綠色塑料照明光纖

姜櫸朝 蔡天旭 董海亮 唐建軍 付喜濤

摘要：當(dāng)今社會，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們對于環(huán)境保護工作更加關(guān)注，而國外特別是發(fā)達(dá)國家對于環(huán)境保護更為重視，并且有著一套完整健全的環(huán)境保護體系，有些國家對于不符合其環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)和產(chǎn)品會有嚴(yán)厲的處罰制度。我國自1977年制造出第一根光纖以來，對于光纖光纜方面的環(huán)境保護意識較為淡薄，且相關(guān)工作重視程度較低。在這樣的大環(huán)境下，光纖光纜的生產(chǎn)制造從設(shè)計到工藝制造必須與時俱進(jìn)，特別是希望借以打入國際市場的光纖光纜企業(yè)，必須創(chuàng)新發(fā)展，嚴(yán)格控制材料和工藝，保證符合各類環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，獲得具有權(quán)威性的標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，才能做到環(huán)境友好，客戶放心滿意，持續(xù)發(fā)展，才能讓光纖光纜企業(yè)順應(yīng)潮流應(yīng)對激烈競爭的市場。

關(guān)鍵詞：光纖光纜;環(huán)境

隨著“中國制造2025”，“互聯(lián)網(wǎng)+”，“一帶一路”等國家戰(zhàn)略持續(xù)推進(jìn)，信息化建設(shè)將成為國家建設(shè)中的重中之重，光線光纜作為信息傳輸?shù)年P(guān)鍵載體，產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展之中。2016年全球光纖光纜市場增長率在11%左右，中國增長率達(dá)到57%，作為制作光纖光纜的核心基礎(chǔ)材料，上游光纖預(yù)制棒產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展，我國光棒消費量從2011年的3579噸增長到2015年的9259噸，年復(fù)合增長率達(dá)到27%，光棒產(chǎn)量年復(fù)合增長率達(dá)36%。

SJ/T11363《電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的限量要求》我國開始對于光纖光纜的環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)是《電子信息產(chǎn)品中有毒有害物質(zhì)的限量要求》（SJ/T11363）。對于目前許多電子信息產(chǎn)品，由于功能和生產(chǎn)技術(shù)的需要仍含有大量如鉛、汞鎘、六價鉻、多溴二苯醚、多溴聯(lián)苯等有毒有害元素或物質(zhì)。這些含有毒有害元素或物質(zhì)的電子信息產(chǎn)品在使用或廢棄之后，不僅會對環(huán)境造成污染，也會造成資源浪費。為了配合我國《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》而制定的此標(biāo)準(zhǔn)。在考慮了我們光纖光纜的生產(chǎn)者和進(jìn)口者從源頭控制有毒有害物質(zhì)或元素需要的同時，也考慮了實施和測試的可行性，與國際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)銜接的要求，結(jié)合行業(yè)現(xiàn)狀、經(jīng)濟與技術(shù)上的可行性等，制定出限制使用的有害物質(zhì)合理的限值指標(biāo)。該標(biāo)準(zhǔn)定義材料為一種物質(zhì)或幾種物質(zhì)的混合物，如金屬（鍍層、焊料合金、黃銅）、塑料（尼龍、PVC、PE）、陶瓷（介電材料）等。均勻材料為一種或多種物質(zhì)組成的各部分均勻一致的材料。中國RoHS法規(guī)《電子信息產(chǎn)品污染防治管理辦法》自2006年2月28日發(fā)布實施以來，不斷發(fā)展完善，已形成與國際相對應(yīng)的具有國家法律效應(yīng)的電子電氣產(chǎn)品環(huán)境保護措施。管理辦法與同時發(fā)布的上述等標(biāo)準(zhǔn)相互促進(jìn)，使產(chǎn)品能夠從源頭控制限用物質(zhì)的使用以達(dá)到符合環(huán)保的要求。

當(dāng)今在綠色照明概念的倡導(dǎo)下，各種照明技術(shù)不斷涌現(xiàn)，光纖照明和LED燈作為新興的照明技術(shù)，始終走在綠色照明領(lǐng)域的前沿。塑料光纖（POF）由于芯徑較大，柔韌性好，廣泛應(yīng)用于裝飾照明和短距離信息傳輸領(lǐng)域。在裝飾照明領(lǐng)域中，塑料光纖照明是一種融環(huán)保、安全，節(jié)能、維修方便、效果獨特于一體的裝飾照明新方式。由于塑料光纖的自身特點，光纖裝飾照明方式廣泛地應(yīng)用于廣告、景觀設(shè)計、娛樂場所以及工業(yè)、醫(yī)學(xué)、博物館等特殊照明場合。它是領(lǐng)引2l世紀(jì)裝飾照明領(lǐng)域的最佳照明方式。

通過對塑料光纖的傳光原理的研究及相關(guān)材料的開發(fā)，歐日等國的公司對塑料光纖的研制取得了重要的進(jìn)展。它們研制成的塑料光纖，光損耗率已降到25～9dB/Km。其工作波長已擴展到870nm（近紅外光），接近石英玻璃光纖的實用水平。美國研制的一種PFX塑料系列光纖，有著優(yōu)異的抗輻照性能。

