CN114217397A - 光纤带的成型方法及专用于实施该成型方法的点胶设备 - Google Patents

光纤带的成型方法及专用于实施该成型方法的点胶设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了光纤带的成型方法，包括以下步骤：1)三根以上的未着色的光纤单元在光纤单元牵引装置的牵引下并列行进，并分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层；2)在固化炉让各光纤单元上的着色层不完全固化；3)点胶设备从光纤单元的上方或下方朝各相邻光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料；4)粘结材料和着色层逐渐固化，并且粘结材料固化形成的粘结部将光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘并且可分开。本发明的制造方法通过让着色层不完全固化而在出固化炉时仍然保持粘性，便于粘结材料更好地与着色层结合来提高粘结的可靠性，有效防止后续弯曲光纤带时粘结部的脱落，成型方法简单可靠，效率高。

Description

光纤带的成型方法及专用于实施该成型方法的点胶设备
技术领域
本发明属于光纤领域，更具体地，涉及光纤带的成型方法及专用于实施该成型方法的点胶设备。
背景技术
随着5G时代的到来，数据成***式的增长，海量的数据需要通过密集组网的形式来实现。在数据中心、机房等集约化，密集化组网的背景下，对大芯数、超高密度的光缆的需求应运而生。
传统的大芯数光缆有刚性光纤带光缆(如骨架光缆和层绞带缆)和散纤形式的层绞式光缆。刚性光纤带光缆具有可以整带熔接的特性，熔接施工效率较高。
但是传统光纤带光缆因光纤带的刚性结构，无法承受弯曲应力。光纤带的边纤在受力时衰减会明显上升，设计光缆时需要留有较大的空间余量。这种带缆的光纤的密度无法做到很高，同时弯曲性能也会大打折扣。散纤形式的光缆可以做到相对高的光纤密度，但是在熔接时需要逐根熔接，熔接效率大大降低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤带的成型方法及专用于实施该成型方法的点胶设备，光纤带的正、反弯曲性能好，可增加光缆的光纤密度，同时保留了光纤带的整带熔接特性，其成型方法简单方便，成型效果好，而且点胶设备结构简单，点胶效果好。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了光纤带的成型方法，包括以下步骤：
1)三根以上的未着色的光纤单元在光纤单元牵引装置的牵引下并列行进，并分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层；
2)在固化炉让各光纤单元上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元均沾粘在一起；
3)点胶设备从光纤单元的上方或下方朝各相邻光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料，粘结材料粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使任意相邻的两根光纤单元粘连在一起；其中，以相邻光纤单元的轴线组成的平面为参考面，所述粘结材料均位于所述参考面的同一侧；
4)粘结材料和着色层逐渐固化，并且粘结材料固化形成的粘结部将光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘并且可分开。
优选地，对于彼此相邻的两列粘结部，其中一列的每个粘结部与另外一列的每个所述粘结部均存在轴向间距，其中，所述轴向间距是指沿光纤单元轴向的间距。
优选地，所述固化炉中只有氮气和氧气，并且两者的体积比为(95％～50％)：(5％～50％)，以使得着色层仍具有粘性。
优选地，所述粘结材料为粘合剂或树脂，固化方式为热固化或者光固化。
按照本发明的另一个方面，还提供了专用于实施所述的成型方法的点胶设备，包括导引模具、光纤单元牵引装置和出胶单元，其中：
所述导引模具设有作为光纤单元的行进通道的贯穿孔，所述导引模具上设置有与所述贯穿孔连通的流道；
所述光纤单元牵引装置用于牵引多根水平设置的光纤单元并列行进；
所述导引模具的上方或下方设置所述出胶单元；
所述出胶单元包括格挡带和胶池，所述胶池内装有粘结材料并且设置有用于让粘结材料流出的出胶口，所述格挡带上多处设置出胶通孔，以让流出的粘结材料经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元的缝隙内；
