專利名稱：用于光導(dǎo)纖維的樹脂涂覆裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于給拉制的光導(dǎo)纖維施加保護包層的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置。
光導(dǎo)纖維10穿過噴嘴孔5和模具孔6，用在壓力作用下通過樹脂供給通道4從樹脂儲存室7向涂覆模具孔6提供的樹脂9涂覆光導(dǎo)纖維10。然后，在下一步中通過包層硬化裝置(未示出)制成光導(dǎo)纖維芯11。此時，作為樹脂9與光導(dǎo)纖維10之間的分界面的彎月形面12形成在噴嘴孔5的出口處，并在涂覆模具2的錐形孔部分6a內(nèi)形成樹脂9的循環(huán)流13。
這種類型的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置通常設(shè)置在光導(dǎo)纖維拉絲裝置的下行側(cè)，以便給拉制的光導(dǎo)纖維進行涂覆，而且光導(dǎo)纖維的拉絲和涂覆操作連續(xù)地完成。
在這樣構(gòu)成的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置中，當(dāng)光導(dǎo)纖維10的拉絲速度高時，包層不能均勻地涂覆在光導(dǎo)纖維上。也就是說，產(chǎn)生所謂的厚度偏差，光導(dǎo)纖維芯11的外徑變化。因此，拉絲速度的提高受到限制。
根據(jù)本發(fā)明一個方面的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置，包括噴嘴，帶有光導(dǎo)纖維通過的噴嘴孔；中間模具，具有光導(dǎo)纖維通過的中間模具孔；以及涂覆模具，具有光導(dǎo)纖維通過的涂覆模具孔，噴嘴、中間模具和涂覆模具從上到下按順序連續(xù)重疊設(shè)置，使噴嘴孔、中間模具孔和涂覆模具孔彼此同心，而且所述涂覆模具孔包括錐形孔部分和合模面孔部分，所述錐形孔部分的直徑從所述涂覆模具孔的入口端沿著光導(dǎo)纖維的行進方向變小，角度為θ；所述合模面孔部分與錐形孔部分的末端連通，并延伸到所述涂覆模具孔的出口，其中中間模具孔的內(nèi)徑小于涂覆模具孔的錐形孔部分的入口的內(nèi)徑，當(dāng)中間模具孔的內(nèi)徑用d1表示，涂覆模具孔的合模面孔部分的內(nèi)徑表示為dn(out)，涂覆模具的錐形孔部分的角度θ滿足θ≤8°，涂覆模具的錐形孔部分的長度Ln1滿足12mm≤Ln1時，滿足下列不等式1.5 dn(out)≤d1≤4 dn(out)。
然而，在日本專利申請(專利號7-91092)中所公開的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置中，即使當(dāng)規(guī)定了結(jié)構(gòu)參數(shù)時，雖然當(dāng)拉絲速度小于等于大約1000米/分鐘時能夠獲得良好的效果，但是當(dāng)拉絲速度是高于1200米/分鐘的較高速度時，仍然會產(chǎn)生厚度偏差和外徑變化。
這是因為當(dāng)拉絲速度是較高的速度時，在涂覆模具2中形成的樹脂9的循環(huán)流13更容易被攪亂。因此，會使光導(dǎo)纖維10產(chǎn)生振動，或者形成在噴嘴控5出口的彎月形面12不穩(wěn)定。因此，僅僅通過如上所述的優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，不能大幅度改變在涂覆模具2中形成的樹脂9的流動狀態(tài)，因此不能消除導(dǎo)致厚度偏差和外徑變化的因素。
而且，如上所述的循環(huán)流13的紊亂可能引起樹脂泄露到噴嘴孔5的入口端。如果最壞的情況發(fā)生，泄露的樹脂固化，結(jié)果它可能損壞插入到噴嘴孔5內(nèi)的光導(dǎo)纖維10，這樣導(dǎo)致光導(dǎo)纖維10斷裂。
因此，為了避免這樣的問題發(fā)生，由與本申請相同的受讓人(THE FURUKAWAELECTRIC CO.，LTD.)提出的日本專利申請(專利申請公開號為平11-60288)中公開了一種如圖3所示的用于光導(dǎo)纖維的樹脂涂覆裝置。該裝置具有帶涂覆模具孔6N的涂覆模具2N、帶噴嘴孔5的噴嘴1和中間模具2A，所述中間模具2A帶有僅由合模面孔部分6Ab構(gòu)成的中間模具孔。涂覆模具孔6N具有錐形孔部分6Na和合模面孔部分6Nb。中間模具2A設(shè)置在涂覆模具2N和噴嘴1之間。
