專(zhuān)利名稱(chēng)：用于制造可分離光學(xué)纖維帶的集中涂面模具裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造多個(gè)光學(xué)纖維帶狀束，光學(xué)纖維帶狀束是通過(guò)向在同一平面內(nèi)平行布置的被涂光學(xué)纖維一次全部地涂布涂面樹(shù)脂而形成的，還涉及制造可分離光學(xué)纖維帶，可分離光學(xué)纖維帶是通過(guò)向在同一平面內(nèi)平行布置的光學(xué)纖維帶狀束進(jìn)一步整體地涂布涂面樹(shù)脂而形成的。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用于制造光學(xué)纖維帶狀束及可分離光學(xué)纖維帶的集中涂面模具裝置、具有這種用于制造可分離光學(xué)纖維帶的集中涂面模具裝置的制造設(shè)備和制造這種可分離光學(xué)纖維帶的方法。
在傳統(tǒng)上，為了制造由許多光學(xué)纖維整體涂覆而成的如圖5所示的可分離光學(xué)纖維帶，圖8所示的具有分支部分30a的模具裝置是公知的，例如公開(kāi)在尚未審定的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文本第平3-150519號(hào)中。
但是，在使用上述公開(kāi)文本所公開(kāi)的具有分支部分的模具裝置制造可分離光學(xué)纖維帶的方法中尚存在問(wèn)題，即，當(dāng)線(xiàn)速度增加時(shí)，被涂覆的光學(xué)纖維1在可分離光學(xué)纖維帶26中的布置可能陷入無(wú)序，如圖5C所示，在某些情形中，由于被涂覆光學(xué)纖維1大規(guī)模地從在同一平面上的位置位移而出現(xiàn)所謂的纖維平面度(planarity)缺陷。
由于這種纖維平面度缺陷，就使可分離光學(xué)纖維帶26的被涂覆的光學(xué)纖維1不能在光纜安裝步驟或類(lèi)似步驟中適當(dāng)?shù)匕惭b在V形槽板的V形槽中，因而難于通過(guò)熔化接合來(lái)連接被涂覆的光學(xué)纖維1。另外，人們還擔(dān)心纖維平面度缺陷會(huì)引起傳輸損耗的增加。因此，消除上述缺陷是極為重要的。
具體來(lái)說(shuō)，如圖6所示，設(shè)置在可分離光學(xué)纖維帶26中的每條被涂覆光學(xué)纖維1的中心相對(duì)于連接各個(gè)被涂覆光學(xué)纖維1的中心的直線(xiàn)L的位移Δa-Δf稱(chēng)為纖維平面度。使各纖維平面度盡可能小是必要的。
具體來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)技術(shù)近來(lái)已獲改善，使線(xiàn)速度顯著提高。因此，纖維平面度缺陷增大的問(wèn)題變得更為突出。
本發(fā)明人分析了上述問(wèn)題的成因并發(fā)現(xiàn)上述事實(shí)。在制造光學(xué)纖維帶狀束的步驟中，在集中樹(shù)脂涂覆方法中采用具有如圖8所示的分支部分30a的集中涂覆模具裝置，涂面樹(shù)脂的不穩(wěn)定渦流J在分支部分30a中出現(xiàn)，其方向與被涂覆的光學(xué)纖維1的運(yùn)動(dòng)方向相反，因而在集中涂面模具裝置擾亂了在涂面樹(shù)脂中產(chǎn)生的自動(dòng)定心力。因此增加了纖維平面度缺陷。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)線(xiàn)狀體通過(guò)具有錐形部分并存有液體的模具時(shí)，隨著線(xiàn)狀體的通過(guò)在液體中會(huì)形成拖曳流。這種拖曳流使力作用在線(xiàn)狀體上，從而使線(xiàn)狀體位于模具中心，即，這種力是自動(dòng)定心力。
因而一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)光學(xué)纖維分別通過(guò)注入液狀涂面樹(shù)脂的集中涂面模具2的光學(xué)纖維通道時(shí)，上述自動(dòng)定心力作用在光學(xué)纖維上，使光學(xué)纖維處于出口孔35的中心。
本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)下述事實(shí)。當(dāng)使用圖8所示的普通集中涂面模具裝置時(shí)，沿光學(xué)纖維前進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)的樹(shù)脂流碰撞分支部分30a，當(dāng)光學(xué)纖維的線(xiàn)速度增加時(shí)產(chǎn)生渦流J，這些渦流J擾亂自動(dòng)定心力，從而引起纖維平面度缺陷。本發(fā)明人已提出一種模具裝置結(jié)構(gòu)，它可以消除上述渦流，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的目的是制造可分離光學(xué)纖維帶，其中被涂覆的光學(xué)纖維高精度地布置在一平面上。
