NO20023310L

NO20023310L - Apparat for fremstilling av optiske fibre laget av semi- krystallinske polymere

Info

Publication number: NO20023310L
Application number: NO20023310A
Authority: NO
Inventors: Hassan Bodaghi
Original assignee: First Quality Fibers Inc
Priority date: 2000-09-15
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2002-07-09
Also published as: US6818683B2; MXPA03002112A; NO20023310D0; WO2002023229A2; US20020114598A1; AU2001294554A1; KR20020073476A; SK8622002A3; EP1366221A2; CA2421635A1; JP2004537738A; WO2002023229A3; EP1366221A4; IL149721A0; BG106826A

Description

Denne søknaden er en "continuation-in-part" av US Patent-søknad Serie nr. 09/728,447, innsendt September 15, 2000 med tittelen Apparatur for Fremstilling av Optiske Fibre laget av Semi-Krystallinske Polymere, som er en "continuation-in-part" av US Patentsøknad Serienr. 09/ 633,308 innsendt Desember 15, 2000 med tittelen Apparatur for Fremstilling av Optiske Fibre laget av Semi-Krystallinske Polymere .

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Semi-krystallinske polymere har vært brukt til å danne fibre for tekstile anvendelser i mange år. De fysiske egenskapene til en fiber er avhengig av polymerens molekylære orientering og strukturelle morfologi utviklet under spinningen av fiberen. De mekaniske egenskapene til fiberen er direkte relatert til molekylær orientering. Harpikser med større molekylvekt gir fibre med større styrke hvis fremstilt under samme prosessbetingelser. Jo høyere graden av orientering, jo høyere er strekkstyrken for en gitt fiber. Graden av krystallinitet og krystallinsk struktur spiller imidlertid en meget viktig rolle når det gjelder å produsere fiber med god dimensjonstabilitet. Ved å velge polyolefin polymere med høy molekylvekt og en smal molekylvekt fordeling holdes forurensningene til et minimum. Disse polymerene kan lett bli ekstrudert og trukket ut til ekstremt transparente fibre med kontrollert morfologi. Den høye molekylvekten tillater dannelse av sterke fibre og gir en meget høy grad både av amorf og krystallinsk orientering. Den høye graden av krystallinitet oppnådd ved å bruke en slik polymer gir en dimensjonstabilitet som ikke kan oppnås ved å bruke amorfe polymere.

Siden polyolefiner smelter ved lave temperaturer, krever ekstrudering og behandling av disse polymerene minimalt med energi sammenlignet med alle andre polymere. For eksempel, smelter glass ved 1200 C, og andre amorfe polymere smelter ved meget høyere temperaturer sammenlignet med polyole finer. Derfor er det meget billigere å produsere optiske fibre av polyolefin semi-krystallinske fibre enn de fra glass og andre amorfe polymere. Disse fibrene er meget lettere på grunn av sine lave iboende densiteter og har utmerket fleksibilitet for håndtering. Glassfibre er helt enkelt for tunge og sprø for håndtering, og de krever sof-istikert innkapsling og anordninger for innfesting ende-til-ender.

Ved fremstillingen av syntetiske fibre inklusive polypropylen, nylon og polyester, blir smeltet polymer ekstrudert gjennom små huller til å danne filamenter som trekkes ned og størkner på roterende sylindere. I et andre trinn sendes de størknede filamentene fra en langsom valse til en hurtig valse som trekker dem ut flere ganger i diameter. Prosessen for dannelse av filamentene er kjent som smeltespinning,

strekkeprosessen i fast tilstand som uttrekking.

Det har blitt vel etablert i smelte-spinneprosessen at polymere smelter blir omdannet til uniaksialt orienterte filamenter. Orienteringen i smelte-spunnede filamenter har blitt undersøkt av forskjellige forskere ved å bruke vidvinkel røntgenstråle spredning (WAXS), birefringens og smalvinkel røntgenstråle spredning (SAXS). Generelt har molekylær orientering blitt uttrykt i termer som Hermans-Steins orienteringsfaktorer, med WAXS anvendt for krystallinsk orientering og birefringens brukt for å oppdage amorf orientering.[Kitao,T., Yamada K., Yamazaki,T., Ohya,S.: Sen-i-Gakkashi, 28,p.61 (1972); Kitao,T., Ohya,S., Furukawa,J., Yamashita,S.: J.Polymer Sci.Polym.Phys.il, p.1091 (1973); Abbott,L.E.White,J.L.: Appl.Polym.Symp. 20,p.247(1973); Dees,J.R.,Spruiell,J.E.: J.Appl.Polym.Sei. 18,p.1055(1974); Spruiell,J.E., White,J.L.: Polym.Enj.Sei 15,p.660 (1975); Nadella,H.P.Henson,H.M., Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Appl.Polym.Sei.2l,p.3003(1977);Bankar,V.G., Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Appl.Polym.Sei. 21,p.2341

(1977); Shimizu,J., Toriumi,K.,Imai,Y.: Sen-i-Gakkashi 33, p T-255 (1977); Dan£ord,M.D., Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Appl.Polym.Sei. 22, p.3351 (1978); Heuvel,H.M., Huisman, R.: J.Appl.Polym.Sei. 22, p.2229 (1978)]. Denne orienteringen er funnet å være en unik funksjon av spenningen i spinnelinjen. I tilfellet med polyolefiner har WAXS generelt oppdaget en lamellær struktur som ved høye spenninger i spinnelinjen er orientert perpendikulært til fiberaksen.

[Dees,J.R., Spruiell,J.E.: J.Appl.Polym.Sei.18, p.1055

(1974) L; Spruiell,J.E.,White,J.L.: Polym.Eng.Sei. 15, p.660

(1975) ; Naedella,H.P., Henson, E.M., Spruiell,J.E., White, J.L.: J.Appl.Polym.Sei.21, p.3003 (1977): Katayama,K., Amano, T., Nakamura,K.: Koll Z-Z Polym. 226, p.125 (1967); Noether,H.D., Whitney,W.:Koll Z-Z Polym. 251,p.991 (1973); Sprague,B.S.,Macromol,J.: Sci.Phys. B8, p.157 (1973). Fra arbeidet til Keller og Machin [Keller,A., Machin,M.J.: J.Macromol.Sei. Phys. Bl,p.41 (1967)], Dees and Spruiell [Dees,J.R., Spruiell, J.E.:J.Appl.Polym.Sei. 18, p.1055

(1974)] og senere forskere er det generelt fremsatt den hypotese at strukturen observert ved SAXS og WAXS består av foldete lamellære kjeder. Disse lamellene er arrangert i aggregater til å gi en sfærolittisk superstruktur når smel-tespinningen blir utført ved lave spenninger i spinnelinjen, men ved høyere spenninger i spinnelinjen lager de kjerner langs linjer parallelle med filamentaksene og vok-ser radialt utover til å gi en såkalt "radstruktur" eller sylindritt morfologi.

