DE10137432C1 - Lichtwellenleiter mit einer Markierung und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lichtwellenleiters - Google Patents

Abstract

Ein Lichtwellenleiter (LW) wird mit einer Beschichtung (CT) und mit einer abgegrenzten Markierung (M1, M2) versehen, wobei die Markierung in Form eines partiellen Farbumschlags des Beschichtungsmaterials bewirkt wird. In einem Verfahren zur Herstellung wird dem Beschichtungsmaterial ein Eisensalz einer aliphatischen Kohlenwasserstoffsäure und Gallussäure beigemengt und der beschichtete Lichtwellenleiter zumindest oberflächlich partiell erhitzt, so daß an der erhitzten Stelle ein partieller Farbumschlag bewirkt wird. Mit der Erfindung können insbesondere Mikrobiegungsverluste infolge von Markierungen auf dem Lichtwellenleiter vermieden werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lichtwellenleiter, der mit einer kontinuierlichen Beschichtung und mit minde­ stens einer abgegrenzten Markierung versehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Lichtwellenlei­ ters.

Ein Lichtwellenleiter dieser Art ist aus US 5 379 363 be­ kannt. Darin ist ein Lichtwellenleiter gezeigt, der ober­ flächlich mit ringförmigen Markierungen versehen ist. Der Lichtwellenleiter und die Ringmarkierungen sind außerdem mit einer Deckschicht aus UV-härtbarem Lack versehen. Die ring­ förmigen Farbmarkierungen können eine Dicke von einigen Mi­ krometern aufweisen.

Jede der Farbmarkierungen bildet eine Auftragsschicht an lo­ kalen Stellen entlang der Längserstreckung des Lichtwellen­ leiters, die gegenüber dem sonstigen, kreiszylinderförmigen Außenumfang des Lichtwellenleiters radial nach außen absteht. Die nachträglich auf den Lichtwellenleiter abgegebenen Farb­ markierungen wirken als Inhomogenitäten. Insbesondere können sie lokale Materialspannungen und damit Mikrobiegungen der im Lichtwellenleiter enthaltenen Lichtleitfaser hervorrufen, so daß unerwünschte Übertragungsverluste infolge von Mikrobie­ gungen entstehen können.

In den Druckschriften DE 198 49 543 A1, US 5 111 523 A und EP 0 329 884 A1 sind jeweils markierbare optische Fasern, Adern beziehungsweise Kabel beschrieben, deren äußere Schutz- /Mantelschicht eine Substanz in Form eines Pigments enthält, welches seine Farbe bei Bestrahlung mit energiereichen Photo­ nen, erzeugt durch einen Laser, ändert oder verliert. Hierbei wird die vom Laser emittierte Strahlung vom jeweiligen Pig­ ment absorbiert, woraus sich eine Farbänderung im Bereich des Laserfokus ergibt.

Die Druckschrift DE 39 35 070 A1 betrifft ein wärmeempfindli­ ches Wiedergabemedium, das eine glänzende Oberfläche aufweist und ein ausgezeichnetes Anpassungsvermögen an einen Thermo­ kopf ohne Verursachung von Druckausfällen zeigt. Das wär­ meempfindliche Wiedergabemedium enthält eine wärmeempfindli­ che Farbbildungsschicht und eine Decküberzugsschicht aus ei­ ner härtbaren Harzzusammensetzung. Als Substrat kann ein Film aus einem synthetischen Harz wie insbesondere Polyesterfilm, Polyolefinfilm, ein Film auf Basis von Zellulose oder ein Po­ lyamidfilm verwendet werden. Es soll hierbei eine Farbreakti­ on stattfinden, wenn zwei Farbkomponenten unter Erwärmen in Kontakt gebracht werden

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Licht­ wellenleiter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem Mikrobiegungsverluste infolge von Markierungen auf dem Licht­ wellenleiter weitgehend vermieden werden.

Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines derartigen Lichtwellenleiters anzugeben.

Die Aufgabe betreffend den Lichtwellenleiter wird gelöst durch einen Lichtwellenleiter gemäß Patentanspruch 1. Die Aufgabe betreffend das Verfahren wird gelöst durch ein Ver­ fahren zur Herstellung eines mit einer abgegrenzten Markie­ rung versehenen Lichtwellenleiters gemäß Patentanspruch 5.

