CN1191025A - 有颜色标志的光纤 - Google Patents

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R·G·萨漠
H·－J·里森
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Abstract

在一种具有由一个或多个塑料层构成的、包围纤芯(2)的包层(3)的被覆层(4)以及位于外塑料层之上或之内的环形颜色标志的光纤(1)上,环形标志由分别为开式结构的色环(5)构成。

Description

有颜色标志的光纤
本发明涉及一种光纤，该光纤具有由一个或多个塑料层构成的、包围纤芯的包层的被复层以及位于外塑料层之上或之内的环形颜色标志。
此类纤维已被充分公开。在焊接或连接技术中，为了用颜色标志芯线并据此对总线加以区别，在被复层的最外一层塑料上加上譬如由通过红外辐射固化的塑料构成的环形标志，通常也加上由有颜色的、通过紫外辐射固化的塑料构成的线条标志或条带标志。由于必需继续对有颜色标志的纤维进行加工，譬如需把这些纤维置入电缆或光缆中、置入塑料制或钢制的小型护管中，或用以制成小型纤维带，所以目前通用的、譬如通过红外线固化的环形标志构成的颜色标志，譬如在耐磨强度方面，不是总能满足提出的要求。由于公开的环形标志使纤维表面变得不均匀并且粗糙，所以在继续加工纤维时也可能一再出现问题，在光的传播途径上的温度有变化的情况下，光纤衰减增大往往也是不可避免的。简单的线条标志或条带标志也有其缺点，因为除工程费用有所增加外，这种标志往往是难以区别的。
所以，从现有技术出发，发明的任务在于提供一种颜色标志，该颜色标志从一开始就能排除温度变化对纤维的传输性能的影响，或者至少使这种影响限定到可忽略不计的程度。此外，该颜色标志应可区分任意数量的纤维，其中，在加工过程中所加上的颜色标志在后续加工中不受后续加工步骤影响地被保持。
按照发明，解决以上任务的技术方案在于，环形标志由分别是开式结构的色环构成。摆脱光纤的以往通用的、封闭色环形的标志可使所谓的温度变化过程，即衰减(dB/Km)与温度(℃)的关系大大均匀化。其中，本发明基于如下认识，即以往的实施形式的以一定间隔设置的、封闭的色环，在这些分立的位置上有压负荷地作用到光纤上，而如果用开式的色环替代闭式的色环来标志纤维，则不产生这种会导致衰减增大的压力负荷。
发明的色环的开角本来可以是任意的，但为了可靠地区别所标志的纤维，色环的开角至多为180°(沿光纤的圆周测量)被证明是特别相宜的。
选用半环作为开式色环，或选用使开式色环沿纤维圆周继续伸展的半环作为开式色环是相宜的。譬如，构成一个半环的颜色漆也可呈点线或细划线形式。
发明的另一优选的实施形式在于，开式色环是如此构成的，即色环沿纤维圆周是有间隔地断续伸展的。据此，通过沿纤维圆周的断续伸展形式的开式色环可相宜地由互有间隔的色点和/或色划构成。在该情况下，由色点和/或色划构成的色环有至多为180°的开角(沿圆周测量)当然也是可能的并且往往是很有利的。
有时，沿纤维方向相继排列的色环的敞开部分沿圆周方向错位地设置是有利的，如按发明的另一实施形式，沿一包围纤维的螺旋立体地错开开口部分。据此，虽缺少把本发明的色环补成整环的圆环段，但仍能明确无误地识别各条纤维。
在发明的另一实施形式中，其特殊优点在于另外具有一个透明层，该透明层覆盖由开式色环构成的环形标志，并沿纤维的整个长度伸展。因此，该透明层使处于其下方的，譬如有颜色的半环用肉眼看来象是整环。据此，用肉眼看来，本发明结构的光纤与普通的整环颜色标志并无区别，但与普通的整环颜色标志相比，具有更好的衰减性能。此外，可保护颜色标志，防止机械磨损，通过光滑的，具有均匀了的外径的表面保护层，可确保被标志的纤维没有问题地完成后续加工。通过对制作该附加层材料的相应选择，可提高该附加层的强度。另一方面，这又意味着，在纤维的后续加工中，往往不可避免的、有所加大的机械负荷的作用下，光波导的光学性能不会受到损害，恰恰相反，实践表明，光波导的传输性能反而有所改善。此外，通过对材料的相应选择，该附加层还可用作防止水分和溶剂浸入的、附加的表面保护层，这意味着，用发明结构的纤维可开辟光传输技术的其它应用领域。由于按照本发明每个颜色标志在制出纤维之后，就是说，在对光波导的每个后续加工之前，就受到该透明附加层的机械保护，所以，也可有把握地把任意的颜色组合加在发明的、用于任何用途的纤维上。
由于该覆盖颜色标志的、用于在以后识别各个纤维的附加层必须是由透明材料构成的，所以按照发明的另一实施形式，采用清漆会是相宜的。
发明的另一特别优选的派生形式在于，该附加的透明层是有颜色的，譬如是由一种有颜色的漆构成的。据此，在实施本发明时存在大量其它的颜色组合。