I uttrekkingsprosessen viser filamentene først lokal kon-traksjon, men de blir eventuelt uniforme ved et punkt kjent som det naturlige trekk-forholdet. De innsnevrede områdene og de uttrukne filamentene viser en betydelig økning i graden av polymerkjedenes orientering. [ Fankuchen,L., Mark, H: J.Appl.Phys. 15,p.364 (1944); Wyckoff,H.W.: J. Polym.Sei. 62,p.83 (1962); Kasai,N.,Kakudo,M.: J.Polym.Sei. pt A2, p.1955 (1961); Samuels,R.J.: J.Polym.Sei. A-26, p.2021 (1968); White, J.L.,Dharod,K.C., Clark,E.S: .J.Appl.Polym.Sei. 18, p.2539 (1974); Sze,O.M., Spruiell, J.E., White,J.L.: J.Appl.Polym. Sei. 20, p.1823 (1976); Nadella, H.P., Spruiell,J.E., White, J.L.: J.Appl.Polym. Sei. 22,, p.3121 (1878); Kitao, T., Spruiell,J.E., White, J.L.: Polym.Eng.Sei. 19, p.761 (1979)]. Et annet fenomen som opptrer under uttrekkingsprosessen er utviklingen av fibrillering som overfører det opprinnelig faste, homogene filamentet i en ikke-homogen struktur som inneholder mange fibriller sammen med forlengede hulrom [Samuels,R.J.: J. Polym.Sei. A-2 6, p.2021 (1968): White,J.L., Dharod,K.C, Clark,E.S.: J.Appl.Polym.Sei 18, p.2539 (1974); Sze, Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Appl.Polym.Sei. 20, p.1823

(1976); Nadella, H.P., Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Appl. Polym.Sei. 22, p.3131 (1978);Kitao,K., Spruiell,J.E., White, .L.: Polym. Eng.Sei. 19, p.761 )1979); Statton,W.O.: J.Polym. Sei.41,p.143; Sakaoku,K., Peterline,A.: J.Polym. Sei.A-2 9, p.895 (1974); 61enz,W., Morossoff,N., Peterlin, A.: Polymer Letters 9, p.211 (1971); Muzzy,J.E., Hansen,D.: Textile Res.J. 41, p.436 (1971); Vonk,C.G.: Colloid Polym. Sei. 257, p.1021 (1979)]. Det er dette problemet og dets samvirkning med smeltespinning som interessen knytter seg til. Generelt har observasjonene av fibrillering vært kvalitative i karakter, med forfattere som har notert seg at dette fenomenet eksisterer, og noen ganger fremsatt hypoteser med hensyn til mekanismen. [Sakaoku, K., Peterline,A : J.Polym.Sei. A-2 9, p.895 (1971); Peterlin, A.:J.Polym.Sei. 9,p.61 (1965)]. Undersøkelser [Sze,G.M., Spruiell,J.E., White,J.L.: J.Polym.Sei. 20, p.1823 (1976); Kitao,T., Spruiell,J.E., White, J.L.: Polym.Eng.Sei. 19, p.761 (1979)] med bruk av SAXS og skanning elektronmikro-skopi (SEM) har indikert at i høy densitets polyetylen og polypropylen har fibrilleringen en tendens til å øke med uttrekksforholdet og synke med økende uttrekkstemperatur.

SAMMENDRAG AV OPPFINNELSEN

Foreliggende oppfinnelse er et apparat for fremstilling av optiske fibre laget av semi-krystallinske polymere. Apparatet omfatter: En ekstruder oppvarmer en polymer harpiks til å produsere smeltet polymer og leverer den smeltede polymeren ved konstant trykk. En tannhjulspumpe er i fluid samarbeid med ekstruderen, mottar den smeltede polymeren og kontrollerer polymerens strømningshastighet. Et spinneorgan er i fluid forbindelse med tannhjulspumpen og spinner den smeltede polymeren til optiske fibre. Et varmeapparat kontrollerer temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet. De optiske fibrene blir langsomt nedkjølt fra smeltet tilstand til omgivende temperatur for å eliminere radielle morfologiske variasjoner. En opptaksvalse strekker de optiske fibrene etterat de kommer ut av spinneorganet for å maksimere krystallisering av den smeltede polymeren.

Fibrillering og utvikling av hulrom hos smeltespunnede polypropylen filamenter er også vist. Filament orienteringen blekarakterisert vedvidvinkel røntgenstråle spredning og birefringens. Krystallinitet ble bestemt med DSC teknik-ken. Utvikling av en fibrillert superstruktur ble fulgt med SEM, og strukturen av hulrommene ble studert med SAXS, og porestrukturen ble studert med SAXS. Porefraksjonene ble også estimert gjennom en kombinasjon av densitet og krystallinitet målinger. De følgende konklusjonene ble trukket: 1) De vanlige forandringene i orientering ble observert. Orienteringen økte med opptakshastigheten under smelte-spinningen, polymerens molekylvekt og uttrekksforholdet. Orienteringen sank litt med økende uttrekkstemperatur. 2) Krystalliniteten økte med økende uttrekksforhold og uttrekkstemperatur, men ble ikke særlig influert av mole-kyl vekten i det området som ble studert. 3) Kvalitativ observering av fibrilleringsnivået med SEM mikrofotografier indikerte at fibrilleringen er meget omfattende etter uttrekking ved 25°C. Fibrilleringen synker med økende uttrekkstemperatur, men den øker med økende uttrekksforhold og polymerens molekylvekt. Filamenter spunnet ved lav opptakshastighet (og spinn orientering) fibrillerer mindre sammenlignet med dem som

er spunnet ved høyere opptakshastighet.

4) Volumfraksjonen av mikroporer varierte fra ca 0,0004 til 0,028 (0,04 til 2,8%). 5) Volumfraksjonen av mikroporer beregnet fra SAXS teknik-ken ble funnet å korrelere ganske bra med mikropore fraksjoner anslått fra en kombinasjon av krystallinitet

(DSC teknikk) og densitetsmålinger.

6) Volumfraksjonen av mikroporer økte med

a) økt uttrekksforhold,

b) en reduksjon av uttrekkstemperaturen,

c) økt molekylvekt,

d) en økning av opptakshastigheten under smelte-spinningen.

7) Guinier analysen viste at den midlere størrelsen på hulrommene hadde dimensjoner på fra 25 til 40 nm parallelt med fiberaksen og i størrelsesorden 15 til 30 nm perpendikulært på fiberaksen. Den midlere størrelsen på hulrommene økte med en økning i uttrekkstemperaturen og en reduksjon av molekylvekten, men var ikke noen sterk

funksjon av uttrekksforhold og spinnorientering.

8) Densiteten av antall hulrom økte med en reduksjon av uttrekkstemperaturen, og med en økning av uttrekksforholdet, molekylvekten og spinnorienteringen. 9) De mekaniske egenskapene i fiberretningen har en tendens til å korrelere med den utviklede orienteringen og var ikke noen vesentlig funksjon av fibrillering og pore-fraksjon per se.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

FIG.l er et skjematisk utsyn over en første utførelse av apparatet i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.2 er et skjematisk utsyn på en andre utførelse av apparaturen i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.3A er et tverrsnitt av et spinneorgan i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.3B er et endeutsyn på et spinneorgan i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.4 er et første dempningsdiagram av fiberen i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.5 er et andre dempningsdiagram av fiberen i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG.6 er et nærbilde av FIG. 5 ved 850 nm; FIG.7 er et nærbilde av FIG.5 ved 1310 nm; FIG.8 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 5; FIG.9 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 6; FIG.10 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 7; FIG.11 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 8; FIG.12 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 9; Fig.13 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 10; FIG.14 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 11; FIG.15 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 12; FIG.16 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 13; FIG.17 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 14; og FIG.18 er et dempningsdiagram av fiberen i Tabell 15.

