ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО С ЦВЕТНОЙ МАРКИРОВКОЙ Российский патент 2000 года по МПК G02B6/16 G02B6/22 H01B7/36 

Изобретение относится к оптическому волокну, имеющему сердцевину, нанесенное на нее покрытие из однослойного или многослойных слоев синтетического материала и цветную маркировку на наружном слое синтетического материала или заделанную в этот слой.

Волокна подобного типа достаточно хорошо известны, в частности, из описания заявок ЕР-А-0155092 и ЕР-А- 0562259. Для изоляции волокон друг от друга и распознавания при сращивании или подсоединении волокон на их внешнюю оболочку из синтетического материала наносят цветную маркировку в виде колец, например, из отверждающихся под действием инфракрасного (ИК) излучения синтетических материалов или в виде цветных штрихов или полос из синтетических материалов, отверждаемых под действием ультрафиолетового (УФ) излучения. Цветная маркировка волокон необходима для дальнейшей работы с ними, например, при размещении в электрических или оптических кабелях, в предохранительных трубках, выполненных из синтетического материала или из стали, или для изготовления из таких волокон жилы для ленточного кабеля. Практикуемое в настоящее время традиционное нанесение цветной маркировки, например, маркировочных колец, с помощью отверждаемых под действием ИК-излучения материалов далеко не всегда удовлетворяет соответствующим требованиям, в частности, относительно прочности на истирание. Вследствие неоднородности и шероховатости поверхности волокон, вызванных нанесением обычной маркировки в виде колец, могут постоянно возникать проблемы при последующих технологических операциях с этими волокнами и, кроме того, часто не удается избежать возрастания степени затухания сигнала на оптическом тракте передачи при изменениях температуры. Цветная маркировка в виде штрихов или полос также может иметь ряд недостатков, поскольку подобная маркировка требует увеличения технических затрат и часто трудно различима.

При переходе с учетом растущей потребности в оптических трактах передачи к использованию кабелей, например, с большим числом волокон (более 12), однозначная разметка применяемых волокон вызывает ряд трудностей по той простой причине, что на сегодняшний день отсутствуют краски, которые обеспечивали бы достаточно стойкую и контрастную маркировку. Это относится в той же степени и к оптическим волокнам, изготовленным из стекла, например, из кварцевого стекла, также как и к находящим все более широкое применение и используемым для определенных трактов передачи волокнам из синтетических материалов.

В то же время из предшествующего уровня техники известны попытки предохранить цветную маркировку от истирания за счет создания поверх нее защитного покрытия, как, например, это описано в заявках Франции 2688928 и 2686185 применительно к цветной маркировке на кабелях. Однако заимствовать этот опыт для сохранения цветной маркировки оптического волокна по причине существенных технических различий не представляется возможным.

Исходя из указанного уровня техники, в основу изобретения была положена задача обеспечить четкую однозначную маркировку любого числа волокон и наряду с этим добиться также сохранения такой маркировки, нанесенной в процессе изготовления, независимо от особенностей последующих технологических операций. Выбранная цветная маркировка не должна также оказывать отрицательного воздействия на передаточные свойства волокон при перепадах температуры.

Эта задача решается с помощью оптического волокна, содержащего сердцевину, нанесенное на нее покрытие, состоящее из однослойного или многослойных слоев синтетического материала, и цветную маркировку, нанесенную на наружный слой синтетического материала или заделанную в этот слой. Согласно изобретению, цветная маркировка покрыта слоем прозрачного либо полупрозрачного цветного лака по всей длине волокна.

Предпочтительно, чтобы толщина слоя цветного лака составляла 1-10 мкм, желательно 3-6 мкм.

В одном случае цветной лак представляет собой УФ-отверждаемый лак. В другом случае в качестве цветного лака применяют ИК-отверждаемый лак.

Желательно прозрачный или полупрозрачный цветной лак выполнить на основе полиимидов, сложных полиэфиров, простых полиэфиров, полисульфона или полиуретана.

