CN111362572A - 一种光纤的制备方法及光纤 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤的制备方法及光纤，涉及光纤加工设备技术领域。该光纤的制备方法包括如下步骤：S1、对光纤预制棒进行熔融拉丝处理；S2、使熔融拉丝处理后的光纤预制棒依次通过涂料模具上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆，导流孔的表面为曲面，该曲面朝向导流孔和涂料孔的轴线方向凸出；S3、对涂覆有涂料的光纤预制棒进行固化处理。通过在涂料模具上开设同轴设置的导流孔和涂料孔，并将导流孔的表面设置为曲面且该曲面朝向导流孔和涂料孔的轴线方向凸出，使得导流孔与涂料孔的连接处过渡平缓，不容易发生卡料的现象，从而使光纤的直径、不圆度和同心度满足制备要求，该方法尤其适用于制备200微米光纤。
Description
技术领域
本发明涉及光纤加工设备技术领域，尤其涉及一种光纤的制备方法及光纤。
背景技术
光纤作为通讯线缆已经越来越多地使用在室内外各类通讯设备的连接领域中，光纤通常包含二氧化硅制成的玻璃纤维和包覆在玻璃纤维外周的由包覆树脂制成的包覆层。目前光纤涂层均由内外两层组成，内涂层一般是低模量、高弹性、低玻璃化转变温度的材料，主要作用为保护裸光纤表面微裂痕，缓解外部压力，降低光纤的弯曲损耗；而外涂层一般是高模量、低弹性、高玻璃化转变温度的材料，主要作用是增加光纤的抗张强度，确保光纤在加工、运输、使用过程中不受到环境的机械损害。涂层厚度的改变会严重影响光纤的抗弯曲性能及抗张强度等其它指标。
为了使光纤的抗弯曲性能和抗张强度符合使用需求，目前使用的光纤尺寸通常为245微米，如果需要更大的通信容量，就必须增加管道的截面面积，这样不仅增加了地下管道的占地面积，而且提高了生产成本。因此，如何在光纤尺寸减小的情况下，保持甚至提高光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标是现在亟需解决的技术问题。
如图1-图2所示，目前常用的光纤涂料模具1＇内部设置的导流孔2＇一般为斜面，导流孔2＇与涂料孔3＇的连接处容易发生卡料，导致涂料涂覆的不均匀，无法保证光纤的直径、不圆度和同心度的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤的制备方法及光纤，以便在光纤尺寸减小的情况下，保持或者提高光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
一种光纤的制备方法，包括如下步骤：
S1、对光纤预制棒进行熔融拉丝处理；
S2、使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒依次通过涂料模具上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆，所述导流孔的表面为曲面，所述曲面朝向所述导流孔和所述涂料孔的轴线方向凸出；
S3、对涂覆有涂料的所述光纤预制棒进行固化处理。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，所述导流孔的表面为45°-90°圆弧面。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，所述涂料模具包括内层涂料模具和外层涂料模具，所述S3中使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒依次通过所述涂料模具上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆具体包括如下步骤：使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒通过所述内层涂料模具上同轴设置的第一导流孔和第一涂料孔涂覆内层涂料；使涂覆有所述内层涂料的所述光纤预制棒通过所述外层涂料模具上同轴设置的第二导流孔和第二涂料孔涂覆外层涂料；所述第一涂料孔的直径D1小于所述第二涂料孔的直径D2。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，所述第一涂料孔的直径D1的计算方法为：
D1＝d+4h1
其中，d为所述光纤预制棒的直径，h1为涂覆的所述内层涂料的预设厚度。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，所述第二涂料孔的直径D2的计算方法为：
D2＝d+4h1+4h2
其中，h2为涂覆的所述外层涂料的预设厚度。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，对所述光纤预制棒涂覆涂料时所使用的涂覆压力为100KPa-300KPa。
作为一种光纤的制备方法的优选方案，对所述光纤预制棒涂覆涂料时所使用的涂覆温度为40-50℃。
