CN101268397B - 光传输元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种包括嵌入UV固化保护层(2)中的光纤(1a，1b，1c，1d)的光传输元件，光纤和UV固化保护层被护套(3)包围，在所述护套(3)上设置有球形元件(5)。在护套(3)及其上的球形元件(5)上施加导电层(4)，所述导电层(4)在18℃～24℃温度且45％的相对湿度下具有5·1010欧姆/米的比电阻。当将光传输元件(10)吹入空管中时基本上防止在这种光传输元件中带静电，从而获得500米～1000米的吹入长度。

Description

光传输元件及其制造方法
本发明涉及光传输元件以及制造光传输元件的方法，其中光传输元件优选用于吹入空导管中。
图1表示在其内部包含四个光波导管1a、1b、1c和1d的光传输元件10。光波导管嵌入保护层2中。保护层2例如含有UV固化丙烯酸脂。保护层2由外护套3所包围。
为了保护光传输元件以免受拉伸和压缩负载以及为了提供保护以免受污染，将光传输元件导入空导管中。利用压缩空气将光传输元件吹入空导管中。该空导管形成为具有约5毫米外径和约3.5毫米内径的塑料导管。
光传输元件可以吹入空导管中的长度是重要的品质特征。典型的吹入长度为500米～1000米，这必须在不同的气候条件下实现。为了减小将光传输元件吹入空导管时的摩擦阻力，空导管通常具有提供滑动性能的内涂层。
文件US 5,557,703描述了一种用于吹入空导管的光传输元件的实施方案。为了改进吹入行为并且尤其是为了减小光传输元件和空导管内壁之间的摩擦，在光传输元件的外护套表面上设置球形元件。在这种情况下，球形元件的摩擦系数优选小于用于空导管内壁的材料的摩擦系数。
图2表示光传输元件的外护套3，在所述护套上施加有球形元件。
尽管采取了这种措施，但在将光传输元件吹入空导管中时，仍不能避免光传输元件的外护套与空导管内壁之间的摩擦过程。然而，仅仅当在吹入操作过程中通过适当措施避免光学元件带静电时，获得上述500～1000米范围内的可能吹入长度。当吹入光传输元件时，由于光传输元件在空导管内涂层处的摩擦通常导致发生光传输元件的带电。光传输元件表面上的电荷导致在光传输元件与空导管内壁之间由于静电吸引产生高度粘附。
本发明的目的是提供一种光传输元件，其中当将该光传输元件吹入空导管中时最大程度地避免光传输元件带静电。本发明的另一目的是提供一种制造光传输元件的方法，其中当将该光传输元件吹入空导管中时最大程度地避免光传输元件带静电。
利用如下光传输元件实现关于光传输元件的所述目的：该光传输元件包括至少一个光波导管和包围所述至少一个光波导管的护套，其中在所述护套上施加电阻率为109欧姆/米～1011欧姆/米的导电层。
导电层的电阻率在30％～70％的相对湿度下测量优选为5·109欧姆/米～1011欧姆/米。
在一个实施方案中，导电层的电阻率在18℃～24℃温度且45％的相对湿度下具有约5·1010欧姆/米的值。
根据光传输元件的一个实施方案，导电层包含月桂酸衍生物。
在光传输元件的另一结构中，护套的电阻率至少是导电层电阻率的103倍。
根据光传输元件的一个改进方案，护套包含由塑料组成的材料。在一个优选实施方案中，护套包含聚氨酯丙烯酸酯(urethane acrylate)。护套还可以包含尼龙。
在光传输元件的另一个实施方案中，保护层布置在所述至少一个光波导管与护套之间。保护层可包含UV固化丙烯酸酯。
根据光传输元件的另一特征，保护层的电阻率是导电层的电阻率的至少103倍。
光传输元件的一个改进方案提供由布置在护套上的导电层所包围的球形元件。在一个优选实施方案中，球形元件形成为由玻璃构成的球体。
下面说明一种制造光传输元件的方法。根据所述方法，提供至少一个光波导管。随后用护套包围所述至少一个光波导管。接着将电阻率为109欧姆/米～1011欧姆/米的导电层施加在护套上。
