CN1005654B - 光学平面型光缆，其制造方法以及由多个平面型光缆组成的光缆 - Google Patents

Abstract

光学平面型光缆包括平行延伸的光学纤维，用丙烯酸酯光致固化漆相互胶结光学纤维，而固化漆只存在于光学纤维圆周的相对面部分。

Description

光学平面型光缆,其制造方法以及由多个平面型光缆组成的光缆

本发明涉及一种由多个在一个平面内平行延伸的光学纤维胶结而成的光学平面型光缆。

这类光缆可从美国专利说明书4，147，437号中得到了解。该美国专利的平面型光缆制造方法，第一步是从玻璃预型件拉出玻璃纤维。拉制以后需要给纤维立即涂上薄的起始涂层（第8栏第37-45行）。接着，每根纤维用最好是乙烯醋酸乙烯共聚物再涂一次。为了形成纤维带，要将涂覆了的纤维一起拉制，使纤维以接近于切向方向形成。在焊接位置，用溶剂对平行纤维组合件进行喷撒。该溶剂将部分溶解纤维上的涂层。干燥以后，这些纤维就相互粘在一起，形成带子。用这种溶剂焊接形成纤维带（即平行型光缆）的方法是一种极苛求的工艺过程。正如该美国专利第10栏第5-25行所述，该溶剂的使用必须小心控制其量和浓度。如果溶剂太强，纤维的整个涂层就会剥落。如果溶剂太弱，则纤维的涂层就不能得到足够的溶解。这种要求苛刻的工艺过程很容易导致制成的平面型光缆质量低下。也需要指出的是为了形成纤维之间的桥接部分，该种涂层必然是部分可溶解的。这就意味着涂层的厚度将不会均匀，而这就容易导致细微的局部弯曲和信号损失。

本发明的目的之一是提供一种光学平面型光缆，该光缆具有厚度均匀的纤维涂层，并可用简单而不苛刻的工艺过程制造。

本发明的另一个目的是提供一种非常柔软并且具有良好机械强度的光学平面型光缆。

本发明的第三目的是提供一种由于成缆加工所造成的光学纤维信号损失极低的光学平面型光缆。

本发明进一步的是提供一种由许多平面型光缆组成的光缆。

本发明的又一目的是提供一种制造光学平面型光缆的有效方法。

本发明的这些目的，是提供在本文开始一段中所提到的那种光学平面型光缆达到的，其特点在于其中的光学纤维是通过只存在于纤维相对的圆周表面部分的丙烯酸酯类光致固化漆（Light-cured lacguer）而相互联接的。

本发明光缆中的光学纤维相互接合或者基本上相互接合。这意味着纤维之间的间隙最多为10微米。

在固化前，丙烯酸酯类固化漆系由丙烯酸单酯、双酯、三酯和/或四酯的混合物所组成，其中可能加有如N-2烯基吡咯烷酮之类的其他光致固化成份。固化漆中含有一种引发剂，如，以商品名为“Irgacure”可以从市场上买到苯偶姻异丁基醚。其他可以使用的丙烯酸酯，有：1，6-己二醇二丙烯酸酯之类的链烷二醇的丙烯酸酯类，三聚丙二醇二丙烯酸酯之类的烯二醇二丙烯酸酯类，三丙甲醇三丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯类、环氧丙烯酸酯以及尿烷丙烯酸酯。

本发明还涉及到一种由若干条上述光学平面型光缆合并成束的光缆，并将这种光缆束沿着其纵向轴加捻，并套上宽松的管状封套。管状封套通常为合成树脂管。该封套可以含有纵向延伸的增强金属丝或者增强纤维之类的增强元件，例如，增强纤维或者钢丝。在该封套外面还可以加上进一步的防护套或铠装。也可以将若干个光缆组合在一起，再套上一个或者几个共同的封套或铠装。

本发明光缆以结构简单和制造方法便宜而优于其他光缆，因此非常适用于大规模的实际用途。

本发明还涉及到光学平面型光缆的制造方法。本发明制造方法的特点是，将若干个平行延伸的光学纤维导送至表面上涂有一层光致固化漆的第一号辊筒或成组辊筒上，当光学纤维经过辊筒时，在其一侧涂敷上一层漆，然后纤维导送至第二个辊筒或成组辊筒上，第二个辊筒或成组辊筒的轴垂直于第一号辊筒或成组辊筒的轴，此时纤维扭转90°角，这样，所得的光学纤维组合件就曝露于光下。

本发明方法的特点是由于纤维旋转90°，使纤维束自行校正位置并自动聚集，也就是说，纤维彼此自动接合。涂敷上的漆只存在于纤维面对面的圆周表面上。

这样，本发明方法的一个重要优点是不需要单独的校正或聚集设备使纤维处于适当位置，即，相邻接的纤维互相平行。本发明另一重要优点是固化漆也填入准确的位置上，即，只填入纤维之间。

