ОПТОВОЛОКОННАЯ ЛЕНТА И ОПТОВОЛОКОННЫЙ КАБЕЛЬ Российский патент 2017 года по МПК G02B6/44 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к оптоволоконной ленте с прерывистым креплением, в которой соседние сердцевины оптических волокон соединены прерывисто, и к оптическому волоконному кабелю.

Уровень техники

В последнее время увеличился спрос на оптоволоконные кабели более высокой плотности и меньшего диаметра. Для получения максимально малого диаметра более преимущественным является собирание вместе сердцевин оптических волокон, каждое из которых имеет одну сердцевину, по сравнению со структурой оптоволоконной ленты. Однако в случае, когда сердцевины оптических волокон, каждое из которых имеет одну сердцевину, собираются вместе, существует проблема, состоящая в ухудшении пригодности соединения к обработке, например невозможно выполнить сращивание сплавлением партии световодов.

Для решения этой проблемы в оптоволоконной ленте, имеющей две или более сердцевины оптических волокон, расположенные параллельно друг другу, была предложена оптоволоконная лента с прерывистым креплением, в которой некоторое количество соединительных участков, соединяющих друг с другом только соседние сердцевины оптических волокон, расположено по двухмерной схеме и прерывисто в продольном направлении и в направлении ширины сердцевин оптических волокон (например, см. патентные документы 1-5).

Кроме того, благодаря использованию современной технологии FTTH (волокно до дома) оптоволоконная лента часто разделяется на отдельные сердцевины для соединения с каждой из сердцевин оптических волокон, каждое из которых имеет отдельную сердцевину.

При выполнении работ по соединению наружный диаметр покрытия сердцевины оптического волокна становится больше диаметра отверстия механического сплайса или собранного на месте соединителя, если лентообразующий элемент остается на наружной окружности сердцевины оптического волокна, имеющего одну сердцевину, и, таким образом, возможны ситуации, когда сердцевину оптического волокна нельзя будет вставить в участки таких отверстий. Таким образом, после разделения оптоволоконной ленты на отдельные сердцевины требуется обработка для удаления лентообразующего элемента на поверхности сердцевины оптического волокна.

Патентные документы

Патентный документ 1: JP 2007-279226А

Патентный документ 2: JP 2003-241041А

Патентный документ 3: JP 4143651В

Патентный документ 4: JP Н06-181009А

Патентный документ 5: JP 2003-232972А

Раскрытие изобретения

Однако в оптоволоконной ленте, соединяемой с помощью соединительных участков лентообразующего элемента, в которой соседние сердцевины оптических волокон расположены параллельно и на некотором расстоянии друг от друга, и лентообразующий элемент покрывает наружную окружность каждой сердцевины оптических волокон, поскольку вся окружность сердцевины оптического волокна закрыта лентообразующим элементом после отделения одной сердцевины, сложно удалить лентообразующий элемент даже в случае низкой адгезии окрашенного слоя сердцевины оптического волокна и лентообразующего элемента.

Кроме того, даже в случае использования специального инструмента удаление только участка между лентообразующим элементом и окрашенным слоем является возможным, но поскольку вся окружность сердцевины оптического волокна покрыта лентообразующим элементом, сложно удалить лентообразующий элемент.

Принимая во внимание вышеуказанные проблемы, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить оптоволоконную ленту и оптоволоконный кабель, в которых легко удалять лентообразующий элемент после отделения одной сердцевины.

Объектом настоящего изобретения является оптоволоконная лента, включающая в себя множество сердцевин оптических волокон, расположенных параллельно и на расстоянии друг о друга; и лентообразующий элемент, имеющий участок покрытия, покрывающий наружную окружность сердцевин оптических волокон, и соединительный участок, выполненный за одно целое с участком покрытия и прерывисто соединяющий соседние сердцевины оптических волокон, при этом участок покрытия имеет открытый участок для раскрытия части поверхностей сердцевин оптических волокон, причем по меньшей мере часть участка покрытия является непрерывной в продольном направлении сердцевин оптических волокон.

Другой объект настоящего изобретения предлагает оптоволоконный кабель, снабженный вышеописанной оптоволоконной лентой.

