涂覆光纤及其制造方法和装置制造方法及图纸

一种制造涂覆光纤的方法和装置，所述涂覆光纤具有树脂涂层的优异表面光滑度并且可以以优异的涂覆性能涂覆彩色墨水。所述方法包括以下步骤：围绕裸光纤（３）形成外涂层，制成涂覆光纤（１０）；以及用收线装置（１４）通过滑轮缠绕此涂覆光纤，运行的涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于０．８μｍ。当外涂层温度为室温或外涂层的杨氏模量高于５００ＭＰａ时，在拉制或反绕时涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于１．２μｍ。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以高速制造优质涂覆光纤的制造方法和装置，并涉及其涂层具有优良的表面光滑度的涂覆光纤。最近采用高速拉制法已提高了生产率。但在400米/分或更高的拉制速度时，光纤的横向运动量(即垂直于光纤走向)增加。在这种情况下，(i)光纤可能会碰到树脂涂覆系统的喷嘴，而降低光纤的强度，或(ii)涂层的厚度不均匀，而降低相对于横向(或侧向)压力的特性。此处，(i)冷却裸光纤或涂覆光纤的气体以及(ii)树脂固化系统中清洗气体的流速增加是这种光纤运动增加的一个原因，因为光纤由于上述气体的流动而振动。可能还有各种其它的原因，但本专利技术的专利技术人发现，涂覆光纤首先接触的滑轮表面的光滑度也与光纤的这种横向运动有关。为了解决上述问题，日本特许公报第2863071号公开了一种制造涂覆光纤的工艺，即，围绕裸光纤形成涂层，通过缠绕系统用诸如滑轮等固体缠绕此光纤，且涂覆光纤首先接触的该固体的表面粗糙度为0.6μm或更小。该专利技术的目的是要降低(i)光纤的横向运动，(ii)涂层的不均匀度，并且使用具有光滑表面的固体来抑制因固体表面不均匀而引起的光纤横向运动或振动。但是，虽然上述传统的专利技术具有降低光纤横向运动和减少涂层厚度不均匀的目的，但所述专利技术却没有改进涂覆光纤表面光滑度的目的。此外，日本特许公报第2863071号只公开了涂覆光纤首先接触的固体的表面粗糙度，而没有提到光纤随后依次要接触的每个固体的表面粗糙度，以及除拉制过程外其他过程中要使用的固体(例如在反绕过程中光纤接触的固体)的表面粗糙度。此外，在上述专利中也没有研究光纤的表面温度和杨氏模量。在涂覆光纤的拉制过程中，涂覆光纤在通过UV灯(即UV辐射装置)后其涂层温度高于室温，这种高温涂覆光纤在被收线装置(即缠绕系统或机器)缠绕之前会接触到诸如卷筒(光纤加在上面)和浮动体(包括浮动滑轮)等固体。通常，卷筒、浮动体、通路滑轮以及收线装置都是用金属制成的。例如，铁(Fe)的杨氏模量为60000Mpa(megapascal)，此值因材料质量不同会有变化。不锈钢和铝的杨氏模量在相同的数量级。也可使用诸如陶瓷等其他材料，但这些是硬材料，其杨氏模量为几万MPa。另一方面，涂覆光纤外部涂层表面的杨氏模量大约为几百Mpa，如上所述，光纤接触的每个固体的杨氏模量为几万Mpa。很明显，当一个硬物体按压一个软些的材料(即涂覆光纤的涂层)时，较软的涂层就会变形。特别是如果涂覆光纤的外涂层温度较高，这种与固体的接触就会对涂层造成严重的影响。因此，当涂覆光纤接触的固体的表面光滑度较差时，涂覆光纤的表面就会稍有不均匀。这种不均匀很容易被观察到而作为劣质产品，于是严重降低了其商业价值。此外，当用涂覆光纤生产光缆、光软线、光纤带(即光带)时，涂覆光纤通常还要用一种彩色墨水涂覆以便相互区别。如果光纤表面有些微不均匀，彩色墨水涂层的性能也会降低。
技术实现思路
考虑到上述情况，本专利技术的一个目的就是要研究光纤外部涂层的温度和杨氏模量与拉制过程中光纤接触的固体的表面粗糙度的关系，并提出涂覆光纤的制造方法和装置，使涂覆光纤具有优异的树脂涂层表面光滑度并可用彩色墨水涂覆而具有高的上色性能，从而避免因树脂涂层表面的光滑度较差而造成涂覆光纤的劣质的外观和色彩。因此，本专利技术提出一种制造涂覆光纤的方法，它包括以下步骤通过围绕裸光纤形成外涂层来制造涂覆光纤；以及借助滑轮利用收线装置缠绕所述涂覆光纤，其中，运行的涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于0.8μm。根据上述方法，可以改进涂覆光纤外涂层的光滑度。因此，有可能制造具有优异的表面光滑度和利用彩色墨水的优异的上色性能的涂覆光纤。一个典型的实例是，当外涂层的温度等于或高于35℃时，涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于0.8μm。