[发明专利]一种采用挤塑的蜘蛛网结构塑料光纤制备模具和方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料光纤制备技术，具体涉及采用挤出方法的制备蜘蛛网结构塑料光纤 的模具和方法。

背景技术

现有塑料光纤一般都采用拉丝的方法制备，也有结合拉丝和挤塑同时完成的制备方 法，一般实验室不管是实芯塑料光纤和带孔塑料光纤都要采用拉丝的方法，产业化也就 是实芯塑料光纤批量采用了挤塑的方法，光子晶体光纤(带圆孔)也有一些公司采用挤 塑方法来实现，但相对拉丝方法，光纤品质下降，而蜘蛛网结构的塑料光纤国内外尚无 制备方法。

蜘蛛网结构的塑料光纤的理论由燕山大学的于荣金教授提出，其结构如图6所示。 由于其设计的蜘蛛网状光纤解决了塑料光纤长波长传输的问题，降低了塑料光纤的损耗， 在传输波长、传输损耗上接近石英光纤，且其使用性能上更优于石英光纤，所以该光纤 在光纤到户接入最后一公里的使用上是最合理的。

本发明是应于荣金教授的要求进行开发的一种蜘蛛网结构的塑料光纤制备模具和制 备方法。该发明的重点在于保证蜘蛛网结构的完整、模具设计的合理及光纤外径的精确 控制。

发明内容

本发明目的在于提供一种蜘蛛网结构的塑料光纤的制备模具和方法，用于实现蜘蛛 网结构的塑料光纤，以更优的方案解决光纤到户的接入。

本发明所述的模具包括模芯和模套，其中所述模芯包括模芯后端和模芯前端；所述 模芯后端与机头分流锥相接，所述模芯前端由多层扇形微管组成，扇形微管从模芯的中 轴线到边缘逐步变大，扇形微管不交叉间隙为多层同心圆，交叉间隙呈米字形；所述模 芯前端与模芯后端通过各扇形微管导通。

优选地，模芯后端与模芯前端一体成形。

优选地，扇形微管为4-5层。

优选地，扇形微管为32个或40个。

优选地，该模具具有光纤材料的单流道，即模芯外表面与模套之间形成的流道。

优选地，所述模芯后端包括近似圆柱形部分和近似圆台形部分，所述近似圆柱形部 分与近似圆台形部分是一体的，且近似圆柱形部分与近似圆台形部分的半径大的一端连 接；所述近似圆柱形部分与机头分流锥相接，所述模芯前端插入到所述近似圆台形部分 的半径小的一端内。

本发明所述制备光纤的方法，其特征在于：在挤出生产时，恒压空气或氮气直接从 分流锥中间导入模芯后端，然后由模芯后端导入至模芯前端的各扇形微管，从而灌注整 个模芯，以满足模芯前端的各个扇形微管得到恒压空气或氮气导出；塑料从模芯外表面 与模套之间以一定的压力挤出，直接灌注模芯前端各扇形微管间的间隙，由此从模芯前 端挤出的即为蜘蛛网结构的塑料光纤。

优选地，采用一次以上的速差拉伸比来实现外径符合要求的蜘蛛网结构的塑料光纤。

优选地，以5∶1的挤出拉伸比实现一次产品，然后经第一次的速差拉伸以形成中间 产品，最后经第二次的速差拉伸以形成最终产品，其中第一次的速差拉伸和第二次的速 差拉伸的速差拉伸比均为3∶2。

其中所述一次产品的外径为2mm或1.6mm。

有益效果：

本发明以一种简洁合理的方法首次实现了于荣金教授提出的蜘蛛网结构，通过模具 的合理设计保证了蜘蛛网结构的完整。并且本发明形成的产品以其独有的柔性和韧性、 极小的允许弯曲半径、较小的传输损耗及较低的制造成本，在接入网的最后一公里及光 纤到户的应用中，将完全替代石英光纤。

附图说明

图1是本发明所述制备模具的模芯模套剖视图和模具前端的截面图；

图2是本发明所述制备模具的模芯剖视图和模芯前端的截面图；

图3是放大了的模芯前端的剖视图和截面图；

图4是料流走向示意图(箭头所指为料流方向)；

图5是放大了的料流走向示意图(箭头所指为料流方向)；

图6是蜘蛛网结构的塑料光纤的截面示意图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的模具包括模芯和模套，其中模芯包括模芯后端1 和模芯前端2。所述模芯后端1与机头分流锥相接，所述模芯前端2由多层扇形微管组成， 扇形微管从模芯中间(即中轴线)到边缘逐步变大，扇形微管不交叉间隙为多层同心圆， 交叉间隙呈米字形(如图3中右边的图所示)。所述模芯前端2与后端1通过各扇形微管 导通。

优选地，模芯后端1与模芯前端2一体成形。

优选地，扇形微管为4-5层。