專利名稱：光纖多條帶及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及光纖通訊光纜。本發(fā)明更具體地涉及用于光纖通訊光纜的光纖多條帶傳輸元件，在這種光纜中至少有兩個獨(dú)立的光纖條帶相鄰地敷設(shè)在一個共同的平面上，并且被一個共同的外套包裹。
光纖光纜現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在通訊領(lǐng)域里傳輸信息。光纖光纜經(jīng)常依賴光纖帶或多條帶在高纖束光纜中得到最佳捆扎密度。選擇帶狀化的光纖是因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁┮环N有組織的結(jié)構(gòu)，增加捆扎效率和允許快速分離和連接。
隨著帶狀化光纖使用頻率的增加，這種條帶的可操作性變得非常重要。Lochovic等人在1997所國際電線電纜研討會文集中第260頁上的“關(guān)鍵條帶可操作特性的綜述”一文中，將“可操作性”定義為操作過程，即一個條帶在光纜安裝時和以后可能的光纖處理過程；從將條帶從光纜中分離開始，到纖維光學(xué)系統(tǒng)中的最終固定為止。根據(jù)這篇文章，可操作性的一些特點(diǎn)包括熱剝離性，可撕開性，可分離性，可分叉性，以及堅(jiān)固性。這篇文章的作者發(fā)現(xiàn)，僅僅改變光纖在基體和界面上的粘接性能以便獲得最佳的可撕開性，會降低其它方面的操作特性，如可分離性和耐用性。
本發(fā)明的光纖多條帶涉及到可剝離性，可分開性(也稱為可分離性)以及堅(jiān)固性，這些在現(xiàn)有的光纖條帶和多條帶中都是缺乏的。
本發(fā)明的一個目的是提供一個光纖多條帶，它具有良好的可操作特性。
本發(fā)明的一個進(jìn)一步的目的是提供一個光纖多條帶，它具有良好的可剝離性和可分離性。
這個目的實(shí)現(xiàn)，至少其一部分的實(shí)現(xiàn)，是利用提供一個光纖多條帶，這個多條帶包括N條光纖條帶組件布置在一個共同的平面上，其中N為一個大于1的整數(shù)。N條光纖條帶組件的每一個又包括多個光纖，它們布置在一個平面陣列里，并且有紫外線可固化的主基體條帶層包住這些光纖。這個N條光纖條帶組件的至少一個的主基體條帶層，具有至少有80％固化的表面。一個紫外線可固化的第二基體條帶層，包裹在N條光纖條帶組件的主基體條帶層的外面。這個第二基體條帶層的材料具有大于20％的拉伸斷裂比。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，將通過后面參照附圖的說明和所附的權(quán)利要求書，對于那些內(nèi)行們變得更加清楚。
附圖沒有按照比例畫出，包括

圖1a，它是一個簡單的示意圖，畫出根據(jù)本發(fā)明的一個光纖多條帶的一個實(shí)施例；圖1b，它是一個局部示意圖，畫出被主基體條帶層包住的相鄰的終端光纖；圖1c，它是一個簡單的示意圖，畫出根據(jù)本發(fā)明的一個光纖多條帶的另一個實(shí)施例；圖1d，它是一個局部示意圖，畫出被主基體條帶層包住的相鄰的終端光纖；圖2是一個簡單的示意圖，畫出形成一個本發(fā)明的光纖多條帶的方法。
如在后面將要說明的那樣，本發(fā)明涉及一種光纖多條帶以及它的制造方法。一個典型的光纖多條帶10的實(shí)施例示於圖1a。這個多條帶10包括多根光纖，這個涂層有一個內(nèi)層14和外層16。這個主涂層2被一個彩色油墨層18所包覆。如果需要，顏料也可以提供到外層16中而免去彩色油墨層18。光纖加上它的涂層大概的直徑為250微米。
在圖1a的8芯光纖實(shí)施例中，主基體條帶層20a和20b是包涂在光纖上的，從而形成第一和第二光纖條帶組件。主基體條帶層20a包裹了4根相鄰的光纖，形成了第一光纖條帶組件，主基體條帶層20b包裹其余的4根相鄰的光纖，形成了與第一光纖條帶組件相鄰的第二光纖條帶組件。