另一典型的实例是，当外涂层的杨氏模量等于或低于500MPa时，涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于0.8μm。本专利技术还提出一种制造涂覆光纤的方法，它包括以下步骤通过围绕裸光纤形成外涂层来制造涂覆光纤；以及借助滑轮利用收线装置缠绕所述涂覆光纤，其中，当外涂层温度为室温和外涂层的杨氏模量高于500Mpa的这些条件中至少一个条件得到满足时，在拉制或反绕过程中涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于1.2μm。这样，可改进涂覆光纤外涂层的光滑度和上色性能(使用彩色墨水)，同时降低制造成本。本专利技术还提供利用上述方法制造的涂覆光纤，该涂覆光纤的平均表面粗糙度等于或小于0.2μm(等于或小于0.15μm更好)，以便降低光纤上色的缺陷百分比。本专利技术还提供一种制造涂覆光纤的装置，它包括用于熔化光纤预制料并形成裸光纤的拉制炉；用于冷却形成的裸光纤的冷却系统；用于以作为涂覆光纤外涂层的树脂涂覆裸光纤的树脂涂覆系统；固化所述树脂的固化系统；以及设置在涂覆光纤沿其传送到收线装置的通路上的滑轮，其中，运行的涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于0.8μm。根据上述装置，可以改进涂覆光纤外涂层的光滑度。因此，有可能制造具有优异的表面光滑度和利用彩色墨水的优异的上色性能的涂覆光纤。本专利技术还提供一种制造涂覆光纤的装置，它包括用于熔化光纤预制料并形成裸光纤的拉制炉；用于冷却形成的裸光纤的冷却系统；用于以作为涂覆光纤外涂层的树脂涂覆裸光纤的树脂涂覆系统；固化树脂的固化系统；以及设置在涂覆光纤沿其传送到收线装置的通路上的滑轮，其中，当外涂层温度为室温和外涂层的杨氏模量高于500Mpa这些条件中至少一个条件得到满足时，涂覆光纤外层接触的每个固体(即所述通路的组成部分)的表面粗糙度等于或小于1.2μm。这样，可以改进涂覆光纤外涂层的光滑度和上色性能(用彩色墨水)，同时降低制造成本。本专利技术还提供用上述装置制造的涂覆光纤，该涂覆光纤的平均表面粗糙度等于或小于0.2μm(等于或小于0.15μm更好)，从而降低了光纤上色的缺陷百分比。图2是显示卷筒滑轮的表面粗糙度与涂覆光纤的外观和上色的缺陷百分比之间关系的曲线图。图3是显示卷筒皮带圈的表面粗糙度与涂覆光纤的外观和上色的缺陷百分比之间关系的曲线图。图4是显示当拉制速度改变时，浮动滑轮的表面粗糙度与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。图5是显示当浮动滑轮的表面粗糙度改变时，拉制速度与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。图6是显示当浮动滑轮的表面粗糙度改变时，在浮动滑轮处测量的第二涂层温度与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。图7是显示当通路滑轮的表面粗糙度改变时，在通路滑轮处测量的第二涂层温度与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。图8是显示在通路滑轮处测量的二次树脂涂层的杨氏模量与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。图9是显示在反绕通路中通路滑轮的表面粗糙度与涂覆光纤的外观缺陷百分比之间关系的曲线图。附图说明图10是显示利用激光显微镜测量涂覆光纤的表面粗糙度的结果的曲线图。图11是显示涂覆光纤的表面粗糙度与涂覆光纤上色的缺陷百分比之间关系的曲线图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的实施例加以说明。图1中示出制造涂覆光纤的装置的实施例。在图1中，标号1代表光纤预制料，该预制料1在拉制炉2中熔化，以便形成裸光纤3。用外径测量装置4测量裸光纤3的外径。然后，裸光纤3被输送到冷却系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造涂覆光纤的方法，它包括以下步骤： 围绕裸光纤（３）形成外涂层，制成涂覆光纤（１０）；以及 借助滑轮利用收线装置（１４）缠绕所述涂覆光纤， 其中，所述运行的涂覆光纤外层接触的每个固体的表面粗糙度等于或小于０．８μｍ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹤崎幸司，原田光一，藤卷宗久，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[日本]