[發明專利]具有減小的潤濕長度的光纖涂覆模頭

有效

• 申請號: 201880008309.1
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN110225896B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: S·德;R·C·穆爾;D·G·尼爾森;P·坦登
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C03C25/18
• 分類號: C03C25/18
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐鑫;項丹

一種光纖涂覆設備包括：僅錐形涂覆模頭，其具圓錐形入口部分，所述圓錐形入口部分具有呈錐形壁，所述呈錐形壁的半角α是2°≤α≤25°，和錐高度L₁小于2.2mm，以及圓柱形部分，所述圓柱形部分具有內直徑d₂，0.1mm≤d₂≤0.5mm，和圓柱形高度L₂，0.05mm≤L₂≤1.25mm；引導模，所述引導模布置成與僅錐形涂覆模頭相鄰使得引導模的出口與僅錐形涂覆模頭的入口之間的潤濕長度(L₅)是1mm至5mm；以及用于將僅錐形涂覆模頭和引導模保持成固定關系的固定器，其限定了涂覆室，所述涂覆室的從光纖軸到固定器的內壁的內半徑L₆是3mm至10mm。

本申請根據35 U.S.C.§119，要求2017年01月24日提交的美國臨時申請系列第62/449,700號的優先權，本文以該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。

技術領域

本公開屬于光纖涂覆模頭和光纖的涂覆方法。

背景技術

常用于通訊的光纖通常涂覆了一層或多層大致同心的聚合物涂層以保護光纖免受破壞(例如，免受磨損或水分影響)。當拉制光纖時，施涂這些通常是可輻射固化的(例如，可UV固化的)保護涂層。拉制的光纖通過一個或多個涂覆(或定型)模頭，所述模頭具有圓柱形陸地部分，所述圓柱形陸地部分的直徑大于光纖的直徑。布置在圓柱形陸地部分上的液體可固化涂料組合物被光纖帶走并牽拉通過圓柱形陸地部分。重要的是，涂層或者多個涂層與光纖是同心的，并且沿著光纖長度具有均勻厚度(或直徑)。這些屬性對易于對光纖進行接合和連接化做出貢獻，從而在現有的光纖應用中降低了損耗。對于光纖涂層的直徑和同心度，市場要求愈發嚴格的容差。

發明內容

揭示了僅錐形涂覆模頭設計，其具有：潤濕長度L₅(定義為引導模的出口與僅錐形涂覆模頭的入口之間的距離)，使得1mm≤L₅≤5mm；涂覆室內直徑L₆，使得3mm≤L₆≤6mm；半錐角是2°≤α≤25°；錐高度L₁是0.25mm至2mm；以及圓柱形陸地部分具有內直徑d₂，使得0.1mm≤d₂≤0.5mm；和長度L₂，使得0.05mm≤L₂≤1.25mm。此類模頭設計導致涂覆系統具有更小且更穩定的漩渦，這改善了涂料施涂過程的穩定性。

隨著光纖拉制速度增加或者定型模的直徑減小，更多的涂料在定型模的錐形部分中被彈回(reject)，并且定型模罩(bell)部分中的渦流變得更強烈。這同時導致光纖位置不穩定性的增加(這引起涂層偏移的增加)以及導致洪水化可能性的增加(這引起光纖破裂)，使得成本增加。通過降低潤濕長度來降低渦流的尺寸還降低了被模頭彈回的涂料量。降低渦流的強度和尺寸抑制了光纖的無規則運動，允許中心化作用力來改善偏移。本文所揭示的僅錐形模頭設計具有所述的潤濕長度和涂覆室內直徑特性，導致增加了穩定性和降低了渦流強度，從而導致制造中更穩定且可靠的涂料施涂過程，特別是對于拉制速度≥50mps(米每秒)的應用而言。

附圖說明

圖1是用于光纖生產的光纖拉制和涂覆系統的示意圖。

圖2是具有罩形狀開口的常規涂覆模頭的示意圖。

圖3顯示常規涂覆模頭中的渦流的結構。

圖4是具有堆疊的引導模和定型模的常規濕碰濕(wet-on-wet)設備的示意圖。

圖5是根據本公開的僅錐形模頭涂覆系統的示意圖。

圖6A-6D顯示不同潤濕長度的渦流的尺寸和結構。

圖7A-7D分別顯示對應于圖6A-6D的不同潤濕長度的渦流的徑向速度分布。