Согласно настоящему изобретению имеется возможность получения оптоволоконной ленты и оптоволоконного кабеля, обеспечивающих легкое удаление лентообразующего элемента после отделения одной сердцевины.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан вид сверху, показывающий пример оптоволоконной ленты по варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 - вид в разрезе по линии А-А из фиг. 1;

на фиг. 3 - вид в перспективе, показывающий пример оптоволоконной ленты по варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4(a) - вид в разрезе перпендикулярно продольному направлению оптоволоконной ленты во время отделения одной сердцевины сравнительного образца;

на фиг. 4(b) - вид в разрезе оптоволоконной ленты на основе фиг. 4(a) во время отделения одной сердцевины сравнительного образца;

на фиг. 5 - вид в разрезе перпендикулярно продольному направлению оптоволоконной ленты во время отделения одной сердцевины по варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 - вид в разрезе оптоволоконной ленты на основе фиг. 5 во время отделения одной сердцевины по варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 - таблица, в которой приведены данные для образцов применительно к углам раскрытия в сечении и числу удалений покрытия для третьего образца варианта осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 - вид в разрезе перпендикулярно продольному направлению оптоволоконной ленты по другому варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 9 - вид в разрезе перпендикулярно продольному направлению оптоволоконной ленты во время отделения одной сердцевины по другому варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на приложенные чертежи. В приведенном ниже описании чертежей одинаковые или схожие части обозначены одними и теми же или схожими ссылочными номерами. Однако следует отметить, что чертежи являются схематичными и что соотношение размеров по толщине и плоскостных размеров, пропорция толщин слоев и т.п. отличаются от фактических значений. Соответственно, конкретные размеры и толщины должны определяться со ссылкой на приведенное ниже описание. Понятно, что некоторые соотношения и пропорции размеров отличаются от чертежей.

Кроме того, приведенные ниже варианты осуществления изобретения показывают устройства и способы для внедрения технической идеи изобретения в качестве примера. Технические идеи изобретения не ограничивают материалы, формы, структуры, компоновки и т.п. составляющих компонентов до материалов, форм, структур, компоновок и т.п., описанных ниже. В техническую идею изобретения могут вноситься различные изменения в объеме формулы изобретения.

Как показано на фиг. 1, оптоволоконная лента по варианту осуществления настоящего изобретения включает в себя некоторое количество (четыре) сердцевин 10а-10d оптических волокон, продолжающихся параллельно и расположенных на расстоянии друг от друга, участки 21а-21d покрытия, закрывающие наружные окружности сердцевин 10а-10d оптических волокон, соответственно, и лентообразующий элемент (наружное покрытие) 20, имеющий соединительные участки 22а-22f, которые выполнены за одно целое с участками 21а-21d покрытия и прерывисто соединяют соответствующие соседние сердцевины 10а-10d оптических волокон. Кроме того, хотя это не показано на фиг. 1, каждый из участков 21а-21d покрытия лентообразующего элемента 20 имеет открытый участок для раскрытия части поверхности каждой из сердцевин 10а-10d оптических волокон.

Как показано на фиг. 2, сердцевины 10а, 10b оптических волокон имеют сердцевины 11а, 11b и оболочки 12а, 12b, выполненные из кварца, слои 13а, 13b покрытия, выполненные из смолы, отверждаемой ультрафиолетом, и покрывающие наружные окружности оболочек 12а, 12b, и окрашенные слои 14а, 14b, выполненные из смолы, отверждаемой ультрафиолетом, и покрывающие наружные окружности слоев 13а, 13b покрытия соответственно. Сердцевины 10с, 10d оптических волокон, показанные на фиг. 1, также имеют такие же структуры, как и сердцевины 10а, 10b оптических волокон.

В качестве материала лентообразующего элемента 20 можно использовать не только смолу, отверждаемую ультрафиолетом, например уретан-акрилат, эпоксиакрилат и т.п., но также и термопластичную смолу, термоотверждающуюся смолу и т.п. Толщина участка 22а соединения лентообразующего элемента 20 может быть больше или меньше толщины каждого из участков 21а, 21b покрытия. Толщина участка 22а соединения составляет примерно от 1 мкм примерно до 120 мкм, и толщина каждого из участков 21а, 21b покрытия составляет от примерно 1 мкм до примерно 15 мкм.

Как показано на фиг. 2 и 3, участки 21а, 21b покрытия лентообразующего элемента 20 имеют открытые участки 31-35 для раскрытие части поверхностей окрашенных слоев 14a, 14b сердцевин 10а, 10b оптических волокон. Формы, размеры, компоновочные схемы, количества и т.п. открытых участков 31-35 не ограничиваются. Форма каждого из открытых участков 31-35 может быть эллиптической, как показано на фиг. 2 и 3, и может быть круглой или прямоугольной. Кроме того, когда форма каждого из открытых участков 31-35 является эллиптической и имеет большую ось в продольном направлении сердцевин 10а, 10b оптических волокон, большая ось имеет размер от примерно 10 мкм до примерно 500 мкм.