参照附图进一步详细说明本发明，其中，

图1是本发明的光学平面型光缆的断面图，

图2表示根据本发明的光缆，

图3所示为实现光学平面型光缆制造方法的设备示意图。

图1中的1代表光学纤维制造厂出售的光学纤维（玻璃纤维）。光学纤维总是由制造厂已经涂敷防护涂层3的玻璃纤维2组成，防护涂层叫做底涂层，通常由紫外线光致固化丙烯酸酯制造。底涂层可以由一层或二层组成。如果没有底涂层，光学纤维将很快损坏，因此，玻璃（光学）纤维在制造后立刻要涂敷薄的防护涂层。底涂层的厚度大约为62微米。光学（玻璃）纤维的直径大约为125微米。

通过只在纤维1相对的表面存在的丙烯酸酯光致固化漆4，使光学纤维相互胶结。在固化漆4的部位上，纤维1彼此接合或者基本上彼此接合。适合的固化漆组成（固化前的）例子为（均以重量%计）：

（a）25%的环氧丙烯酸酯（75%的三聚丙二醇二丙烯酸酯溶液），

35%的芳香族尿烷丙烯酸酯，

16%的三聚丙二醇二丙烯酸酯。

16%的不饱和三元胺（共引发剂）

8%的二苯酮（引发剂）。

（b）30%的环氧丙烯酸酯（75%的三聚丙二醇二丙烯酸酯溶液），

40%的芳香族尿烷丙烯酸酯，

25%的三聚丙二醇二丙烯酸酯，

1%的乙醇，

4%的苯偶酰二甲基酮缩醇（引发剂）

（c）58%的氯化聚酯（60%的1，6-己二醇二丙烯酸酯溶液），

38%的苯二甲酸米酯和乙二醇丙烯酸酯，

4%的苯偶酰二甲基酮缩醇（引发剂）。

图2中的5代表由八条光学平面型光缆6合并而成的光缆束。只要每条光学平面型光缆6均是由六根光学纤维7合并而成的，则每一条光学平面型光缆就与图1一致。光缆束5沿着它的纵轴加捻，并套上宽松的管状封套8。封套8由金属之类的材料制成。封套8，最好是由合成树脂用挤压方法制成。光缆束5，在封套8中处于宽松状态。光缆束的断面为2.5×2.5毫米，套管的内径为6-10毫米。

图3由两个部分组成。图3的左边部分为右边部分的侧视图，右边部分为本发明制造方法所用设备的断面图。图3中的9代表盛有紫外线光致固化漆组合物10的槽。适用的固化漆组合物的例子已在前面叙述。传动辊筒11在槽9中以12为轴旋转，辊筒11大约半浸入在液态漆10中。旋转速率约为30转/分。与传动辊11平行的设置了另一个以14为轴的敷漆辊13。敷漆辊筒13与传动辊筒11之间的距离大约为0.1毫米。敷漆辊13上的漆是从传动辊11得到的（未画出）。敷漆辊13有两个法兰盘15。敷漆辊13上带有一层漆的表面则处于两个法兰盘15之间。法兰盘16的作用是保证涂漆辊13上的17的部位不致带有漆层。例如，将九根光学纤维18以每分钟40-70米的速度，导送至敷漆辊筒13上面。除了纤维中的最外边的纤维19以外，在其他纤维一侧必然涂敷一层漆。然后将纤维依次送到二个导向辊20和21上。导向辊的轴22和23与敷漆辊13的轴14成直角。这样，纤维旋转了四分之一圈，涂有漆的纤维的圆周面部分互相向对，因而使漆存在于纤维之间。因此出现这样一个效果，即纤维自行聚集，并且相互接合或者基本上相互接合。于是这样形成的纤维束24经过曝光区26，就在曝光区，纤维束受到紫外灯25的紫外光照射。这一过程的结果，漆得以固以，因而制得类似于图1所示的光学平面型光缆。所得的光学平面型光缆非常柔软，具有良好的机械刚度，而且与松散的光学纤维相比（未加工成光学平面型光缆的），显示出极低的信损失，每公里的损失为0.09分贝。

Claims (3)

1、一种光学平面型光缆，其中多根处于一个平面内平行延伸的光学纤维胶结在一起，其特征在于通过丙烯酸酯类光致固化漆使光学纤维相互联接，这些固化漆只存在于光学纤维圆周的相对面部分。

2、一种制造权利要求1所述的光学平面型光缆的方法，其特征在于该方法是把多根平行延伸的光学纤维导引到表面上涂有一层光致固化漆的第一个辊筒或成组的辊筒上，纤维经过辊筒后在一侧涂敷一层漆，然后把纤维导送至第二辊筒或成组的辊筒上，这些辊筒的轴与第一辊筒或成组辊筒的轴成直角，使纤维旋转90°，并把所得的光学纤维束曝露于光下。

3、一种利用权利要求1所述平面型光缆制作的光缆，其特征在于它是由多条权利要求1中所述的光学平面型光缆叠加而成的光缆束构成，这个光缆束沿着它的纵向轴加捻并且套上宽松的管状封套。

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