SE515697C2 - Förfarande för framställning av en optisk fiberflexfolie - Google Patents

Description

30 35 40 515 697 2 höjningar, när flexfolien framställs eller höjs. Särskilt innefattar problemet, hur det Skall kunna åstadkommas att fibrerna har någon rörlighet i flexfolien.

Sålunda innefattar allmänt en optisk fiberflexfolie optiska fibrer, som är adhesivt bundna mellan två böjliga folier, vilka är laminerade mot varandra. För att framställa flexfolien beläggs ett böjligt plastunderlagsark eller underlagsfolie med ett tryckkänsligt adhesivt medel och optiska fibrer anbringas längs förutbestämda banor på den belagda ytan och binds till underlagsfolien av det adhesiva medlet. En överfolie, som är likadan som underlagsfolien, placeras vid underlagsfoliens yta, så att dess yta med det tryck- känsliga adhesiva medlet kommer i beröring med de optiska fibrerna, luft belägen mellan folierna avlägsnas och överfolien och underlagsfolien uppvärms måttligt och trycks mot varandra, så att dessa binds till varandra endast genom beläggningarna innefattande det tryckkånsliga adhesiva medlet. Det adhesiva medlet väljs, så att det har en låg glasöver- gångstemperatur, såsom -50°C, och så att det uppvisar viskoelastiska egenskaper åtmins- tone inom det temperaturområde, inom vilket flexfolien skall användas. Presstemperatu- ren ligger omedelbart över eller i den översta delen av det arbetstemperaturområdet.

Vid detta framstå]lningsförfarandet används inget ytterligare termoplastiskt fyllmedel mellan folierna. Typen av och tjockleken av det tryckkänsliga adhesiva medlet måste väljas på lämpligt sätt. Tryckkänsligt adhesivt medel kan allmänt bearbetas vid en tämli- gen låg temperatur av tex ungefär 70°C. Detta skall jämföras med temperaturer inom området av 130 - l60°C, som måste användas för den i det anförda U.S.-patentet använ- da termoplastiska polyuretanen. Den primära beläggningen av akrylplast på fibrerna kan skadas vid sådana höga temperaturer. Dessutom antar ett tryckkänsligt adhesivt medel inte allmänt en fast form, när temperaturen sänks, dvs ett sådant adhesivt medel uppvisar ett viskoelastiskt uppförande vid flexfoliens arbetstemperaturer inom området av -40°C till 80°C. Det adhesiva medlets viskoelastiska egenskaper gör det möjligt för de inkapsla- de fibrerna att röra sig något inuti den laminerade strukturen, även när den färdiga flexfo- lien används vid rumstemperatur. Mikroböjningar, som har införts under lamineringsför- farandet, kommer därför att relaxera, vilket ger de optiska fibrerna i flexfolien en mycket låg optisk dämpning.

Om upphettade valsar skulle användas vid lamineringsförfarandet för att trycka de båda folierna mot varandra, måste ett högt valstryck anbringas för att framställa ett lami- nat utan inneslutna luftbubblor. Det har visats, att mikrosprickor lätt bildas i fibrerna under valsningsförfarandet beroende på den lokaliserade tryckkraften. I synnerhet finns det en bestämd risk för att orsaka böjning av fibrerna med mycket små radier, såsom är ungefär lika med fibrernas radie, inom områden hos fibrerna, där fibrerna korsar var- andra. Detta undviks vid ett vakuumlamineringsförfarande, som också är snabbare och allmänt utsätter fibrerna för minimala mekaniska påkänningar. Den totala tryckkraften vid lamineringsförfarandet kan då göras mindre, vilket ytterligare minskar risken för att böja fibrerna till alltför små radier vid fiberkorsningar.

I en sådan optisk fiberflexfolie binds de båda foliema sålunda vid varandra endast 20 25 30 35 40 515 697 J genom samma Lhesiva medel som de optiska fibrerna är bundna vid folierna och också med hjälp av samma adhesiva medel som det medel, med vilket de binds under begynnel- sesteget vid utläggning av fibrerna av en av folierna. De optiska fibrerna är sålunda väsentligen fullständigt inbäddade i ett tryckkänsligt adhesivt medel, vilket upptar väsent- ligen hela utrymmet mellan de böjliga folierna, utom det utrymme, som upptas av de optiska fibrerna. De båda adhesiva skikten kan ha en total tjocklek, som är mindre än den yttre diametern hos de inbäddade fibrerna, och då blir avståndet mellan de mot varandra vettande ytorna av de böjliga ingående folierna i den färdiga flexfolien vid ställen långt ifrån de optiska fibrerna allmänt vara mindre än den yttre diametern hos de optiska fib- rer, varvid de platser, inom vilka fibrerna är belägna, bildar låga åsar på den yttre ytan hos de ingående foliema.

KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall nu beskrivas såsom ett ej begränsande utföringsexempel med hänvisning till de bifogade ritningarna, i vilka: - fig. 1 är en tvärsektion av en lamineringsanordning med ett aggregat för tillverkning av en optisk fiberflexfolie placerad i anordningen, varvid denna visas i ett läge, i vilket aggregatet är inuti och kan placeras i anordningen och också uttas från denna, - fig. 2 är en tvärsektion liknande fig. 1, som visar anordningen vid ett evakueringssteg, - fig. 3 är en tvärsektion liknande fig. 1, som visar anordningen vid ett lamineringssteg, och - fig. 4 är en tvärsektion, som visar en fiber inbäddad mellan två plastfolier.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I fig. l visas en schematisk tvärsektion av en anordning för laminering av en optisk fiberflexfolie 1. Flexfolien 1 innefattar en underlagsfolie 3, som är gjord av ett böjligt plastark belagt med ett skikt 5 av ett tryckkänsligt adhesivt medel på en av sina ytor, se också sektionen i fig. 4. Optiska fibrer 6, se fig. 4, är anbringade längs lämpliga banor på ytan med det adhesiva medlet. En överfolie 7 är väsentligen likadan som underlagsfo- lien 3 och har en adhesiv beläggning 9 på sin undre yta och är placerad ovanpå och sålunda vid underlagsfoliens 3 med adhesivt medel belagda yta. Flexfolieaggregatet 1 är placerat ovanpå ett böjligt undre gummiark 11, som är placerat vid en undre yta inuti anordningen och på bottnen i den slutna kammare, som skall bildas för det ifrågavarande lamineringssteget. Det undre gummiarket ll sträcker sig väl förbi foliernas 3, 7 kanter.

Ett böjligt övre gummiark 13 är placerat på avstånd ovanför flexfolieaggregatet och är endast vid sina kantpartier fastgjort vid ett lock 15 och där just vid den undre delen av kanter 17, vilka sträcker sig nedåt från locket 15. Utrymmet mellan den övre sidan hos det övre arket 13 och den inre sidan av locket 15 bildar ett slutet hålrum 18, vilket ge- nom rör 19, 21 med avstängningsventiler 23, 25 är förbundet med en vakuumpump 27 respektive med fria luften. I det i fig. 1 visade läget är ventilerna 23, 25 inställda, så att vakuum råder i hålrummet 18 ovanför det övre arket 13 och sålunda är detta ark upplyft och i beröring med den inre ytan av locket 15 över sitt huvudparti. 15 20 25 30 35 515 697 4 Locket 15 tillsammans med det fastgjorda gummiarket 13 nedsänks sedan för att komma i beröring med anordningens undre yta och för att bilda en lufttät inneslutning av flexfolieaggregatet 1 med hjälp av tätningar 29, som är anordnade vid de mot varandra riktade och nedåtriktade kantytoma hos kanterna 17 och är i beröring med den undre ytan såsom visas i fig. 2. Det härigenom bildade slutna hålrummet är via rör 31, 33 med avstängningsventiler 35, 37 förbundet med vakuumpumpen respektive med fria luften, varvid rören är fasta vid anordningens undre yta vid ett ställe beläget vid sidan av det undre arket ll, varvid detta läge också ligger innanför lockets kanter 17. Anordningen hålls hela tiden vid en för laminering lämplig temperatur. Ventilerna 35, 37 inställs se- dan, så att vakuumpumpen förbinds med hålrummet och då evakuerar luften från detta och särskilt luft innesluten mellan folierna 3, 7.

Ventilerna 23, 25 hos lockets hålrum 18 ovanför det övre arket inställs sedan, se fig. 3, så att vakuumpumpen 27 kopplas bort och den fria luften tillåts komma in i hål- rummet 18. Beroende på vakuumet i det flexfolieaggregatet 1 inneslutande hålrummet kommer då omgivningens lufttryck att verka på det övre gummiarket 13 och detta trycker de i flexfolieaggregatet ingående folierna 3, 7 tätt men ändå mjukt mot varandra. Om högre lamineringstryck erfordras, kan röret naturligtvis i stället förbindas med en pump, ej visad, för att anbringa ett tryck högre än det omgivande trycket under lamineringsför- farandet, men i de flesta fall är omgivningens lufttryck tillräckligt. Efter en lämplig tids- period inställs de övre ventilerna 23, 25, så att åter vakuumpumpen 27 inkopplas, så att det övre arket 13 upplyfts från flexfolieaggregatet 1, luft medges att komma in i det flexfolien inneslutande hålrummet genom att inställa de undre Ventilerna 35, 37 på lämp- ligt sätt. Locket 15 lyfts upp och den färdiga laminerade flexfolien avlägsnas från anord- ningen och får svalna.

