CN114217398B - 柔性光纤带的成型方法及用于实施该成型方法的点胶设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了柔性光纤带的成型方法，该成型方法包括以下步骤：1)并列行进的多根光纤单元分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层，然后在固化炉让光纤单元上的着色层不完全固化；2)点胶设备的上、下出胶单元分别从光纤单元的上方和下方朝光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料B；3)粘结材料A、粘结材料B和着色层逐渐固化，固化形成的第一粘结部和第二粘结部将相邻光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘，从而使得没有第一粘结部和第二粘结部的部位可分开。本发明的柔性光纤带在向下和往上的两个方向上都具有较好的弯曲性能，柔性光纤带的边纤在受力时衰减很小，有助于提高光缆的光纤密度。

Description

柔性光纤带的成型方法及用于实施该成型方法的点胶设备

技术领域

本发明属于光纤领域，更具体地，涉及柔性光纤带、其成型方法及用于实施成型方法的点胶设备。

背景技术

随着5G时代的到来，数据成爆炸式的增长，海量的数据需要通过密集组网的形式来实现。在数据中心、机房等集约化，密集化组网的背景下，对大芯数、超高密度的光缆的需求应运而生。传统的大芯数光缆有刚性光纤带光缆(如骨架光缆和层绞带缆)和散纤形式的层绞式光缆。刚性光纤带光缆具有可以整带熔接的特性，熔接施工效率较高。但是传统光纤带光缆因光纤带的刚性结构，无法承受弯曲应力。光纤带的边纤在受力时衰减会明显上升，设计光缆时需要留有较大的空间余量。这种带缆的光纤的密度无法做到很高，同时弯曲性能也会大打折扣。散纤形式的光缆可以做到相对高的光纤密度，但是在熔接时需要逐根熔接，熔接效率大大降低。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种柔性光纤带、其成型方法及用于实施成型方法的点胶设备，柔性光纤带的正、反弯曲性能好，可增加光缆的光纤密度，同时保留了柔性光纤带的整带熔接特性，其成型方法简单方便，成型效果好，而且点胶设备结构简单，点胶效果好。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了柔性光纤带的成型方法，包括以下步骤：

1)并列行进的多根光纤单元分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层，然后在固化炉让光纤单元上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元均沾粘在一起；

2)点胶设备的上出胶单元从光纤单元的上方朝任意相邻的第k根和第k+1根光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料A，点胶设备的下出胶单元从光纤单元的下方朝任意相邻的第k+1和第k+2根光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料B，粘结材料A和粘结材料B粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使任意相邻的两根光纤单元粘连在一起，其中k为奇数；以经过相邻两根所述光纤单元的轴线的平面作为参考面，所述粘结材料A和所述粘结材料B分别位于参考面的不同侧；

4)粘结材料A、粘结材料B和着色层逐渐固化，并且粘结材料A和粘结材料B分别固化形成的第一粘结部和第二粘结部将相邻光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘，从而使得没有第一粘结部和第二粘结部的部位可分开。

优选地，每个所述第二粘结部与每个所述第一粘结部均存在纵向间距，其中，所述纵向为光纤单元的长度方向。

优选地，所述粘结材料为热固性树脂或光固化树脂。

优选地，所述固化炉中只有氮气和氧气，并且两者的体积比为(95％～50％)：(5％～50％)，以使得着色层仍具有粘性。

按照本发明的另一个方面，还提供了用于实施所述的成型方法的点胶设备，包括导引模具和两个出胶单元，其中：

所述导引模具设有作为光纤单元的行进通道的贯穿孔，所述导引模具的顶部和底部分别设置有与所述贯穿孔连通的流道；

所述导引模具的上方和下方分别设置一个所述出胶单元；

所述出胶单元包括格挡带和胶池，所述胶池内装有粘结材料并且设置有用于让粘结材料流出的出胶口，所述格挡带上多处设置出胶通孔，以让流出的粘结材料经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元的缝隙内；

