專利名稱：改進的瀝濾纖維束及其生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種通常用在內(nèi)診鏡中的用于光信號通訊的瀝濾纖維束，特別是涉及生產(chǎn)這種具有高質(zhì)量和高可靠性的瀝濾纖維束的改進的方法。
生產(chǎn)圖象傳導(dǎo)器、用于內(nèi)診鏡的導(dǎo)向裝置、用于以瀝濾纖維束形式傳送光信號的導(dǎo)向裝置已為人們所公知。前述的瀝濾纖維束包括大量的光纖，這些光纖可以以規(guī)則有序的方式排列，每一根光纖的直徑均很小，如10-100微米。瀝濾纖維束可以通過拉伸纖維束半成品而成，纖維束半成品為玻璃棒和/或管的形式，其具有一定量的預(yù)先安置好的光纖半成品，在光纖半成品之間或在每一光纖半成品上封裝有至少一些可瀝濾的玻璃隔離物。纖維束半成品中的光纖被拉伸到所希望的大小，在纖維束拉長后與可瀝濾的玻璃隔離物一起被熔斷，可瀝濾的玻璃隔離物使光纖之間保持一個間隔。為了形成一個柔韌的圖象導(dǎo)向裝置，熔斷的光纖束的兩端由柔韌的耐蝕涂層保護，隔離物的可瀝濾的玻璃被從熔斷的光纖束中瀝濾掉，瀝濾通常使用酸性腐蝕槽。一旦瀝濾處理結(jié)束，瀝濾光纖束的中間部分的每一根光纖均是自由的，并允許瀝濾纖維束彎曲，而瀝濾纖維束的兩端在這時還被扎在一起。然后在瀝濾纖維束的兩端安裝金屬箍以保護端部不受損害并定位光纖。柔韌的中間部分可以放置在一個柔韌的外部護套中以保護光纖不受損害。
現(xiàn)有工藝存在幾個問題。由于光纖很細，瀝濾纖維束中的每根光纖在處理時對外部表面損壞和折斷極為敏感。例如，在將纖維束移出腐蝕槽并安裝末端金屬箍時。由于這種進一步操作所需的特殊處理導(dǎo)致額外的損失。瀝濾纖維束中的光纖在最終產(chǎn)品或應(yīng)用中，例如在柔韌的內(nèi)診鏡的應(yīng)用中，還由于瀝濾纖維束的中間部分彎曲使得相鄰的光纖間產(chǎn)生摩擦和磨損而遭受損壞和折斷。這導(dǎo)致圖象精度和傳輸容量的降低。因此，在瀝濾纖維束的形成期間及隨后的處理及使用瀝濾纖維束的最終產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，減少光纖損壞的可能性是非常有好處的。其還可以降低生產(chǎn)成本并使瀝濾纖維束的使用壽命更長。
在另一方面，本發(fā)明提供了一種減少生產(chǎn)時對瀝濾纖維束的損害的生產(chǎn)方法，包括(a)布置一些光纖半成品和可瀝濾的隔離物以構(gòu)成纖維束半成品；(b)加熱并拉伸纖維束半成品，以獲得束中的光纖大小為所希望的大小的拉長的纖維束；(c)在拉長的纖維束的兩端安裝金屬箍；(d)打磨拉長的纖維束的光纖末端；(e)在拉長的纖維束末端涂覆耐瀝濾劑的材料；(f)在拉長纖維束的中間部分從隔離物處瀝濾材料，從而使中間部分的光纖形成柔韌的瀝濾纖維束；(g)在瀝濾纖維束的中間部分的自由的纖維上應(yīng)用抗摩擦粉末，以減少在瀝濾纖維束彎曲時纖維之間的磨損和摩擦；(h)在瀝濾纖維束的至少中間部分使用一護套。這降低了由于在瀝濾纖維束兩端安裝金屬箍后又被腐蝕掉所增加的成本，這還降低了光纖被損害的可能性。
在另一方面，本發(fā)明還提供了一種減少光纖潛在損害的生產(chǎn)瀝濾纖維束的方法，包括(a)布置一些光纖半成品和可瀝濾的隔離物以構(gòu)成纖維束半成品；(b)加熱并拉伸纖維束半成品，以獲得束中的光纖大小為所希望的大小的拉長的纖維束；(c)打磨拉長的纖維束的光纖末端；(d)在拉長的纖維束末端涂覆耐瀝濾劑的材料；(e)使用耐瀝濾劑的網(wǎng)包圍拉長的纖維束；(f)在拉長纖維束的中間部分從隔離物處瀝濾材料，從而使中間部分的光纖形成柔韌的瀝濾纖維束；以及最好(g)在瀝濾纖維束的中間部分的自由的纖維上應(yīng)用抗摩擦粉末，以減少在瀝濾纖維束彎曲時纖維之間的磨損和摩擦；(h)在瀝濾纖維束的至少中間部分使用一護套。
