专利名称：使纤维预穿过拉伸工序的方法
发明的领域本发明涉及制备光导纤维的方法，尤其涉及将纤维预穿过在纤维拉伸工序中用来拉伸该纤维的设备的方法。
发明的背景光导纤维通常由玻璃预成形品拉伸成数公里长的细股纤维的制造工序制成。在这些工序中，如果不是全部，那么也是多数工序的起始是将纤维预成形品放入炉子，并加热至足以使预成形品的下端落入模口的温度。由于预成形品下端的温度增高，该模口的直径不断变小，直至足够的细度，而且玻璃的粘度足够的低，使得可从预成形品连续拉出纤维。
因此，该工序的起始通常包括使纤维的前端穿过在纤维拉伸工序中所使用的各种设备，例如将保护性涂层施加到纤维上的纤维涂覆系统、纤维冷却系统(如果使用)和各种测量直径的设备。接着，将纤维连接到使纤维连续穿过称为牵引器的拉伸设备上，之后，将纤维卷绕到筒管上。
作为将纤维的前端穿过拉伸设备的一种方式，是操作者用手工将纤维拉细，接着手工向下穿过拉伸塔，并穿过纤维冷却和涂覆系统等。在该工序中，纤维必须经常多次折断，以保持合适的直径。加上，纤维经常意外的断裂，因此，穿纤维的工序相当麻烦，而且费时。此外，断裂的散纤维经常在冷却和/或涂覆系统中立起来，在制造工序中成为磨损源。如果发生该现象，那么常常要等到全部纤维拉伸之后才能检测得出来，在这种情形下，就不得不刮掉整个筒管上的纤维。由于这些设备常常位于制造车间的不同楼层，因此需要一个以上的操作者将纤维穿过设备，所以更增加了该工序的难度。由于对怎样使玻璃变细和开始穿线之前如何决定合适的纤维直径方面，不同操作者之间不一致，也会增大难度。合理地判断合适的纤维直径对拉伸工序起始的成功穿线是一个关键。由于用手工将纤维穿过工序存在上述困难，该方法有时会费时30分钟或更长。
由此，需要设计一种替代方法，将纤维前端喂过拉伸工序的各种设备。
发明的概述本发明的一个方面涉及一种在光导纤维拉伸工序中将纤维穿线的方法，其中将预穿线长丝喂过纤维拉伸工序，纤维连接到预穿线长丝上，并使用预穿线长丝将纤维拉过工序。因此，该方法包括将长丝预穿过纤维拉伸工序中的至少一个组件。
在一个实施方式中，预穿线长丝的一端喂过组件，而预穿线长丝的另一端喂入连接套筒。再用连接套筒的另一端捕获由预成形品拉出的纤维的前端。只要将预穿线长丝向后拉过系统，就能够将纤维前端喂过系统。
有很多种材料可以用作连接套筒。例如，可以使用常规的收缩管材料，象可以使用粘合剂或胶水一样。如果预穿线材料是玻璃(例如玻璃纤维)，那么可以采用常规的玻璃对接技术(例如玻璃对头对接技术)。或者也可以采用薄壁形金属管，将金属管的两端分别卷捻住纤维前端和预穿线材料的末端。另外，也可以采用非收缩管(例如由聚酰亚胺或聚酯制成的管)，这时，纤维和预穿线的端头插入非收缩管内再用胶水连接起来。在所有这些实施方式中，连接套筒的外径优选足够窄，使其可穿过纤维拉伸工序的各种组件，尤其是涂层设备。
有很多种材料可以用作长丝。例如，使用金属线、聚酯长丝、玻璃纤维(例如光学纤维长丝)、塑料、尼龙和其他材料。
由连接套筒将纤维与预穿线长丝的连接可以由多种方法来实施，例如使连接套筒熔融或收缩、使套筒和长丝都熔融、或仅熔融长丝。如果需要，可以用胶水或粘合剂在连接套筒内，将预穿线长丝的端头连接到纤维的端头上。
采用本发明的方法，可以大大便利拉伸工序中纤维前端的穿线。一旦达到合适的纤维直径时，将纤维前端穿线所需的时间由平时的1.5小时或更长，缩短到数分钟或更短。另外，由于不再产生会并且经常立起来的会在原位刮纤维的断裂纤维，所以也大大提高了成品纤维的质量。
