CN1197215A - 光纤涂层方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤涂层方法,包括下列步骤:在光纤表面涂覆可聚合的涂层材料,聚合所述材料以形成涂层,此方法的特征在于光纤在涂覆所述材料之前,达到确定此材料的聚合温度(T′)的温度。

Description

光纤涂层方法

本发明涉及一种光纤涂层方法，该光纤至少有一层由涂覆器涂覆再加聚合材料层而形成的涂层。

该方法特别适用于光纤的制造中，用于形成通讯缆线的基本元件。

在公知技术中，光纤是通过拉纤制造的。在拉纤过程中，纤维被覆上一或多层涂层，给予其机械性能并达到所需的光学性能。

一般而言，光纤所涂覆的第一层涂层被称作第一层，能够增加抗拉强度和对潮湿的抵抗能力。第二层涂层称作第二层，用在纤维和第一层组成的基层之上，用于在第一层内部分散纤维所承受的弯曲和压应力。

纤维对于微弯曲的敏感性主要依赖于第二层的效能。对于微弯曲的敏感性可通过对应于纤维和包容它的缆线的使用标准的试验来测试。

光纤对于微弯曲耐力的改善一方面决定于厚度另一方面决定于涂层的弹性模量，一般来说，这是由于材料在紫外线辐射造成的聚合变硬而引起的。产生聚合的温度决定了涂层的弹性模量。

在欧洲专利申请EP-0314174中，提出了在一定的包壳内控制温度使得涂层发生聚合，以保证弹性模量在满意的范围内。表面涂覆有材料的纤维穿过此包壳，暴露在卤素灯下，卤素灯的光谱包括了紫外和红外线。

紫外线引起材料的聚合。在红外线的作用下，包壳的温度升高以达到并恒定维持在卤素灯附近400℃左右，在纤维周围200℃左右。

该发明申请中所应用的材料的聚合平均温度为100℃左右，这也是大多数树脂在紫外线下的聚合温度，这就需要冷却包壳。因此，就要在包壳外使用混合有二氧化碳的水蒸气循环以吸收红外辐射并排出其能量。

如前所述的方法会带来一些缺陷，尤其是需要温度控制复杂的情况下，这需要气体循环通过包壳。

本发明的目的就是提供一种光纤涂层方法，光纤涂层的聚合控制简单方便并能保证弹性模量在满意的范围内。

对此，本发明所提供的光纤涂层方法包括下列步骤：

·在光纤表面涂覆可聚合的涂层材料；

·聚合所述材料以形成涂层；

其特征在于光纤在涂覆所述材料之前，达到确定所述材料的聚合温度T′的温度T。

更确切地讲，本发明提供了一种光线涂层方法，包括下列步骤：

·在光纤表面涂覆可聚合涂层的第一层材料；

·聚合所述第一层材料以获得所述的第一层的涂层；

·在所述第一涂层上的光纤表面涂覆可聚合涂层的第二层材料；

·聚合所述第二层材料以获得所述第二层的涂层；

其特征在于光纤在涂覆所述第二层材料之前，达到确定所述第二层材料的聚合温度T′的温度T。

更一般而言，光纤在涂覆第二层材料之后的所有材料之前，根据本发明，达到确定第二层材料聚合温度T′的温度T。

经验表明，在进行聚合的包壳上游对由光纤(或许覆盖有一层或几层涂层)构成的基层进行温度控制即足以满足涂层聚合的弹性模量，而不必如现有技术中使人相信得那样要控制发生聚合的包壳本身的温度。

因而这就有可能在光纤涂层涂覆装置的不同地方执行基层温度控制和涂层聚合的步骤。

一般情况下，本发明提出了在构成涂层的材料涂覆之前，控制光纤上所涂覆涂层的任意一层的聚合温度在希望的温度值，这不仅适于光纤只有一层涂层的情况，同样适用于光纤有第一层和第二层两层的情况或有两层以上的情况。

本发明同样涉及到一种光纤涂层装置，包括：

·一在光纤表面涂覆可聚合涂层材料的涂覆器；

·一为获得涂层的所述材料的聚合包壳；

其特征在于它还包括一位于所述涂覆器之前的加热炉，用于给光纤一确定所述材料聚合温度T′的温度T。

更一般地，本发明提出了一种光纤涂层装置，它包括n组(n为大于等于2的整数)，每一组包括：

·一在光纤表面涂覆可聚合涂层材料的涂覆器

·一为获得涂层的所述材料的聚合包壳

其特征在于，对于所有在2和n之间的整数k，在组k-1的聚合包壳与组k的涂覆器之间，它还包括一加热炉，用于给涂覆的光纤一温度T，该温度确定k组涂覆器所涂覆的材料的聚合温度T′。

加热炉与穿过涂层聚合包壳域的气体循环相比，其优点是使得涂层装置非常简化。

根据本发明的装置和方法的第二个优点是在能量提供的便利性上，加热炉能给基层材料传送所需任意量的热量。

本发明其它的特点和优点将在对如图所示的实施例的描述中给出。

·图1示出了根据现有技术的拉纤和涂层装置的简图。

·图2示出了根据本发明的涂层装置。

·图3示出了根据本发明制造的光纤微弯曲耐力和拉纤速度之间的实验关系。

根据本发明的方法适用于例如用在通讯线缆中的光纤的制造。

光纤的制造从初步加工的产品开始，它的一个端部在加热包壳的作用下变软。在图1中，初步加工的产品3被放置于加热包壳5内。光纤1从拉纤锥7中被拉出，然后穿过一冷却管9。在冷却管9的出口有一光学装置11测量光纤的直径。