為在生產(chǎn)瀝濾纖維束時保持低成本、低損害并獲得最終產(chǎn)品的高可靠性，上述方法可以單獨使用，也可以組合使用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)纖維束的光纖束半成品的截面圖。
圖2是為形成熔斷的光纖束而拉伸光纖束半成品的示意性的立面圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明在兩端安裝又金屬箍的熔斷的光纖束的立面圖。
圖4是類似于圖3的包裹在耐蝕材料網(wǎng)中的熔斷的光纖束的立面圖。
圖5表示的是對熔斷的光纖束進行瀝濾的立面圖，該瀝濾是將光纖間的隔離物材料移去以形成柔韌的瀝濾纖維束。
圖6是經(jīng)過瀝濾處理的帶有端部金屬箍的柔韌的瀝濾纖維束的立面圖，其中部分光纖已折斷。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的沿圖6線7-7剖視的瀝濾纖維束(表現(xiàn)出了隨意的覆蓋物)的柔韌區(qū)域的截視圖優(yōu)選實施例下面所有術(shù)語僅是為了描述方便起見，不應(yīng)被理解為對發(fā)明的限制。除特別說明外，術(shù)語“一”應(yīng)理解為包括一個或多個所參考的條目。術(shù)語“排列”包括任意類型的排列，如用于可變形的圖象束的二維光纖排列。
如圖6所示，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)瀝濾纖維束10的方法，瀝濾纖維束適于用作圖象傳導(dǎo)器、用于內(nèi)診鏡的導(dǎo)向裝置、或用于傳送光信號的導(dǎo)向裝置。瀝濾纖維束10包括大量的光纖12，光纖可能小至10微米甚至更小。如圖7所示，瀝濾纖維束10可以被包圍在最好是柔韌的聚合材料的保護性的覆蓋材料14中。當然，覆蓋物14不是必須的。
為生產(chǎn)瀝濾纖維束10，一定量的光纖半成品最好以整齊的排列布置，并使用可瀝濾的隔離物22將光纖分開，從而形成纖維束半成品24，如圖1所示。光纖半成品20最好由被較低系數(shù)的覆層材料包裹的高系數(shù)玻璃芯形成。光纖半成品20最好以直線型布置，并使用可瀝濾的隔離物22保持光纖半成品相互之間分開。隔離物22最好是如圖所示的管狀，即光纖半成品20位于隔離物22的里面。光纖半成品20和隔離物22是如圖所示的圓形時，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠意識到其他形狀也可以應(yīng)用在光纖半成品20及隔離物22上。例如，為使光纖半成品20保持預(yù)定的空間關(guān)系，光纖半成品20及隔離物22可以是直線，隔離物22也可以是位于光纖半成品20之間的獨立的棒。
隔離物22最好由可溶于酸的材料制成，比如，酸溶性玻璃。當然，也可以使用其他適當?shù)牟牧?。光纖半成品20最好由耐蝕材料制成。
如圖2所示，纖維束半成品24最好以通常的方式加熱和拉伸，即，使用加熱器30對纖維束半成品22進行局部加熱，沿縱向拉纖維束半成品以得到拉長的纖維束32，纖維束32中的光纖12具有所希望的大小及光纖間隔。拉伸最好使用拉伸塔完成。當然，根據(jù)特殊的情況，也可以使用其他拉伸裝置。