附图的简要说明
图1为本发明的纤维拉伸工序。
图2为图1所示的长丝、纤维和连接套筒组合的放大剖面图。
图3为便于纤维与长丝连接的对正器的透视图。
发明的详细说明图1为纤维拉伸工序，其中炉子10用来加热光学预成形品，由此可拉出纤维12。在纤维拉伸工序开始前，纤维12必须喂过各种设备，例如直径测量器14、纤维冷却管16和通常为两个或多个涂覆系统18和19。然后，纤维最终被拉到牵引器20上，它将纤维拉过各种制造设备。被牵引器拉过之后，纤维就卷到筒管上(未示出)。
由于各种设备会被楼层结构(例如结构22所示)分离，所以这种预穿线操作就进一步复杂化了。
在本发明的一个实施方式中，预穿线长丝24比纤维12前端先喂过纤维拉伸设备。预穿线长丝24优选利用重力向下喂过设备。例如，如果喂入长丝的特定设备的内径足够宽，那么就可将一定的负荷连接到预穿线长丝上以利于穿线。通常就是这样穿过直径测量器和纤维冷却器的。然而，由于冷却系统的内径窄，只能将裸纤维喂过这些设备。
因此，在一个实施方式中，由较高楼层的操作者将一定负荷连接到预穿线长丝上，并喂过直径测量器14和纤维冷却器16。然后，位于楼层22下面的操作者从预穿线长丝24上取下负荷，并分别将纤维穿过涂覆系统18和19。
可以在例如，当新的纤维预成形品放入炉子时，或当纤维预成形品预加热到足以从其拉出纤维的温度时进行预穿线操作。这样，一旦从炉子出来的纤维具有足够细的直径，就可连接到预穿线长丝24上(该直径一般约为80-200微米)，即将纤维12的前端连接到预穿线长丝24的末端，如图1所示。
可以采用如图2详细所示的连接套筒26进行该步骤。优选的纤维连接材料包括下面能够购买到的管状材料聚酯收缩管、聚酰亚胺、不锈钢、塑料和聚酯(非收缩)。连接套筒26优选直径足够窄，以适应穿过纤维拉伸工序中各种设备尤其纤维涂覆系统的所有内径。纤维穿线的一个特别困难的区域是涂覆系统。这些涂覆系统一般包括带有孔内径为25毫米或更小的照射管(它将涂层辐照固化)和内径为38/m(约380微米)或更小的涂层模口。
聚酯可以用作收缩管材，加热后熔化并围绕住纤维前端和预穿线末端。不锈钢可以用作薄壁形管，其端头可以卷捻住纤维和预穿线的端头。聚酰亚胺和聚酯管优选用作接受器，将纤维与预穿线的端头由胶水或粘合剂连接起来。
一种尤其优选的套筒材料是熔点约为1100-1200°F的聚酰亚胺。一种尤其优选的聚酰亚胺管材是180微米的ID管材，购自美国佐治亚州亚特兰大HVTechnologies。
预穿线长丝24可由多种材料构成。一种优选材料是尼龙。另一种是熔点约为500°F的聚酯。
例如，约150微米的聚酯纤维与内径180微米的上述聚酰亚胺管材一同使用。纤维在喂入纤维连接套筒26之前，优选向下拉至直径约为150微米或更小。
使用有助于引导纤维端头进入连接套筒26内的器件，可有利于纤维与长丝的连接。这种器件如图3所示。在该装置中，下板40有一凹槽42，槽内足够深，可放置和排列长丝、纤维和连接套筒。在一个实施方式中，聚酰亚胺套筒26置入凹槽42的中央，上板44放置在下板40的上面。然后，预穿线长丝24塞入凹槽42的一端，纤维12的前端塞入凹槽42的另一端。接着将板44和40加热到熔化连接套筒26或熔化预穿线长丝24或二者都熔化。另外，如果要求，可以将套筒26和包括纤维12与预穿线长丝24的预制件从对正器上取下，并在取下后合适地熔凝起来。因为聚酰亚胺的熔点比聚酯预穿线长丝高，一种方法是加热(例如通过从热枪吹出的热空气加热，或与一种器件例如焊铁直接接触)聚酯预穿线长丝至其熔点(例如高于500°F)以上的温度，熔融聚酯长丝的加热端，而且一旦固化就可将其自身同时连接到聚酰亚胺连接套筒26和光导纤维12的前端。
