausgehärtet wird, um eine schützende Kunststoffschicht zu bilden. Luft wird weggespült oder von der Oberfläche der Faser vor der Aufbringung des flüssigen Beschichtungsmaterials darauf vordrängt, indem die der Faseroberfläche benachbarte Luft mit einem Spülgas ausgetauscht wird, welches vorzugsweise eine hohe Löslichkeit in dem flüssigen Beschichtungsmaterial aufweist und einer Bläschenbildung in der flüssigen Beschichtungsschicht, während diese gebildet wird, widersteht. EP-A-261772 offenbart, daß geeignete Spülgase Stickstoff, Kohlendioxid und die Gruppe VIII oder die sogenannten Edelgase, z. B. Xenon, Neon, Argon oder ähnliche, sind und daß chemisch inerte Halogenkohlenwasserstoffgase oder Dämpfe hiervon, wie beispielsweise Chloroform, Freon®- Halogenkohlenwasserstoffe oder andere Chlor- oder Fluor-haltige Kohlenwasserstoffe in Erwägung gezogen werden können. Alle im US-Patent Nr. 4,704,307 erwähnten Spülgase verdrängen den in der Luft vorhandenen Sauerstoff und vermindern dadurch dessen hemmenden Effekt auf die Aushärtung. Stickstoff beispielsweise verringert nicht Bläschen an der Luft, obwohl es ein sicheres und preiswertes Gas ist, um Sauerstoff von oberhalb der Beschichtung zu entfernen. Argon funktioniert auf ähnliche Weise.
Helium wird in der EP-A-261772 nicht als eines der Edelgase erwähnt, die zur Vermeidung von Bläschen in der aufgebrachten Beschichtung geeignet wären. Helium wurde nicht als ein guter Kandidat für ein Spülgas erachtet, da US-Patent Nr. 4,704,307 und die oben erwähnte Veröffentlichung von C. M. G. Jochem et al. offenbaren, daß die kinematische Viskosität eines Spülgases ausreichend niedrig sein sollte, d. h. niedriger als die von Luft, und Helium wird in Tabelle 2 (Seite 516) der Veröffentlichung von C. M. G. Jochem et al. mit einer kinematischen Viskosität von 110.0 · 10&supmin;&sup6; aufgeführt, welche 7,43-mal größer ist als die von Luft. Überdies führen Tabelle 2 und der Text der Veröffentlichung von Jochem et al. dazu, daß man glaubt, daß Helium experimentell untersucht wurde und (unabhängig von der theoretischen Erklärung) die Bläschen in der Praxis nicht verminderte.
JP-A-1 286 941 offenbart eine optische Faserbeschichtungsvorrichtung, die einen Faserziehofen beinhaltet, ein Kühlrohr, primäre und sekundäre Beschichtungsformen und primäre und sekundäre Härt- oder Aushärteinrichtungen. Die Beschichtungsformen sind in hermetisch abgeschlossenen Behältern angeordnet. Das Kühlrohr verbindet den Ofen mit dem primären hermetischen Behälter, und die restlichen Bestandteile der Vorrichtung sind durch Rohre verbunden. Ein Ansatzrohr ist mit dem Unterteil des sekundären hermetischen Behälters verbunden. Helium, das dem Kühlrohr zugeführt wird, füllt die Vorrichtung. Die Ziehfaser ist von dem Zeitpunkt, an dem sie aus dem Ofenkörper austritt, bis zum Austritt durch einen Verschluß am unteren Ende des Ansatzrohrs eingeschlossen. Der Zweck dieser Vorrichtung ist, Sauerstoff auszuschalten, der ein Härten des Beschichtungsharzes verhindern würde.

