JPH09265016A - フレキシブルライトパイプ - Google Patents
フレキシブルライトパイプInfo
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- JPH09265016A JPH09265016A JP9084718A JP8471897A JPH09265016A JP H09265016 A JPH09265016 A JP H09265016A JP 9084718 A JP9084718 A JP 9084718A JP 8471897 A JP8471897 A JP 8471897A JP H09265016 A JPH09265016 A JP H09265016A
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- light pipe
- flexible light
- core
- diameter
- clad
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/06—Rod-shaped
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F214/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
- C08F214/18—Monomers containing fluorine
- C08F214/22—Vinylidene fluoride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光線を伝達するのに有用であり、大きな
柔軟性を有し、キンクと変形に対する抵抗性を有するフ
レキシブルライトパイプ 【解決手段】 2デシベル/メーター未満の可視光線透
過損失を有するフレキシブルライトパイプであって、 a)直径が少なくとも3mmの架橋したコアポリマー、 b)屈折率がコアの屈折率よりも小さいフルオロポリマ
ークラッド、 c)コア/クラッドの組み合わせのためのシースであっ
て、コア及びクラッドとの組み合わせでDf値で測定し
て、20℃においてコア混合物の直径の2倍以下の曲げ
半径において180度の曲げ試験に耐え、DW値で測定
して、ドレープロッドの直径の15倍未満のドレープ試
験アーク幅を示す、前記フレキシブルライトパイプ。
柔軟性を有し、キンクと変形に対する抵抗性を有するフ
レキシブルライトパイプ 【解決手段】 2デシベル/メーター未満の可視光線透
過損失を有するフレキシブルライトパイプであって、 a)直径が少なくとも3mmの架橋したコアポリマー、 b)屈折率がコアの屈折率よりも小さいフルオロポリマ
ークラッド、 c)コア/クラッドの組み合わせのためのシースであっ
て、コア及びクラッドとの組み合わせでDf値で測定し
て、20℃においてコア混合物の直径の2倍以下の曲げ
半径において180度の曲げ試験に耐え、DW値で測定
して、ドレープロッドの直径の15倍未満のドレープ試
験アーク幅を示す、前記フレキシブルライトパイプ。
Description
【0001】本発明は、潜在的に光伝達可能なコアをク
ラッド化し、シース化してフレキシブルライトパイプ
(FLP)を形成する改良された組成物、および得られ
る改良されたフレキシブルライトパイプ組成物に関す
る。本発明はまた、少なくとも3mmの直径のコアを有
するフレキシブルライトパイプであって、可視光線を伝
達するのに有用であり、大きな柔軟性を有し、幅広い使
用条件において透明であり、フレキシブルライトパイプ
の断面寸法を変化させ、供給された光の透過に悪影響を
与えるキンク(kinking)と変形に対する抵抗性
を有するフレキシブルライトパイプに関する。
ラッド化し、シース化してフレキシブルライトパイプ
(FLP)を形成する改良された組成物、および得られ
る改良されたフレキシブルライトパイプ組成物に関す
る。本発明はまた、少なくとも3mmの直径のコアを有
するフレキシブルライトパイプであって、可視光線を伝
達するのに有用であり、大きな柔軟性を有し、幅広い使
用条件において透明であり、フレキシブルライトパイプ
の断面寸法を変化させ、供給された光の透過に悪影響を
与えるキンク(kinking)と変形に対する抵抗性
を有するフレキシブルライトパイプに関する。
【0002】ポリアルキルアクリレートのような、より
低いガラス転移温度を有する柔軟で光学的に透明なポリ
マーのコアに基づく組成物もいくつか知られているが、
ほとんどの公知のプラスチックライトパイプ、またはラ
イトガイドはポリメチルメタクリレートのような光学的
に透明な堅いポリマーの単一繊維又はバンドルされた繊
維に基づいている。非常に柔らかいライトパイプに関す
るいくかの特許があるが、それらは弾性率が低すぎて、
固体の包体中で保護されない使用条件下では変形してし
まうものであった。
低いガラス転移温度を有する柔軟で光学的に透明なポリ
マーのコアに基づく組成物もいくつか知られているが、
ほとんどの公知のプラスチックライトパイプ、またはラ
イトガイドはポリメチルメタクリレートのような光学的
に透明な堅いポリマーの単一繊維又はバンドルされた繊
維に基づいている。非常に柔らかいライトパイプに関す
るいくかの特許があるが、それらは弾性率が低すぎて、
固体の包体中で保護されない使用条件下では変形してし
まうものであった。
【0003】本明細書の一部として参照される米国特許
第5,406,641号、および5,485,541号
は、そのようなフレキシブルライトパイプの製造方法で
あって、好ましくはポリマークラッド中に包まれ、さら
にポリマーシースにより保護されている架橋されたポリ
アルキルアクリレートのコアから形成されるものの製造
方法を開示する。この出願は、ポリアクリレートコアよ
りも小さい屈折率を有する種々のクラッド材料を開示す
る。好ましいものはフッ素化ポリマーであり、パーフル
オロアルキルビニルエーテル/テトラフルオロエチレン
/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー(FE
P)、およびビニリデンフルオライド/テトラフルオロ
エチレン/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー
(THV)を例示する。これらの出願はさらに、ポリエ
チレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、お
