CN107850512A - 对光纤进行筛选测试的集成绞盘和设备 - Google Patents
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Abstract
用于光纤加工和测试设备的集成绞盘。集成绞盘的特征是具有光纤啮合材料，其提供了用于光纤的接触表面。控制接触表面的硬度，从而使得转移到光纤的应力最小化，以防止生产过程中的光纤的传输或筛选测试期间对于光纤涂层或光纤拼接接合处的损坏。光纤啮合材料包括弹力材料和任选的封盖层。弹力材料可以是轻度交联的聚氨酯凝胶。封盖层包括聚合物，其是由脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物的UV固化或者二异氰酸酯化合物的湿固化形成的。
Description
本申请根据35U.S.C.§119，要求2015年06月08日提交的美国临时申请系列第62/172,430号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
技术领域
本说明书一般地涉及对光纤进行筛选测试。更具体地，本说明书涉及用于对结合了集成绞盘的光纤进行筛选的集成绞盘和系统。
背景技术
在拉制工艺中，从预成形件形成光纤。预成形件是固结玻璃，其包括了被一个或多个环状包覆区域围绕的中心芯区域。芯区域是较高折射率玻璃区域(例如，Ge掺杂的二氧化硅玻璃)，以及所述第一个或多个包覆区域是较低折射率玻璃区域(例如，未掺杂二氧化硅玻璃或者负掺杂二氧化硅玻璃)。为了形成光纤，将预成形件加热至足以使得玻璃软化的拉制温度，以及从预成形件拉出玻璃光纤并通过张力驱动通过加工设备。玻璃光纤包括纤芯和包层，并且直径通常为125μm。
光纤制造工艺还包括对玻璃光纤进行涂覆。可以在拉制过程中以连续在线方式完成涂覆，或者作为独立于玻璃光纤拉制的分开的离线工艺进行。涂覆工艺通常包括在玻璃光纤上形成软的第一涂层，以及在第一涂层上形成硬的第二涂层。第二涂层保护玻璃光纤免受外部作用力，以及第一涂层起到消散第二涂层上的应力事件的作用，以防止在玻璃光纤的表面上集中了过度的应力水平。光纤涂覆工艺包括将液体涂料制剂施涂到玻璃光纤上，并使得制剂固化，从而形成固体涂层。
在运送到消费者之前，对经涂覆的光纤进行机械耐用性的测试。测试过程被称作筛选测试或者验证测试，如图1所示。在筛选测试中，将经涂覆的光纤放在绞盘组件之间，并经受拉伸应力T。绞盘组件由绞盘和箍带(pinch belt)组成。箍带组件由绞盘和箍带组成。箍带用于在经涂覆的光纤上施加压缩负荷。压缩负荷使得用于筛选测试的张力局部化在两个带式绞盘组件之间的经涂覆的光纤的区段中，并且使得经涂覆的光纤的区段与在将经涂覆的光纤运输通过加工设备期间用于绞盘转动中所用的支出和卷绕张力相隔绝。
由于每个箍带压靠住其对应的绞盘，其向涂层赋予额外的应力。该额外的应力可能导致涂层中的失效或者在涂层中形成缺陷。拼接光纤特别关注涂层损坏。当拼接两个光纤时，从光纤端部剥除第一和第二涂层，并拼接裸玻璃端。然后，拼接的裸玻璃重新涂覆单层涂层(称作“再涂覆”)。构成光纤与再涂覆之间的界面被称作拼接接合件。为了防止拼接接合件处的粘合失效，需要具有高模量的再涂覆材料。当拼接光纤通过带式绞盘组件进行筛选时，光纤的原始区段和再涂覆区段在箍带的压缩负荷下的响应是不同的，原因在于，原始光纤区域包括低模量第一涂层，而光纤的再涂覆区段则没有。当经受压缩负荷时，光纤的原始区段所展现的柔顺性要比再涂覆区段高得多。柔顺性失配导致光纤的原始区段的第二涂层中的额外应变。此外，在光纤的原始区段与再涂覆区段之间存在剪切应力失配。剪切应力中的失配导致拼接接合件处的涂层上的较大剪切应力。绞盘组件所赋予的光纤上的额外应变通常导致靠近拼接接合件处的光纤的原始区段的第二涂层的内聚失效。因此，需要降低筛选测试过程期间的涂层中的应力，以防止涂层失效、产率的下降和制造成本的增加。
发明内容
本说明书描述了用于光纤加工和测试设备的集成绞盘。集成绞盘的特征是具有光纤啮合材料，其提供了用于光纤的接触表面。控制接触表面的硬度，从而使得转移到光纤的应力最小化，以防止生产过程中的光纤的传输或筛选测试期间对于光纤涂层或光纤拼接接合处的损坏。光纤啮合材料包括弹力材料和任选的封盖层。弹力材料可以是轻度交联的聚氨酯凝胶。封盖层包括聚合物，其是由脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯化合物的UV固化或者二异氰酸酯化合物的湿固化形成的。
本说明书延伸至：
一种集成的绞盘，其包括：
绞盘；和
光纤啮合材料，所述光纤啮合材料形成在所述绞盘的表面上，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
本说明书延伸至：
一种对光纤进行加工的设备，其包括：
集成绞盘，所述集成绞盘包括绞盘和形成在所述绞盘的表面上的光纤啮合材料，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
本说明书延伸至：
一种对光纤进行筛选测试的方法，其包括：
沿着光纤传输路径拉制光纤；以及
绕着集成绞盘引导所述光纤，所述集成绞盘包括绞盘和光纤啮合材料，所述光纤啮合材料形成在所述绞盘的表面上，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00，所述光纤接触所述光纤啮合材料。
在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域技术人员而言是容易理解的，或通过实施文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施方式而被认识。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。
所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图是对本说明书所选择方面的示意，并且与说明书一起用来对属于本说明书的方法、产品和组合物的原理与操作进行解释。附图中所示的特征是所选择的本文的实施方式的示意，不必按比例绘制。
