[发明专利]耐燃光纤线缆

说明书

本发明公开了一种光纤线缆(50)，包括光纤元件(52)，光纤元件(52)包括芯(54)和包层(56)。强度构件层(68)位于光纤元件(52)上并包括由至少25％高温纤维材料构成的纤维元件层。外护套层(70)定位在强度构件层(68)上并且由高耐燃材料形成。

技术领域

本发明总体涉及光纤线缆，更具体地，涉及一种具有改进的物理和性能特性的光纤线缆以承受可燃性问题。

背景技术

光纤线缆目前用于各种各样的应用中，以取代传统的铜线缆。例如，这种光纤线缆可用于在计算机和处理器之间传输数据和控制信号。光纤提供可靠的数据传输，具有出色的速度和带宽。光纤线缆的小尺寸和轻质使它们特别适用于通信应用，这些应用具有显著的空间和重量限制。

光纤线缆在航空航天工业中广泛用于商业和军事应用。在这种使用中，光纤线缆必须具有非常坚固的结构，因为即使线缆中的轻微故障也可能具有显著且不期望的后果。通常，在传统的航空航天用途中，光纤线缆的结构包括玻璃丝束或纤维，以及包覆层和缓冲层。在玻璃丝束的外部使用一个或多个缓冲层，用于物理支撑和缓冲易碎的玻璃丝束。此外，由于光纤线缆经常受到温度、压力、振动和冲击的极端影响，因此在缓冲部的外部使用附加层，例如强度构件层和护套部或护套层。

光纤线缆也可以使用由塑料或聚合物制成的纤维，称为塑料/聚合物光纤(POF)。通常，这种POF纤维由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成用于光学芯。然后，POF纤维可以涂覆有诸如氟化聚合物的材料的薄涂层作为包覆层。POF线缆还可以在光纤和包覆层上方具有其他缓冲层。通常，这种传统的POF纤维由于其当前结构而不适合用于航空航天线缆中。航空航天线缆承受显著的机械、流体、环境、热和其他应力，因此需要坚固的结构。此外，FAA要求航空航天应用中使用的线材和线缆通过可燃性测试，根据14CFR用于线材和线缆的第25部分的第I部分，附录F称为FAA可燃性测试。因此，虽然已发现通常的POF光纤线缆适用于汽车、电子和家用，但目前的产品不能满足更严格的航空航天要求。此外，即使POF纤维元件由典型的航空航天部件构成，但由于实际POF纤维的材料和结构，它们仍然不能通过所述的可燃性试验。

使用POF纤维作为芯制造的光纤线缆是易燃的，因为PMMA是一种高度易燃材料。甚至使用具有一些固有耐燃性的外层并具有诸如围绕纤维元件的芳纶和玻璃纱线材料的典型强度构件的增强POF纤维线缆结构由于芯材料的可燃性而不能解决POF线缆所呈现的一些问题。由于强度构件烧掉，暴露出高度易燃的内部部件，因此由此产生的线缆仍未通过FAA可燃性测试，这些内部部件将继续燃烧和/或允许燃烧滴从未受强度构件保护的结构中滴出。

用于航空航天应用的光纤线缆通常在每层中制造有助于保护线缆的材料。随着可燃性要求，光纤线缆暴露在+100至-55摄氏度或更极端温度下。此外，这种线缆暴露于液压流体、喷气燃料、清洁溶剂、跑道除冰剂和其他腐蚀性流体。

而且，在包含玻璃和POF构造/芯元件的光纤线缆中，由于材料的更大的灵活性、更低的成本和制造工艺的简易性，期望使用易燃的层材料。为了尝试解决本文所述的一些问题，使用具有一定耐燃性的不同缓冲层材料使得线缆更昂贵，更不灵活并且更趋收缩。

此外，所使用的可以解决这种航空航天线缆的严酷暴露的材料仍然无法确保通过FAA可燃性测试。如上所述，塑料光纤(POF)使用聚甲基丙烯酸甲酯(称为PMMA)作为光学芯。材料的高可燃性使其无法在单独测试时通过FAA可燃性测试，甚至当其被固有耐燃材料包围或套罩时也无法通过FAA可燃性测试。甚至添加通常用于航空航天线缆中的强度构件层(例如对位芳纶纱线和普通玻璃纤维(例如，E-玻璃))也不允许成品通过FAA可燃性测试。

因此，本发明的目的是总体改进现有的光纤线缆技术并提供具有用于航空航天用途的坚固构造的光纤线缆。本发明的另一个目的是提供一种能够用于航空航天应用的POF线缆。进一步的目的是提供一种能够承受可燃性要求的线缆，包括FAA可燃性测试。

从本申请的详细描述和附图中，本发明的这些特征和其他特征将变得更加显而易见。