Лента из оптического волокна и способ ее производства

Настоящее изобретение относится к ленте из оптического волокна и к способу ее производства. Заявленная лента из оптического волокна содержит множество смежных оптоволоконных блоков, проходящих в продольном направлении и расположенных параллельно, формируя оптоволоконную сборку, имеющую некоторую ширину. Каждый из оптоволоконных блоков содержит либо одиночное оптическое волокно, либо группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно двух оптических волокон, заключенную в матричный материал; и множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок из связующего материала, располагающихся вдоль длины упомянутой сборки. Причем каждая из упомянутого множества полосок выполнена с возможностью формировать удлиненную связь между двумя смежными оптоволоконными блоками из множества оптоволоконных блоков. Первая полоска, формирующая первую связь, соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков, в то время как последующая связь, создаваемая последующей полоской, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок упомянутой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары. В каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна связь, при этом упомянутая связь имеет длину связывания. Упомянутые связи отстоят друг от друга в продольном направлении на расстояние (d), а длина связывания больше этого расстояния (l>d). Технический результат – создание оптической ленты, имеющей улучшенную гибкость, которая позволяла бы скручивать или складывать оптические волокна в направлении ширины ленты. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к ленте из оптического волокна и к способу ее производства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Объем данных, которые передаются по оптоволоконным кабелям, непрерывно увеличивается. Это увеличение особенно заметно в центрах обработки данных по всему миру, например, из-за расширения облачных вычислений, в которых все данные должны передаваться в ограниченном пространстве. Это вызывает растущий спрос на оптические кабели с большим количеством волокон и высокой плотностью волокон. Кроме того, всегда существует тенденция к снижению стоимости строительства кабельной сети доступа, поэтому важно уменьшать диаметр и вес оптического кабеля. За счет уменьшения диаметра и веса оптического кабеля станет возможным использование существующих объектов, таких как подземные каналы, что снизит стоимость монтажа. Дополнительным требованием является то, что для сокращения времени работ по соединению кабелей оптические волокна должны сращиваться методом массового расплавления.

Это означает, что существует несколько, возможно противоречивых, требований: с одной стороны, уменьшение диаметра оптического кабеля, а с другой - увеличение плотности оптического волокна. Это является серьезной проблемой для производителей оптических кабелей.

Для того, чтобы получить легкую обрабатываемость, были использованы ленты из оптического волокна, которые могут сращиваться при помощи расплавления для одновременного создания нескольких оптоволоконных соединений с повышенной гибкостью.

Однако у стандартных лент из оптического волокна есть тот недостаток, что они являются жесткими, потому что существует слой смолы, нанесенной вокруг оптоволоконной сборки для того, чтобы удерживать оптические волокна в параллельной плоскости. Эта жесткость ограничивает возможность увеличения плотности волокна в оптоволоконных кабелях.

Патентный документ JP2011221199 предложил возможность обеспечения более гибкой ленты из оптического волокна путем нанесения синусоидальной линии матричного связующего материала на одну сторону параллельной сборки из смежных оптических волокон.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является предложить оптическую ленту, имеющую улучшенную гибкость, которая позволяла бы скручивать или складывать оптические волокна в направлении ширины ленты. Другой задачей настоящего изобретения является предложить оптическую ленту, которая могла бы сращиваться методом массового сплавления для соединения множества оптических волокон. Дополнительной задачей настоящего изобретения является предложить ленту из оптического волокна, от которой индивидуальные оптические волокна или блоки волокон, содержащие самое большее три оптических волокна, инкапсулированные в матричный материал, могли бы быть отделены без повреждения смежных оптических волокон.

Одна или более из этих задач решаются лентой из оптического волокна, содержащей: i) множество смежных оптоволоконных блоков, проходящих в продольном направлении и расположенных параллельно, формирующих оптоволоконную сборку, имеющую некоторую ширину, причем каждый из оптоволоконных блоков содержит единственное оптическое волокно или группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно двух оптических волокон, заключенных в матричный материал; и ii) множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок связующего материала, расположенных вдоль длины упомянутой сборки; причем каждая из упомянутого множества полосок выполнена с возможностью формирования удлиненной связи между двумя смежными оптоволоконными блоками множества оптоволоконных блоков; причем первая полоска, формирующая первую связь, соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков, в то время как последующая связь, формируемая последующей полоской, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок этой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары; причем в каждом продольном положении оптоволоконной сборки имеется самое большее одна связь.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к способу производства ленты из оптического волокна, содержащему:

* подачу множества оптоволоконных блоков для обеспечения продольной оптоволоконной сборки, имеющей некоторую ширину; причем это множество оптоволоконных блоков являются параллельными и смежными друг с другом, и каждый из оптоволоконных блоков содержит единственное оптическое волокно или группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно двух оптических волокон, заключенных в матричный материал;

* нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность упомянутой сборки, причем связующий материал формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей; причем каждая из упомянутого множества полосок выполнена с возможностью формирования удлиненной связи между двумя смежными оптоволоконными блоками множества оптоволоконных блоков; причем упомянутая связь соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков, в то время как последующая связь, формируемая последующей из упомянутого множества полосок, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок этой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары, и причем связующий материал наносится таким образом, что в каждом продольном положении оптоволоконной сборки имеется самое большее одна связь.

