一种新型液晶紧包光纤的制作方法
【专利摘要】一种新型液晶紧包光纤的制作方法，包括以下步骤：(1)在150℃的环境下对原材料干燥处理，时间5小时；(2)将光纤放置在挤塑机的光纤放线轴上，调整光纤的放线张力，张力为0.8N；(3)对光纤预热，在生产速度为60m/min时，预热温度为270℃；(4)液晶挤塑机将液晶材料加热成熔融状态，通过模具向光纤上挤塑，液晶挤塑机上的六段加热区温度由后向前依次为260℃、265℃、270℃、275℃、270℃、270℃；(5)软化处理；(6)用19℃的水对挤出的紧包光纤冷却；(7)牵引，收线，装盘，完成液晶紧包光纤产品的制作。本发明解决了紧包光纤的外径一致性差、表面粗糙、外观丑陋，以及会增大紧包光纤的损耗、降低紧包光纤的拉力和紧包光纤稳相性能的技术问题。
【专利说明】
一种新型液晶紧包光纤的制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及紧包光纤制造领域，具体讲是一种新型液晶紧包光纤的制作方法。
【背景技术】
[0002]液晶虽然是塑料市场上的新品种，但其优异的性能已经引起了市场开发的浓厚兴趣，从液晶所具备的特性看，液晶可以通过注射、吹塑、挤出、热成型等多种加工手段应用于从航天航空到微波炊具的国民经济各领域。
[0003]电子工业是液晶发挥其优良性能的极好市场，近年来，随着电子零部件向微型、精密方向发展，对材料的要求也随之提高。液晶是用作高线度接插件很理想的材料，不但可以满足薄壁材料精度、强度、阻燃性的要求，而且在表面安装时能耐227 °C?260 °C的红外软熔焊接温度。作为线圈、印刷板插座的封装材料，液晶比环氧树脂优越，它在锡焊和封装时不会使元件扭曲变形或开裂。随着液晶在电子行业地位的日益上升，使其成为目前最大的应用领域。
[0004]液晶在航无航空方面的应用主要利用其耐热性、阻燃性和尺寸稳定性好而注射成宇航外面板或各种零部件。由于液晶耐辐射、耐高温，可以作为人造卫星或喷气式客机的特殊零部件，美国洛克希德公司的三星喷气式客机上已经用了一吨以上的非全芳香族液晶工程塑料;波音767客机用了 3吨Kevlar及石墨纤维的复合材料。此外，液晶还用于雷达天线屏蔽罩，飞机外壳复合材料以及军用防弹衣等。
[0005]液晶接近石英的低线热膨胀系数使它成为光导纤维外涂层的理想材料。液晶适用于做光纤二次被覆材料、抗拉构件、耦合器和连接器等。如尤尼崎卡和三菱化成公司开发的PET系非全芳香LCP，经改性后代替尼龙12或尼龙11可作为光纤的二次涂层，弹性模量前者比后者高I?2个数量级，从而降低由光纤本身温度变化所引起的畸变。
[0006]目前，现有的液晶挤出技术不能满足基本的紧包光纤的要求，例如挤出后紧包光纤的外径一致性较差、表面粗糙、外观丑陋，以及会增大紧包光纤的损耗、降低紧包光纤的拉力和紧包光纤稳相性能，同时也给后续加工带来难度。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是，提供一种新型液晶紧包光纤的制作方法，能够解决紧包光纤的外径一致性差、表面粗糙、外观丑陋，以及会增大紧包光纤的损耗、降低紧包光纤的拉力和紧包光纤稳相性能的技术问题。
[0008]本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的新型液晶紧包光纤的制作方法，包括以下步骤:
[0009 ] (I)在140 °C?160 °C的环境下对液晶原材料进行干燥处理，干燥时间4?6小时；
[0010](2)将裸体光纤放置在液晶挤塑机的光纤放线轴上，同时调整裸体光纤的放线张力，张力为0.5N?IN;
[0011](3)对裸体光纤进行预热，在生产速度为50m?70m/min时，预热温度为260 °C?280°c；
[0012](4)液晶挤塑机将干燥后的液晶材料加热成熔融状态，并通过挤塑模具向裸体光纤上挤塑，挤出螺杆选用尖头螺杆，液晶挤塑机上的六段加热区温度由后向前依次为255°C?262 °C、263 °C ?267 °C、268 °C ?272 °C、273 °C ?280 °C、268 °C ?272 °C、268 °C ?272 °C ;
[0013](5)液晶紧包光纤软化处理
