專利名稱：光纖涂層方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖涂層方法，該光纖至少有一層由涂覆器涂覆再加聚合材料層而形成的涂層。
該方法特別適用于光纖的制造中，用于形成通訊纜線的基本元件。
在公知技術(shù)中，光纖是通過拉纖制造的。在拉纖過程中，纖維被覆上一或多層涂層，給予其機(jī)械性能并達(dá)到所需的光學(xué)性能。
一般而言，光纖所涂覆的第一層涂層被稱作第一層，能夠增加抗拉強(qiáng)度和對潮濕的抵抗能力。第二層涂層稱作第二層，用在纖維和第一層組成的基層之上，用于在第一層內(nèi)部分散纖維所承受的彎曲和壓應(yīng)力。
纖維對于微彎曲的敏感性主要依賴于第二層的效能。對于微彎曲的敏感性可通過對應(yīng)于纖維和包容它的纜線的使用標(biāo)準(zhǔn)的試驗來測試。
光纖對于微彎曲耐力的改善一方面決定于厚度另一方面決定于涂層的彈性模量，一般來說，這是由于材料在紫外線輻射造成的聚合變硬而引起的。產(chǎn)生聚合的溫度決定了涂層的彈性模量。
在歐洲專利申請EP-0314174中，提出了在一定的包殼內(nèi)控制溫度使得涂層發(fā)生聚合，以保證彈性模量在滿意的范圍內(nèi)。表面涂覆有材料的纖維穿過此包殼，暴露在鹵素?zé)粝拢u素?zé)舻墓庾V包括了紫外和紅外線。
紫外線引起材料的聚合。在紅外線的作用下，包殼的溫度升高以達(dá)到并恒定維持在鹵素?zé)舾浇?00℃左右，在纖維周圍200℃左右。
該發(fā)明申請中所應(yīng)用的材料的聚合平均溫度為100℃左右，這也是大多數(shù)樹脂在紫外線下的聚合溫度，這就需要冷卻包殼。因此，就要在包殼外使用混合有二氧化碳的水蒸氣循環(huán)以吸收紅外輻射并排出其能量。
如前所述的方法會帶來一些缺陷，尤其是需要溫度控制復(fù)雜的情況下，這需要?dú)怏w循環(huán)通過包殼。
本發(fā)明的目的就是提供一種光纖涂層方法，光纖涂層的聚合控制簡單方便并能保證彈性模量在滿意的范圍內(nèi)。
對此，本發(fā)明所提供的光纖涂層方法包括下列步驟
·在光纖表面涂覆可聚合的涂層材料；·聚合所述材料以形成涂層；其特征在于光纖在涂覆所述材料之前，達(dá)到確定所述材料的聚合溫度T′的溫度T。
更確切地講，本發(fā)明提供了一種光線涂層方法，包括下列步驟·在光纖表面涂覆可聚合涂層的第一層材料；·聚合所述第一層材料以獲得所述的第一層的涂層；·在所述第一涂層上的光纖表面涂覆可聚合涂層的第二層材料；·聚合所述第二層材料以獲得所述第二層的涂層；其特征在于光纖在涂覆所述第二層材料之前，達(dá)到確定所述第二層材料的聚合溫度T′的溫度T。
更一般而言，光纖在涂覆第二層材料之后的所有材料之前，根據(jù)本發(fā)明，達(dá)到確定第二層材料聚合溫度T′的溫度T。
經(jīng)驗表明，在進(jìn)行聚合的包殼上游對由光纖(或許覆蓋有一層或幾層涂層)構(gòu)成的基層進(jìn)行溫度控制即足以滿足涂層聚合的彈性模量，而不必如現(xiàn)有技術(shù)中使人相信得那樣要控制發(fā)生聚合的包殼本身的溫度。
因而這就有可能在光纖涂層涂覆裝置的不同地方執(zhí)行基層溫度控制和涂層聚合的步驟。
一般情況下，本發(fā)明提出了在構(gòu)成涂層的材料涂覆之前，控制光纖上所涂覆涂層的任意一層的聚合溫度在希望的溫度值，這不僅適于光纖只有一層涂層的情況，同樣適用于光纖有第一層和第二層兩層的情況或有兩層以上的情況。
本發(fā)明同樣涉及到一種光纖涂層裝置，包括·一在光纖表面涂覆可聚合涂層材料的涂覆器；·一為獲得涂層的所述材料的聚合包殼；其特征在于它還包括一位于所述涂覆器之前的加熱爐，用于給光纖一確定所述材料聚合溫度T′的溫度T。
更一般地，本發(fā)明提出了一種光纖涂層裝置，它包括n組(n為大于等于2的整數(shù))，每一組包括·一在光纖表面涂覆可聚合涂層材料的涂覆器