Zusammenfassung der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verhinderung der Bildung von Bläschen in einer Beschichtung für optische Fasern bereitzustellen, wobei bei der Vorrichtung ein Gas eingesetzt wird, das bei optischen Faserziehtürmen leicht zugänglich ist.
Ein anderes Ziel ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung einer frisch gezogenen optischen Faser und zur gleichzeitigen Verhinderung der Bildung von Bläschen in einer Beschichtung, die auf die optische Faser aufgebracht ist, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung einer optischen Faser bereit, welche(s) hilft, die Bläschenbildung in der Beschichtung wie in den Ansprüchen 1 und 9 definiert, zu verhindern. Die Beschichtungen werden auf Fasern aufgebracht, indem die Faser durch einen Körper einer aushärtbaren flüssigen Beschichtungszusammensetzung gezogen wird, überschüssige Beschichtungsflüssigkeit von der Faser entfernt wird und die Beschichtungsflüssigkeit ausgehärtet wird, um eine feste schützende Schicht zu bilden. Gemäß dieser Erfindung umfaßt die die Faser umgebende Atmosphäre am Eintrittspunkt dieser in die flüssige Beschichtungszusammensetzung eine Heliumatmosphäre, die bewirkt, daß das Auftreten von Bläschen in der festen Schutzschicht vermindert wird. Die Atmosphäre kann weitgehend reines Helium oder ein Gemisch aus Helium und mindestens einem anderen Gas umfassen. Die Heliumatmosphäre ist wirksamer, wenn sie in einem oder mehreren Strahlen zur Faser gerichtet ist, um mitgeführte Luft von der Faser zu entfernen.
Wenn eine optische Faser gezogen wird, durchtritt sie aus Kühleinrichtung, bevor sie in die Beschichtungseinrichtung eintritt. Wenn in der Kühleinrichtung Helium eingesetzt wird, um die Faser zu kühlen, kann Helium, das aus der Kühleinrichtung abgegeben wird, zu dem Apparat geführt werden, welcher die Luft von der Faser entfernt/verdrängt.
Das Ende der Kühleinrichtung, von dem die gekühlte Faser austritt, kann sich direkt neben dem Gehäuse befinden, das das flüssige Beschichtungsmaterial enthält, so daß Luft nicht mit der Faser mitgeführt werden kann, nachdem diese aus der Kühleinrichtung tritt und bevor diese in die Beschichtungsflüssigkeit eintritt.

Kurze Beschreibung der Abbildungen

Fig. 1 stellt schematisch ein optisches Faserziehsystem dar.
Fig. 2 stellt schematisch eine optische Faserbeschichtungsvorrichtung dar, die mit einer Einrichtung zur Verdrängung von Luft von einer Faser ausgestattet ist.
Fig. 3 stellt schematisch eine optische Faserbeschichtungsvorrichtung dar, die mit einer Einrichtung zur Evakuierung des Bereichs ausgestattet ist, der die Faser umgibt, bevor diese in die Luftentfernungseinrichtung eintritt.
Fig. 4 stellt schematisch eine Vorrichtung dar, wobei eine einzige Einrichtung gleichzeitig als Kühleinrichtung und Luftverdrängungseinrichtung fungiert.
Fig. 5 stellt schematisch eine Vorrichtung zur Verwendung von wiederverwendetem Helium von einer Faserkühleinrichtung als Spülgas dar.

