对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置

文档序号:377481 发布日期:2021-12-10 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置 (Method and device for binding optical fiber filaments after arranging boards ) 是由 赵越 贾金升 张磊 张弦 汤晓峰 石钰 许慧超 于浩洋 张敬 樊志恒 宋普光 于 2021-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明是关于对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置,该方法包括:获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;根据所述排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,确定对所述排板后的光学纤维丝进行捆绑的捆绑位置及所需捆绑件的长度;所述捆绑件为热缩膜;用所述捆绑件在所述捆绑位置在垂直光学纤维丝的方向上捆绑所述排板后的光学纤维丝,并将所述捆绑件的两端捏合在一起;加热所述捆绑件,使其受热收缩,直至所述捆绑件完全贴合在所述排板后的光学纤维丝上,捆绑牢固。该方法采用热缩膜捆绑,增大捆绑件与光学纤维丝的接触面积,以保证光学纤维丝排板结构的稳定。(The invention relates to a method and a device for binding optical fiber filaments after being arranged, wherein the method comprises the following steps: acquiring the state information of the optical fiber filaments after the arrangement of the plates and the state information of the plate arrangement mould corresponding to the optical fiber filaments; determining the binding position for binding the optical fiber filaments after the arrangement of the plates and the length of a required binding piece according to the state information of the optical fiber filaments after the arrangement of the plates and the state information of the corresponding arrangement of the plate die; the binding piece is a heat-shrinkable film; binding the optical fiber filaments after the row of plates in the direction vertical to the optical fiber filaments at the binding position by using the binding piece, and kneading two ends of the binding piece together; and heating the binding piece to be heated and shrunk until the binding piece is completely attached to the optical fiber filaments behind the row plate, and binding firmly. The method adopts the thermal shrinkage film for binding, and increases the contact area between the binding piece and the optical fiber to ensure the stability of the structure of the optical fiber strand board.)

对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置

技术领域

本发明涉及光纤面板的制造领域,特别是涉及对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置。

背景技术

光学纤维面板(以下简称光纤面板)是由成千上万根规则紧密排列的光导纤维经过排板、热熔压、退火、粗加工和精加工等工序加工成型的光纤元件,它在光学上具有传光效率高,级间耦合损失小,传像清晰真实、零厚度等特点。光纤面板广泛地应用于各种阴极射线管、摄像管、CCD耦合及其他需要传送图像的仪器和设备中。其中大面积光纤面板则是是用来制作大视场微光成像器的关键器件。其应用领域十分广泛:医疗领域(如X光机)、工业X光扫描领域、工业X光探测领域和掌纹扫描领域等都可以使用该产品。随着科学技术发展,这些领域设备对成像视场要求不断扩大,因此更大面积光纤面板的研发日趋重要。

在光纤面板的制造中,捆板是在排板和热熔压之间的一个必要环节。现有技术采用丝材或线材来扎紧光学纤维板,而光学纤维丝通常是棱柱外形(如四棱柱、六棱柱等),而现阶段采用丝材或线材进行捆板,只能是在丝线与棱柱的接触点形成受力,而后通过光学纤维丝之间的压力传导,使内部光学纤维丝被压紧,保持整体光学纤维板的排板结构的稳定。丝材或线材与光学纤维板边缘的光学纤维丝之间为点或线接触,越靠近中心处的光学纤维丝,产生相对滑动及松散的风险越高,在光学纤维板进入热熔压工序之前,其内部光学纤维丝排板结构很容易产生滑动及松散,从而导致光纤传像元件无法正常使用。并且在现有技术中用丝材或线材捆板需要通过人工进行操作,不同人捆板地松紧度差异必然导致光纤面板产品内部结构的不稳定,从而影响最终光纤面板产品的质量,且工作效率不高。

发明内容

本发明的主要目的在于,提供对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置,所要解决的技术问题是采用热缩膜捆绑光学纤维丝,增大捆绑件与光学纤维丝的接触面积,以保证光学纤维丝排板结构的稳定,降低因光学纤维丝排板结构松散滑动导致的生产损失。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其包括:

获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;

