EoW January 2014

85 / 108

Technischer artikel
Januar 2014 83
und einer einschichtigen Beschichtung
des neuen Materials mit einem OD von
200 μm gezogen. Die Ziehbedingungen
(Ziehgeschwindigkeit und Einstellungen
der UV-Lampen) wurden ausgewählt,
um einen Standard-Härtungsgrad der
Beschichtungsmaterialien zu erhalten.
Dieser Beschichtungsaufbau bietet einen
direkten Vergleich mit den im Handel
erhältlichen Fasern für mittlere Temperatur
von Corning mit einem einschichtigen
Beschichtungsaufbau und einem
Beschichtungs-OD von 200 μm.
2.3 TGA-Prüfungen
Eine dynamische TGA-Prüfung
wurde in Luft durchgeführt,
und die Massenänderung der
Faserprobe wurde bei verschiedenen
Aufheizgeschwindigkeiten gemessen,
in einem Temperaturbereich zwischen
der Raumtemperatur und 600-700°C. Die
Aufheizgeschwindigkeiten entsprachen
während dieser Prüfungen 5°C/min, 10°C/
min, 15°C/min und 20°C/min. Abb. 2 zeigt
die TGA-Prüfdiagramme für LWL-Muster
mit einer einschichtigen Beschichtung,
mit einem OD von 200 μm, von neuen
und handelsüblichen Beschichtungen.
Die Ergebnisse zeigen eine höhere
Wärmebeständigkeit der neuen
Beschichtung im Faserformat an.
Die Ergebnisse des Massenverlusts
der Faser mit der neuen bei 150, 180
und 200°C isothermisch geprüften
Beschichtung, sind in der Abb. 3
dargestellt. Das Vergleichsdiagramm
der Wärmebeständigkeit der Faser
mit einer einschichtigen 200 Mikron
Beschichtung zwischen den neuen und
den handelsüblichen Beschichtungen,
wird in der Abb. 4 gezeigt. Bei einer über
1.000 Stunden langen, isothermischen
150 °C Wärmealterung, zeigt die neue
Beschichtung wieder eine überlegene
Leistung.
3 Prüfungen von
Fasermusterndes
neuenBeschichtungs-
material
Die Empfindlichkeit der
Temperaturdämpfung wurde für
150°C, 180°C und 200°C Temperaturen
gemessen. Da die Messungen manuell bei
Raumtemperatur nach einer besonderen
Auslagerung hoher Temperaturen
erfolgten, könnten die Messverfahren
zu einer gewissen Verwirrung bei den
Prüfdaten beitragen.
Die Ergebnisse der Dämpfungsprüfung
bei 1550nm Wellenlänge für
Singlemode-Faser mit einer einzigen
Schicht des neuen Beschichtungsmaterials
bei verschiedenen Temperaturen sind in
der Abb. 5 dargestellt. Die Dämpfung unter
180°C ist niedrig und stabil. Für weitere
Daten wird das Experiment bei 200°C
fortgesetzt.
Die Faserfestigkeit wurde durch einen
Zugfestigkeitsprüfgerät bei 500mm/min
mit einer Messlänge von 0,5m gemessen.
Die durchschnittliche Festigkeit der
gealterten Fasermuster - bzw. die Festigkeit
bei 50% Ausfallwahrscheinlichkeit im
Weibull-Diagramm - ist in der Abb. 6
graphisch dargestellt.
Angegeben wird dabei die Faserfestigkeit
der einschichtigen Beschichtung des neuen
Materials nach einer 150°C und 180°C
Temperaturalterung. Die Faserfestigkeit
sank nicht bei allen Mustern nach einer
1.000 Stunden langen Auslagerung hoher
Temperaturen.
Alle diese Ergebnisse zeigen eine gute
Langzeitstabilität für Temperaturen unter
180°C für Lichtwellenleiter, die mit dem
neu entwickelten Beschichtungsmaterial
gefertigt werden.
4 Schlussfolgerungen
Entwickelt wurde ein neues Acrylat-
Beschichtungsmaterial für mittlere
Temperatur. Lichtwellenleitermuster, die
mit einer einschichtigen Beschichtung
des neuen Materials gefertigt werden (200
μm Beschichtungsdurchmesser) wurden
in dynamischen und isothermischen
TGA-Tests geprüft und haben überlegene
Leistungen im Vergleich zu den
bestehenden handelsüblichen Acrylat-
Beschichtungen für mittlere Temperatur
bewiesen.
Die Prüfungen der langfristigen
Temperaturalterung in normaler
Atmosphäre bei Temperaturen bis
zu 200°C zeigten die Stabilität der
Lichtwellenleiter-Dämpfung und die
mechanische Faserfestigkeit. n
Diese Unterlage wurde freundlicherweise
während dem 61. IWCS International Cable
and Connectivity Symposium, Providence,
Rhode Island, USA, November 2012, zur
Verfügung gestellt.
5 Literatur
[1] E J Murphy, W W Cattron and J J Kelly, “Improved
Heat resistant UV Cure Compositions for Optical
Fibre Applications”, 57thIWCS Proceedings (2008)
[2] D A Simoff, A A Stolov and C R Ciardiello,
“New Optical Fibre Coating Designed for High
Temperature Applications”, 58thIWCS Proceedings
(2009)
[3] V A Kozlov and E J Murphy, “New UV Cure Heat
Resistant Coatings and Performance Durability of
Mid-Temp Optical Fibres”, 59th IWCS Proceedings
(2010)
[4] B Overton and L White, “Aging Studies of High
Temperature Coatings”, 59th IWCS Proceedings
(2010)
▲ ▲ Abb. 6: Faserfestigkeitsprüfung für Lichtwellenleitermuster mit einschichtiger Beschichtung aus neuemMaterial bei
150°C und 180°C
Corning Incorporated
Corning
NewYork
USA
Tel: +1 607 974 9227
Email:
Website:
200 Mikron Festigkeit der Faser aus neuem
Material bei 150°C und 180°C
Durchschnittliche Festigkeit, kpsi
Auslagerungszeit, Stunden