Соответствующие варианты осуществления ленты, раскрытые ниже, также применимы для способа в соответствии с настоящим изобретением, и наоборот.

Таким образом, лента из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением имеет множественные оптоволоконные блоки, расположенные параллельно и прерывисто соединенные с другим оптоволоконным блоком. Соединение создается связующим материалом с одной стороны ленты, образуя полоски в промежутках (также называемых бороздками) соединенных оптоволоконных блоков. Лента в соответствии с настоящим изобретением является очень гибкой, и поэтому она также является эффективной для плотной упаковки лент из оптического волокна внутри волоконно-оптического кабеля, чтобы обеспечить высокую плотность волокон. Лента может быть сращена за один раз с помощью метода массового сплавления, и индивидуальные оптоволоконные блоки могут быть легко отделены от ленты.

СПИСОК ОПРЕДЕЛЕНИЙ

Следующие определения используются в данном описании и в формуле изобретения для определения предмета изобретения. Другие термины, не перечисленные ниже, имеют значение, общепринятое в данной области техники.

Использующийся в настоящем описании термин «оптоволоконная сборка» означает: неплотное расположение множества параллельных соседних оптических волокон без какой-либо связи между волокнами;

использующийся в настоящем описании термин «ширина сборки (W)» или «ширина (W)» означает: упомянутая сборка формируется из некоторого количества (N) оптоволоконных блоков, каждый из которых имеет ширину блока (w) и длину (L); и упомянутая сборка имеет ширину (W; W=w x N). В том случае, если оптоволоконные блоки содержат одиночное волокно, блок имеет ширину, равную диаметру волокна (D), так что W=D x N;

использующийся в настоящем описании термин «связь» означает: полоска связующего материала, которая связывает два смежных оптоволоконных блока на длину связывания (l). Следует отметить, что если две (или более) последовательные полоски наносятся друг за другом внутри одной и той же бороздки, соединяя те же самые два смежных оптоволоконных блока, считается, что эти две (или более) полоски вместе создают связь с длиной связывания (l), равной сумме длин таких последовательных полосок;

использующийся в настоящем изобретении термин «ступенчатый рисунок» означает рисунок, составленный последовательностью полосок на множестве оптоволоконных блоков, причем полоски упомянутой последовательности полосок каждый раз отстоят друг от друга на расстояние одного оптоволоконного блока в направлении ширины. Это означает, что шаг ступенчатого рисунка равен одному оптоволоконному блоку. Таким образом, в том случае, если бы сборка была сформирована некоторым количеством N оптоволоконных блоков, индивидуальный ступенчатый рисунок состоял бы из последовательности (N-1) полосок;

использующийся в настоящем описании термин «зигзагообразная компоновка» означает компоновку, следующую форме треугольной волны. Зигзагообразная компоновка в настоящей патентной заявке получается путем проведения линии через середины последующих полосок последующих ступенчатых рисунков;

использующийся в настоящем описании термин «пилообразная компоновка» означает компоновку, следующую форме пилообразной волны. Пилообразная компоновка в настоящей патентной заявке получается путем проведения линии через середины последующих полосок последующих ступенчатых рисунков;

использующийся в настоящем описании термин «шаг (P)» определяется как имеющий длину, равную шагу повторения ступенчатого рисунка в том же самом направлении ширины.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение описывается далее со ссылкой на сопроводительные схематические чертежи, на которых показаны варианты осуществления настоящего изобретения, и на которых одинаковые ссылочные цифры указывают на те же самые или подобные элементы.

Фиг. 1 показывает оптоволоконную сборку (которая не является частью настоящего изобретения) в перспективе.

Фиг. 2a показывает в перспективе один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей прерывистую зигзагообразную компоновку. Фиг. 2b показывает один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей прерывистую зигзагообразную компоновку с длиной связывания, отличающейся от варианта осуществления, показанного на Фиг. 2a.

Фиг. 3 показывает в перспективе один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей непрерывную зигзагообразную компоновку.

Фиг. 4a показывает в перспективе один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей прерывистую пилообразную компоновку. Фиг. 4b показывает вариант осуществления, изображенный на Фиг. 4a, с обозначенными пилообразной линией и шагом.