本發(fā)明提出一種集中涂面模具裝置，其用于一次全部地將涂面樹(shù)脂涂布在平行地布置在同一平面中的被涂覆光學(xué)纖維上，從而同時(shí)形成多個(gè)光學(xué)纖維帶狀束。在這種涂面模具裝置中，集中涂面模具裝置包括一個(gè)噴嘴部分和一個(gè)模具部分，該模具部分通過(guò)在噴嘴部分和模具部分之間形成的樹(shù)脂蓄積空間連接于噴嘴部分，噴嘴部分和模具部分中的每一個(gè)都具有兩個(gè)平行的平面并具有多條沿垂直于上述平面的方向設(shè)置的橢圓形截面的光學(xué)纖維通道，噴嘴部分的每條光學(xué)纖維通道具有一個(gè)錐形部分，模具部分的每條光學(xué)纖維通道由一個(gè)錐形部分和一個(gè)平直部分構(gòu)成，以便形成一個(gè)入口孔側(cè)，模具部分的光學(xué)纖維通道設(shè)置得分別通過(guò)樹(shù)脂蓄積空間對(duì)應(yīng)于噴嘴部分的光學(xué)纖維通道。
另外，本發(fā)明提供一種用于制造光學(xué)纖維帶狀束和可分離光學(xué)纖維帶的設(shè)備和方法，其采用上述的集中涂面模具裝置。
按照本發(fā)明的集中涂面模具裝置，也是在將樹(shù)脂以高的線(xiàn)速度涂布在被涂覆的光學(xué)纖維上的情形中，可以顯著地減小光學(xué)纖維帶狀束中的光學(xué)纖維的纖維平面度。因此，被涂覆的光學(xué)纖維可以精確地安裝在V形槽板的V形槽中，在通過(guò)熔化接合連接可分離光學(xué)纖維帶的被涂覆光學(xué)纖維時(shí)不會(huì)發(fā)生問(wèn)題，另外，還可以避免由于纖維平面度缺陷引起的傳輸損耗的增加。
另外，通過(guò)采用按照本發(fā)明的集中涂面模具裝置，可以提高可分離光學(xué)纖維帶的生產(chǎn)率，因而可獲得降低制造成本的效果。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明如下

圖1A的縱剖圖表示本發(fā)明的集中涂面模具裝置的結(jié)構(gòu)；圖1B是從模具部分的入口向其出口看去的集中涂面模具裝置的剖視圖；圖1C是從模具部分的出口向其入口看去的集中涂面模具裝置的剖視圖；圖2的縱剖圖表示本發(fā)明的集中涂面模具裝置的對(duì)稱(chēng)的模具部分的結(jié)構(gòu)；圖3A的縱剖圖表示本發(fā)明的集中涂面模具裝置的非對(duì)稱(chēng)模具部分；圖3B的縱剖圖表示包括對(duì)稱(chēng)式和非對(duì)稱(chēng)式的通用模具部分，用于說(shuō)明各部分的標(biāo)號(hào)。
圖4的縱剖圖表示本發(fā)明的整體涂面模具裝置的結(jié)構(gòu)；圖5A至5C的橫剖圖表示可分離光學(xué)纖維帶的結(jié)構(gòu)；
圖6的橫剖圖表示光學(xué)纖維整齊布置在光學(xué)纖維帶狀束中的狀態(tài)；圖7的視圖表示用于制造可分離光學(xué)纖維帶的設(shè)備；圖8A的縱剖圖表示傳統(tǒng)的集中涂面模具裝置的結(jié)構(gòu)；圖8B是傳統(tǒng)的集中涂面模具裝置的剖視圖；圖8C是從模具部分的出口向其入口看去的傳統(tǒng)的集中涂面模具裝置的剖視圖。
現(xiàn)在對(duì)照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，相同的部分使用相同的標(biāo)號(hào)，并不再贅述。
(集中涂面模具裝置)圖1A的縱剖圖表示按照本發(fā)明一實(shí)施例的集中涂面模具裝置2。在以下的說(shuō)明中，被涂覆光學(xué)纖維1在光學(xué)纖維通道13和14中的前進(jìn)方向稱(chēng)為縱向，而垂直于被涂覆光學(xué)纖維1的前進(jìn)方向的方向稱(chēng)為橫向。
關(guān)于上述裝置2的模具部分的光學(xué)纖維通道14，圖1B表示從入口孔側(cè)向出口孔側(cè)看去的沿A-A′線(xiàn)截取的剖視圖，圖1C表示從出口孔側(cè)向入口孔側(cè)看去的沿B-B′線(xiàn)截取的剖視圖。
本發(fā)明一實(shí)施例的集中涂面模具裝置2總體呈圓筒形，如圖1B和1C所示。在集中涂面模具裝置2中，一個(gè)噴嘴部分9設(shè)置在入口側(cè)，模具部分10設(shè)置在出口側(cè)。上述兩部分固定在圓筒形套筒11上，在噴嘴部分9和模具部分10之間形成樹(shù)脂蓄積空間8。模具部分10和噴嘴部分9中的每一個(gè)具有一個(gè)凸緣部分，使其固定在圓筒形套筒11上。多條光學(xué)纖維通道13和14中的每條具有類(lèi)似橢圓形狀的截面，這些通道沿縱向穿透該圓筒形的集中涂面模具裝置。
另外，在該集中涂面模具裝置2中形成樹(shù)脂蓄積空間8，以便連通一個(gè)未畫(huà)出的涂面樹(shù)脂供應(yīng)部分。
一般來(lái)說(shuō)，集中涂面模具裝置2的模具部分10和噴嘴部分9中的光學(xué)纖維通道是用金屬材料借助電火花加工機(jī)床精加工制成的。
(光學(xué)纖維通道)
每條光學(xué)纖維通道13和14具有類(lèi)似扁平橢圓的橫截面。也就是說(shuō)，相應(yīng)于布置在同一平面中準(zhǔn)備涂覆樹(shù)脂的光學(xué)纖維1的形狀，每條通道由一對(duì)平行于上述平面的平直部分(下文中稱(chēng)為長(zhǎng)側(cè)部分)和設(shè)置在平直部分的相反位置上的彎曲部分構(gòu)成。