在圖1a所示的實(shí)施例中，被主基體條帶層20a所包覆的光纖互相以空間隔開，這樣它們相應(yīng)的最外層之間有意地以一個規(guī)定的距離S相互隔開，S值通常為1至15微米。但是，在實(shí)際的生產(chǎn)條件下，最外層之間的實(shí)際距離S會有些改變。因此，在第一光纖條帶組件中的的相鄰光纖最外層之間的實(shí)際距離為S(1,1),S(1,2)和S(1,3)，而在第二光纖條帶組件中相鄰光纖最外層之間的實(shí)際距離為S(2,1),S(2,2)和S(2,3)。參看圖1a和1b中所示的實(shí)施例，主基體條帶層20a,20b被做成為使得它們的相鄰端(節(jié)點(diǎn)部)有足夠的厚度，以便保證每個條帶組的相鄰終端光纖的最外層28a,28b以一個距離D相隔開，這里D大于Sav.。Sav是相鄰條帶組件中光纖最外層之間的平均距離。在圖1a中所示的實(shí)施例，Sav可用下式表示Sav=S(1,1)+S(1,2)+S(1,3)+S(2,1)+S(2,2)+S(2,3)6-------(1)]]>這個實(shí)施例可以容易制造，但是局限于某些拼接技術(shù)。在圖1c中所示的實(shí)施例中，被第一和第二主基體條帶層20a和20b所包覆的光纖是互相分開的，這樣它們相應(yīng)的最外層也以規(guī)定距離S相互隔開，在實(shí)際的制造條件下，這個距離也會有所改變。參看圖1d，主基體條帶層20a,20b被做成為可使它們的相鄰端(節(jié)點(diǎn)部)有一個厚度，以保證每個條帶組件的相鄰端部光纖的最外層28a和28b以一個距離D相隔開，這里D大致上等于Sav。在這個實(shí)施例中，條帶的每一根光纖都以相同的距離互相隔開，而不管它們位于哪一個條帶組件中。這種條帶制作起來比較困難，但是它提供了一種條帶，這種條帶比圖1a和1b所示實(shí)施例在所有光纖的拼接上更容易些。
不管圖1a-1d中所示的主基體條帶層的實(shí)施例如何不同，一個第二基體條帶層24涂覆在主基體條帶層20a,20b之上，從而將第一和第二光纖條帶組件包裹在一個共同的平面內(nèi)。主基體條帶層和第二基體條帶層都是用紫外光(UV)可固化的材料制成，例如UV丙烯酸酯，在這種工藝?yán)锸菫槿怂熘摹?br> 參看圖2，通過一個放線機(jī)30提供多條帶涂層的光纖(12,14,16,18)并將它們分布在一個平面陣列里來制成光纖多條帶10。這個光纖的平面陣列通過一個條帶模32，在這里UV可固化的主基體條帶層材料被涂覆其上，以便在平面光纖陣列上形成尚未固化的層19a和19b。這個帶有未固化的包覆層19a和19b的平面陣列，通過一個或多個UV固化光源34，這些光源將UV可固化材料固化為主基體條帶層20a,20b，從而形成第一和第二光纖條帶組件，這兩個組件是相鄰的并且分布在同一平面上。這個第一和第二光纖每帶組件通過一個條帶模36，在這里UV可固化的第二基體層材料被涂覆在主基體條帶層20a和20b之上，從而形成包裹其上的未固化層22。這個第二基體材料層22通過一個或多個UV固化光源38被固化，這些光源使UV可固化基體材料固化為第二基體條帶層24，從而形成光纖多條帶10。
材料的特性，如拉伸斷裂比和固化度，對用于主基體條帶和第二基體條帶層的具有不同UV可固化材料的組合，進(jìn)行了研究。根據(jù)本發(fā)明，如果滿足二個條件時，一種光纖多條帶10可以提供將第二基體條帶層24從兩個主基體條帶層20a,20b上剝離的良好特性，以及在第一和第二條帶組件之間的良好的分離性。第一，利用常規(guī)的固化方法，在涂覆未固化的第二基體層材料22之前，使主基體條帶層的UV材料被固化，得到大約80％，最好為90％的最低表面固化度。表面固化度可以用富立葉變換紅外光譜法(FTIR)測定，這個方法己在國際電線電纜研討會文集的1991年第134-139頁上的，由Frantz等人發(fā)表的文章“測定光纖涂層固化程度技術(shù)的綜述”中進(jìn)行了一般的敘述。