Фиг. 5 показывает в перспективе один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей частично непрерывную пилообразную компоновку.

Фиг. 6 показывает в перспективе один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей непрерывную пилообразную компоновку.

Фиг. 7 показывает схематическое представление возможной технологической линии для изготовления ленты из оптического волокна, имеющей шесть оптических волокон.

Фиг. 8 показывает в перспективе схематическое представление ленты из оптического волокна, имеющей зигзагообразную компоновку.

Фиг. 9 показывает в перспективе схематическое представление ленты из оптического волокна, имеющей пилообразную компоновку.

Фиг. 10 показывает на виде сверху изображение ленты в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 11 показывает в поперечном сечении изображение блока оптического кабеля, подготовленного с использованием 24 лент из оптического волокна, каждая из которых имеет 12 оптических волокон.

Фиг. 12 показывает в поперечном сечении один вариант осуществления ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, имеющей оптоволоконные блоки, сформированные группой из двух волокон.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Как было описано выше, в первом аспекте настоящее изобретение относится к ленте. Далее обсуждаются несколько вариантов осуществления упомянутой ленты.

Фиг. 1 раскрывает множество смежных оптических волокон 2, имеющих диаметр D и расположенных параллельно, формируя продольную оптоволоконную сборку 3, имеющую ширину W и длину L. Эта сборка формирует основу для ленты из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением.

Настоящее изобретение относится к ленте 100-700 из оптического волокна, содержащей

* множество смежных оптоволоконных блоков 5, 105, проходящих в продольном направлении и расположенных параллельно, формирующих оптоволоконную сборку 3, имеющую ширину W, причем каждый из оптоволоконных блоков 5, 105 содержит единственное оптическое волокно 2 или группу самое большее из трех оптических волокон 2, предпочтительно из двух оптических волокон, заключенных в матричный материал 8; и

* множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок 4 из связующего материала, располагающихся вдоль длины упомянутой сборки;

- причем каждая из упомянутого множества полосок 4 выполнена с возможностью формировать удлиненную связь между двумя смежными оптоволоконными блоками 5, 105 множества оптоволоконных блоков; причем первая полоска 4, формирующая первую связь, соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков 5, 105, в то время как последующая связь, создаваемая последующей полоской, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок этой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары;

- причем в каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна связь.

В примерах, показанных на Фиг. 2a - 6, каждый из оптоволоконных блоков 5 содержит одиночное волокно 2, в то время как в примере, показанном на Фиг. 12, каждый из оптоволоконных блоков 105 содержит два оптических волокна 2.

Несколько конкретных вариантов осуществления упомянутой ленты из оптического волокна обсуждаются ниже и раскрываются на чертежах, и каждый из них отдельно обсуждается ниже.

В одном варианте осуществления каждый из оптоволоконных блоков содержит группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно из двух оптических волокон, заключенных в матричный материал. Этот вариант осуществления, по сравнению с лентами в соответствии с настоящим изобретением, в которых каждый оптоволоконный блок содержит единственное оптическое волокно, позволяет лентам иметь более плоское состояние и обеспечивает более легкое сращивание методом массового сплавления. В одном варианте осуществления лента в соответствии с настоящим изобретением содержит шесть оптоволоконных блоков, каждый из которых содержит два оптических волокна, что дает в итоге ленту с 12 оптическими волокнами.

В одном варианте осуществления связь имеет длину связывания (l), и связи отстоят друг от друга в продольном направлении на расстояние (d). В этом варианте осуществления длина связывания является большей, чем расстояние между связями (l > d). Эффект этого заключается в том, что механические свойства в терминах надежности улучшаются; достигается большая механическая связь между волокнами.

В одном варианте осуществления длина связывания превышает расстояние d в 2-20 раз (2d ≤ l ≤ 20d или l/d=2-20). Значения 2 и 20 включаются в диапазон. В одном варианте осуществления длина связывания превышает расстояние d в 4-15 раз (4d ≤ l ≤ 15d или l/d=4-15). Значения 4 и 15 включаются в диапазон. Полоска в нанесенном виде имеет удлиненную форму. Она будет затекать в бороздку между двумя смежными оптическими волокнами или, если оптоволоконный блок будет содержать два или три волокна, между двумя или тремя смежными сгруппированными оптическими волокнами. Удлиненные полоски, формирующие связь, могут иметь ширину на виде сверху в диапазоне 75-350 мкм, например 200-275 мкм (то есть подобную размеру оптического волокна).

В одном варианте осуществления длина связывания (l) полоски составляет 1,5-20 мм. Длина связывания полоски эффективно определяется отношением длины связывания к расстоянию между связями (l/d) и отношением шага ступенчатого рисунка к ширине оптоволоконной сборки (P/W).