Открытые участки 31-35 на фиг. 2 и 3 показаны как расположенные беспорядочно, однако открытые участки 31-35 могут быть расположены равномерно. Например, открытые участки могут быть предусмотрены в линейной форме или в форме спирали в продольном направлении сердцевин 10а, 10b оптических волокон периодически с равным интервалом.

Кроме того, предпочтительно, чтобы схема расположения открытого участка в продольном направлении для каждой отдельной сердцевины из сердцевин оптических волокон предусматривала по меньшей мере один открытый участок на каждую длину удаления покрытия (например, 5 см) после отделения одной сердцевины.

Кроме того, открытые участки 31-35 могут быть смещены к одной стороне поверхности каждого из участков 21а, 21b покрытия или могут быть расположены с обеих сторон в продольном направлении сердцевин 10а, 10b оптических волокон без смещения к одной стороне.

Кроме того, угол θ (угол раскрытия в сечении) для раскрытия поверхностей сердцевин 10а, 10b оптических волокон для открытых участков 31-35 предпочтительно увеличивается, принимая во внимание уменьшение числа удалений покрытия после отделения одной сердцевины. Угол θ раскрытия в сечении предпочтительно составляет 15° и более, и имеется возможность значительного уменьшения числа удалений покрытия после отделений одной сердцевины, когда угол θ раскрытия в сечении составляет 15° и более. Кроме того, угол θ раскрытия в сечении составляет предпочтительно 270° и менее для обеспечения прочности участка 22а соединения при отделении. Следует отметить, что угол θ раскрытия в сечении определяется как угол между двумя прямыми линиями, которые соединяют центры сердцевин 10а, 10b оптических волокон с концами краев участков 31-35 в самых широких местах открытых участков 31-35 в окружном направлении.

Участки 21а, 21b покрытия расположены без нарушения непрерывности в продольных направлениях сердцевин 10а, 10b оптических волокон и по меньшей мере часть участков 21а, 21b покрытия является непрерывной в продольных направлениях сердцевин 10а, 10b оптических волокон. Другими словами, в любом сечении, перпендикулярном продольным направлениям сердцевин 10а, 10b оптических волокон, часть поверхностей или все поверхности окрашенных слоев 14а, 14b покрыты участками 21а, 21b покрытия.

Ниже приводится описание сравнительного образца со ссылкой на фиг. 4(a) и 4(b). В оптоволоконной ленте, которая показана на фиг. 4(a) и в которой соседние сердцевины 101 оптических волокон расположены параллельно на некотором расстоянии друг от друга и образуют одно целое за счет лентообразующего элемента, имеющего участки 102 покрытия для закрывания сердцевин 101 оптических волокон и соединительные участки 103, при разделении на отдельные сердцевины, как показано на фиг. 4(b), резка выполняется на соединительном участке 103. В результате, поскольку участок 102 покрытия лентообразующего элемента покрывает всю окружность каждой сердцевины 101 оптических волокон, сложно удалить участок 102 покрытия даже в случае слабой адгезии между поверхностью сердцевины 101 оптического волокна и участком покрытия.

И, наоборот, в сердцевинах 10а, 10b оптических волокон по варианту осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг. 2 и 3, открытые участки 31-35 выполнены на участках 21а, 21b покрытия лентообразующего элемента 20 предварительно перед отделением одной сердцевины, и часть поверхностей окрашенных слоев 14а, 14b сердцевин 10а, 10b оптических волокон является открытой. Следовательно, как показано на фиг. 5, после резки соединительного участка 22а во время отделения одной сердцевины участки 21а и 21b покрытия легко могут быть отслоены от открытых участков 31-35 посредством перемещения по участкам 21а, 21b покрытия с незначительным трением инструмента для удаления таких участков, который содержит наждачную бумагу или щеточный элемент, и, следовательно, имеется возможность легко удалять участки 21а, 21b покрытия, как показано на фиг. 6.

Способ изготовления оптоволоконной ленты

В качестве примера способа изготовления оптоволоконной ленты по варианту осуществления настоящего изобретения сердцевины 10а-10d оптических волокон располагают параллельно друг другу, и в заданных местах наносят покрытие из смолы, отверждаемой ультрафиолетом. Затем смола, отверждаемая ультрафиолетом, отверждается под действием ультрафиолета, и таким образом образуются соединительные участки 22а-22f, прерывисто крепящие соседние сердцевины 10а-10d оптических волокон, и участки 21а-21d покрытия, закрывающие сердцевины 10а-10d оптических волокон.