根据所述排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,确定对所述排板后的光学纤维丝进行捆绑的捆绑位置及所需捆绑件的长度;所述捆绑件为热缩膜;

用所述捆绑件在所述捆绑位置在垂直光学纤维丝的方向上捆绑所述排板后的光学纤维丝,并将所述捆绑件的两端捏合在一起;

加热所述捆绑件,使其受热收缩,直至所述捆绑件完全贴合在所述排板后的光学纤维丝上,捆绑牢固。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述热缩膜的热收缩温度为80-100℃,热收缩率为1-2%。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述热缩膜为笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜、氟橡胶热缩膜或聚四氟乙烯热缩膜。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述热缩膜为笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜,所述笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜的制备方法包括:在搅拌条件下,依次将笼型低聚倍半硅氧烷、导热填料加入到乙烯基硅橡胶中,混合均匀后,压制成膜,然后在40℃~60℃的条件下固化2~6h,得到笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中以重量份数计,乙烯基硅橡胶80-100份,笼型低聚倍半硅氧烷10-30份和导热填料5-10份。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述的导热填料选自氮化硼、氮化铝和氧化锌中的一种或多种。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述热缩膜的厚度为0.8-1.0mm,宽度为排板后的光学纤维丝的横截面周长的0.5-1倍,长度为排板后的光学纤维丝的横截面周长的1.2-1.5倍。

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述加热为辐射加热,所述辐射加热的加热速率为5-10℃/min

优选的,前述的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其中所述排板后的光学纤维丝的状态信息包括:所述排板后的光学纤维丝的排板结构和尺寸信息;

所述排板模具的状态信息包括:排板模具的形状和尺寸信息。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的装置,其包括:

获取单元,用于获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;

确定单元,用于根据所述排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,确定捆绑位置及所需捆绑件的长度;所述捆绑件为热缩膜;

捆绑单元,用于用所述捆绑件在所述捆绑位置在垂直光学纤维丝的方向上捆绑所述排板后的光学纤维丝,并将所述捆绑件的两端捏合在一起;

加热单元,用于加热所述捆绑件,使其受热收缩,直至所述捆绑件完全贴合在所述排板后的光学纤维丝上,捆绑牢固。

借由上述技术方案,本发明提出的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置至少具有下列优点:

1、本发明在光纤面板制备过程中采用热缩膜捆绑作为捆绑件光学纤维丝,热缩膜受热收缩后完全贴合在光学纤维丝的外周并牢固捆绑所述光学纤维丝,使捆绑件与被捆绑的光学纤维板之间实现完全贴合,增大捆绑件与光学纤维丝的接触面积,以保证光学纤维丝排板结构的稳定,降低因光学纤维丝排板结构松散滑动导致的生产损失,从而提升光纤产品质量和产品质量稳定性。

2、本发明采用笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜捆绑光学纤维丝,除了可以增大硅胶膜与光学纤维板的接触面积之外,在硅胶膜受热收缩阶段,笼型低聚倍半硅氧烷中尚有反应活性的基团会作为交联点继续发生化学反应,在宏观上表现为收缩(化学收缩),因此不会因加热设备固有温度场误差而引起热缩膜的受热不均,导致不同位置的热收缩量不同,从而保证在热缩过程中,光学纤维丝的排板结构不会受到破坏,避免因捆扎时受力不均对光学纤维丝的排板结构造成的破坏,相对于现有技术中的丝线材料,本发明可以更好地保持光学纤维丝排板结构的稳定。

2、本发明过选择合适的热缩膜,使光学纤维丝在充分熔融加压固化为一个整体前,起保持结构作用的热缩膜自身有足够的热稳定性,基本不发生分解碳化,从而获得内质优良的光纤面板产品;同时捆绑完成的排板结构在进入熔压工序后,笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜受热会产生二氧化硅与填料的复合层,从而阻隔表面已经分解碳化的热缩膜向光学纤维坯板内部渗透,在稳定固定光学纤维板内部光纤面板坯板排板结构的同时,不会对光学纤维板内部结构造成污染。

4、本发明以自动化装置取代人工操作,捆板环节无需技术人员手动接触光纤面板坯板,提高自动化生产程度,同时可以极大地提升产品质量稳定性,减少人员操作带来的光纤面板坯板表面的破损,减少光纤面板坯板的损耗和浪费,降低光纤面板坯板的生产成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施方式提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法的流程图;