よびポリスチレンのようなシースとして有用ないくつか
のポリマーを開示する。
第5,406,641号、および5,485,541号
は、そのようなフレキシブルライトパイプの製造方法で
あって、好ましくはポリマークラッド中に包まれ、さら
にポリマーシースにより保護されている架橋されたポリ
アルキルアクリレートのコアから形成されるものの製造
方法を開示する。この出願は、ポリアクリレートコアよ
りも小さい屈折率を有する種々のクラッド材料を開示す
る。好ましいものはフッ素化ポリマーであり、パーフル
オロアルキルビニルエーテル/テトラフルオロエチレン
/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー(FE
P)、およびビニリデンフルオライド/テトラフルオロ
エチレン/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー
(THV)を例示する。これらの出願はさらに、ポリエ
チレン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、お
よびポリスチレンのようなシースとして有用ないくつか
のポリマーを開示する。
【0004】フレキシブルライトパイプの開発が進むに
つれて、多くの屈曲や湾曲を伴う曲がりくねった光路を
介して照明を供給したり、フレキシブルライトパイプが
柔軟な支持枠または支持体の動きに追随しなければなら
ないような用途が見いだされた。そのような用途では従
来技術において教示ないし示唆されたものを越えた柔軟
性と変形に対する抵抗性が必要とされる。特に、1つの
クラッドとシースの組み合わせでは両立が困難である柔
軟性と変形に対する抵抗性について、最も高い性能をも
たらすクラッドとシースの組み合わせに対する必要性が
明らかになった。クラッドとシースされたライトパイプ
は、キンクに対する抵抗性を保持しつつコアの表面を保
護し、さらにコア/クラッド系の光学特性、すなわち光
を過剰な損失をもたらすことなく所望の距離を伝達する
という特性を保持しなければならない。低い弾性率のク
ラッド/シースの組み合わせによる弾性率の低いフレキ
シブルライトパイプの場合のように柔軟性だけが改良さ
れる場合には、この特殊なグレードのフレキシブルライ
トパイプの将来的に期待される用途において必要とされ
る、小さな荷重におけるキンクや変形に対する抵抗性が
十分ではない。
つれて、多くの屈曲や湾曲を伴う曲がりくねった光路を
介して照明を供給したり、フレキシブルライトパイプが
柔軟な支持枠または支持体の動きに追随しなければなら
ないような用途が見いだされた。そのような用途では従
来技術において教示ないし示唆されたものを越えた柔軟
性と変形に対する抵抗性が必要とされる。特に、1つの
クラッドとシースの組み合わせでは両立が困難である柔
軟性と変形に対する抵抗性について、最も高い性能をも
たらすクラッドとシースの組み合わせに対する必要性が
明らかになった。クラッドとシースされたライトパイプ
は、キンクに対する抵抗性を保持しつつコアの表面を保
護し、さらにコア/クラッド系の光学特性、すなわち光
を過剰な損失をもたらすことなく所望の距離を伝達する
という特性を保持しなければならない。低い弾性率のク
ラッド/シースの組み合わせによる弾性率の低いフレキ
シブルライトパイプの場合のように柔軟性だけが改良さ
れる場合には、この特殊なグレードのフレキシブルライ
トパイプの将来的に期待される用途において必要とされ
る、小さな荷重におけるキンクや変形に対する抵抗性が
十分ではない。
【0005】我々は、上記の目的のために効果的であ
り、従来技術において教示される物よりも優れたクラッ
ドとシースの組み合わせを見いだした。すなわち、本発
明は、2デシベル/メーター未満の可視光線透過損失
(visible lighttransmissio
n loss)を有するフレキシブルライトパイプであ
って、 a)直径が少なくとも3mmの架橋したコアポリマー、 b)屈折率がコアの屈折率よりも小さいフルオロポリマ
ークラッド、 c)コア/クラッドの組み合わせのためのシースであっ
て、コア及びクラッドとの組み合わせでDf値で測定し
て、20℃においてコア混合物の直径の2倍以下の曲げ
半径において180度の曲げ試験に耐え、DW値で測定
して、ドレープロッド(drape rod)の直径の
15倍未満のドレープ試験アーク幅(drape te
st arc width)を示す、前記フレキシブル
ライトパイプに関する。
り、従来技術において教示される物よりも優れたクラッ
ドとシースの組み合わせを見いだした。すなわち、本発
明は、2デシベル/メーター未満の可視光線透過損失
(visible lighttransmissio
n loss)を有するフレキシブルライトパイプであ
って、 a)直径が少なくとも3mmの架橋したコアポリマー、 b)屈折率がコアの屈折率よりも小さいフルオロポリマ
ークラッド、 c)コア/クラッドの組み合わせのためのシースであっ
て、コア及びクラッドとの組み合わせでDf値で測定し
て、20℃においてコア混合物の直径の2倍以下の曲げ
半径において180度の曲げ試験に耐え、DW値で測定
して、ドレープロッド(drape rod)の直径の
15倍未満のドレープ試験アーク幅(drape te
st arc width)を示す、前記フレキシブル
ライトパイプに関する。
【0006】好ましい実施態様においては、フルオロポ
リマークラッドはビニリデンフルオライド/テトラフル
オロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマ
ーであり、特に好ましい実施態様においては、ターポリ
マーのクラッドが50−55重量%のビニリデンフルオ
ライド、28−32重量%のテトラフルオロエチレン、
および16−20重量%のヘキサフルオロプロピレンを
含む。
リマークラッドはビニリデンフルオライド/テトラフル
オロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマ
ーであり、特に好ましい実施態様においては、ターポリ
マーのクラッドが50−55重量%のビニリデンフルオ
ライド、28−32重量%のテトラフルオロエチレン、
および16−20重量%のヘキサフルオロプロピレンを
含む。
【0007】他の好ましい実施態様においては、シース
が熱可塑性エラストマーを含み、より好ましくはスチレ
ン/水素化ブタジエンブロックコポリマー、またはスチ
レン/水素化ブタジエン/スチレンブロックコポリマー