附图说明
尽管说明书以及权利要求书得出结论并具体指出和明确要求保护本说明书的主题，但是相信结合附图，能够更好地理解以下说明书，其中：
图1示意性显示用于对光纤进行传输或筛选测试的绞盘组件的构造；
图2示意性显示用于对光纤进行传输或筛选测试的具有集成绞盘的绞盘组件的构造；
图3示意性显示根据本文所示或所述的一个或多个实施方式的集成绞盘和箍带；
图4A示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的剖面透视图；
图4B示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的剖面前视图；
图4C示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的一部分截面放大图；
图5A示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的截面透视图；
图5B示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的截面前视图；
图5C示意性显示根据本文所示和所述的一个或多个实施方式的集成绞盘的一部分截面放大图；
图6A显示具有通道的金属绞盘。
图6B显示光纤啮合材料占据了通道的金属绞盘。
图7A-7E显示用于在金属绞盘的通道中形成光纤啮合材料的示意性工艺中的步骤。
图8显示在90℃时，集成绞盘的通道中的聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和剪切损耗模量的时间变化。
图9显示在拉伸应力条件下，处于室温时，集成绞盘的通道中的聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和剪切损耗模量的时间变化。
图10显示在室温下，集成绞盘的通道中的聚氨酯弹力材料的硬度的时间依赖性。
图中所示的实施方式的性质为举例说明，不是用来限定详细说明或权利要求的范围。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的特征。
具体实施方式
下面详细参考用于本文所述对光纤进行筛选测试的设备和方法的实施方式，其例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。
如本文所用，接触指的是直接接触或间接接触。直接接触指的是在没有居间材料的情况下的接触，以及间接接触指的是经由一种或多种居间材料的接触。处于直接接触的元件相互触及。处于间接接触的元件没有相互触及，但是触及居间材料。处于接触的元件可以是刚性或者非刚性接合。进行接触指的是将两个元件放置成处于直接或间接接触。
如本文所用，材料的硬度指的是基于肖氏00规格的硬度，如ASTM D2240-00测试标准所定义。在本文中，硬度还可称作肖氏硬度，并且可以采用符号XX肖氏00记录，其中，XX是基于肖氏00规格的硬度数值。较低的数值对应较软的材料。例如，硬度为20肖氏00的材料比硬度为40肖氏00的材料更软。用硬度计测量硬度。
可以通过从玻璃坯体或者预成形件拉制薄玻璃纤维来形成光纤。在从预成形件拉制玻璃光纤之后，可以向玻璃光纤施涂一层或多层涂层，以保护玻璃和保持光纤的结构完整性。为了形成长度延长的光纤，可以将多个光纤一个接一个拼接在一起。为了拼接一对光纤，从靠近待接合到一起的端部处的玻璃光纤剥除所述一层或多层涂层。两个玻璃光纤的端部接合到一起，以及可以向光纤施涂再涂覆涂层，以代替被剥除的涂层。
施涂用于替代被剥除的涂层的再涂覆涂层的压缩和剪切模量可能不同于原始光纤的所述一层或多层涂层。具体来说，再涂覆涂层的压缩应力和剪切模量可能高于原始光纤上的所述一层或多层涂层。因为再涂覆涂层的压缩模量和剪切模量高于光纤的所述一层或多层涂层，在绞盘和箍带所施加的压缩作用力和剪切作用力下，再涂覆涂层展现出较小的弹性变形。由于原始光纤涂层通常包括软的(低模量)第一涂层，并且由于再涂覆是硬的(高模量)材料，所以在绞盘和箍带所施加的压缩作用力和剪切作用力下，再涂覆涂层变形小于原始光纤的所述一层或多层涂层。作为结果，可能在再涂覆涂层与原始光纤的所述一层或多层涂层之间的界面处的光纤上具有应力。光纤上的应力可能导致在再涂覆涂层与原始光纤的所述一层或多层涂层之间的界面处的内聚失效。光纤上的应力还可能导致所述一层或多层涂层与玻璃光纤之间的粘合剂失效。此外，光纤上的应力可能损坏所述一层或多层涂层的外表面。因此，光纤上的应力可能损坏光纤的涂层，导致光纤被丢弃，增加了制造成本。
本文所述的绞盘、设备和方法降低了对光纤进行筛选测试过程中，直接位于至少一个绞盘与至少一个箍带之间的光纤上所施加的压缩和剪切应力。降低在对光纤进行筛选测试过程中光纤上所施加的压缩和剪切应力可以降低光纤的涂层发生内聚失效的可能性。
本说明书提供了用于光纤加工的集成绞盘，用于对光纤进行加工或测试的系统，其包括该集成绞盘，以及对光纤进行加工或测试的方法，其包括使得光纤与该集成绞盘接触。集成绞盘包括绞盘和与绞盘的外表面整合的光纤啮合材料。在光纤的加工或测试期间，光纤啮合材料接收光纤并且还可以传输光纤。光纤接触光纤啮合材料。光纤啮合材料包括弹力材料。弹力材料是软的(低硬度或低模量)的挠性材料，其作用是降低或松弛在加工或测试过程中施加或转移到光纤的应力。作为结果，降低了光纤上的涂层的失效率和光纤涂层中缺陷的发生。
光纤啮合材料可以是单层材料或者多层材料。在一个实施方式中，光纤啮合材料包括弹力材料。弹力材料可以是聚合物或者凝胶，以及当在加工或测试过程中进行传输时，光纤接触聚合物或者凝胶。光纤与弹力材料的接触可以是直接或者间接的。代表性弹力材料包括聚氨酯材料或者聚氨酯凝胶。
在另一个实施方式中，光纤啮合材料包括封盖层和弹力材料。在加工或测试期间，光纤与封盖层接触，以及封盖层与弹力材料接触。光纤与封盖层的接触可以是直接或者间接的。封盖层与弹力材料的接触可以是直接或者间接的。封盖层的表面可以构成光纤接触表面，并且可以设计成当光纤处于集成绞盘上或者在绞盘上传输期间，控制或者避免光纤与光纤啮合材料的粘附或粘着。封盖层的表面的表面特性可以不同于弹力材料的表面特性。代表性封盖材料包括具有可湿固化能力的聚氨酯预聚物和具有可UV固化能力的氨基甲酸酯丙烯酸酯。