В одном варианте осуществления каждое из множества оптических волокон имеет по существу один и тот же диаметр. В одном варианте осуществления оптическое волокно имеет диаметр 240-260 мкм, более предпочтительно 250 мкм. Альтернативно оптические волокна могут иметь уменьшенный диаметр, например 180-230 мкм. В одном варианте осуществления оптоволоконная сборка содержит 6-36 оптических волокон включительно, например 12-24 оптических волокон включительно, например 12 оптических волокон. Оптоволоконные блоки могут содержать волокна, сгруппированные парами, как было описано выше. При группировке оптоволоконная сборка может содержать 6-18 групп из двух волокон, например 6 групп из двух волокон, 12 групп из двух волокон или 18 групп из двух волокон. Оптоволоконные блоки могут содержать три волокна, например четыре блока из трех волокон или пять блоков из трех волокон.

В одном варианте осуществления оптические волокна содержат первое и второе покрытие, и опционально слой чернил. Специалист в данной области техники осведомлен о различных типах первичных покрытий, вторичных покрытий и слоев чернил, а также их структуре и толщине.

В одном варианте осуществления полоски располагаются только на одной стороне упомянутой сборки. Например, полоски располагаются только на верхней поверхности упомянутой сборки (видимой на виде сверху, когда оптические волокна сборки расположены в виде ленты, а не в скрученном виде). Эту сборку можно рассматривать как подобную ленте сборку, имеющую два боковых края, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность. Упомянутые верхняя и нижняя поверхности не являются полностью плоскими, поскольку они сформированы из параллельной компоновки структур оптоволоконных блоков. Верхняя и нижняя поверхности содержат параллельные продольные бороздки между смежными оптоволоконными блоками. Полоски располагаются в бороздках, сформированных между оптоволоконными блоками.

В одном варианте осуществления две последовательные полоски из упомянутого множества полосок соединяются переходной частью упомянутого связующего материала. В одном варианте осуществления на виде сверху упомянутая переходная часть имеет S-образную форму. В одном варианте осуществления каждые две последовательные полоски из упомянутого множества полосок соединяются переходной частью упомянутого связующего материала.

В одном варианте осуществления последовательность чередующихся полосок и переходных частей формирует нить, причем в каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна нить.

В одном варианте осуществления эта нить имеет массу (в граммах) на 10000 м от 60 до 120 децитекс, предпочтительно 75-110 децитекс.

В одном варианте осуществления каждые две последовательные полоски из упомянутого множества полосок не зависят друг от друга в том плане, что не существует никакого связующего материала между упомянутыми двумя полосками. Другими словами, не существует никакой нити смолы, а просто индивидуальные полоски.

В одном варианте осуществления несколько последовательных полосок формируют ступенчатый рисунок поверх множества оптоволоконных блоков, причем каждая ступенька соответствует одному оптоволоконному блоку.

В одном варианте осуществления каждый из оптоволоконных блоков содержит одиночное волокно, что означает только одно волокно. В другом варианте осуществления каждый из оптоволоконных блоков содержит группу из двух оптических волокон, заключенных в матричный материал.

В одном варианте осуществления упомянутый матричный материал представляет собой акрилат, такой как полиуретанакрилатный или полиметакрилатный материал. В одном варианте осуществления инкапсулирующий матричный материал имеет толщину 5-10 мкм.

В первом примере этого варианта осуществления со ступенчатым рисунком, в конце упомянутого ступенчатого рисунка из полосок та полоска, которая следует за последней полоской упомянутого рисунка, начинает следующий ступенчатый рисунок в том же самом направлении ширины, предпочтительно в котором последовательные ступенчатые рисунки не связаны друг с другом никаким связующим материалом. Эта последовательность ступенчатых рисунков может повторяться, предпочтительно по длине оптоволоконных блоков, формируя тем самым пилообразную компоновку на множестве оптоволоконных блоков на виде сверху. В одном варианте осуществления этой пилообразной компоновки шаг (P) определяется как длина, равная повторяемости ступенчатого рисунка в том же самом направлении ширины, причем шаг (P) составляет от 10W до 100W, предпочтительно от 15W до 80W.

Фиг. 4(a и b) раскрывает один вариант осуществления ленты 400 из оптического волокна, имеющей пилообразную компоновку. В этой компоновке ни одна из полосок 4 не является соединенной, и множество полосок располагаются как прерывистая линия. Эта пилообразная компоновка постоянно повторяется, следуя форме зуба пилы с шагом (P) (см. Фиг. 4b).