如圖1B和1C所示，每條上述光學(xué)纖維通道14設(shè)置得使其橢圓形狀的長(zhǎng)側(cè)部分平行于含有關(guān)光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)Z(見(jiàn)圖2)的一個(gè)平面，所述中心軸線(xiàn)Z穿過(guò)光學(xué)纖維通道的出口孔15的中心。
另外，光學(xué)纖維通道14的橢圓形狀的每個(gè)短側(cè)部分最好使其表面在任何部分都無(wú)尖角而是倒圓的，以便具有盡可能大的曲率半徑，從而避免擾亂樹(shù)脂流。例如，一般使該表面呈半圓形、半橢圓形等。
噴嘴部分9的光學(xué)纖維通道13具有類(lèi)似的形狀。
另外，模具部分10的每條光學(xué)纖維通道14的錐形部分的橫截面積沿光學(xué)纖維前進(jìn)方向減小，即，沿著朝向出口的方向減小。另一方面，光學(xué)纖維通道14的平直部分的橫截面是不變的，平直部分的入口部分延續(xù)至錐形部分的終止部分。
噴嘴部分9的光學(xué)纖維通道13的錐形部分具有類(lèi)似的形狀。
(噴嘴部分)噴嘴部分9具有例如如圖1A所示的多條光學(xué)纖維通道13。
噴嘴部分9的入口孔側(cè)上的平直和錐形部分具有引導(dǎo)作用，以方便光學(xué)纖維的插入。或者，噴嘴部分9也可以具有下述結(jié)構(gòu)，即，不設(shè)置在入口孔側(cè)的平直部分。
(模具部分)在模具部分10中，每條光學(xué)纖維通道14由在入口孔側(cè)的錐形部分17和在出口孔側(cè)的平直部分18構(gòu)成，每條光學(xué)纖維通道14具有類(lèi)似橢圓的橫截面，該橫截面由長(zhǎng)側(cè)部分和短側(cè)部分構(gòu)成。光學(xué)纖維通道14的中心軸線(xiàn)Z與噴嘴部分9的相應(yīng)光學(xué)纖維通道13重合。
模具部分10具有通過(guò)自動(dòng)定心力整齊布置被涂覆光學(xué)纖維1的功能，以及一次全部地將樹(shù)脂涂布在布置在同一平面內(nèi)的被涂覆光學(xué)纖維1上的功能。在本例中，為了精確地將被涂覆光學(xué)纖維1安裝在V形槽中，以便通過(guò)熔化接合適當(dāng)?shù)貙⑵溥B接起來(lái)，精確地將被涂覆光學(xué)纖維1布置在同一平面內(nèi)以避免纖維平面度缺陷是極其重要的，為了避免由于纖維平面度缺陷引起的傳輸損耗的增加，這也是很重要的。
(模具部分的結(jié)構(gòu))作為本發(fā)明的主要構(gòu)成，模具部分10的結(jié)構(gòu)中，不設(shè)置具有普通線(xiàn)速度且如圖8所示的那種傳統(tǒng)的集中涂面模具裝置2的分支部分30a，因而即使當(dāng)光學(xué)纖維在高的線(xiàn)速度下涂覆樹(shù)脂，也不會(huì)產(chǎn)生由分支部分30a引起的在光學(xué)纖維通道之間的樹(shù)脂渦流J。因此，即使在高速下也可以抑制被涂覆光學(xué)纖維1的纖維平面度的大小。
也就是說(shuō)，關(guān)于模具部分10的結(jié)構(gòu)，如圖1A和2所示，光學(xué)纖維通道14具有相同的結(jié)構(gòu)。每條光學(xué)纖維通道14由在入口孔側(cè)上的錐形部分17和在出口孔15側(cè)的平直部分18構(gòu)成。每條光學(xué)纖維通道14具有類(lèi)似橢圓的橫截面，由短側(cè)部分和長(zhǎng)側(cè)部分構(gòu)成。
具體來(lái)說(shuō)，模具部分10的每條光學(xué)纖維通道14的錐形部分17滿(mǎn)足關(guān)系式P-W-2L×tanα≥0式中L為錐形部分17的全長(zhǎng)(下文簡(jiǎn)稱(chēng)錐形長(zhǎng)度)，P為各光學(xué)纖維通道14的中心軸線(xiàn)Z之間的距離，W為每個(gè)出口孔15沿長(zhǎng)側(cè)部分的方向上的長(zhǎng)度，α為當(dāng)在穿過(guò)軸線(xiàn)Z的橫截面中通過(guò)壁部的相鄰半錐角彼此相等時(shí)，相等的半錐角之一。
一般來(lái)說(shuō)，如圖3B所示，通過(guò)光學(xué)纖維通道14彼此相鄰的錐形部分滿(mǎn)足關(guān)系式P-W-2L×(tanθ1+tanθ2)≥0式中θ1和θ2為在穿過(guò)軸線(xiàn)Z的橫截面中通過(guò)壁部的相鄰的不同的半錐角，在下文中它們可以稱(chēng)為“短側(cè)的半錐角”。
如果光學(xué)纖維通道14的中心軸線(xiàn)Z之間的距離P太大，那么由于模具裝置2本身尺寸增加，這是不利的。另外，還擔(dān)心橫向拉力作用在模具裝置2和整體涂面模具裝置3之間的被涂覆的光學(xué)纖維1上。因此，被涂覆的光學(xué)纖維1與模具裝置2的出口孔15接觸，使被涂覆的光學(xué)纖維1的樹(shù)脂涂面變形。因此，最好將距離P設(shè)定在0.5mm＜P≤10mm的范圍內(nèi)。
錐形長(zhǎng)度L最好設(shè)定在2mm≤L≤10mm的范圍內(nèi)。半錐角α為形成自動(dòng)定心力最好設(shè)定在1°≤α≤10°的范圍內(nèi)。