在另一个实施方式中，集成绞盘的表面的特征是具有用于接收光纤的通道，以及通道填充了光纤啮合材料。通道可以被光纤啮合材料部分填充、填充或者过度填充。
在其他实施方式中，集成绞盘可以包括与光纤啮合材料接触的弹性材料。弹性材料可以是可去除材料，并且可以具有保护光纤啮合材料的作用。弹性材料可以与光纤啮合材料直接接触。在一个实施方式中，光纤啮合材料包括与弹力材料接触的封盖层，以及弹力材料与封盖层直接接触。
本说明书还提供了用于对光纤进行加工或筛选测试的设备。设备包括具有如本文所述的绞盘和光纤啮合材料的集成绞盘。在运行中，设备将光纤引导到集成绞盘，用于放置在光纤啮合材料上或者通过光纤啮合材料传输。设备可以包括一个或多个箍带用于在传输或筛选测试期间将光纤压在一个或多个集成绞盘上。在加工或筛选测试过程中，光纤可以与一个或多个箍带和/或一个或多个集成绞盘接触。在加工或筛选测试期间中，在与一个或多个集成绞盘接触的同时，光纤可以是静止或者移动的。设备还可包括额外的加工单元，例如，用于加热光纤预成形件的炉，拉制塔，用于对光纤的玻璃部分进行加工的加热或冷却工作台，以及用于向光纤的玻璃部分施涂一层或多层涂层的涂覆工作站。所述一层或多层涂层可以包括第一涂层和/或第二涂层。
参见图2，示意性显示用于对光纤进行筛选测试的筛选测试设备100的一个实施方式。筛选测试设备100通常包括延伸穿过筛选测试设备100的光纤传输路径101。筛选测试设备100的光纤传输路径101限定了在筛选测试过程中，在其上对光纤进行引导的路径。筛选测试设备100通常包括：至少一个位置与光纤传输路径101相邻的第一集成绞盘102，以及至少一个以与第一集成绞盘102相对的光纤传输路径101相邻的第一箍带103。第一集成绞盘102和第一箍带103放置成使得光纤传输路径101位于第一集成绞盘102和第一箍带103之间。当在光纤传输路径101上引导光纤104时，第一箍带103撞击了在第一箍带103和第一集成绞盘102之间的光纤104。
第一集成绞盘102具有第一直径DIA1和外周界105。第一集成绞盘102的外周界105放置成与光纤传输路径101相邻，从而在光纤传输路径101上引导的光纤104啮合住第一集成绞盘102的外周界105。
筛选测试设备100可任选地包括位置与光纤传输路径101相邻的第二集成绞盘106以及位置与光纤传输路径101相邻的第二箍带107。类似于第一集成绞盘102和第一箍带103，第二集成绞盘106和第二箍带107可放置成使得光纤传输路径101位于第二集成绞盘106和第二箍带107之间。当在光纤传输路径101上引导光纤104时，第二箍带107撞击了在第二箍带107和第二集成绞盘106之间的光纤104。
第二集成绞盘106具有第二直径DIA2和外周界108。第二集成绞盘106的外周界108放置成与光纤传输路径101相邻，从而在光纤传输路径101上引导的光纤104啮合住第二集成绞盘106的外周界108。
筛选测试设备100可任选地包括放置成与光纤传输路径101相邻的负荷单元109和滑轮装置110。负荷单元109和滑轮装置110放置成与第一集成绞盘102与第二集成绞盘106之间的光纤传输路径101相邻。滑轮装置110可以放置成与光纤传输路径101相邻，从而滑轮装置110与在光纤传输路径101上引导的光纤104相邻。负荷单元109可以与滑轮装置110相连，从而负荷单元通过光纤104与滑轮装置110之间的接触检测光纤104中的张力。
为了使得第一集成绞盘102和第二集成绞盘106发生转动，第一集成绞盘102可以与(未示出的)第一传动轴相连，以及第二集成绞盘106可以与(未示出的)第二传动轴相连，所述第二传动轴独立于第一传动轴进行驱动。可以通过能源驱动第一传动轴和第二传动轴，包括但不限于电动马达和气动驱动心轴等。
第一集成绞盘102和第二集成绞盘106向在光纤传输路径101上引导的光纤104施加拉伸应力。为了在光纤104上施加拉伸应力，第一集成绞盘102和第二集成绞盘106可以以不同转速转动。更具体来说，第二集成绞盘106转动的转速可以高于第一集成绞盘102。作为第二集成绞盘106更高转速的结果，在光纤传输路径101上，第一集成绞盘102与第二集成绞盘106之间的光纤104部分会处于张力。
或者，为了向光纤施加拉伸应力，可以选择第二集成绞盘106的直径DIA2大于第一集成绞盘102的直径DIA1。当第二集成绞盘106的转速等于或高于第一集成绞盘102的转速，以及第二集成绞盘106的直径DIA2大于第一集成绞盘102的直径DIA1时，第二集成绞盘106的外周界108的线速度会高于第一集成绞盘102的外周界105的线速度。作为第二集成绞盘106的外周界108的更高线速度的结果，在光纤传输路径101上，第一集成绞盘102与第二集成绞盘106之间的那部分光纤104会处于张力。
现参见图2和3，为了隔离通过第一集成绞盘102和第二集成绞盘106施加到光纤104的张力，第一箍带103撞击了在第一箍带103和第一集成绞盘102之间的光纤104。在一些实施方式中，第一箍带103可以包括第一带子111和多个惰轮112，它们与光纤传输路径101相邻放置。第一带子111绕着所述多个惰轮112放置，从而第一带子111撞击了在第一带子111与第一集成绞盘102之间的光纤传输路径101上引导的光纤104。因此，第一箍带103向第一箍带103和第一集成绞盘102之间的光纤104施加压缩作用力，从而隔绝施加到第一集成绞盘102和第二集成绞盘106之间的光纤104的张力。在一些实施方式中，所述多个惰轮112的位置是可调节的，从而可以调节第一带子111中的张力，并因此调节施加到光纤104的压缩作用力。为了调节惰轮112的位置，惰轮可以通过致动器(例如，气动装置和电动马达等)与筛选测试设备相连。虽然上文参照的是第一箍带103和第一集成绞盘102的构造，但是应理解的是，第二箍带107和第二集成绞盘106可类似地包括多个可调节的惰轮112，从而隔离第一集成绞盘102与第二集成绞盘106之间的光纤104中的张力。