である。他の好ましい実施態様においては、シースがさ
らにポリオレフィンを含み、より好ましくは直鎖低密度
ポリエチレンを含む。特に好ましい態様においては、シ
ースはスチレン/水素化ブタジエンブロックコポリマー
と直鎖低密度ポリエチレンの、重量比率が1:1から
6:1、より好ましくは1:1から4:1のブレンドで
ある。
が熱可塑性エラストマーを含み、より好ましくはスチレ
ン/水素化ブタジエンブロックコポリマー、またはスチ
レン/水素化ブタジエン/スチレンブロックコポリマー
である。他の好ましい実施態様においては、シースがさ
らにポリオレフィンを含み、より好ましくは直鎖低密度
ポリエチレンを含む。特に好ましい態様においては、シ
ースはスチレン/水素化ブタジエンブロックコポリマー
と直鎖低密度ポリエチレンの、重量比率が1:1から
6:1、より好ましくは1:1から4:1のブレンドで
ある。
【0008】フレキシブルライトパイプは破壊または劣
化を起こすことなく、光を伝達できる能力を保持しつつ
曲げることができ、賦形することができなければならな
ず、しばしば繰り返し曲げ、または賦形することができ
なければならない。光伝導性コアを形成するためのいく
つかの化学的アプローチ、たとえばアクリレートエステ
ルポリマー、ある種のシリコーンポリマー、ある種のポ
リエステルなどを用いることができる。種々の架橋方
法、たとえば官能性モノマーの使用や電離線などを用い
ることができる。本発明のフレキシブルライトパイプは
有用な光学的特性と、 2デシベル/メーター未満の可
視光線透過損失、すなわち2000デシベル/キロメー
トル、好ましくは約1.0デシベル/メーター未満の可
視光線透過損失(1フィートあたり約93%の透過
率)、より好ましくは約0.70デシベル/メーター未
満、さらに好ましくは約0.65デシベル/メーター未
満、最も好ましくは約0.50デシベル/メーター未満
の可視光線透過損失を有する。しかし、3mm以上のコ
ア直径を有し、周囲温度以下の温度において柔軟性を有
するフレキシブルライトパイプである硬化した組成物を
得るためには、コアコポリマーは約0℃以下、好ましく
は約−10℃未満のガラス転移温度を有することが好ま
しい。
化を起こすことなく、光を伝達できる能力を保持しつつ
曲げることができ、賦形することができなければならな
ず、しばしば繰り返し曲げ、または賦形することができ
なければならない。光伝導性コアを形成するためのいく
つかの化学的アプローチ、たとえばアクリレートエステ
ルポリマー、ある種のシリコーンポリマー、ある種のポ
リエステルなどを用いることができる。種々の架橋方
法、たとえば官能性モノマーの使用や電離線などを用い
ることができる。本発明のフレキシブルライトパイプは
有用な光学的特性と、 2デシベル/メーター未満の可
視光線透過損失、すなわち2000デシベル/キロメー
トル、好ましくは約1.0デシベル/メーター未満の可
視光線透過損失(1フィートあたり約93%の透過
率)、より好ましくは約0.70デシベル/メーター未
満、さらに好ましくは約0.65デシベル/メーター未
満、最も好ましくは約0.50デシベル/メーター未満
の可視光線透過損失を有する。しかし、3mm以上のコ
ア直径を有し、周囲温度以下の温度において柔軟性を有
するフレキシブルライトパイプである硬化した組成物を
得るためには、コアコポリマーは約0℃以下、好ましく
は約−10℃未満のガラス転移温度を有することが好ま
しい。
【0009】ライトパイプまたはフレキシブルライトパ
イプの「柔軟性(flexibility)」は、所定
の使用温度において決定される。Bigleyらのフレ
キシブルライトパイプについては、室温(約20℃)に
おける柔軟性は、フレキシブルライトパイプのコア混合
物の直径(1d)の5倍(5d)以下の曲げ半径におい
て硬化されたコア混合物が破壊することなく180度の
曲げに耐えることを意味している。そのような破壊は光
透過の損失をもたらし、フレキシブルライトパイプを効
果のないものとする。前記の半径はたとえばマンドレル
を使用することにより決定することができる。しかし、
後述されるように、Bigleyらの教示する柔軟性の
程度だけでは不十分な多くの用途がある。Bigley
の試験はキンクに対する適当な抵抗性は決定することが
できるが、フレキシブルライトパイプが与えられた外形
を描き、その形を維持する能力とは関係がないものであ
る。
イプの「柔軟性(flexibility)」は、所定
の使用温度において決定される。Bigleyらのフレ
キシブルライトパイプについては、室温(約20℃)に
おける柔軟性は、フレキシブルライトパイプのコア混合
物の直径(1d)の5倍(5d)以下の曲げ半径におい
て硬化されたコア混合物が破壊することなく180度の
曲げに耐えることを意味している。そのような破壊は光
透過の損失をもたらし、フレキシブルライトパイプを効
果のないものとする。前記の半径はたとえばマンドレル
を使用することにより決定することができる。しかし、
後述されるように、Bigleyらの教示する柔軟性の
程度だけでは不十分な多くの用途がある。Bigley
の試験はキンクに対する適当な抵抗性は決定することが
できるが、フレキシブルライトパイプが与えられた外形
を描き、その形を維持する能力とは関係がないものであ
る。
【0010】改良されたフレキシブルライトパイプの特
性を定義するために、ドレープ試験(drape te
st)または類似の試験が必要である。これは、所望の
用途において不完全な賦形をもたらすこととなる、大き
な応力を生ずることなく表面を覆う能力に関する。ドレ
ープ試験はフレキシブルライトパイプを特定のマンドレ
ルにかけたときに、コアとクラッドの成分の柔軟性に応
じて、フレキシブルライトパイプの両端が互いに近づく
ことのできる能力を測定するものである。マンドレルの
サイズに比較して距離が大きい場合には、非常に柔軟で
ありかつキンク抵抗性を必要とするようなライトパイプ
の用途には、当該フレキシブルライトパイプが堅すぎる
ことを示している。
性を定義するために、ドレープ試験(drape te
st)または類似の試験が必要である。これは、所望の
用途において不完全な賦形をもたらすこととなる、大き
な応力を生ずることなく表面を覆う能力に関する。ドレ
ープ試験はフレキシブルライトパイプを特定のマンドレ
ルにかけたときに、コアとクラッドの成分の柔軟性に応
じて、フレキシブルライトパイプの両端が互いに近づく
ことのできる能力を測定するものである。マンドレルの