Фиг. 5 раскрывает один вариант осуществления ленты 500 из оптического волокна, имеющей пилообразную компоновку. Множество полосок располагаются как частично непрерывная линия из упомянутого связующего материала. Эта непрерывная линия начинается с первой полоски 4, наносимой между первым и вторым оптическими волокнами 2 если смотреть от самого дальнего края. Эта непрерывная линия продолжается поверх упомянутого второго оптического волокна, с переходной частью 9, до бороздки между вторым и третьим оптическими волокнами, и далее поверх упомянутого третьего оптического волокна, с переходной частью 9, к бороздке между третьим и четвертым оптическими волокнами, и т.д. Эта непрерывная линия заканчивается в бороздке между пятым и шестым (последним) оптическими волокнами. Новая непрерывная линия начинается снова в бороздке между первым и вторым оптическими волокнами на расстоянии P шага (показанного на Фиг. 4) от первой непрерывной линии.

Фиг. 6 раскрывает один вариант осуществления ленты 600 из оптического волокна, имеющей пилообразную компоновку. Множество полосок располагаются как непрерывная линия из упомянутого связующего материала. Разница с вариантом осуществления, показанным на Фиг. 5, состоит в том, что также присутствует полимерная линия 9’ между полоской 4 между пятым и шестым оптическими волокнами 2 первой пилообразной компоновки и полоской 4 между первым и вторым оптическими волокнами 2 второй пилообразной компоновки. Этот вариант является предпочтительным вариантом осуществления.

Во втором примере варианта осуществления со ступенчатым рисунком первый ступенчатый рисунок формируется в первом направлении ширины, причем в конце упомянутого ступенчатого рисунка следующий ступенчатый рисунок формируется в противоположном направлении. Эта последовательность ступенчатых рисунков может повторяться, предпочтительно по длине оптоволоконных блоков, формируя тем самым зигзагообразную компоновку на множестве оптоволоконных блоков на виде сверху. Множество полосок обеспечивается таким образом, что множество смежных оптоволоконных блоков сборки, когда оптоволоконная сборка приводится в разложенное состояние, проходят в одной и той же виртуальной плоскости. В одном варианте осуществления этой зигзагообразной компоновки шаг (P) определяется как длина, равная повторяемости ступенчатого рисунка в том же самом направлении ширины, причем шаг (P) составляет от 14W до 140W, предпочтительно от 18W до 100W.

Фиг. 2a раскрывает первый вариант осуществления ленты 100 из оптического волокна, имеющей зигзагообразную компоновку. В этой компоновке ни одна из полосок 4 не является соединенной, и множество полосок располагаются как прерывистая линия. Фиг. 2b раскрывает второй вариант осуществления ленты 200 из оптического волокна, имеющей зигзагообразную компоновку (которую показывает черная пунктирная линия, соединяющая центральные точки полосок). Разница с Фиг. 2a заключается в том, что длина связывания l является более короткой. В этой компоновке ни одна из полосок 4 не является соединенной, и множество полосок располагаются как прерывистая линия.

Фиг. 3 раскрывает третий вариант осуществления ленты 300 из оптического волокна, имеющей зигзагообразную компоновку. Множество полосок 4 располагаются как непрерывная линия из упомянутого связующего материала, тем же самым образом, что и на Фиг. 6, имея переходные части 9, 9’. Зигзагообразная компоновка вариантов осуществления в соответствии с Фиг. 2a, 2b и 3 имеет постоянную повторяющуюся компоновку, которая следует форме треугольной волны с шагом (P), как показано на Фиг. 2b.

В одном варианте осуществления связующий материал имеет относительное удлинение при разрыве по меньшей мере 150%, предпочтительно по меньшей мере 175%, более предпочтительно по меньшей мере 200%, еще более предпочтительно по меньшей мере 220%, и модуль упругости (или модуль Юнга) от 10 до 16 МПа. В настоящем изобретении относительное удлинение при разрыве и модуль упругости измеряются с использованием следующего способа: ASTM D882-12 «Стандартный метод испытаний на растяжение тонких пластиковых листов».

В одном варианте осуществления связующий материал представляет собой отвержденную смолу или термопластичный материал.

В одном варианте осуществления отвержденная смола является акрилатной смолой. Упомянутая отвержденная смола получается путем отверждения отверждаемой, предпочтительно УФ-отверждаемой смолы, которая наносится в форме полосок на оптоволоконную сборку.

В одном варианте осуществления термопластичный материал выбирается из группы, состоящей из нейлона, сополиамида, полиэстера и сополиэстера.

В одном варианте осуществления термопластичный материал имеет температуру плавления 55-170°C, такую как 60-150°C, например 120-150°C.

В одном варианте осуществления значение W составляет 2-10 мм, предпочтительно 2-4 мм. Ширина W эффективно формируется конкретным количеством (N) оптоволоконных блоков, каждый из которых имеет ширину блока (w) (W=w x N). В том случае, если оптоволоконные блоки содержат одиночное волокно, блок имеет ширину, равную диаметру волокна (D), так что W=D x N.