为了减小筛选测试过程期间光纤104上所具有的压缩和剪切应力，本文描述了可用作第一集成绞盘102和/或第二集成绞盘106的绞盘的各种实施方式。参见图4A、4B和4C，显示了集成绞盘201的一个实施方式。集成绞盘201是大致圆柱形，具有直径DIA1、宽度W1和外周界105。第一集成绞盘102的外周界105包括绕着集成绞盘201的外周界105延伸的光纤啮合材料120。集成绞盘201的光纤啮合材料120可以是集成绞盘201的外周界与在光纤传输路径101上引导的光纤104发生啮合的那部分。在一些实施方式中，光纤啮合材料120的宽度W2可以大于或等于在光纤传输路径101上引导的光纤104的直径的约10倍。
在这个实施方式中，光纤啮合材料120包括弹力材料121和具有表面124的封盖材料123。弹力材料121和封盖材料123可以构造成层。弹力材料121在本文中可以被称作弹力材料层或者弹力层。封盖材料123在本文中可以被称作封盖材料层或者封盖层。弹力材料121可以布置在集成绞盘201的外周界105上，绕着集成绞盘201的外周界105延伸。光纤啮合材料102的弹力材料121具有厚度T1。在一些实施方式中，厚度T1可以大于或等于约1mm且小于或等于约25mm，或者大于或等于约3mm且小于或等于约20mm，或者大于或等于约5mm且小于或等于约17mm，或者大于或等于约7mm且小于或等于约13mm，或者约10mm。
可以对光纤啮合材料120的弹力材料121进行选择，以具有所需的硬度和所需的压缩模量和剪切模量，从而降低与光纤啮合材料120接触的光纤104上的压缩和剪切应力。在一些实施方式中，对弹力材料121进行选择，以具有如下硬度计硬度：小于90肖氏00、或者小于80肖氏00、或者小于70肖氏00、或者小于60肖氏00、或者小于50肖氏00、或者小于40肖氏00，或者30至80肖氏00、或者35至75肖氏00、或者40至70肖氏00、或者40至65肖氏00、或者45至60肖氏00、或者45至55肖氏00。本文所列出的弹力材料的硬度值适用于包括弹力材料和封盖材料的光纤啮合材料以及包括弹力材料而没有封盖材料的光纤啮合材料。
在一些实施方式中，弹力材料121可以是各向同性材料，其中，材料的硬度与材料的压缩模量与剪切模量相关。更具体来说，弹力材料121的较高的硬度值可以与弹力材料121的较高的压缩模量和较高的剪切模量相关。相反地，弹力材料121的较低的硬度值可以与弹力材料121的较低的压缩模量和较低的剪切模量相关。弹力材料121的低硬度值(因此，低压缩模量和剪切模量)可以降低与光纤啮合材料120发生接触的光纤104中的压缩和剪切应力。
集成绞盘201的光纤啮合材料120还可包括布置在弹力材料121上的封盖层123。在一些实施方式中，封盖层123可以以宽度方向横向延伸，从而覆盖光纤啮合材料120的弹力材料121。封盖层123可具有厚度T2。封盖层123的厚度T2可以是0.1-10μm、或者0.25-5.0μm、或者0.5-4.0μm、或者0.75-3.0μm、或者1.0-2.0μm。
可以对封盖层123进行选择以具有所需的硬度。可以对封盖层123进行选择，以具有如下硬度，该硬度比弹力材料121的硬度高或低±10肖氏00之内、或者比弹力材料121的硬度高或低±5肖氏00之内，或者40肖氏00至100肖氏00的范围内、或者50肖氏00至90肖氏00的范围内、或者55肖氏00至85肖氏00的范围内、或者60肖氏00至80肖氏00的范围内。
现参考图5A、5B和5C，示例显示集成绞盘201的另一个实施方式。在这个实施方式中，集成绞盘201包括从集成绞盘201的外周界105径向向内延伸的通道125。通道125可以具有从集成绞盘201的外周界105径向向内延伸的深度d1，和跨过集成绞盘105的外周界105延伸的宽度W3。可以选择深度d1大于或等于1mm且小于或等于12mm。在替代实施方式中，可以选择深度d1大于或等于约1mm且小于或等于约5mm。光纤啮合材料120的弹力材料121可以布置在部分或完全位于集成绞盘201的通道125内。任选的封盖层123可以放置在弹力材料121上，并且可以延伸超过通道125的整个宽度以包封住通道125。弹力材料121和封盖层123的材料和硬度如上文关于图4A-4C所述。
在一个实施方式中，可以向通道125施加抽真空，以将光纤啮合材料120保留在通道125内。可以通过如下机制向通道125施加抽真空，包括但不限于：位于集成绞盘201上的单向阀，该单向阀与通道125流体连通。随着集成绞盘201转动，抽真空可以抵消离心力，从而将内层121保留在通道125内。通过将光纤啮合材料120放在通道125内，以及采用作用力(例如，抽真空)将光纤啮合材料120保留在通道125内，可以防止由于转动所导致的离心力使得光纤啮合材料120脱离集成绞盘201的表面。
使得绞盘集成了光纤啮合材料降低了加工和筛选测试期间当光纤在绞盘上传输时的光纤和光纤涂层上的应力。高水平的应力足以破坏涂层并导致拼接接合处的失效，这是由于现有技术系统中用具有硬表面的绞盘传输光纤所导致的。常规绞盘是具有未涂覆表面的金属(例如，铝)。本文所述的集成绞盘通过提供光纤啮合材料降低了应力，所述光纤啮合材料具有低硬度的光纤接触表面。光纤啮合材料集成到绞盘的表面上，并且当用于具有高硬度表面的绞盘(例如，金属绞盘)时是特别有利的。光纤啮合材料提供了能够吸收或消散应力的衬垫，否则的话，可能在加工或筛选测试期间使得应力积累。
本文确定了对光纤啮合材料进行小心选择对于实现加工或筛选测试期间光纤涂层或拼接接合处的低应力产生的目标是必要的。虽然希望将光纤接触表面的硬度降低至低于金属的硬度，但是光纤啮合材料必须足够刚性以提供当与光纤接触时足够的阻力，以防止光纤使得光纤啮合材料发生移位从而与下方的绞盘的金属表面发生直接接触。通过张力驱动经由光纤加工或筛选测试设备的光纤传输。驱动张力提供了作用力，该作用力诱发了光纤朝向绞盘的接触表面和设备中的其他引导或导向单元的移动。通常优选高驱动张力，因为这实现了更快的拉制速度和更为成本有效的制造。为了抵抗驱动张力迫使光纤到达本文的集成绞盘的下方金属表面上的趋势，光纤啮合材料的硬度必须足以抵消驱动张力，从而光纤保持与光纤啮合材料接触。同时，光纤啮合材料必须管理光纤涂层和拼接接合处的应力水平，以防止涂层缺陷和失效。
