专利名称：光纤软线及其制造方法和制造设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤软线及其制造方法和制造设备，特别是涉及一种降低源于残余应力的光损耗特性恶化的光纤软线，及其制造方法和制造设备。
所提出的光纤软线按如下方法产生。一个或多个增强纤维被布置在光纤芯线周围，被加热的热塑性树脂覆盖其周围。利用挤压机器把其挤压出来并在一个冷却室中冷却，使上述的热塑性树脂硬化，产生一个树脂护层。该光纤软线被一个绕线机卷绕，以完成一次生产。
根据实际使用，通常，光纤软线被切为大约几米然后一个连接器被接到该光纤软线的一端。在这种情况下，如果收缩软线，则在连接器的连接处会出现一个问题，并且如果在接近连接该连接器的光纤部分被弯曲，则光损耗进一步增加。
本发明已经成功解决上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种降低源于残余应力的光损耗特性恶化的光纤软线，及其制造方法和制造设备。
一种光纤软线的制造方法，包括(1)利用热塑性树脂通过挤压给一个或多个光纤芯线以及一个或多个与之平行走向的增强纤维加护层；(2)通过冷却使该热塑性树脂固化以便成为树脂护层；和(3)使该光纤芯线、该增强纤维以及该树脂护层退火。
光纤软线的制造设备装备有一台挤压机器，一个冷却室，一个中间牵引装置，一个加热室，一个最终牵引装置以及一个绕线机，按照上述顺序布置机器、装置以及室。利用一个冷却室来执行前述的冷却步骤，该冷却室存储冷却水。利用存储蒸汽或热水的加热室或者配备有红外线照射装置的加热室来执行前述的退火步骤。
光纤芯线和增强纤维以这样一个简单的过程被树脂护层覆盖。通过退火来减轻光纤软线中产生的一个残余应力。结果，即使它被留下很长时间或者经受加热过程，树脂护层都不收缩并且光损耗将不增加，从而保持一种优良的特性。
优选地，制造设备还包括布置在加热室之和在最终牵引装置之前的一个再冷却室从而光纤软线被再冷却。因此，光纤软线在它被引进最终牵引装置之前被充分地冷却，因而在后续过程中没有残余应力产生。
光纤软线1的一种制造设备3包括多个输送绕线架11和一台装备有多个发动机的输送机9(未示出)。一个光纤芯线5(光纤的主体，也可以用单芯光纤或者具有多个芯线的带状光纤。)和多个增强纤维7被绕在输送绕线架11上。制造设备3包括布置在输送机器9之后的一个牵引力控制浮辊13和布置更后面的一个挤压装置，根据本实施例，该挤压装置是具有压模17的挤压机15。
光纤芯线5和增强纤维7从由发动机驱动的各自的输送绕线架中被输出并且它们的牵引力由牵引力控制浮辊13来调整，光纤芯线5和增强纤维7两者都以几乎平行的状态被引进到压模17中。另一方面，通过加热熔化的热塑性树脂被倒入压模17中，使它覆盖了光纤软线5和增强纤维7以便成为一个树脂护层19。如图2A和2B所示的本发明光纤软线1的横断面结构就是用这种方式来形成的。
作为应用到树脂护层19的热塑性树脂，优选聚氯乙烯(pvc)、聚烯烃基树脂、基酰胺基树脂等。
图2a示出了单芯光纤软线1的优选示例，可以利用上述的制造设备生产，它包括光纤芯线5、在光纤芯线5周围的四条增强纤维7以及包围增强纤维7周围的树脂护层19。优选地，光纤芯线5的外直径为0.5到0.9mmφ并且树脂护层19的外径为2到3mmφ。更优选地，其每一个的外径分别为0.9mmφ和2.8mmφ。
图2B示出了带状光纤软线1的优选示例，其包含二到十二个光纤芯线5以及以带状的形式形成的树脂护层19，其中，它的外部结构的厚度大约是2mm并且它的宽度大约是2到5mm。
制造设备3在前述的挤压装置之后装备有一个固化装置，依据本实施例，它是保存冷却水的一个冷却室21。当被挤出的光纤软线1经过冷却室21时它被冷却，因此树脂护层19被固化。因为期望树脂护层19在接下来的中间牵引步骤之前被固化，所以冷却室21中冷却水的温度最好低于60℃并且冷却时间最好是低于0.5秒。更优选地，温度低于30℃并且冷却时间低于1秒。可是，在这种情况下，最好是只有树脂护层19被固化而此时内部的光纤芯线5仍然处于一种松弛的状态。
在只有树脂护层19被固化的那种状态中的光纤软线1被如
图1所示的一个中间牵引装置23拉出并且被引入布置在随后的一个加热处理过程去。
提供一种加热处理装置，依据本施例，它是一个加热室25，在中间牵引装置23之后。光纤软线1处于加热室25的蒸汽或热水中，使树脂护层19被退火。优选地，退火温度为60℃或者更高并且时间大于一秒，更优选地，温度为80℃或者更高。
提供一个再冷却装置，依据本实施例，它是保存有冷却水的一个再冷却室27，进一步位于加热室2的之后。被退火的光纤软线1被引进到再冷却室27中并被再次冷却。优选地，再冷却温度为30℃或者更低而时间大于一秒。
再冷却之后，光纤软线1被最终拉丝装置29牵引。中间拉丝装置23和最终拉丝装置29被控制来调整牵引速度和转矩，使应用到光纤软线1的牵引力最佳。期望调整牵引力以使只有树脂护层被自由地收缩而光纤芯线5不被收缩。优选地，牵引力小于50g并且保持相对高。