В одном варианте осуществления в некотором продольном положении по ширине (W) оптоволоконной сборки имеется одна связь. В одном варианте осуществления в каждом продольном положении по ширине (W) оптоволоконной сборки имеется одна связь. Другими словами, в одном продольном положении имеется связь только между двумя оптоволоконными блоками, и нет никакой связи между другим набором из двух смежных оптоволоконных блоков. Эта структура минимизирует количество требуемых связей и обеспечивает максимальную гибкость.

Фиг. 10 показывает изображение ленты в соответствии с настоящим изобретением, имеющей зигзагообразную компоновку с непрерывной линией отвержденной смолы.

Поперечное сечение Фиг. 12 относится к ленте 700 в соответствии с настоящим изобретением, имеющей оптоволоконные блоки 105 из двух оптических волокон 2, заключенных в матричный материал 8. Последовательные удлиненные прямолинейные полоски 4 из связующего материала располагаются вдоль длины упомянутой сборки (одна полоска 4 показана на поперечном сечении). Каждая из упомянутого множества полосок образует удлиненную связь между двумя смежными оптоволоконными блоками 105, как показано на Фиг. 12.

Лента из оптического волокна по настоящему изобретению может использоваться для формирования блоков оптоволоконного кабеля и оптоволоконных кабелей. Один пример такого блока оптоволоконного кабеля показан на Фиг. 11, и этот блок имеет 24 ленты из 12 оптических волокон. Этот кабельный блок упаковывает 288 оптических волокон с очень высокой плотностью волокна.

В одном аспекте настоящее изобретение относится к блоку оптоволоконного кабеля, содержащему одну или более лент из оптического волокна в соответствии с настоящим изобретением, окруженных полимерной оболочкой. В другом аспекте настоящее изобретение также относится к оптоволоконному кабелю, содержащему одну или более лент из оптического волокна или блоков оптоволоконного кабеля в соответствии с настоящим изобретением.

Во втором аспекте настоящее изобретение относится к способу производства ленты 100-700 из оптического волокна.

На первой стадии множество оптоволоконных блоков 5, 105, которые являются индивидуальными оптическими волокнами 2 или сгруппированными оптическими волокнами 2, подается - предпочтительно в головку 12 - чтобы обеспечить продольную оптоволоконную сборку 3, в которой множество оптических волокон или сгруппированных оптических волокон являются параллельными и смежными друг с другом. Это видно на Фиг. 7 (процесс протекает справа налево), а сборка 3 показана на Фиг. 1.

На второй стадии связующий материал наносится из распределительного устройства (или дозирующего устройства) 14 на поверхность, такую как верхняя поверхность упомянутой сборки. Упомянутая вторая стадия может иметь форму нанесения отверждаемой, предпочтительно УФ-отверждаемой, смолы. Нанесение упомянутой смолы приводит к тому, что упомянутая смола формирует ступенчатый рисунок из множества прерывисто расположенных полосок 4 вдоль верхней поверхности упомянутой сборки 3. Вторая стадия также может выполняться путем обеспечения нити из термопластичного материала из распределительного устройства и нагревания упомянутой термопластичной нити до температуры выше, чем его температура размягчения, и нанесения упомянутой размягченной термопластичной нити на упомянутую поверхность упомянутой сборки 3, причем размягченный термопластичный материал охлаждается и формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей из упомянутого термопластичного материала.

На третьей стадии, которая присутствует в случае использования отверждаемой смолы в качестве связующего материала, также показанной на Фиг. 7, упомянутая сборка с нанесенными на нее полосками пропускается через станцию 16 отверждения для отверждения смолы упомянутых полосок и формирования ступенчатого рисунка последовательных связей.

В этом способе каждая из упомянутых полосок располагается так, чтобы создавать связь между двумя смежными блоками оптических волокон на длину связывания (l); кроме того, связь соединяет два смежных блока оптических волокон, и следующая связь соединяет два смежных блока оптических волокон, по меньшей мере один из которых отличается от блоков оптических волокон, связанных предыдущей связью; и кроме того, каждая из упомянутых связей отстоит в продольном направлении от предыдущей связи на расстояние связывания (d). В одном варианте осуществления длина связывания является большей, чем расстояние связывания (l > d).

Фиг. 8 показывает схематический чертеж ленты из оптического волокна, имеющей шесть оптических волокон и зигзагообразную ступенчатую компоновку смолы. Фиг. 9 показывает схематический чертеж ленты из оптического волокна, имеющей шесть оптических волокон и пилообразную ступенчатую компоновку смолы.