(帶有非對(duì)稱(chēng)半錐角的集中涂面模具裝置)如果包括在可分離集中涂面模具裝置帶26(見(jiàn)圖6)中的各集中涂面模具裝置帶狀束16的相鄰的被涂覆集中涂面模具裝置1之間的距離Y太大，那么就會(huì)引起在熔化接合被涂覆光學(xué)纖維1時(shí)可分離集中涂面模具裝置帶26脫出V形槽板上的V形槽的問(wèn)題，因此不能進(jìn)行熔化接合的工作。
當(dāng)必須使用帶有變短的距離Y的可分離光學(xué)纖維帶26時(shí)，為了制造這種可分離光學(xué)纖維帶26，要使用圖3A所示的模具裝置2，其具有上述帶非對(duì)稱(chēng)半錐角的模具部分10。因此，在可分離光學(xué)纖維帶26中包括在相鄰的光學(xué)纖維帶狀束16之中的被涂覆光學(xué)纖維1可以被分別帶入內(nèi)側(cè)，以便使其相互更緊密，如圖5B所示。
也就是說(shuō)，如圖3A所示，如果模具部分10具有兩條光學(xué)纖維通道14并具有非對(duì)稱(chēng)的模具部分，其不同的半錐角處于由短側(cè)部分限定的部分并與包含光學(xué)纖維通道14的中心軸線(xiàn)Z的平面相交，那么，外側(cè)角γ和內(nèi)側(cè)角β滿(mǎn)足關(guān)系式γ＞β，在光學(xué)纖維通道14中的自動(dòng)定心力的平衡移向內(nèi)側(cè)。因此，如圖5所示，當(dāng)使用這種模具部分10時(shí)，在兩條光學(xué)纖維帶狀束16中的各個(gè)被涂覆光學(xué)纖維1被相互地移向內(nèi)側(cè)。因此，可以制造具有在相鄰光學(xué)纖維帶狀束16中相鄰內(nèi)側(cè)被涂覆光學(xué)纖維1之間的最佳距離Y的可分離光學(xué)纖維帶26。
(用于制造可分離光學(xué)纖維帶的設(shè)備)如圖7所示，用于制造可分離光學(xué)纖維帶26的設(shè)備由光學(xué)纖維源16、線(xiàn)集中輥4、集中涂面模具裝置2、紫外線(xiàn)固化裝置5和5a、整體涂面模具裝置3、轉(zhuǎn)動(dòng)輥7和卷取機(jī)7a構(gòu)成。
雖然在圖7所示的實(shí)例中，從線(xiàn)集中輥4至轉(zhuǎn)動(dòng)輥7的各步驟是垂向布置的，但是，本發(fā)明不局限于此。集中涂面模具裝置2和紫外線(xiàn)固化裝置5，以及整體涂面模具裝置3和紫外線(xiàn)固化裝置5a必須分別沿相同的方向布置，但是，其它的步驟可以沿需要的方向設(shè)置。
光學(xué)纖維源6由卷軸構(gòu)成，在卷軸上卷取被涂覆光學(xué)纖維1.準(zhǔn)備的卷軸的數(shù)目等于在中間步驟中形成的每條光學(xué)纖維帶狀束16中包括的被涂覆光學(xué)纖維1的數(shù)目。
線(xiàn)集中輥4是一個(gè)具有下述功能的輥將從光學(xué)纖維源6供應(yīng)的多條被涂覆光學(xué)纖維1布置在同一平面內(nèi)，并改變被涂覆光學(xué)纖維1的供送方向以便將被涂覆光學(xué)纖維1送向下一步驟的集中涂面模具裝置2。
前面已經(jīng)詳述了集中涂面模具裝置2的結(jié)構(gòu)和功能。集中涂面模具裝置2用于一次全部地用樹(shù)脂涂覆光學(xué)纖維組，使光學(xué)纖維組布置在同一平面內(nèi)以便形成多條光學(xué)纖維帶狀束16。
紫外線(xiàn)固化裝置5用于向在集中涂面模具裝置2中一次全部地涂覆樹(shù)脂的光學(xué)纖維帶狀束16輻射紫外線(xiàn)，從而用紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂涂面。
整體涂面模具裝置3用于向布置在同一平面內(nèi)的光學(xué)纖維帶狀束16整體地涂布樹(shù)脂，以便形成可分離光學(xué)纖維帶26，如圖4所示。
關(guān)于整體涂面模具裝置3的結(jié)構(gòu)，一個(gè)噴嘴部分23設(shè)置在入口側(cè)，一個(gè)模具部分24設(shè)置在出口側(cè)，這兩個(gè)部分通過(guò)套筒21相互固定，因而在噴嘴部分23和模具部分24之間形成樹(shù)脂蓄積空間28。另外，在該整體涂面模具裝置3中，樹(shù)脂蓄積空間28與一個(gè)未畫(huà)出的涂面樹(shù)脂供應(yīng)部分連通。
噴嘴部分23、樹(shù)脂蓄積空間28和模具部分24的結(jié)構(gòu)和功能與集中涂面模具裝置2的噴嘴部分9、樹(shù)脂蓄積部分8和模具部分10的結(jié)構(gòu)和功能相似。但是整體涂面模具裝置3的特征在于只設(shè)置一個(gè)光學(xué)纖維通道，整體尺寸大，具體來(lái)說(shuō)，模具部分24的出口孔的縱向長(zhǎng)度根據(jù)穿過(guò)出口孔的光學(xué)纖維帶狀束16中的被涂覆光學(xué)纖維1的數(shù)目而變長(zhǎng)。
紫外線(xiàn)固化裝置5用于向整體涂覆樹(shù)脂的可分離光學(xué)纖維帶26輻射紫外線(xiàn)，從而用紫外線(xiàn)固化涂面樹(shù)脂。
轉(zhuǎn)動(dòng)輥7用于保持穿過(guò)紫外線(xiàn)固體裝置5的可分離光學(xué)纖維帶26的橫向位置，并用于朝向卷取機(jī)7a改變可分離光學(xué)纖維帶26的運(yùn)動(dòng)方向。
卷取機(jī)7a用于將可分離光學(xué)纖維帶26卷取在卷軸上。