為進一步處理，拉長的纖維束32最好被剪切到所希望的長度。如圖3所示，端部金屬箍34最好安置于兩端并粘結(jié)在適當?shù)奈恢煤?或通過使其起褶從而緊固在適當?shù)奈恢?。端部金屬?4及粘結(jié)劑最好由耐酸蝕的材料制成，或者在其上涂覆耐酸蝕的材料。根據(jù)特定的應(yīng)用，金屬箍34可以省去或者在拉長的纖維束32的隔離物材料瀝濾后安裝。當然，這會使得成本增高并使光纖12受到損害的可能性增大。本發(fā)明的一個實施例的優(yōu)點是安裝金屬箍34，其可用于特殊的連接器設(shè)備或僅作為對瀝濾纖維束10的端部進行保護，同時拉長的纖維束32還是單一剛性結(jié)構(gòu)，以使得處理更為容易并減少對光纖12的損害。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，最好在從拉長的纖維束12的隔離物22中瀝濾掉可瀝濾的材料之前在拉長的纖維束32上安裝抗瀝濾的網(wǎng)36。網(wǎng)36最好由耐酸聚合材料制成，如聚烯烴。網(wǎng)36可以是能夠通過耐酸蝕帶或條固定在拉長的纖維束32上面的開口的網(wǎng)狀機織管、網(wǎng)或者網(wǎng)狀織物材料。網(wǎng)的大小和形狀可以根據(jù)光纖12和/或所用的玻璃材料的直徑變化。網(wǎng)36可以由具有所希望的滲透性的機織織物制成。網(wǎng)36的開口必須足夠大以允許被瀝濾的材料和酸性瀝濾劑自由移動。
如圖5所示，帶有受到保護的端部的拉長的纖維束32放在瀝濾槽44中，端部通過在其上面涂覆耐酸蝕材料或在其上安裝耐蝕金屬箍34而得到保護，瀝濾槽44中盛有鹽酸或其他適當?shù)臑r濾劑，這主要取決于可瀝濾的隔離物22的組成成分。隔離棒材料被從拉長的纖維束32的中間部分瀝濾掉，從而使得中間部分的每一根光纖12都是自由的，以形成瀝濾纖維束10。
在對瀝濾纖維束10進行足夠的中和及沖洗后，瀝濾纖維束10就可用于內(nèi)診鏡中或用在光信號傳輸電纜。
根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)36有助于阻止對瀝濾纖維束10的中間部分的小直徑光纖12的損害。本發(fā)明的一個方面，護套，如圖7中所示的護套14，可應(yīng)用在瀝濾纖維束10的至少一部分上以提供對光纖12的保護。還可以使用抗摩擦粉末40，如可以從通用電氣-貝耳有機硅公司(GE Bayer Silicone)獲得的TOS珠粉(TOS-Pearls)，或其他適當?shù)目鼓Σ练勰┗蚍蛛x粉末如滑石粉或PTFE粉末。在瀝濾纖維束10彎曲時抗摩擦粉末40可以減少光纖12之間的摩擦和磨損。這有助于阻止瀝濾纖維束10中的光纖過早的磨損和折斷，磨損和折斷會導(dǎo)致在瀝濾纖維束10中傳輸?shù)膱D象或信號的降級和損失。相比于現(xiàn)有技術(shù)，使用抗摩擦粉末可增加產(chǎn)品的壽命。
通過本發(fā)明的方法的使用，在生產(chǎn)過程中對光纖12的損害大大減少，從而可以提供更高質(zhì)量的瀝濾纖維束10。這使得產(chǎn)量更高并降低了由于生產(chǎn)缺陷而導(dǎo)致的廢品量，從而由于較少的丟棄而導(dǎo)致整個生產(chǎn)成本的降低。此外，瀝濾光纖束的可靠性和使用壽命也明顯地增加。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例已在上面進行了詳細的描述，但本發(fā)明并不限于以上的具體描述，以上的具體描述應(yīng)被視為僅是示例性的。針對本發(fā)明的進一步修改和擴展均應(yīng)被視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.