作为适用于发明目的的漆譬如可为以聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚砜或聚亚氨酯为基的漆。
用于附加层的、并且还用于颜色标志的开式环的漆，可以是可通过红外辐射固化的，并因此作为所谓的红外漆用在工业中的漆，也可特别有利地采用通过紫外辐射固化的漆，即所谓的紫外漆，这种紫外漆的粘度高于红外漆的粘度，并据此，由于处于透明层下方的并敷于有包层的纤维之上的颜色标志，这种紫外漆特别适于使附加层变得均匀。因此，为了本发明的目的，譬如采用以下漆组合被证明是特别相宜的，即开式色环由通过红外线固化的漆构成并且附加层由通过紫外线固化的漆构成。
如果关键在于提高生产速度，则采用紫外线固化的漆既用作开式的色环，又用作附加层往往会是有利的。在本发明的另一实施形式中，另一种可能在于，用含有溶剂的漆取代通过红外线固化的和/或通过紫外线固化的漆。
由于为了本发明的目的，关键在于，除了获得可靠的和耐久的颜色标志之外，还要使具有该种附加层的光纤稳定，防止从外部作用的机械力并且同时保护光纤，防止水份、酸和类似物质浸害光纤，所以在实施本发明时，该附加层的厚度被选为1至10微米，最好是3至6微米。
特别是在该附加层作为连续的保护层包围纤维的情况下，问题在于选择构成环标志的色层的适于发明目的的厚度。因此，构成环标志的色层的厚度为0.5至5微米，最好为1至3微米，这导致光纤的特别均匀的表面质量。
借助在附图1至3中所示的实施例详细说明本发明。
在图1中所示的、具有纤芯2譬如由石英玻璃制成和包层3的光纤1，具有所谓的、由一个或多个塑料层构成的、用以保护纤维的被复层4。紧贴在该被复层4上，有一个以一定间隔设置的、沿圆周方向敞开的色环5构成的颜色标志，色环的材料由通过红外线或紫外线固化的漆构成。在图1所示的实施例中，色环5的层厚为3至4微米，用标号6表示从整个色环中留出的、按照本发明的空白部分。为了让该开式色环5用肉眼看来象是整环，以便更好地识别各个纤维1，并同时在后续加工中有把握地杜绝对颜色标志的磨损，设有透明的或透光的、沿整个长度覆盖具有颜色标志的纤维的附加层7。譬如以聚酰亚胺、聚砜或聚亚胺酯为基的、通过紫外线固化的漆用作该附加层7的材料。在开式色环5的设定厚度为3微米的情况下，该附加层7的厚度譬如为5微米，使所有的色环5被覆盖并使各两个色环5之间的范围8由该附加层的材料所填补。据此，可实现对颜色标志的贯通的机械包护，纤维具有改善的传输性能，由于用肉眼看来象是闭式色环，所以可没有问题地识别各个纤维。
还存在其它的颜色组合形式并从而存在其它的区别可能性，其条件在于，按照发明，该附加层7是有颜色的或染有颜色的，譬如由有颜色的漆构成。据此，譬如黑色的或蓝色的、分别为开式结构的、由通过红外线固化的漆构成的单环或双环5被一染成黄色、红色或绿色的、最好是通过紫外线固化的并从而具有较高粘度的附加漆层7所覆盖。有颜色的、实际上是开式结构的单环或双环5是可毫无问题地作为整环识别的，因为有颜色的附加漆层7至少是透明的。选择对比度大的颜色组合可便于识别被标志的纤维。
在图1所示的、发明的实施形式中，光纤也可以是一种塑料纤维，一个由以聚酯或聚醚为基的，通过紫外线固化的漆构成的层也可用作附加漆层7。
按照发明，用开式结构的色环，最好是用半环标志，由玻璃或塑料制作的光纤可导致特别适宜的传输值。图2示出了用目前通用的闭式色环标志的玻璃制光纤的所谓的温度变化关系曲线，在相同的测量条件下，在图3中示出了用开式结构的、在本实施例中为半圆形的色环标志的光纤的所谓的温度变化关系曲线。
图2a和2b的区别在于在1310和1550纳米条件下分别被选择的衰减变化。按照图3a和3b，在列有温度变化过程的情况下，对于发明的纤维，也选择了相同的参数。
图2和图3的比较表明，在指明的温度范围内，发明的、用开式结构的色环标志的光纤的衰减大大减少。由于颜色标志譬如为半环结构，并且该半环还可为点形的，即断续的形状，所以在“环形的”标志的部位上，光纤的周围不存在机械应力。通过发明的措施，由为某种用途选择的叠层结构所引起的应力被中和。
图4和5示出了发明的开式色环的派生形式。与图1所示的玻璃纤维1的纤维结构一样，在不限于玻璃纤维的情况下，在图4和5中选择了相同的纤维结构，即具有一个纤芯2、一个包层3和所谓的被复层4。
与图1一样，图4示出了一个开式结构的连续的色环9，其开角为约100°至110°。在透明层之下，该开式结构的色环9用肉眼看来是可识别为整环的，但按照本发明，与实际上为整环的、也起机械作用的色环相比，该开式色环9具有更好的传输性能。
与图4所示有些不同，图5示出了本发明建议的开式色环的另一实施形式。在纤维结构相同的情况下，图5所示的开式色环10为沿整个圆周断续的结构。为了实现此种结构，色环10由为数很多的有间隔地沿圆周方向顺序设置的色点和/或色划11构成。