Die Markierung des erfindungsgemäßen Lichtwellenleiters ist in Form eines partiellen Farbumschlags des Beschichtungsmate­ rials bewirkt, der sich farblich von dem an die Markierung angrenzenden übrigen Beschichtungsmaterial abhebt. Demnach werden bei der Erfindung die Markierungen nicht durch eine jeweilige Auftragsschicht gebildet, die nachträglich auf den Lichtwellenleiter aufgebracht werden, so daß keine Inhomoge­ nitäten infolge derartig aufgebrachter Farbmarkierungen ent­ stehen können. Dadurch wird wirksam vermieden, daß es zu lo­ kalen Materialspannungen und damit zu Mikrobiegungsverlusten einer im Lichtwellenleiter enthaltenen Lichtleitfaser kommt.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird dem Beschich­ tungsmaterial zur Bildung der Beschichtung bzw. eines soge­ nannten Coatings oder Kabelmantels des Lichtwellenleiters ein Eisensalz einer aliphatischen Kohlenwasserstoffsäure und Gal­ lussäure beigemengt. Der mit dem Coating beschichtete Licht­ wellenleiter wird anschließend zumindest oberflächlich parti­ ell erhitzt, so daß an der erhitzten Stelle des Lichtwellen­ leiters der partielle Farbumschlag zur Herstellung der Mar­ kierung bewirkt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform wird dem Beschichtungsmaterial ein Eisenstearat und Gallus­ säure beigemengt. Nach dem Erhitzen über den Schmelzpunkt des Eisensstearats hinaus reagieren die Eisenionen mit der Gal­ lussäure, wodurch insbesondere ein schwarzer Farbumschlag des Beschichtungsmaterials erfolgt.

Die erforderliche Erhitzung kann vorteilhaft durch energeti­ sche Strahlung, insbesondere mittels eines Laserstrahls be­ wirkt werden. Die erforderliche Erhitzung kann auch mittels einer partiell geheizten Umlenkrolle bewirkt werden, über die der Lichtwellenleiter im Herstellungsprozeß geführt bzw. ab­ gezogen wird.

Gegenüber Lichtwellenleitern mit radial nach außen abstehen­ den Farbmarkierungsschichten kann mit der Erfindung eine hö­ here Abriebfestigkeit der jeweiligen Markierung bzw. Bestän­ digkeit gegen Lösungsmittel gewährleistet werden. Da keine zusätzlichen Materialaufträge notwendig sind, kann die Be­ schichtung bzw. das Coating des Lichtwellenleiters in einem Arbeitsgang als durchgehend glatte, einen gleichmäßigen Au­ ßendurchmesser aufweisende Beschichtung ausgebildet werden. Durch einen gleichmäßigen Durchmesser des Lichtwellenleiters werden Probleme bei der weiteren Verarbeitung, zum Beispiel bei einer nachfolgenden Verseilung, oder Probleme im Hinblick auf die optischen Eigenschaften des Lichtwellenleiters wirk­ sam vermieden. Beim erfindungsgemäßen Lichtwellenleiter kön­ nen die Markierungen bei der weiteren Verarbeitung, bei­ spielsweise bei der Verseilung, nicht abgetragen werden. Ins­ besondere ist ein Abrieb oder eine Beschädigung der Markie­ rungen nicht mehr möglich. Neben solchen mechanischen Vortei­ len ergeben sich optische Vorteile, etwa in Form der Vermei­ dung von Zusatzdämpfungen infolge von Durchmesseränderungen des Lichtwellenleiters durch Farbmarkierungsaufträge.

Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel zur Durchführung ei­ nes erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Lichtwellenleiter LW dargestellt, der im Rahmen des Fertigungsvorgangs von links nach rechts bewegt wird. Der Lichtwellenleiter LW weist mindestens eine der Lichtführung dienende Lichtleitfaser LF auf, die durch die Beschichtungseinrichtung CD mit einer Beschichtung bzw. einem Coating CT oder mit einer Faserfarbe versehen wird. Die Be­ schichtung kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet werden, wobei im letzteren Fall eine innere Schicht zum Schutz vor Mikrokrümmungen dient und eine äußere Schicht der einfacheren Handhabung und zur Kennzeichnung dienen kann. Die Lichtleit­ faser LF ist symbolisch dargestellt und kann beispielsweise eine Einzelfaser, ein Faserbändchen oder ein Faserbündel mit mehreren Fasern repräsentieren.

Der Beschichtungseinrichtung CD wird, ebenfalls nur symbo­ lisch dargestellt, das Beschichtungsmaterial BM zugeführt. Dem Beschichtungsmaterial ist insbesondere ein Eisensalz ei­ ner aliphatischen Kohlenwasserstoffsäure und Gallussäure bei­ gemengt, so daß sich die Substanzen homogen verteilen. In ei­ ner bevorzugten Ausführungsform wird dem Beschichtungsmateri­ al Eisenstearat (Eisensalz der Stearinsäure) und Gallussäure (im allgemeinen als C7H6O5 bekannt) beigemengt. Es können auch Eisensalze anderer aliphatischer Kohlenwasserstoffsäuren verwendet werden, insbesondere kann durch deren geeignete Auswahl der Schmelzpunkt variiert und definiert eingestellt werden sowie gegebenenfalls der Farbton variiert werden. Bei Verwendung von Eisenstearat liegt der Schmelzpunkt bei etwa 80 bis 100°C. Unterhalb des Schmelzpunktes gehen das Eisen­ stearat und die Gallussäure keine chemische Verbindung ein. Nach dem Erhitzen über den Schmelzpunkt des Eisenstearats hinaus reagieren die Eisenionen mit der Gallussäure, wodurch ein schwarzer Farbumschlag des Coatings CT entsteht.