Благодаря соответствующему выбору материалов, применяемых для нанесения слоя цветного лака, обеспечиваются его высокие прочностные свойства. Это означает, что повышенные механические нагрузки, часто неизбежные при последующих технологических операциях с волокнами, не оказывают отрицательного воздействия на оптические свойства световода; напротив, можно отметить даже улучшение его передаточных свойств. Кроме того, в результате предложенного выбора материала для создания цветного слоя этот слой можно использовать в качестве дополнительной защиты поверхности волокна против влажности и растворителей, а это означает, что выполненные в соответствии с изобретением волокна, открывают дальнейшие возможности применения оптической передаточной техники. Таким образом, благодаря нанесению прозрачного либо полупрозрачного слоя цветного лака согласно изобретению непосредственно после изготовления волокон, т. е. до проведения последующих технологических операций со световодом, любая цветная маркировка обеспечена защитой от механических повреждений.

Наиболее целесообразно маркировку на оптическое волокно наносить в виде колец. В этом случае будет лучшим для маркировки применять ИК-отверждаемый лак, а для нанесения слоя цветного лака применять УФ-отверждаемый лак. При этом маркировка в виде колец в качестве дополнительной маркировки может быть нанесена на уже окрашенное волокно. Очень важно для целей изобретения правильно выбрать толщину цветного слоя маркировки. Для маркировки в виде колец толщина указанного слоя составляет 0,5-5 мкм, предпочтительно 1-3 мкм.

Маркировка может быть нанесена в виде колец одинакового цвета, расположенных по длине волокна на различных расстояниях друг от друга.

Маркировка может быть нанесена и в виде колец разного цвета.

Маркировку можно наносить в виде колец одинакового либо различного цвета, расположив их по длине волокна на одинаковом расстоянии друг от друга.

И, наконец, маркировка колец может быть выполнена из сочетания разных цветов и расположена на различных расстояних друг от друга по длине волокна.

Также целесообразно цветную маркировку на волокно наносить в виде проходящих в продольном направлении штрихов или полос. При этом указанная маркировка может быть заделана в наружный слой покрытия.

Желательно для производства цветной маркировки использовать ИК-отверждаемый лак. Но можно применять для этого УФ-отверждаемый лак. Однако преимущество отдают использованию лаков, отверждаемых посредством ультрафиолетового излучения, имеющих по сравнению с ИК-лаками более высокую вязкость и по этой причине особенно пригодных для покрытия равномерным, гладким слоем находящегося под ним волокна в оболочке с нанесенной цветной маркировкой.

Предлагаемое в соответствии с изобретением оптическое волокно предпочтительно изготовить из стекла, в частности, из кварцевого стекла.

В отдельных случаях оптическое волокно выполняют из синтетического материала.

Далее изобретение подробно поясняется описанием примеров выполнения с ссылкой на фиг. 1-3 прилагаемых чертежей.

Представленное на фиг. 1 оптическое волокно 1, состоящее из сердцевины, например, в виде кварцевого стекла и оболочки, имеет так называемое защитное покрытие 2 из однослойного или многослойных слоев синтетического материала, предназначенное для предохранения волокна 1. Непосредственно на это защитное покрытие 2 нанесена цветная маркировка в виде размещенных на определенном расстоянии друг от друга цветных колец 3, выполненных из ИК-либо УФ-отверждаемого лака. Толщина цветных колец в представленном примере выполнения составляет 3-4 мкм. На эту же величину цветные кольца 3 выступают над поверхностью защитного покрытия 2 и, таким образом, при проведении последующих технологических операций с волокном необходимо учитывать возможность механического истирания цветных колец маркировки. Для надежного предотвращения такого истирания согласно изобретению предусмотрен прозрачный либо полупрозрачный слой 4 цветного лака, покрывающий снабженное цветной маркировкой волокно по всей его длине. Материалом для этого покровного слоя 4 цветного лака служит, например, УФ- отверждаемый лак на основе полиимидов или полиуретана, который помимо того, что является покрытием для цветных колец 3, заполняет участок 5 между каждыми двумя соседними кольцами соответственно. При заданной толщине цветных колец, равной 3 мкм, толщина покровного слоя 4 составляет, например, 5 мкм, так что все цветные кольца 3 покрыты, а участки 5 между каждой соседней парой колец 3 заполнены материалом, из которого выполнен покровный слой. Таким путем обеспечивают защиту цветной маркировки по всей длине волокна.

