塑料光纤的制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种塑料光纤的制备装置，其包括共挤模具、PMMA挤出机及氟树脂挤出机；共挤模具设置共挤模口及若干分支流道，分支流道包括PMMA纤芯分支流道、氟树脂包层分支流道及混合分支流道；PMMA挤出机分别连接各PMMA纤芯分支流道的输入端，氟树脂挤出机分别连接各氟树脂包层分支流道的输入端，每一混合分支流道的输入端分别对应连接至少一PMMA纤芯分支流道的输出端及至少一氟树脂包层分支流道的输出端。通过多个纤芯共挤方式生产塑料光纤，有助于解决光纤包层氟树脂原料的流动性不匹配以及空气定型的问题，能够提升光纤生产质量的稳定性，实现了包层厚度较为均匀、光纤韧性较好及光纤衰减较小等效果，具有很高的市场应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤领域，尤其涉及的是，一种塑料光纤的制备装置。
技术介绍
光纤通信的发展史虽然只有二、三十年，但由于它无比的优越性能，一直随着光通信产业的迅速发展，成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介，构建起现代社会信息高速公路，并深入到生活和工作中的今天与明天。可以用最简单的一句话概括：没有光纤就没有网络，没有数据通信，也就没有今天的技术现代化。因此，现代生活已离不开网络与通信。光纤是光导纤维的简写，光纤由纤芯和包层组成。根据光纤芯材料不同，可分为石英(玻璃)光纤和塑料光纤两种。石英光纤是一种利用光在玻璃制成的纤维中通过全反射原理而实现光传导的工具。光纤芯一般为几十微米或几微米，比一根头发丝还细；光纤外层称为包层，包层的作用就是起到全反射的作用，保证光波在光纤中不断地反射而传输下去，达到通信的目的。由于玻璃材料是制作光纤的主要材料，它是电气绝缘体，因而不需要担心接地保护问题。光波在光纤中传输，不会发生信息传播中的信息泄露现象。由于石英光纤芯很细，连接要求比较严格，只有专业的人员才能连接；而且光纤芯是由玻璃制成，很脆弱，抗震动性能较差，应用行业及场景受到一定的限制。因此，塑料光纤会在这些受限制的行业与场景来替代石英光纤已是大势所趋。光纤芯由塑料纤维制成的光纤，称之为塑料光纤。当前最常用的一种通信用塑料光纤为PMMA通信塑料光纤。它已成为一种新型的网络传输媒介。由于塑料光纤质轻、柔软、耐振动和易弯曲，且具有优异的拉伸强度、耐用性和光纤芯直径大(与玻璃光纤芯比较)的特点，使其光传导能力大，与器件、光源、探测器等的连接变得容易和低成本，非专业人士也能胜任这些操作。PMMA通信塑料光纤是短距离通信一个重要研究与应用领域，我国在本世纪初即已对塑料光纤进行了多项研究工作，比如通信距离问题、通信网络的可靠性问题，通信网络安全问题、网络传输速率以及产业化生产等问题。PMMA塑料光纤主要由两部分组成：中心部分为光纤芯(Core)；外围部分为光纤包层(Clad)。根据工信部《YD/T1447-2013通信用塑料光纤》标准规定，直径1mm的塑料光纤，其芯径为975um±10um，包层的直径为1mm。常用的直径1mm塑料光纤主要的参数如下：芯材料PMMAPMMA折射率1.492包层材料氟树脂氟树脂折射率1.406/1.411/1.46数值孔径NA0.50/0.485/0.3最小弯曲半径≤30mmPMMA通信塑料光纤的衰减值一般希望≤200dB/km。数据传输速率可达到100Mb/s×100m以上。PMMA塑料光纤在传输过程中，光是通过芯材料并在芯材料与包层材料的界面，不断反射前进而到达接收端。由光源发出的光线通过光纤端面进入塑料光纤的纤芯部分，并在纤芯与包层交界处进行全反射，直至光纤另一端。由于芯材料的透光率一般只有92％～93％，材料对光有损耗，因此PMMA塑料光纤的传输距离一般不超过100m。这种塑料光纤既有石英光纤的光传输特点，又具有轻而柔软、抗挠曲、抗冲击强度高、价格便宜、抗辐照、易加工、并能制成大直径等一系列优点，所以备受青睐。其中，大直径通常为1～3毫米，以增大受光角度，扩大使用范围，此外，塑料光纤芯直径约为1毫米，比石英光纤芯大100倍左右，光纤之间的连接及与个人终端装置的连接都十分容易。因此塑料光纤安装费用很低，安装时采用十分简单的对准连接插头即可，十分方便。塑料光纤可广泛应用于通信、控制、网络、照明以及对防干扰、防静电、防磁、防火、防雷电等特定场所的需求。由于塑料光纤具有重量轻、韧性好、接口容易、综合成本低及光源便宜等优点，受到业界的广泛重视，使其有望成为宽带接入网中的应用技术之一。塑料光纤作为短距离通信网络的理想传输介质，在未来家庭智能化、办公自动化、工控网络化。车载机载通信网、军事通信网以及多媒体设备中的数据传输中具有重要的地位。通过塑料光纤，可实现智能家居的联网，达到家庭自动化和远程控制管理，提高生活质量；例如，智能家居包括家用PC、HDTV、电话、数字成象设备、家庭安全设备、空调、冰箱、音响系统、厨用电器等；通过塑料光纤，可实现办公设备的联网，办公设备之间数据即可高速传输，又可起到信息保密的作用。