サイズに比較して距離が大きい場合には、非常に柔軟で
ありかつキンク抵抗性を必要とするようなライトパイプ
の用途には、当該フレキシブルライトパイプが堅すぎる
ことを示している。
【0011】フレキシブルライトパイプコア(硬化され
た架橋可能なコア混合物)の「軟らかさ(softne
ss)」は、Bigleyらにおいては、破損と繊維化
に関係して望ましい特性として述べられている。「軟ら
かさ」は以下に説明される改良ショアA試験により測定
される「圧縮可能性の程度」として定義される。典型的
にはショアA値が90未満である軟らかさは、はさみや
ナイフのような手工具で現場で切断することが可能とな
り、モーターつきの装置や工場設備を必要としないので
好ましい。また、上記のソフトネスはガラスパイプ、ガ
ラス棒、コネクター、ライトパイプまたはフレキシブル
ライトパイプのような他の光導管(light con
duit)に対してぴったりと密着することを容易とす
る。しかし、ショア硬度90未満との要件は本発明の改
良されたフレキシブルライトパイプに必要とされる変数
を定義するのには十分ではない。
た架橋可能なコア混合物)の「軟らかさ(softne
ss)」は、Bigleyらにおいては、破損と繊維化
に関係して望ましい特性として述べられている。「軟ら
かさ」は以下に説明される改良ショアA試験により測定
される「圧縮可能性の程度」として定義される。典型的
にはショアA値が90未満である軟らかさは、はさみや
ナイフのような手工具で現場で切断することが可能とな
り、モーターつきの装置や工場設備を必要としないので
好ましい。また、上記のソフトネスはガラスパイプ、ガ
ラス棒、コネクター、ライトパイプまたはフレキシブル
ライトパイプのような他の光導管(light con
duit)に対してぴったりと密着することを容易とす
る。しかし、ショア硬度90未満との要件は本発明の改
良されたフレキシブルライトパイプに必要とされる変数
を定義するのには十分ではない。
【0012】フレキシブルライトパイプを調製するのに
特に好ましい組成と方法はBigleyらの特許に記載
されており、該特許は本明細書の一部として参照され
る。特に、ライトパイプの架橋可能なコア混合物の組成
として、 a)架橋可能なコア混合物重量に基づいて、約95から
約99.9重量%の、重量平均分子量が約2,000か
ら約250,000ダルトンである未架橋コポリマーで
あって、 i)未架橋コポリマー重量に基づいて約80から約9
9.9重量%の、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、n−ブチルアクリレート、およびそれらの混合物
から選ばれるバルクモノマー、および ii)未架橋コポリマー重量に基づいて約0.1から約
20重量%の、3−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン(MATS)またはビニルトリメトキシシラン
から選択される官能性反応性モノマー、を含む未架橋コ
ポリマーと、 b)架橋可能なコア混合物重量に基づいて、約0.1か
ら約5重量%の、水とジアルキルチンジカルボキシレー
トを含む反応性添加剤、を含むものが開示されている。
特に好ましい組成と方法はBigleyらの特許に記載
されており、該特許は本明細書の一部として参照され
る。特に、ライトパイプの架橋可能なコア混合物の組成
として、 a)架橋可能なコア混合物重量に基づいて、約95から
約99.9重量%の、重量平均分子量が約2,000か
ら約250,000ダルトンである未架橋コポリマーで
あって、 i)未架橋コポリマー重量に基づいて約80から約9
9.9重量%の、メチルアクリレート、エチルアクリレ
ート、n−ブチルアクリレート、およびそれらの混合物
から選ばれるバルクモノマー、および ii)未架橋コポリマー重量に基づいて約0.1から約
20重量%の、3−メタクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン(MATS)またはビニルトリメトキシシラン
から選択される官能性反応性モノマー、を含む未架橋コ
ポリマーと、 b)架橋可能なコア混合物重量に基づいて、約0.1か
ら約5重量%の、水とジアルキルチンジカルボキシレー
トを含む反応性添加剤、を含むものが開示されている。
【0013】特に好ましい組成は、a)バルクモノマー
がエチルアクリレートであり、 b)反応性モノマーが3−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランであり、 c)ジアルキルチンジカルボキシレートがジブチルチン
ジアセテートであるものである。最も好ましくは、未架
橋コポリマーは約94から98重量%のエチルアリレー
トと約2から6重量%のMATSから誘導される。
がエチルアクリレートであり、 b)反応性モノマーが3−メタクリロキシプロピルトリ
メトキシシランであり、 c)ジアルキルチンジカルボキシレートがジブチルチン
ジアセテートであるものである。最も好ましくは、未架
橋コポリマーは約94から98重量%のエチルアリレー
トと約2から6重量%のMATSから誘導される。
【0014】有用なライトパイプのための光学的特性を
得るために、クラッドはコアの屈折率よりも小さな屈折
率を有することが必要とされる。クラッドはコアポリマ
ーを効果的に包むことも必要とされる。製造方法に応
じ、クラッドは重合されてコアを形成するモノマーを包
んでいてもよい。コアポリマーは部分的にのみ重合され
たコアポリマー、重合されているが架橋されていないポ
リマー、および/または完全に架橋されたコアポリマー
を包んでもよい。多くのクラッド材料がこの用途につい
て公知であり、従来技術におけるほとんどのコアポリマ
ーよりも低い屈折率を有するフルオロポリマーも公知で
ある。
得るために、クラッドはコアの屈折率よりも小さな屈折
率を有することが必要とされる。クラッドはコアポリマ
ーを効果的に包むことも必要とされる。製造方法に応
じ、クラッドは重合されてコアを形成するモノマーを包
んでいてもよい。コアポリマーは部分的にのみ重合され
たコアポリマー、重合されているが架橋されていないポ
リマー、および/または完全に架橋されたコアポリマー
を包んでもよい。多くのクラッド材料がこの用途につい
て公知であり、従来技術におけるほとんどのコアポリマ
ーよりも低い屈折率を有するフルオロポリマーも公知で
ある。
【0015】本発明の目的のためには、クラッドは柔軟
性を有し、キンク、裂けめ、伸張、またはクラッド/コ