图2示出了现有使用丝材或线材对排板后的光学纤维丝进行捆绑后的横截面结构示意图;

图3示出了本发明的一个实施方式提出的热缩膜对排板后的光学纤维丝进行捆绑后的横截面结构示意图;

图4示出了本发明的一个实施方式提出的一种排板模具的结构示意图;

图5示出了本发明的一个实施方式提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的装置的结构示意图;

图6示出了本发明的一个实施方式提出的另一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明提出的对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法和装置其具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示,本发明的一个实施方式提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,其包括:

S101、获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;

在步骤S101中,所述排板后的光学纤维丝的状态信息包括:所述排板后的光学纤维丝的排板结构和尺寸信息,如光学纤维丝的对边尺寸、丝径、光学纤维丝的数量和分布、排板后光学纤维坯板的表面积、排板后的光学纤维坯板的截面形状、截面周长和长度等;所述排板模具的状态信息包括:排板模具的形状和尺寸信息,如排板模具的形状、排板模具的排板斜面的倾斜角度(倾角)、排板斜面的长度(排板模具从底板到插丝槽边缘的长度)等,如图4所示为其中一个实施方式的一种排板模具的结构示意图。

S102、根据所述排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,确定对所述排板后的光学纤维丝进行捆绑的捆绑位置及所需捆绑件的长度;所述捆绑件为热缩膜;

在步骤S102中,捆绑位置及所需捆绑件的长度的确定具体包括:捆绑位置至少为两个,分别位于排板后的光学纤维丝的两端处,且至少有一个捆绑位置位于排板模具外,即将排板后的光学纤维丝伸出排板模具的部分作为一个捆绑位置。其中一个捆板位置的确定方法具体如下:先定位模块确定光学纤维板伸出模具一端的边缘位置,再以此位置为基准点,沿光学纤维板径向选取据此基准点5-10mm的位置,定位模块以激光定位此位置,最后计算模块根据获取单元获得的排板后光学纤维丝的状态信息以及对应的排板模具的状态信息得出需要的捆绑件的长度和宽度;另一个捆板位置为光学纤维丝接触在排板模具底板位置向其伸出方向5-10mm的位置。定位和计算模块工作同上。

然后再根据光学纤维丝的长度再适当增加捆绑位置点,例如,当光学纤维丝的长度小于50cm时,只需在两端确定捆绑位置,当光学纤维丝的长度为50-100cm时,除在两端确定捆绑位置,还需要在中间在再设置一个捆绑位置;当光学纤维丝的长度大于100cm时,每增加约50cm,增加一个捆绑位置。

S103、用所述捆绑件在所述捆绑位置在垂直光学纤维丝的方向上捆绑所述排板后的光学纤维丝,并将所述捆绑件的两端捏合在一起;

在步骤S103中,用捆绑件捆绑排板后的光学纤维丝后,采用局部加热的方法加热捆绑件的两端,如电热丝加热,当加热至捆绑件的两端熔融后,将捆绑件的两端迅速捏合在一起;

在捆绑时,根据排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,先在伸出排板模具的部分作为第一个捆绑位置,将其捆绑牢固后,将排板后的光学纤维丝从排板模具中缓缓抽出,再依次捆绑第二个捆绑位置、第三个捆绑位置。

S104、加热所述捆绑件,使其受热收缩,直至所述捆绑件完全贴合在所述排板后的光学纤维丝上,捆绑牢固。

本实施方式中,使用热缩膜作为捆绑件,热缩膜满足一定热收缩率,且材料分子结构中含有的碳元素尽可能少,且在光学纤维板在熔压过程中分解的尽可能晚,其具有优良的耐热性,以保证一些不可避免的碳元素扩散时光学纤维板内部边界已经充分熔融固化,最大程度不污染其内质。