Vid den av anordningen upprätthållna temperaturen och utsatta för det mycket jämnt fördelade trycket erhållet genom lamineringsförfarandet av hydrostatisk typ och också de använda måttliga trycken, företrädesvis det omgivande lufttrycket, lamineras sålunda flexfoliens beståndsdelar med varandra, de båda ingående folierna 3, 7 binds adhesivt vid varandra endast av de likadana adhesiva skikten 5, 9, av vilket ett också används för att binda de optiska fibrerna till folien 3 vid placeringen från början av fibrerna längs förut- bestämda banor. Om ett lämpligt val av typen och tjockleken hos det för anbringande av de optiska fibrerna vid underlagsfolien 3 använda tryckkänsliga adhesiva medlet görs, behövs inte något ytterligare adhesivt material. Det adhesiva medlet skall ha en glasöver- gångstemperatur under det temperaturområde, inom vilket flexfolien avses att användas, dvs under dess arbetstemperaturintervall, i synnerhet väl under O°C och företrädesvis under -50°C, och det skall ha goda högtemperaturegenskaper.

Ett tryckkånsligt adhesivt medel kan bearbetas vid ganska låga temperaturer, vilka i vart fall ligger ovanför eller vid den översta delen av arbetstemperaturområdet, typiskt vid temperaturer av ungefär 70°C. Det finns då ingen risk för att primärhöljet av akryl- 40 plast i standardfallet omkring de optiska fibrerna, som är inbäddade i flexfolien, kommer 10 20 515 697 5 at: förstöras imder Iamineringsförfarandet. Vidare uppvisar ett typiskt tryckkänsligt ad- hesivt medel ett viskoelastiskt uppförande för temperaturer kring typiska rumstemperatu- rer, dvs åtminstone i ett arbetstemperaturområde från -40 till 80°C, och blir sålunda inte stelt även för relativt låga temperaturer. De viskoelastiska egenskaper hos det adhesiva medlet inom arbetstemperaturområdet medger, att de inkapslade fibrerna kan röra sig något i den laminerade strukturen. Mikroböjningar införda under lamineringsförfarandet kommer därför ha en möjlighet att relaxera, vilket medför en mycket låg optisk dämpning för de i flexfolien 1 ingående optiska fibrema.

Det beskrivna vakuuinlamineringsförfarandet är snabbt, använder ett relativt lågt totalt tryck och inga lokaliserade tryckkrafter används. De låga lamineringstryckkrafterna minskar risken för bildning av mikrosprickor i de optiska fibrerna. Det skulle dock fort- farande kunna finnas någon risk för att man får skarpa höjningar vid ett område av en optisk fiber, inom vilket det korsar en annan optisk fiber, men det låga tryck som erford- ras för lamineringen resulterar i en mjuk böjning av fibrerna, där dessa korsar varandra.

Beroende på det adhesiva medlets viskoelastiska egenskaper kommer eventuellt sådana skarpa mikroböjningar att ha en möjlighet att relaxera, såsom redan har diskuterats.

Underlagsfolien och den övre folien 3, 7 kan framställas av polyimidmaterial, tex med en tjocklek av omkring 50 am. De adhesiva beläggningarna 5, 9 har typiskt en tjocklek av omkring lOO am och innesluter en fiber 6 med ett primärskyddshölje med en yttre diameter av omkring 250 am, se särskilt sektionen i fig. 4, varvid fibern 6 är totalt inbäddad i materialet i de adhesiva beläggningarna.

Claims (5)

20 25 515 697 6 PATENTKRAV

1. Förfarande för framställning av en optisk fiberflexfolie, k ä n n e t e c k n a t av dc i följd utförda stegen - att tillhandahålla en underlagsfolie och en överfolie, - att belägga en övre yta av underlagsfolien och en undre yta av överfolien med ett tryck- känsligt adhesivt medel, - att anbringa optiska fibrer längs förutbestämda banor på den övre belagda ytan av un- derlagsfolien, så att de binds till underlagsfolien med hjälp av det adhesiva medlet, - att placera överfolien vid den övre ytan av underlagsfolien, varvid den undre ytan av överfolien kommer i beröring åtminstone med de optiska fibrema, - att anbringa ett jämnt fördelat hydrostatisk tryck på folierna för att trycka överfolien och underlagsfolien mot varandra, så att de binds till varandra endast med hjälp av det adhesiva medlet.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av det ytterligare steget att av- lägsna luft belägen mellan underlagsfolien och överfolien, innan dessa trycks mot var- andra.

3. Förfarande enligt något av krav 1 - 2, k ä n n e t e c k n at av att det adhesiva medlet har en låg glasövergångstemperatur, särskilt väl under 0°C och i synnerhet en glasövergångstemperatur under -50°C.

4. Förfarande enligt något av krav 1 - 3, k ä n n e t e c k n a t av att det adhesiva medlet har goda högtemperaturegenskaper, som medger att det bearbetas vid temperaturer under l0O°C och väl ovanför allmänna rumstemperaturer, särskilt över eller väsentligen lika med 70°.

5. Förfarande enligt något av krav 1 - 4, k ä n n e t e c k n at av att det adhesiva medlet har viskoelastiskt uppförande åtminstone vid temperaturer, vid vilka temperaturer flexfolien avses att användas, särskilt vid temperaturer mellan -40°C och 80°C.