CN111736257A - 一种超长线型uv光纤的制备方法和超长线型光纤 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超长线型UV光纤的制备方法和超长线型光纤，该制备方法包括如下步骤：（1）将多股光纤丝的一端均匀铺设为若干层，每层光纤丝数量保持一致，相邻层之间涂覆胶粘剂；（2）将步骤（1）中的若干层叠压在一起制成线型输出端；（3）将多股光纤丝的另一端集束做成圆型输入端；（4）安装外护套；本申请是将多股光纤丝的一端均匀平铺为若干层，使得每层的光纤丝数量一致，再利用胶粘剂将若干层牢固粘结，对线型输出端进行定型；本申请还公开了一种采用上述方法制得的超长线型光纤，具有出光均匀的优点，有助于保证优异的紫外固化效果。

Description

一种超长线型UV光纤的制备方法和超长线型光纤

技术领域

本发明涉及光纤的技术领域，尤其是涉及一种超长线型光纤的制备方法和超长线型光纤。

背景技术

UV固化机是利用UV光源来固化UV涂料的设备；经UV光源照射后，UV涂料里的光敏剂起化学反应瞬间将UV涂料干燥固化。

UV光源种类很多，其中一种是线型UV光纤，线型UV光纤包括圆型输入端和线型输出端，将多股光纤丝的一端集束，利用模具将多股光纤丝的另一端压制成线型，制得线型UV光纤。

但是，上述制备线型UV光纤的方法存在局限性：当线型光斑的长度为150mm以上时，由于线型光斑的长度较长，如果仍利用模具集中压制多股光纤丝的另一端，则会导致多股光纤丝排布不均，在使用过程中，无法保证UV光纤出光均匀，影响紫外固化效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种超长线型UV光纤的制备方法，该方法简单、操作方便，有助于制备出光均匀的线型光纤；本发明的目的之二是提供一种超长线型光纤，该线型光纤出光均匀，有助于保证优异的固化效果。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：

一种超长线型UV光纤的制备方法，包括如下步骤：

（1）将多股光纤丝的一端均匀铺设为若干层，每层光纤丝数量保持一致，相邻层之间涂覆胶粘剂；

（2）将步骤（1）中的若干层叠压在一起制成线型输出端；

（3）将多股光纤丝的另一端集束做成圆型输入端；

（4）安装外护套。

通过采用上述技术方案，本申请是将多股光纤丝的一端均匀平铺为若干层，使得每层的光纤丝数量一致，再利用胶粘剂将若干层牢固粘结，对线型输出端进行定型；使用该光纤时，光源从圆形输入端输入，经光纤丝传输，再从线型输出端输出，形成线型光斑，采用上述方法制得的光纤出光均匀，可保证优异的紫外固化效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：光纤丝股数=（线型光斑的长度/光纤丝直径）*（线型光斑的宽度/光纤丝直径）。

通过采用上述技术方案，不同厂家对线型光斑的长度和线型光斑的宽度需求不同，通过计算可准确得知光纤丝股数，使得该光纤的每层数量均控制为相同的数值，从而保证线型光斑出光均匀，减少出现亮度不均的情况。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤（1）中若干层的层数=线型光斑的宽度/光纤丝直径。

通过采用上述技术方案，根据线型光斑的宽度，计算出光纤丝铺设的层数，在制备前，经过准确的计算，有助于实现制备方法的可控性，从而保证制得的光纤出光均匀。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤（1）中每层光纤丝数量为线型光斑的长度/光纤丝直径。

通过采用上述技术方案，根据线型光斑的长度，计算出每层光纤丝的数量，制备光纤时，通过计数方式数出每层光纤丝的数量，准确控制每层光纤丝的数量一致，从而保证制得的光纤出光均匀。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤（1）中铺设每层时，通过计数方式数出每层光纤丝的数量，然后通过单层模具将光纤丝进行平铺，单层模具的压制间隙与光纤丝的直径一致。

通过采用上述技术方案，铺设每层光纤时，由于光纤丝的数量较多，很难通过工人肉眼观察实现平铺光纤丝，借助单层模具对每层光纤进行压制，保证每层光纤丝实现平铺，防止出现光纤丝叠加的情况。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤（1）中胶粘剂采用耐高温环氧树脂胶，所述耐高温环氧树脂胶采用如下重量份的组分混合制成：双酚A型环氧树脂 50~60份、丙二醇二缩水甘油醚 10~20份和苯基硅油5~10份、环氧大豆油 1~3份。