此外，美國麻省波士頓光纖公司研制的Opti-Giga塑料光纖更是引人注目，它不僅比玻璃輕、柔性更好、成本更低，而且可在100米內(nèi)以每秒3兆比特的速度傳輸數(shù)據(jù)。這種光纖還可以利用光的折射或光在纖維內(nèi)的跳躍方式來達(dá)到較高的傳輸速度。

現(xiàn)在美歐日已把塑料光纖用于短途傳輸，如汽車、醫(yī)療器械、復(fù)印機等。就目前塑料光纖生產(chǎn)量而言，日本是世界上最大的塑料光纖生產(chǎn)者，然而卻是歐洲推動了塑料光纖新應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)并建立了光纖檢驗標(biāo)準(zhǔn)。2001年下半年是歐洲塑料光纖工業(yè)發(fā)展的重要階段，在這段時間內(nèi)建立了歐洲塑料光纖檢驗和測量的新發(fā)展方針。世界上第一個專用塑料光纖應(yīng)用中心（POFAC）在德國Nuremberg落成。德國采用塑料光纖已經(jīng)研制成功了多媒體總線系統(tǒng)MOST （24Mbit/s），并且有幾家轎車制造商已把該系統(tǒng)引入到自己的產(chǎn)品上。德國寶馬公司（BMW）在其新的7個系列產(chǎn)品中開創(chuàng)了使用100m塑料光纖的記錄。

光纖照明是近年新發(fā)展起來的一門全新高科技照明技術(shù)。它是采用光導(dǎo)纖維（簡稱光纖，又稱光波導(dǎo)），利用全反射原理，通過光纖把光傳送到人們需要光的任何地方進(jìn)行照明。光纖照明的特點之一是裝飾性強。通過光纖輸出的光，不僅明暗可調(diào)，而且顏色可變，是動態(tài)夜景照明比較理想的光源;二是安全，光纖本身不帶電、不怕水、不易破損，而且體積小、柔軟可撓性好，使用安全;三是光纖的使用壽命長，維修工作量很小。

光纖照明系統(tǒng)可分成點發(fā)光（即末端發(fā)光）系統(tǒng)和線發(fā)光（即側(cè)面發(fā)光）系統(tǒng)。將光纖照明系統(tǒng)用的光源裝入外罩內(nèi)的裝置稱為發(fā)光器。外罩用薄金屬板耐沖擊塑料制成。有時人們也稱發(fā)光器為投光器。發(fā)光器可配裝濾光鏡頭濾除燈所發(fā)射出來的大部分紅外線（IR）和紫外線（uv）能量。因而，光纖照明系統(tǒng)用于照射紡織品、繪畫和食品是很理想的。由于光線是從燈傳輸至光纖的末端，發(fā)光器也可配裝二色玻璃濾光盤以達(dá)到顏色的連續(xù)或固定變化。另外，色盤的運動可用計算機處理以提供特殊效果。最后為了給復(fù)雜的照明裝置提高功率，也可將幾臺發(fā)光器前后直排連接或串聯(lián)連接。發(fā)光器裝置包括光源、反射器、紫外線（uV）和紅外線（IR）濾光器及旋轉(zhuǎn)式玻璃色盤（選配件）。光源單根光纖的尺寸和需要的照度等一般取決于所采用光源的瓦數(shù)和型。對于理想的光纖照明燈是那種具有非常小的發(fā)光面積而光通量輸出很高的燈。光源后部的反射器和前部的透光鏡有助于高效地把光傳輸入光纖。通常使用的燈包括20W至75W低壓MR16燈和70W至250W金屬鹵化物（M—H）燈。MR16有鎢絲的鹵化物燈可通過細(xì)燈絲進(jìn)行精確的光束控制。然而，有些新型緊湊式M—H燈也能提供同樣精密的光束控制。根據(jù)其內(nèi)部所配光源不同，一般分成鹵鎢燈系列和金鹵燈系列兩種。其中鹵鎢燈光源功率一般為50W或75W，輸入電壓為交12V（裝置自帶電源變壓器），適用于博物館或展覽館等對溫濕度及紫外線、紅外線有特殊控制要求的場所;金鹵燈光源功率一般為150W或200W，輸入電壓為交流220V，適用于建筑物輪廓照明及立面照明等光亮度要求較高的場所。根據(jù)防護等級的不同，發(fā)光器裝置一般分成室內(nèi)型和室外型兩種。旋轉(zhuǎn)式玻璃色盤最多可配成八種顏色自動變換。該裝置可由計算機按設(shè)定程序變化控制，也可由音響系統(tǒng)輸出的音頻信號同步控制。該裝置自帶電源插頭，適用的電源為交流220V，50Hz。

無論是點發(fā)光光纖還是線發(fā)光光纖的末端，均需配置終端附件。根據(jù)點發(fā)光光纖和線發(fā)光光纖的不同發(fā)光特點，有如下兩種類型的終端附件：（1）發(fā)光終端附件：配置在點發(fā)光光纖終端的各類反射式或直射式類似于燈具的發(fā)光附件，有筒燈型、配透鏡型（可聚光或發(fā)散光）、地面專用型以及水下型終端。（2）不發(fā)光終端附件：配置在線發(fā)光光纖終端，為不透明密閉型封套。