實(shí)例(實(shí)例1所使用的集中涂面模具裝置2具有對(duì)稱(chēng)的模具部分10，其半錐角α＝8°，錐形長(zhǎng)度L＝8mm，中心軸線(xiàn)間的距離P＝4mm。)借助上述用于制造可分離光學(xué)纖維帶26的設(shè)備制造一種可分離光學(xué)纖維帶26，其寬約2.2mm，厚約0.33mm，具有兩條4芯光學(xué)纖維帶狀束16，光學(xué)纖維帶狀束16寬約1.05mm，厚約0.31mm，作為分組件，每條帶狀束包括4根被涂覆光學(xué)纖維1。
首先將總數(shù)為8根的被涂覆光學(xué)纖維1送至線(xiàn)集中輥4以便形成布置在同一平面中的光學(xué)纖維組，每根被涂覆光學(xué)纖維1的外徑為250μm，具有順序涂覆在玻璃層上的一個(gè)主涂層、一個(gè)副涂層和一個(gè)著色層。光學(xué)纖維組的供送方向被改變，使其以300米/分的線(xiàn)速度送往集中涂面模具裝置2。
在集中涂面模具裝置2中供送粘度為2500cps的紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂，以便同時(shí)形成兩條光學(xué)纖維帶狀束16，每條由4根被涂覆光學(xué)纖維1構(gòu)成。
這里使用的集中涂面模具裝置2具有一個(gè)噴嘴部分9和一個(gè)模具部分10，它們分別具有兩條橢圓形光學(xué)纖維通道13和14。
在每條光學(xué)纖維通道13中從入口孔側(cè)順序形成一個(gè)平直部分、一個(gè)錐形部分和另一個(gè)平直部分。
在噴嘴部分9和模具部分10之間形成一個(gè)樹(shù)脂蓄積空間8。
這里使用的模具部分10具有如圖2所示的對(duì)稱(chēng)的錐形部分17。在每條光學(xué)纖維通道14中從入口孔側(cè)順序具有一個(gè)錐形部分17和一個(gè)平直部分18。光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)Z之間的距離P為4mm。每條光學(xué)纖維通道的出口孔的長(zhǎng)側(cè)的長(zhǎng)度W為1.2mm，短側(cè)的長(zhǎng)度為0.32mm。橫截面的每個(gè)短側(cè)部分為半圓形。每個(gè)錐形部分17的錐形長(zhǎng)度L為8mm，短側(cè)部分的半錐角α為8°。
一次全部地涂覆的兩條光學(xué)纖維帶狀束16穿過(guò)紫外線(xiàn)固化裝置5，以便通過(guò)紫外線(xiàn)輻射而固化。然后，經(jīng)過(guò)整體涂面模具裝置3，布置在同一平面中的兩條光學(xué)纖維帶狀束16同時(shí)整體地涂以紫外線(xiàn)固化樹(shù)脂，因而制成可分離光學(xué)纖維帶26。
這里使用的整體涂面模具裝置3具有一個(gè)噴嘴部分23和一個(gè)模具部分24，它們分別具有一個(gè)橢圓形光學(xué)纖維通道。
在噴嘴部分23的光學(xué)纖維通道中從入口孔側(cè)順序具有一個(gè)平直部分、一個(gè)錐形部分和另一個(gè)平直部分。
在噴嘴部分23和模具部分24之間形成一個(gè)樹(shù)脂蓄積空間28。
在模具部分24的光學(xué)纖維通道中從入口孔側(cè)順序形成一個(gè)錐形部分和一個(gè)平直部分。短側(cè)部分的半錐角為1.5°。出口孔的長(zhǎng)側(cè)的長(zhǎng)度為2.3mm，短側(cè)的長(zhǎng)度為0.34mm。
整體涂覆的可分離光學(xué)纖維帶26穿過(guò)紫外線(xiàn)固化裝置5a，以便通過(guò)紫外線(xiàn)輻射而固化。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)輥7轉(zhuǎn)動(dòng)后，可分離光學(xué)纖維帶26被卷取機(jī)7a卷取。
這樣制成一種可分離光學(xué)纖維帶26，它寬2.2mm，厚0.33mm，并具有兩條4芯光學(xué)纖維帶狀束16，該帶狀束寬1.05mm，厚0.31mm，作為分組件每條帶狀束包括4根被涂覆光學(xué)纖維1?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5A中。
在上述可分離光學(xué)纖維帶26中包括的被涂覆光學(xué)纖維1的纖維平面度Δa-Δf都足夠地小，在5μm至17μm的范圍內(nèi)。8根涂覆光學(xué)纖維1其在可分離光學(xué)纖維帶的端部中除去涂層以便可無(wú)問(wèn)題地安裝在V形板的V形槽上，因而在通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接時(shí)無(wú)故障發(fā)生。另外，在上述光學(xué)纖維帶的各涂覆光學(xué)纖維1中的傳輸損耗曾被測(cè)量。結(jié)果，并未認(rèn)識(shí)到由上述纖維平面度引起的任何傳輸損耗的增加。