通过采用上述技术方案，本申请是以双酚A型环氧树脂作为主体树脂，丙二醇二缩水甘油醚为双官能团环氧树脂活性稀释剂，柔韧性好，赋予双酚A型环氧树脂柔性、伸长率和抗冲击强度；苯基硅油具有较高的热稳定性、抗氧化性、润滑性；环氧大豆油能够辅助苯基硅油渗进双酚A型环氧树脂中，制成具有优异耐热性的胶粘剂，同时具有良好的柔韧性、抗冲击性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为，所述耐高温环氧树脂胶的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：按照重量份计，称量双酚A型环氧树脂 50~60份、丙二醇二缩水甘油醚 10~20份和苯基硅油5~10份、环氧大豆油 1~3份；

（2）向双酚A型环氧树脂中加入丙二醇二缩水甘油醚，浸渍至少2h；

（3）将浸渍物升温至75~80℃，再加入苯基硅油和环氧大豆油，搅拌，均匀混合。

通过采用上述技术方案，向双酚A型环氧树脂中浸渍丙二醇二缩水甘油醚，用于稀释双酚A型环氧树脂，然后加入苯基硅油和环氧大豆油，二者产生协同作用，有助于将苯基硅油渗入到双酚A型环氧树脂，实现制备具有优异耐热性与柔韧性的耐高温环氧树脂胶。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤（3）中将多股光纤丝的另一端通过水性环保乳胶粘结、集束。

通过采用上述技术方案，利用水性环保乳胶对多股光纤丝进行粘结集束，使得多股光纤丝的一端收拢成圆形输入端，有助于实现对光源充分的接收。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：

一种超长线型光纤，包括外护套以及置于外护套内的多股光纤丝，所述外护套包括套管以及连接在套管两端的套管接头与线型包覆壳，所述多股光纤丝的一端平铺成若干层置于线型包覆壳内，每层光纤丝的根数保持一致，所述多股光纤丝的另一端集束做成圆型输入端置于套管接头内。

通过采用上述技术方案，向圆型输入端照射光源，经过光纤丝传输后，从线型包覆壳一侧输出，形成线型光斑，由于每层光纤丝的根数保持一致，使得线型光斑沿其长度方向出光均匀，有助于保证优异的固化效果。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述线型包覆壳包括底座和盖板，所述底座包括底板以及沿底板边沿凸出设置的限位块，所述限位块与底板围合形成用于平铺多股光纤丝的安装槽，所述盖板通过螺钉连接在限位块远离底板一侧，所述盖板远离套管一侧的侧壁上延伸设有适配板，所述适配板与盖板垂直设置，所述适配板与底板之间留有线型的出光间隙。

通过采用上述技术方案，将多股光纤丝平铺在安装槽内，根据光纤丝的层数，选择合适的适配板，从而灵活调节出光间隙的尺寸，实现该线型光纤稳定出光。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请公开了一种超长线型UV光纤的制备方法，方法简单，操作方便，通过计算可知每层光纤丝的数量和光纤丝铺设的层数，可实现准确控制光纤丝的排布；

2.本申请制得的UV光纤出光均匀，可实现优异的紫外固化作用；

3.本申请采用耐高温环氧树脂胶，向双酚A型环氧树脂中加入丙二醇二缩水甘油醚，再加入苯基硅油和环氧大豆油，二者产生协同作用，有助于制备适用于超长线型光纤用的粘结剂。

附图说明

图1是线型UV光纤的整体结构示意图。

图2是用于标线多股光纤丝的截面排布示意图（光纤丝的实际根数过多，图中数量仅为示意用）。

图3是线型UV光纤底座与盖板爆炸结构示意图。

图4是用于体现出光间隙的结构示意图。

图中，1、外护套；11、套管；12、套管接头；13、线型包覆壳；2、多股光纤丝；3、底板；4、限位块；5、安装槽；6、适配板；7、出光间隙；8、底座；9、盖板；10、圆型输入端；14、线型输出端。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

双酚A型环氧树脂产自巴陵石化；水性环保乳胶购自常州摩登化工有限公司生产的环保白乳胶；丙二醇二缩水甘油醚购自无锡惠隆电子材料有限公司；苯基硅油购自济南创源化工有限公司；环氧大豆油购自德州龙达油脂科技有限公司。

实施例一：

一种超长线型光纤，参照图1，包括外护套1以及置于外护套1内的多股光纤丝2，外护套1包括套管11以及连接在套管11两端的套管接头12与线型包覆壳13；由于多股光纤丝2的数量较多，无法将多股光纤丝2全部示出，在本实施例中仅公开多股光纤丝2的排布示意图，参照图2。