一个牵引力控制浮辊31和一个绕线机33被提供于该制造设备的最下方。在牵引力控制浮辊调整了牵引力之后，光纤软线1被由发动机(未示出)驱动的绕线机33缠绕在绕线架35周围。
根据本发明第一实施例的光纤软线1的制造过程，利用制造设备3的这样一列设备来实现它从输送绕线架1直到绕线架35的整个过程。
接下来的，在下文中参考图3将描述根据本发明第二实施例的光纤软线的制造设备和方法。在以下说明中，相同的参考数字被分配给与第一实施例相同的组件并且它的说明被省略，同时将仅仅描述具有新参考数字的其他组件。
依据本实施例，退火温度需要高于150℃的树脂被优选地应用到光纤软线37的树脂护层19，例如，酰胺纤维，聚碳酸酯，聚偏二乙烯氟化物。毫无疑问，PVC或者聚烯烃也可以被应用。
光纤软线37的制造设备39装备有一个红外线照射单元41作为它的加热处理装置。从中间牵引装置23中牵引出的光纤软线37被引入红外线照射单元41中并经受红外线以使它退火。被照射的红外线的波长大约是3到15μm并且在温度150℃或者更高到低于250℃处实现退火。
与第一实施例不同，在红外线照射单元41的后面没有提供再冷却装置。被加热的光纤软线37在室温下被逐渐地冷却。当然，提供一个再冷却装置以致确实地执行冷却也是可以允许的。
类似第一实施例，在逐渐冷却之后，光纤软线37被最终拉丝装置29拉出同时它的牵引力被调整，并且在牵引力控制浮辊31调整了那个牵引力之后，它被绕线机33缠绕在绕线架35周围。
根据本发明第二实施例的光纤软线37的制造过程，利用制造设备39的这样一列设备来实现它从输送绕线架1直到绕线架35的整个过程。
本发明第一实施例的光纤软线将就如下的光损耗特性方面来与比较示例进行比较。按照与早先描述的所建议的光纤相同的制造方法来产生比较示例的光纤软线。比较示例的制造方法与本发明的制造方法不同之处在于前者不包括中间牵引过程，加热处理过程和再冷却过程。
实施例和比较示例的光纤软线中的每一个都包括用SMO.9mmφ制造的光纤芯线、由1420支Kabler构成的四条增强纤维以及由具有相对大收缩性和一个2.8mmφ外径的阻燃聚烯烃构成的一个树脂护层。
实施例和比较示例的光纤软线都蒙受从20℃-＞60℃-＞-10℃-＞20℃的三个加热循环并且在该过程中估计瞬态光损耗特性。如图4所示，在加热之前，实施例和比较示例的光纤软线具有的最初光损耗是0.20dB/km。虽然在比较示例中，在它以60℃高温被加热之后，再被放置在低温下时它的光损耗增加大约0.5dB/km，但是在本实施例的情况下光损耗没有改变。
日本专利申请No.2002-55793(2002年3月1日)的全部内容在此将其通过参考结合。
虽然通过参考本发明的某些实施例已经描述了本发明，但是本发明不局限于上述的实施例。根据上面的教道，对本领域技术人员来说将想到上述实施例的修改和变化。
权利要求
1.一种光纤软线的制造方法，包括(1)利用热塑性树脂通过挤压给一个或多个光纤芯线以及与光纤芯线平行走向的一个或多个增强纤维加护层；(2)通过冷却固化该热塑性树脂；和(3)使该光纤芯线、该增强纤维以及该热塑性树脂护层退火。
2.如权利要求1所述的光纤软线的制造方法，还包括就在退火步骤之后再冷却该光纤软线。
3.如权利要求1所述的光纤软线的制造方法，其中利用热水或热蒸汽来实现该退火步骤。
4.如权利要求1所述的光纤软线的制造方法，其中通过照射红外线来实现该退火步骤并且加热温度在150℃和250℃之间。
5.一种光纤软线的制造设备，包括一挤压机；布置在该挤压机之后的一冷却室；布置在该冷却室之后的一中间牵引装置；布置在该中间牵引装置之后的一加热室；布置在该加热室之后的一最终牵引装置；和布置在该最终牵引装置之后的一绕线机。
6.如权利要求5所述的光纤软线的制造设备，还包括布置在该加热室之后的并且在最终牵引装置之前的再冷却室。
7.如权利要求5所述的光纤软线的制造设备，其中该加热室是用于存储热水或热蒸汽的一个室。
8.如权利要求所述的光纤软线的制造设备，其中该加热室包括一个红外线加热器。
9.一种光纤软线，包括一个或多个光纤芯线和与之平行走向的一个或多个增强纤维以及覆盖该光纤芯线和该增强纤维的树脂护层；其中，该树脂护层通过对具有热塑性树脂的光纤芯线和增强纤维进行挤压成形，和在挤压成形之后，冷却固化该热塑性树脂以及在固化之后退火而形成。
10.如权利要求9所述的光纤软线的制造方法，其中，在热循环之后它的光损耗是0.2kB/km或更少。
全文摘要
光纤软线的制造设备，其装备有一挤压机，一冷却室，一中间牵引装置，一加热室，一最终牵引装置以及一绕线机，其按照上述顺序布置机器、装置以及室。通过挤压机利用热塑性树脂给一个或多个光纤芯线加护层。通过冷却固化该热塑性树脂以便形成一个树脂护层。通过加热室来退火该被覆盖的光纤以使它的残余应力被释放。
文档编号G02B6/44GK1442715SQ02126910
公开日2003年9月17日 申请日期2002年7月25日 优先权日2002年3月1日
发明者小林和永, 草刈雅广, 本庄武史, 大桥圭二 申请人:株式会社藤仓