UV固化的丙烯酸酯材料的表面固化度可以通過丙烯酸酯的不飽和度來確定。丙烯酸酯在810cm-1處的吸收峰(或面積)的大小指出了它的飽和度。帶有衰減總反射(ATR)(或微觀)的FTIR技術(shù)被加以使用。用于測定固化反應(yīng)的峰被選為丙烯酸雙鍵在810cm-1處的C-H形變振動。在830cm-1處的峰不受固化反應(yīng)的影響，從而可被選作為內(nèi)部標(biāo)定。為了計算固化度，樣品要和預(yù)聚物(液態(tài)的或未固化的樹脂)和完全固化的參考物進(jìn)行對比。表面固化度可用下式表示
在這里，Rps是測試樣品的峰值比，Rpc是完全固化樹脂的峰值比，Rp1是未固化的流體樹脂的峰值比，峰值比指的是在810cm-1處的峰面積除以830cm-1處的峰面積。
上述方法也可擴(kuò)展為利用紅外光譜峰的高度而不是面積來確定表面固化度。對于大多數(shù)丙烯酸鹽基材料，應(yīng)當(dāng)利用在810cm-1處的吸收峰。如果材料包含有機(jī)硅樹脂或其它在810cm-1或附近有強(qiáng)烈吸收的成分，其它的丙烯酸鹽吸收波長，如1410cm-1,1510cm-1或1635cm-1可以被采用。這個方法還可以擴(kuò)展到其它的UV固化材料，如陽離子基材料，這種材料可使用上述方法或其它方法，如在前面引用過的國際電線電纜研討會議文集中第134-139頁中所述的方法。
可以相信的是，當(dāng)形成主基體條帶層材料的表面固化度達(dá)到至少80％，最好為90％的時候，在涂覆上第二基體材料從而形成第二基體條帶層之前，在主基體材料和第二基體層材料之間只有很低的化學(xué)成鍵位能，這一點(diǎn)對于良好的可剝離性有所貢獻(xiàn)。與此相反，主基體材料的低程度固化會允許太多的殘留功能團(tuán)與第二層基體材料在UV固化階段進(jìn)行反應(yīng)，而引起很顯著的化學(xué)結(jié)合。
作為第二個條件，固化的第二基體條帶層材料24應(yīng)該有至少20％的固化的拉伸斷裂強(qiáng)度比率，并且這個值最好有至少50％。拉伸斷裂強(qiáng)度百分比可以利用在ASTMD 638-89中所述的測試方法測量。
在測試的材料組合中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由DSM Desotech提供的，以DSM 9-31命名的，UV固化丙烯酸酯材料，很適于作為主基體條帶層的材料，它應(yīng)當(dāng)在涂覆第二基體層以前具有至少80％的固化程度。在第二基體層材料涂覆以前，可以達(dá)到至少80％，最好在90％以上的表面固化度的任何UV固化丙烯酸酯材料，都可以用作主基體層材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由Borden化學(xué)公司提供的，以9MKU 71645定名的UV固化丙烯酸酯材料，當(dāng)它固化得有至少20％，最好有50％以上的拉伸斷裂百分比時，很適用于作為第二基體條帶層的材料。然而，實(shí)驗(yàn)顯示，如果材料的拉伸斷裂百分比至少為50％時，它的可剝離性會大大改善。
在另一個實(shí)施例中，可以在涂覆未固化的第二基體條帶層材料22之前，加入一種典型的脫模劑到固化的主基體條帶層20a,20b之中。當(dāng)?shù)诙w條帶層材料固化以后，這種脫模劑保留在主基體條帶層20a,20b以及第二基體條帶層24之間的界面上。如果使用脫模劑的話，只需要很少的數(shù)量，不大于5％，最好少于1％重量比的脫模劑被加入。內(nèi)行會理解，所加入的脫模劑的數(shù)量應(yīng)當(dāng)限制在可以足夠使第二基體材料從主基體材料上剝離開的最小數(shù)量。