参照图1和图2，多股光纤丝2的一端平铺成若干层，且每层的光纤丝2数量保持一致，相邻层之间涂覆有胶粘剂，实现对若干层光纤丝的定型，形成线型输出端14，线型输出端14置于线型包覆壳13内；多股光纤丝2的另一端集束做成圆型输入端10置于套管接头12内；光源照射在圆型输入端10，经多股光纤丝2传输，再从线型包覆壳13方向输出，形成线型光斑，本实施例限定线型光斑的长度为150mm、宽度为1.2mm，本实施例采用的光纤丝的直径为0.2mm，因此，本申请的UV光纤，每层光纤丝的数量为750根，光纤丝的层数为6层。

参照图2和图3，线型包覆壳13包括底座8和盖板9，底座8包括底板3以及沿底板3边沿凸出设置的限位块4，限位块4与底板3围合形成用于平铺若干层光纤丝2的安装槽5，盖板9通过螺钉连接在限位块4远离底板3一侧。

参照图3和图4，盖板9远离套管11一侧的侧壁上延伸设有适配板6，适配板6与盖板9垂直设置，适配板6与底板3之间预留有线型的出光间隙7。

本实施例的超长线型UV光纤的制备方法包括如下步骤：

（1）将多股光纤丝2的一端均匀铺设为6层，每层光纤丝2的数量为750根，铺设每层光纤丝2时，利用单层模具将光纤丝2进行平铺，单层模具的压制间隙与光纤丝2的直径一致；待每层光纤丝2铺设完成后，在光纤丝2表面涂覆胶粘剂，再铺设下一层光纤丝2；

（2）待6层光纤丝2铺设完成后，利用多层模具将6层光纤丝2叠压在一起，制成线型输出端14，多层模具的压制间隙与6层光纤丝2的直径总和保持一致；

（3）将线型输出端14置于安装槽5内，通过螺钉将盖板9紧固在底座8上，线型输出端14置于出光间隙7内；

（4）将多股光纤丝2的另一端通过水性环保乳胶粘结、集束，做成圆型输入端10；

（5）将套管11从圆型输入端10一侧套在光纤丝2上，套管11的一端螺纹连接在线型包覆壳13侧壁上，套管11的另一端与套管接头12螺纹连接，圆型输入端10置于套管接头12内。

其中，胶粘剂选用耐高温环氧树脂胶，耐高温环氧树脂胶采用如下步骤制成：

（1）配料：按照重量份计，称量双酚A型环氧树脂 50份、丙二醇二缩水甘油醚 10份和苯基硅油5份、环氧大豆油 1份；

（2）向双酚A型环氧树脂中加入丙二醇二缩水甘油醚，浸渍2h；

（3）将浸渍物升温至78℃，再加入苯基硅油和环氧大豆油，搅拌，均匀混合。

实施例二：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于线型光斑的长度选为200mm、宽度选为2mm，采用的光纤丝2的直径为0.2mm，因此光纤丝2的层数为10层，每层光纤丝2的根数为1000根，其余部分与实施例一相同。

实施例三：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于线型光斑的长度选为300mm、宽度选为2mm，采用的光纤丝2的直径为0.2mm，因此光纤丝2的层数为10层，每层光纤丝2的根数为1500根，其余部分与实施例一相同。

实施例四：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于胶粘剂的含量不同，按照重量份计，称量双酚A型环氧树脂 55份、丙二醇二缩水甘油醚 15份和苯基硅油8份、环氧大豆油2份，其余制备方法与实施例一相同。

实施例五：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于胶粘剂的含量不同，按照重量份计，称量双酚A型环氧树脂 60份、丙二醇二缩水甘油醚 20份和苯基硅油10份、环氧大豆油3份，其余制备方法与实施例一相同。

对比例一：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于首先将多股光纤丝2的一端集束制成圆型输入端10；然后利用多层模具将多股光纤丝2的另一端集中压制在一起，在光纤丝2之间涂覆胶粘剂，压制成线型输出端14，其余步骤与实施例一保持一致。

对比例二：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于胶粘剂采用双酚A型环氧树脂。

对比例三：

一种超长线型光纤，与实施例四的区别之处在于胶粘剂采用双酚A型环氧树脂 55份、丙二醇二缩水甘油醚 15份混合制成。

对比例四：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于胶粘剂采用双酚A型环氧树脂 55份、丙二醇二缩水甘油醚 15份、苯基硅油8份混合制成。

对比例五：

一种超长线型光纤，与实施例一的区别之处在于胶粘剂采用双酚A型环氧树脂 55份、丙二醇二缩水甘油醚 15份、环氧大豆油2份混合制成。

检测手段：

（1）出光均匀性：采用实施例一~实施例三和对比例一进行测试，紫外光固化涂料购自临沂市兰山区永高表面材料有限公司，采用待测试线型光纤对紫外光固化涂料进行固化，测试相同时间，观察涂料的固化效果，以固化效果表示出光均匀性优劣；