DETALJERT BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSENE

1. Apparatur og Materialer

Foreliggende oppfinnelse bruker semi-krystallinske homopolymere harpikser i stedet for uorganisk glass, amorft, eller andre kopolymere som råstoff. Dette vil gi de følg-ende fordelene sammenlignet med glass og andre harpikser som brukes idag.

Først er det til stede mindre forurensninger på grunn av valget av høymolekylære polymere med meget smal molekylvektsfordeling og minimaliserte prosessadditiver. Polyetylen harpiks inneholder bare en meget liten mengde anti-oksidant, som utgjør mindre enn 600 PPM. Antioksidanter blir brukt for å forhindre termisk nedbrytning under prosessen, idet selv sporemengder av metaller og andre forurensninger i harpiksene skal unngås. Utgassingen for denne harpiksen er under 14PPM og polydispersiteten på mindre enn 4. En slik smal molekylvektsfordeling er den mest av-gjørende faktoren for å eliminere radielle morfologiske variasjoner på grunn av innflytelsen av skjærkrefter ved dyseveggen før ekstrudatet strømmer ut så vel som dannelsen av den endelige fiberstrukturen. Høy-densitets, høymoleky-lære polyolefiner med en mol.vekt varierende fra 50,000-300,000 og en polydispersitet på < 3 er de mest ønskede råstoffene. Andre semi-krystallinske homopolymere slik som polypropylen, isotaktisk polystyren, polyetylenoksid, poly-oksymetylen, nylontyper (slik som for eksempel nylon 6066), polyvinylidenfluorid og lignende kan også brukes til å danne avanserte fibre for slike optiske anvendelser. Siden graden av krystallinitet for disse harpiksene ikke er så høy som de til polyetylenharpiksene, vil vi inkorporere opp til 5% klaringsmidler under polymeriseringen for å danne små krystaller med kontrollert struktur og eliminere uønskede variasjoner i densitet innenfor de dannede fibrene. Med "semi-krystallinsk" er det ment at det endelige fiber-produktet produsert ifølge læren heri har fra ca 3 0 til 99 % krystallinitet.

For det andre er semi-krystallinske harpikser meget lette å behandle og kan formes til rene fibre ved meget lavere pro-sesstemperatur (lavere energikostnader under produksjonen) sammenlignet med glass og amorfe polymere. De har lavere densitet og er derfor meget lettere enn glass og lettere å håndtere.

Spinning av fibre blir utført på to forskjellige måter. Disse er tradisjonell spinning og høy-hastighets spinning. Tradisjonell spinning blir gjort i to separate trinn. Først blir fibrene øyeblikkelig nedkjølt eller bråkjølt i et vannbad og blir deretter oppsamlet som spunnede fibre. Disse fibrene blir deretter trukket ut i et andre trinn av prosessen. I høy-hastighets spinneprosessen blir fibrene laget i et enkelt trinn fra den opprinnelige harpiksen til de endelig uttrukkede fibrene.

Det er vel kjent i bransjen at den konvensjonelle to-trinns spinne- og uttrekkingsmetoden alltid produserer fibre med en høyere grad både av amorf og krystallinsk orientering. Som kontrast blir det produsert fibre med dårligere kvali- tet ved høy-hastighets spinning siden det mekaniske uttrekkingstrinnet mangler. Imidlertid er produksjonshastigheten meget høyere for høyhastighets spinning sammenlignet med konvensjonell spinning av fibre. Skjønt det blir produsert høyt orienterte og meget sterke fibre ved slike metoder, har strukturelle variasjoner innenfor fibrene ikke blitt eliminert. I kontrast, produserer gjenstanden for oppfinnelsen planlagte fibre med en kontrollert strukturert morfologi med en maksimal grad både av krystallinsk og amorf orientering.

Foreliggende oppfinnelse kontrollerer presist de morfologiske variasjonene som utvikles under spinningen av fibrene og inkorporerer den trinnvise uttrekksprosedyren i fiber spinnelinjen til å produsere de optiske fibrene i en effek-tiv prosedyre og på en kontinuerlig måte. Denne oppfinnelsen eliminerer ufullstendig krystallisering som kan fore-komme under spinning ved lav spenning, transformerer den sfærulittiske morfologien til lamellerte krystaller, og fjerner alle mikroporer og andre morfologiske defekter inne i fibrene. Det som er beskrevet ovenfor, blir i foreliggende oppfinnelse gjennomført ved presist å kontrollere både temperatur og spenning under den fiberdannende prosessen. Temperaturen blir kontrollert ved å skaffe varmesoner rundt nøkkelkomponentene under fiberfremstillingen, slik som ekstruderen og spinneorganet. I tillegg gir en luftvarmer varm luft til utløpspunktet for de smeltede fibrene fra spinneorganet, og dette området blir foretrukket omgitt av et porøst skjørt for å tillate langsom, kontrollert nedkjøling fra smeltet tilstand til omgivende temperatur.

Strekket blir kontrollert ved en rekke opptaksvalser og strekk-valser som lar de nedkjølte fibrene passere i en ustrukket tilstand mellom de påkrevede prosess-stasjonene. En første utførelse av apparaturen i foreliggende oppfinnelse er vist i Fig.l. Spesielle polymere harpikser nevnt ovenfor blir tilsatt i beholderen 101 til en ekstruder 103. Ekstruderen leverer den smeltede polymeren til en tann hjulspumpe 105 ved et konstant trykk, for eksempel mellom ca 50 og ca 250 bar, og foretrukket ca 2 00 bar. En presisjons tannhjulspumpe 105 blir benyttet til å gi en konstant strømningshastighet av polymeren til spinneorganet 107.

Spinnepumpen 105 er en positiv fortrengnings-, firetrinns damp tannhjulspumpe med hydraulisk deling og gir en konstant strømningshastighet av polymeren gjennom spinneorganet 107 med for eksempel mellom ca 0.01 kubikk centimeter /omdreining og ca 3 cm<3>/o, og foretrukket ca 1,2 cm<3>/o. Denne pumpen 105 er meget avgjørende slik at enhver variasjon i strømningshastigheten kan elimineres for å få lineær densitet langs filamentene, og følgelig langs banen.

Etter hvert som filamentene 109 strømmer ut av spinneorganet 107 blir de akselerert (ved, for eksempel mellom ca 200 meter/min og ca 600 m/min, og foretrukket ca 500 m/min) bort fra utløpet, idet strekking får lov å skje mens polymeren fortsatt er smeltet. En transvers luftstrøm oppvarmet med luftvarmeren 112 og i forbindelse med skjørtet 11, foretrukket et kammer med et innløp og et utløp gjennom hvilke filamentene 109 passerer, kjøler deretter langsomt de strukkede, halv-smeltede filamentene. Mer spesifikt, sender luftvarmeren 112 varm luft ved hjelp av en vifte til skjørtet 111.

