專利名稱：：分開型帶狀光纖維芯纜的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種含有許多光纖維帶芯纜的分開型帶狀光纖維芯纜，其中每個著色光纖維芯纜在一平面內排列并相互結合在一起，同時排成一列并相互結合在一起，且相互能分開。未經審查的日本專利(KoKai)No.Hei.4-163411中公開了一種能制造一分開型帶狀光纖維芯纜的常用方法，該方法在分開位置使用涂有一軟樹脂的分開單元以避免分開型帶狀光纖維芯纜的不必要分割，并當從其外部看去時能很容易地發現分開位置。此外，在此方法中，分開單元和光纖維全部涂有一層硬樹脂，從而通過觸覺就能確定分開位置并能避免錯誤的分開。然而，在上述常用纜帶中具有這樣的缺陷，分開的纜帶可以暴露出一光纖維或使光纖維與整個涂層樹脂分離開來。這些問題是由于光纖維表面與結合的涂層樹脂之間的分開位置處的粘性度較差的原因而引起的。具體地說，在上述分開型帶狀光纖維芯纜被分開時，全涂層樹脂脫離了光纖維，該光纖維具有一個粘度相對于樹脂來說較低的表面，從而導致光纖維的分離。此外，未經審查的日本專利No.Hei4-166808中公開另外一種方法。即帶狀光纖維芯纜的厚度值減小為幾乎與光纖維的外徑相等，光纖維表面與全涂層樹脂之間的粘性強度根據90°拉伸強度設定成一個具體范圍內的值，以便帶狀光纖維芯纜在扭彎時能很容易地被分開。然而，在上述帶狀光纖維芯纜中，也存在纜帶被扭彎時產生破裂的可能性。發生破裂的原因是由于帶狀光纖維芯纜的扭彎對帶狀光纖維芯纜中的涂層界面施加了一個應力。未經審查的日本專利No.Hei1-138518中公開一種技術方案，即具有不同伸長系數的粘接樹脂用于相互粘接帶狀光纖維芯纜，從而使結合的帶狀光纖維芯纜便于分開。然而，在上述方案中，使用具有減小的伸長系數的粘接樹脂在施加外力時會產生破裂。這是因為具有減小的伸長系數的粘接樹脂在彎曲時更易產生破裂。本發明的目的是提供一種分開型帶狀光纖維芯纜，它不僅一定能無損傷地被分為帶狀光纖維芯纜單元，而且即使在濕熱或熱水環境中也不會使傳輸損耗增加。一種能被分為多芯電線的分開型帶狀光纖維芯纜，它由以下部分組成許多帶狀光纖維芯纜單元，每個單元含有許多排成一行的著色光纖維芯纜；一由紫外線可固化的樹脂組成的全涂層樹脂，它全部涂在許多著色過的光纖維芯纜上；一由紫外線可固化的樹脂組成的粘接樹脂，它粘接排成一列的帶狀光纖維芯纜單元；其中全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度介于1至100g/cm范圍內。根據本發明，由于粘接樹脂和全涂層樹脂之間的粘性強度在一給定值的范圍，這樣分開型帶狀光纖維芯纜不僅一定能被無損傷地分為帶狀光纖維芯纜單元，而且即使在濕熱或熱水環境中也不會使傳輸損耗增加。在附圖中圖1是本發明分開型帶狀光纖維芯纜的一個典型實施例的剖面結構的剖視圖，其中帶狀光纖維芯纜排成一列，并全部涂有一層粘接樹脂；圖2是本發明分開型帶狀光纖維芯纜另一個實施例的剖面結構的剖視圖，其中帶狀光纖維芯纜排成一列，在一定寬度范圍內使用粘接樹脂相互粘接；圖3是具有較好分開的分開型帶狀光纖維芯纜的示意圖；圖4是其中一光纖維表面外露的分開型帶狀光纖維芯纜的示意圖；圖5是其中一光纖維與其它部分分離的分開型帶狀光纖維芯纜的示意圖；圖6是扭彎裝置的示意圖；圖7A至7C是使用一夾具在垂直方向截取左-右帶狀光纖維芯纜的測法示意圖。本發明下面將作詳細描述。發明人對上述問題做過廣泛的調查。結果他們發現通過設定全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度為一給定范圍的值，而且還設定固化粘接樹脂的楊氏模量和伸長系數分別為給定范圍內的值，就能解決上述問題。