生產(chǎn)瀝濾纖維束的方法，包括布置一些光纖半成品和可瀝濾的隔離物以構(gòu)成纖維束半成品；加熱并拉伸纖維束半成品，以獲得束中的光纖大小為所希望的大小的拉長的纖維束；在拉長的纖維束末端涂覆耐瀝濾劑的材料；在拉長纖維束的中間部分從隔離物處瀝濾材料，從而使中間部分的光纖形成柔韌的瀝濾纖維束；在瀝濾纖維束的中間部分的自由的纖維上應(yīng)用抗摩擦粉末，以減少在瀝濾纖維束彎曲時纖維之間的磨損和摩擦；在瀝濾纖維束的中間部分使用一護套。
2.如權(quán)利要求1的方法，其中抗摩擦粉末包括TOS珠粉(TOS-Pearls)。
3.如權(quán)利要求1的方法，進一步包括于浸蝕前在拉長的纖維束的至少一端安裝一金屬箍。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中金屬箍為耐瀝濾劑的金屬箍。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中耐瀝濾劑涂層是涂覆在金屬箍上。
6.如權(quán)利要求1的方法，進一步包括在從拉長的纖維束中瀝濾可瀝濾的材料之前，在拉長的纖維束上安裝一耐瀝濾劑的網(wǎng)。
7.如權(quán)利要求6的方法，進一步包括在網(wǎng)上再放置一護套。
8.如權(quán)利要求1的方法，進一步包括在涂覆耐瀝濾劑材料之前，先打磨拉長的纖維束的兩端。
9.生產(chǎn)瀝濾纖維束的方法，包括布置一些光纖半成品和可瀝濾的隔離物以構(gòu)成纖維束半成品；加熱并拉伸纖維束半成品，以獲得束中的光纖大小為所希望的大小的拉長的纖維束；在拉長的纖維束的兩端安裝一金屬箍；在拉長纖維束的中間部分從隔離物處瀝濾材料，從而使中間部分的光纖形成柔韌的瀝濾纖維束。
10.如權(quán)利要求9的方法，進一步包括在浸蝕之前，先打磨拉長的纖維束的兩端，然后在端部涂覆耐瀝濾劑材料。
11.如權(quán)利要求9的方法，進一步包括在瀝濾纖維束的中間部分使用一護套。
12.生產(chǎn)瀝濾纖維束的方法，包括布置一些光纖半成品和可瀝濾的隔離物以構(gòu)成纖維束半成品；加熱并拉伸纖維束半成品，以獲得束中的光纖大小為所希望的大小的拉長的纖維束；在拉長的纖維束末端涂覆耐瀝濾劑的材料；使用耐瀝濾劑的網(wǎng)包圍拉長的纖維束；在拉長纖維束的中間部分從隔離物處瀝濾材料，從而使中間部分的光纖形成柔韌的瀝濾纖維束。
13.如權(quán)利要求12的方法，進一步包括在瀝濾之前，先打磨拉長的纖維束的兩端，然后在端部涂覆耐瀝濾劑材料。
14.如權(quán)利要求12的方法，進一步包括在瀝濾纖維束的中間部分使用一護套。
全文摘要
網(wǎng)(36)環(huán)繞在熔斷的玻璃纖維束(32)上。纖維束隨后被浸入瀝濾槽(44)中。纖維束的兩端通過金屬箍(34)而免受瀝濾槽中的液體的侵害。纖維束的玻璃的一部分被瀝濾出去，從而提供一種柔韌的纖維束。
文檔編號G02B6/04GK1474787SQ01818983
公開日2004年2月11日 申請日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月16日
發(fā)明者克勞斯·格斯特納, 阿明·普利赫塔, 迪爾克·施拉特拜克, 邁克爾·魏瑟爾, 彼得·布里克斯, 馬丁·佐默斯, Jr·羅伯特·A·魯比諾, 杰弗里·A·博尼亞, 理查德·施特拉克, 因卡·亨策, 保羅·阿爾森, A 博尼亞, 施拉特拜克, 施特拉克, 魏瑟爾, 亨策, 伯特 A 魯比諾, 佐默斯, 克勞斯 格斯特納, 布里克斯, 普利赫塔, 阿爾森 申請人:肖特玻璃光纖公司