CN1203372A - 光导体和光导体带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光导体和一种光导体带。该光导体为单方式类型。它包含有一根被一个初始层覆盖、后者又被一个第二层包围的光纤维。为了降低光导体的制造成本,该第二层包含有一个由热塑物质构成的外层部分。该热塑物质在剪切速率至少等于100s^－1时在熔化温度下的表面粘性最大约为100Pasca1－秒。该初始层和第二层的内层部分在实例中是一种紫外线的树脂。

Description

光导体和光导体带

本发明涉及一种光导体和一种光导体的束或带。

光导体被越来越使用于传送信息。它们被大量制造。而需要的是，它们的组成材料价格低廉，而且制作方法简单且需要设备价廉。特别是保护光纤维的涂层作为重要部分进入了光导体的制造成本中。因而降低涂层材料成本和制造方法的代价是极为希望的。

本发明特别涉及一种单模光纤导体。它包含有一根直径约为125μ的光纤维和一个包含第一层，即外径185μ、其材料经过选择使玻璃纤维不受损伤的初始层的保护层。此初始层本身受一个第二层的保护。后者由一种比构成初始层的材料更坚硬更结实的、其外径约为245μ的塑性材料构成。上面有时涂上一种给定颜色的墨汁以识别该导体。

初始层和第二层和墨汁的材料都是可由紫外线进行交叉连接的丙烯酸盐。这些材料昂贵且其制造方法繁杂。

此外，多个光导体常常装配在一起形成束或带。最常见的是一个带包含四或十二个光导体。为了将光导体装配在一起同样使用一种可由紫外线进行交叉连接的树脂。和导体保护材料一样，也是成本很高的。

本发明致力于降低光导体和光导体带的成本并简化其制造方法。

按照其第一个方面，本发明涉及一种单模光导体，其特征在于，该第二层包含一个热塑物质的外层，其在熔化温度下的表面粘性在剪切速率或剪切率最少等于100s^-1时最大约为100Pascal-秒(Pa.sec)。此外，此热塑物质应该表现出光纤维涂层的通常的特性，即最好是至多190℃的熔化温度、25℃时至少800MPa的弹性模量、和20℃时低于1.5×10^-4K^-1的热膨胀系数。

可以适用的热塑性物质可以在下面的种类中选取：聚酰胺，即聚酰胺12、聚酰胺6或6/6、聚烯烃、聚酯、聚醚、和这些材料的共聚物。

应该指出，使用热塑物质形成光导体的涂层常常被提出，但已认识到该技术已往的状况不能能够选择一种提供足够保护的热塑物质和大量制造的办法。一般认为，由于选取分子量太高的热塑物质因而粘度太高，以往为做到快速制造的努力已经受挫。事实上粘度越高，压制便进行得越慢，热塑物质才能良好地附着到选择的基层上。

选取至多100Pa.sec的粘度可以在和通常的涂层同样的速度状况下进行压制。压制速率约为200至800米/分钟。

在一种实现方式中，第二层有一个外径约为200μ的内层。它通常由紫外线进行交叉连接的树脂制成。

按照独立使用或和第一方面联合使用的第二方面，本发明涉及一种光导体带，其特征在于包裹光导体的接合材料包含有一种热塑物质，在剪切速度或剪切率至少等于100秒^-1时，其在熔化温度时的表观粘度最多为100Pa.sec。

同样希望这种热塑物质有最高为190℃的熔化温度、25℃时至少800MPa的弹性模量、和20℃时低于1.5×10^-4K^-1的热膨胀系数。

适用的塑性物质和本发明的第一方面使用的相同。

不管其实现方式如何，本发明都可以大大降低材料成本和简化制造方法。尤其对于不再需要受紫外光照射的光导带的制造是这样。

本发明的其他特征和优点随着对其某个实现方式参照附图进行的说明将会明白表示出来。附图中：

图1为按照本发明的一种光导体的剖面示意图，

图2为按照本发明的一种光导体带的示意图，而

图3为用于解释粘度的示意图。

图1上表示出了一种通常包含有一根外径为125μ的光纤维12的光导体。此纤维被一个外径185μ的、由紫外线交叉连接的树脂制作的初始层14所围绕。构成初始层14的塑性物质一般也是有一定的韧性和成分，使其不致损坏玻璃。

按照本发明，此初始层14由一个由16和18两部分组成的第二层所围绕。内层部分16有约200μ的外径。它由一种紫外线的丙烯酸盐组成。其机械强度高于初始层14的。

第二涂层的外层部分18的外径约为245μ。它由一种热塑物质组成。在本例中为聚酰胺12，通常商标名为“NYLON 12”。构成聚酰胺12的这类材料包括有各种分子量的材料；这里分子量的选择是这样的：即要使得在最少等于100秒^-1的剪切速率时，在熔点时的表观粘度最大约为100Pa.sec。

最希望的是，熔化温度最高为190℃。另外，此热塑物质25℃时的弹性模量最少为800MPa，而20℃时其热膨胀系数低于1.5×10^-4K^-1。

这里要回顾一下粘度是如何定义的。

当一种液体被限制在面积为A、间隔距离为D的两个平面20和22之间(图3)，需要一个力F才能使上板20以恒定速度相对于下板22移动。此力正比于粘度。使剪切应力τ和剪切强度γ代入，即可测量粘度η。