可用作脫模劑的材料，包括任何可以對固化的主基體條帶層與第二基體條帶層分離特性有貢獻(xiàn)的材料。脫模劑可以包括非反應(yīng)性，反應(yīng)性，或二者的組合材料。反應(yīng)性脫模劑包括丙烯酸酯或甲基丙烯酸硅樹脂，丙烯酸基的聚酯修正二甲基硅氧烷，乙稀基和硫醇基碳氟化合物。這些反應(yīng)性材料在固化過程中與主基體材料結(jié)合。非反應(yīng)性脫模劑包括有機(jī)硅合聚物，石蠟，微晶蠟和非反應(yīng)性碳氟化合物。
在又一個實(shí)施例中，具有大于20％的拉伸斷裂比的第二基體條帶層的外表面可以被提供，并帶有一對位于二個被包覆的條帶組件之間的相對的V形槽切口26a,26b(以虛線表示)。相對的槽口26a,26b可以協(xié)助被包裹的兩個條帶相互分離或撕開。當(dāng)然，對于內(nèi)行來說，也可以理解不用相對的V形切口，只需要一個槽口提供在基體24上也可以協(xié)助撕開，盡管二個相對的切口更好些。這些切口可以利用在模具上做出適當(dāng)?shù)凝X狀物來形成在第二基體層上，這個模具是用來將未固化的第二基體層材料22(圖2)涂覆到第一和第二光纖條帶組件的已固化的主基體條帶層20a,20b上的。另外，任何機(jī)械的或光學(xué)的切割手段，如刀片或激光，也可以在需要時，在固化后，在固化的第二基體條帶層24上切出切口。
從前述的描述和一系列的例子可以看出，本發(fā)明具有非常多的優(yōu)點(diǎn)。二個條帶組件的光纖多條帶已經(jīng)加以了說明和描述，那些內(nèi)行們可以理解的是，多于兩個條帶組也可以被加以使用，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，這里描述的實(shí)施例達(dá)到了本發(fā)明的目的，但是內(nèi)行們需要理解的是，從后面的權(quán)利要求所作出的改進(jìn)可以不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1．一種光纖多條帶(10)，這個多條帶包括一個第一光纖條帶組件，它進(jìn)一步包括一個第一組多個光纖(12)，分布在一個平面陣列中，每個光纖有一個最外層涂層(18)；一個紫外光可固化的主基體條帶層(20a)，它包裹住第一組多個光纖，其中形成主基體條帶層的材料具有至少80％的表面固化度；一個第二光纖條帶組件，它與第一光纖條帶組件鄰近分布并處在同一平面內(nèi)，這個第二光纖條帶組件進(jìn)一步包括一個第二組多個光纖(12)，分布在一個平面陣列中，每個光纖有一個最外層涂層(18)；一個紫外線可固化的主基體條帶層(20b)，它包裹住第二組多個光纖，其中形成主基體條帶層的材料具有至少80％的表面固化度；一個紫外線可固化的第二基體條帶層(24)，它包裹住第一和第二光纖條帶組件的主基體條帶層，這個第二基體條帶層具有大于大約20％的拉伸斷裂百分比。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖多條帶，其特征在于，第二基體條帶層材料具有大于大約50％的拉伸斷裂百分比。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖多條帶，其特征在于，在主基體條帶層和第二基體條帶層之間提供有脫模劑。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的光纖多條帶，其特征在于，第二基體條帶層材料具有大于大約50％的拉伸斷裂百分比。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖多條帶，其特征在于，在第一和第二光纖條帶組之間的第二基體條帶層上有一個V形切口。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖條帶，其特征在于，在第一和第二光纖條帶組之間的第二基體條帶層上有一對相對的V形切口。