(實(shí)例2所使用的集中涂面模具裝置2具有對(duì)稱(chēng)的模具部分10，其半錐角α＝4°，錐形長(zhǎng)度L＝7mm，中心軸線(xiàn)之間的距離P＝3mm)借助具有如圖2所示的那種對(duì)稱(chēng)的模具部分10的集中涂面模具裝置2，在下述條件下制造可分離光學(xué)纖維帶26上述模具部分10的錐形部分17的短側(cè)部分的半錐角α為4°，錐形長(zhǎng)度L為7mm，光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)Z之間的距離P為3mm，其余部分具有與上述實(shí)例1相同的條件?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5A中。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中包括的被涂覆光學(xué)纖維1的每個(gè)纖維平面度Δa至Δf足夠地小，在8μm至19μm的范圍內(nèi)。各涂覆光學(xué)纖維1可以無(wú)故障地安裝在V形槽板的V形槽上，因而在通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接時(shí)無(wú)故障發(fā)生。另外，對(duì)各涂覆光學(xué)纖維1的傳輸損耗的增加進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何由上述纖維平面度引起的傳輸損耗的增加。
(實(shí)例3所使用的集中涂面模具裝置2具有一個(gè)對(duì)稱(chēng)的模具部分10，其半錐角α＝1.5°，錐形長(zhǎng)度L＝4mm，中心軸線(xiàn)之間的距離P＝2mm)借助一個(gè)具有如圖2所示的這種對(duì)稱(chēng)的模具部分10的集中涂面模具裝置2在下述條件下制造可分離光學(xué)纖維帶26該模具部分10的錐形部分17的短側(cè)部分的半錐角α為1.5°，錐形長(zhǎng)度L為4mm，光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)Z之間的距離P為2mm，其余部分具有與上述實(shí)例1相同的條件?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5A中。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中包括的每個(gè)纖維平面度Δa至Δf足夠地小，在3μm至12μm的范圍內(nèi)。各涂覆光學(xué)纖維1可以無(wú)故障地安裝在V形板的V形槽上，因而在通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接時(shí)無(wú)故障發(fā)生。另外，對(duì)上述光學(xué)纖維帶的光學(xué)纖維1的傳輸損耗進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)由上述纖維平面度引起的傳輸損耗的任何增加。
(實(shí)例4所使用的集中涂面模具裝置2具有非對(duì)稱(chēng)的模具部分10，一個(gè)半錐角β＝1.5°，另一個(gè)半錐角γ＝3°，錐形長(zhǎng)度L＝4mm，中心軸線(xiàn)之間的距離P＝2mm)借助具有如圖3A所示的非對(duì)稱(chēng)模具部分10的集中涂面模具裝置2，在下述條件下制造可分離光學(xué)纖維帶26；在該模具部分10的半錐角中，內(nèi)側(cè)半錐角β為1.5°，外側(cè)半錐角γ為3°，錐形長(zhǎng)度L為4mm，光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)之間的距離P為2mm，其余部分具有與上述實(shí)例1相同的條件?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5B中。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中的光學(xué)纖維帶狀束16中兩根相鄰的被涂覆光學(xué)纖維1之間的距離Y足夠地小，為290μm。所有8根被涂覆光學(xué)纖維1可以安裝在V形槽板的V形槽上，形成一個(gè)邊緣，不會(huì)從V形槽露出。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中包括的每個(gè)纖維平面度Δa至Δf足夠地小，在6μm至13μm的范圍內(nèi)。各涂覆光學(xué)纖維1可以適當(dāng)?shù)責(zé)o故障地安裝在V形槽板的V形槽上，因而通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接時(shí)無(wú)故障發(fā)生。另外，對(duì)該光學(xué)纖維帶的各被涂覆光學(xué)纖維1的傳輸損耗的增加進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)由上述纖維平面度引起的傳輸損耗的任何增加。