本發明就是在此調查發現的基礎上完成的。本發明提供一種能夠被分為多根電纜的分開型帶狀光纖維芯纜，所說的分開型帶狀光纖維芯纜包括帶狀光纖維芯纜單元，每個單元由排成一列的多根，著色光纖維芯纜組成；一由全部涂在許多彩色光纖維芯纜上的紫外線可固化的樹脂組成的全涂層樹脂；一由粘接排成一列的帶狀光纖維芯纜單元的紫外線可固化的樹脂組成的粘接樹脂；其中全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度為1-100g/cm。在上述分開型帶狀光纖維芯纜中，固化處理后的粘接樹脂具有楊氏模量為5-100kg/mm2。在上述分開型帶狀光纖維芯纜中，固化處理后的粘接樹脂具有伸長系數為5-80％。本發明的分開型帶狀光纖維芯纜包含一保護涂層(粘接樹脂)作為其組成部分。這種保護涂層是由一紫外線可固化的樹脂形成的柔性層組成第一涂層。另一方面，這種保護涂層也可由設在其中的第一涂層和第二涂層組成，第二涂層同樣也是由紫外線可固化的樹脂形成的一剛性涂層。全涂層樹脂也可以是與任何紫外線可固化的樹脂相同的樹脂，用以形成保護涂層。粘接樹脂希望從上述紫外線可固化的樹脂中選取，以便能獲得給定的粘性強度，楊氏模量，伸長系數。紫外線可固化的樹脂的樣品包括尿烷丙烯酸酯、酯丙烯酸酯，環氧丙烯酸酯，丁二烯丙烯酸酯，硅酮丙烯酸酮。根據需要選取一合適的紫外線可固化的樹脂，這種樹脂經過固化處理后能產生剛性或柔性樹脂。在本發明中，全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度應該為1-100g/cm，一般為2-70g/cm，最好為3-50g/cm，此時，電纜帶就能被分為單個的帶狀光纖維芯纜單元，每個單元由用全涂層樹脂相互結合的著色光纖維組成。如果兩樹脂之間的粘性強度超過100g/cm，分開操作不僅會使粘接樹脂產生撕裂而且也會使全涂層樹脂產生撕裂。因此，全涂層樹脂就可能剝離著色光纖維或者著色光纖維與其部分相分離。如果兩樹脂之間的粘性強度小于1g/cm，當分開型帶狀光纖維芯纜外露于濕熱環境中或浸入熱水中時，兩樹脂之間的接合界面就會發生部分脫落。因而，水就能滲進組合空間，從而引起傳輸損耗的增加。因此，在由全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度介于上述規定的范圍內時，分開型帶狀光纖維芯纜不僅一定能被分為單個的帶狀光纖維芯纜單元，而且即使外露于濕熱的環境或浸入熱水中時也不會引起傳輸損耗的增加。在本發明中，經過固化處理后的粘接樹脂的楊氏模量應該為5-100kg/mm2，一般為10-70kg/mm2，最好為15-60kg/mm2。如果固化處理后的粘接樹脂的楊氏模量超過100kg/mm2時，樹脂會變得堅固以致在數據傳輸過程中分離會產生分離震動噪音，從而引起傳輸信號的誤差。例如，信號以2Mbps傳輸時，通常小于10-12的代碼誤差率立刻超過10-9。如果固化處理過后的粘接樹脂的楊氏模量小于5kg/mm2，樹脂就會變柔軟以致制造出來的分開型帶狀光纖維芯纜可被分為帶狀光纖維芯纜單元。在本發明中，固化處理后的粘接樹脂的伸長系數應該為5-80％，一般為10-60％，最好為20-50％。如果粘接樹脂的伸長系數小于5％，在分開型帶狀光纖維芯纜被壓滾機壓彎時或者象在制造電纜時，粘接樹脂會發生破裂，導致難于操作。如果粘接樹脂的伸長系數大于80％，粘接樹脂難于斷裂，從而使分離處理非常困難。本發明參考下面的實施例作詳細地描述，但是本發明的保護范圍不應該被認為由這些實施例作限制。