每个所述出胶单元的胶池内均设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料从所述出胶口流出。

优选地，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带移动，从而使所述格挡带间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。

优选地，所述驱动机构为带轮，所述胶池位于所述格挡带所围区域内。

优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料固化前的粘度在25℃～50℃的温度范围为500Pa·s～10000Pa·s。

优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的杨氏模量为1000MPa～2000Mpa。

优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的断裂延伸率在在25％～300％。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明的成型方法通过让着色层不完全固化而在出固化炉时仍然保持粘性，便于粘结材料更好地与着色层结合来提高粘结的可靠性，有效防止后续向上、向下弯曲柔性光纤带时粘结部的脱落。

2)本发明的点胶设备通过上方的点胶单元同步布置一行第一粘结部，下方的点胶单元同步布置一行第二粘结部，能够成倍的提升制造速度。

3)本发明的成型方法制造的柔性光纤带的第一粘结部和第二粘结部由于分别布置在上、下方缝隙处，而且在每条缝隙内间断布置，使得柔性光纤带在向下和往上的两个方向上都具有较好的弯曲性能，柔性光纤带的边纤在受力时衰减很小。

4)本发明的成型方法制造的柔性光纤带朝任一方向弯曲后，在其外周总有粘结部作为连接部分实现光纤的连接，提高了柔性光纤带的强度；粘结部的间断设置使得光纤的未连接部分分开，柔性光纤带形成蛛网状，有助于柔性光纤带的弯曲变形及填充光缆的护套，在设计光缆时护套内也无需留很大的空间余量，护套内能填充更多条柔性光纤带，从而提升光缆的光纤密度。

附图说明

图1是本发明中柔性光纤带的俯视图；

图2是图1中沿A-A线的剖视图；

图3是图1中沿B-B线的剖视图；

图4是图1中的柔性光纤带朝上弯曲的示意图；

图5是图1中的柔性光纤带向下弯曲的示意图；

图6是本发明中点胶设备的其中一个剖面下的剖视示意图；

图7是本发明中点胶设备的另一剖面下的剖视示意图；

图8是本发明中上格挡带的示意图；

图9是本发明中下格挡带的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图9，一种柔性光纤带，包括N根并列设置的光纤单元4，任意相邻的两根所述光纤单元4优选相互接触，任意相邻的第k根和第k+1根光纤单元4均通过第一粘结部2粘结，并且任意相邻的第k+1和第k+2根光纤单元4均通过第二粘结部3粘结，其中，k为奇数且N≥3。

所述第一粘结部2和第二粘结部3均为通过向相邻两根光纤单元4的缝隙1填充粘结材料6形成，其中，所述粘结材料6为粘合剂或树脂，所述树脂为热固性树脂，譬如UV固化丙烯酸树脂。

以经过相邻两根所述光纤单元4的轴线的平面作为参考面，所述第一粘结部2为从所述参考面的上方朝相邻两根光纤单元4的缝隙1填充粘结材料6固化而成，所述第二粘结部3为从所述参考面的下方朝相邻两根光纤单元4的缝隙1填充粘结材料6固化而成，并且每条缝隙1内的所述第一粘结部2沿着光纤单元4的长度方向间隔设置，每条缝隙1内的所述第二粘结部3沿着光纤单元4的长度方向间隔设置。每个所述第二粘结部3与每个所述第一粘结部2均存在纵向间距，其中，所述纵向为光纤单元4的长度方向。参照图1～图5，共有N＝12根光纤单元4。