[0014]用45°C?55°C的水对挤出的液晶紧包光纤进行冷却；
[0015](6)用18°C?20°C的水对挤出的液晶紧包光纤进行再次冷却；
[0016](7)牵引，收线，装盘，完成液晶紧包光纤产品的制作。
[0017]本发明所述的一种新型液晶紧包光纤的制作方法，其中，步骤(I)中140°C?160°C的环境为真空环境，真空度为0.5?0.6MPa。
[0018]本发明所述的一种新型液晶紧包光纤的制作方法，其中，真空环境的温度为150°(:，步骤(4)中的六段加热区温度由后向前依次为260°(:、265°(:、270°(:、275°(:、270°(:、270Γ。
[0019]采用以上结构后，与现有技术相比，本发明一种新型液晶紧包光纤的制作方法具有以下优点:
[0020]1、生产出的液晶紧包光纤外径均匀、表面光滑，整体非常美观；
[0021]2、生产出的液晶紧包光纤具有较高的抗拉强度，高低温循环时附加损耗低，延时低的优点；
[0022]3、液晶紧包光纤的稳相性能得到大大提高。
[0023]真空环境下可使液晶原材料的干燥效果更好。
【附图说明】
[0024]图1是本发明一种新型液晶紧包光纤的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明一种新型液晶紧包光纤的制作方法作进一步详细说明:
[0026]如图1所示，在本【具体实施方式】中，本发明一种新型液晶紧包光纤的制作方法包括以下步骤:
[0027](I)在真空度为0.55MPa，温度为150°C的环境下对液晶原材料进行干燥处理，干燥时间5小时。上述真空度、温度、干燥时间也可以分别是0.5?0.6MPa、140°C?160°C、4?6小时之间的其它数值。在真空环境下可使液晶原材料的干燥效果更好，本发明对液晶原材料的提前预处理优点在于:由于液晶原材料在高温挤出过程中对水汽极为敏感，原材料中过高的含水率会造成挤出后的产品表面粗糙、不圆整，从而大大降低挤出后的产品性能，有时甚至直接导致挤出失败，本发明对液晶原材料进行提前预处理，使得其在挤出时的含水率低于0.02%，从而避免上述情况发生。
[0028](2)将裸体光纤放置在液晶挤塑机的光纤放线轴上，同时调整裸体光纤的放线张力，张力为0.8N，当然也可以是0.5N?IN之间的其它数值；
[0029](3)对裸体光纤进行预热，在生产速度为60m/min时，预热温度为270°C。上述生产速度也可以控制在50m?70m/min之间的其它数值，而预热温度也可以是260°C?280°C之间的其它数值。裸体光纤在平时贮存时，环境中都会含有一定的水汽，相应裸体光纤表面也会有水汽，由于液晶原材料是加热至熔融状态才被挤出到裸体光纤表面上的，如果不对裸体光纤进行干燥处理，那么裸体光纤表面上的水汽就会因高温而瞬间气化，这样生产出的产品外观质量很差。本发明对裸体光纤进行270°C预热处理就是为了去除裸体光纤表面的水汽，避免上述情况发生，至于裸体光纤预热的温度还可根据挤出速度作出适当的调整。
[0030](4)液晶挤塑机将干燥后的液晶原材料加热成熔融状态，并通过挤塑模具向裸体光纤上挤塑，挤出螺杆选用尖头螺杆，液晶挤塑机上的六段加热区温度由后向前依次为260°(:、265°(:、270°(:、275°(:、270°(:、270°(:，当然也可以依次设置为255°(:?262°(:、263°(:?2670C、268°C ?272 °C、273 °C ?280 °C、268°C ?272°C、268°C ?272 °C之间的其它数值。液晶原材料通过液晶挤塑机加热至熔融状态后经挤塑模具附着在裸体光纤表面上，挤塑模具选用高精度挤塑模具，以确保制出的液晶紧包光纤的同心度。
[0031](5)液晶紧包光纤软化处理
[0032]用50°C的水对挤出的液晶紧包光纤进行冷却，当然也可以是45 °C?55 °C之间的其它数值。
[0033](6)用19°C的水对挤出的液晶紧包光纤进行再次冷却，当然也可以是18°C?20°C之间的其它数值。步骤(5)和步骤(6)可确保制作的液晶紧包光纤满足高强度、高破段力的要求，同时这两个步骤中的水冷温度的设置保证了制出的产品的柔软性。
[0034](7)牵引，收线，装盘，完成液晶紧包光纤产品的制作。在此步骤中，牵引和收线也要保证稳定性。
