專利名稱：高強(qiáng)度光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力電纜產(chǎn)品，具體涉及一種采用S玻纖加強(qiáng)的微型光纜。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度微型光纜在水下機(jī)器人、光纖制導(dǎo)武器等對微型光纜的抗拉強(qiáng)度要求了極高的高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。惡劣的通信環(huán)境對光纜外徑尺寸、抗拉強(qiáng)度提出了越來越高的要求，通常按照加強(qiáng)層選用材料的不同，其可分為金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)微型光纜和非金屬加結(jié)構(gòu)微型光纜(圖1)兩種，金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)微纜的加強(qiáng)材料一般選用強(qiáng)度高、韌性好、外徑小的優(yōu)質(zhì)鋼絲。例如，Φ0. 05mm的12根鋼絲。為保證加強(qiáng)效果一般選用密度大的金屬材料，由此造成自重過大，運(yùn)輸安裝過程不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種非金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)光纜，并具有好的拉伸強(qiáng)度和側(cè)壓強(qiáng)度，其特征在于，高強(qiáng)度微型光纜一般由緊套光纖(裸纖涂覆一層或多層緩沖層)、加強(qiáng)層 (抗拉元件)、外護(hù)套三部分組成，其中加強(qiáng)層選用非金屬材料。其特征還在于，所述加強(qiáng)層非金屬材料是S玻纖。


圖1是本發(fā)明非金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)光纜結(jié)構(gòu)示意圖；
具體實(shí)施例方式高強(qiáng)度微型光纜一般由緊套光纖(裸纖涂覆一層或多層緩沖層)、加強(qiáng)層(抗拉元件)、外護(hù)套三部分組成。選用密度較小的非金屬材料。非金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)微纜的加強(qiáng)材料一般選用高強(qiáng)度纖維。例如，對位芳綸和高強(qiáng)度玻璃纖維。芳綸纖維(Aramid fiber)即芳香族聚酰胺纖維的通稱，其大分子一般由酰胺基與苯環(huán)鏈接而成。穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)賦予了該纖維優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及高強(qiáng)度、高模量等特性。S玻纖又稱為高強(qiáng)度玻璃纖維， 是一種高強(qiáng)度、高模量的特種纖維，由硅、鋁、鎂系玻璃經(jīng)過特殊工藝?yán)贫?。其抗拉?qiáng)度可以與芳綸纖維媲美，且其與芳綸纖維相比具有價格優(yōu)勢。此外，含有芳香雜環(huán)的聚苯唑聚合物也是一種新型的加強(qiáng)纖維，與其他纖維的性能對比在高性能纖維中具有最高的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量。一般是無捻絲，為了得到最佳拉伸強(qiáng)力一般施加一定的捻度。復(fù)絲最佳捻系數(shù)在10左右時，捻系數(shù)與拉伸強(qiáng)度和模量的關(guān)系規(guī)律與普通復(fù)絲相同，強(qiáng)度隨捻系數(shù)的增加而提高；達(dá)到最佳捻系數(shù)之后強(qiáng)度隨捻系數(shù)的增加而降低；模量隨捻系數(shù)的增加而降低。沖擊能量吸收比高，蠕變性能好，在一定載荷下，一定時間之后纖維會發(fā)生斷裂。使用外推法，可得到在陽%斷裂應(yīng)力水平下其斷裂時間為107min (19年)，耐磨與耐彎曲疲勞性能優(yōu)良。在相同的時間1500d，以及相同的lg/d初始張力的條件下對位芳綸、高模對位芳綸、共聚對位芳綸等纖維進(jìn)行磨斷循環(huán)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別為5000,3900，1000,200和5000次。拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、沖擊能量吸收、蠕變性能、耐磨與耐彎曲疲勞等性能均高于普通非金屬加強(qiáng)材料纖維，伸長率、密度、單絲直徑與普通非金屬加強(qiáng)材料纖維相近，在緊套光纖周圍，根據(jù)緊套光纖的抗側(cè)壓能力和工藝合理地選擇絞合(編織)角度，再根據(jù)抗拉力、微型光纜外徑等的要求合理選擇股數(shù)和絞合層數(shù)。對于一根采用直徑為0. 5mm的緊套光纖， 光纜外層包覆一層0. Imm厚的聚氨酯外護(hù)套，總外徑為Imm的微型光纜(見圖1)來說，其理論的最大抗拉力為F = EXS(N)S = π (R2-r2) cos θ (mm2)式中，F(xiàn)為微型光纜的理論的最大抗拉力，或拉斷力(N) ；E為抗拉強(qiáng)度，取為5.8X103MPa;S為軸向橫截面有效截面積(mm2) ；R為外直徑(mm) ；r為內(nèi)直徑，也是緊套光纖的外直徑(mm) ； θ為絞合角(° )。 作為加強(qiáng)材料的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，絞合角θ取為10° 15°，則可計(jì)算出其理論的最大抗拉力約為6840 7018Ν。通常光纜允許的最大工作拉力為其最大抗拉力的1/10，因此，最大工作拉力為684 710. 8Ν,即安全系數(shù)取為10。 綜上所述，可以看出，本發(fā)明的抗拉強(qiáng)度和彈性模量全面超越高強(qiáng)度鋼絲的抗拉強(qiáng)度。在微型光纜的抗拉強(qiáng)度要求極高特殊環(huán)境里，超高性能纖維是優(yōu)良的加強(qiáng)材料。
權(quán)利要求
1. 一種非金屬加強(qiáng)結(jié)構(gòu)光纜，并具有好的拉伸強(qiáng)度和側(cè)壓強(qiáng)度，其特征在于，高強(qiáng)度微型光纜一般由緊套光纖(裸纖涂覆一層或多層緩沖層)、加強(qiáng)層(抗拉元件)、外護(hù)套三部分組成，其中加強(qiáng)層是S玻纖。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用S玻纖加強(qiáng)的微型光纜，具有高拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，適應(yīng)惡劣的通信環(huán)境對光纜外徑尺寸、抗拉強(qiáng)度提出的越來越高的要求。
文檔編號G02B6/44GK102401952SQ201110377959
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者孫義興, 廖鄭洪, 張華 , 張臘生, 李濤, 李炳惠, 許建國, 謝河彬, 譚會良, 陳曲 申請人:成都亨通光通信有限公司