所述出胶单元的胶池内设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料从所述出胶口流出。
优选地，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带移动，从而使所述格挡带间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。
优选地，所述驱动机构为带轮，所述胶池位于所述格挡带所围区域内。
优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料固化前的粘度在25℃～50℃的温度范围为500Pa·s～10000Pa·s。
优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的杨氏模量为1000MPa～2000Mpa。
优选地，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的断裂延伸率在在25％～300％。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明的成型方法通过让着色层不完全固化而在出固化炉时仍然保持粘性，便于粘结材料更好地与着色层结合来提高粘结的可靠性，有效防止后续弯曲光纤带时粘结部的脱落，成型方法简单可靠，效率高。此外，本发明的点胶设备通过点胶单元同步布置同一行第一粘结部和同一行第二粘结部，能够成倍的提升制造速度和生产效率。
附图说明
图1是本发明中光纤带的俯视图；
图2是图1中沿A-A线的剖视图；
图3是图1中沿B-B线的剖视图；
图4～图6分别是本发明中点胶设备在不同剖面下的剖视示意图；
图7是本发明中格挡带的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图7，本发明的光纤带为现有结构，其包括N根并列设置的光纤单元10，任意相邻的两个所述光纤单元10之间通过沿光纤单元10轴向间断设置的多个粘结部连接，粘结部分为阵列布置的第一粘结部2和阵列布置的第二粘结部3，任意相邻的两根所述光纤单元10优选相互接触，任意相邻的第k根和第k+1根光纤单元10均通过第一粘结部2粘结，并且任意相邻的第k+1和第k+2根光纤单元10均通过第二粘结部3粘结，其中，k为奇数且N≥3。以经过相邻两根所述光纤单元10的轴线的平面作为参考面，第一粘结部2和第二粘结部3均位于在参考面的同一侧。
所述第一粘结部2和第二粘结部3均为通过向相邻两根光纤单元10的缝隙1填充粘结材料6形成，其中，所述粘结材料6为粘合剂或树脂，所述树脂为热固性树脂或光固化树脂，譬如UV固化丙烯酸树脂。
所述第一粘结部2和所述第二粘结部3均为从所述参考面的上方或下方朝相邻两根光纤单元10的缝隙1填充粘结材料6固化而成，并且每条缝隙1内的所述第一粘结部2沿着光纤单元10的轴向间隔设置，每条缝隙1内的所述第二粘结部3沿着光纤单元10的轴向间隔设置。对于彼此相邻的两列粘结部，每个所述第二粘结部3与每个所述第一粘结部2均存在纵向间距，优选纵向间距相等。其中，所述纵向为光纤单元10的轴向。参照图1～图5，共有N＝12根光纤单元10。
本发明的光纤带是将多根光纤单元10平行并列放置，光纤单元10之间不是按照传统光纤外面全包覆丙烯酸树脂的结构形成带状。光纤单元10之间间歇性的使用粘结材料6(优选粘合剂或者树脂)固化形成粘结部，光纤单元10的没有粘结部的其他部分互不沾粘可分开，形成的光纤带不是刚性的结构，在受到侧向压力时，因为光纤单元10之间有互不连接的部分，光纤带可以发生变形。在图1～图5中，实施例是以12芯的光纤带为例，光纤单元10的芯层部分，直径一般为125um，芯层外是包层部分，包覆后直径为240um，包层外有着色层，带着色层的光纤单元4的直径在250um左右。12根光纤单元10之间平行排布，光纤单元10中有间歇性的粘结部作为连接部分，其余部分为非连接部分可分开。将光纤带分别沿着A-A和B-B截面剖开可以看到连接部分的剖面视图。
通过在光纤带上布置间歇性的粘结部，使得光纤单元10之间间断性的连接起来，使得光纤带具有较好的弯曲性能，光纤带在弯曲的时候有在外周的粘结部作为连接部分，提高了光纤带的强度；通过同步布置同一面的同一行第一粘结部2及相邻行的同一行第二粘结部3，能够成倍的提升制造速度。
第一粘结部2和第二粘结部3的长度可相等，长度均为L1，它们沿缝隙1纵向的水平间距为L2，节距为P＝L1+L2。通过调整L1和L2的长度，可以调节光纤带的柔韧性，在本实例中L1＝10mm，P＝50mm。
按照本发明，提供了所述的光纤带的成型方法，包括以下步骤：
1)光纤单元牵引装置牵引从多个光纤放线架上放出的多根未着色的光纤单元10并列行进，每个光纤放线架上各自放出一根光纤单元10；