В описанном примере выполнения цветные кольца 3 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга; это расстояние может, разумеется, варьироваться. Точно так же маркировку в виде цветных колец 3 можно наносить на уже окрашенное волокно.

Другие сочетания цветов и тем самым другие возможности идентификации волокон получают в том случае, когда согласно изобретению покровный слой 4 выполняют в цвете либо окрашивают, например, когда его выполняют из фарблака. Так, в частности, одинарные либо сдвоенные маркировочные кольца 3 черного или синего цвета из ИК- отверждаемого лака могут покрываться слоем 4 цветного лака, окрашенным в желтый, красный, синий или зеленый цвет и выполненным предпочтительно из УФ-отверждаемого лака, имеющего более высокую вязкость. Цветные одинарные либо сдвоенные маркировочные кольца 3 легко распознавать, поскольку цветной покровный слой 4 лака в соответствии с изобретением выполнен по крайней мере полупрозрачным. Выбор контрастных цветовых сочетаний облегчает идентификацию маркированных волокон.

В отличие от фиг. 1 на фиг. 2 представлено волокно 6 из стекла или синтетического материала, покрытое оболочкой 7, снабженной цветной маркировкой. Эта цветная маркировка представляет собой расположенные в продольном направлении штрихи либо полосы 8 любого цвета, причем маркировку наносят либо, как показано на чертеже, непосредственно на оболочку 7, либо, в случае, если на оболочку 7 нанесен по всей длине волокна равномерный маркировочный слой или если сама оболочка окрашена, поверх этой оболочки. Как и цветные кольца 3 на фиг. 1, маркировочные штрихи или полосы 8 могут выступать над поверхностью оболочки 7, выполненной, например, из синтетического материала, но, с другой стороны, эти штрихи и полосы могут быть интегрированы в синтетический материал оболочки. Во всех случаях для защиты цветной маркировки и надежной изоляции волокон от контакта друг с другом, включая многожильные кабели из оптических волокон с любой маркировочной конфигурацией, предусмотрено покрытие 9, выполненное, например, из лака на основе сложных или простых полиэфиров. Этот лак может представлять собой опять-таки непигментированный лак либо, как уже пояснялось на фиг. 1, полупрозрачный фарблак.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения изобретения, в котором оптическое волокно 10 аналогично вышеуказанному выполнено из стекла или синтетического материала, заключено в так называемую оболочку 11, обозначаемую в случае использования стекловолокна также как защитное покрытие, на которое непосредственно либо на сплошной, покрывающий волокно по всей его длине цветной промежуточный слой, наносят цветную маркировку. В представленном примере выполнения эта маркировка представляет собой размещенные на определенном расстоянии друг от друга штрихи или полосы 12 при необходимости разной длины, но периодически повторяющиеся, имеющие определенную толщину и вследствие этого выступающие над поверхностью оболочки 11. На эти прерывистые полосы или, линии, в том числе и при условии их возможного размещения на различном расстоянии друг от друга, наносят слой 13 лака, покрывающий оптическое волокно по всей его длине и тем самым надежно защищающий указанные маркировочные штрихи или полосы 12 от истирания. Для достижения в ходе технологического процесса равномерного покровного слоя лака целесообразно применять, например, УФ-отверждаемый лак, в частности на основе полисульфона либо полиуретана, который полностью заполняет промежутки 14 между двумя соседними штрихами или полосами 12 и который прежде всего обеспечивает стабильность цветной маркировки в нанесенной форме, т.е. ее четкость, в первую очередь на краевых участках.