Luften fra luftvarmeren 11 har en temperatur mellom temperaturen til de smeltede filamentene og den omgivende lufttemperaturen, for eksempel, mellom ca 2 0 og ca 120 °C, og foretrukket ca 100 °C. Luften blir blåst fra luftvarmeren 112 med en hastighet på, for eksempel, mellom ca 0,142 m<3>/min og ca 2,83 m<3>/min, og foretrukket ca 1,42m<3>/min. Mens det bare er vist en luftvarmer 112 og et skjørt 11, tenker foreliggende oppfinnelse seg en eller flere luft-varmere 112 og skjørt 111 som danner en ellere flere temperatur soner , og hver temperatursone med en temperatur-gradient lavere enn den foregående temperatursonen gjennom hvilke filamentene 109 passerer for å kontrollere deres kjøling. Hastigheten og temperaturen til luftstrømmen fra luftvarmeren 112 blir kontrollert for å hjelpe til å sikre uniformitet langs filamentene. En til ti meter under spinneorganet blir disse filamentene 109 brakt sammen og sendt, ustrukket til opptaks rullene 113. Jevn hastighet på rullene er kritisk for filamenthastigheten og strukturell uniformitet. Hastighetene på rullene 113 bestemmer strekket i trådlinjen, og hastigheten på rullene 113 er, for eksempel, mellom ca 220 meter/min. og ca 660 m/min., og foretrukket ca 550 m/min. for å oppnå strekk på, for eksempel ca 10 prosent. Uttrekking av fibre er en strekkeprosess, som øker styrken på filamentene ved å øke orienteringen av polymermolekylene i forhold til den parallelle aksen til filamentene. Uttrekking i fast tilstand er meget mer effektivt til å produsere orientering av molekylene enn den strekking som skjer i smeltet tilstand under ekstruderingen likesom høy-hastighets spinning.

På dette stadiet blir tauet av filamenter 109 overført via to innmatningsvalser i en første sone varm uttrekkingsovn 115. I dette første uttrekkingstrinnet blir filamentene strukket ved en temperatur over glassomvandlingstempera-turen, og under smeltetemperaturen. I det første uttrekkingstrinnet er for eksempel uttrekkingsforholdet mellom ca 1 og ca 3, og er foretrukket ca 2, mens temperaturen for eksempel, ligger mellom ca 250 og ca 110 °C, og er fortrinnsvis ca 100 °C.

Uttrukkede filamenter blir strukket videre i den andre uttrekkssonen 117 ved høyere temperaturer og eventuelt herdet ved stasjon 119 under strekk for å perfeksjonere og fastfryse den endelige fiberstrukturen. I det andre ut-trekkstrinnet er uttrekksforholdet , for eksempel, mellom ca 2 og ca 20, og er foretrukket ca 12, mens temperaturen for eksempel, ligger mellom ca 90 og ca 155 °C, og er foretrukket ca 150 °C. Fibrene blir herdet under strekk ved mellom ca 90 og 155 °C, og foretrukket omkring 150 °C. Fibrene blir deretter automatisk spolet og emballert for skipning i stasjon 121.

Det finnes flere varmesoner 123, som foretrukket er elek-trisk kontrollerte varmeenheter og forbundet med blåsere eller vifter innenfor et lukket område, som opprettholder de ønskede temperaturene rundt ekstruderen 103 og spinnehodet 107. Ulik konvensjonell spinning, etter hvert som de smeltede filamentene strømmer ut av dysen, blir det applisert varm luft samtidig rundt fibrene ved varmeapparatet 112 for å kjøle dem jevnt for å eliminere radielle morfologiske variasjoner. Som angitt ovenfor får disse fibrene omhyggelig størkne ved rullen eller opptaksvalsen 113 under høy spinnebelastning for å maksimere krystallisasjonen, eller trekkes ned på en matervalse som roterer med den

ønskede opptakshastigheten. Ved dette punktet blir filamentene overført under høy spenning fra strekkvalsen 114 gjennom den første varmluft strekkstasjonen 115, hvor et naturlig uttrekksforhold på opptil syv ganger blir applisert.

Dette vil fjerne alle halsene og transformere de sfærulittiske krystallene til lamellær morfologi. Deretter kommer disse fibrene under høyt strekk fra strekkvalsen 116 inn i den andre uttrekksstasjonen 117 hvor de kontinuerlig blir strukket til maksimale uttrekksforhold og ved en meget høyere uttrekkstemperatur. På dette stadiet oppviser de resulterende fibrene en meget høy c-akse orientering av de polymere krystallene (forlenget kjede morfologi i fibrenes kjerneområde som er fullstendig krystallinsk) og er omgitt av en kappe med en to-fase morfologi med endrede krystallinske og amorfe områder som har en høy grad både av amorf og krystallinsk orientering. Disse fullstendig orienterte fibrene passerer deretter gjennom den avsluttende varme-regulerende stasjonen 119 under strekk fra strekkvalsen 118 for å sikre deres krystallisasjon så vel som å fjerne alle andre forurensninger. Et eksempel på disse forurensningene er ekstremt små hulrom, varierende i størrelse fra en til mange hundre Ångstrøm, som fortsatt kan finnes innenfor strukturen til disse fullstendig orienterte fibrene. Ufull stendig krystallisasjon blir forhindret, likesom dannelse av forurensninger under spinning og uttrekking gjennom foreliggende oppfinnelse. Endelig blir fibrene spolet opp ved opptaksstasjonen 121 som innbefatter en opprullings spole 125.

Fibre trukket ut med denne oppfinnelsen ved uttrekkstemper-aturer nær deres smeltepunkt vil være ekstremt transparente ved kjernen og ha høyt utstrakte krystallinske strukturer. Slike fibre oppviser en høy grad av C-Akse krystallinsk orientering, som bidrar omfattende til høyere transmisjons-rate så vel som en reduksjon av dempningstapet. I tillegg vil slike krystallinske fibre ha en meget høy seighet varierende fra 5-14 g/denier. Seigheten for glass er fra 5-8 g/ denier. Prosent forlengelse til brudd for semi-krystallinske fibre i henhold til denne oppfinnelsen varierer fra 5-500 %. Glassfibre har en prosent bruddforlengelse fra 1-25%. Den høye graden av krystallinitet for fibre i henhold til denne oppfinnelsen forhindrer enhver molekylær krymp-ning innenfor disse fibrene. Som et resultat forventes det utmerket dimensjonstabilitet fra slike fibre når de brukes under forskjellige miljømessige betingelser. Siden disse semi-krystallinske fibrene har utmerket smidighet er de lettere å håndtere og kan bli bøyd uten brudd. De kan pro-duseres nesten endeløse på grunn av sin enestående krum-ningsradius og trenger færre terminaler i anvendelser over større avstander. De kan også lett koples sammen med en lyskilde eller andre fibre.

Den andre utførelsen av foreliggende oppfinnelse er vist i

FIG.2. Den andre utførelsen i FIG.2 deler mange av de samme komponentene til den første utførelsen i FIG.l, og like komponenter i disse to utførelsene er beskrevet ovenfor i forbindelse med FIG.l og har samme elementtall. På samme måte gjelder alle parametrene vedrørende trykk, hastighet, temperatur og uttrekksforhold i FIG.l også FIG.2. Ulik utførelsen i FIG.l gjør utførelsen i FIG.2 fremstillingen av fibre lettere, med en ytre mantel av en første polymer og en indre kjerne av en andre polymer. Alternativt kan den indre kjerneseksjonen være hul, i stedet for å innbefatte en andre polymer. Når den indre kjerneseksjonen er hul, kan den inneholde luft (som transmitterer lys bedre enn en fast polymer i den indre kjerneseksjonen), et vakuum, eller en gass (for eksempel, nitrogen eller helium) som letter lystransmisjonen bedre enn luft. Anmerk at når fiberen er hul, er fiberkostnadene lavere enn for en fast fiber. I tillegg, når fiberen i henhold til foreliggende oppfinnelse har et ytre skall av en første polymer, er det ikke påkre-vet med noen innkapsling.