В первом варианте осуществления упомянутого способа упомянутое нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность содержит (или состоит из) следующие стадии:

* нанесение отверждаемой смолы из распределительного устройства на поверхность упомянутой сборки, причем смола формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей; и

* пропускание упомянутой сборки с нанесенными на нее полосками через станцию отверждения для отверждения смолы упомянутых полосок и формирования упомянутых связей из отвержденной смолы.

Во втором варианте осуществления упомянутого способа упомянутое нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность содержит (или состоит из) следующие стадии:

* обеспечения нити из термопластичного материала из распределительного устройства и нагревания упомянутой термопластичной нити до температуры выше, чем его температура размягчения, и нанесения упомянутой размягченной термопластичной нити на упомянутую поверхность упомянутой сборки, причем размягченный термопластичный материал охлаждается и формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей из упомянутого термопластичного материала.

В одном варианте осуществления распределительное устройство (дозирующее устройство) колеблется в направлении поперек продольного направления оптоволоконной сборки. Упомянутое колеблющееся устройство создает ступенчатый рисунок на одной стороне оптоволоконной сборки; кончик упомянутого распределительного устройства может колебаться (вибрировать) с высокой частотой, такой как 100-200 Гц, в поперечном направлении. В одном варианте осуществления распределительное устройство колеблется в направлении поперек продольного направления оптоволоконной сборки (то есть в направлении ширины). Оптоволоконная сборка перемещается в продольном направлении, предпочтительно с помощью катушек.

В одном варианте осуществления распределительное устройство может подавать жидкую смолу мелкими капельками на движущуюся оптоволоконную сборку. Благодаря поверхностному натяжению жидкой смолы она будет течь вместе, формируя удлиненные полоски.

В одном варианте осуществления отверждаемая смола имеет вязкость при 23°C от 200 до 2000 сПз (сантипуаз), предпочтительно от 300 до 1000 сПз, и более предпочтительно от 400 до 600 сПз. Вязкость измеряется при 23°C с использованием цифрового ротационного вискозиметра Brookfield Model DV-II со шпинделем RV1 при 10 об/мин.

В одном варианте осуществления станция отверждения испускает ультрафиолетовое (UV) или электронное (EB) излучение для отверждения упомянутых полосок из отверждаемой смолы.

Альтернативно на второй стадии связующий материал наносится из распределительного устройства как термопластичная нить и нагревается до температуры выше его температуры размягчения. Предпочтительно температура размягчения упомянутой термопластичной нити составляет более 120°C. Температура размягчения определяется согласно способу Вика с нагрузкой 10 Н в соответствии со стандартом ASTM-D1525-09. После нагревания термопластичная нить охлаждается, например путем транспортировки волоконной сборки через холодные шкивы.

Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы при осуществлении заявленного изобретения специалистами в данной области техники на основе изучения чертежей, описания и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слова «включающий в себя» не исключают других элементов или этапов, а упоминание в единственном числе не исключает множественности. Объем охраны настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения. Одна или несколько задач настоящего изобретения решаются прилагаемой формулой изобретения.

1. Лента из оптического волокна, содержащая:

множество смежных оптоволоконных блоков, проходящих в продольном направлении и расположенных параллельно, формируя оптоволоконную сборку, имеющую некоторую ширину, причем каждый из оптоволоконных блоков содержит либо

- одиночное оптическое волокно, либо

- группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно двух оптических волокон, заключенную в матричный материал; и

множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок из связующего материала, располагающихся вдоль длины упомянутой сборки;

- причем каждая из упомянутого множества полосок выполнена с возможностью формировать удлиненную связь между двумя смежными оптоволоконными блоками из множества оптоволоконных блоков; причем первая полоска, формирующая первую связь, соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков, в то время как последующая связь, создаваемая последующей полоской, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок упомянутой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары;

причем в каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна связь;

при этом упомянутая связь имеет длину связывания (l); упомянутые связи отстоят друг от друга в продольном направлении на расстояние (d); причем длина связывания больше этого расстояния (l>d).

2. Лента по п. 1, в которой длина связывания (l) составляет от 2d до 20d, предпочтительно от 4d до 15d.

3. Лента по п. 1 или 2, в которой упомянутые полоски расположены только на одной стороне упомянутой сборки.

4. Лента по любому из предшествующих пунктов, в которой две, предпочтительно каждые две, последовательные полоски из упомянутого множества полосок соединяются переходной частью из упомянутого связующего материала, предпочтительно в которой на виде сверху упомянутая переходная часть имеет S-образную форму.

5. Лента по п. 4, в которой последовательность чередующихся полосок и переходных частей формирует нить, причем в каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна нить.