一种光纤，通过上述的光纤的制备方法制备。
作为一种光纤的优选方案，所述光纤包括光纤体、内层涂料和外层涂料，所述光纤的外径小于245微米。
作为一种光纤的优选方案，所述光纤的外径为200微米。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种光纤的制备方法及光纤，通过在涂料模具上开设同轴设置的导流孔和涂料孔，并将导流孔的表面设置为曲面且该曲面朝向导流孔和涂料孔的轴线方向凸出，使得导流孔与涂料孔的连接处过渡平缓，不容易发生卡料的现象，从而使光纤的直径、不圆度和同心度满足制备要求。除此之外，利用该涂料模具还可以用来制备直径为200微米的光纤，与直径为245微米的光纤相比，直径为200微米的光纤的涂层厚度减少了40％，光纤外径减少了18％，但是由于其表面均匀的涂层，直径为200微米的光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标均与直径为245微米的光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标相当。这样在管道截面面积相同的情况下，可以设置更多的光纤，从而增加通信容量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。
图1是现有技术中涂料模具的主视图；
图2是现有技术中涂料模具的剖视图；
图3是本发明提供的光纤的制备方法的流程图；
图4是本发明提供的涂料模具的主视图；
图5是本发明提供的内层涂料模具的剖视图；
图6是本发明提供的外层涂料模具的剖视图；
图7是本发明提供的光纤的结构示意图。
图中：
1＇、涂料模具；2＇、导流孔；3＇、涂料孔；
1、涂料模具；11、第一导流孔；12、第一涂料孔；
21、第二导流孔；22、第二涂料孔；
3、光纤预制棒；301、内层涂料；302、外层涂料；
d、光纤预制棒的直径；h1、内层涂料的预设厚度；h2、外层涂料的预设厚度；D1、第一涂料孔的直径；D2、第二涂料孔的直径。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
如图3所示，本实施例提供了一种光纤的制备方法，该光纤的制备方法包括以下步骤：
S1、对光纤预制棒3进行熔融拉丝处理；
S2、使熔融拉丝处理后的光纤预制棒3依次通过涂料模具1上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆，导流孔的表面为曲面，曲面朝向导流孔和涂料孔的轴线方向凸出；
S3、对涂覆有涂料的光纤预制棒3进行固化处理。
其中，导流孔用来浇注涂料，进入导流孔的涂料能够沿着导流孔的侧壁向下流入涂料孔，当光纤预制棒3经过涂料孔时，能够将涂料涂覆到光纤预制棒3的表面上。
通过在涂料模具1上开设同轴设置的导流孔和涂料孔，并将导流孔的表面设置为曲面且该曲面朝向导流孔和涂料孔的轴线方向凸出，使得导流孔与涂料孔的连接处过渡平缓，不容易发生卡料的现象，从而使光纤的直径、不圆度和同心度满足制备要求。
进一步地，如图4-图6所示，涂料模具1上设置的导流孔的表面为45°-90°圆弧面。在本实施例中，与现有的涂料模具1＇相比，将涂料孔的长度增加，在对光纤预制棒3进行涂料的涂覆过程中，其运动路径增加，能够保证光纤涂层的均匀性。
进一步地，如图5-图7所示，涂料模具1包括内层涂料模具和外层涂料模具，其中，内层涂料模具上开设有同轴设置的第一导流孔11和第一涂料孔12，第一涂料孔12的直径D1的计算方法为：D1＝d+4h1，其中，d为光纤预制棒3的直径，h1为涂覆的内层涂料301的预设厚度。外层涂料模具上开设有同轴设置的第二导流孔21和第二涂料孔22，第二涂料孔22的直径D2的计算方法为：D2＝d+4h1+4h2，其中，h2为涂覆的外层涂料302的预设厚度。将第一涂料孔12的直径D1和第二涂料孔22的直径D2分别设置为固定的数值，可以保证光纤预制棒3外表面上涂覆的内层涂料301的厚度h1及外层涂料302的厚度h2的准确性，避免由于涂层厚度的改变影响光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标。另外，由于液态涂料固化后其厚度会减小，因此在光纤预制棒3表面涂覆的涂料的涂层厚度大于涂层的预设厚度，在光纤预制棒3表面涂覆的涂料的涂层厚度的计算方法属于现有技术，在此不做多余叙述。
进一步地，在涂覆内层涂料301和外层涂料302之后，需要对其进行紫外灯固化，光纤涂层的紫外线固化是指利用紫外线引发光纤上液态涂层材料的快速聚合交联，使其瞬时固化成固体材料。紫外固化处理一般在紫外固化炉中，是由一组相对设置的半椭圆形紫外灯组成，以特定频率的紫外灯光照射对该频段紫外线有敏感的涂料，使涂层固化。在本实施例中，紫外固化处理通过一套可量化的紫外线能量控制装置，由于内层涂料301和外层涂料302所使用的材料不同，因此选择相对应的不同波段的紫外灯分别对内层涂料301和外层涂料302进行固化处理，其固化均匀性较好，且固化效率高。该可量化的紫外线能量控制装置为现有技术，在此不做详细叙述。