在局域网速率小于100M时，100米范围内的传输用PMMA塑料光纤即可实现；150M50米范围内的传输可用小数值孔径的PMMA塑料光纤实现。国内外塑料光纤行业的标准，对通信塑料光纤的衰减划分为两个等级参数值，分别是≤180dB/km及≤300dB/km。行业内默契形成一个共识，即只有衰减量小于200dB/km的塑料光纤，才能是用于通信领域的产品。目前，国外只有日本可产业化生产衰减值≤180dB/km的通信塑料光纤。国内已有几个专业化的塑料光纤生产厂家，具备了产业化生产能力，也可生产衰减小于200dB/km的通信塑料光纤，但质量尚不稳定；衰减值≤180dB/km的通信塑料光纤尚不能生产，满足不了国内对通信性能具有高端要求的客户需求。现有技术是使用单芯挤出模具的塑料光纤的生产线进行试产。这种生产方式是每条生产线只生产出一条塑料光纤。其特点是简单易行，对设备动力要求较小，生产过程控制相对容易，生产用模具比较容易制造。通过反复试验后，虽然可生产出塑料光纤，但很难达到高性能的要求。生产衰减小于200dB/km的塑料光纤还比较困难，质量不稳定。其采用的拉丝定型工艺，是通过采用室内环境温度定型。这种生产方式和工艺方法生产的产品，很难达到高端客户的通信应用要求。这种方式可称为单芯共挤方式。另外，塑料光纤的另一项性能指标——数值孔径(NA)值，在标准中有具体的要求。这个参数是光纤的包层材料折射率与纤芯材料折射率的共同函数。为保证生产的塑料光纤达到光纤标准要求，在选择芯原料及包层原料时，特别需要注意了两种原材料的折射率搭配，以保障生产的塑料光纤NA值达到标准的要求。单芯共挤方式就是采用单芯共挤技术加空气定型技术的生产方式。经过反复试生产发现，单芯生产方式会出现一些问题，必须加以解决。由于PMMA塑料光纤结构外侧是由很薄的氟塑料组成包层，厚度一般只有10um～15um，其作用是将光纤芯中传播的光，不断的全反射回光纤芯中，防止光泄露出去，尤其是氟塑料与PMMA之间的包芯层交接面的质量状态，直接影响光纤衰减的性能。交接面质量状态受生产时共挤出工艺影响，共挤工艺的时间、温度、比例、速度及材料特性等多项参数直接影响交接面状态。不同的单芯塑料光纤生产线，其生产能力取决于PMMA挤出螺杆的加工能力。该加工能力受挤出机对螺杆的区域加热、螺杆的转数、螺杆的物理尺寸、挤出材料的特性等因素的影响而会不同。所以，一条挤出生产线在经过反复调整与试验后，可以找出一个最佳挤出状态并能确定最佳挤出速度，最终决定了这个生产线的日生产能力。例如，采用的单芯共挤的生产方式，PMMA及氟原料通过生产直径1mm的塑料光纤模具口挤出，生产速度为每秒1米时，为最佳挤出速度。但是，这种生产方式存在如下问题：由于氟树脂的流动性不如PMMA，在塑料光纤单芯1m/s的挤出速度下，氟树脂材料受其模具口挤出空间狭小及相对PMMA的流动性较差限制，满足不了1m/s的稳定生产速度，造成光纤包层厚度不均、过薄、漏光及界面质量不佳，影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塑料光纤的制备装置，其特征在于，包括共挤模具、PMMA挤出机及氟树脂挤出机；所述PMMA挤出机与所述氟树脂挤出机分别连接所述共挤模具；所述共挤模具设置共挤模口及若干分支流道，其中，所述分支流道包括PMMA纤芯分支流道、氟树脂包层分支流道及混合分支流道；所述PMMA挤出机分别连接各所述PMMA纤芯分支流道的输入端，所述氟树脂挤出机分别连接各所述氟树脂包层分支流道的输入端，每一所述混合分支流道的输入端分别对应连接至少一所述PMMA纤芯分支流道的输出端及至少一所述氟树脂包层分支流道的输出端；各所述混合分支流道的输出端设置于所述共挤模口。

【技术特征摘要】
1.一种塑料光纤的制备装置，其特征在于，包括共挤模具、PMMA挤出机及氟树脂挤出机；所述PMMA挤出机与所述氟树脂挤出机分别连接所述共挤模具；所述共挤模具设置共挤模口及若干分支流道，其中，所述分支流道包括PMMA纤芯分支流道、氟树脂包层分支流道及混合分支流道；所述PMMA挤出机分别连接各所述PMMA纤芯分支流道的输入端，所述氟树脂挤出机分别连接各所述氟树脂包层分支流道的输入端，每一所述混合分支流道的输入端分别对应连接至少一所述PMMA纤芯分支流道的输出端及至少一所述氟树脂包层分支流道的输出端；各所述混合分支流道的输出端设置于所述共挤模口。2.根据权利要求1所述制备装置，其特征在于，每一所述混合分支流道的输入端分别一一对应连接一所述PMMA纤芯分支流道的输出端及一所述氟树脂包层分支流道的输出端。3.根据权利要求2所述制备装置，其特征在于，每个分支流道都具有独立温控加热系统。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，胡卫明，葛玉祥，
申请(专利权)人：深圳市圣诺光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44