27]图6为根据本发明的一种实施方式的可用于图5的工艺中的浴装置的示意图。
[0028]图7为根据本发明的另一实施方式的可用于图5的工艺中的浴装置的示意图。
[0029]在本说明书和附图中的参考字符的重复使用意图表示相同或类似的本发明的特征或要素。
【具体实施方式】
[0030]本领域普通技术人员将理解，本讨论仅仅是示例性实施方式的描述，且不意图为限制本发明的较宽方面，所述较宽方面体现在示例性构造中。
[0031]本发明提供在金属涂覆的光学纤维及其制造方法方面的多种改进。特别地，可沿着连续长度的光学纤维(例如最高达十千米的长度)施加金属镀敷，所述光学纤维沿着整个长度具有充足的机械强度。根据本发明的一个重要方面，金属涂覆的光学纤维可通过连续镀敷工艺进行涂覆，其中裸纤维进入几种液体浴而没有与任何固体材料的物理接触。
[0032]现在参考图3，说明示例性金属涂覆的纤维10。纤维10包括具有芯12和覆层14的玻璃纤维。金属涂层16包围和容纳所述覆层/芯组合。金属涂层16可由可通过无电镀施加的任何合适的金属例如镍、铜、金、银、或合适的合金形成。根据优选实施方式，所述覆层/芯组合的直径可常常小于约200微米，以及金属涂层16常常具有小于约十微米的直径。
[0033]本发明的一些方面涉及用于在拉伸工艺期间施加的临时性保护涂层的新型方法和材料。在这点上，图4说明示例性纤维拉伸工艺，在其期间，施加临时性保护涂层。朝着这个目的，设计多种类型的可能的临时性涂层。本领域技术人员将理解，临时性涂层应提供对于处理的足够的保护，同时可被容易地除去。正常的丙烯酸类树脂(accrylate)涂层可通过溶剂例如二氯甲烷、MEK和丙酮除去。尽管二氯甲烷对于除去丙烯酸类树脂涂层是良好的，但是其使用带来一些利害关系。MEK和丙酮通常是有效的但是各自花费长的时间来通过溶解而除去涂层，且仅用MEK或丙酮而没有机械触碰除去涂层也是困难的。而且，MEK和丙酮是可燃性的，这也带来利害关系。
[0034]所述临时性涂层材料的另一候选物是蜡。例如，可使用具有小于100摄氏度的熔融温度的蜡，因为它可用热水除去。然而，即使在除去所述蜡的大部分之后，所得纤维也可无法具有足够的弹性用于处理。
[0035]为了消除这些问题，本发明的一些优选实施方式对于临时性涂层利用水溶性聚合物。用于所述临时性涂层的所述水溶性聚合物具有足够的弹性并且提供足够的保护涂层(针对处理)和机械强度。根据示例性方法，涂覆有水溶性聚合物的光学纤维被解开且进入除去浴中。因此，不具有任何聚合物的裸纤维刚好在前进到镀敷浴之前出现。所得裸纤维优选经历几种液体浴而没有与任何固体材料的物理接触(仅与液体物理接触)且其纤维表面在液体中被处理例如清洁、漂洗、干燥、敏化和镀敷。特别地，所述纤维优选行进通过所述浴溶液而没有与任何硬的材料的任何物理接触直至所述纤维对于金属沉积生长变得足够坚固。
[0036]水溶性聚合物在其被干燥时变成固体且其在浸渍于水中时变成液体。至于水溶性聚合物，聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮等是可适用的。优选将该水溶液的粘度控制为l-5000mPa-s，其对于纤维涂层的施加是有利的。
[0037]认为适用于该目的的水溶性聚合物的一个实例是乙烯醇共聚物(产品名nichigoG-polymer 0KS-8049，由nippon gohsei出售)。在这点上，图4说明竖直纤维拉伸工艺，其中用水溶性聚合物连续地涂覆纤维18作为临时性保护涂层。首先，通过将水与G-polymer混合而以适当的粘度制备水溶性聚合物溶液。然后，将水溶性聚合物应用于正常的拉伸工艺(如图4中所不)。在一种情况中，例如，光学纤维玻璃直径为125微米，拉伸速度为大约25m/分钟，炉温度为200摄氏度。所述水溶性聚合物可以如所显示的双层涂层添加，产生约9微米的涂层厚度。(所述光学纤维可具有或可不具有碳层。)然后将固化的纤维以期望的几千米或更长的长度收取到卷筒20中。典型地，在拉伸期间将不存在对于纤维发生的机械损伤。