アライトパイプの光伝播特性を変化させるすべての欠陥
を生じないことが必要とされる。この特性はクラッドの
みの物理的特性により近似することができるが、コアと
クラッドの組み合わせの柔軟性を測定することが最もよ
い判断法である。この目的のために最も有用なものは、
ビニリデンフルオライド/テトラフルオロエチレン/ヘ
キサフルオロプロピレンの非晶質ターポリマーであり、
より好ましくは50−55重量%のビニリデンフルオラ
イド、28−32重量%のテトラフルオロエチレン、お
よび16−20重量%のヘキサフルオロプロピレンを含
むビニリデンフルオライド/テトラフルオロエチレン/
ヘキサフルオロプロピレンのターポリマーである。
性を有し、キンク、裂けめ、伸張、またはクラッド/コ
アライトパイプの光伝播特性を変化させるすべての欠陥
を生じないことが必要とされる。この特性はクラッドの
みの物理的特性により近似することができるが、コアと
クラッドの組み合わせの柔軟性を測定することが最もよ
い判断法である。この目的のために最も有用なものは、
ビニリデンフルオライド/テトラフルオロエチレン/ヘ
キサフルオロプロピレンの非晶質ターポリマーであり、
より好ましくは50−55重量%のビニリデンフルオラ
イド、28−32重量%のテトラフルオロエチレン、お
よび16−20重量%のヘキサフルオロプロピレンを含
むビニリデンフルオライド/テトラフルオロエチレン/
ヘキサフルオロプロピレンのターポリマーである。
【0016】光透過損失をもたらす変形に対する抵抗性
は、21±1℃で、曲げ半径をなめらかに変化させるこ
とができ、コア材料の破損の基準を与えることのできる
ように設計された装置を使用して測定された。試験装置
は、平坦な表面に水平に置かれた、直径20.3cm
の、6つのジョー旋盤チャック(six-jaw lathe chuck)
を有する。180度の曲げを確定するように位置決めさ
れた4つのジョーは、“調整可能な直径のマンドレル(a
djustable diameter mandrel)"を近似するために使用し
た。各ジョーは、シースを有するライトパイプを保持す
るために、異なる半径位置に2つの方位角スロット(az
imuthal slots)を有していた。 本装置によって調べる
ことのできる曲げ直径の範囲は、約2.5から20cmで
あり、測定はパイプの中心同士が180度の曲げとなる
ようにして行われた。試料の長さは100cmであっ
た。ついで、試料は、所望の試験半径に予備設定された
適当なスロット内に固定して置かれた。試料のジオメト
リーを保持して測定強度の適切さを保持し、光源および
検出機を試料端からはずすことなく試験を行った。離型
剤、たとえばMold−Wiz M−57または他の非
破壊性の潤滑剤を、異なる試料の測定の間にフレキシブ
ルライトパイプの試料が接触するチャック部分にスプレ
ーした。フレキシブルライトパイプがジョーに接着し、
結果が変化することを防止するためである。
は、21±1℃で、曲げ半径をなめらかに変化させるこ
とができ、コア材料の破損の基準を与えることのできる
ように設計された装置を使用して測定された。試験装置
は、平坦な表面に水平に置かれた、直径20.3cm
の、6つのジョー旋盤チャック(six-jaw lathe chuck)
を有する。180度の曲げを確定するように位置決めさ
れた4つのジョーは、“調整可能な直径のマンドレル(a
djustable diameter mandrel)"を近似するために使用し
た。各ジョーは、シースを有するライトパイプを保持す
るために、異なる半径位置に2つの方位角スロット(az
imuthal slots)を有していた。 本装置によって調べる
ことのできる曲げ直径の範囲は、約2.5から20cmで
あり、測定はパイプの中心同士が180度の曲げとなる
ようにして行われた。試料の長さは100cmであっ
た。ついで、試料は、所望の試験半径に予備設定された
適当なスロット内に固定して置かれた。試料のジオメト
リーを保持して測定強度の適切さを保持し、光源および
検出機を試料端からはずすことなく試験を行った。離型
剤、たとえばMold−Wiz M−57または他の非
破壊性の潤滑剤を、異なる試料の測定の間にフレキシブ
ルライトパイプの試料が接触するチャック部分にスプレ
ーした。フレキシブルライトパイプがジョーに接着し、
結果が変化することを防止するためである。
【0017】透過光強度の測定は最初に曲げ直径20c
mで行われた。ついで1cmづつ直径を小さくした。直
径が12cmになったとき、試料を使用されたホルダー
のチャックの中心により近い第2の方位角スロットのシ
リーズに移すか、または非常に柔軟な試料の場合は破損
直径が観察されるまでジョーを中心に集めた。破損は、
透過が当該試料の20cmにおける透過の50%に減少
したときの直径の値(Df)として示される。Dfの値
が小さければ試料はよりキンクに対して抵抗性があるこ
とを示す。コア混合物直径以下のDf、すなわち曲げ半
径がコア混合物直径の2倍以下であることは、キンクに
対する抵抗性または他の変形に対する抵抗性として満足
できるものである。試験された非常に軟かなシースも、
光透過の損失に示されるように、変形することなくこの
小さな直径で曲げることはできなかった。
mで行われた。ついで1cmづつ直径を小さくした。直
径が12cmになったとき、試料を使用されたホルダー
のチャックの中心により近い第2の方位角スロットのシ
リーズに移すか、または非常に柔軟な試料の場合は破損
直径が観察されるまでジョーを中心に集めた。破損は、
透過が当該試料の20cmにおける透過の50%に減少
したときの直径の値(Df)として示される。Dfの値
が小さければ試料はよりキンクに対して抵抗性があるこ
とを示す。コア混合物直径以下のDf、すなわち曲げ半
径がコア混合物直径の2倍以下であることは、キンクに
対する抵抗性または他の変形に対する抵抗性として満足
できるものである。試験された非常に軟かなシースも、
光透過の損失に示されるように、変形することなくこの
小さな直径で曲げることはできなかった。
【0018】いくぶん差がつきにくいが、キンクに対す
る抵抗性を評価するもう一つの試験は以下の通りであ
る。光源と検出機をフレキシブルライトパイプの試料端
からはずすことなく、フレキシブルライトパイプで堅い
マンドレルの周囲を覆う。これは力を均一に分布させる
ので、フレキシブルライトパイプのキンクを最小にす
る。事前に試料の強度を測定しておき、11.2cmの
マンドレルを覆った後にも強度を測定する。ついで7.
