[发明专利]塑料光纤用护套的套塑工艺

说明书

技术领域

本发明属于光纤光缆通讯及制造领域，涉及一种塑料光纤外周护套的制备，具体涉及一种塑料光纤用护套的套塑工艺。 

背景技术

目前，塑料光缆的研发是业界最热门的研究课题之一，塑料光缆以低损耗、芯径大、柔韧性好、可塑性强、质量轻、价格低廉、免疫电磁干扰等优点受到了各界用户的普遍关注。塑料光纤不但可以用于接入网的最后100m,也可用于汽车MOST系统、风力发电、工业控制及传感、动车信号传输等领域，是理想的短距离传输介质。它是目前社会倡导低碳生活，替代铜缆产品更加环保、更具有竞争力的产品。 

塑料光纤（POF）是由塑料材料制成，存在耐热性较差、化学稳定性较弱、机械强度较低等缺点，为了使POF免受外界机械力、环境变化等的伤害，通常在光纤外面被覆一层或者两层一定厚度的塑料护套。普通塑料光缆是由甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为芯层材料，含氟聚合物作为皮层材料，PVC/PE等作为护套层材料构成。护套选用的材料主要有以下几类：氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、交联聚乙烯（VPE）、醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚四氟乙烯－六氟丙烯（FEP）或聚四氟乙烯（PTPE）等热塑性材料。选用不同的护套材料具有不同的温度应用范围。 

近年来，在塑料光纤厂商的努力下，中国塑料光纤在线缆生产方面都取得积极进展。塑料光纤原材料能够自己生产，塑料光纤及光缆损耗基本可以达到200dB/km以下， 环境使用温度范围一般为-40℃～70℃。然而，对于环境要求相对苛刻的场所，如汽车MOST、风力发电、工矿传感等，此类光缆不能满足使用要求，而除了塑料光纤护套本身材质外，套塑工艺也是影响塑料光缆的损耗和环境耐受温度的因素之一。 

塑料光纤本身为高聚物，玻璃化转变温度介于100～120℃之间，而套塑工艺要求温度远远高于其玻璃化转变温度，套塑生产过程中牵伸力比较大，套塑过程中牵引定型过程对裸纤的牵伸破坏，往往对纤芯本身造成不可逆的损伤，直观表现为纤芯变细、衰减增加。高温套塑的过程中，高温拉伸使其表观结构发生破坏，散射增大，护套材料的残留单体和低聚物从一次被覆层和二次被覆层溶解、扩散到塑料光纤（POF）纤芯内部，引起POF的传输损失增大。另外，套塑过程中氧气的存在使其在高温下使用时，渗透氧化变性，引起电子迁移的增加，衰减增量过大。目前国内套塑工艺采用低温套塑材料（如PE/PVC）产生衰减系数增加一般均在30dB/km以上，如采用耐高温套塑材料（如PET、PA、PTFE等）产生衰减系数增加均在100dB/km以上，因而，通过改进套塑工艺研究生产衰减系数增量较小的护套生产方法，提高塑料光缆的性能成为近年来一个研究热点。 

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种塑料光纤用护套的套塑工艺，它采用两步法完成，第一步完成隔氧保护层被覆，第二步完成光屏蔽层被覆，被覆过程在真空条件下将热塑性材料被覆于甲基丙烯酸甲酯纤芯上，该套塑工艺减小了熔融护套材料对光纤径向压力和套塑过程中护套材料的牵伸比，减小了护套牵引定型过程对裸纤的牵伸破坏，光纤的衰减系数增量小，环境使用温度范围宽。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是： 

一种塑料光纤用护套的套塑工艺，它采用两步法完成，按照如下的制备步骤进行：

Ⅰ 隔氧保护层被覆

(1)放线

利用放线装置将采用甲基丙烯酸甲酯作为基材的塑料光纤在10～30N恒张力下主动放线，得A；

合理的放线张力对光纤的衰减系统有增益效果，放线张力小于10N时，光纤由于微弯曲产生附加损耗，放线张力大于30N时，紧套光纤将产生残余应力，导致塑料光纤因拉伸变细产生较高的附加衰减；

(2)预热

A经过红外预热装置，在60～100℃下预热，得B；

(3)真空被覆

B进入挤出装置中，将护套材料放入挤出装置料斗，真空、高温下挤出，得C；

(4)冷却

C随牵引先进入35～50℃热水槽进行冷却，再进入10～20℃冷水槽进行冷却，得D；

(5) 牵伸定型

经吹干器吹干D表面水分，测径仪检测合格后，进入牵引装置牵伸定型，牵引速度为30～60m/min，得E ；

(6)收线

E进入张力为10～20N的控制装置中，经收线装置卷绕至卷轴上，得到以甲基丙烯酸甲酯作为基材的塑料光纤被覆隔氧保护层后的产品，即F（以甲基丙烯酸甲酯作为基材的塑料光纤为芯部，外周被覆有隔氧保护层）；

Ⅱ 光屏蔽层被覆