具有最低可用硬度的商用聚合物(约96肖氏00)测试显示聚合物足以防止光纤与下方绞盘的金属表面发生直接接触，但是不足以防止涂层缺陷和失效。因此，开发新配方来提供性能优于现有商用材料性能的光纤啮合材料。现在对新配方进行描述。
在一个实施方式中，本文的光纤啮合材料的弹力材料是聚氨酯凝胶。聚氨酯凝胶是由异氰酸酯化合物与羟基化合物的反应形成的，或者是由包括异氰酸酯基团和羟基基团的化合物的反应形成的。羟基化合物可以是单官能或多官能羟基化合物。单官能羟基化合物是含有单个反应性羟基基团的化合物。多官能羟基化合物是包含两个或更多个反应性羟基基团的化合物(例如，二羟基化合物、三羟基化合物等)。在一个实施方式中，反应性羟基基团是端基。多官能化合物还可具有混合官能度(例如，包括两个或更多个不同类型的反应性官能团作为同一分子内的端基或侧接基团)。异氰酸酯基团与羟基的反应形成氨基甲酸酯键。
代表性异氰酸酯化合物包括具有一个或多个异氰酸酯基团的聚合物。异氰酸酯基团是端基。端基与聚合物的端部键合。异氰酸酯基团可以与聚合物直接键合或者经由连接基团与聚合物键合。连接基团具有与异氰酸酯基团键合的位点和与聚合物键合的位点。在本文中，连接基团也可被称作连接基。经由连接基团与聚合物键合的异氰酸酯基团在本文中可以被称作连接的异氰酸酯基团。
示例性聚合物包括具有两个端基异氰酸酯基团的聚醚化合物。异氰酸酯基团可以与聚合物直接键合或者通过连接基团与聚合物键合。在一个实施方式中，连接基团包括芳基(例如，苯基或者含苯基基团)。芳基连接基可以包括4,4'-亚甲基联苯基片段。在另一个实施方式中，异氰酸酯基团通过氨基甲酸酯连接基与聚合物键合。
代表性羟基化合物包括具有一个或多个羟基基团的聚合物。羟基基团可以是端基或侧接基团，并且可以与聚合物直接键合或者经由连接基团与聚合物键合。示例性羟基化合物包括具有两个或更多个端基羟基或侧接羟基的聚亚烷基或聚烷基-二烯聚合物，例如羟基封端的聚丁二烯。
形成弹力材料的反应可以包括一个或多个异氰酸酯化合物与一个或多个羟基化合物之间的反应。反应可以在溶液中(或者在悬液中)进行，并且可以是热驱动的。反应可以包括固化步骤，并且可以在存在催化剂的情况下进行。代表性催化剂包括二甲基二[(1-氧代新癸基(ononeodecyl)氧基]锡酸酯。
可以通过异氰酸酯和羟基反应物化合物的选择，来控制弹力材料的硬度。弹力材料可以包括硬嵌段和软嵌段。硬嵌段赋予了弹力材料刚性，并且作用是增加硬度。软嵌段比硬嵌段更为挠性，并且作用是降低硬度。可以通过平衡弹力材料中的硬嵌段与软嵌段的相对比例，来实现弹力材料的硬度控制。可以通过对硬嵌段和软嵌段起贡献的反应物分子浓度进行控制和/或通过每单位反应物分子的硬嵌段和软嵌段的数量(例如，反应物分子中的硬嵌段或软嵌段的重复单元的分子量或数量)来控制硬嵌段与软嵌段的相对比例。
(沿着主链或者作为连接基)具有脂族基团的化合物(例如，亚烷基或烷基-二烯)或者具有氧化基团(例如，沿着主链或者作为连接基的醚基、氧代亚烷基)的化合物提供了弹力材料分子中的软嵌段，并且倾向于降低所提供的弹力材料的硬度。(沿着主链或者作为连接基)具有芳族基团的化合物(例如，苯基或含苯基基团)提供了弹力材料分子中的硬嵌段，并且倾向于增加弹力材料的硬度。
为了充分保护光纤免受涂层损坏或失效，根据如下实施方式，对弹力材料的硬度进行控制：小于90肖氏00、或者小于80肖氏00、或者小于70肖氏00、或者小于60肖氏00、或者小于50肖氏00、或者小于40肖氏00，或者30至80肖氏00、或者35至75肖氏00、或者40至70肖氏00、或者40至65肖氏00、或者45至60肖氏00、或者45至55肖氏00。
弹力材料中的交联度是影响硬度的另一个因素。通常来说，随着弹力材料变得更为交联，硬度发生增加。通过聚合物分子中的枝化点的数量来控制交联，这进而受到沿着聚合物链或者用作聚合物的起始材料的化合物中的反应性官能团的数量的控制。如上文所述，例如，可以通过异氰酸酯化合物与羟基化合物的反应形成聚氨酯凝胶。当羟基化合物包括三个或更多个羟基时，发生交联，其中，交联度(交联程度)受到羟基化合物的分子中的羟基的平均数量的控制。随着羟基化合物中每分子的羟基基团数量的增加，交联变得更为广泛，以及聚氨酯凝胶的硬度增加。
在一个实施方式中，弹力材料是通过聚醚化合物与二异氰酸酯基团的反应形成的聚氨酯材料。聚醚异氰酸酯化合物的异氰酸酯含量可以表述为化合物中异氰酸酯基团的重量百分比(重量％)。异氰酸酯基团的重量％计算为化合物中所有异氰酸酯基团的分子量与化合物的总分子量之比。出于计算重量％的目的，异氰酸酯基团对于分子量的贡献是基于异氰酸酯基团(-N＝C＝O)，不依赖于任何连接基团，并且比例取聚醚异氰酸酯化合物的所有分子的平均值。类似的定义可用于表述多官能羟基化合物的羟基含量。
为了将弹力材料的硬度维持在对于光纤涂层的破坏最小化的范围内，已经确定应该保持低的弹力材料交联度。市售可得聚氨酯材料具有高交联度，并且因此是刚性的，硬度值高于本文所述的有益于在不破坏光纤涂层的情况下对光纤进行加工的那些。此类材料是由异氰酸酯含量大于或等于20重量％的异氰酸酯化合物制造的。在本文的实施方式中，强化材料是由如下聚醚异氰酸酯化合物制造的聚氨酯材料，所述聚醚异氰酸酯化合物的异氰酸酯含量小于15重量％、或者小于12重量％、或者小于10重量％、或者2-15重量％、或者4-12重量％、或者6-10重量％。在一个实施方式中，具有所述异氰酸酯含量的聚醚异氰酸酯化合物具有包括芳族基团的连接键。聚氨酯强化材料可以由具有上文所述异氰酸酯含量的聚醚异氰酸酯化合物与二官能或多官能羟基化合物的反应制造。
弹力材料的交联度还会受到异氰酸酯化合物与羟基化合物的相对量的影响。异氰酸酯化合物与羟基化合物的摩尔比可以是0.50-1.50、或者0.70-1.20、或者0.80-1.05、或者0.85-0.95。