2)各光纤单元10分别经过着色模具9着上可互相区分颜色的着色层，然后在固化炉让各光纤单元10上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元10均沾粘在一起；着色层可采用现有的油墨材料，其具有较好的相容性。此处需要注明的是，着色后的固化炉中采用的并非高纯度的氮气，而是控制混合比例的氧气和氮气的混合气体，所述固化炉中只有氮气和氧气，本实例中氮气和氧气的体积比例分别为(95％～50％)：(5％～50％)，优选体积占比分别为95％和5％。如此设计的目的是使得着色层仍具有一定的粘性。
2)点胶设备从光纤单元的上方或下方朝相邻光纤单元10的缝隙1内滴上粘结材料6，粘结材料6通过粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使相邻的两根光纤单元10粘连在一起。
3)粘结材料6和着色层逐渐固化，此时在逐渐固化的过程中，粘结材料6固化形成粘结部，且因之前着色层带有一定粘性，两者相互浸润，便于粘结材料6渐渐附着于光纤单元4表面，两者固化后紧密相连。粘结材料6固化形成的第一粘结部2和第二粘结部3将光纤单元10连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元10不再沾粘并且可分开，即在没有粘结部的位置可以相互分开。而光纤单元10上有粘结部的位置则连接在一起。
光纤单元10通过设计的点胶设备实现间歇式布置的第一粘结部2和第二粘结部3。
用于实施所述的成型方法的点胶设备，主要是实施步骤3)，包括导引模具9和出胶单元，其中：所述导引模具9设有作为光纤单元10的行进通道的贯穿孔90，所述导引模具9的顶部和底部分别设置有与所述贯穿孔90连通的流道，分别有第一流道91、第二流道92和第三流道93；所述导引模具9的上方或下方设置所述出胶单元。
所述出胶单元包括格挡带8和胶池，格挡带8的厚度为100um～500um；所述胶池内装有粘结材料6并且设置有用于让粘结材料6流出的多个出胶口，分别有第一出胶口71、第二出胶口72和第三出胶口73，所述格挡带8上多处设置出胶通孔，分别有第一出胶通孔81、第二出胶通孔82和第三出胶通孔83，以让流出的粘结材料6经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元10的缝隙1内；优选地，所述驱动机构为带轮，则所述格挡带8为环形皮带，所述胶池位于所述格挡带8所围区域内。
每个所述出胶单元的胶池内均设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料6从所述出胶口流出。
进一步，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带8移动，从而使所述格挡带8间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。
光纤单元10的芯数可以为4,6,8,12,16,24以及其他任意芯数；参见图6、图7，以本点胶设备点胶的光纤单元10为四根(4芯带)为例，在第1根和第2根的光纤单元10，以及在第3根和第4根的光纤单元10之间的缝隙1的正上方有第一粘结部2，在第2根和第3根的光纤单元10之间的缝隙1的正下方有第二粘结部3。
使用本点胶设备成型四芯的光纤带的过程如下，四根光纤单元从导引模具9上的贯穿孔90穿过中并列布置，导引模具9在对应的贯穿孔90的位置分别布置粘结材料6的第一流动通道91、第二流道92和第三流道93。在贯穿孔90的上方布置了格挡带8。在格挡带8上分别布置一批形状为圆形或者腰圆型的第一出胶通孔81、第二出胶通孔82和第三出胶通孔83。格挡带8形成闭合的环形带状。格挡带8通过带轮进行驱动，以稳定的速度V1进行运动。带轮的连接着图示未绘制出的电机作为动力源。在格挡带8所围区域内配置着装着粘结材料6的胶池7，通过与图示未注明的增压单元可以控制胶池压力。在胶池7的底部也有第一出胶口71、第二出胶口72和第三出胶口73。当电机驱动带轮驱动格挡带8运动，格挡带8的运行速度为V1，光纤单元被光纤单元牵引装置牵引拉动，速度为V2。当格挡带8的第一出胶通孔81与第一出胶口71和第一流道91对准，并且格挡带8的第二出胶通孔82与第二出胶口72和第二流道92，第三出胶通孔83与第三出胶口73和第三流道93对准形成通路时，粘结材料6会从通路中流过，填充在对应的相邻光纤单元10的缝隙之间，格挡带8移动后又封堵住出胶口和流道，从而间歇性打开和关闭通路来在光纤单元10上形成间断的粘结部。