(實(shí)例5所使用的集中涂面模具裝置2具有非對(duì)稱(chēng)模具部分10，一個(gè)半錐角β＝4°，另一個(gè)半錐角γ＝8°，錐形長(zhǎng)度L＝5mm，中心軸線(xiàn)之間的距離P＝2.5mm)借助具有如圖3A所示的非對(duì)稱(chēng)模具部分10的集中涂面模具裝置2在下述條件下制造可分離光學(xué)纖維帶26在該模具部分10的錐形部分17的短側(cè)部分所限定的且被包括光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)的平面交叉的一個(gè)部分上的半錐角中，內(nèi)側(cè)半錐角β為4°，外側(cè)半錐角γ為8°，錐形長(zhǎng)度L為5mm，在光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)Z之間的距離P為2.5mm，其余部分具有與上述實(shí)例1相同的條件?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5B中。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中的光學(xué)纖維帶狀束16中的相鄰被涂覆光學(xué)纖維1之間的距離Y足夠地小，為300μm。所有8根被涂覆光學(xué)纖維1可以安裝在V形板的V形槽上，形成一個(gè)邊緣，不會(huì)從V形槽露出。
在制成的可分離光學(xué)纖維帶26中包括的每個(gè)纖維平面度Δa至Δf足夠地小，在7μm至16μm的范圍內(nèi)。各涂覆光學(xué)纖維1可以無(wú)故障地適當(dāng)放在V形槽板的V形槽上，因而在通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接時(shí)無(wú)故障發(fā)生。另外，對(duì)該光學(xué)纖維帶的各被涂覆光學(xué)纖維1的傳輸損耗的增加進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)由上述纖維平面度引起的傳輸損耗的任何增加。
(對(duì)照實(shí)例)除了使用圖8所示的傳統(tǒng)集中涂面模具裝置2以外，在與上述實(shí)例1相同的條件下制造可分離光學(xué)纖維帶26?？煞蛛x光學(xué)纖維帶26的橫截面典型地表示在圖5C中。
在本例中，在可分離光學(xué)纖維帶26中包括的被涂覆光學(xué)纖維1的每個(gè)纖維平面度Δa至Δf相當(dāng)大，在33μm至45μm的范圍內(nèi)。
這些被涂覆光學(xué)纖維1難于精確地安裝在V形槽板的V形槽上，因而不可能通過(guò)熔化接合進(jìn)行連接。
另外，在可分離光學(xué)纖維帶26中的光學(xué)纖維帶狀束16中的相鄰的被涂覆光學(xué)纖維1之間的距離Y是大的，為360μm。8根被涂覆光學(xué)纖維1的一部分從V形槽板的V形槽露出。
順便講一下，可分離光學(xué)纖維帶26是在與實(shí)例1相同的條件下制成的，只是線(xiàn)速度降至100米/分的傳統(tǒng)水平。因此，每個(gè)纖維平面度Δa至Δf可以顯著減小，在18μm至23μm的范圍內(nèi)。
雖然上述本發(fā)明的各實(shí)施例和實(shí)例都是關(guān)于制造兩條4芯光學(xué)纖維帶狀束16的情形的，而且所制造的可分離光學(xué)纖維帶26總共具有8根被涂覆光學(xué)纖維，但是，本發(fā)明并不局限于此，而是也可適用于下述各種情形制造兩條2芯光學(xué)纖維帶狀束16，而且制造總共具有4根被涂覆光學(xué)纖維的可分離光學(xué)纖維帶26；制造兩條8芯光學(xué)纖維帶狀束16，而且制造總共具有16根被涂覆光學(xué)纖維的可分離光學(xué)纖維帶26；制造兩條12芯光學(xué)纖維帶狀束16，而且制造總共具有24根被涂覆光學(xué)纖維的可分離光學(xué)纖維帶26。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例和實(shí)例中，具有涂覆在玻璃層上的主涂層、副涂層和著色層的涂覆光學(xué)纖維用作涂覆光學(xué)纖維1。但是，本發(fā)明并不局限于此，而是也可適用于下述情形，即，在使用的被涂覆光學(xué)纖維1中，在玻璃層上涂覆一個(gè)主涂層或一個(gè)主涂層和一個(gè)副涂層。
另外，雖然在上述實(shí)施例和實(shí)例中，所使用的模具部分10具有在垂直于圓柱體的平面的方向上延伸的光學(xué)纖維通道14，但是，本發(fā)明并不局限于這種圓柱體形狀，只要是帶有兩個(gè)平行平面的柱體即可。也就是說(shuō)，本發(fā)明也可適用于下述模具部分10，它具有垂直于柱面延伸的光學(xué)纖維通道14。
按照本發(fā)明，在所使用的模具部分的結(jié)構(gòu)中，沒(méi)有傳統(tǒng)的集中涂面模具裝置中的分支部分，因而抑制了涂面樹(shù)脂的不穩(wěn)定的渦流及渦流引起的對(duì)自動(dòng)定心力的干擾，因而即使當(dāng)被涂覆的光學(xué)纖維在高線(xiàn)速下被涂覆樹(shù)脂時(shí)也可顯著地減小可分離光學(xué)纖維帶中光學(xué)纖維的纖維平面度，并且可以精確地將被涂覆光學(xué)纖維安裝在V形槽板的V形槽上，在制造可分離光學(xué)纖維帶時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高效率的光學(xué)纖維連接工作。
另外，可分離光學(xué)纖維帶的生產(chǎn)率得到提高，因而可以降低制造成本。
權(quán)利要求