在一些实施方式中,所述加热为辐射加热。

在一些优选实施方式中,所述辐射加热的加热速率为5-10℃/min。优选采用红外辐射加热器辐射加热。

本发明实施方式中采用辐射加热的方式,慢慢均匀地加热捆绑件,使捆绑件受热收缩后,完全贴合在所述光学纤维丝的外周并牢固捆绑所述光学纤维丝。但要保证不会过度加热光学纤维丝,以保持排板后的光学纤维丝的形状,不变形。

在一些实施方式中,所述热缩膜的热收缩温度为80-100℃,热收缩率为1-2%。

在一些实施方式中,所述热缩膜的厚度为0.8-1.0mm,膜的宽度和长度根据排板后的光学纤维丝的尺寸选择,其中膜的长度可以根据排板后的光学纤维丝的横截面周长来确定,一般膜的长度为排板后的光学纤维丝的横截面周长的1.2-1.5倍,例如,当排板后的光学纤维丝的横截面周长小于10mm时,选择膜的长度约为12-15mm,当排板后的光学纤维丝的横截面周长为10-20mm时,选择膜的长度为12-30mm;膜的宽度可以根据排板后的光学纤维丝的横截面周长和长度来确定,在排板的光学纤维丝的长度为100mm左右时,选择膜的宽度为排板后的光学纤维丝的横截面周长的0.5-1倍,例如,在光学纤维丝的长度为10cm时,当排板后的光学纤维丝的横截面周长小于10mm时,选择膜的宽度为5-10mm,当排板后的光学纤维丝的横截面周长为10-20mm时,选择膜的宽度为5-20mm,当排板后的光学纤维丝的横截面周长为20-30mm时,选择膜的宽度为10-30mm,当排板后的光学纤维丝的横截面周长为30-40mm时,选择膜的宽度为15-40mm。当排板后的光学纤维丝的长度较长时,如长度大于100mm时,可以适当增加膜的宽度,例如,排板后的光学纤维丝的长度每增加10cm,膜的宽度相应增加2-5mm,根据常用的排板后的光学纤维丝的横截面周长和长度,优选,膜的宽度为10-50mm。

在一些实施方式中,所述热缩膜的热收缩温度为80-100℃,热收缩率为1-2%。

由于膜的宽度和长度不会影响同温度同时间下的收缩程度,因此,在捆绑时只需要改变辐照加热的区域范围就可以完成热收缩捆绑。

当对排板后的光学纤维丝进行捆绑后,将其倾斜,若无光学纤维丝滑出,说明已经捆绑牢固。

在一些实施方式中,所述热缩膜为满足条件的复合热缩硅胶膜,包括但不限于笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜、氟橡胶热缩膜或聚四氟乙烯热缩膜。

所述热缩膜需要满足的条件为:当热缩膜的厚度为0.3-1.5mm时,在90℃-100℃下的热收缩率约为1-2%,收缩时间约3-10min。

优选的,笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜需要满足的条件为:当热缩膜的厚度为0.9mm时,在90℃下的热收缩率约为1.2%,收缩时间约6.5min。

现有技术中热缩膜一般采用物理收缩,即形状记忆高分子材料实现对物体的包覆,这种方式易受到加热方式、加热条件等因素的影响,收缩精度有待进一步提高。因此,在一些优选实施方式中,热缩膜使用笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜,笼型低聚倍半硅氧烷中的Si-H键是交联点,即和乙烯基硅橡胶中的乙烯基发生反应地点。随着笼型低聚倍半硅氧烷添加量的增加,Si-H键含量增加,交联点的数量增加,乙烯基硅橡胶的交联密度增大,导致硅橡胶膜分子链柔性降低,但当笼型低聚倍半硅氧烷的添加量继续增加时,乙烯基硅橡胶的交联点饱和,此时会出现由于交联点分散而导致的相同反应时间内交联反应的密度下降的问题,从而导致相同反应时间内的硅橡胶膜分子链柔性增加。因此,在使用笼型低聚倍半硅氧烷复合热缩膜时综合考虑热稳定性和捆绑稳定性。

在一些实施方式中,所述笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜复合热缩硅胶膜的制备方法包括以下步骤:

在搅拌条件下,依次将笼型低聚倍半硅氧烷、导热填料加入到乙烯基硅橡胶中,混合均匀后,压制成膜,然后在40℃~60℃的条件下固化2~6h,得到笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜。其中,以重量份数计,乙烯基硅橡胶80-100份,笼型低聚倍半硅氧烷10-18份和导热填料5-10份。