在所述方法的一个实施方案中，通过对护套喷涂含月桂酸衍生物的液体来将导电层施加到护套上。在该方法中，选择所述液体中的月桂酸衍生物的浓度，使得在导电层干燥之后，在45％的相对湿度且18℃～24℃温度下测量的导电层的电阻率具有约5·1010欧姆/米的值。
根据所述方法的一个实施方案，使用含有醇的液体，例如溶液。异丙醇可以用作该溶液的醇部分。
所述方法的一个改进方案提供用于在利用护套包围所述至少一个光波导管的步骤之前嵌入保护层中的所述至少一个光波导管。随后通过加热保护层将其固化。
所述方法的一个改进方案提供用于在施加导电层的步骤之前安置在护套上的球形元件。随后，将导电层施加到护套和球形元件上。
优选通过加热护套使其固化。
根据另一个方法特征，在护套由于固化护套的步骤而处于加热状态时，实施施加导电层的方法步骤。在施加导电层之后，初始仍以液态存在的导电层被干燥。
根据本发明的光传输元件优选可用于吹入空导管中。由于导电层的抗静电作用，可以最大程度地避免光传输元件表面带电的情况，否则这种表面带电的情况会在光传输元件吹入空导管时由于光传输元件表面与空导管内涂层之间的摩擦而发生。由此减小了在吹入操作过程中光传输元件在空导管内壁处的粘附，从而改善了吹入行为。尤其是在使用这种光传输元件时可以增加可吹入空导管中的长度。
下面将参考表示本发明示例性实施方案的附图来更详细地说明本发明。
附图说明
图1表示用于吹入到空导管中的光传输元件的第一实施方案；
图2表示用于吹入到空导管中的光传输元件的外护套的表面；
图3表示用于吹入到空导管中的光传输元件的另一个实施方案；
图4表示光传输元件的导电外层的电阻对相对湿度作图的曲线。
图3表示内部具有多个光波导管1a、1b、1c和1d的光传输元件。光波导管嵌入保护层例如UV固化丙烯酸酯中。光波导管和保护层被外护套3包围。外护套3可具有丙烯酸酯例如聚氨酯丙烯酸酯。它也可以由尼龙形成。
为了减少摩擦阻力，在护套3上设置球形元件5，与空导管的内涂层材料相比，所述球形元件具有低摩擦系数。球形元件例如为由玻璃构成的球体。根据本发明，在护套3和球形元件上施加另一层4。所述另一层4形成为导电层，其因此具有抗静电作用。
下面将说明用于制造根据本发明的光传输元件的方法。在生产线中，将光波导管1a、1b、1c和1d嵌入由UV固化丙烯酸酯构成的保护层2中。随后干燥保护层2。之后，围绕光波导管1a、1b、1c和1d以及保护层2挤出护套3，护套3也含有由UV固化丙烯酸酯构成的材料。然后使护套3处于湿且高粘的状态。在这种状态下，该装置随后通过腔室，在该腔室中为护套3配备球形元件5。随后，利用UV光照射来固化护套3。由于UV照射，护套3在该过程中交联并吸热，由此护套被加热。在护套仍处于加热状态时，在护套3和球形元件5上施加导电层4。
为此，通过围绕护套3周向布置的喷嘴将溶液(优选包含月桂酸衍生物)喷涂到护套3和球形元件5上。月桂酸衍生物溶解在溶剂中，溶剂优选为醇。例如异丙醇可用作溶剂。由于醇的低表面张力，使用醇溶剂确保包含月桂酸衍生物的溶液均匀分布在护套3和球形元件5上。由于护套3的温度升高，喷涂的液体快速干燥。醇在该过程中蒸发。在干燥过程之后，如图3所示，利用导电层4涂覆护套3和球形元件。随后将光传输元件卷绕在鼓状物上。
图4表示导电层4的电阻率作为相对湿度的函数的图。导电层的电阻率在30％～70％的相对湿度下测量时在5·109欧姆/米～1011欧姆/米范围内。当使用包含月桂酸衍生物的溶液时，导电层的电阻率可以随着溶液中的月桂酸衍生物的浓度而变化。当在吹入空导管的过程中利用光传输元件来防止静电时，在18℃～24℃室温且45％的相对湿度下测量时具有5·1010欧姆/米的表面电阻率的导电层已被证实为特别有利。已经表明利用所述方法可以获得电阻率在±0.5·1010欧姆/米范围内波动的导电层4。