Ausführliche Beschreibung

In Fig. 1 ist ein Faserziehsystem gezeigt, das die vorliegende Erfindung beinhaltet. Das System umfaßt eine Glasvorform 10, von der zumindest die Spitze geschmolzen ist, und ein Paar von Zieheinrichtungen 11 zum Ziehen der Faser 12 aus dem geschmolzenen Glas. Die Ausgabe/der Output des optischen Mikrometers 13 ist mit einem Steuersystem verbunden, das die Geschwindigkeit der Zieheinrichtungen 11 steuert, um den Faserdurchmesser zu steuern. Die Faser 12 tritt durch eine Beschichtungseinrichtung 15, die auf diese ein schützendes Material aufbringt, und anschließend kann sie durch eine Aushärteeinrichtung 16 treten. Mit "Aushärten" ist jedes Verfahren zur Umwandlung des flüssigen Beschichtungsmaterials zu einer festen Schutzschicht ge meint. Bei hohen Ziehgeschwindigkeiten ist es notwendig, eine Einrichtung 14 einzusetzen, um die Faser auf eine Temperatur zu kühlen, bei der das bei der Beschichtungseinrichtung 15 aufgebrachte Beschichtungsmaterial nicht nachteilig beeinflusst wird.
Die Faserkühleinrichtung 14 besteht häufig aus einem Rohr, das die Faser 11 umgibt; ein kühlendes Gas strömt durch das Rohr. Das kühlende Gas kann durch Schlitze, Löcher oder poröses Material strömen, so daß ein Bestandteil des kühlendes Gases radial zur Faser strömt (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 4,437,870). Obwohl das kühlende Gas zumindest ein wenig der Luft abstreifen kann, die mit der Faser, die in die Kühleinrichtung 14 eingetreten ist, mitgeführt wurde, wird mehr Luft mit der Faser mitgeführt, während diese von der Kühleinrichtung 14 zur Beschichtungseinrichtung 15 läuft.
Bis heute wurde die Ziehvorrichtung mit einer Einrichtung ausgestattet zur Entfernung von Luft von der Oberfläche der Faser, bevor das flüssige Beschichtungsmaterial aufgebracht wird. Fig. 2 zeigt eine Luftentfernungseinrichtung 20 vom im US-Patent Nr. 4,792,347 offenbarten Typ und eine optische Faserbeschichtungseinrichtung 15 vom im US-Patent Nr. 4,531,959 offenbarten Typ.
Die Beschichtungseinrichtung 15 umfaßt eine Eingangsform 21, eine Ausgangsform 22 und eine Flüssigkeitsbeschichtungskammer 24, die im Gehäuse 19 angeordnet sind. Eine unter Druck stehende Zufuhr für das flüssige Beschichtungsmaterial (nicht gezeigt) ist mit den Öffnungen 25 verbunden, um die Kammer 24 mit einer nachfüllbaren Beladung der Beschichtungsflüssigkeit 26 zu versorgen. Die obere Oberfläche 28 dieser Beschichtungsflüssigkeit umfaßt die Eintrittsoberfläche, durch welche die zu beschichtende Faser beim Eintritt in die Form tritt. Während Faser 12 durch die Oberfläche 28 gezogen wird, bildet sich ein Meniskus. Die Ausgangsform 22 beinhaltet eine Ausgangsöffnung 29, die stromabwärts des Reservoirs an Beschichtungsmaterial angeordnet ist, um überschüssiges Beschichtungsmaterial von der Faseroberfläche zu entfernen, bevor diese aus der Beschichtungseinrichtung tritt.
Die Luftverdrängungseinrichtung 20 ist oberhalb der Beschichtungseinrichtungseingangsform 21, d. h. stromaufwärts der Eingangsform relativ zur Richtung des Fasertransports durch die Einheit angeordnet. Diese Luftverdrängungseinheit ist direkt neben der Eintrittsoberfläche des flüssigen Beschichtungsmaterials und steuert direkt die Atmosphäre über dieser Oberfläche. Die Luftverdrängungseinheit umfaßt ein Gehäuse 32, in dem sich mehrere Gasströmungskanäle 33, die an eine ringförmige Kammer 31 angeschlossen sind, befinden. Von der Quelle 38 strömt Spülgas durch die Strömungsmeßeinrichtung 36 und wird durch Öffnung 34 in die Luftverdrängungseinrichtung eingeführt. Das Spülgas tritt in Kammer 31 ein und strömt dann durch die Strömungskanäle 33 und in die zylindrische Apertur 35, um eine kontrollierte Gasströmung gegen die Oberfläche der sich bewegenden Faser zu gewährleisten, um mitgeführte Luft wirksam von dieser zu entfernen.
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Wärmeübertragung ist wohlbekannt (und aufgeführt beispielsweise in US-Patent 4,437,879 und der oben erwähnten Veröffentlichung von C. M. G. Jochem et al.), daß der Wärmeübergang von einer optischen Faser auf ein Gas in dem Kühlrohr von den thermischen Eigenschaften des Gases abhängt und daß die Wärmeleiteigenschaften von Wasserstoff und Helium viel besser sind als die von Luft. Helium ist die bessere Wahl zur Verwendung im Kühlrohr, da es unerwünscht ist, Wasserstoff in der Nähe des Auslaßendes des Ziehofens zu verwenden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Helium außerdem als Spülgas in der Vorrichtung 20 aus Fig. 2 eingesetzt, die in Verbindung mit einer optischen Faserzieheinrichtung des in Fig. 1 gezeigten Typs eingesetzt wurde. Die optische Ziehfaser 12 war eine herkömmliche Einzelmodus-Stufenindex- Telekommunikationsfaser mit einem äußeren