·一為獲得涂層的所述材料的聚合包殼其特征在于，對于所有在2和n之間的整數(shù)k，在組k-1的聚合包殼與組k的涂覆器之間，它還包括一加熱爐，用于給涂覆的光纖一溫度T，該溫度確定k組涂覆器所涂覆的材料的聚合溫度T′。
加熱爐與穿過涂層聚合包殼域的氣體循環(huán)相比，其優(yōu)點(diǎn)是使得涂層裝置非常簡化。
根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法的第二個優(yōu)點(diǎn)是在能量提供的便利性上，加熱爐能給基層材料傳送所需任意量的熱量。
本發(fā)明其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在對如圖所示的實(shí)施例的描述中給出。
·

圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的拉纖和涂層裝置的簡圖。
·圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的涂層裝置。
·圖3示出了根據(jù)本發(fā)明制造的光纖微彎曲耐力和拉纖速度之間的實(shí)驗關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明的方法適用于例如用在通訊線纜中的光纖的制造。
光纖的制造從初步加工的產(chǎn)品開始，它的一個端部在加熱包殼的作用下變軟。在圖1中，初步加工的產(chǎn)品3被放置于加熱包殼5內(nèi)。光纖1從拉纖錐7中被拉出，然后穿過一冷卻管9。在冷卻管9的出口有一光學(xué)裝置11測量光纖的直徑。
在拉纖的過程中，光纖被涂覆上第一層涂層，稱為第一層，它能夠提高光纖的抗拉強(qiáng)度及防潮濕。第二涂層稱為第二層，被涂覆在由光纖和第一涂層構(gòu)成的基層上，用于在第一涂層內(nèi)部分散可能由光纖承擔(dān)的壓和彎曲應(yīng)力。
在圖1中，第一涂覆器13在光纖1上涂覆第一層例如由紫外光敏聚合樹脂構(gòu)成的材料。樹脂在光纖通過第一包殼15時被聚合，該包殼中裝有一鹵素?zé)?。第二涂覆?7在由涂有第一涂層的光纖構(gòu)成的基層上涂覆第二層材料，該材料同樣是基于紫外線光敏聚合樹脂。該樹脂在光纖通過裝有鹵素?zé)舻牡诙鼩?9時被聚合。
涂有第一和第二涂層的光纖由絞盤21拖動然后卷繞在卷繞機(jī)23上?；?5a，25b和25c可以調(diào)節(jié)拉纖速度。
根據(jù)本發(fā)明，一加熱爐被置于第一聚合包殼15和第二涂覆器17之間。在穿過加熱爐14后，基層就獲得了確定第二層材料聚合溫度的溫度。在圖2中，基層穿過加熱爐14，加熱爐給它一溫度T。
基層通過加熱爐時所得到的一部分熱量被放出到環(huán)境中，如制造車間的空氣中，和第二涂覆器涂覆的第二涂層的材料中，該材料處于比基層溫度稍低的溫度下。這種熱量交換使得涂有第二涂層材料的基層的溫度略有降低。此溫度T′是第二涂層材料在有鹵素?zé)舻陌鼩?9中聚合的溫度。
溫度從T到T′的減小是有限的，第二涂層的聚合溫度T′由基層2在加熱爐14的出口處所獲得的溫度T所確定，并處于一對應(yīng)于第二涂層彈性模量所希望的滿意區(qū)間的區(qū)間之內(nèi)。
在本發(fā)明的一個特殊的實(shí)施例中，基層2的溫度T可由置于加熱爐14和第二涂覆器17之間的一溫度傳感器16所測的。溫度傳感器16通過電氣連接18連于加熱爐14，以能夠控制加熱爐的溫度。
該控制使得加熱爐向基層傳送足夠的熱量，以便第二涂層的聚合溫度能夠使得彈性模量在滿意區(qū)間之內(nèi)。
第二涂層對于光纖微彎曲耐力的效率決定于此涂層的厚度和它的彈性模量。
在圖3中，曲線30給出了對應(yīng)于以每分鐘米(m/min)來計量的拉纖速度的，非利用本發(fā)明裝置獲得的涂層光纖的以分貝(dB)計量的衰減。所測得的衰減是由于光纖在兩篩選點(diǎn)之間變細(xì)所引起的。根據(jù)常規(guī)測量，此衰減可以確定光纖微彎曲的耐力此衰減越小，光纖微彎曲的耐力越好。對于曲線30的每一點(diǎn)，給出了聚合溫度T′的估算值。