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖條帶，其特征在于，被主基體條帶層包裹的第一組多個光纖被互相隔開，使得它們相對應(yīng)的最外涂層之間以一個公稱距離S相隔；以及由主基體條帶層包裹的第二組多個光纖被互相隔開，使得它們相對應(yīng)的最外涂層之間以一個公稱距離S相隔；以及第一和第二光纖條帶組件的主基體條帶層被這樣做成，使得相對應(yīng)的基體條帶層的相鄰端有足夠的厚度，以保證每個條帶組件的相鄰端部光纖的最外層以一個距離D相互分開，在這里D大于Sav,Sav是第一和第二光纖條帶組件的光纖的最外層之間的平均距離。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的光纖條帶，其特征在于，被主基體條帶層包裹的第一組多個光纖是互相分開的，使得它們的相對應(yīng)的最外涂層以一個公稱距離S相互隔開；被主基體條帶層包裹的第二組多個光纖是互相分開的，使得它們的相對應(yīng)的最外涂層以一個公稱距離S相互隔開；以及第一和第二光纖條帶組件的主基體條帶層被這樣做成，使得相對應(yīng)的基體條帶層的相鄰端有足夠的厚度，以保證每個條帶組件的相鄰端部光纖的最外層以一個距離D相互分開，在這里D大約等于Sav,Sav是第一和第二光纖條帶組件的光纖的最外層之間的平均距離。
9．一種制造光纖多條帶的方法，包括如下步驟提供一個第一組多個光纖(12)；把第一組多個光纖布置在一個平面陣列中；把一種紫外線可固化的主基體條帶層材料(20a)包涂到第一組多個光纖的陣列上從而包裹住它們；固化這個主基體條帶層材料，直到至少大約80％的表面固化，以便形成一個第一光纖條帶組件；提供一個第二組多個光纖(12)；把第二組多個光纖布置在一個平面陣列中；把一種紫外線可固化的主基體條帶層材料(20b)包涂到第二組多個光纖的陣列上從而包裹住它們；固化這個主基體條帶層材料，直到至少80％的表面固化，以便形成一個第二光纖條帶組件；布置這個第一和第二光纖條帶組件，使它們相互鄰接并處于一個共同的平面上；把一種紫外光可固化的第二基體條帶層材料包涂到已固化的第一和第二光纖條帶組件的主基體條帶層材料上從而包裹住它們；固化這個第二基體條帶層材料，使得所固化的第二基體條帶層材料具有大于大約20％的拉伸斷裂百分比。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，實(shí)施固化第二基體條帶層的工序，使固化的第二基體條帶層材料具有大于大約50％的拉伸斷裂百分比。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在包涂第二基體條帶層材料之前，在至少一個光纖條帶組件的已固化的主基體條帶層材料上提供脫模劑。
12．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在包涂第二基體條帶層材料之前，在第一和第二光纖條帶組件的已固化的主基體條帶層材料上提供脫模劑。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在第一和第二光纖條帶組之間的第二基體條帶層材料上提供一個V形切口。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，在提供第二基體條帶層材料到包覆主基體條帶層材料的工序時，在未固化的第二基體條帶層里形成V形切口。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，V形切口形成在已固化的第二基體條帶層材料里。
16．根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，在第一和第二光纖條帶組件之間的第二基體條帶層材料里提供有一對相對的V形切口。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，在提供第二基體條帶層材料到包覆主基體條帶層材料的工序時，在未固化的第二基體條帶層材料里形成相對的V形切口。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其特征在于，相對的V形切口形成在已固化的第二基體條帶層材料里。