本发明的柔性光纤带是将多根光纤单元4平行并排放置，光纤单元4之间不是按照传统光纤外面全包覆丙烯酸树脂的结构形成带状。光纤单元4之间间歇性的使用粘结材料6(粘合剂或者丙烯酸树脂，优选)等材料形成粘结部分，光纤单元4的其他部分互不沾粘，形成的柔性光纤带不是刚性的结构，在受到侧向压力时，因为光纤单元4之间有互不连接的部分，柔性光纤带可以发生变形。在图1～图5中，实施例中是以12芯的柔性光纤带为例，光纤单元4的芯层部分，直径一般为125um，芯层外是包层部分，包覆后直径为240um，包层外有着色层，着色后的直径在250um左右。12根光纤单元4之间平行排布，光纤单元4中有间歇性的连接部分(粘结部)，其余部分为非连接部分。将柔性光纤带分别沿着A-A和B-B截面剖开可以看到连接部分的剖面视图。参照图1，在A-A处，连接部分在光纤带平面+Z(参考面上方)的方向上存在，在-Z(参考面下方)的方向不存在。在B-B处，连接部分在-Z方向存在，在+Z方向不存在。

通过柔性光纤带的+Z和-Z方向分别布置间歇性的粘结部，使得光纤单元4之间间断性的连接起来。分别在+Z和-Z方向布置的第一粘结部2和第二粘结部3的有益之处之一，在于使得光纤带在+Z和-Z方向上都具有较好的弯曲性能，柔性光纤带在弯曲的时候总有在外周的连接部分，而不是相反的情况，提高了柔性光纤带的强度；有益之处之二在于，通过同步布置同一面的同一行的粘结部，能够成倍的提升制造速度。

第一粘结部2阵列布置，第二粘结部3也阵列布置。第一粘结部2和第二粘结部3的长度可相等，长度均为L₁，它们沿缝隙1纵向的水平间距为L₂，节距为P＝L₁+L₂。通过调整L₁和L₂的长度，可以调节柔性光纤带的柔韧性，在本实例中L₁＝10mm，P＝50mm。

按照本发明的另一个方面，还提供了所述的柔性光纤带的成型方法，包括以下步骤：

1)光纤单元牵引装置牵引从多个光纤放线架上放出的多根未着色的光纤单元4并列行进；

2)各光纤单元4分别经过着色模具9着上可互相区分颜色的着色层，然后在固化炉让各光纤单元4上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元4均沾粘在一起；着色层可采用现有的油墨材料，其具有较好的相容性。此处需要注明的是，着色后的固化炉中采用的并非高纯度的氮气，而是控制混合比例的氧气和氮气的混合气体，所述固化炉中只有氮气和氧气，本实例中氮气和氧气的体积比例分别为(95％～50％)：(5％～50％)，优选体积占比分别为95％和5％。如此设计的目的是使得着色层仍具有一定的粘性。

3)点胶设备从光纤单元4的上方和下方分别朝相邻光纤单元4的缝隙1内滴粘结材料A6，粘结材料6通过粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使相邻的两根光纤单元4粘连在一起，具体如下：点胶设备的上出胶单元从光纤单元4的上方朝任意相邻的第k根和第k+1根光纤单元4之间的缝隙内滴上粘结材料A，点胶设备的下出胶单元从光纤单元4的下方朝任意相邻的第k+1和第k+2根光纤单元4之间的缝隙内滴上粘结材料B，粘结材料A和粘结材料B粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使任意相邻的两根光纤单元4粘连在一起，其中k为奇数，以经过相邻两根所述光纤单元的轴线的平面作为参考面，所述粘结材料A和所述粘结材料B分别位于参考面的不同侧；

4)粘结材料A、粘结材料B和着色层逐渐固化，此时在逐渐固化的过程中，且因之前着色层带有一定粘性，粘结材料与着色相互浸润，便于粘结材料6渐渐附着于光纤单元4表面，两者固化后紧密相连。而使得粘结材料A、粘结材料B均与着色层紧密相连。粘结材料6固化形成的第一粘结部2和第二粘结部3将光纤单元4连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元4不再沾粘从而使得没有第一粘结部和第二粘结部的部位可分开，即在没有粘结部的位置可以相互分开。