For å produsere en fiber med et ytre skall av en første polymer og en indre kjerneseksjon av en andre polymer, anordnes to beholdere 10IA og 10IB som hver mater henholdsvis ekstruderne 103A og 103B. Tannhjulspumpene 105A og 105B er forbundet henholdsvis med ekstruderne 103A og 103B. Tannhjulspumpene 105A og 105 er i fluid forbindelse med spinneorganet 107. Spinneorganet 107 har en enestående kon-figurasjon (vist i FIGS. 3A og 3B) som tillater polymeren (eller gassen) fra beholder 101A, ekstruder 103A og tannhjulspumpe 105A å bli innkledd av polymeren fra beholder 101B, ekstruder 103A og girpumpe 105A. Mer spesifikt har spinneorganet 107 en enkelt blende 301, som vist i FIGS.3A og 3B, gjennom hvilken en første polymer og en andre polymer blir sendt sekvensielt til å danne en fiber som har et ytre skall av en første polymer og en indre kjerne av en andre polymer. Spinneorganet 107 kan være et spinneorgan fremstilt av Fourné Polymertechnik fra Tyskland og kan ha en, eller flere enn en blender. Det dannede filamentet gjennomgår deretter en prosessbehandling som beskrevet i den første utførelsen i FIG.l med start ved opptaksvalse 113 i FIG.l og fortsetter gjennom alle stasjonene til opp-taksstasjon 121 i FIG.l. Når luft eller en gass fyller den indre kjerneseksjonen av fiberen i stedet for en polymer, blir beholderen 101A, ekstruder 103A og tannhjulspumpen 105A erstattet med en luft/ gasskilde 109. Luft/gasskilden 201 er således i fluid forbindelse med spinneorganet 107. Idet det deretter henvises til en tredje utførelse av foreliggende oppfinnelse, omfatter denne utførelsen temperaturkontroll protokollen for den første utførelsen i henhold til foreliggende oppfinnelse, mens strekk-kontroll protokollen valgfritt blir benyttet på en kontinuerlig måte, eller på en ikke-kontinuerlig måte ved et senere tidspunkt og/ eller lokalt, eller ikke blir brukt i det hele tatt. For denne tredje utførelsen blir det igjen henvist til FIG.l, og parametrene for trykk, hastighet, temperatur og uttrekksforhold i FIG.l gjelder den tredje utførelsen. Spesielle polymere harpikser nevnt ovenfor blir tilsatt i beholderen 101 til en ekstruder 103. Ekstruderen leverer den smeltede polymeren til en tannhjulspumpe 105 ved et konstant trykk. En presisjons tannhjulspumpe blir brukt til å frembringe en konstant strømningshastighet for polymeren til spinneorganet 107.

Spinnepumpen 105 er en positiv fortrengnings tannhjulspumpe og frembringer en konstant strøm av polymeren gjennom spinneorganet 107. Denne pumpen 105 er helt avgjørende slik at enhver variasjon i strømningshastighet blir eliminert for å få lineær densitet langs filamentene, og følgelig langs banen.

Etter hvert som filamentene 109 kommer ut av spinneorganet 107 blir de akselerert bort fra utløpet, idet strekking får lov å skje mens polymeren fortsatt er smeltet. En transvers luftstrøm oppvarmet av luftvarmeren 112 og forbundet med skjørtet 111, foretrukket et kammer med et innløp og et utløp gjennom hvilket filamentene 109 passerer, kjøler deretter langsomt de strukkede, semi-smeltede filamentene. Mer spesifikt sender luftvarmeren 112 varm luft til skjørtet 111 ved hjelp av en vifte. Luften fra luftvarmeren 111 har en temperatur mellom temperaturen på de smeltede filamentene og den omgivende lufttemperaturen. Mens det bare er vist en luftoppvarmer 112 og et skjørt ill, fore-stiller oppfinnelsens gjenstand seg en eller flere luft-varmere 112 og skjørt 11 som danner en eller flere tempera tursoner, og hvor hver temperatursone har en temperaturgra-dient lavere enn den foregående temperatursonen, gjennom hvilke filamentene 109 passerer for å kontrollere deres kjøling. Denne kjølingen kan også utføres i et eller flere varme vannbad, i motsetning til luftkammere. Hastigheten og temperaturen på luftstrømmen fra luftvarmer 112 blir kontrollert for å hjelpe til å sikre uniformitet langs filamentene .

Det finnes mange varmesoner 123 som foretrukket er elek-trisk kontrollerte oppvarmings-enheter forbundet med blåsere eller vifter innenfor et lukket rom, som opprettholder de ønskede temperaturene rundt ekstruderen 103 og spinnehodet 107. Ulik konvensjonell spinning, etter hvert som de smeltede filamentene strømmer ut av dysen, blir varm luft og/ eller varmt vann applisert samtidig rundt fibrene ved varmeapparatet 112 for å kjøle jevnt ned for å eliminere radielle morfologiske variasjoner. Som anført ovenfor, i denne tredje utførelsen av foreliggende oppfinnelse kan eller kan ikke, fibrene fortsette til prosess-stasjoner med kontrollert strekk som beskrevet i den første utførelsen, enten øyeblikkelig eller etter en viss tid.

En fjerde utførelse som omfatter strekk-kontroll protokollen blir deretter beskrevet, enten med eller uten temperaturkontroll prosessen fra den første utførelsen av foreliggende oppfinnelse; og hvis med, enten umiddelbart deretter eller etter en viss tid (dvs. kontinuerlig eller diskonti-nuerlig) . Igjen gjelder parametrene for trykket, hastigheten, temperaturen og uttrekksforholdet i FIG.l denne fjerde utførelsen. Med henvisning til FIG.l blir filamenter tidligere behandlet enten med eller uten den kontrollerte temperaturprotokollen fra den første utførelsen av foreliggende oppfinnelse brakt sammen og sendt til opptaks-rullene 113. Jevn hastighet på rullene 113 er kritisk for filamenthastigheten og strukturell uniformitet. Hastigheten på rullene 113 bestemmer strekket i trådlinjen. Uttrekking av fibre er en strekke-prosess som øker styrken til fila mentene ved å øke orienteringen av polymermolekylene i forhold til den parallelle aksen til filamentene.

Uttrekking i fast tilstand er meget mer effektivt til å produsere orientering av molekylene enn den strekking som skjer i smeltet tilstand under ekstrudering som ved høy-hastighets spinning.

På dette stadiet blir bunten av filamenter 109 overført via to innmatningsvalser til den første varme uttrekksovnen 115. I dette første uttrekks-trinnet blir filamentene strukket ved en temperatur over glass overgangstemperaturen og under smeltetemperaturen. Uttrukkede filamenter blir strukket ytterligere i den andre uttrekkssonen 117 ved høy-ere temperaturer og eventuelt herdet i stasjon 119 under strekk for å perfeksjonere og fryse den endelige fiberstrukturen. Fibrene blir deretter oppviklet automatisk og emballert for skipning i stasjon 121.