[0038]图5为根据本发明用于连续地制造金属涂覆的光学纤维的示例性工艺的示意图。根据该实施方式，纤维18从卷筒20解开并首先以不接触任何硬的材料的方式通过除去涂层的浴22。所述涂层浴含有合适的液体以除去聚合物。例如，如果所述聚合物需要通过化学溶剂除去(例如，通过MEK或丙酮除去丙烯酸类树脂)，则浴22将含有适当的溶剂。在水溶性聚合物涂层的情况下，浴22含有水以除去所述聚合物。纤维18对于特定的温度保持与除去液体接触充足的停留时间。例如，使用以上提及的示例性水溶性聚合物，所述水可处于室温(即，为未加热的)且停留时间不超过约一分钟以完全除去所述聚合物。在用于除去其它临时性聚合物涂层的化学溶剂的情况下，用于除去的工艺时间可最高达大约5分钟。
[0039]在除去所述临时性保护涂层之后，所述纤维通过一系列浴以实现无电金属镀敷。在该实例中，相继的浴为清洁浴24、活化剂浴26、加速剂浴28、和镀敷浴30。如将在下面说明的，各浴优选具有与涂层除去浴类似的构造，其防止裸纤维与任何硬的材料的接触。各浴的溶液取决于金属和镀敷对象。根据一个实例，可使用镍磷溶液镀敷厚达3微米的镍。本领域技术人员将理解，设置纤维通过所述工艺的持续时间使得所述纤维将在各浴中具有充足的停留时间。当然，相应的浴的几何结构也对在各自中的停留时间做贡献。在一个实例中，可使用下列参数:0.1米/分钟的线速度，清洁5分钟，4分钟的活化剂时间，加速剂3分钟，和在80摄氏度下13分钟的镀敷时间。在浴30中的镀敷之后，所述连续工艺在收线卷筒(滑轮)32处结束。
[0040]如所谈到的，纤维18通过浴22、24、26、28、和30的每一个而不接触除水或工艺液体之外的任何东西。在进料卷筒(滑轮)20处，所述纤维将具有临时性聚合物涂层，其防止在所述光学纤维玻璃和所述滑轮之间的接触。在收线滑轮32处，所述纤维已被所述金属涂层充分地加强以再次接触。
[0041]图6说明可用于图5的工艺中以确保光学纤维不接触除水或工艺溶液(取决于哪个浴)之外的任何东西的装置的一种构造。在该情况下，纤维18经由液体从其流出的浴的引入口(S卩，纤维入口和出口)且低于液体的水平面通过。所述浴装置包括双重池(cell)，即内部池(容器)40和外部池(容器)42。内部池40容纳充足的液体使得其从各末端处的引入口溢出(如所显示的)。外部池42接收从内部池40流出的液体用于再循环。由外部池42接收的液体流到溶液储存器44。施加到纤维的轻微的拉力将提供直接通过壁的狭缝或孔而没有接触。
[0042]如所显示的，将储存器44中的溶液向上栗送到内部池40中以保持纤维浸渍在所述池的液体中。将理解，所述纤维将具有由于重力而在滑轮20和32之间下垂的趋势。由于从栗进入内部池40的入口位于所述池的底部，这趋向于通过液体的流动将纤维向上推。该向上的力抵消由于重力所致的下垂且防止纤维接触硬的部件例如内部池40的底部或壁。优选将纤维的竖直位置控制为通过监控位置和如果必要的话调节进入的溶液的流速来保持恒定的，以抵抗下垂。
[0043]在替代性实施方式中，可利用压力差使纤维通过湿的浴而没有机械接触。例如，可将所述内部池封住并将所述池中的缺量空间抽真空。在这样的装置中，在所述外部池的环境压力和所述内部池的缺量空间之间导致压力差。结果，液体不从位于液体的水平面下面的引出口或入口孔流出。该构思的构造示于图7中。
[0044]本领域技术人员将理解，各种优点通过根据本发明配置的系统实现。特别地:
[0045](I)裸纤维被涂覆有金属而没有与硬的材料例如模头或滑轮的任何机械接触。所产生的纤维的机械可靠性未因此劣化。由此可产生不具有机械缺陷的长纤维。
[0046](2)与模头的尺寸相比，浴容器的入口或出口尺寸大到足以使纤维通过。涂层厚度不是由孔的尺寸决定的，而是由工艺时间决定的。因此，可实现薄的金属涂层而没有机械损伤。
[0047](3)由于薄的层和低的热间隙(thermal gap)，根据本文中描述的工艺可实现的薄的金属涂层不会导致由于热收缩引起的显著的纤维收缩(由于在优选实施方式中工艺温度小于100摄氏度，实现低损耗的纤维)。
[0048]额外的优点通过对于临时性涂层使用水溶性