圖1是本發明分開型帶狀光纖維芯纜的典型實施例的剖面結構的剖視圖。在本實施例中，兩個帶狀光纖維芯纜排成一列，全部涂有一層粘接樹脂。在圖1中，標記1表示玻璃纖維，2為保護涂層；3為著色層；4為全涂層樹脂；5為帶狀光纖維芯纜；6為粘接樹脂；7為分開型帶狀光纖維芯纜。圖2是本發明分開型帶狀光纖維芯纜另一實施例的剖面結構的剖視圖。在本實施例中，兩個帶狀光纖維芯纜排成一行，在一給定寬度內用粘接樹脂相互粘接起來。光纖維是這樣制成的，它由涂有一保護涂層2的單模玻璃纖維1組成，如圖1所示。保護涂層具有兩層結構，它由一柔軟層作為第一涂層和一剛性層作為第二涂層組成的，這兩層都是由紫外線可固化的尿烷丙烯酸酯形成的。具有著色層3的著色光纖維從上述獲得的光纖維中通過對光纖維施加由環氧丙烯酸酯或尿烷丙烯酸酯作為主要成分的紫外線可固化的涂料和經過固化處理后的涂料制成。這四個著色光纖維在同一平面并行排列，通過由紫外線照射過的尿烷丙烯酸酯樹脂組成的全涂層樹脂4結合在一起。因此，就形成了兩個帶狀光纖維芯纜5。這里，含有2％、1％、0.5％、0.3％硅油及不含硅油與全涂層樹脂4相混合的五種類型的帶狀光纖維芯纜就制成了。帶狀光纖維芯纜5在同一平面內并行排列，并由紫外線可固化的具有表1所示特性的尿烷丙烯酸鹽樹脂組成的粘接樹脂6相互粘接在一起。因此就制成了一分開型帶狀光纖維芯纜7，如圖1所示。(測試實驗)紫外線可固化的粘接樹脂6和全涂層樹脂4之間的粘性強度測定如下。全涂層樹脂加至聚酯層上的厚度為40-50μm，然后用一輻射量為500mJ/cm2的紫外線輻射而進行固化處理。此后，粘接樹脂加至固化后的全涂層樹脂上的厚度為40-50μm，然后用一輻射量為500mJ/cm2的紫外線輻射而進行固化處理。所有上述操作都是在氮氣氛中處理的。由全涂層樹脂和粘接樹脂組成的組合膜與聚酯層相脫離。全涂層樹脂被固定住，而粘接樹脂以200mm/min的拉引速率被向上拉伸，同時兩樹脂之間的角度為180°(180°脫落)。總表中測定的最大值可看成是全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度。硅油與全涂層樹脂相混合。然后，具有包含了2％、1％、0.5％、0.3％硅油和不含硅油的全涂層樹脂的帶狀光纖維芯纜的粘性強度分別為0.5g/cm，2g/cm，50g/cm，70g/cm和150g/cm。此外，十一種粘接樹脂以厚度為40-50μm加至玻璃纖維上，然后用一輻射量為500J/cm2的紫外輻射而進行固化處理。固化后的層狀樣品以1mm/min的應變消逝時間的速率測得它們的為楊氏模量2.5％。伸長系數在斷開時間的應變消逝時間的速率為50mm/min。根據JISK7113使用JIS第二啞鈴。此外，還通過使用十一種粘接樹脂，分開型帶狀光纖維芯纜就這樣制成了，還經過了各種測試。此外，使用的全涂層樹脂和粘接樹脂被轉化生成比較樣品1，它具有0.5g/cm的較小粘性強度；比較樣品2，它具有120g/cm的較大粘性強度；比較樣品3，它具有較小粘性強度和3kg/cm的較小楊氏模量；比較樣品4，它具有較大粘性強度和較大楊氏模量及3％的較小伸長系數。每個樣品和比較樣品做成一個長度為700m周長為2m的線包，并浸入水中大約為兩周時間，然后用OTDR測定1.55μm波長的傳輸損耗。在此測試中，如果傳輸損耗小于0.05dB/km，此結果被認為優(A)；如果為0.05-0.1dB/km，此結果被認為良(B)；如果大于0.10dB/km，此結果被認為差(C)。比較樣品1和3測定的傳輸損耗分別為0.13dB/km和0.22dB/km。