Посредством регулирования количества подаваемой смолы, отверждаемой ультрафиолетом, которая наносится на сердцевины 10а-10d оптических волокон, можно образовывать открытые участки 31-35 на участках 21а-21d покрытия.

Кроме того, формы, размеры, компоновочные схемы, количества и т.п. открытых участков 31-35 могут задаваться произвольно посредством регулирования количества подаваемой смолы, отверждаемой ультрафиолетом, которая наносится на сердцевины 10а-10d оптических волокон, или регулирования формы головки для нанесения покрытия или заслонки и т.п.

Первый образец

В качестве первого образца посредством использования окрашенных сердцевин оптических волокон, каждая из которых имела диаметр 250 мкм, была подготовлена оптоволоконная лента с промежуточным креплением (образец А), имеющая четыре сердцевины, в которой были выполнены открытые участки на участках покрытия лентообразующего элемента для раскрытия части каждого окрашенного слоя окрашенных сердцевин оптических волокон. Кроме того, в качестве сравнительного образца была подготовлена оптоволоконная лента с промежуточным креплением (образец В), имеющая четыре сердцевины, в которой участки покрытия лентообразующего элемента закрывали всю окружность без раскрытия окрашенных слоев окрашенных сердцевин оптических волокон.

Было выполнено отделение одной сердцевины подготовленных образов А, В. После удаления одной сердцевины вышеуказанные сердцевины оптических волокон подвергались обработке с помощью наждачной бумаги (Mirco-Polynet sheet WA-600 (размер зерна 20 мкм) производства KOYOSHA INK), и было подсчитано число стираний до удаления лентообразующего элемента.

Результаты подсчета показали, что образец А подвергался стиранию 3 раза, и образец В подвергался стиранию 15 раз, и было установлено, что с образца А можно легко удалить лентообразующий элемент по сравнению с образцом В.

Второй образец

После нанесения спирта на такую же абразивную бумагу, как и в случае первого образца, лентообразующий элемент был удален с образцов А, В аналогично первому образцу, и было подсчитано число стираний до удаления лентообразующего элемента.

Результаты подсчета показали, что в образце А количество стираний сердцевины оптического волокна было уменьшено в среднем примерно на 12 раз по сравнению с образцом В. Это, как считается, связано с тем, что окрашенный слой и участок покрытия более легко отслаиваются из-за разбухания в результате смачивания спиртом от участка раскрытого окрашенного слоя, где часть участка покрытия была отслоена во время отделения одной сердцевины.

Третий образец

Применительно к образцу А, аналогичному первому образцу, который был подготовлен посредством изменения угла раскрытия (угла раскрытия в сечении) отверстия в участке покрытия на 90° и 15°, было подсчитано число удалений покрытия лентообразующего элемента после отделения одной сердцевины вместе с образцом В (угол раскрытия в сечении был равен 0°), аналогичным первому образцу. В результате было установлено, что при увеличении ширины угла раскрытия в сечении уменьшается число стираний покрытия лентообразующего элемента, как показано на фиг. 7. В частности, было установлено, что когда угол раскрытия в сечении составляет 15° и более, число стираний покрытия лентообразующего элемента значительно уменьшается.

Другой вариант осуществления изобретения

Настоящее изобретение было описано посредством варианта осуществления, приведенного выше. Однако описание и чертежи, которые составляют часть этого описания, не должны рассматриваться как ограничивающие настоящее изобретение. Из этого описания специалистам в этой области будут понятны различные альтернативные варианты выполнения и способы использования.

Например, описание приведено на основе использования в варианте осуществления настоящего изобретения оптоволоконной ленты, имеющей четыре сердцевины. Однако количество сердцевин оптических волокон, составляющих оптоволоконную ленту, специально не ограничивается. Кроме того, размер и вид сердцевины оптического волокна специально не ограничиваются. Например, может использоваться структура, которая не имеет окрашенных слоев 14а, 14b сердцевин 10а, 10b оптических волокон. Кроме того, шаг и расположение компоновки соединительных участков 22а - 22f специально не ограничиваются.

Кроме того, имеется возможность производства оптоволоконного кабеля посредством окружения наружных окружностей сердцевин 10а-10d оптических волокон амортизирующим материалом, таким как гель, пряжа и т.п., и нанесения слоя покрытия на сердцевины 10а-10d оптических волокон одновременно с этим амортизирующим материалом. Оптоволоконная лента и оптоволоконный кабель по настоящему изобретению могут использоваться для передачи информации, а также могут использоваться с различными волоконными световодами, такими как одномодовый световод, волокно со смещенной дисперсией и т.п.