在圖3所示的樹脂涂覆裝置中，從樹脂供給口8提供的樹脂9通過樹脂供給通道4A從樹脂儲存室7傳輸?shù)街虚g模具2A的合模面孔部分6Ab，然后導(dǎo)入涂覆模具2N的錐形孔部分6Na。
涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的入口端處的一部分樹脂通過形成在涂覆模具2N和中間模具2A之間的樹脂通道4N和通路孔14A泄露到樹脂儲存室7，從而能夠降低在錐形孔部分6Na中產(chǎn)生的樹脂循環(huán)流13的速度。因此，能夠減少循環(huán)流13產(chǎn)生的速度能量，即使當(dāng)拉絲速度較高時，在循環(huán)流13中也幾乎不產(chǎn)生紊亂，所以能夠防止光導(dǎo)纖維芯11的樹脂包層產(chǎn)生厚度偏差和外徑變化。
在錐形孔部分6Na中產(chǎn)生的樹脂9的循環(huán)流13幾乎不影響形成在噴嘴孔5的出口附近的彎月形面12近旁的樹脂9的流動，而且能夠抑制循環(huán)流13對彎月形面12的影響。因此，樹脂9能夠穩(wěn)定地涂覆在光導(dǎo)纖維10上。
然而，即使如上所述當(dāng)中間模具2A設(shè)置在涂覆模具2N和噴嘴1之間時，當(dāng)拉絲速度是超過1500米/分鐘的較高速度時，也存在發(fā)生厚度偏差和外徑變化的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置，能夠在超過1500米/分鐘的高拉絲速度下在光導(dǎo)纖維上均勻涂覆樹脂包層，從而防止發(fā)生厚度偏差、外徑變化和斷裂。
已經(jīng)通過認真試驗完成了本發(fā)明，而且它規(guī)定了具有涂覆模具、噴嘴和中間模具的涂覆裝置中的中間模具和涂覆模具的結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過規(guī)定結(jié)構(gòu)參數(shù)，即使在拉絲速度超過1500米/分鐘時也幾乎不會攪亂涂覆模具錐形孔部分的樹脂循環(huán)流。因此能夠防止產(chǎn)生光導(dǎo)纖維芯的樹脂包層的厚度偏差和外徑變化和諸如光導(dǎo)纖維斷裂等的有害影響。
涂覆模具錐形孔部分產(chǎn)生的樹脂循環(huán)流近乎不影響形成在噴嘴孔出口附近的彎月形面近旁的樹脂流動，并且能夠消除循環(huán)流對彎月形面的影響。因此，能夠把樹脂穩(wěn)定地涂覆在光導(dǎo)纖維上。
在本發(fā)明中，插在噴嘴和涂覆模具之間的中間位置的中間模具的數(shù)目不限于一個，而是可以設(shè)置多個中間模具。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明實施例的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置的細節(jié)部分的結(jié)構(gòu)。
該實施例的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置是通過規(guī)定圖3所示的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置的主要部分的形狀實現(xiàn)的。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置中，具有中間模具孔6A的中間模具2A疊放在具有涂覆模具孔6N的涂覆模具2N和具有噴嘴孔5的噴嘴1之間，使涂覆模具孔6N、中間模具孔6A和噴嘴孔5彼此同心，如圖3所示。這里，中間模具2A的中間模具孔6A只有一個合模面孔部分6Ab。涂覆模具孔6N包括錐形孔部分6Na和合模面孔部分6Ab。組件3由噴嘴1、中間模具2A和涂覆模具2N構(gòu)成。
樹脂供給通道4A形成在噴嘴1和中間模具2A的重疊面之間中心側(cè)的間隙內(nèi)。
而且，在涂覆模具2N和中間模具2A的重疊面之間中心側(cè)設(shè)置有樹脂通道4N，作為泄放通道，用于從具有錐形孔部分6Aa的涂覆模具2N和設(shè)置在涂覆模具2N上方的中間模具2A之間的間隙泄放錐形孔部分6Na入口側(cè)的部分樹脂9。
而且，在對應(yīng)于樹脂儲存室7的位置醋的周緣方向上分散地形成有多個連通孔14A(見圖3)，樹脂通道4N通過這些連通孔與樹脂儲存室7連通。
該實施例的特征在于構(gòu)成中間模具2A的中間模具孔6A的合模面孔部分6Ab的孔直徑d1小于涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的入口的孔直徑dn(in)，如圖1所示。而且，中間模具2A的合模面孔部分6Ab的內(nèi)徑d1和涂覆模具2N的合模面孔6Nb的內(nèi)徑dn(out)滿足如下關(guān)系1.5 dn(in)≤d1≤4 dn(out)。
涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的角度最好小于等于8度(≤8°)，涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的長度Ln1設(shè)置成大于等于12mm(12mm≤Ln1)。
涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的長度Ln1最好大于12mm，然而，如果長度Ln1增大到大于要求的長度，由于樹脂9和涂覆模具2N的錐形孔部分6Na之間的摩擦等，可能產(chǎn)生諸如光導(dǎo)纖維芯11的包層的厚度偏差、外徑變化、斷裂等有害影響。因此，對于Ln1，試驗確定優(yōu)化數(shù)值在滿足如下條件的范圍內(nèi)12mm≤Ln1。
在該實施例中，涂覆模具2A的中間模具孔6A只有合模面孔部分6Ab。然而，中間模具孔6A也可以具有錐形部分或者可以只有錐形部分。
下面，通過比較該實施例與對比例和現(xiàn)有技術(shù)，根據(jù)光導(dǎo)纖維實際涂覆的處理結(jié)果描述本發(fā)明的實施例。該實施例的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置的整體結(jié)構(gòu)基本上與圖3所示相同。然而，圖1所示主要部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)規(guī)定為該實施例的結(jié)構(gòu)參數(shù)。對比例具有如圖3所示結(jié)構(gòu)，然而，它所使用的結(jié)構(gòu)參數(shù)與本發(fā)明如圖1所示主要部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)不同?，F(xiàn)有技術(shù)具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)。將各個光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置用于實施例和對比例的樣品。使用每個光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置，在光導(dǎo)纖維10上涂覆上兩層氨基丙烯酸酯樹脂9(初始涂覆的外徑為大約160至190μm)，光導(dǎo)纖維10的直徑大約為125μm，拉絲速度為1000至2000米/分鐘，以便制造外徑為大約245μm的光導(dǎo)纖維芯11。在這種情況下，樹脂的黏度小于等于2000Cp，樹脂供給壓力等于大約0.4Mpa。通過在光導(dǎo)纖維經(jīng)過的路徑上串聯(lián)設(shè)置兩個光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置，用前方裝置在前方完成初始涂覆操作，而用后方裝置在后方完成二次涂覆操作，實現(xiàn)兩層涂覆。
具有如圖2所示結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置被用作現(xiàn)有技術(shù)樣品，并以與實施例和對比例相同的方式制造光導(dǎo)纖維芯11。樹脂供給壓力等于大約0.7Mpa，比本實施例的樹脂供給壓力高。該涂覆裝置具有高耐壓力性能。
表1示出形成二次膜層時所使用的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置中每個部件的尺寸和角度(控制因子)。表1中使用的字符表示圖1所示每個部件的尺寸和角度，相應(yīng)的數(shù)值表示各個部件的數(shù)值。L1表示中間模具2A的高度方向的尺寸，dm表示噴嘴孔5的合模面孔部分5b的內(nèi)徑，C1表示樹脂供給通道4A的高度方向尺寸，Cn表示樹脂通道4N的高度方向尺寸，Ln2表示涂覆模具孔6N的合模面孔部分6Nb的長度。長度的單位為“mm”，角度的單位為“度”。表1

表2示出在二次涂覆形成后涂覆形狀“好”或“壞”。在表2中，對于厚度偏差，偏心量小于等于5μm填“○”；對于外徑變化，如果偏離設(shè)計值的變化在1μm范圍內(nèi)填“○”； 對于斷裂，沒有斷裂時填“○”?！皩τ谄渌闆r填“×”。表2