6. Лента по любому из пп. 1-3, в которой каждые две последовательные полоски из упомянутого множества полосок не зависят друг от друга в том плане, что не существует никакого связующего материала между упомянутыми двумя полосками.

7. Лента по любому из предшествующих пунктов, в которой несколько последовательных полосок формируют ступенчатый рисунок поверх множества оптоволоконных блоков, причем каждая ступенька соответствует одному оптоволоконному блоку.

8. Лента по п. 7, в которой в конце упомянутого ступенчатого рисунка из полосок та полоска, которая следует за последней полоской упомянутого рисунка, начинает следующий ступенчатый рисунок в том же самом направлении ширины, предпочтительно в которой последовательные ступенчатые рисунки не связаны друг с другом никаким связующим материалом.

9. Лента по п. 7, в которой первый ступенчатый рисунок формируется в первом направлении ширины, причем в конце упомянутого ступенчатого рисунка следующий ступенчатый рисунок формируется в противоположном направлении.

10. Лента по любому из предшествующих пунктов, в которой связующий материал имеет относительное удлинение при разрыве по меньшей мере 150%, предпочтительно по меньшей мере 175%, более предпочтительно по меньшей мере 200%, еще более предпочтительно по меньшей мере 220%, и модуль упругости от 10 до 16 МПа.

11. Лента по любому из предшествующих пунктов, в которой связующий материал представляет собой отвержденную смолу или термопластичный материал.

12. Лента по любому из предшествующих пунктов, в которой длина (l) связывания составляет от 1,5 до 20 мм.

13. Лента по п. 7 или 8, в которой шаг (P) определяется как длина, равная повторяемости ступенчатого рисунка в том же самом направлении ширины, причем шаг (P) составляет от 10W до 100W, предпочтительно от 15W до 80W.

14. Лента по п. 7 или 9, в которой шаг (P) определяется как длина, равная повторяемости ступенчатого рисунка в том же самом направлении ширины, причем шаг (P) составляет от 14W до 140W, предпочтительно от 18W до 100W.

15. Способ производства ленты из оптического волокна, содержащий:

подачу множества оптоволоконных блоков для обеспечения продольной оптоволоконной сборки, имеющей некоторую ширину; причем оптоволоконные блоки из упомянутого множества являются параллельными и смежными друг с другом, причем каждый из этих оптоволоконных блоков содержит либо

- одиночное оптическое волокно, либо

- группу самое большее из трех оптических волокон, предпочтительно двух оптических волокон, заключенную в матричный материал;

нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность упомянутой сборки, причем связующий материал формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей; причем

- каждая из упомянутого множества полосок формирует удлиненную связь между двумя смежными оптоволоконными блоками множества оптоволоконных блоков; причем упомянутая связь соединяет первую пару смежных оптоволоконных блоков, в то время как последующая связь, формируемая следующей из упомянутого множества полосок, соединяет дополнительную пару смежных оптоволоконных блоков, причем по меньшей мере один оптоволоконный блок упомянутой дополнительной пары отличается от оптоволоконных блоков первой пары, и

- причем связующий материал наносится таким образом, что в каждом продольном положении оптоволоконной сборки существует самое большее одна связь;

- при этом связь имеет длину связывания (l); упомянутые связи отстоят друг от друга в продольном направлении на расстояние (d); причем длина связывания больше этого расстояния (l>d).

16. Способ по п. 15, в котором упомянутое нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность содержит следующие стадии:

нанесение отверждаемой смолы из распределительного устройства на поверхность упомянутой сборки, причем смола формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей; и

пропускание упомянутой сборки с нанесенными на нее полосками через станцию отверждения для отверждения смолы упомянутых полосок для формирования упомянутых связей из отвержденной смолы.

17. Способ по п. 15, в котором упомянутое нанесение связующего материала из распределительного устройства на поверхность содержит следующую стадию:

обеспечение нити из термопластичного материала из распределительного устройства и нагревания упомянутой термопластичной нити до температуры выше, чем его температура размягчения, и нанесения упомянутой размягченной термопластичной нити на упомянутую поверхность упомянутой сборки, причем размягченный термопластичный материал охлаждается и формирует множество последовательных удлиненных прямолинейных полосок, выполненных с возможностью формирования связей из упомянутого термопластичного материала.

18. Способ по п. 17, в котором отверждаемая смола имеет вязкость при 23°C от 200 до 2000 сПз, предпочтительно от 300 до 1000 сПз и более предпочтительно от 400 до 600 сПз.

19. Способ по любому из пп. 15-18, в котором распределительное устройство колеблется в направлении поперек продольного направления сборки из оптического волокна.

20. Способ по любому из пп. 17, 18, в котором станция отверждения испускает ультрафиолетовое (UV) или электронное (EB) излучение для отверждения упомянутых полосок из отверждаемой смолы.