實(shí)驗點(diǎn)顯示出，拉線速度借助于第二涂層的聚合溫度影響微彎曲的耐力。對于不同拉纖速度的彈性模量的最佳化可由根據(jù)本發(fā)明的方法來簡單地實(shí)現(xiàn)，在該方法中圖2的加熱爐14以這種方式工作，它給與基層2一確定聚合溫度T′約為70℃的溫度T。
對應(yīng)于拉纖速度為500m/min的實(shí)驗點(diǎn)顯示出衰減高于對應(yīng)于拉纖速度350m/min點(diǎn)的衰減。對于此兩點(diǎn)，所給出的聚合溫度T′約為50℃，不同的衰減對應(yīng)于第二涂層以微米(μm)記的厚度的不同，并由圖3中的曲線31示出。
由此得出，對于不同拉纖速度的彈性模量的最佳化在保持第二涂層有恒定厚度時最有效。
權(quán)利要求
1.光纖涂層方法包括步驟·在光纖表面涂覆可聚合的涂層材料；·聚合所述材料以形成涂層；其特征在于光纖在涂覆所述材料之前，達(dá)到確定所述材料的聚合溫度(T′)的溫度(T)。
2.光纖涂層方法包括步驟·在光纖表面涂覆可聚合涂層的第一層材料；·聚合所述第一層材料以獲得所述的第一層的涂層；·在所述第一涂層上的光纖表面涂覆可聚合的第二層材料；·聚合所述第二層材料以獲得所述第二層的涂層；其特征在于光纖在涂覆所述第二層材料之前，達(dá)到確定所述第二層材料的聚合溫度(T′)的溫度(T)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于光纖在涂覆第二層材料之后的所有材料之前，達(dá)到確定第二層材料聚合溫度(T′)的溫度(T)。
4.根據(jù)權(quán)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線輻射之下暴光而成。
5.光纖(1)的涂層裝置包括·一在光纖表面涂覆可聚合涂層材料的涂覆器(13)·一為獲得涂層的所述材料的聚合包殼(15)其特征在于它還包括一位于所述涂覆器(13)之前的加熱爐(14)，用于給光纖一確定所述材料聚合溫度(T′)的溫度(T)。
6.光纖(1)的涂層裝置包括·在光纖表面涂覆第一層可聚合涂層材料的第一涂覆器(13)·為獲得所述第一涂層的涂層的所述第一層材料的第一聚合包殼(15)·在涂有第一涂層的光纖表面涂覆第二層可聚合涂層材料的第二涂覆器(17)·為獲得所述第二涂層的涂層的所述第二層材料的第二聚合包殼(15)其特征在于它還包括一位于第一聚合包殼(15)和第二涂覆器(17)之間的加熱爐(14)，給與涂有所述第一涂層的光纖一確定所述第二層材料聚合溫度(T′)的溫度(T)。
7.光纖(1)涂層裝置，它包括n組(n為大于等于2的整數(shù))，每一組包括·一在光纖表面涂覆可聚合涂層材料的涂覆器·一為獲得涂層的所述材料的聚合包殼(15)其特征在于，對于所有在2和n之間的整數(shù)k，在組k-1的聚合包殼與組k的涂覆器之間，它還包括一加熱爐，用于給涂覆的光纖一溫度(T)，該溫度確定k組涂覆器所涂覆的材料的聚合溫度(T′)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7所述的裝置，其特征在于在加熱爐(14)和涂覆器(17)之間裝有溫度傳感器(16)，用于控制加熱爐的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖涂層方法,包括下列步驟:在光纖表面涂覆可聚合的涂層材料,聚合所述材料以形成涂層,此方法的特征在于光纖在涂覆所述材料之前,達(dá)到確定此材料的聚合溫度(T′)的溫度。
文檔編號G02B6/44GK1197215SQ9810741
公開日1998年10月28日 申請日期1998年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月24日
發(fā)明者瓊－弗朗科伊斯·布爾希斯, 麥克斯·馬陶 申請人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司