19．根據(jù)權(quán)利要求9制造的一種光纖多條帶。
20．一種光纖多條帶，它包括N個光纖條帶組件分布在一個共同平面里，這里N是一個大于1的整數(shù)，N個光纖條帶組件的每一個進(jìn)一步包括多個光纖(12)布置在一個平面陣列里；一種紫外線可固化的主基體條帶層(20a)包裹著這些多個光纖，形成這N個光纖條帶組件中至少一個主基體條帶層材料的材料，具有至少大約80％的表面固化程度；一種紫外線可固化的第二基體條帶層(24)包裹著N個光纖條帶組件的主基體條帶層，這個第二基體條帶層具有大于大約20％的拉伸斷裂百分比。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，第二基體條帶層的材料具有大于大約50％的拉伸斷裂百分比。
22．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，在N個光纖條帶組件中至少一個的主基體條帶層和第二基體條帶層之間提供有脫模劑。
23．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，在所有N個光纖條帶組件的主基體條帶層和第二基體條帶層之間提供有脫模劑。
24．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，第二基體多條帶層材料具有大于大約50％的拉伸斷裂百分比。
25．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，在兩個相鄰的光纖條帶組件之間，在第二基體條帶層上有至少一個V形切口。
26．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，在兩個相鄰的光纖條帶組件之間，在第二基體條帶層上有至少一對V形切口。
27．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖多條帶，其特征在于，被N個基體條帶層包裹的多個光纖被互相隔開，從而使它們相對應(yīng)的最外涂層以一個公稱距離S相互分開；以及N個光纖條帶組件的主基體條帶層被這樣做成，使得相對應(yīng)的基體條帶層的相鄰端具有足夠的厚度，以便保證每個條帶組件的相鄰端部光纖的最外層被以一個距離D相隔開，這里D大于Sav,Sav是N個光纖條帶組件的光纖最外層之間的平均距離。
28．根據(jù)權(quán)利要求20的光纖條帶，其特征在于，被N個主基體條帶層所包裹的多個光纖被互相分開，使得它們的相對應(yīng)的最外涂層以一個公稱距離S互相隔開；以及N個光纖組件的主基體條帶層被這樣做成，使得相對應(yīng)的基體條帶層的相鄰端具有足夠的厚度，以便保證每個條帶組件的相鄰端部光纖的最外層被以一個距離D相隔開，在這里D大致等于Sav,Sav是N個光纖條帶組件的光纖最外層之間的平均距離。
全文摘要
一種光纖多條帶及其制造方法被加以闡述。這個光纖多條帶包括N條光纖條帶組并分布在一個共同的平面上，這里N是一個大于1的整數(shù)。N條光纖條帶組的每一個又進(jìn)一步包括多條分布在一個平面陣列里的光纖，并且一個紫外線可固化的主基體條帶層包裹著這多個光纖。形成這N個光纖條帶組件的至少一個的主基體條帶層的材料，具有至少80%的表面固化程度。一種紫外線可固化的第二基體條帶層，包裹住N條光纖條帶組件的主基體條帶層。這個第二基體條帶層材料具有大于20%的伸長斷裂百分比。
文檔編號G02B6/44GK1238466SQ99105118
公開日1999年12月15日 申請日期1999年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月17日
發(fā)明者楊侯卿, 芒努斯·岡納松 申請人:阿爾卡塔爾公司