根据本发明光传输元件的电阻率可以例如通过将电压施加到长度约10厘米的光传输元件截面并测量在该过程中流过导电层的电流来测定。
附图标记列表
1.光波导管
2.保护层
3.护套
4.导电层
5.球形元件
10.光传输元件

Claims (21)

1.一种光传输元件，
-包括至少一个光波导管(1a)，
-包括包围所述至少一个光波导管(1a)的护套(3)，
-其中在所述护套上施加沿长度方向的电阻率为109欧姆/米～1011欧姆/米的导电层(4)，并且
-其中所述导电层(4)包含月桂酸衍生物。
2.如权利要求1所述的光传输元件，其中在30％～70％的相对湿度下测量的所述导电层(4)的电阻率为5·109欧姆/米～1011欧姆/米。
3.如权利要求1所述的光传输元件，其中在45％的相对湿度且18℃～24℃温度下测量的所述导电层(4)的电阻率具有约5·1010欧姆/米的值。
4.如权利要求1所述的光传输元件，其中所述护套(3)的电阻率是所述导电层(4)的电阻率的至少103倍。
5.如权利要求1所述的光传输元件，其中所述护套(3)包含由塑料组成的材料。
6.如权利要求1所述的光传输元件，其中所述护套(3)包含尼龙。
7.如权利要求1所述的光传输元件，其中所述护套(3)包含聚氨酯丙烯酸酯。
8.如权利要求1所述的光传输元件，其中在所述至少一个光波导管(1a)和所述护套(3)之间设置有保护层(2)。
9.如权利要求8所述的光传输元件，其中所述保护层(2)包含UV固化丙烯酸酯。
10.如权利要求8和9中任一项所述的光传输元件，其中所述保护层(2)的电阻率是所述导电层(4)的电阻率的至少103倍。
11.如权利要求1所述的光传输元件，其中在所述护套(3)上设置被所述导电层(4)包围的球形元件(5)。
12.如权利要求11所述的光传输元件，其中所述球形元件形成为由玻璃构成的球体(5)。
13.一种用于制造光传输元件的方法，包括下列步骤：
-提供至少一个光波导管(1a)，
-随后利用护套(3)包围所述至少一个光波导管(1a)，
-随后在所述护套(3)上施加沿长度方向的电阻率为109欧姆/米～1011欧姆/米的导电层(4)，
-其中通过利用包含月桂酸衍生物的液体喷涂所述护套来在所述护套(3)上施加所述导电层(4)。
14.如权利要求13所述的方法，其中选择所述液体中的所述月桂酸衍生物的浓度，使得在所述导电层干燥之后，在45％的相对湿度且18℃～24℃温度下测量的所述导电层(4)的电阻率具有约5·1010欧姆/米的值。
15.如权利要求13和14中任一项所述的方法，其中所述液体包含醇。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述液体包含异丙醇。
17.如权利要求13所述的方法，包括下列步骤：
-在利用所述护套(3)包围所述至少一个光波导管(1a)的步骤之前，将所述至少一个光波导管(1a)嵌入保护层(2)中，
-随后通过加热所述保护层来固化所述保护层(2)。
18.如权利要求13所述的方法，包括如下步骤：
-在施加所述导电层(4)的步骤之前，在所述护套(3)上设置球形元件(5)，
-随后在所述护套(3)和所述球形元件(5)上施加所述导电层(4)。
19.如权利要求18所述的方法，其中包括下列步骤：
通过加热所述护套来固化所述护套(3)。
20.如权利要求19所述的方法，
-其中在所述护套(3)由于所述固化护套的步骤而处于加热状态时，实施施加所述导电层(4)的步骤，
-在施加所述导电层(4)之后，干燥所述导电层。
21.如权利要求1～12中任一项所述的光传输元件的用途，用于吹入空导管中。
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