因此，比較樣品1和3的光纜在實際應用中就會存在問題，因為如果電纜外涂層受到損壞和類似情況，就會存在可靠性差的問題。這些比較樣品傳輸損耗的原因可被認為是從粘接樹脂的表面滲進的水在粘接樹脂和全涂層樹脂的接合而產生液體泡，其接合面的粘性強度相對較弱。結果，加至光纖維上的側壓力就會產生差異，因而增加了傳輸損耗。如圖7A所示，分開能力通過一夾具20就能測得，該夾具沿垂直方向切成一右、一左帶狀光纖維芯纜，如圖7B所示，兩帶狀光纖維芯纜被依次地相互分開而沒有產生斷裂，這個可認為是成功的。相反，如圖7C所示，如果其中一個帶狀光纖維芯纜的外涂層產生斷裂，這個可認為是失敗的。在每個樣品和比較樣品中，相對于5m的取樣，分開試驗重復了100次。根據試驗結果，如果沒有失敗，它被認為好(A)，如果至少失敗一次，它就被認為差(C)。這些測定如表1所示。樣品1至11顯示出較好的分開能力。然而，雖然樣品11也能被分開，但是需要較大拉力才能分開。這是因為固化后的粘接樹脂的伸長系數變大約100％并具有粘滯性。因此，通過設定粘性強度值的范圍為1-100g/cm，分開型帶狀光纖維具有光纜所需的可靠性和端子所需的優良分開能力。另一方面，由于實際使用時，為了增加帶狀光纖維電纜的芯纜使用效率，左、右帶狀光纖維芯纜可在不同位置分叉。即使左、右帶狀光纖維芯纜的其中之一在工作時，分開型帶狀光纖維也需要被分開。在分開過程中，不希望使用帶狀光纖維芯纜的通信發生傳輸損耗。因此，在右側帶狀光纖維芯纜的四個光纖維芯線連續連接的傳輸路徑就形成了。在傳輸波長為1.55μm，傳輸速率為2Mbps的試驗信號時，分開型帶狀光纖維芯纜被分開，代碼差率的偏差可測定出。由于經過此測定，光信號的輸入強度可調節較低，工作之前代碼誤差率可調節為10-12。分開工作可完成五次。如果代碼最大誤差率超過10-19，在分開工作過程中，對于必須維護方面來說可認為是合格的(B)。如果它不超過10-9，它可認為是良好的(A)。作為此測定的結果，傳輸誤差出現在樣品9上。因此，在較高楊氏模量的情況下，應該清楚的是分開拉力是更直接地傳遞給光纖維芯纜，從而出現了傳輸誤差。如果也考慮到在使用部分光纖維時分開工作是必須的，那么粘接樹脂在固化處理后具有楊氏模量最好為5-100kg/mm2。接著，從光纜生產過程來看，在分開型帶狀光纖維芯纜中，其生產過程中必要的分開也會成為一個問題。圖6是用于試驗的扭彎裝置的外形的示意圖。通過使用這種裝置，分開型帶狀光纖維芯纜在其全生產過程施加一個最大負載為500g的重物14，并產生900°旋轉角度的扭彎直至螺距變為200mm。這種測試經過十一種分開型帶狀光纖維芯纜11的樣品試驗。如果它被分開，在分開工作過程中，對于必須維護方面來說可認為是合格的(B)。如果它沒有被分開，它可認為是良(A)。因此，分開型帶狀光纖維芯纜樣品8發生了兩次帶狀光纖維芯纜的分開。在樣品8中，如果負載(重物14)減小為350g，即使分開型帶狀光纖維芯纜被扭彎，它也不會分開。樣品8的粘接樹脂的楊氏模量減小為3kg/mm2，以便它能被分裂開。換句話說，從生過程的控制方面來說，固化后的粘接樹脂的楊氏模量理想情況下應大于5kg/cm2。此外，在生產過程中，分開型帶狀光纖維芯纜是通過許多滾輪引導而形成光纜。因而，就希望具有一個能抵制由于滾輪或其類似情況的壓彎而產生不期望分開的阻力。因此，分開型帶狀光纖維芯纜沿外徑為50mm和100mm的圓心軸纏繞50次以測定它是否能被分開。結果，分開型帶狀光纖維芯纜樣品10沿外徑為50mm的圓心軸纏繞后，發生了三次分開。因此，分開型帶狀光纖維芯纜樣品10由于彎曲應該維護，它被認為是合格(B)。這是因為粘接樹脂的伸長系數減小為3％。從而，樹脂就容易破裂。