专利名称：复芯塑料光纤及其制备方法
技术领域：
本发明与信息通讯的多媒体信息传输材料领域有关，特别与复芯塑料光纤及其制备方法有关。
背景技术：
20世纪80年代以来的信息爆炸导致了数据传输的急剧增加，迅猛发展的长距离通信技术和显示技术推动了INTERNET数据通信、HDTV、视频点播、可视电话、电视会议、家庭办公等多媒体的发展，不但使用户对通信带宽的需求激增，而且还需要在局域网(LAN)内的传输速率达1Gbps，甚至达10Gbps。
塑料光纤又称聚合物光纤，是以高折射率的高分子光学透明材料作为纤芯，以低折射率的高分子光学透明材料作为包层。按折射率分布不同，可分阶跃型塑料光纤和梯度型塑料光纤。
塑料光纤在短距离数据传输中有很多优点，首先塑料光纤的直径和数值孔径大，使其连接要求低、安装简便，可以使用廉价的注塑连接器；其次塑料光纤比重小、可挠性好，易于在狭窄的空间铺设，尤其适合于汽车、建筑物、飞行器和船舱内部的通信网络；最后，塑料光纤对电磁干扰不敏感，不发生辐射，不同数据速率下的衰减恒定，可预测误码率，可以在电噪声环境中使用。塑料光纤在局域网中的广阔应用前景使其成为当前国内外的研究热点。
目前阶跃型塑料光纤的生产已实现工业化生产，但其带宽在50～250MHz·100m，作为短距离高速局域网信息传输媒介时，其带宽优点不是很明显。而梯度型塑料光纤带宽虽然可达250MHz·100m～10GHz·km，但是其制备复杂，价格昂贵，很难实现产业化。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种既可作为高宽带的信息传输介质，也可作为清晰度高，保真质高介质使用的复芯塑料光纤，本发明的另一个目的是为了提供节约设备投资，易于工业化生产、生产效率高的复芯塑料光纤的制备方法。
本发明的目的是这样来实现的本发明的复芯塑料光纤包括至少二芯，包覆于芯上的包层，芯料可以是聚丙烯酸酯类/聚氟化丙烯酸酯类、聚苯乙烯类和聚碳酸酯类，其包层可以是聚氟化丙烯酸酯类或聚乙烯基类氟树脂，芯的数量视需要而定，可为二芯、三芯、四芯、五芯、六芯、七芯、八芯等。
上述的芯径为0.05～1.0mm，光纤直径为0.25～3.0mm。
上述的包层材料的折射率为1.3～1.6mm，芯材折射率至少比包层材料的折射率高1％。
本发明的复芯塑料光纤的制备方法是将芯料和包层材料分别从芯料挤出机和包层料挤出机进入共挤出模头中的至少二个模芯成型流道和包层料分流道后再在成型模口中复合，再经过牵引、冷却定型即制得复芯塑料光纤。在生产复芯塑料光纤过程中使用两台挤出机，一台用于熔融塑化芯材，另一台用于熔融塑化包层材料，两台挤出机通过一共挤出模头连接，熔融挤出具有复芯结构的挤出物，经牵引、冷却定型、收线，即得到复芯塑料光纤。两台挤出机可以是90°、180°连接。
上述的芯料从芯料挤出机挤出后再经过与模芯成型流道数量相同的芯料分流锥流道均分后再进入与之相通的模芯成型流道，包层料从包层材料挤出机挤出后经过至少二个包层料分流锥流道均分后再进入包层料分流道材料，分布均匀。
本发明复芯塑料光纤包含多个传光单元，由于每个传光单元直径小，导致其传输带宽高。如直径足够小，其传输特性与单模相同。同时总的传光面积大(多个传光单元面积之和)，可传输更多的光能。因此该塑料光纤的信息传输带宽性能优于同样直径的多模塑料光纤，同时其传光能的特性接近同样直径的多模塑料光纤，既可以作为高带宽的信息传输介质，也可以作为高清晰度、高保真的传像介质使用。
本发明复芯塑料光纤具有一般塑料光纤的优点，同时，具有高带宽，提高了光纤的光传输密度的优点；其生产方法简单、节约设备投资、易于工业化，提高生产效率。
图1为四芯复芯塑料光纤示意图。
图2是复芯塑料光纤生产线示意图。
图3为复芯塑料光纤生产线的共挤出模头示意图。
图4八芯复芯塑料光纤示意图。
具体实施例方式实施例1参见图1，本实施例1复芯塑料光纤是由四根分别由光学级聚甲基丙烯酸脂(PMMA)材料制成的芯1及包覆于芯1周边的用高透明氟树脂制成的包层2组成的四芯复芯塑料光纤。