光纤单元4通过设计的点胶设备实现间歇式布置的第一粘结部2和第二粘结部3。

用于实施所述的成型方法的点胶设备，主要是实施步骤3)，包括光纤单元牵引装置和点胶设备，所述光纤单元牵引装置用于牵引多根水平设置的光纤单元4并列行进，所述点胶设备包括导引模具9和两个出胶单元，其中：所述导引模具9设有作为光纤单元4的行进通道的贯穿孔91，所述导引模具9的顶部和底部分别设置有与所述贯穿孔91连通的流道；所述光纤单元牵引装置用于牵引多根水平设置的光纤单元4并列行进；所述导引模具9的上方和下方分别设置一个所述出胶单元。导引模具9上方的为上出胶单元，上出胶单元的胶池内装的粘结材料6为粘结材料A，导引模具9下方的为下出胶单元，下出胶单元的内装的粘结材料6为粘结材料B。

所述出胶单元包括格挡带和胶池，格挡带的厚度为100um～500um；所述胶池内装有粘结材料6并且设置有用于让粘结材料6流出的出胶口，所述格挡带上多处设置出胶通孔，以让流出的粘结材料6经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元4的缝隙1内；优选地，所述驱动机构为带轮，则所述格挡带为环形皮带，所述胶池位于所述格挡带所围区域内。

每个所述出胶单元的胶池内均设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料6从所述出胶口流出。

进一步，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带移动，从而使所述格挡带间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。两个所述出胶单元的格挡带采用同一动力源驱动，以使两个所述出胶单元的格挡带速度相同。

光纤单元4的芯数可以为4,6,8,12,16,24以及其他任意芯数；参见图6、图7，以本点胶设备点胶的光纤单元4为四根为例，其中的4芯带在第1根和第2根的光纤单元4，以及在第3根和第4根的光纤单元4之间的缝隙1的正上方有第一粘结部2，在第2根和第3根的光纤单元4之间的缝隙1的正下方有第二粘结部3。上出胶单元包括上胶池7和上格挡带8，上胶池7具有第一出胶口71和第二出胶口72，上格挡带8具有第一出胶通孔81和第二出胶通孔82，上格挡带8在移动过程中，第一出胶通孔81可与第一出胶口71对准来让粘结材料6滴出，第二出胶通孔82可与第二出胶口72对准来让粘结材料6滴出，可实现间歇性对准。上格挡带8在移动过程中也可封闭第一出胶口71和第二出胶口72。导引模具9对应于第一出胶口71和第二出胶口72的位置分别设置第一流道92和第二流道93。下出胶单元包括下胶池12和下格挡带11，下胶池12的顶部具有第三出胶口121，下格挡带11上设置有第三出胶通孔111，同理，第三出胶通孔111可与第三出胶口121对准来让粘结材料6滴出，可实现间歇性对准。导引模具9对应于第三出胶口121的位置设置有第三流道94。

使用本点胶设备成型四芯的柔性光纤带的过程如下，四根光纤单元从导引模具9上的贯穿孔91穿过中并列布置，在对应的贯穿孔91的上方和下方分别布置粘结材料6的第一流动通道92、第二流道93和第三流道94。在贯穿孔91的上方和下方分别布置了上格挡带8和下格挡带11。在上格挡带8上分别布置一批形状为圆形或者腰圆型的第一出胶通孔81和第二出胶通孔82，在下格挡带11上分别布置一批形状为圆形或者腰圆型的第三出胶通孔111。上格挡带8和下格挡带11各自形成闭合的环形带状。上格挡带8和下格挡带11分别通过带轮进行驱动，均以稳定的速度V₁进行运动。带轮的连接着图示未绘制出的电机作为动力源。在上格挡带8和下格挡带11所围区域内配置着装着粘结材料的上胶池7和下胶池12，通过与图示未注明的增压单元可以控制胶池压力。在上胶池7的底部也有第一出胶口71和第二出胶口72，下胶池12的顶部有第三出胶口121。当电机驱动带轮驱动上格挡带8和下格挡带11运动，运行速度为V₁，光纤单元被光纤单元牵引装置牵引拉动，速度为V₂。当上格挡带8的第一出胶通孔81与第一出胶口71和第一流道92对准，并且上格挡带8的第二出胶通孔82与第二出胶口72和第二流道93对准形成通路时，粘结材料6会从通路中流过，填充在对应的相邻光纤单元4的缝隙之间。同理，当第二出胶口72、第二出胶通孔82和第一流道92连通形成通路时，以及第三出胶口121,第三出胶通孔111和第三流道94连通形成通路时，粘结材料6会从通路中流过，填充在对应的光纤单元4的缝隙之间。