在一种优选的实施方式中，对接步骤包括两步。第一步包括将聚酯预穿线与聚酰亚胺管材连接。将聚酯塞入管内，并加热至500°F以上，这使聚酯长丝与管材粘合。例如可以在炉子内装入玻璃光导纤维的预成形品期间或之前进行该步骤，所以没有时间限制。该步骤一般约需15秒。
玻璃充分细化之后，优选细至能使它通过纤维拉伸工序中各组件的细度，再进行第二步。在将纤维塞入连接套筒之前，通过将加热器直接放到管材上，加热放在管内的聚酯长丝。加热器可由例如热空气枪组成，这时，温度高至足以熔化或软化连接套筒材料的热空气直接对着连接套筒。当然，另外的器件例如焊铁或相似的接触加热器都可用来加热连接套筒。该预加热步骤可以很快地进行，因为聚酯在数秒内就熔化。然后，可在聚酯保持流动状态时的任何时刻塞入纤维。将纤维塞入连接套筒一般需2-4秒。一旦停止加热连接套筒，聚酯就固化并粘合到纤维上。固化步骤的完成要计5秒。连接纤维前端与连接套筒(已与预穿线连接)的整个操作一般需10-15秒。
虽然为着说明的目的而详细描述了本发明，但是要明白所述细节仅出于说明目的，不脱离本发明的精神和所附权利要求所限定的范围情形下，本行业内的普通技术人员还能够对本发明进行改变。
权利要求
1．一种在光导纤维拉伸工序中将纤维穿线的方法，其包括将预穿线长丝喂过所述工序的至少一个组件；将所述预穿线长丝连接到所述纤维上；和采用所述长丝，将所述纤维拉过所述至少一个组件。
2．如权利要求1所述的方法，其中所述的喂料步骤在所述喂料步骤之后进行。
3．如权利要求1所述的方法，其中所述的至少一个组件在拉出纤维的炉子的下方。
4．如权利要求1所述的方法，其中所述的连接步骤包括将纤维一端塞入连接套筒的一端，预穿线长丝塞入所述连接套筒的另一端。
5．如权利要求4所述的方法，还包括熔化所述连接套筒。
6．如权利要求4所述的方法，还包括熔化所述长丝。
7．如权利要求4所述的方法，还包括熔化所述套筒和所述长丝。
8．如权利要求6所述的方法，其中所述的熔化的长丝连接到所述套筒内的所述纤维上。
9．如权利要求4所述的方法，其中所述的套筒包含选自聚酰亚胺、聚酯和塑料的材料。
10．如权利要求4所述的方法，其中所述的预穿线长丝包含选自金属、尼龙、聚酯、塑料和玻璃的材料。
11．如权利要求1所述的方法，其中所述喂料步骤中的所述至少一个组件包括至少一个涂覆器。
12．如权利要求11所述的方法，其中所述的涂覆器包括一个位于其中的内径小于25毫米涂覆模口，而且所述预穿线长丝喂过所述内径。
13．如权利要求1所述的方法，还包括使所述纤维连接到将所述纤维拉过所述纤维拉伸设备的牵引器上。
全文摘要
本发明涉及将纤维前端穿过纤维拉伸工序的拉伸设备的方法。将预先穿线的长丝(24)喂过拉伸工序的设备。将预先穿线的长丝(24)的一端与纤维(12)的前端连接,并用来将纤维拉过拉伸工序的设备。
文档编号C03B37/03GK1310693SQ99808855
公开日2001年8月29日 申请日期1999年6月24日 优先权日1998年7月20日
发明者K·J·凯勒梅, D·E·姆塞莱亨 申请人:康宁股份有限公司