8cmのマンドレルを覆い、再度測定する。大きいマン
ドレルに対する小さいマンドレルにおける透過光の割合
(%T7.8)を記録した。値が大きいほど、試料の変
形またはキンクが小さいことを示す。
る抵抗性を評価するもう一つの試験は以下の通りであ
る。光源と検出機をフレキシブルライトパイプの試料端
からはずすことなく、フレキシブルライトパイプで堅い
マンドレルの周囲を覆う。これは力を均一に分布させる
ので、フレキシブルライトパイプのキンクを最小にす
る。事前に試料の強度を測定しておき、11.2cmの
マンドレルを覆った後にも強度を測定する。ついで7.
8cmのマンドレルを覆い、再度測定する。大きいマン
ドレルに対する小さいマンドレルにおける透過光の割合
(%T7.8)を記録した。値が大きいほど、試料の変
形またはキンクが小さいことを示す。
【0019】コア/クラッド/シース複合材の所望の形
状に成形され、ドレープされ、または賦形される能力は
ドレープ幅を決定することにより測定される。上記のマ
ンドレル試験と同じ組成の試料を、180cmの長さに
切断した。次いでまっすぐな鉄棒に固定し、90℃で1
2時間アニーリングし、加工および貯蔵中のひずみを除
去した。試料を次いで試験温度に冷却しその温度に数時
間保持した。鉄棒からはずし、水平な直径1.5cmの
パイプまたは棒に、その上に中心がくるようにしてかけ
た。内側の端から内側の端の間の距離を弧の幅として、
均衡点、すなわち支持する水平なパイプまたは棒の上部
の点から5.5cmの距離において測定し、DW値とし
た。2回ずつ試験を行った。水平なドレープ棒の直径の
15倍以下のDW値は必要な用途における適当な柔軟性
を示す。
状に成形され、ドレープされ、または賦形される能力は
ドレープ幅を決定することにより測定される。上記のマ
ンドレル試験と同じ組成の試料を、180cmの長さに
切断した。次いでまっすぐな鉄棒に固定し、90℃で1
2時間アニーリングし、加工および貯蔵中のひずみを除
去した。試料を次いで試験温度に冷却しその温度に数時
間保持した。鉄棒からはずし、水平な直径1.5cmの
パイプまたは棒に、その上に中心がくるようにしてかけ
た。内側の端から内側の端の間の距離を弧の幅として、
均衡点、すなわち支持する水平なパイプまたは棒の上部
の点から5.5cmの距離において測定し、DW値とし
た。2回ずつ試験を行った。水平なドレープ棒の直径の
15倍以下のDW値は必要な用途における適当な柔軟性
を示す。
【0020】ライトパイプおよびFLPは、しばしばG
Eライトエンジンのような明るい光を所望の使用箇所
(末端照明用途)に送ったり、あるいはイルミネーショ
ンまたはライトパイプの長さ方向を利用する装飾(サイ
ドリット(side-lit)、サイドエミッション(side-emi
ssion)または「ネオ−ネオン(neo-neon) 」用途)の
ために高フラックス照明器(high-flux illuminators)
に結合される。他の有用な光源には、直接太陽光、焦点
に集められた太陽光、蛍光ランプ、高圧、中圧および低
圧ナトリウムランプ、石英−ハロゲンランプ、タングス
テン−ハロゲンランプおよび白熱灯があるおが、これら
に限定されるものではない。
Eライトエンジンのような明るい光を所望の使用箇所
(末端照明用途)に送ったり、あるいはイルミネーショ
ンまたはライトパイプの長さ方向を利用する装飾(サイ
ドリット(side-lit)、サイドエミッション(side-emi
ssion)または「ネオ−ネオン(neo-neon) 」用途)の
ために高フラックス照明器(high-flux illuminators)
に結合される。他の有用な光源には、直接太陽光、焦点
に集められた太陽光、蛍光ランプ、高圧、中圧および低
圧ナトリウムランプ、石英−ハロゲンランプ、タングス
テン−ハロゲンランプおよび白熱灯があるおが、これら
に限定されるものではない。
【0021】フレキシブルライトパイプの想定される用
途の多くは本出願で教示されるような柔軟性と変形に対
する抵抗性との組み合わせを必要とはしない。柔軟性と
変形に対する抵抗性との組み合わせを必要とする用途と
しては、ダッシュボードライト、アクセントライト、マ
ップリーダー、ボート、トレーラー、キャンプカーおよ
び飛行機などのある種の内部用照明などの自動車および
輸送機関の用途;品物の陳列場所などの小売用照明用
途;建築物照明、交通用照明、ヘルメット用照明のよう
な鉱山用照明;独房、危険な環境、動物園、水族館、美
術館などのリモートソースシステム;シャワー用の新規
な照明のような住宅用照明;自動機械照明、外科/歯科
照明、「ハイテク」製造業用照明、内視鏡、写真用途な
どのような特別の業務用照明;その他の特別な照明があ
る。他の使用可能な用途には;エレクトロクロミックデ
ィスプレイ(electrochromic displays)用の、フレキ
シブルコアを有するイオン伝導性多層フィルム、非金属
抵抗加熱器、タッチパッドおよび人工筋肉;化学ルミネ
センス装置などがある。本明細書の記載から他の実施態
様は当業者にとって明らかであろう。以下に実施例に基
づいて本発明を説明するが、実施例は例示にすぎず、本
発明の範囲を何ら制限するものではない。
途の多くは本出願で教示されるような柔軟性と変形に対
する抵抗性との組み合わせを必要とはしない。柔軟性と
変形に対する抵抗性との組み合わせを必要とする用途と
しては、ダッシュボードライト、アクセントライト、マ
ップリーダー、ボート、トレーラー、キャンプカーおよ
び飛行機などのある種の内部用照明などの自動車および
輸送機関の用途;品物の陳列場所などの小売用照明用
途;建築物照明、交通用照明、ヘルメット用照明のよう
な鉱山用照明;独房、危険な環境、動物園、水族館、美
術館などのリモートソースシステム;シャワー用の新規
な照明のような住宅用照明;自動機械照明、外科/歯科
照明、「ハイテク」製造業用照明、内視鏡、写真用途な
どのような特別の業務用照明;その他の特別な照明があ
る。他の使用可能な用途には;エレクトロクロミックデ
ィスプレイ(electrochromic displays)用の、フレキ
シブルコアを有するイオン伝導性多層フィルム、非金属
抵抗加熱器、タッチパッドおよび人工筋肉;化学ルミネ
センス装置などがある。本明細書の記載から他の実施態
様は当業者にとって明らかであろう。以下に実施例に基
づいて本発明を説明するが、実施例は例示にすぎず、本
発明の範囲を何ら制限するものではない。