图2是复芯塑料光纤生产线装置图。包括共挤出模头3，与共挤出模头连接的芯料挤出机4，包层料挤出机5，牵引机6，激光测经仪7，调节牵引机和收线机速度一致的活塞装置8收线机9。图3是共挤出模头3的结构示意图。包括芯料入料口10，与芯料出料口相通的均布在模头上的四条芯料分流锥流道11，含四条两端分别与四条芯料分流锥流道和成型模口12相通的模芯流道13的模芯14，包层料入料口15，与包层料出料口相通的包层料分流锥流道16，位于模盖17和模芯14间的两端分别与包层料分流锥流道和成型模口相通的包层料分流道18。
参见图2、图3，将光学级PMMA芯料通过芯料挤出机4熔融塑化，进入芯料入料口10，并经芯料分流锥流道11进入模芯14上的模芯流道13成芯后进入成型模口，而高透明氟树脂通过包层料挤出机5熔融塑化，进入包层料入料口15，经过包层料分流锥流道16进入模盖和模芯间的包层料分流道18再进入成型模口12包覆在芯1周边，再经过牵引机6、冷却定型、收线，得到四芯复芯塑料光纤。同时控制芯料挤出机的转速和牵引转速，得到芯直径0.25mm、光纤直径1.0mm的四芯复芯塑料光纤。包层材料的折射率为1.3，芯材折射率为1.49。
也可将光学级PMMA芯料通过芯料挤出机熔融塑化，进入芯料入料口，并通过芯料分流锥流道进入模芯流道成芯后再进入成型模口；而高透明氟树脂通过包层料挤出机熔融塑化，进入包层料入料口，经过包层料分流锥流道进入模盖和模芯间的包层料分流道再进入成型模口包覆在芯的周边，再经过牵引、冷却定型、收线，得到四芯复芯塑料光纤。同时控制芯料挤出机的转速和牵引转速，得到芯直径0.5mm、光纤直径1.5mm的四芯复芯塑料光纤。包层材料的折射率为1.3，芯材折射率为1.49。
实施例2
参见图4，本实施例2复芯塑料光纤是由八根分别由光学级聚甲基丙烯酸酯(PMMA)材料制成的芯1及包覆于芯1周边的用高透明氟树脂制成的包层2组成的八芯复芯塑料光纤。
生产本实施例2八芯的装置基本与实施例1同。不同处是共挤出模头中的芯料分流锥流道和模芯分别为八条。
将光学级PMMA芯料通过芯料挤出机熔融塑化，进入芯料入料口，并通过芯料分流锥流道进入模芯流道成芯后进入成型模口；而高透明氟树脂通过包层挤出机熔融塑化，进入包层料入料口，经过包层料分流锥流道进入模盖与模芯间的包层料分流道后进入成型模口包覆在芯周边，再经过牵引、冷却定型、收线，得到八芯复芯塑料光纤。同时控制芯料挤出机的转速和牵引转速，得到芯直径0.2mm、光纤直径1.0mm的八芯复芯塑料光纤。包层材料的折射率为1.3，芯材折射率为1.49。
上述各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
权利要求
1.复芯塑料光纤，其特征在于包括至少二芯，包覆于芯上的包层。
2.如权利要求1所述的复芯塑料光纤，其特征在于芯径为0.05～1.0mm，光纤直径为0.25～3.0mm。
3.如权利要求1或2所述的复芯塑料光纤的制备方法，其特征在于包层材料的折射率为1.3～1.6mm，芯料折射率至少比包层材料的折射率高1％。
4.如权利要求1或2所述的复芯塑料光纤的制备方法，其特征在于该方法是将芯料和包层材料分别从芯料挤出机和包层料挤出机进入共挤出模头中的至少二个模芯成型流道和包层料分流道后再在成型模口中复合，经过牵引、冷却定型即制得复芯塑料光纤。
5.如权利要求4所述的复芯塑料光纤的制备方法，其特征在于芯料从芯料挤出机挤出后再经过与模芯成型流道数量相同的芯料分流锥流道均分后再进入与之相通的模芯成型流道，包层材料从包层料挤出机挤出后经过至少二个包层料分流锥流道均分后再进入包层料分流道。
全文摘要
本发明提供了一种复芯塑料光纤，包括至少二芯，包覆于芯上的包层。本发明复芯塑料光纤不但具有一般塑料光纤的优点，同时具有高带宽，提高光纤的光纤输密度的优点。本发明还提供了复芯塑料光纤的制备方法。本方法简单，节约设备投资，易于工业化生产，提高生产效率。
文档编号G02B6/02GK1758079SQ20051002171
公开日2006年4月12日 申请日期2005年9月23日 优先权日2005年9月23日
发明者张海龙, 储九荣, 李凯, 吴祥君, 刘中一 申请人:四川汇源塑料光纤有限公司