Другую дифференциацию маркированных таким путем волокон обеспечивают в том случае, когда покровный слой 13 лака выполняют из полупрозрачного фарблака, цветовой тон которого резко контрастирует с расположенными под ним цветами или цветовыми сочетаниями.

Оптическое волокно с цветной маркировкой используется для обеспечения распознавания волокон при сращивании. Оптическое волокно содержит сердцевину, на которую нанесено покрытие. состоящее из одно- или многослойных слоев синтетического материала. На наружный слой синтетического материала нанесена или заделана в этот слой цветная маркировка. Цветная маркировка покрыта слоем прозрачного или полупрозрачного лака по всей длине волокна. Повышена стойкость маркировки. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Оптическое волокно, содержащее сердцевину, нанесенное на нее покрытие, состоящее из одно- или многослойных слоев синтетического материала, и цветную маркировку, нанесенную на наружный слой синтетического материала или заделанную в этой слой, отличающееся тем, что цветная маркировка покрыта слоем прозрачного или полупрозрачного цветного лака по всей длине волокна. 2. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что толщина слоя цветного лака (4) составляет 1 - 10 мкм, предпочтительно 3 - 6 мкм. 3. Оптическое волокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что цветной лак (4) представляет собой УФ-отверждаемый лак. 4. Оптическое волокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что цветной лак (4) представляет собой ИК-отверждаемый лак. 5. Оптическое волокно по п.3 или 4, отличающееся тем, что прозрачный либо полупрозрачный цветной лак выполнен на основе полиимидов, сложных полиэфиров, простых полиэфиров, полисульфона или полиуретана. 6. Оптическое волокно по п.1, отличающееся тем, что цветная маркировка (3) нанесена в виде колец. 7. Оптическое волокно по п.6, отличающееся тем, что для маркировки в виде колец применен ИК-отверждаемый лак, а для нанесения слоя цветного лака (4) - УФ-отверждаемый лак. 8. Оптическое волокно по п.6, отличающееся тем, что маркировка в виде колец в качестве дополнительной маркировки нанесена на уже окрашенное волокно. 9. Оптическое волокно по любому из пп.6 - 8, отличающееся тем, что толщина цветного слоя маркировки в виде колец составляет 0,5 - 5,0 мкм, предпочтительно 1 - 3 мкм. 10. Оптическое волокно по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что маркировка нанесена в виде колец одинакового цвета, расположенных по длине волокна на различных расстояниях друг от друга. 11. Оптическое волокно по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что маркировка нанесена в виде колец разного цвета. 12. Оптическое волокно по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что маркировка нанесена в виде колец одинакового либо различного цвета, расположенных по длине волокна на одинаковом расстоянии друг от друга. 13. Оптическое волокно по любому из пп.6 - 9, отличающееся тем, что маркировка в виде колец выполнена из сочетания разных цветов и расположена на различных расстояниях друг от друга. 14. Оптическое волокно по любому из пп.1 - 5, отличающееся тем, что цветная маркировка (3) нанесена в виде проходящих в продольном направлении штрихов или полос. 15. Оптическое волокно по п.14, отличающееся тем, что маркировка в виде штрихов или полос заделана в наружный слой покрытия. 16. Оптическое волокно по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что цветная маркировка (3) выполнена из ИК-отверждаемого лака. 17. Оптическое волокно по любому из пп.1- 6, отличающееся тем, что цветная маркировка (3) выполнена из УФ-отверждаемого лака. 18. Оптическое волокно по любому из пп.1 - 17, отличающееся тем, что оно выполнено из стекла, в частности, из кварцевого стекла. 19. Оптическое волокно по любому из пп.1 - 17, отличающееся тем, что оно выполнено из синтетического материала.

Приоритет по пунктам:
05.03.1994 по пп.1 и 7;
23.12.1993 по пп.2 - 6, 8 - 19.