通过调整光纤单元4的运行速度V₂和上格挡带8、下格挡带11的运行速度V₁之间的比例可以控制第一粘结部2与第二粘结部3的节距P。通过控制格挡带的出胶通孔的长度S₁和出胶通孔的间距S₂之间的距离比值可以同步的控制粘结部的长度L₁和粘结部的节距P的比值关系。上格挡带8和下格挡带11的运行速度是同步的，通过驱动装置譬如皮带或者齿轮进行传动，保证速度同一。上格挡带8和下格挡带11的第一出胶通孔81和第三出胶通孔111之间通过相位的调整，可以调整第一粘结部2和第二粘结部3的距离。一般来说，第二粘结部3位于第一粘结部2的相邻两个粘结部正中间的位置。当然，也可以根据实际情况进行调整。通过上述的点胶设备可以形成间歇错位的粘结部，粘结部通过与材料相匹配的固化方式固化后即可使并排设置的光纤单元4成形为柔性光纤带1。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.柔性光纤带的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)并列行进的多根光纤单元分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层，然后在固化炉让光纤单元上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元均沾粘在一起；

2)点胶设备的上出胶单元从光纤单元的上方朝任意相邻的第k根和第k+1根光纤单元之间的缝隙内滴粘结材料A，点胶设备的下出胶单元从光纤单元的下方朝任意相邻的第k+1和第k+2根光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料B，粘结材料A和粘结材料B粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使任意相邻的两根光纤单元粘连在一起，其中k为奇数；以经过相邻两根所述光纤单元的轴线的平面作为参考面，所述粘结材料A和所述粘结材料B分别位于参考面的不同侧；其中，所述点胶设备包括导引模具和两个出胶单元，所述导引模具设有作为光纤单元的行进通道的贯穿孔，所述导引模具的顶部和底部分别设置有与所述贯穿孔连通的流道；所述导引模具的上方和下方分别设置一个所述出胶单元，导引模具的上方和下方的出胶单元分别为上出胶单元和下出胶单元；

3)粘结材料A、粘结材料B和着色层逐渐固化，并且粘结材料A和粘结材料B分别固化形成的第一粘结部和第二粘结部将相邻光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘，从而使得没有第一粘结部和第二粘结部的部位可分开。

2.根据权利要求1所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，每个所述第二粘结部与每个所述第一粘结部均存在纵向间距，其中，所述纵向为光纤单元的长度方向。

3.根据权利要求1所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述粘结材料为热固性树脂或光固化树脂。

4.根据权利要求1所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述固化炉中只有氮气和氧气，并且两者的体积比为(95％～50％)：(5％～50％)，以使得着色层仍具有粘性。

5.根据权利要求1所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，

所述出胶单元包括格挡带和胶池，所述胶池内装有粘结材料并且设置有用于让粘结材料流出的出胶口，所述格挡带上多处设置出胶通孔，以让流出的粘结材料经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元的缝隙内；

每个所述出胶单元的胶池内均设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料从所述出胶口流出。

6.根据权利要求5所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带移动，从而使所述格挡带间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。

7.根据权利要求6所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述驱动机构为带轮，所述胶池位于所述格挡带所围区域内。

8.根据权利要求5所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料固化前的粘度在25℃～50℃的温度范围为500Pa·s～10000Pa·s。

9.根据权利要求5所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的杨氏模量为1000MPa～2000Mpa。

10.根据权利要求5所述的柔性光纤带的成型方法，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的断裂延伸率在在25％～300％。

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