封盖材料是可以通过UV固化或湿固化形成的聚合物。在一个实施方式中，通过包含丙烯酸酯化合物的制剂的UV固化获得封盖材料。丙烯酸酯化合物可以是单官能或者多官能的。丙烯酸酯化合物可以包括氨基甲酸酯连接键。在一个实施方式中，丙烯酸酯化合物是二官能丙烯酸酯化合物，其具有丙烯酸酯端基。示例性丙烯酸酯化合物包括二丙烯酸酯，例如，脂族二丙烯酸酯或者氨基甲酸酯二丙烯酸酯。氨基甲酸酯二丙烯酸酯是包含氨基甲酸酯连接键的二丙烯酸酯化合物。氨基甲酸酯连接键可以被脂族基团分离。丙烯酸酯化合物可以是脂族丙烯酸酯化合物。脂族丙烯酸酯化合物可以包括氨基甲酸酯连接键。脂族丙烯酸酯化合物可以不含芳基基团。
为了改善光纤啮合材料的内聚性，希望选择与弹力材料化学相容的封盖材料。可以通过在封盖材料的分子中包含与弹力材料的分子具有高亲和力的连接键或区段，来促进化学相容性。高亲和力可来源于例如强分子间缔合或氢键合。在一个实施方式中，弹力材料是聚氨酯材料，以及封盖材料是包含氨基甲酸酯连接键的聚合物。UV可固化制剂可以包括二丙烯酸酯(或者多官能丙烯酸酯)化合物与光引发剂的组合。也可存在其他添加剂(例如，溶剂、链转移剂或者链终止剂)。
封盖材料包括由可湿固化多官能异氰酸酯化合物形成的材料。可湿固化多官能异氰酸酯化合物可以是端基二异氰酸酯化合物。封盖材料的一个例子是4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的湿固化产物。4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯包括两个异氰酸酯端基，每个分别可以与水反应，将端基异氰酸酯官能度转变为羟基或酸官能度。转化的端基可以在缩合反应中相互反应，释放水和连接分子，以形成延长的链(低聚物或最终的聚合物)。
在对上文硬度范围内的弹力材料进行测试的过程中，发现了其他复杂因素。具体来说，具有合适的硬度值的许多弹力材料是粘性的。也就是说，当在绞盘上固化形成固体涂层时，弹力材料的表面摸上去是粘性的。具有粘性表面的光纤啮合材料是不合乎希望的，因为当在加工过程中光纤通过并接触光纤啮合材料时，它可能与光纤发生粘附。光纤的粘附可能改变光纤传输路径，并且使得过程是不稳定的。与传输运动相关的作用力还可能导致光纤撕裂或者剥掉光纤啮合材料。
为了避免由于粘性光纤接触表面所带来的复杂性，封盖层可以具有非粘性表面。在这个实施方式中，封盖层与弹力材料的粘性表面粘附，并且为光纤提供非粘性表面。在加工或测试期间，光纤啮合住非粘性光纤接触表面，不与光纤接触表面发生粘附或者破坏光纤接触表面。
如上文所述，可以在光纤啮合材料上放置保护材料。保护材料可以是弹性材料，以及光纤啮合材料可以包括封盖层，所述封盖层具有非粘性表面，所述非粘性表面与具有粘性表面的弹力材料接触。希望能够去除、替换、或者更换保护材料。保护材料与弹力材料的粘性表面的直接接触可能引起保护材料与粘性表面粘附，并在去除保护材料时导致弹力材料的损坏。可以通过在保护材料与弹力材料的粘性表面之间包含具有非粘性表面的封盖层，来避免保护材料的损坏。保护材料与非粘性表面的直接接触实现了在既不损坏保护材料也不损坏光纤啮合材料的情况下去除或替换保护材料。
本说明书还延伸至用于对光纤进行加工或测试的设备。设备包括本文所揭示的集成绞盘。在一个实施方式中，设备包括集成绞盘，其中，集成绞盘包括绞盘和形成在绞盘的表面上的光纤啮合材料，以及光纤啮合材料的硬度如本文所述，例如40肖氏00至70肖氏00的硬度。
设备还可包括位置与集成绞盘相邻的光纤传输路径，从而当沿着光纤传输路径引导光纤时，光纤与光纤啮合材料接触。光纤与光纤啮合材料的接触可以是直接或者间接的。光纤可以接触弹性材料，以及弹性材料可以接触光纤啮合材料。
设备还可包括位置与光纤传输路径相邻的箍带，光纤传输路径在至少一部分的箍带与光纤啮合材料之间延伸，其中，箍带可与光纤啮合材料啮合，从而当在光纤传输路径上引导光纤时，在箍带与光纤啮合材料之间撞击光纤。
本说明书还延伸至用于对光纤进行加工或测试的方法。测试可以包括筛选测试。在一个实施方式中，方法包括：沿着光纤传输路径拉制光纤，以及绕着集成绞盘引导光纤，其中，集成绞盘包括绞盘和形成在绞盘表面上的光纤啮合材料，其中，光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00，以及光纤接触光纤啮合材料。方法还可包括在位置与光纤传输路径相邻的箍带和光纤啮合材料之间引导光纤，以及使箍带接触光纤。
实施例
图6A显示具有中心通道的铝绞盘。图6B显示当通道被聚氨酯凝胶填充时的相同绞盘。图7A-7E显示用聚氨酯凝胶填充通道的一种工艺。图7A显示具有未填充通道的铝绞盘。绞盘插入图7B的塑料模具中，以及通过注入孔将未固化的聚氨酯凝胶制剂注入凹槽中。注入孔可以位于模具上或者在绞盘中机械加工得到注入孔。当配置在模具中时，聚氨酯凝胶制剂固化。在所示的实施例中，通过将模具中的绞盘在90℃加热2小时来完成固化。在固化之后，去除模具(图7C)。在图7D中施涂封盖层。在所示的实施例中，通过刷涂或喷涂，将液体形式的封盖层施涂到固化的聚氨酯材料的表面。图7E显示对液体封盖层制剂进行固化以形成固体封盖层。
现在描述用于制造聚氨酯类弹力材料的代表性制剂。提供弹力材料的制剂如图6B和7C所示。制剂包括异氰酸酯组分和羟基组分。异氰酸酯组分是MDI封端的聚醚预聚物，其基于具有如下通式的聚丙烯醚二醇(PPG)
其中，R是亚丙基。预聚物包括端基，所述端基源自MDI(4,4′-亚甲基二(苯基异氰酸酯))，并且异氰酸酯含量约为8重量％。从拜耳公司购得MDI-封端的聚醚预聚物(BaytecMP-080)，其形式是液体，在25℃的粘度约为2500cP。弹力材料制剂的异氰酸酯组分仅由MDI-封端的聚醚预聚物构成(100重量份数)。
羟基组分包括表1所示量的如下化合物：
表1：聚氨酯弹力材料制剂的羟基组分
羟基封端聚丁二烯树脂具有如下化学式：
数均分子量约为2800g/摩尔，羟基官能度约为2.5，以及OH含量约为0.84毫当量/克。羟基封端的聚丁二烯树脂购自沙多玛公司(Sartomer)(Poly bd R45HTLO)。邻苯二甲酸二异癸酯是塑化剂，购自阿什兰公司(Ashland Co)。添加1,4-丁二醇用于对聚氨酯类型弹力材料的硬度进行更细控制，其购自阿法埃莎公司(Alfa Aesar Co)。二甲基二[(1-氧代新癸基(ononeodecyl)氧基]锡酸酯是催化剂，购自莫门缇公司(Momentive Co)。