因此，粘接樹脂的伸長系數希望大于5％，其余的樣品沒有發生分開，它們被認為是良好(A)。表1</tables>如上所述，本發明分開型帶狀光纖維芯纜具有以下優點和效果。通過使全涂層樹脂和粘接樹脂的結合，其中兩樹脂之間的粘性強度介于1-100g/cm規定的范圍內，這樣，分開型帶狀光纖維芯纜不僅一定能分為帶狀光纖維芯纜單元，而且即使在濕熱或熱水環境中也不會使傳輸損耗增加。甚至當全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度是上述規定范圍內的任何值時，分開型帶狀光纖維芯纜在用于分開時也能保持完整無損。通過確定粘接樹脂的楊氏模量的值在5-100kg/mm2的規定范圍內，就能避免在分開過程中傳輸信號誤差的發生和電纜制造過程中不期望分開現象的發生。通過確定粘接樹脂的伸長系數的值在5-80％的規定范圍內，就能避免不期望分開現象的發生，同時分開所需的拉力也能減小。權利要求1.一種能分為電纜的分開型帶狀光纖維芯纜，所述的分開型帶狀光纖維芯纜包括帶狀光纖維芯纜單元，每個單元包括許多排成一列的著色光纖維芯纜；一由紫外線輻射過的樹脂組成的全涂層樹脂，它全部涂在上述許多著色過的光纖維芯纜上；一由紫外線輻射過的樹脂組成的粘接樹脂，它粘接上述排成一列的帶狀光纖維芯纜單元；其中上述的全涂層樹脂和上述粘接樹脂之間的粘性強度介于1-100g/cm的范圍內。2.如權利要求1所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有一個在5-100kg/mm2范圍內的楊氏模量值。3.如權利要求1所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有一個在5-80％范圍內的伸長系數值。4.如權利要求1所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度的值在2-70g/cm的范圍內。5.如權利要求4所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度值在3-50g/cm的范圍內。6.如權利要求2所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有在1-70kg/mm2范圍內的楊氏模量值。7.如權利要求6所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有在15-60kg/mm2范圍內的楊氏模量值。8.如權利要求3所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有在10-60％范圍內的伸長系數值。9.如權利要求8所述的分開型帶狀光纖維芯纜，其特征在于固化后的粘接樹脂具有在20-50％范圍內的伸長系數值。全文摘要在一種能被分為多芯電纜的分開型帶狀光纖維芯纜中,它具有許多帶狀光纖維芯纜單元,每個單元有許多排成一列的著色過的光纖維芯纜組成;一由紫外線輻射過的樹脂組成的全涂層樹脂,它全部涂在許多著色過的光纖維芯纜上;一由紫外線輻射過的樹脂組成的粘接樹脂,它粘接排成一列的帶狀光纖維芯纜單元。在這種電纜中,全涂層樹脂和粘接樹脂之間的粘性強度值在1—100g/cm的范圍內。此外,固化后的粘接樹脂具有楊氏模量值在5—100kg/mm文檔編號G02B6/44GK1191319SQ97108599公開日1998年8月26日申請日期1997年11月18日優先權日1996年11月18日發明者佐藤登志久,服部知之,小林宏平,奧野薰,高橋健,岡涼英申請人:住友電氣工業株式會社