（2）线型输出端14的耐热性：针对实施例一、实施例四、实施例五与对比例二~对比例五试样进行耐温性检测，利用胶粘剂将若干层光纤丝2进行粘结后，再利用多层模具将若干层光纤丝2叠压在一起，制成线型输出端14，将线型输出端14置于250℃烘箱中，加热10h，观察线型输出端14质地情况。

出光均匀性的检测结果如下表所示：

样品	出光均匀性
		实施例一	固化效果优异，出光均匀
实施例二	固化效果优异，出光均匀
		实施例三	固化效果优异，出光均匀
对比例一	固化效果欠佳，出光不均

通过上表可知，采用实施例一~实施例三制得的线型UV光纤，每层光纤根数一致，可保证该光纤具有优异的出光均匀性，从而保证优异的紫外固化效果；肉眼观察对比例一试样，不同位置的光纤丝层数不同，层数少的位置亮度较弱，层数多的位置亮度较强，造成对比例一制备的光纤出光不均、固化效果欠佳。

耐热性的检测结果如下表所示：

样品	质地情况
		实施例一	质地坚硬
实施例四	质地坚硬
		实施例五	质地坚硬
对比例二	质地变软
		对比例三	质地变软
对比例四	质地变软
		对比例五	质地变软

通过上表可知，采用本申请的胶粘剂对光纤的线型输出端14进行胶粘，可保证线型输出端14耐较高的使用温度，提高了该光纤的综合使用性能；从实施例与对比例二~对比例五可知，苯基硅油与环氧大豆油产生协同作用，可保证胶粘剂具有优异的耐热性。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将多股光纤丝(2)的一端均匀铺设为若干层，每层光纤丝(2)数量保持一致，相邻层之间涂覆胶粘剂；

（2）将步骤（1）中的若干层叠压在一起制成线型输出端(14)；

（3）将多股光纤丝(2)的另一端集束做成圆型输入端(10)；

（4）安装外护套(1)。

2.根据权利要求1所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：光纤丝(2)股数=（线型光斑的长度/光纤丝(2)直径）*（线型光斑的宽度/光纤丝(2)直径）。

3.根据权利要求1所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中若干层的层数=线型光斑的宽度/光纤丝(2)直径。

4.根据权利要求1所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中每层光纤丝(2)数量为线型光斑的长度/光纤丝(2)直径。

5.根据权利要求4所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中铺设每层时，通过计数方式数出每层光纤丝(2)的根数，然后通过单层模具将光纤丝(2)进行平铺，单层模具的压制间隙与光纤丝(2)的直径一致。

6.根据权利要求1所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中胶粘剂采用耐高温环氧树脂胶，所述耐高温环氧树脂胶采用如下重量份的组分混合制成：双酚A型环氧树脂 50~60份、丙二醇二缩水甘油醚 10~20份和苯基硅油5~10份、环氧大豆油 1~3份。

7.根据权利要求6所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于，所述耐高温环氧树脂胶的制备方法包括如下步骤：

（1）配料：按照重量份计，称量双酚A型环氧树脂 50~60份、丙二醇二缩水甘油醚 10~20份和苯基硅油5~10份、环氧大豆油 1~3份；

（2）向双酚A型环氧树脂中加入丙二醇二缩水甘油醚，浸渍至少2h；

（3）将浸渍物升温至75~80℃，再加入苯基硅油和环氧大豆油，搅拌，均匀混合。

8.根据权利要求1所述的一种超长线型UV光纤的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中将多股光纤丝(1)的一端通过水性环保乳胶粘结、集束。

9.一种超长线型光纤，包括外护套(1)以及置于外护套(1)内的多股光纤丝(2)，其特征在于：所述外护套(1)包括套管(11)以及连接在套管(11)两端的套管接头(12)与线型包覆壳(13)，所述多股光纤丝(2)的一端平铺成若干层置于线型包覆壳(13)内，每层光纤丝(2)的根数保持一致，所述多股光纤丝(2)的另一端集束做成圆型输入端(10)置于套管接头(12)内。

10.根据权利要求9所述的一种超长线型光纤，其特征在于：所述线型包覆壳(13)包括底座(8)和盖板(9)，所述底座(8)包括底板(3)以及沿底板(3)边沿凸出设置的限位块(4)，所述限位块(4)与底板(3)围合形成用于平铺多股光纤丝(2)的安装槽(5)，所述盖板(9)通过螺钉连接在限位块(4)远离底板(3)一侧，所述盖板(9)远离套管(11)一侧的侧壁上延伸设有适配板(6)，所述适配板(6)与盖板(9)垂直设置，所述适配板(6)与底板(8)之间留有线型的出光间隙(7)。

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