Som angitt ovenfor blir disse fibrene omhyggelig størknet ved spindelen eller opptaksvalsen 113 under høy spinne-spenning for å maksimere krystallisasjonen, og blir deretter trukket ned til en matervalse som roterer med den ønskede opptakshastigheten. På dette punktet blir filamentene overført under høy strekkbelastning fra strekkvalsen 114 gjennom den første varmluft uttrekkstasjonen 115 hvor det anvendes et naturlig uttrekksforhold på opptil syv ganger. Dette vil fjerne alle halser og transformerer de sfærulittiske krystallene til lamellær morfologi. Disse fibrene kommer således under høyt strekk inn i den andre uttrekksstasjonen 117 hvor de kontinuerlig blir trukket ut ved maksimale uttrekksforhold og ved meget høyere uttrekkstemperatur. I dette stadiet oppviser de resulterende fibrene en meget høy c-akse orientering av polymerkrystal-lene (forlenget kjedemorfologi i fibrenes kjerneområde, som er perfekt krystallinsk) og er omgitt av en mantel med en to-fase morfologi med varierende krystallinske og amorfe områder med en høy grad både av amorf og krystallinsk ori entering. Disse fullstendig orienterte fibrene passerer så gjennom den avsluttende varmeherdende stasjonen 119 under strekk fra strekkvalsen 118 for å sikre deres krystallisasjon så vel som å fjerne alle andre forurensninger. Et eksempel på disse forurensningene er ekstremt små hulrom, som varierer i størrelse fra en til flere hundre ångstrøm, som fortsatt kan finnes inne i strukturen til disse fullstendig orienterte fibrene. Ufullstendig krystallisasjon blir forhindret og likeså dannelsen av forurensninger under spinning og uttrekking ved foreliggende oppfinnelse. Endelig blir fibrene viklet på opptakstasjonen 121 som innbefatter en oppviklingsspole 125. Som påpekt ovenfor, i denne fjerde utførelsen av foreliggende oppfinnelse, kan eller kan ikke fibrene ha blitt, enten umiddelbart eller etter en viss tid, først behandlet med temperaturkontroll protokollen i den første utførelsen av foreliggende oppfinnelse.

Ikke-begrensende eksempler på ekstruderingsbetingelsene er vist under i Tabell 1. Ikke-begrensende eksempler på polymere harpikser som kan benyttes ved utførelsen i FIG.2 er vist i Tabell 2 under.

Fortsatt med henvisning til Tabell 2 kan harpiksen benyttet deri for fremstilling av de semi-krystallinske fibrene i oppfinnelsens gjenstand ha følgende sammensetning: • 3-7 ppm (deler pr.million) magnesium, fortrinnsvis under 5 ppm. • 1-5 vekt prosent Ti02eller polytetrafluoroetylen, foretrukket under 1 vekt prosent.

• 30-50 ppm aluminium, foretrukket under 42 ppm.

• 20-50 ppm klor, foretrukket under 24 ppm

• Under 600 ppm kalsiumstearat

• 0,02 til 1,00 vekt prosent Irganox 1010 (antoksidant fremstilt av Rohm& Haas), foretrukket under 0,03 vekt prosent. • 400 til 500 ppm Irgafos 168 fremstilt av I.C.I., foretrukket 400 ppm.

• MFI (smelteindeks) på 0,1 til 1000,foretrukket under 10.

• 1 til 10 vekt prosent Xylen, foretrukket under 2 vekt prosent. • 1 til 10 vekt prosent Decalin Soluble, foretrukket under 2 vekt prosent. • 0,1 til 10,0 vekt prosent CH B (preventiv mot misfarging fremstilt av Geigy Industrial Chemical Company, foretrukket under 0,3 vekt prosent. • 1 til 5 vekt prosent DSI (et antistatisk middel fremstilt av Freeman Chemical Corp.), foretrukket 2,5 vekt prosent. • Utgassing til 1-50 ppm, foretrukket under 15 ppm.

Uttrekksbetingelser for utvalgte harpikser fra Tabell 2 ved bruk av Protokollen i FIG.2 er vist i Tabell 3 under.

Dernest, med henvisning til Tabell 4 skaffet de tre fiber-prøvene i Tabell 3 strekkstyrke data for uttrekksbetingel-sene i Tabell 3. Som Tabell 4 viser de oppviste fibrene i henhold til foreliggende oppfinnelse en strekkstyrke så høy som 14 g/denier og en prosent forlengelse så lav som 6; begge verdier er vesentlig bedre enn de for polymere og glass fremstilt ifølge tidligere systemer.

Fiber produsert ved metoden i henhold til foreliggende oppfinnelse ble vurdert med hensyn til optisk transmissivitet basert på følgende protokoll. En omtrent 50 cm lengde av fiber med en ytre diameter på 710 mikrometer ble benyttet. Lyskildene brukt var en Ando modell AQ-43 03B hvit lyskilde, en Ando modell nummer AQ 4139 1310 nm laser kilde og en An-do modell nummer AQ-4147 850 nm laser kilde. En Ando modell nummer AQ-6310B optisk spektrum analysator og en Ando modell nummer AQ-1125 kraftmåler med Ando modell nummer AQ-1950 og AQ-1951 hoder ble også brukt.

Til å begynne med ble fiberen analysert uten noen prepare-ring av fiberendene. Den hvite lyskilden ble først direkte koplet til spektrum analysatoren for å få et referanse dia-gram. Fiberen fra foreliggende oppfinnelse ble deretter satt inn og målt. Subtraksjon av referansediagrammet fra det resulterende fiberdiagrammet er vist i FIG.4. Vertikale linjer i FIG.4 viser dempningsverdier på 9,6 dB ved 850 nm og 19,5 dB ved 1310 nm, begge viktige bølgelengder for telekommunikasj on.

Deretter ble endene på fiberen polert, og de ovenfor be-skrevne laser lyskildene og kraftmåleren ble brukt for mer nøyaktig måling av dempningen. Først ble laser lyskildene direkte koplet til kraftmåleren med en glassfiber for å få referansedata.

Deretter ble fiberen ifølge foreliggende oppfinnelse satt inn i stedet for glassfiberen. Subtraksjon av referanse data fra de resulterende fiberdata. For 850 nm bølgelengden var fiberdempningen 3,7 dB (-3,8 dBm (referanse)—7, dBm (fiber)). For 1310 nm bølgelengden var fiberdempningen 10,88 dB (-3,3 dBm (referanse)-14,18 dBm (fiber)).

Endelig ble den første analysen med hvitt lys gjentatt med fiber ifølge foreliggende oppfinnelse med polerte ender. FIG. 5-7 viser dempningsresultatene. FIG.5 viser dempningen merket både ved 850 nm og 1310 nm med vertikale linjer. FIG.6 er et nærbilde av 850 nm dempningen i FIG.5. FIG.7 er et nærbilde av 1310 nm dempningen i FIG.5

Deretter ble fiber produsert ifølge foreliggende metode sammenlignet med andre fibre med hensyn til optisk trans-misjon. Et 2500 Optical Fiber Analysis System fremstilt av Netest,Inc. ble brukt i alle prøvene. Lys med bølgelengder fra 600 til 1600 nm ble sendt gjennom fibrene. Det 2500 Optical Fiber Analysis systemet ga lystransmisjonsverdier i dB. Tabellene 5-15 viser lystransmisjonsverdiene (i dB) for bølgelengder fra 600 til 1600 nm for henholdsvis 62,5 um glass optisk fiber (Tabell 5); en 390mm lengde av 1000 um Mitsubishi optisk fiber (Tabell 6); en 390 mm lengde av 750 um Mitsubishi optisk fiber ved å bruke overfyllingsmodus i det 2500 Optical Fiber Analysis System'et (Tabell 7); en 390 mm lengde av 1000 um Mitsubishi optisk fiber (Tabell 8); en 390 mm lengde av den optiske fiberen som er oppfinnelsens gjenstand ved å bruke innskrenket modus i 2500 Optical Fiber Analysis System'et (Tabell 10); en omprøving av Tabell 10 eksemplet (Tabell 11); en 390 mm lengde av den semi-krystallinske optiske fiberen ifølge oppfinnelsens gjenstand ved å bruke overfyllingsmodus i 2500Optical Fiber Analysis System'et (Tabell 12); en 390 mm lengde av 0,40 mm semikrystallinske fiber fremstilt av Stern, Inc (Tabell 13); en 390 mm lengde av 0,87 nm semikrystallinske fiber fremstilt av South Bend, Inc. (Tabell14); og en omprøving av Tabell 14 eksemplet (Tabell 15).