进一步的,笼型低聚倍半硅氧烷的制备方法包括以下步骤:

在N2气体保护下,将25g三氯化铁和10mL浓盐酸加入三口烧瓶中,随后再加入20mL甲醇、25mL甲苯以及150mL正己烷于三口烧瓶中,搅拌均匀后,将10mL HSiCl3溶于50mL正己烷中,在3h内缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完毕后,继续快速搅拌,搅拌速度为1120rpm,加热至30℃,在30℃下反应2h;分离正己烷层,在滤液中加入无水CaCl2和无水K2CO3,搅拌,静置8h,过滤;将过滤所得液体在70℃下减压蒸馏2h,直至有晶体析出,收集所得析出产物,再用正己烷洗涤,在50℃下干燥8h,得到笼型低聚倍半硅氧烷。

在以上的实施方式中,笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜复合热缩硅胶膜的热稳定性和捆绑稳定性都比较好。而当乙烯基硅橡胶为100份,笼型低聚倍半硅氧烷在18-22份左右时,复合热缩膜的热收缩率的较低,捆绑稳定性较差。

本发明采用笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜捆绑光学纤维丝,除了可以增大硅胶膜与光学纤维板的接触面积之外,在硅胶膜受热收缩阶段,笼型低聚倍半硅氧烷中尚有反应活性的基团会作为交联点继续发生化学反应,在宏观上表现为收缩(化学收缩),因此不会因加热设备固有温度场误差而引起热缩膜的受热不均,导致不同位置的热收缩量不同,从而保证在热缩过程中,光学纤维丝的排板结构不会受到破坏,避免因捆扎时受力不均对光学纤维丝的排板结构造成的破坏,相对于现有技术中的丝线材料,本发明可以更好地保持光学纤维丝排板结构的稳定。

本发明的方法以膜材料取代丝线材料,完全包覆在光学纤维丝表面,并在热缩过程中均匀受力,最大限度保护光学纤维丝的排板结构,能够让光学纤维板内部的光学纤维丝的排板结构在捆板时不易发生相对滑动及松散,能更好地满足光纤面板坯板的捆板要求,捆绑完成的排板结构在进入熔压工序后,笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜受热会产生二氧化硅与填料的复合层,从而阻隔表面已经分解碳化的热缩膜向光学纤维坯板内部渗透,在稳定固定光学纤维板内部光纤面板坯板排板结构的同时,不会对光学纤维板内部结构造成污染。

笼型低聚倍半硅氧烷作为耐热助剂增加到硅胶热缩膜中,增加硅胶热缩膜的耐热性能。氮化硼作为导热填料增加到硅胶热缩膜中,氮化硼具有很好地高温稳定性,导热系数高,可提高复合材料地导热系数,使整体复合材料地受热传热更均匀,避免因局部过热产生烧穿,导致受热产生地二氧化硅与氮化硼地复合层被破坏,使碳有向光学纤维板内部扩散的通道。

该硅胶热缩膜是一种含有笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜,笼型低聚倍半硅氧烷是一种分子水平上的有机-无机杂化体系,其结构介于二氧化硅(SiO2)和硅树脂(R2SiO)n之间,具有有机和无机材料的综合性能。硅胶是以硅氧键(-Si-O-Si-)为主链,因硅氧键键能大于碳碳键,因而硅胶产品具有很强的无机材料的耐高温性能,同时也具有有机材料的综合性能,如成膜性、高弹性、气密性等。

本方法所使用的热缩膜,在保证热缩膜捆绑稳定性的前提下,不会引入有机基团,可以避免在熔压工序中形成更多的碳。本方法能够减少因光学纤维丝之间的磨损而产生的暗点,提高光纤传像元件的品质。

本实施方式采用热缩膜对排板后的光学纤维丝进行捆绑,具有以下优点:

第一,本发明实施方式通过引入笼型低聚倍半硅氧烷作为耐热助剂,得到硅胶热缩膜,来提高硅胶膜的耐高温性能。该硅胶热缩膜为有机无机杂化体系,从结构式分析,可以判断其主链是以硅氧键为主,含有的碳碳键数量较少。由于自身碳含量较少,即使其受热分解,部分扩散到光学纤维板中,其扩散的深度也不会达到内质检测有效区,且外围3~5毫米的光学纤维板最终会在冷加工时被磨掉,因此,该硅胶热缩膜能够满足光纤面板熔压工艺的要求。而现有的普通硅胶膜的耐热性达不到光纤面板生产过程的温度要求,在光纤面板熔压过程中,还未等光学纤维板充分固化为一个整体,其受热分解产生的碳就会扩散到光学纤维板内部,进而影响光学纤维产品的质量。

第二,本发明实施方式采用一种柔性热缩膜材料取代丝材线材,如图3所示,1为光学纤维丝,2为本发明的捆绑件,其为热缩膜,热缩膜与光学纤维板外围光学纤维丝边缘形成面接触,可以完全契合,并在此基础上,该柔性热缩膜材料可以受热收缩,通过受热收缩产生足够的束缚力,以保持光学纤维板内部光学纤维丝的排板结构的稳定。而现有技术采用丝材线材来扎紧排板后的光学纤维丝,如图2所示,1为光学纤维丝,3为现有使用的丝材或线材,丝材线材与光学纤维板外围光学纤维丝边缘还留有大量空隙,对光学纤维板的内部光学纤维丝的排板结构稳定性有很大影响。丝材线材与六棱外形的光学纤维板边缘光学纤维丝之间还是点接触,越靠近中心处的光学纤维丝,产生相对滑动及松散的风险越高,在光学纤维板进入熔压工序之前,其内部光学纤维丝排板结构很容易产生滑动及松散,从而导致光纤传像元件无法正常使用。

第三、本发明的方法通过选择热缩膜作为捆绑件,热缩膜受热收缩后完全贴合在光学纤维丝的外周并牢固捆绑所述光学纤维丝,将现有丝线材料的点接触变为膜材料的面接触,增大捆绑件与光学纤维丝的接触面积,以保证光学纤维丝排板结构的稳定,降低因光学纤维丝排板结构松散滑动导致的生产损失。本发明的方法通过选择合适的热缩膜,优选复合热缩硅胶膜,使光学纤维丝在充分熔融加压固化为一个整体前,起保持结构作用的热缩膜自身有足够的热稳定性,基本不发生分解碳化,从而获得内质优良的光纤面板产品。在光纤面板制备过程中采用热缩膜捆绑光学纤维丝,使捆绑件与被捆绑的光学纤维板之间实现完全贴合,保证光纤面板坯板的结构稳定,从而提升光纤产品质量和产品质量稳定性。

第四、本发明以自动化装置取代人工操作,捆板环节无需技术人员手动接触光纤面板坯板,提高自动化生产程度,同时可以极大地提升产品质量稳定性,减少人员操作带来的光纤面板坯板表面的破损,减少光纤面板坯板的损耗和浪费,降低光纤面板坯板的生产成本。

如图3所示,通过采用本发明的方法制得的光纤面板毛坯结构,包括光纤面板毛坯,其由阵列排布的数条光学纤维丝1组成,其还包括:在所述光纤面板毛坯外周设置有至少一个捆绑件2,所述捆绑件2与所述光纤面板毛坯外周完全贴合,所述捆绑件2为热缩膜,由热收缩材料制成,所述捆绑件的厚度为0.8-1.0mm,宽度为10-50mm。

光学纤维丝通常是棱柱外形,如四棱柱、六棱柱、八棱柱等,本发明以六棱柱外形地光学纤维丝为例进行说明,并非限制本发明的创造范围。

通过上述方法对排板后的光学纤维丝进行捆绑,能够让光学纤维板内部光学纤维丝的排板结构在捆板时,通过复合硅胶膜的化学收缩达到稳固排板结构的效果,使光学纤维丝发生相对滑动及松散的概率更小,能更好地满足光学纤维丝的捆板要求,且捆板环节无需技术人员手动接触光学纤维丝,减少了人员操作带来的光学纤维丝表面的破损,减少了光学纤维丝的损耗和浪费,降低了光纤传像元件的生产成本,提高了自动化生产程度。且在进入熔压工序后,复合热缩硅胶膜在受热过程中会产生二氧化硅与其他填料的复合层,从而阻隔表层碳化向光学纤维板内部的渗透,在稳定固定光学纤维板内部光学纤维丝排板结构的同时,不会对光学纤维板内部结构造成污染。