具体地，在对熔融拉丝处理后的光纤预制棒3通过涂料模具1进行涂料的涂覆的过程包括：使熔融拉丝处理后的光纤预制棒3通过内层涂料模具上同轴设置的第一导流孔11和第一涂料孔12涂覆内层涂料301，然后使涂覆有内层涂料301的光纤预制棒3通过外层涂料模具上同轴设置的第二导流孔21和第二涂料孔22涂覆外层涂料302。在涂料涂覆的过程中，所使用的涂覆压力为100KPa-300KPa、涂覆温度为40-50℃。在光纤预制棒3上涂覆的内层涂料301的主要作用在于保护裸光纤表面微裂痕，缓解外部压力，降低光纤的弯曲损耗，在内层涂料301的外面涂覆的外层涂料302的主要作用在于增加光纤的抗张强度，确保光纤在加工、运输、使用过程中不受到环境的机械损害。
光纤的拉丝处理是指将制备好的光纤预制棒3加热熔融后拉制成直径符合要求的细小的光纤纤维，在将光纤预制棒3放入拉丝炉之后进行拉丝处理之前需要将拉丝炉抽真空后充满氩气，充入氩气进行保护可以防止空气中的湿气与熔融的光纤预制棒3接触，能够使制备的光纤具有较低的损耗。在对光纤预制棒3进行熔融拉丝处理后还需要将其放入保温退火炉中进行退火处理，由于光纤预制棒3在拉丝处理后塑性降低，为了恢复其塑性、消除硬化，保持良好的力学性能，因此拉丝处理后的光纤预制棒3还需要进行退火处理。
如图7所示，本实施例还提供一种光纤，包括光纤体、内层涂料301和外层涂料302，该光纤是通过上述光纤的制备方法制备成型，该光纤的外径小于245微米。
具体地，利用该光纤的制备方法来制备直径为200微米的光纤，与直径为245微米的光纤相比，直径为200微米的光纤的涂层厚度减少了40％，光纤外径减少了18％，但是其抗弯曲性能及抗张强度等指标均与直径为245微米的光纤的抗弯曲性能及抗张强度等指标相当，同时具有更好的涂层均匀性和不圆度。这样在管道截面面积相同的情况下，可以在管道中设置更多的光纤，从而能够增加通信容量。
以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种光纤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、对光纤预制棒(3)进行熔融拉丝处理；
S2、使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒(3)依次通过涂料模具(1)上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆，所述导流孔的表面为曲面，所述曲面朝向所述导流孔和所述涂料孔的轴线方向凸出；
S3、对涂覆有涂料的所述光纤预制棒(3)进行固化处理。
2.根据权利要求1所述的光纤的制备方法，其特征在于，所述导流孔的表面为45°-90°圆弧面。
3.根据权利要求1所述的光纤的制备方法，其特征在于，所述涂料模具(1)包括内层涂料模具和外层涂料模具，所述S3中使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒(3)依次通过所述涂料模具(1)上同轴设置的导流孔和涂料孔进行涂料的涂覆具体包括如下步骤：
使熔融拉丝处理后的所述光纤预制棒(3)通过所述内层涂料模具上同轴设置的第一导流孔(11)和第一涂料孔(12)涂覆内层涂料(301)；
使涂覆有所述内层涂料(301)的所述光纤预制棒(3)通过所述外层涂料模具上同轴设置的第二导流孔(21)和第二涂料孔(22)涂覆外层涂料(302)；
所述第一涂料孔(12)的直径D1小于所述第二涂料孔(22)的直径D2。
4.根据权利要求3所述的光纤的制备方法，其特征在于，
所述第一涂料孔(12)的直径D1的计算方法为：
D1＝d+4h1
其中，d为所述光纤预制棒(3)的直径，h1为涂覆的所述内层涂料(301)的预设厚度。
5.根据权利要求4所述的光纤的制备方法，其特征在于，
所述第二涂料孔(22)的直径D2的计算方法为：
D2＝d+4h1+4h2
其中，h2为涂覆的所述外层涂料(302)的预设厚度。
6.根据权利要求1所述的光纤的制备方法，其特征在于，对所述光纤预制棒(3)涂覆涂料时所使用的涂覆压力为100KPa-300KPa。
7.根据权利要求6所述的光纤的制备方法，其特征在于，对所述光纤预制棒(3)涂覆涂料时所使用的涂覆温度为40-50℃。
8.一种光纤，其特征在于，通过权利要求1-7任一项所述的光纤的制备方法制备。
9.根据权利要求8所述的光纤，其特征在于，所述光纤包括光纤体、内层涂料(301)和外层涂料(302)，所述光纤的外径小于245微米。
10.根据权利要求9所述的光纤，其特征在于，所述光纤的外径为200微米。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200703 |
|
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