1.一種集中涂面模具裝置，其用于一次全部地向平行地布置在同一平面內(nèi)的被涂覆光學(xué)纖維涂覆涂面樹(shù)脂，以便同時(shí)形成多條光學(xué)纖維帶狀束，所述集中涂面模具裝置包括一個(gè)噴嘴部分和一個(gè)模具部分，所述模具部分通過(guò)在所述噴嘴部分和模具部分之間形成的樹(shù)脂蓄積空間連接于所述噴嘴部分，所述噴嘴部分和模具部分中的每一個(gè)具有兩個(gè)平行的平面并具有多條光學(xué)纖維通道，所述光學(xué)纖維通道具有類(lèi)似橢圓形的橫截面形狀并在垂直于所述平面的方向上設(shè)置，所述噴嘴部分的每個(gè)所述光學(xué)纖維通道具有一個(gè)錐形部分，所述模具部分的每條所述光學(xué)纖維通道由從入口孔側(cè)順序布置的一個(gè)錐形部分和一個(gè)平直部分構(gòu)成；其中，所述模具部分的所述光學(xué)纖維通道設(shè)置得通過(guò)所述樹(shù)脂蓄積空間對(duì)應(yīng)于所述噴嘴部分的所述光學(xué)纖維通道。
2.如權(quán)利要求1所述的集中涂面模具裝置，其特征在于；通過(guò)一個(gè)壁部相互鄰近的所述模具部分的所述多條光學(xué)纖維通道的所述錐形部分滿(mǎn)足關(guān)系式P-W-L×(tanθ1+tanθ2)≥0式中L為每個(gè)錐形部分的長(zhǎng)度，θ1和θ2為在一個(gè)所述錐形部分被一個(gè)包括所述多條光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)的平面交叉的部分上的半錐角，P為彼此相鄰的所述多條光學(xué)纖維通道的中心軸線(xiàn)之間的距離，W為沿出口孔長(zhǎng)側(cè)的方向的出口孔的長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求1所述的集中涂面模具裝置，其特征在于設(shè)置有兩條光學(xué)纖維通道；在一個(gè)所述模具部分的所述錐形部分被包括所述兩條光學(xué)纖維通道的各自中心軸線(xiàn)的平面交叉的部分上的半錐角滿(mǎn)足關(guān)系式γ＞β，式中β為所述半錐角中的內(nèi)側(cè)錐形部分的半錐角，γ為外側(cè)錐形部分的另一個(gè)半錐角。
4.如權(quán)利要求2所述的集中涂面模具裝置，其特征在于設(shè)置有兩條光學(xué)纖維通道；在一個(gè)所述模具部分的所述錐形部分被包括所述兩條光學(xué)纖維通道的各自中心軸線(xiàn)的平面交叉的部分上的半錐角滿(mǎn)足關(guān)系式r＞β，式中β為所述半錐角中的內(nèi)側(cè)錐形部分的一個(gè)半錐角，γ為外側(cè)錐形部分的另一個(gè)半錐角。
5.一種用于制造光學(xué)纖維帶狀束和可分離光學(xué)纖維帶的設(shè)備，它包括按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的集中涂面模具裝置。
6.一種用于制造光學(xué)纖維帶狀束和可分離光學(xué)纖維帶的方法，其使用按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的集中涂面模具裝置。
7.一種制造可分離光學(xué)纖維帶的方法，它包括以下步驟使布置在同一平面內(nèi)的光學(xué)纖維組穿過(guò)按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的集中涂面模具裝置的多條光學(xué)纖維通道，使所述光學(xué)纖維組一次全部地涂覆涂面樹(shù)脂；用紫外線(xiàn)輻射所述被涂覆光學(xué)纖維組，從而同時(shí)形成多條光學(xué)纖維帶狀束；在所述各條光學(xué)纖維帶狀束平行地布置在同一平面內(nèi)的狀態(tài)中，使所述光學(xué)纖維帶狀束穿過(guò)一個(gè)整體涂面模具裝置的光學(xué)纖維通道，所述整體涂面模具裝置由從入口孔側(cè)順序布置的一個(gè)噴嘴部分、一個(gè)樹(shù)脂蓄積部分和一個(gè)模具部分構(gòu)成，其中，所述噴嘴部分和所述模具部分具有橫截面類(lèi)似橢圓形的光學(xué)纖維通道，因而使所述光學(xué)纖維帶狀束整體地涂覆涂面樹(shù)脂；用紫外線(xiàn)輻射所述被涂覆光學(xué)纖維帶狀束，從而制成可分離光學(xué)纖維帶。
全文摘要
一種集中涂面模具裝置包括噴嘴部分和通過(guò)樹(shù)脂蓄積空間連接于噴嘴部分的模具部分,噴嘴部分和模具部分具有兩個(gè)平行的平面并具有多條光學(xué)纖維通道,光學(xué)纖維通道具有類(lèi)似橢圓形的橫截面形狀并在垂直于所述平面的方向上設(shè)置,噴嘴部分的每條光學(xué)纖維通道具有一錐形部分,模具部分的每條光學(xué)纖維通道由從入口孔側(cè)順序布置的一錐形部分和一平直部分構(gòu)成;模具部分的光學(xué)纖維通道設(shè)置得通過(guò)樹(shù)脂蓄積空間對(duì)應(yīng)于噴嘴部分的光學(xué)纖維通道。
文檔編號(hào)C03C25/18GK1244665SQ99108838
公開(kāi)日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月26日
發(fā)明者奧野薰, 土屋一郎, 小林宏平, 服部知之, 高橋健 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社