Durchmesser von 125 um. Der Fasermantel war aus reinem Siliciumdioxid. Eine mit Ultraviolettlicht aushärtbare flüssige Acoxlat- Beschichtungszusammensetzung wurde zur Beschichtung der Faser verwendet. Im Handel erhältliches (mindestens 99,9% reines) Helium wurde zur Öffnung 34 der Luftverdrängungseinrichtung mit einer Flußrate von 7 Standardlitern pro Minute zugeführt. Die erhaltene beschichtete Faser wurde unter einem Mikroskop beobachtet, um zu bestimmen, ob irgendwelche Bläschen in der Beschichtung waren. Bei einer Ziehgeschwindigkeit von 16 Metern pro Sekunde traten keine Bläschen in der Beschichtung auf. Die Ziehgeschwindigkeit war nicht durch das Auftreten von Bläschen in der Beschichtung beschränkt. Stattdessen konnte die Ziehgeschwindigkeit nicht über 16 Meter pro Sekunde erhöht werden, da das zur Verfügung stehende ultraviolette Licht in der Beschichtungsaushärtungseinrichtung die Beschichtung oberhalb dieser Geschwindigkeit nicht vollständig aushärten konnte.
Bei Experimenten, die mit Luft oberhalb des flüssigen Beschichtungsmaterials (kein Spülas) durchgeführt wurden, begann das Auftreten von Bläschen in der Beschichtung bei einer Ziehgeschwindigkeit von 4 bis 5 Metern pro Sekunde.
Aufgrund seiner geringeren Dichte ist Helium ein sicherer einsetzbares Gas als früher vorgeschlagene Gase, wie beispielsweise CO&sub2;, CCl&sub2;F&sub2;, Xenon oder ähnliche, da es sowohl nicht toxisch ist als auch aufsteigt und aus dem Gebäude diffundiert, so daß eine verminderte Gefahr für das Personal gegeben ist.
Mischungen aus Helium und anderen Gasen könnten ebenfalls in der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet werden, um die Bildung von Bläschen in der Beschichtung zu verhindern. Beispielsweise könnte Helium mit einem Gas wie CO&sub2; oder CCl&sub2;F&sub2; gemischt werden, da CO&sub2; und CCl&sub2;F&sub2; auch bei alleiniger Verwendung zur Ausschaltung von Bläschen geeignet sind. Überdies könnte Helium mit einem Gas wie Luft oder Stickstoff gemischt werden, von dem bekannt ist, daß es bei hohen Ziehgeschwindigkeiten Bläschen erzeugt. Die erforderliche zuzugebende Heliummenge zu einem ande ren Gas hängt von den Verfahrensbedingungen, insbesondere der Ziehgeschwindigkeit, der Temperatur und Viskosität der Beschichtung und der relativen Wirksamkeit jedes der Gase in dem Spülgasgemisch ab. Ein anderer Faktor ist die Art, mit der das Helium-/Gasgemisch in die Umgebung der Faseroberfläche gebracht wird. Wenn ein Helium-/Luftspülgasgemisch eingesetzt wird, ist weniger Helium erforderlich, wenn das Spülgas in Strahlen zur Faser geströmt wird, wie in Fig. 2 gezeigt, als wenn das Spülgas nur aufwärts durch die zylindrische Apertur 35 geströmt wird. Die maximale Ziehgeschwindigkeit, bei der Fasern mit bläschenfreien Beschichtungen mit einem Luft-/Heliumspülgas gezogen werden könnten, wäre niedriger als die maximale Ziehgeschwindigkeit, bei der Fasern mit bläschenfreien Beschichtungen mit einem reinen Heliumspülgas gezogen werden könnten. Überdies kann weniger Heliumspülgas erforderlich sein, wenn sich Resthelium nahe der Oberfläche der Faser von der Faserkühleinrichtung befindet, insbesondere wenn diese Einrichtung bis zu einer Position nahe der Beschichtungseinrichtung ausgedehnt ist.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, wobei Helium bei niedrigem Druck der Oberfläche der Beschichtungsflüssigkeit bereitgestellt werden kann. Nachdem die Faser 12 durch die Kühleinrichtung 14 tritt, durchtritt sie eine evakuierte Kammer 40, die über eine Öffnung 41 an eine Vakuumquelle angeschlossen ist. Faser 12 tritt anschließend in die Luftverdrängungseinrichtung 20 ein, wo die Heliumstrahlen die verbleibende Luft von der Faser abstreifen. Diese Anordnung kann die maximal mögliche Ziehgeschwindigkeit weiter erhöhen, die erreicht werden kann, bevor Bläschen in der Beschichtung auftreten.
In einer Ziehvorrichtung, in der Helium als Spülgas verwendet wird, kann eine Faserkühleinrichtung 50, bei der Helium als Kühlgas verwendet wird, nach unten hin ausgedehnt werden und an der Beschichtungseinrichtung angebracht sein, wie in Fig. 4 gezeigt. Kühleinrichtung 50 umfaßt ein zentrales Rohr 51 mit Schlitzen 52 darin. Rohr 51 ist durch das äußere Rohr 53 umgeben, an das die Gaseinlaßöffnung 55 angeschlossen ist. An der Oberseite von Rohr 51 befindet sich eine Abluftkammer 56, an die Abluftöffnung 57 angeschlossen ist. Helium tritt von Öffnung 55 in Rohr 53 ein und tritt durch die Schlitze 52, um Strahlen zu bilden, die zur Faser 12 gerichtet sind. Das Helium und jegliche mitgeschleppte Luft, die mit der Faser in die Kühleinrichtung eintreten, werden durch Öffnung 57 abgeführt. In dieser Ausführungsform übernimmt das Helium zwei Funktionen. Es kühlt die Faser und verdrängt oder streift Luft von der Faser ab, wodurch eine Helium-haltige Atmosphäre die Faser an deren Eintrittspunkt in die Beschichtungsflüssigkeit umgibt. Dies ist vorteilhaft bei sehr hohen Ziehgeschwindigkeiten, bei denen es schwieriger ist, die mitgeführte Luft von der Faser oberhalb der Beschichtungseinrichtung zu verdrängen.