【0022】実施例 攪拌機の代わりにスタティックミキサーを用い、ライン
スピードを731.5cm/分とした以外は、米国特許
第5,485,541号の実施例28の方法に従ってフ
レキシブルライトパイプを製造した。コアの直径は5.
1mmであり、クラッドの厚さは0.22mmであっ
た。熱可塑性エラストマーは、GLSブラスティック社
製のDynaflex G−2706を用いた。これは
スチレン/水素化ブタジエンのブロックコポリマーと考
えられている。ブロックの長さと組成は不明である。ホ
モポリマーと考えられているが分子量は不明である黒色
ポリチレンである、ワイヤーおよびケーブル用組成物と
してユニオンカーバイド社から市販されているDFDD
−6059Black 9865を用いた。2つの成分
の正確な組成は、弾性率や伸びのような物理特性が上記
の成分と類似する限りは、被覆物ブレンドの性能にほと
んど影響を与えないと考えられる。
スピードを731.5cm/分とした以外は、米国特許
第5,485,541号の実施例28の方法に従ってフ
レキシブルライトパイプを製造した。コアの直径は5.
1mmであり、クラッドの厚さは0.22mmであっ
た。熱可塑性エラストマーは、GLSブラスティック社
製のDynaflex G−2706を用いた。これは
スチレン/水素化ブタジエンのブロックコポリマーと考
えられている。ブロックの長さと組成は不明である。ホ
モポリマーと考えられているが分子量は不明である黒色
ポリチレンである、ワイヤーおよびケーブル用組成物と
してユニオンカーバイド社から市販されているDFDD
−6059Black 9865を用いた。2つの成分
の正確な組成は、弾性率や伸びのような物理特性が上記
の成分と類似する限りは、被覆物ブレンドの性能にほと
んど影響を与えないと考えられる。
【0023】クラッドライトパイプは、典型的なワイヤ
ーコーティングの操作により機械的に加工された。パイ
プはリールから巻き取られ溶融状態でシース化合物が施
されるクロスヘッドダイを通過する。クロスヘッドダイ
は25.4mmの1軸押出機に取り付けられている。コ
ーティングを施す加圧タイプのチップは内径6.0mm
であった。ダイは内径8.00mmであり、6mmのラ
ンド(land)を有していた。ダイ装置の寸法はシー
スの厚さを決定する。本実施例では、シースまたはジャ
ケットは厚さ1mmであった。シースした後、シースさ
れたライトパイプは公知の水平冷却水槽で急冷された。
シースされたライトパイプは2.4ないし3メートル/
分のライン速度で製造された。ライン速度を維持するた
めにベルト引っ張り機が使用された。製品の外径は2軸
レーザーゲージで測定された。シースの押出条件は以下
のとおりであった。バレルゾーン1=193℃、バレル
ゾーン2=202℃、バレルゾーン3=224℃、ダイ
温度232℃、スクリュー速度35rpm、ダイ圧力6
132−7235kPa。
ーコーティングの操作により機械的に加工された。パイ
プはリールから巻き取られ溶融状態でシース化合物が施
されるクロスヘッドダイを通過する。クロスヘッドダイ
は25.4mmの1軸押出機に取り付けられている。コ
ーティングを施す加圧タイプのチップは内径6.0mm
であった。ダイは内径8.00mmであり、6mmのラ
ンド(land)を有していた。ダイ装置の寸法はシー
スの厚さを決定する。本実施例では、シースまたはジャ
ケットは厚さ1mmであった。シースした後、シースさ
れたライトパイプは公知の水平冷却水槽で急冷された。
シースされたライトパイプは2.4ないし3メートル/
分のライン速度で製造された。ライン速度を維持するた
めにベルト引っ張り機が使用された。製品の外径は2軸
レーザーゲージで測定された。シースの押出条件は以下
のとおりであった。バレルゾーン1=193℃、バレル
ゾーン2=202℃、バレルゾーン3=224℃、ダイ
温度232℃、スクリュー速度35rpm、ダイ圧力6
132−7235kPa。
【0024】表1は、FEPフロオロカーボンのクラッ
ドと、熱可塑性エラストマー/ポリエチレンブレンドの
シースを有する直径5mmのフレキシブルライトパイプ
についての試験結果を示す。
ドと、熱可塑性エラストマー/ポリエチレンブレンドの
シースを有する直径5mmのフレキシブルライトパイプ
についての試験結果を示す。
【0025】
【表1】
Claims (9)
- 【請求項1】 2デシベル/メーター未満の可視光線透
過損失を有するフレキシブルライトパイプであって、 a)直径が少なくとも3mmの架橋したコアポリマー、 b)屈折率がコアの屈折率よりも小さいフルオロポリマ
ークラッド、 c)コア/クラッドの組み合わせのためのシースであっ
て、コア及びクラッドとの組み合わせでDf値で測定し
て、20℃においてコア混合物の直径の2倍以下の曲げ
半径において180度の曲げ試験に耐え、DW値で測定
して、ドレープロッドの直径の15倍未満のドレープ試
験アーク幅を示す、 前記フレキシブルライトパイプ。 - 【請求項2】 フルオロポリマークラッドがビニリデン
フルオライド/テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオ
ロプロピレンのターポリマー、またはパーフルオロアル
キルビニルエーテル/テトラフルオロエチレン/ヘキサ
フルオロプロピレンのターポリマーである請求項1記載
のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項3】 ビニリデンフルオライド/テトラフルオ
ロエチレン/ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー
が、50−55重量%のビニリデンフルオライド、28
−32重量%のテトラフルオロエチレン、および16−
20重量%のヘキサフルオロプロピレンを含む、請求項
2記載のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項4】 シースが熱可塑性エラストマーを含む、
請求項1から3のいずれか1項記載のフレキシブルライ
トパイプ。 - 【請求項5】 熱可塑性エラストマーがスチレン/水素
化ブタジエンブロックコポリマー、またはスチレン/水
素化ブタジエン/スチレンブロックコポリマーである、
請求項4記載のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項6】 シースがさらにポリオレフィンを含む請