Кроме того, как показано на фиг. 3, участки 21а, 21b покрытия, закрывающие сердцевины 10а, 10b оптических волокон, имеют равномерно гладкую поверхность. Однако участки 21а, 21b покрытия могут иметь неравномерно неровные поверхности, как показано на фиг. 8.

Кроме того, как показано на фиг. 5, соединительный участок 22а между участками 21а, 21b покрытия был разрезан во время отделения одной сердцевины. Однако, как показано на фиг. 9, часть участка 21а покрытия может быть отрезана во время отделения одной сердцевины без резки соединительного участка 22а, что может быть обусловлено толщиной соединительного участка 22а, толщинами участков 21а, 21b покрытия, положениями отверстий 31, 32 и т.п.

Таким образом, настоящее изобретение включает в себя различные варианты осуществления, которые не упомянуты здесь специально. Соответственно, технический объем настоящего изобретения может ограничиваться только отличительными признаками изобретения, которые указаны в объеме формулы изобретения и считаются приемлемыми из выше приведенного описания.

Заявленная группа изобретений относится к области, раскрывающей оптоволоконные кабели. Оптоволоконная лента и кабель, снабженный оптоволоконной лентой, содержат множество сердцевин оптических волокон, расположенных параллельно и на расстоянии друг от друга; и лентообразующий элемент имеет участки покрытия, закрывающие наружную окружность сердцевин оптических волокон. При этом соединительный участок оптоволоконной ленты выполнен за одно целое с участками покрытия и прерывисто соединяет соседние сердцевины оптических волокон, кроме того, участки покрытия имеют открытые участки для раскрытия части поверхностей сердцевин оптических волокон, причем по меньшей мере часть участков покрытия является непрерывной в продольном направлении сердцевин оптических волокон. Технический результат – облегчение удаления лентообразующего элемента после отделения одной сердцевины. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Оптоволоконная лента, содержащая:

множество сердцевин оптических волокон, расположенных параллельно и на расстоянии друг о друга; и

лентообразующий элемент, имеющий участки покрытия, покрывающие каждую наружную окружность сердцевин оптических волокон, расположенных на расстоянии друг от друга, и соединительный участок, выполненный за одно целое с участком покрытия и прерывисто соединяющий участки покрытия, каждый из которых покрывает соседние сердцевины оптических волокон,

при этом толщина каждого из соединительных участков меньше толщины каждой из сердцевин оптических волокон, включающих участки покрытия,

при этом участки покрытия имеют открытые участки для раскрытия части поверхностей сердцевин оптических волокон, причем по меньшей мере часть участка покрытия является непрерывной в продольном направлении сердцевин оптических волокон.

2. Оптоволоконная лента по п. 1, в которой толщина каждого из соединительных участков меньше диаметра каждой из сердцевин оптических волокон.

3. Оптоволоконная лента по п. 1, в которой толщина каждого из соединительных участков составляет 1-120 мкм.

4. Оптоволоконная лента по п. 2, в которой толщина каждого из соединительных участков составляет 1-120 мкм.

5. Оптоволоконная лента по п. 1, в которой каждый из соединительных участков образован между сердцевинами оптических волокон.

6. Оптоволоконная лента по п. 2, в которой каждый из соединительных участков образован между сердцевинами оптических волокон.

7. Оптоволоконная лента по п. 3, в которой каждый из соединительных участков образован между сердцевинами оптических волокон.

8. Оптоволоконная лента по п. 4, в которой каждый из соединительных участков образован между сердцевинами оптических волокон.

9. Оптоволоконная лента по любому из пп. 1-8, в которой открытые участки для каждой отдельной сердцевины из сердцевин оптических волокон образованы таким образом, чтобы по меньшей мере один открытый участок приходился на каждые 5 см в продольном направлении.

10. Оптоволоконная лента по любому из пп. 1-8, в которой лентообразующий элемент образован из смолы, отверждаемой ультрафиолетом.

11. Оптоволоконная лента по п. 9, в которой лентообразующий элемент образован из смолы, отверждаемой ультрафиолетом.

12. Оптоволоконная лента по любому из пп. 1-8, 11, в которой каждый угол раскрытия в сечении открытых участков составляет 15° или более и 270° или менее.

13. Оптоволоконная лента по п. 9, в которой каждый угол раскрытия в сечении открытых участков составляет 15° или более и 270° или менее.

14. Оптоволоконная лента по п. 10, в которой каждый угол раскрытия в сечении открытых участков составляет 15° или более и 270° или менее.

15. Оптоволоконный кабель, снабженный оптоволоконной лентой по любому из пп. 1-14.