[其他]具有防護涂層的光學纖維的制造方法和設備

在審

• 申請號: 101985000001537
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101537B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發明（設計）人: 喬琴·科尼利斯·馬里納斯·格里特;范德萊特·雅各布斯·威爾馬斯·科利尼斯
• 申請（專利權）人: 菲利浦斯光燈制造公司
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

本發明描述了一種具有防護涂層的光學纖維制造方法，該方法中利用一個在預制任拉制纖維后進行冷卻的設備。該冷卻設備包括一個強制冷卻的雙壁管。在使纖維通過，并從中冷卻的由內管封閉的空間中，通有一種熱傳送特性好的氣體，例如，氦。熱通過擴散，經由氦到強制冷卻管壁，使纖維冷卻。

本發明是關于具有合成樹脂類防護涂層的光學纖維的制造方法，其中的纖維，是在拉制溫度下，由加熱的預制件的末端拉制，將纖維縱向引入，通過充滿氣體的冷卻設備進行冷卻，并使冷卻的纖維穿過一個涂敷涂層材料的設備。

本發明也是關于為實現本發明方法的設備。

實現這種方法的設備是已知的，例如，見國際申請公報（PCT）WO83/02268。該申請中所描述的設備，主要是使纖維通過一個多孔的管子，氮氣通過管子的孔壁引入，進入由管子封閉的空間。借助于流動的氣體把熱能帶走，只有在這種情況的氮氣，僅僅利用了氣體的吸熱能力。由于為了這個目的需要相當大量的氣體，因此為了防止纖維的起始振動，必須測定流動氣體的影響。為了該目的用了多孔管。

從歐洲專利申請0079186中也知道，實現這類方法的設備，這些設備中，借助于沿著纖維通入的冷氦氣來完成纖維的冷卻。纖維的強制冷卻，會產生纖維的拉制速度高于自然冷卻的拉制速度。當從預制件拉制纖維后，不進行強制冷卻，并且預制件和涂敷合成樹脂的設備之間的距離不夠長，因此可能存在，以高速度拉制時纖維得不到足夠時間，靠自然冷卻到涂敷防護層所允許的溫度。這時當纖維與防護涂層材料接觸時溫度過高，纖維不能被涂層材料充分潤濕，會發生涂層材料的熱分解。這就導致防護涂層的質量低劣。

根據歐洲專利申請號0079186中的設備，含有一個管子，將纖維拉制后立刻引入該管子。以這樣一種方式，向管子內通入冷卻干燥氦氣，其流動方向有一個在纖維上的經向分量和與纖維的移動方向相反的分量，該管子具有一個隔熱的外殼，盡可能地防止冷卻氦從外界空氣中吸熱。這樣將減少熱吸收，由此也減少了冷卻能力。根護特殊的實施（看美國專利說明說4，437，870）。通過圍繞纖維的具有多孔管的管供應氦氣。在這個裝置中的多孔管位于內徑大于多孔管外徑的雙壁管內。向多孔管和雙壁管的內壁之間的空間吹冷卻的氦氣。吹進的氦氣，通過多孔管擴散進入纖維所通過的多孔管內空間。由于氦氣從纖維方向的各個方面流動，因此就沒有纖維起始振動的危險，在雙壁管的壁之間充有液態氮，以防止冷卻氦從周圍空間中吸收熱量。該液態氮僅僅起了絕熱器的作用。在這樣的設備中，熱纖維產生的熱能，沒有被液態氮所吸收。僅僅利用了冷卻介質的吸熱能力（熱能力）。纖維擴散的熱能被具有氮氣的設備所消耗。所說的專利申請中指出，以拉制速度為5米/秒，并為達到足夠低的溫度時，通過具有內徑為12.7毫米內管的設備的氦氣流速為39.9升/分;很顯然，以這樣高的氣速，必須采取措施防止在冷卻設備中纖維的起始振動，因此增加了纖維的斷裂可能性和非對稱性合成樹脂皮。根據EP0079186，從設備所需要的高速氣體，毫無疑問可以推斷，通過氣體到設備的壁以及通過該壁到大氣的熱傳導。

本發明的目的是為了提供一個方法和設備，實現公開段落中所描述的方法，該方法減少了氣體的消耗量，因由此減少了纖維振動的可能性。

本發明的目的是借助于如下方法達到的，該方法，通過熱傳導到一個強制冷卻壁冷卻纖維，用氣體作為熱傳送介質。根據本發明的方法，纖維發散的熱能，主要經由冷卻壁擴散到冷卻劑里。為了此目的，最好使用熱傳送能力的液體冷卻劑。根據本發明方法，氣流可以很少。然而，該氣流至少足以防止外界空氣經由設備的纖維進出的小孔的滲透，以及補償通過該小孔的氣體損失。最好是使氣體相對于纖維的移動方向，逆向流過該設備。根據本發明的方法，使用氮氣和/或氫氣作為熱傳送氣體最為有效，這是因為它們的熱傳送性能與其他氣體相比特別高。氦氣最為安全。也可以用具有一定量氫的氦-氫混合氣體，當這些氣體與周圍的空氣相接觸的時候，不會產生易爆炸或易燃氣體的混合物。以拉制速度為6米/秒，氦的流速為6升/分鐘的時候，利用本發明的方法，以水冷卻冷卻壁，使纖維溫度降至60℃。纖維進入冷卻設備時的溫度，大約為800℃。氦氣不被冷卻，當進入中空管時，溫度大約為20℃。施加充分的安全防護的情況下，也可以使用純氫。