In der Ausführungsform von Fig. 5 ist die Luftverdrängungseinrichtung 20 unterhalb und beabstandet von der Kühleinrichtung 60 angeordnet, die ähnlich ist zu der in Fig. 4 abgebildeten Einrichtung 50. Helium tritt in die Kühleinrichtung 60 von der Öffnung 65 ein und kühlt die Faser 12, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben. Das Helium und jegliche mitgeschleppte Luft, die in die Kühleinrichtung mit der Faser eingetreten sind, wird durch Kammer 66 und Öffnung 67 abgeführt. Zumindest ein Teil des Heliumluftgemischs wird zur Öffnung 34 der Verdrängungseinrichtung 20 geführt. Das restliche Helium- /Luftgemisch kann abgeführt werden.
Die Oberflächencharakteristik der optischen Faser kann außerdem vorteilhaft verändert werden, wie in dem oben genannten US- Patent 4,792,347 offenbart. Dämpfe chemischer Verbindungen, die die Glasoberflächenverträglichkeit mit flüssigen Beschichtungsmaterialien verbessern, können mit dem Spülgas eingeführt werden. Beispiele für solche Verbindungen sind herkömmliche Silankopplungsmittel; alternative Oberflächenbehandlungsmittel können Monomere oder Additive sein, die schon in dem flüssigen Beschichtungs-Vorpolymer vorhanden sind.
Obwohl ein vorangehend beschriebenes Beispiel die Beschichtung einer optischen Faser aus Glas betrifft, profitieren auch Fasern, die aus anderen Materialien, wie Kunststoff oder Metall, hergestellt sind, ebenfalls von dem oben beschriebenen Luftverdrängungsverfahren durch Helium. Überdies werden optische Fasern oft mit zwei schützenden Schichten versehen. Bei solch einem Faserziehsystem wird Luft auf der primären Beschichtung während des Durchtritts durch die Aushärtungseinrichtung und vor dessen Eintritt in die zweite Beschichtungseinrichtung mitgeführt. Die mitgeführte Luft auf der primären Beschichtung kann durch eine Helium-haltige Atmosphäre, wie oben beschrieben, verdrängt werden, um die Bildung von Bläschen in der zweiten Beschichtung zu vermindern.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Beschichtung einer Faser (12), indem die Faser durch den Körper einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung gezogen wird, gefolgt von einer Entfernung überschüssiger Beschichtungsflüssigkeit von der Faser und Aushärten der Beschichtungsflüssigkeit, so daß darauf eine feste Schutzschicht gebildet wird, wobei die die Faser umgebende Atmosphäre zum Zeitpunkt des Eintritts dieser in die flüssige Beschichtungszusammensetzung eine Atmosphäre umfaßt, die Helium enthält, wobei die Atmosphäre einen Heliumgehalt enthält, der bewirkt, daß das Auftreten von Blasen in der festen Schutzschicht vermindert wird, und die beschichtete Faser bei deren Austritt aus dem Körper der flüssigen Beschichtungszusammensetzung nicht einer Helium-haltigen Atmosphäre ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Atmosphäre bereitgestellt wird, indem die Atmosphäre zu der Faser (12) geströmt wird, um mitgeführtes Gas von der Faser abzustreifen, bevor die Faser in die Beschichtungsflüssigkeit eintritt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Atmosphäre weitgehend reines Helium umfaßt oder Helium und mindestens ein anderes Gas oder Dampf.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faser (12) durch eine Kühleinrichtung (14) tritt, bevor sie in die Beschichtungsflüssigkeit eintritt, und wobei die Atmosphäre bereitgestellt wird, indem die Atmosphäre in einem Luftverdrängungsbereich, der sich zwischen der Beschichtungsflüssigkeit und der Kühleinrichtung (14) befindet, zu der Faser geführt wird, wobei sich der Luftverdrängungsbereich in einem Abstand von der Kühleinrichtung befindet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die Beschichtungsflüssigkeit in einer Beschichtungseinrichtung (15) befindet, und wobei die Faser (12) durch die Kühleinrichtung (14) tritt, bevor sie durch die Beschichtungseinrichtung tritt, und wobei die Kühleinrichtung direkt neben der Beschichtungseinrichtung angeordnet ist, so daß die Luft nicht mit der Faser mitgeführt werden kann, nachdem sie aus der Kühleinrichtung tritt und bevor sie in die Beschichtungsflüssigkeit tritt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Strahlen (jets) Heliumhaltigen Gases auf die Faser (12) gerichtet werden, während diese durch die Kühleinrichtung (14) tritt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Faser (12) einem verminderten Druck ausgesetzt wird, bevor sie in die Atmosphäre eintritt.