[0035]在本【具体实施方式】中，裸体光纤直径选用Φ0.25mm，经本发明方法制出的液晶紧包光纤产品的尺寸为Φ 0.35mm?Φ 0.7mm之间，单边壁厚范围为0.005mm?0.225mm，考虑到液晶紧包光纤产品在生产时单边壁厚最小仅为0.005mm，本发明对液晶挤塑机中光纤放线装置的稳定性要求较高，最好采用高精度的放线装置，并保证放线的稳定性。
[0036]本发明大大降低了液晶材料的挤出难度，实现了液晶材料在光纤光缆行业中的应用。本发明制出的液晶紧包光纤是在裸体光纤外直接挤塑一层薄壁、均匀的液晶层，液晶层取代增强纤维为光纤提供抗压、增强等的作用。液晶材料是由刚性高分子组成，在熔融状态下，其分子也不扭曲，呈棒状。高温挤塑时熔融的液晶材料经流动方向拉伸高度取向，冷却时分子按原来取向状态固化，对温度和拉伸定向较为敏感，因而能显示出优异的机械性质，起到挤塑后自增强的作用。
[0037]本发明制出的液晶紧包光纤与普通编织生产的紧包光纤相比除了抗拉强度大大提尚外，还具有以下优点:
[0038]①膨胀系数低
[0039]目前普通编织生产的紧包光纤的线膨胀系数约为10—4?10—5数量级，与绕制光缆线团的线轴膨胀系数不匹配，需在绕制线团时采用特殊附加工序进行解决。
[0040]本发明制出的液晶紧包光纤的膨胀系数达到10—6数量级，几乎与线管材质的膨胀系数处于同一水平，可有效克服大长度线团在温度变化范围过大情况下产生的开裂问题。[0041 ]②生产速度快，连续大长度光缆成缆周期短
[0042]普通编织生产的紧包光纤需采用纤维增强、涂覆等工艺，其中纤维增强工艺速度仅为lm/min，60km的成品，纤维编织工序生产周期达41天。
[0043]本发明制出的液晶紧包光纤挤塑速度达到60m/min以上，生产I根60km的光缆仅需20h，因此在单根大长度连续生产的条件下，液晶增强型制导光缆优势更为明显。
[0044]③生产成本低
[0045]普通编织生产的光纤因增强纤维价格昂贵且生产成本高、生产周期长、导致产品价格较高。液晶紧包光纤由于采用高速挤塑的方式，大大缩短了生产周期从而能降低了人工成本。
[0046]在本【具体实施方式】中，所述的挤塑模具、放线装置均为常规现有技术，故其具体结构不在此赘述。
[0047]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种新型液晶紧包光纤的制作方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)在140°C?160 °C的环境下对液晶原材料进行干燥处理，干燥时间4?6小时； (2)将裸体光纤放置在液晶挤塑机的光纤放线轴上，同时调整裸体光纤的放线张力，张力为Ο.δΝ?IN; (3)对裸体光纤进行预热，在生产速度为50m?70m/min时，预热温度为260°C?280 °C ； (4)液晶挤塑机将干燥后的液晶材料加热成熔融状态，并通过挤塑模具向裸体光纤上挤塑，挤出螺杆选用尖头螺杆，液晶挤塑机上的六段加热区温度由后向前依次为255°C?262 °C、263 °C ?267 °C、268 °C ?272 °C、273 °C ?280 °C、268 °C ?272 °C、268 °C ?272 °C ; (5)液晶紧包光纤软化处理 用45 °C?55 0C的水对挤出的液晶紧包光纤进行冷却； (6)用18°C?20 °C的水对挤出的液晶紧包光纤进行再次冷却； (7)牵引，收线，装盘，完成液晶紧包光纤产品的制作。2.根据权利要求1所述的一种新型液晶紧包光纤的制作方法，其特征在于:步骤(I)中140°C?160°C的环境为真空环境，真空度为0.5?0.6MPa。3.根据权利要求2所述的一种新型液晶紧包光纤的制作方法，其特征在于:所述真空环境的温度为150 0C，步骤(4)中的六段加热区温度由后向前依次为260 °C, 265 °C, 270 °C, 275°C、270 °C、270 °C。
【文档编号】G02B6/44GK106094140SQ201610703596
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月22日
【发明人】王学海, 韦正世, 杨涛
【申请人】中国电子科技集团公司第八研究所