Med henvisning først til Tabell 5 ble den 62,5 um optiske glassfiberen brukt som en standard som viste lystransmisjonen over 600 til 1600 nm spektret. En sammenligning av Tabellene 6, 7 og 8 med Tabellene 9, 10, 11 og 12 viser at de semikrystallinske optiske fibrene ifølge foreliggende oppfinnelse er lystransmitterende ved tilsvarende bølge-lengder i mengder som kan sammenlignes med kjente amorfe optiske fibre, inklusive, men ikke begrenset til bølgeleng-dene 850 og 1310 nm. Ved 850 nm hadde de kjente amorfe optiske fibrene verdier på 11,868 db, 15,501 dB og 14,774 dB mens de semikrystallinske fibrene ifølge foreliggende oppfinnelse hadde verdier på 12,657 dB, 10,145 dB, 10,198 dB og 3,444 dB. På samme måte hadde de kjente amorfe optiske fibrene ved 1310 nm verdier på 26,557 dB, 29,901 dB og 29,447 dB mens de semikrystallinske optiske fibrene ifølge foreliggende oppfinnelse hadde verdier på 26,646 dB, 24,669 dB og 12,442 dB.

En sammenligning av de semikrystallinske fibrene i henhold til foreliggende oppfinnelse (Tabellene 9, 10, 11 og 12) med kjente semikrystallinske fibre (Tabellene 13, 14 og 15) viser at de kjente semikrystallinske polyetylenfibrene i alt vesentlig ikke sender noe lys i målbare kvantiter gjennom ved noen bølgelengde, spesifikt ikke ved 850 og 1310 nm. Ved 850 nm har de kjente semikrystallinske fibrene verdier på 100,000 dB, 55,194 dB og 54,599 dB, mens verdi-ene ved 1310 nm er 70,399 dB, 100,00 dB og 60,038 dB. Ulik de semikrystallinske fibrene i henhold til foreliggende oppfinnelse i Tabellene 9, 10 og 11 er de kjente semikrystallinske polyetylenfibrene i Tabellene 13, 14 og 15 ubrukbare som ledere av lys.

Claims

1. Apparatur for å produsere optiske fibre som omfatter: en ekstruder for å varme opp en polymer harpiks til å produsere smeltet polymer og for å levere den smeltede polymeren med konstant trykk; En tannhjulspumpe i fluid forbindelse med ekstruderen for å motta den smeltede polymeren og for å kontrollere strømningshastigheten på polymeren; Et spinneorgan i fluid forbindelse med tannhjulspumpen for å spinne den smeltede polymeren til optiske fiber; og En varmekilde for å kontrollere temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet hvor temperaturkontrollen maksimerer krystalliseringen av den smeltede polymeren.

2. Apparatur i henhold til krav 1 hvor varmekilden omfatter en rekke vertikalt innstilte temperatursoner, hver sone med en temperatur lavere enn sonen direkte over.

3. Apparatur i henhold til krav 2, hvor temperaturen på de optiske fibrene som kommer ut av temperatursonen nærmest bunnen, er nær rumstemperaturen.

4. Apparatur i henhold til krav 1 som videre omfatter en opptaksvalse for å strekke de optiske fibrene når de kommer ut av spinneorganet.

5. Apparatur i henhold til krav 4, som videre omfatter minst en uttrekks-stasjon for å trekke ut de optiske fibrene etterat fibrene har blitt strukket og temperatur-kontrollert.

6. Apparatur i henhold til krav5 som ytterligere omfatter en herdestasjon for å herde de optiske fibrene etterat fibrene har blitt trukket ut.

7. Apparatur for å produsere optiske fibre som omfatter: en ekstruder for oppvarming av en polymer harpiks for å produsere smeltet polymer og for å levere den smeltede polymeren ved et konstant trykkj- en tannhjulspumpe i fluid forbindelse med ekstruderen for å motta den smeltede polymeren og for å kontrollere polymerens strømningshastighet; et spinneorgan i fluid forbindelse med tannhjulspumpen for å spinne den smeltede polymeren til optiske fibre; og en opptaksvalse for å strekke de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet hvori strekket i de optiske fibrene maksimerer krystalliseringen av den smeltede polymeren.

8. Apparatur i krav 7 som videre omfatter et varmeapparat for å kontrollere temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet.

9. Apparatur i henhold til krav 8 som ytterligere omfatter minst en uttrekks-stasjon for å trekke ut de optiske fibrene etterat fibrene har blitt strukket og temperatur-kontrollert.

10. Apparatur i henhold til krav 9 som videre omfatter en herdestasjon for å herde de optiske fibrene etterat fibrene har blitt trukket ut.

11. Apparatur i henhold til krav 8 hvori varmeapparatet omfatter en rekke vertikalt innstilte temperatursoner, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

12. Apparatur i henhold til krav 11 hvori temperaturen til de optiske fibrene som kommer ut av temperatursonen nærmest bunnen ligger nær rumstemperaturen.

13. Apparatur i henhold til krav 7 som ytterligere omfatter minst en uttrekks-stasjon for å trekke ut de optiske fibrene etterat fibrene har blitt strukket.

14. Apparatur i henhold til krav 13 som videre omfatter en herdestasjon for å herde de optiske fibrene etterat fibrene har blitt trukket ut.

15. Apparatur for å produsere optiske fibre som omfatter: En ekstruder for å varme opp en polymer harpiks for å produsere en smeltet polymer og for å levere den smeltede polymeren ved et konstant trykk; En tannhjulspumpe i fluid forbindelse med ekstruderen for å motta den smeltede polymeren og for å kontrollere polymerens strømningshastighet; Et spinneorgan i fluid forbindelse med tannhjulspumpen for å spinne den smeltede polymeren til de optiske fibrene; En varmekilde for å kontrollere temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene har kommet ut av spinneorganet og En opptaksvalse for å sette de optiske fibrene under strekk når de kommer ut av spinneorganet hvori temperaturkontrollen og strekket i de optiske fibrene maksimerer krystallisasjonen av den smeltede polymeren.

16. Apparatur i henhold til krav 15 hvor varmekilden omfatter en rekke vertikalt innstilte temperatursoner og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

17. Apparatur i henhold til krav 16, hvori temperaturen til de optiske fibrene som kommer ut av den temperatursonen som er nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

18. Apparatur i henhold til krav 15 som videre omfatter minst en uttrekks-stasjon for å trekke ut de optiske fibrene etterat de har vært satt under strekk og tempera-turkontrollert.

