TW201407221A - 高穩定度耐彎曲的光纖結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種高強度、穩定度與耐彎曲的光纖結構，由內到外包括：一纖核、一纖殼、一彈性層、一水氣阻絕層、以及一鋼性層；其中，水氣阻絕層係由一緻密的聚合物所構成，可以將水分或水氣阻絕在外，以防止水分或水氣與內層的纖核接觸，以達到增加強度、穩定度與耐彎曲度的目的，由於該水氣阻絕層對環境溫度的抵抗特性有別於習用光纖之單純壓克力鍍層，此一結構於高溫的工作環境下，可以比習用光纖保有更好的耐彎折工作特性。

Description

高穩定度耐彎曲的光纖結構

本發明係有關一種光纖結構，尤指一種具有高度防水效果，以防止水氣附著於光纖核心，藉以達到增加強度與耐彎曲度的光纖結構。

現行的光纖結構容易因為水氣浸潤石英絲的表面而造成光纖強度的減弱，且不耐彎折。然而，隨著光纖佈建的日益普及與光纖終端產品運用的成長，對於耐彎折光纖的需求與日俱增。如何設計一種耐彎折的光鮮結構，也成為當前光纖產業的重要課題。

傳統上，光纖的結構通常包含三個部分，由內到外分別為：纖核(core)、纖殼(cladding)、與緩衝層(buffer)；其中，纖核係由具高折射率的石英玻璃芯所構成，以做為光訊號傳輸的通路；纖殼係由具低折射率的矽玻璃構成以包覆纖核；最外圍的緩衝層係由一較軟的彈性層(soft coating)與一較硬的鋼性層(hard coating)所構成，彈性層與鋼性層則是分別由成分不同的樹脂塗層所構成。一般來說，纖核得直徑在單模時約為8μm，多模時約為50-65μm；纖殼的直徑約為125μm，而緩衝層的直徑約為250μm。

美國專利5381504號揭露一光纖結構，其限制為NA值為0.08-0.34之間的光纖且表面披覆一層硬度D值大於或等於65的保護層，以利用該保護層的光纖在施工時不會被剝除工具的刀片所損傷。

本發明之主要目的在於提供一種高穩定度耐彎曲的光纖結構，藉由在緩衝層增加一層緻密的聚合物，藉以阻斷水氣的侵入與附著在光纖核心，以達到增加強度與耐彎曲度的目的。

為達成上述目的，本發明提供一種光纖結構，由內到外包括：一纖核、一纖殼、一彈性層、一水氣阻絕層、與一鋼性層；其中，水氣阻絕層係由一緻密的聚合物所構成，可以將水分或水氣阻絕在外，以防止水分或水氣與內層的纖核接觸，以達到增加光纖強度、穩定度與耐彎曲度的目的。

為期能對本發明之目的、功效及構造特徵有更詳盡明確的瞭解，茲舉可實施例併配合圖示說明如後：

第一圖所示為本發明之一種高穩定度耐彎曲的光纖結構示意圖。如第一圖所示，本發明之光纖結構由內到外包括：一纖核101、一纖殼102、一彈性層103、一水氣阻絕層104、與一鋼性層105；其中，水氣阻絕層104係由一緻密的聚合物所構成，可以將水分或水氣阻絕在外，以防止水分或水氣與內層的纖核接觸，以達到增加強度與耐彎曲度的目的。

以下針對上述之高穩定度耐彎曲的光纖結構的各層分別說明。纖核101係由具高折射率的石英玻璃芯所構成，其直徑可在4-95μm。纖殼102係由具低折射率的矽玻璃構成以包覆纖核，其直徑可在90-150μm。該彈性層103質地較該剛性105層柔軟，係由壓克 力或相關材料所構成，其直徑可在90-220μm。水氣阻絕層104係由一高分子聚合物所構成，該高分子聚合物的吸水率應小於0.3%，以達預期之效果；該高分子聚合物可為，聚乙烯、聚丙烯、鐵氟龍、環氧樹脂、變性聚氧化二甲苯樹脂(mPPO)、聚醚醚酮(PEEK)、或聚苯硫醚(PPS)等類似物質。水氣阻絕層104的直徑可在150-260μm。該鋼性層105質地堅硬，係由壓克力或相關材料所構成，但其部份成分與柔軟的彈性層103的壓克力略為不同，堅硬的特性能達到保護內部光纖結構的效果，其直徑可在170-300μm。值得注意的是，水氣阻絕層104不僅能夠阻絕外部的水分或水氣，以達到增加光纖結構的強度與耐彎曲度的目的，也同時能夠增加其拉斷強度。