Im vorliegenden Beispiel der Fig. 1 werden die Markierungen M1 und M2 durch lokales Erhitzen zumindest der Oberfläche des Lichtwellenleiters LW erzielt, wobei an den jeweiligen er­ hitzten Stellen des Lichtwellenleiters ein partieller Farbum­ schlag des Beschichtungsmaterials zur Herstellung der jewei­ ligen Markierung bewirkt wird. Die Erhitzung wird mittels ei­ ner partiell geheizten Umlenkrolle UR2 bewirkt, über die der Lichtwellenleiter LW, in diesem Beispiel nach dem Passieren der Andruckrolle UR1, geführt wird. Auch nach dem jeweiligen Farbumschlag ist die Oberfläche des Lichtwellenleiters LW weiterhin durchgehend glatt ausgebildet und weist einen gleichmäßigen Außendurchmesser auf. Dies hat gegenüber nach außen abstehenden, nachträglich aufgebrachten Markierungen den Vorteil, daß die Markierungen M1 und M2 beispielsweise im Rahmen einer Verseilung oder dergleichen nicht wieder abge­ tragen werden können. Ausserdem werden Zusatzdämpfungen in­ folge von Durchmesseränderungen des Lichtwellenleiters ver­ mieden.

In Fig. 2 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 gezeigt. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird eine Erhitzung des beschichteten Lichtwellenleiters LW bzw. eine Erhitzung dessen Oberfläche durch energetische Strahlung ST, insbesondere mittels eines Laserstrahls eines Lasers LA bewirkt. Dadurch wird lokal der Schmelzpunkt des beigemengten Eisenstearats überschritten, wodurch die Eisenionen mit der Gallussäure örtlich begrenzt reagieren. Dadurch entstehen die abgegrenzten Markierungen M1 und M2, die sich von dem an die Markierungen angrenzenden übrigen Beschichtungsmaterial farb­ lich abheben. Der so gekennzeichnete Lichtwellenleiter LW wird von einem Abzug A2 abgezogen.

Es ist auch die Anordnung mehrerer partiell beheizbarer Um­ lenkrollen oder Laserstrahler beziehungsweise die Kombination eines Lasers mit einem Spiegelsystem denkbar, um einen größe­ ren Umfangsbereich des Lichtwellenleiters zu erhitzen. Da­ durch muß dieser nicht insgesamt über seinen gesamten Quer­ schnitt erhitzt werden.

Claims (7)

1. Lichtwellenleiter (LW), der mit einer kontinuierlichen Be­ schichtung (CT) und mit mindestens einer abgegrenzten Markie­ rung (M1, M2) versehen ist, bei dem die Markierung in Form eines partiellen Farbumschlags des Beschichtungsmaterials be­ wirkt ist, der sich farblich von dem an die Markierung an­ grenzenden übrigen Beschichtungsmaterial abhebt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Beschichtungsmaterial ein Eisensalz einer aliphati­ schen Kohlenwasserstoffsäure und Gallussäure enthalten ist, durch deren Zusammenwirken der Farbumschlag bewirkt ist.

2. Lichtwellenleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Beschichtungsmaterial ein Eisenstearat enthalten ist.

3. Lichtwellenleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (CT) als durchgehend glatte, einen gleichmä­ ßigen Außendurchmesser aufweisende Beschichtung ausgebildet ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines mit einer abgegrenzten Markierung (M1, M2) versehenen Lichtwellenleiters (LW), bei dem der Lichtwellenleiter mit einem Beschichtungsmaterial (CT) beschichtet wird, wobei dem Beschichtungsmaterial ein Eisensalz einer aliphatischen Kohlenwasserstoffsäure und Gal­ lussäure beigemengt wird, und der beschichtete Lichtwellen­ leiter (LW) zumindest oberflächlich partiell erhitzt wird, so daß an der erhitzten Stelle des Lichtwellenleiters ein parti­ eller Farbumschlag des Beschichtungsmaterials zur Herstellung der Markierung bewirkt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Beschichtungsmaterial ein Eisenstearat beigemengt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhitzung durch energetische Strahlung (ST), insbesonde­ re mittels eines Laserstrahls (LA) bewirkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhitzung mittels einer partiell geheizten Umlenkrolle (UR2) bewirkt wird, über die der Lichtwellenleiter (LW) ge­ führt wird.