异氰酸酯组分和羟基组分以1.5:5的比例组合(重量计)，以提供用于弹力材料的制剂。制剂中每种化合物的相对量总结见表2。
表2：聚氨酯弹力材料制剂
在约4小时内，在厚度约为10cm的杯子中，在90℃完成约400g制剂的固化，提供的聚氨酯弹力材料具有50肖氏00硬度(通过肖氏00硬度计测得)，且具有粘性表面。
用于形成封盖材料的代表性可UV固化制剂如表3所示。
表3：可UV固化封盖材料制剂
| 化合物 | 重量份数 |
| 脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯 | 100 |
| 1,6-己二醇二丙烯酸酯 | 40 |
| 1-羟基-环己基苯基酮 | 3 |
脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯购自CYTEC表面专用品公司(CYTEC SurfaceSpecialties)的商品名Ebecryl 230。脂族氨基甲酸酯二丙烯酸酯在25℃的粘度约为44014cP。同样从CYTEC表面专用品公司(CYTEC Surface Specialties)购得6-己二醇二丙烯酸酯(HDODA)。1-羟基-环己基苯基酮是UV活化光引发剂，其购自CYTEC公司(Additolcpk)。可以通过用400W汞灯(Dymax)对制剂固化30秒，来形成封盖材料，获得厚度为1-3mm的膜。从表3所列出的制剂形成的封盖层是图7E所示的封盖层。
用于形成封盖材料的代表性湿可固化制剂如表4所示。
表4：湿可固化封盖材料制剂
| 化合物 | 重量份数 |
| 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯 | 100 |
| 环己烷 | 30-50 |
制剂在室温下的空气中过夜完全固化。
将采用由表2-4所列出的制剂制备的弹力材料和封盖材料的光纤啮合材料形成在数个绞盘的通道中。制备采用由表2的制剂形成的聚氨酯弹力材料和分别由表3和4所列的制剂形成的封盖材料的集成绞盘，并测试与连续光纤制造工艺的兼容性。绞盘是铝，并且具有宽25mm且深12.5mm的通道。通过如下方式施加弹力材料：将绞盘放在模具中，将表2的制剂注入通道中，以及制剂在90℃热固化4小时。固化的聚氨酯弹力材料填充了通道。在固化之后，将封盖材料制剂作为液体溶液施涂到经固化的聚氨酯弹力材料的表面。采用表3的可UV固化封盖材料制剂和表4的湿可固化封盖材料制剂制备不同的绞盘。可UV固化封盖材料制剂用波长为260-600nm、强度为225W/cm2的UV光固化，以提供厚度为1-3μm的封盖材料。湿可固化封盖材料制剂在室温下的空气中固化至少12小时。
在典型拉制条件下，在光纤加工系统中测试集成绞盘。具有拼接接合的光纤以超过30m/s的拉制速度通过集成绞盘，后续检查损坏情况。在拼接接合处没有检测到光纤涂层的损坏。
在由表2所列的制剂制备的聚氨酯弹力材料上完成其他测试。如上文所述，在绞盘的通道中形成聚氨酯弹力材料(将制剂注入位于模具中的绞盘的通道中，之后进行热固化)。聚氨酯弹力材料填充了通道(深度约12mm且宽度约25mm)。在这些测试中没有施涂封盖材料。在不存在封盖材料的情况下，测试聚氨酯弹力材料的随时间稳定性。在与商用聚氨酯材料的对比测试中，注意到除了硬度太高无法防止光纤涂层发生损坏之外，商用聚氨酯材料随时间或者在提升的温度下是不稳定的。硬度变化归因于商用聚氨酯材料由于制剂的不完全反应或交联的不稳定性。
在一个测试中，测试了在提升的温度下，绞盘通道中的固化的聚氨酯弹力材料的剪切储能和损耗模量与时间的关系。采用25mm平行板几何构造，用Ares旋转流变仪进行测试。剪切速率是1弧度/秒，剪切应变是2％。在固化后两天，绞盘加热到90℃，并测量聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和损耗模量。选择90℃的温度进行测试的原因在于，这是典型光纤加工条件过程中，绞盘所遭遇的代表性温度。剪切储能模量和损耗模量是硬度的表征。剪切储能模量和损耗模量的变化导致硬度变化。图8显示在90℃时，聚氨酯弹力材料的剪切储能模量(G')和剪切损耗模量(G”)与时间的关系。数据显示在90℃时，聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和损耗模量是随时间稳定的。
在连续光纤工艺中，绞盘转动并与光纤接触，绞盘将剪切应力引入到绞盘。在本文的集成绞盘中，将光纤啮合材料放在绞盘上，并经受与光纤拉制和传输相关的应力。为了维持工艺稳定性，在光纤加工和测试过程中所遭遇的应力水平下，聚氨酯弹力材料的硬度需要保持不变。
在第二个测试中，在室温下，在10弧度/秒的剪切速率下，测试固化的聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和损耗模量。采用25mm平行板几何构造，用Ares旋转流变仪进行测试。剪切应变为5％。图9显示在集成绞盘上的聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和剪切损耗模量的时间依赖性。在聚氨酯弹力材料固化后两天，在室温下进行测试。数据表明，在剪切下，聚氨酯弹力材料的剪切储能模量和损耗模量是稳定的。
图10显示对于聚氨酯弹力材料，在室温下的随时间的硬度计硬度测量。用标准肖氏00硬度计进行测试。在绕着绞盘周界的8个不同点确定聚氨酯弹力材料的硬度。将八个硬度测量的平均值作为数据点，并记录在图10中。数据表明硬度在数天的时间范围上保持稳定。
除非另有表述，否则都不旨在将本文所述的任意方法理解为需要使其步骤以具体顺序进行。因此，当方法权利要求实际上没有陈述为其步骤遵循一定的顺序或者其没有在权利要求书或说明书中以任意其他方式具体表示步骤限于具体的顺序，都不旨在暗示该任意特定顺序。
本领域的技术人员显而易见的是，可以在不偏离要求专利权的主题的精神和范围的情况下，对本文所述的实施方式进行各种修改和变动。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各种实施方式的修改和变化形式，且这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。