通过调整光纤单元10的运行速度V2和格挡带8的运行速度V1之间的比例可以控制第一粘结部2与第二粘结部3的节距P。通过控制格挡带8的出胶通孔的长度S1和出胶通孔的间距S2之间的距离比值可以同步的控制粘结部的长度L1和粘结部的节距P的比值关系。格挡带8的运行速度是同步的，通过驱动装置譬如皮带或者齿轮进行传动，保证速度同一。格挡带8的第一出胶通孔81、第二出胶通孔82和第三出胶通孔83之间通过相位的调整，可以调整第一粘结部2和第二粘结部3的距离。一般来说，第二粘结部3位于相邻两个第一粘结部2的正中间的位置，即纵向间距相等。当然，也可以根据实际情况进行调整。通过上述的点胶设备可以形成间歇错位的粘结部，粘结部通过与材料相匹配的固化方式固化后即可使并排设置的光纤单元10成形为光纤带1。
所述粘结材料优选为树脂，所述树脂为热固性树脂或光固化树脂，所述树脂固化前的粘度在25℃～50℃的温度范围为500Pa·s～10000Pa·s，使于树脂滴到缝隙内部后停留在缝隙内并形成所需大小尺寸的粘结部。所述树脂完全固化后的杨氏模量为1000MPa～2000Mpa，使得粘结部软硬适中，既能使光纤带保持一定的刚度和强度，又能随机弯折。所述树脂完全固化后的断裂延伸率在在25％～300％，使得粘结部不易裂开。上述这些工艺参数的搭配，对于光纤带整体而言，而在光缆制作完成后，少数粘结部的断裂失效，并不影响柔性光纤带整体呈带纤的形式，在更高光纤密度下，仍然保有带纤整带熔接特性，因此降低粘结部断裂的概率，使更多粘结部在制作成光缆使用以及剥开过程保有其连接功能，可进一步提高柔性光纤带制作的光缆的光纤密度，并提高可用性，减少由于散带导致的使用不便。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光纤带的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)三根以上的未着色的光纤单元在光纤单元牵引装置的牵引下并列行进，并分别经过着色模具着上可互相区分颜色的着色层；
2)在固化炉让各光纤单元上的着色层不完全固化，以使着色层仍然带有粘性，从而使任意相邻的两根光纤单元均沾粘在一起；
3)点胶设备从光纤单元的上方或下方朝各相邻光纤单元之间的缝隙内滴上粘结材料，粘结材料粘附在带有粘性的着色层上来与着色层结合，从而使任意相邻的两根光纤单元粘连在一起；其中，以相邻光纤单元的轴线组成的平面为参考面，所述粘结材料均位于所述参考面的同一侧；
4)粘结材料和着色层逐渐固化，并且粘结材料固化形成的粘结部将光纤单元连接在一起，着色层的固化使得任意相邻的两根光纤单元不再沾粘并且可分开。
2.根据权利要求1所述的光纤带的成型方法，其特征在于，对于彼此相邻的两列粘结部，其中一列的每个粘结部与另外一列的每个所述粘结部均存在轴向间距，其中，所述轴向间距是指沿光纤单元轴向的间距。
3.根据权利要求1所述的光纤带的成型方法，其特征在于，所述固化炉中只有氮气和氧气，并且两者的体积比为(95％～50％)：(5％～50％)，以使得着色层仍具有粘性。
4.根据权利要求1所述的光纤带的成型方法，其特征在于，所述粘结材料为粘合剂或树脂，固化方式为热固化或者光固化。
5.专用于实施权利要求1～4中任一所述的成型方法的点胶设备，其特征在于，包括导引模具、光纤单元牵引装置和出胶单元，其中：
所述导引模具设有作为光纤单元的行进通道的贯穿孔，所述导引模具上设置有与所述贯穿孔连通的流道；
所述光纤单元牵引装置用于牵引多根水平设置的光纤单元并列行进；
所述导引模具的上方或下方设置所述出胶单元；
所述出胶单元包括格挡带和胶池，所述胶池内装有粘结材料并且设置有用于让粘结材料流出的出胶口，所述格挡带上多处设置出胶通孔，以让流出的粘结材料经过该出胶通孔和该流道后滴到相邻两光纤单元的缝隙内；
所述出胶单元的胶池内设有用于加气的增压单元，以便于粘结材料从所述出胶口流出。
6.根据权利要求5所述的专用于实施所述的成型方法的设备，其特征在于，动力源通过驱动机构驱动所述格挡带移动，从而使所述格挡带间歇性对准所述流道和所述出胶通孔。
7.根据权利要求6所述的专用于实施所述的成型方法的设备，其特征在于，所述驱动机构为带轮，所述胶池位于所述格挡带所围区域内。
8.根据权利要求5所述的专用于实施所述的成型方法的设备，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料固化前的粘度在25℃～50℃的温度范围为500Pa·s～10000Pa·s。
9.根据权利要求5所述的专用于实施所述的成型方法的设备，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的杨氏模量为1000MPa～2000Mpa。
10.根据权利要求5所述的专用于实施所述的成型方法的设备，其特征在于，所述粘结材料为树脂，所述粘结材料完全固化后的断裂延伸率在在25％～300％。
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