19. Apparatur i henhold til krav 18 som ytterligere omfatter en herdestasjon for å herde de optiske fibrene etterat fibrene har blitt trukket ut.

20. Metode for å produsere optiske fibre omfattende: Oppvarme en polymer harpiks for å produsere en smeltet polymer; I et spinneorgan spinne den smeltede polymeren til optiske fibre; og Kontrollere temperaturen til de optiske fibrene etterat fibrene har kommet ut av spinneorganet hvori temperaturkontrollen maksimerer krystallisasjonen av den smeltede polymeren.

21. Metode i henhold til krav 20 som videre omfatter å kontrollere strømningshastigheten til polymeren før spinning.

22. Metode i henhold til krav 20 hvori temperaturkontrollen omfatter å kontrollere temperaturen i en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke de optiske fibrene beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

23. Metode i henhold til krav 22 hvori temperaturen til de optiske fibrene som kommer ut av temperatursonen nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

24. Metode i henhold til krav 20 som videre omfatter å sette de optiske fibrene under strekk etterat fibrene kommer ut av spinneorganet.

25. Metoden i henhold til krav 24 som ytterligere omfatter uttrekking av de optiske fibrene.

26. Metode i henhold til krav 25 som videre omfatter å herde de uttrukkede optiske fibrene.

27. Metode for å produsere optiske fibre omfattende: Oppvarme en polymer harpiks til å produsere en smeltet polymer; Spinne den smeltede polymeren til optiske fibre i et spinneorgan; og Strekke de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet, hvor strekket maksimerer krystalliseringen av den smeltede polymeren.

28. Metode i henhold til krav 27 som videre omfatter kontroll av strømningshastigheten til polymeren før spinning.

29. Metode i henhold til krav 27 som videre omfatter å kontrollere temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet.

30. Metode i henhold til krav 29 som videre omfatter å trekke ut de optiske fibrene.

31. Metode i henhold til krav 30 som videre omfatter å herde de uttrukkede optiske fibrene.

32. Metode i henhold til krav 29 hvori temperaturkontrollen omfatter å kontrollere temperaturen av en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke de optiske fibrene beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

33. Metode i henhold til krav 32 hvori temperaturen på de optiske fibrene som kommer ut av temperatursonen nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

34. Metode i henhold til krav 27 som videre omfatter å trekke ut de optiske fibrene.

35. Metode i henhold til krav 34 som ytterligere omfatter å herde de uttrukkede optiske fibrene.

36. Metode for å produsere optiske fibre, omfattende: Oppvarme en polymer harpiks til å produsere en smeltet polymer; Spinne den smeltede polymeren til optiske fibre i et spinneorgan; Kontrollere temperaturen på de optiske fibrene etterat fibrene kommer ut av spinneorganet; og Utsette de optiske fibrene for strekk etterat fibrene kommer ut av spinneorganet, Hvori temperaturkontrollen og strekket maksimerer krystalliseringen av den smeltede polymeren.

37. Metode i henhold til krav 36 som ytterligere omfatter å kontrollere strømningshastigheten til den smeltede polymeren før spinning.

38. Metode i henhold til krav 36 hvori temperaturkontrollen omfatter å kontrollere temperaturen av en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke fibrene beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

39. Metode i henhold til krav 38 hvori temperaturen på de optiske fibrene som kommer ut av temperatursonen nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

40. Metode i henhold til krav 36 som videre omfatter uttrekking av de optiske fibrene.

41. Metode i henhold til krav 40 som videre omfatter å herde de optiske fibrene.

42. Optisk fiber omfattende: En polymer harpiks oppvarmet til å produsere en smeltet polymer, og den smeltede polymeren blir spunnet til optiske fibre i et spinneorgan, Hvori temperaturen på den optiske fiberen blir kontrollert etterat fiberen kommer ut av spinneorganet, slik at krystallisasjonen av den smeltede polymeren blir maksimert.

43. Optisk fiber i henhold til krav 42 hvori strømnings-hastigheten til den smeltede polymeren blir kontrollert før den smeltede polymeren blir spunnet.

44. Optisk fiber i henhold til krav 42 hvor temperaturen blir kontrollert ved å bruke en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke den optiske fiberen beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

45. Optisk fiber i henhold til krav 44 hvor temperaturen på den optiske fiberen som kommer ut av den temperatursonen som er nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

46. Optisk fiber i henhold til krav 42 hvor den optiske fiberen settes under strekk etterat fiberen kommer ut av spinneorganet

47. Optisk fiber i henhold til krav 46 hvor den optiske fiberen blir trukket ut ved å bruke en uttrekks- stasjon.

48. Optisk fiber i henhold til krav 47 hvor den uttrukkede optiske fiberen blir herdet.

49. Optisk fiber omfattende: En polymer harpiks oppvarmet til å produsere en smeltet polymer, og den smeltede polymeren blir spunnet i et spinneorgan til den optiske fiberen, hvor den optiske fiberen blir satt under strekk etterat fiberen kommer ut av spinneorganet, slik at krystallisasjonen av den smeltede polymeren blir maksimert.

50. Optisk fiber i henhold til krav 49 hvor strømningshas-tigheten for den smeltede polymeren blir kontrollert før den smeltede polymeren blir spunnet.

51. Optisk fiber i henhold til krav 49 hvor temperaturen på den optiske fiberen blir kontrollert etterat fiberen kommer ut av spinneorganet.

52. Optisk fiber i henhold til krav 51 hvor den optiske fiberen blir trukket ut ved å bruke en uttrekks-stasjon.

53. Optisk fiber i henhold til krav 52 hvor den uttrukkede optiske fiberen blir herdet.

54. Optisk fiber i henhold til krav 51, hvor temperaturen blir kontrollert ved å bruke en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke den optiske fiberen beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

55. Optisk fiber i henhold til krav 54 hvori temperaturen på den optiske fiberen som kommer ut av den temperatursonen som er nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

56. Optisk fiber i henhold til krav 49 hvori den optiske fiberen blir trukket ut ved å bruke en uttrekks- stasjon.

57. Optisk fiber i henhold til krav 56 hvori den uttrukkede optiske fiberen blir herdet.

58. Optisk fiber omfattende: en polymer harpiks oppvarmet til å produsere en smeltet polymer, og den smeltede polymeren blir spunnet til den optiske fiberen i et spinneorgan, hvori temperaturen på den optiske fiberen blir kontrollert og den optiske fiberen blir satt under strekk etterat fiberen kommer ut av spinneorganet, slik at krystallisasjonen av den smeltede polymeren blir maksimert.

59. Optisk fiber i henhold til krav 58 hvor strømningshas-tigheten på den smeltede polymeren blir kontrollert før den smeltede polymeren blir spunnet.

60. Optisk fiber i henhold til krav 58 hvori temperaturen blir kontrollert ved å bruke en rekke vertikalt innstilte temperatursoner gjennom hvilke den optiske fiberen beveger seg, og hver sone har en temperatur lavere enn sonen direkte over.

61. Optisk fiber i henhold til krav 60 hvor temperaturen til den optiske fiberen som kommer ut av den temperatursonen som er nærmest bunnen, ligger nær rumstemperaturen.

62. Optisk fiber i henhold til krav 58 hvor den optiske fiberen blir trukket ut ved å bruke en uttrekks-stasjon.

63. Optisk fiber i henhold til krav 62 hvor den uttrukkede optiske fiberen blir herdet.