Claims (16)

1.具有由一个或多个塑料层构成的、包围纤芯的包层被复层以及具有位于外塑料层之上或之内的环形颜色标志的光纤，其特征在于，环形标志由分别是开式结构的色环构成。
2.按照权利要求1所述的光纤，其特征在于，色环的开角为至多180°(沿光纤的圆周测量)。
3.按照权利要求1或2所述的光纤，其特征在于，开式色环是有颜色的半环。
4.按照权利要求1所述的先纤，其特征在于，色环沿纤维圆周是有间隔地断续分布的。
5.按照权利要求4所述的光纤，其特征在于，通过沿纤维圆周的断续分布形成的开式色环由互有间隔的色点和/或色划排列而成。
6.按照权利要求5所述的光纤，其特征在于，由色点和/或色划构成的色环有为至多180°的开角(沿圆周测量)。
7.按照权利要求1或2至6之一所述的光纤，其特征在于，沿纤维方向相继的色环的敞开部分是沿圆周方向错位地设置的。
8.按照权利要求7所述的光纤，其特征在于，沿一包围纤维的螺旋立体地错开色环的敞开部分。
9.按照权利要求1或2至8之一所述的光纤，其特征在于，一个透明附加层覆盖由开式色环构成的环形标志，并沿纤维的整个长度伸展。
10.按照权利要求9所述的光纤，其特征在于，附加的透明层由一种有颜色的漆构成。
11.按照权利要求1或2至10之一所述的光纤，其特征在于，开式色环由通过红外线固化的漆构成并且附加层由通过紫外线固化的漆构成。
12.按照权利要求1或2至11之一所述的光纤，其特征在于，开式色环和附加层均由通过紫外线固化的漆构成。
13.按照权利要求11或12所述的光纤，其特征在于，用含有溶剂的漆取代通过红外线固化的和/或通过紫外线固化的漆。
14.按照权利要求1或2至13之一所述的光纤，其特征在于，构成开式环的色层的厚度为0.5至5微米，最好为1至3微米，并且附加层的厚度为1至10微米，最好为3至6微米。
15.按照权利要求1或2至14之一所述的光纤，其特征在于，光纤由玻璃，特别是石英玻璃构成。
16.按照权利要求1或2至15之一所述的光纤，其特征在于，光纤是一种塑料纤维。
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