本发明方法采用热缩膜的最大优点是完全包覆性,以增大与光学纤维板的接触面积,捆绑牢固,从而相对丝线材料的现有技术更好地保持光学纤维丝排板结构的稳定。

如图5和图6所示,本发明的一个实施方式提出的一种对排板后的光学纤维丝进行捆绑的装置,其包括:

获取单元201,用于获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;

确定单元202,根据所述排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,确定捆绑位置及所需捆绑件的长度;所述捆绑件为热缩膜;

捆绑单元203,用于用所述捆绑件在所述捆绑位置在垂直光学纤维丝的方向上捆绑所述排板后的光学纤维丝,并将所述捆绑件的两端捏合在一起;

加热单元204,用于加热所述捆绑件,使其受热收缩,直至所述捆绑件完全贴合在所述排板后的光学纤维丝上,捆绑牢固。

具体的,获取单元201可以包括:红外探头、图像显示屏。更优地,获取单元201距离光学纤维板100mm,用以给红外探头足够的工作空间,用红外探头获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息,并将其显示在图像显示屏上。

确定单元202,可以包括计算模块和定位模块,根据获取单元201得到的状态信息,定位模块用于确定所述光学纤维丝的捆绑位置,计算模块用于计算出在该捆绑位置所需的捆绑件的长度;

捆绑单元203可以包括送膜模块2031和捆绑模块2032,其中,送膜模块2031用于将相应长度的捆绑件传送至捆绑模块2032,使捆绑件能环绕光学纤维板至少一圈,并将复合硅胶热缩膜的两头捏合在一起。

加热单元204,可以包括红外灯,在捆绑模块2032进行捏合的同时加热单元204开始工作,加热单元204的红外灯辐照捆绑件,以保证复合硅胶热缩膜受热均匀,在热缩过程中,复合硅胶热缩膜与光学纤维板外围光学纤维丝边缘形成面接触,可以完全契合,同时产生足够的束缚力,同时不会对光学纤维板内部光学纤维丝的排板结构产生破坏。经过大量实验,笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜在90℃下,加热6.5分钟,可使其捆绑更牢固。

本发明的捆板装置,用于实现对排板后的光学纤维丝进行捆绑的方法,首先,获取单元获取排板后的光学纤维丝的状态信息以及其对应的排板模具的状态信息;然后确定单元根据以上状态信息,从预设捆板位置中选取满足当前光学纤维丝的结构和排板模具的尺寸信息的捆板位置,确定捆绑位置及所需捆绑件的长度,最后,捆绑单元将捆板操作方案发送给机械手,使得机械手能够按照捆板操作方案对光学纤维板进行捆板操作,进而实现对排板后的光学纤维板的固定。

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明,但不能理解为是对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

在本发明以下实施例中,若没有特殊说明,所用试剂皆可在市场上购买得到,若没有特殊说明,所涉及的方法皆为常规方法。

在本发明以下实施例中,若无特殊说明,所涉及的组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。

实施例1

一种笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶膜的制备方法,包括以下步骤:

在电动搅拌器的作用下,按照表1中实施例1的配方量称取原料,依次将笼型低聚倍半硅氧烷和氮化硼加入到乙烯基硅橡胶中,均匀混合,反应2.5h后,用压延机压制成膜,然后在50℃的条件下固化3h,得到笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜。

经检验,实施例1得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

以图3所示的排列方式排列37根光学纤维丝,光学纤维丝的长度为100mm,横截面周长为24.2mm,采用实施例1得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜对排板后的光学纤维丝进行捆绑,该热缩膜的厚度为0.8mm,宽度为24mm,长度为36mm,先局部加热将热缩膜的两端捏合在一起,然后采用红外辐射加热器以10℃/min的加热速率辐射加热该热缩膜,该热缩膜受热收缩,直至完全贴合在排板后的光学纤维丝上。