求項5記載のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項7】 ポリオレフィンが直鎖低密度ポリエチレ
ンである、請求項6記載のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項8】 シースがスチレン/水素化ブタジエンブ
ロックコポリマーと直鎖低密度ポリエチレンの、重量比
率が1:1から6:1のブレンドである、請求項7記載
のフレキシブルライトパイプ。 - 【請求項9】 重量比率が1:1から4:1である、請
求項8記載のフレキシブルライトパイプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1402496P | 1996-03-25 | 1996-03-25 | |
| US014,024 | 1996-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265016A true JPH09265016A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=21763093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9084718A Withdrawn JPH09265016A (ja) | 1996-03-25 | 1997-03-19 | フレキシブルライトパイプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0798575A3 (ja) |
| JP (1) | JPH09265016A (ja) |
| KR (1) | KR970066623A (ja) |
| BR (1) | BR9701410A (ja) |
| CA (1) | CA2200270A1 (ja) |
| CZ (1) | CZ86997A3 (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2639109A1 (de) * | 1976-08-31 | 1978-03-09 | Hoechst Ag | Copolymerisate des tetrafluoraethylens und verfahren zu deren herstellung |
| CA1318734C (en) * | 1987-11-20 | 1993-06-01 | Mitsuyuki Okada | Modified polyolefin resin |
| DE3814299A1 (de) * | 1988-04-28 | 1989-11-09 | Hoechst Ag | Lichtwellenleiter |
| DE3835325C1 (ja) * | 1988-10-17 | 1989-08-10 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz, De | |
| JPH02145633A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-06-05 | Nippon Unicar Co Ltd | 難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物 |
| NL9020618A (nl) * | 1989-10-06 | 1991-05-01 | Asahi Chemical Ind | Harsvoortbrengsel met een continue fase van een polyfenyleenether. |
| WO1995014719A1 (en) * | 1992-08-28 | 1995-06-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Low-melting tetrafluoroethylene copolymer and its uses |
| US5346961A (en) * | 1993-04-07 | 1994-09-13 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Process for crosslinking |
| US5485541A (en) * | 1993-06-15 | 1996-01-16 | Rohm And Haas Company | Cured composite, processes and composition |
-
1997
- 1997-03-11 EP EP97301609A patent/EP0798575A3/en not_active Withdrawn
- 1997-03-18 CA CA002200270A patent/CA2200270A1/en not_active Abandoned
- 1997-03-19 JP JP9084718A patent/JPH09265016A/ja not_active Withdrawn
- 1997-03-21 BR BR9701410A patent/BR9701410A/pt active Search and Examination
- 1997-03-21 CZ CZ97869A patent/CZ86997A3/cs unknown
- 1997-03-25 KR KR1019970010349A patent/KR970066623A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9701410A (pt) | 1998-09-22 |
| KR970066623A (ko) | 1997-10-13 |
| CA2200270A1 (en) | 1997-09-25 |
| EP0798575A3 (en) | 2000-03-29 |
| EP0798575A2 (en) | 1997-10-01 |
| MX9702121A (es) | 1997-09-30 |
| CZ86997A3 (en) | 1997-10-15 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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