剪切应力τ由下面关系式定义：

力F被称为剪切力。A为板20和22的面积(图3)。

剪切强度r的数值为： $\left(1\right)\mathrm{\γ}=\frac{S}{D}=\tan \mathrm{\θ}$

在此式中S(图3)为剪切引起的位移，而D为板20和22之间的距离。剪切强度γ为一无量纲数。

最后，粘度被如下定义： $\left(3\right)\mathrm{\η}=\frac{\mathrm{\τ}}{\mathrm{d\γ}/\mathrm{dt}}$

在此式中，dγ/dt为剪切强度对时间的导数。它被称为剪切率或剪切速率，并用秒^-1(s^-1)进行量度。

一种热塑物质通常不是遵从牛顿理论的，因为粘度取决于剪切速率。

使用具有如上提到的特性的热塑物质可以通过挤压或类似办法很方便地实现层18，而不需要通过对紫外线曝光进行交叉连接。

上面指出的粘度特性被认为是必需的。因为如果在挤压机中制造期间当导体行进时粘度太大，就会产生应力，使先前形成的层16或14损坏。

本领域技术人员能够很容易地选择一种能满足上面指出的粘度、熔化温度、弹性、和热膨胀系数的条件、以及其他条件如小的水份渗透能力、耐老化和耐化学侵蚀的聚酰胺12。

通常，水份渗透能力应低于0.01ASTM(美国标准测试方法)单位。在老化特性上塑性物质最好应该如下选择，即在相对湿度85％时在85℃加热后过一百天，或在一百天期间浸入85℃的水中后，其颜色应没有变化。与此相同的试验在三十天后不应引起机械性能的任何变化。

耐化学侵蚀性一般在25℃时测量。通常进行的试验规定有在暴露于丙醇、氨和一种杀虫剂之后一个星期的耐力、对丙酮一天的耐力、对一种碳氢化合物一至两小时的耐力和对通常用在电缆中以防止水流布的胶体多元醇的长期(20年)的耐力。

在本发明范围内进行的试验期间已查明，EMS的参考件GRILAMID L16和L20的聚酰胺12符合规格。同样可以使用同一公司的参考件GRILAMID L16L、L16LM、L20L和L20LM的聚酰胺12。

本发明也涉及被用一种包住单个光导体的热塑物质24装配起来的多个光导体10₁、10₂、10₃、10₄形成的带的制造。这些光导体10₁、10₂、10₃、10₄中的每一个最好都符合关于图1所叙述的实现方式。另外，热塑物质24有着和用于实现图1的导体的薄层18的塑性物质相同的性能。但一族中材料的选择，例如聚酰胺12的选择可能不太严格，因为对此材料的压力不太大。特别是，耐湿可以是不太苛刻的。

在本发明范围内进行的试验已表明，用于光导体带，可以使用特别是EMS以名称GRILAMID L16、L20、L16L、L16LM、L20L和L20LM出售的聚酰胺12。

Claims (11)

1.单模光导体包含有一根被一个初始层(14)覆盖的光纤维(12)，初始层又被一个第二层包住，其特征在于，该第二层包含有一个热塑物质构成的外层部分(18)，热塑物质在剪切速率至少等于100秒1时，在熔化温度下其表观粘度最多约为100Pa.sec。

2.光导体的带或束，其特征在于，光导体(10₁、10₂、10₃、10₄)之间的装配材料(24)包含有一种热塑物质，该热塑物质在剪切速率至少等于100秒^-1时，在熔化温度下其表观粘度最多约为100Pa.sec。

3.按照权利要求1或2的光导体或带，其特征在于，热塑物质的熔化温度最高为190℃。

4.按照权利要求1至3中的任何一项的光导体或带，其特征在于，热塑物质的弹性模量在25℃时最少为800MPa。

5.按照权利要求1至4中的任何一项的光导体或带，其特征在于，塑性物质在20℃时的热膨胀系数低于1.5×10^-4K^-1。

6.按照上述权利要求中的任何一项的光导体或带，其特征在于，热塑物质构成下列种类中之一的一部分：聚酰胺、聚烯烃、聚酯、聚醚、和多种这些材料的共聚物。

7.按照权利要求6的光导体或带，其特征在于，热塑物质是一种聚酰胺，其特征还在于，此聚酰胺在下面的种类中选取：即聚酰胺12、聚酰胺6、聚酰胺6/6、和这些聚酰胺的一种复合物。

8.按照权利要求1的光导体，其特征在于，热塑层(18)的外径约为245μ。

9.按照权利要求1或8的光导体，其特征在于，第二层的内层部分(16)有约为200μ的外径。

10.按照上述权利要求中的任何一个的光导体或带，其特征在于，初始层(14)和第二层的内层部分(16)含有一种可由紫外线交叉连接的树脂。

11.按照权利要求2的光导体带，其特征在于，每个光导体的外径约为245μ。

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