8. Verfahren nach Anspruch 4, wobei Helium in die Kühleinrichtung fließt, um die Faser zu kühlen und wobei mindestens ein Teil des Heliums, das aus der Kühlein richtung ausgestoßen wird, zu dem Eintrittspunkt der Faser in die flüssige Beschichtungszusammensetzung geführt wird.

9. Vorrichtung zum Formen einer Faser, umfassend

eine Formeinrichtung für eine Faser (12),

eine Einrichtung (15) zum Aufbringen einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung auf die Faser,

eine Einrichtung (20, 50) zur Umgebung bzw. Umhüllung der Faser am Eintrittspunkt dieser in die flüssige Beschichtungszusammensetzung mit einer Atmosphäre, die einen Heliumgehalt aufweist, der bewirkt, daß das Auftreten von Blasen in der zu bildenden festen Beschichtung vermindert wird, und

eine Einrichtung (16) zum Aushärten der flüssigen Beschichtungszusammensetzung, nachdem die Faser aus der Einrichtung zum Aufbringen einer flüssigen Beschichtungszusammensetzung ausgetreten ist, wodurch eine feste Beschichtung gebildet wird, mit der Einschränkung, daß die Vorrichtung, bei der die Einrichtung zur Umgebung der Faser an dem Eintrittspunkt in die flüssige Beschichtungszusammensetzung mit einer Atmosphäre, die einen Heliumgehalt enthält und auch eine Helium-haltige Atmosphäre in der Aushärtungseinrichtung bereitstellt, ausgenommen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin umfassend eine Niedrigdruckkammer (55, 66), die sich direkt neben der Einrichtung (50, 60) zur Umgebung an der Seite hiervon befindet, gegenüber der Einrichtung (15) zum Aufbringen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Formeinrichtung eine Glasquelle (10) umfaßt, und eine Einrichtung (11) zum Herausziehen der Faser aus der Quelle, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Einrichtung (14, 60) zum Kühlen der Faser umfaßt, die sich zwischen der Quelle und der Beschichtungseinrichtung befindet, wobei die Umgebungseinrichtung (20) eine Einrichtung umfaßt, die sich in einem Abstand zu der Kühleinrichtung befindet und die direkt neben der Beschichtungseinrichtung liegt, um einen Strom eines Helium-haltigen Gases auf die Faser zu führen, wobei die Kühleinrichtung wahlweise ein Rohr umfaßt, das die Faser umgibt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiterhin umfassend eine Einrichtung (55, 65), um der Kühleinrichtung (50, 60) Helium zuzuführen und Einrichtungen (57, 67) zur Entfernung der Abluft aus der Kühleinrichtung.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, umfassend eine Einrichtung (8, 34) für die Zufuhr mindestens eines Teils der Abluft zur Einrichtung (20) zur Umgebung.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei sich die Einrichtung (55, 65) für die Versorgung der Kühleinrichtung (50, 60) mit Helium an dem Ende der Kühleinrichtung befindet, das neben der Einrichtung (15) zur Aufbringung einer Beschichtung liegt, und sich die Einrichtung (57, 67) zur Entfernung von Abluft an dem Ende der Kühleinrichtung befindet, das der Einrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung gegenüber liegt.