在拉纤的过程中，光纤被涂覆上第一层涂层，称为第一层，它能够提高光纤的抗拉强度及防潮湿。第二涂层称为第二层，被涂覆在由光纤和第一涂层构成的基层上，用于在第一涂层内部分散可能由光纤承担的压和弯曲应力。

在图1中，第一涂覆器13在光纤1上涂覆第一层例如由紫外光敏聚合树脂构成的材料。树脂在光纤通过第一包壳15时被聚合，该包壳中装有一卤素灯。第二涂覆器17在由涂有第一涂层的光纤构成的基层上涂覆第二层材料，该材料同样是基于紫外线光敏聚合树脂。该树脂在光纤通过装有卤素灯的第二包壳19时被聚合。

涂有第一和第二涂层的光纤由绞盘21拖动然后卷绕在卷绕机23上。滑轮25a，25b和25c可以调节拉纤速度。

根据本发明，一加热炉被置于第一聚合包壳15和第二涂覆器17之间。在穿过加热炉14后，基层就获得了确定第二层材料聚合温度的温度。在图2中，基层穿过加热炉14，加热炉给它一温度T。

基层通过加热炉时所得到的一部分热量被放出到环境中，如制造车间的空气中，和第二涂覆器涂覆的第二涂层的材料中，该材料处于比基层温度稍低的温度下。这种热量交换使得涂有第二涂层材料的基层的温度略有降低。此温度T′是第二涂层材料在有卤素灯的包壳19中聚合的温度。

温度从T到T′的减小是有限的，第二涂层的聚合温度T′由基层2在加热炉14的出口处所获得的温度T所确定，并处于一对应于第二涂层弹性模量所希望的满意区间的区间之内。

在本发明的一个特殊的实施例中，基层2的温度T可由置于加热炉14和第二涂覆器17之间的一温度传感器16所测的。温度传感器16通过电气连接18连于加热炉14，以能够控制加热炉的温度。

该控制使得加热炉向基层传送足够的热量，以便第二涂层的聚合温度能够使得弹性模量在满意区间之内。

第二涂层对于光纤微弯曲耐力的效率决定于此涂层的厚度和它的弹性模量。

在图3中，曲线30给出了对应于以每分钟米(m/min)来计量的拉纤速度的，非利用本发明装置获得的涂层光纤的以分贝(dB)计量的衰减。所测得的衰减是由于光纤在两筛选点之间变细所引起的。根据常规测量，此衰减可以确定光纤微弯曲的耐力：此衰减越小，光纤微弯曲的耐力越好。对于曲线30的每一点，给出了聚合温度T′的估算值。

实验点显示出，拉线速度借助于第二涂层的聚合温度影响微弯曲的耐力。对于不同拉纤速度的弹性模量的最佳化可由根据本发明的方法来简单地实现，在该方法中图2的加热炉14以这种方式工作，它给与基层2一确定聚合温度T′约为70℃的温度T。

对应于拉纤速度为500m/min的实验点显示出衰减高于对应于拉纤速度350m/min点的衰减。对于此两点，所给出的聚合温度T′约为50℃，不同的衰减对应于第二涂层以微米(μm)记的厚度的不同，并由图3中的曲线31示出。

由此得出，对于不同拉纤速度的弹性模量的最佳化在保持第二涂层有恒定厚度时最有效。

Claims (8)

1.光纤涂层方法包括步骤：

·在光纤表面涂覆可聚合的涂层材料；

·聚合所述材料以形成涂层；

其特征在于光纤在涂覆所述材料之前，达到确定所述材料的聚合温度(T′)的温度(T)。

2.光纤涂层方法包括步骤：

·在光纤表面涂覆可聚合涂层的第一层材料；

·聚合所述第一层材料以获得所述的第一层的涂层；

·在所述第一涂层上的光纤表面涂覆可聚合的第二层材料；

·聚合所述第二层材料以获得所述第二层的涂层；

其特征在于光纤在涂覆所述第二层材料之前，达到确定所述第二层材料的聚合温度(T′)的温度(T)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于光纤在涂覆第二层材料之后的所有材料之前，达到确定第二层材料聚合温度(T′)的温度(T)。

4.根据权利要求1到3所述的方法，其特征在于聚合是由聚合材料在紫外线辐射之下暴光而成。

5.光纤(1)的涂层装置包括：

·一在光纤表面涂覆可聚合涂层材料的涂覆器(13)

·一为获得涂层的所述材料的聚合包壳(15)

其特征在于它还包括一位于所述涂覆器(13)之前的加热炉(14)，用于给光纤一确定所述材料聚合温度(T′)的温度(T)。

6.光纤(1)的涂层装置包括：

·在光纤表面涂覆第一层可聚合涂层材料的第一涂覆器(13)

·为获得所述第一涂层的涂层的所述第一层材料的第一聚合包壳(15)

·在涂有第一涂层的光纤表面涂覆第二层可聚合涂层材料的第二涂覆器(17)

·为获得所述第二涂层的涂层的所述第二层材料的第二聚合包壳(15)

其特征在于它还包括一位于第一聚合包壳(15)和第二涂覆器(17)之间的加热炉(14)，给与涂有所述第一涂层的光纤一确定所述第二层材料聚合温度(T′)的温度(T)。

7.光纤(1)涂层装置，它包括n组(n为大于等于2的整数)，每一组包括：

·一在光纤表面涂覆可聚合涂层材料的涂覆器

·一为获得涂层的所述材料的聚合包壳(15)

其特征在于，对于所有在2和n之间的整数k，在组k-1的聚合包壳与组k的涂覆器之间，它还包括一加热炉，用于给涂覆的光纤一温度(T)，该温度确定k组涂覆器所涂覆的材料的聚合温度(T′)。

8.根据权利要求5到7所述的装置，其特征在于在加热炉(14)和涂覆器(17)之间装有温度传感器(16)，用于控制加热炉的温度。

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