对捆绑后的排板结构进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从其中滑出的光学纤维丝的数量为2根。

实施例2

实施例2的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例2的配方量称取原料。

经检验,实施例2得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例2得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为7根。

实施例3

实施例3的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例3的配方量称取原料。

经检验,实施例3得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例3得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为13根。

实施例4

实施例4的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例4的配方量称取原料。

经检验,实施例4得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例4得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为4根。

实施例5

实施例5的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例5的配方量称取原料。

经检验,实施例5得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例5得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为3根。

实施例6

实施例6的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例6的配方量称取原料。

经检验,实施例6得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例6得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为14根。

实施例7

实施例7的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中实施例7的配方量称取原料。

经检验,实施例7得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用实施例7得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为23根。

对比例

一种硅胶膜,对比例的制备方法同实施例1,只是原料的配比不同,按照表1中对比例的配方量称取原料。

经检验,对比例得到的硅胶膜的性能列在表1中。

按照图3所示的方式排列,采用对比例得到的笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜捆绑37根光学纤维丝,并对其进行倾斜角测试,用以检验硅胶热缩膜捆绑后的光学纤维丝排板结构的稳定性:在倾斜角为60°时,从光学纤维坯板滑出的光学纤维丝的数量为2根。

表1笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜的原料及性能

表1汇总了笼型低聚倍半硅氧烷改性的硅胶热缩膜、氟橡胶热缩膜、聚四氟乙烯热缩膜的部分测试性能。

由表1可以看出,在其他条件一定的情况下,从实施例1到实施例5笼型低聚倍半硅氧烷的含量逐渐增加,从实施例1至实施例3的热收缩率逐渐降低,从实施例3至实施例5的热收缩率又逐渐升高;从实施例1至实施例3的热稳定性逐渐升高,从实施例3至实施例5的热稳定性又逐渐降低,说明在实施例3出现了复合热缩膜热收缩率和热稳定性的拐点,说明笼型低聚倍半硅氧烷的添加量对复合热缩膜的热收缩率和热稳定性有很大的影响。综合考量热稳定性(耐热温度大于320℃)和捆绑稳定性(滑出的光学纤维丝数量),可以优选出笼型低聚倍半硅氧烷的添加量,说明实施例1、2、4和5的效果更好。分析其可能原因:笼型低聚倍半硅氧烷中的Si-H键是交联点,即和乙烯基硅橡胶中的乙烯基发生反应地点。随着笼型低聚倍半硅氧烷添加量的增加,Si-H键含量增加,交联点的数量增加,乙烯基硅橡胶的交联密度增大,导致硅橡胶膜分子链柔性降低,表现为实施例1至实施例3的热收缩率逐渐降低;但当笼型低聚倍半硅氧烷的添加量继续增加时,乙烯基硅橡胶的交联点饱和,此时会出现由于交联点分散而导致的相同反应时间内交联反应的密度下降的问题,从而导致相同反应时间内的硅橡胶膜分子链柔性增加,表现为实施例3至实施例5的热收缩率又升高。在实施例3出现了复合热缩膜热收缩率的拐点,且在实际捆板测试时,滑出的光学纤维丝有13根。

实施例6是氟橡胶热缩膜,实施例7是聚四氟乙烯热缩膜,从表1可以看出,这两组样品的热稳定性和捆绑稳定性均没有添加笼型低聚倍半硅氧烷的复合热缩膜好。

在没有添加笼型低聚倍半硅氧烷的对比例中,虽然对比例中未添加笼型低聚倍半硅氧烷的的捆板测试结果(2根),但是未添加笼型低聚倍半硅氧烷的对比例的耐热温度只有189℃,而添加笼型低聚倍半硅氧烷后,耐热温度可以达到350℃左右。可见,笼型低聚倍半硅氧烷的加入可以显著提高硅橡胶的耐热性能,但是也会对复合热缩膜热收缩率(捆绑稳定性)有影响。因此,在使用笼型低聚倍半硅氧烷复合热缩膜时综合考虑热稳定性和捆绑稳定性。

在发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方法或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。

在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

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