Claims (34)
1.一种集成绞盘，其包括：
绞盘；和
光纤啮合材料，所述光纤啮合材料形成在所述绞盘的表面上，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
2.如权利要求1所述的集成绞盘，其特征在于，所述绞盘包括通道，所述光纤啮合材料占据了所述通道。
3.如权利要求1或2所述的集成绞盘，其特征在于，所述光纤啮合材料包括聚氨酯材料。
4.如权利要求3所述的集成绞盘，其特征在于，所述聚氨酯材料包括制剂的固化产物，所述制剂包含异氰酸酯组分和羟基组分。
5.如权利要求4所述的集成绞盘，其特征在于，所述异氰酸酯组分包括二官能异氰酸酯化合物。
6.如权利要求5所述的集成绞盘，其特征在于，所述二官能异氰酸酯化合物是含有氨基甲酸酯基团的聚合物。
7.如权利要求6所述的集成绞盘，其特征在于，所述聚合物是聚醚。
8.如权利要求5-7中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述异氰酸酯化合物的异氰酸酯含量是4-12重量％。
9.如权利要求5-8中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述羟基组分是含有羟基基团的聚合物。
10.如权利要求9所述的集成绞盘，其特征在于，所述羟基基团包括端基羟基和侧接羟基。
11.如权利要求6-8中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述聚合物是聚丁二烯。
12.如权利要求3-11中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述聚氨酯材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
13.如权利要求3-12中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述光纤啮合材料还包括封盖层，所述封盖层形成在所述聚氨酯材料上。
14.如权利要求13所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层的硬度是所述聚氨酯材料的硬度的±10肖氏00内。
15.如权利要求13或14所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层包括制剂的固化产物，所述制剂包含丙烯酸酯化合物。
16.如权利要求15所述的集成绞盘，其特征在于，所述丙烯酸酯化合物是二丙烯酸酯化合物。
17.如权利要求16所述的集成绞盘，其特征在于，所述二丙烯酸酯化合物包括氨基甲酸酯连接键。
18.如权利要求16或17所述的集成绞盘，其特征在于，所述二丙烯酸酯化合物不含芳族基团。
19.如权利要求14-18中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层包括制剂的固化产物，所述制剂包含二异氰酸酯化合物。
20.如权利要求1-19中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述光纤啮合材料的硬度是45肖氏00至55肖氏00。
21.如权利要求1-12中任一项所述的集成绞盘，其特征在于，所述光纤啮合材料包括弹力材料和形成在所述弹力材料上的封盖层，所述弹力材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
22.如权利要求21所述的集成绞盘，其特征在于，所述弹力材料的厚度是5-20mm。
23.如权利要求22所述的集成绞盘，其特征在于，所述弹力材料包括聚氨酯材料。
24.如权利要求23所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层包括聚合物，所述聚合物包含氨基甲酸酯连接键。
25.如权利要求24所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层的厚度是1-10μm。
26.如权利要求21所述的集成绞盘，其特征在于，所述封盖层的硬度是所述弹力材料的硬度的±10肖氏00内。
27.如权利要求1-12中任一项所述的集成绞盘，其还包括位于所述光纤啮合材料上的弹性材料。
28.一种对光纤进行加工的设备，其包括：
集成绞盘，所述集成绞盘包括绞盘和形成在所述绞盘的表面上的光纤啮合材料，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00。
29.如权利要求28所述的设备，其还包括：
光纤传输路径，所述光纤传输路径位置与所述集成绞盘相邻，从而当沿着所述光纤传输路径引导所述光纤时，所述光纤接触所述光纤啮合材料。
30.如权利要求28或29所述的设备，其特征在于，所述光纤与所述光纤啮合材料直接接触。
31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述光纤接触弹性材料，所述弹性材料接触所述光纤啮合材料。
32.如权利要求28所述的设备，其还包括：位置与所述光纤传输路径相邻的箍带，所述光纤传输路径在至少一部分的所述箍带与所述光纤啮合材料之间延伸，其中，所述箍带能够与所述光纤啮合材料啮合，从而当在所述光纤传输路径上引导所述光纤时，在所述箍带与所述光纤啮合材料之间撞击所述光纤。
33.一种对光纤进行筛选测试的方法，其包括：
沿着光纤传输路径拉制光纤；以及
绕着集成绞盘引导所述光纤，所述集成绞盘包括绞盘和光纤啮合材料，所述光纤啮合材料形成在所述绞盘的表面上，所述光纤啮合材料的硬度是40肖氏00至70肖氏00，所述光纤接触所述光纤啮合材料。
34.如权利要求33所述的方法，所述方法还包括：
在位置与所述光纤传输路径相邻的箍带与所述光纤啮合材料之间引导所述光纤，以及
使所述箍带与所述光纤接触。
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