由表2可知，在實施例1至實施例3的涂覆裝置情況下，中間模具2A的中間模具孔6A的合模面孔部分6Ab的內(nèi)徑d1小于涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的入口的內(nèi)徑dn(in)，而大于等于1.5倍并小于等于4倍涂覆模具2N的合模面孔部分6Nb的內(nèi)徑dn(out)，涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的角度θ小于等于8度，涂覆模具2N的錐形孔部分6Na的長度Ln1大于等于12mm，當(dāng)拉絲速度小于等于2000米/分鐘時，所有裝置都能夠?qū)崿F(xiàn)良好涂覆。
另一方面，在滿足對比例1、2的設(shè)置條件的涂覆裝置中(即不滿足上述實施例的所有設(shè)置條件)，當(dāng)拉絲速度大于等于1600米/分鐘時，厚度偏差和外徑變化大。在拉絲速度大于等于2000米/分鐘時，樹脂泄露到噴嘴孔5的入口側(cè)并固化，而且固化的樹脂損壞插入到噴嘴孔5的光導(dǎo)纖維，以致經(jīng)常發(fā)生斷裂。
在現(xiàn)有技術(shù)的涂覆裝置中，在拉絲速度大于等于2000米/分鐘時，厚度偏差和外徑變化大，在拉絲速度大于等于1400米/分鐘時，經(jīng)常發(fā)生斷裂。
對于形成外徑為大約160至190μm的初始包層的涂覆裝置也觀察到上述傾向。
在實施例中，樹脂供給壓力相對較低(大約為0.4Mpa)。另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)中，樹脂供給壓力較高(大約為0.7Mpa)，而且現(xiàn)有技術(shù)的涂覆裝置需要耐壓結(jié)構(gòu)和高的設(shè)備成本。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例，在具有至少三層結(jié)構(gòu)的光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置中，中間模具與涂覆模具之間的位置關(guān)系和各個部件的參數(shù)諸如尺寸等被優(yōu)化。這種優(yōu)化防止攪亂循環(huán)流，因此能夠防止發(fā)生光導(dǎo)纖維芯的樹脂包層厚度偏差和外徑變化以及諸如光導(dǎo)纖維斷裂等有害影響。
權(quán)利要求
1.一種用于光導(dǎo)纖維的樹脂涂覆裝置，包括噴嘴，帶有光導(dǎo)纖維穿過的噴嘴孔；中間模具，具有光導(dǎo)纖維穿過的中間模具孔；以及涂覆模具，具有光導(dǎo)纖維穿過的涂覆模具孔，噴嘴、中間模具和涂覆模具從上到下按順序連續(xù)重疊設(shè)置，使噴嘴孔、中間模具孔和涂覆模具孔彼此同心，而且所述涂覆模具孔包括錐形孔部分和合模面孔部分，所述錐形孔部分的直徑從所述涂覆模具孔的入口端沿著光導(dǎo)纖維的行進方向變小，角度為θ；所述合模面孔部分與錐形孔部分的末端連通，并延伸到所述涂覆模具孔的出口，其中中間模具孔的內(nèi)徑小于涂覆模具孔的錐形孔部分的入口的內(nèi)徑，當(dāng)中間模具孔的內(nèi)徑用d1表示，涂覆模具孔的合模面孔部分的內(nèi)徑表示為dn(out)，涂覆模具的錐形孔部分的角度θ滿足θ≤8°，涂覆模具的錐形孔部分的長度Ln1滿足12mm≤≤Ln1時，滿足下列不等式1.5 dn(out)≤d1≤4 dn(out)。
全文摘要
一種用于光導(dǎo)纖維的樹脂涂覆裝置,能夠在高拉絲速度下在光導(dǎo)纖維上均勻地涂覆樹脂包層,同時防止發(fā)生厚度偏差、外徑變化和光導(dǎo)纖維斷裂。光導(dǎo)纖維樹脂涂覆裝置包括:具有涂覆模具孔的涂覆模具,所述涂覆模具孔至少具有錐形孔部分和合模面孔部分;具有噴嘴孔的噴嘴:和設(shè)置在涂覆模具和噴嘴之間并具有中間模具孔的至少一個中間模具。中間模具的中間模具孔的內(nèi)徑小于涂覆模具的錐形孔部分的入口的內(nèi)徑,并大于等于涂覆模具的合模面孔部分內(nèi)徑的1.5倍,小于等于涂覆模具的合模面孔部分的內(nèi)徑的4倍,涂覆模具的錐形孔部分的角度小于等于8度,涂覆模具的錐形孔部分的長度大于等于12mm。
文檔編號C03C25/18GK1375473SQ0210698
公開日2002年10月23日 申請日期2002年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者仲恭宏, 東藤慎平, 折田伸昭 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社