為證明本發明之光纖確實具備高穩定度耐彎曲之特性，本發明進行了下列之實驗：

一、穩定性測試：實驗方式是將本發明之光纖置於溫度85℃、溼度85 RH%的環境之中，經10、20、30天後，分別取出光纖進行Nd值的測試，實驗數據如下：

由以上之實驗數據所示，本發明之光纖在放置於高溫及溼度高的環境中，其Nd值之數值變化不大，代表其能長期穩定地維持在一較佳的狀態。

二、耐彎曲折斷測試：實驗方式是在空氣中70℃的環境下，利用治具夾持30根光纖同時進行直徑2.5mm彎曲折斷測試，並記錄從第1根至30根的斷裂時間，實驗結果如第二圖所示。圖中由三角型標示點所構成之曲線為本發明之光纖，由四方型標示點所構成之曲線為習用光纖。由圖面及實驗數據可知，習用光纖最後一根光纖係約在1033秒斷裂，反觀本發明之光纖第一根光纖約在2409秒斷裂，最後一根光纖則在14269秒斷裂，本發明之光纖耐彎時間達較習用光纖數倍以上，如此即可證明本發明之光纖確實耐彎折。

因此，本發明之一種高穩定度耐彎曲的光纖結構，確能藉所揭露之技藝，達到所預期之目的與功效，符合發明專利之新穎性，進步性與產業利用性之要件。

惟，以上所揭露之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例而已，非為用以限定本發明之實施，大凡熟悉該項技藝之人士其所依本發明之精神，所作之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之申請專利範圍內。

101‧‧‧纖核

102‧‧‧纖殼

103‧‧‧彈性層

104‧‧‧水氣阻絕層

105‧‧‧鋼性層

第一圖所示為本發明之一種高穩定度耐彎曲的光纖結構示意圖。

第二圖為本發明光纖與習用光纖進行耐彎折測試之圖表。

101‧‧‧纖核

102‧‧‧纖殼

103‧‧‧彈性層

104‧‧‧水氣阻絕層

105‧‧‧鋼性層

Claims (8)

1. 一種高穩定度耐彎曲的光纖結構，由內到外，包含：一纖核、一纖殼、一彈性層、一水氣阻絕層、以及一鋼性層；其中，該水氣阻絕層係由一緻密的聚合物所構成，可以將水分或水氣阻絕在外，以防止水分或水氣與內層的該纖核接觸，以達到增加光纖強度、穩定度與耐彎曲度的目的。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該纖核係由具高折射率的石英玻璃芯所構成，其直徑可在4-95μm。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該纖殼係由具低折射率的矽玻璃構成以包覆該纖核，其直徑可在90-150μm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該彈性層係由壓克力所構成，其直徑可在90-220μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該構成水氣阻絕層的緻密聚合物係為一高分子聚合物，且該高分子聚合物的吸水率小於0.3%。
6. 如申請專利範圍第5項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該高分子聚合物可為下列其中之任一材料所構成，包括：聚乙烯、聚丙烯、鐵氟龍、環氧樹脂、變性聚氧化二甲苯樹脂(mPPO)、聚醚醚酮(PEEK)、或聚苯硫醚(PPS)等類似物質。
7. 如申請專利範圍第5項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該水氣阻絕層的直徑可在150-260μm。
8. 如申請專利範圍第7項所述之高穩定度耐彎曲的光纖結構，其中該鋼性層係由壓克力所構成，但其部份成分與構成該彈性層的壓克力不同，該鋼性層較該彈性層硬，以達到保護內部光纖結構的效果，其直徑可在170-300μm。