高溫皮線光纜及其制作工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高溫皮線光纜及其制作工藝，該高溫皮線光纜包括：至少一根緊包光纖、強度元件和護套，所述的護套的橫截面呈8字型，所述的強度元件和緊包光纖分別位于8字型的兩圓心，所述的緊包光纖包括光纖纖芯、光纖包層、光纖涂層和緩沖增強護層。其制作工藝包括以下步驟：將光纖纖芯的外部包覆光纖包層，制成光纖；對光纖進行拉絲處理，拉絲同時在光纖外表面涂覆光纖涂層，涂覆后，進行熱固化；將緩沖增強護層在光纖涂層的外表面上擠塑成型，制成緊包光纖；將護套在強度元件和緊包光纖的外圍擠塑成型。本發(fā)明機械性能好，能對光纖進行根本性保護，有效延長其使用壽命，還能夠用于在高溫特殊環(huán)境下，使用溫度高達150℃。
【專利說明】高溫皮線光纜及其制作工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖光纜領(lǐng)域，特別是涉及一種高溫皮線光纜及其制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來在FTTH工程中，用戶室內(nèi)布線是最為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，考慮的因素較多。既要保證線路安全，又要兼顧室內(nèi)美觀，同時還要施工便利，傳統(tǒng)的單芯室內(nèi)光纜已不能滿足現(xiàn)階段FTTH工程室內(nèi)布線的要求。皮線光纜(又稱蝶型光纜)作為傳統(tǒng)室內(nèi)光纜的替代品，可以適應(yīng)大多數(shù)室內(nèi)布線條件，例如能以20mm的彎曲半徑轉(zhuǎn)彎，可以承擔人踩在光纜上面的側(cè)壓力，及工程施工拖拽帶來的拉力。同時，配合多種現(xiàn)場連接器，可以在最短時間內(nèi)實現(xiàn)現(xiàn)場成端、對接。所以，皮線光纜是FTTH室內(nèi)布線的最佳選擇。
[0003]皮線光纜中，單芯、雙芯結(jié)構(gòu)應(yīng)用較多，也可做成四芯結(jié)構(gòu)，其中以單芯、雙芯結(jié)構(gòu)使用最廣。橫截面呈8字型，加強件采用FRP，位于兩圓中心，光纖位于8字型的幾何中心。標準的皮線光纜尺寸為2.0mmX 3.1_。
[0004]隨著接入網(wǎng)和FTTH不斷發(fā)展，對于光纖也提出新的要求，這時候傳統(tǒng)的、大量使用的G.652光纖在某些場合已經(jīng)不能完全滿足使用需求，所以在2006年的12月，ITU推出了新的G.657彎曲損耗不敏感單模光纖(bending loss G.657B兩類。G.657A需與常規(guī)的G.652D光纖完全兼容，彎曲半徑可以小到IOmm ；G.657B光纖并不強求與和G.652D光纖完全兼容，但在彎曲性能上有更高的要求，彎曲半徑可以小到7.5mm。
[0005]隨著G.657光纖應(yīng)用的不斷發(fā)展，對彎曲損耗的指標提出越來越高的要求，為了適應(yīng)新的市場發(fā)展，2009年10月，ITU在G.657標準中增加了用于彎曲半徑為5mm的新規(guī)范，這也就意味著室內(nèi)光纜也需有這樣小的彎曲半徑?，F(xiàn)代皮線光纜中均采用G.657光纖。
[0006]在傳統(tǒng)的皮線光纜中,位于光纜中心的是外徑為0.25mm的涂覆光纖。在室外光纜的松套管中，涂覆光纖是有纖膏保護的。光纖松套管中采用填充纖膏的結(jié)構(gòu)型式，除了為防止松套管縱向滲水外，還有兩個非常重要的作用:(一)是用纖膏對松套管內(nèi)的光纖進行機械緩沖保護，使光纖在松套管內(nèi)可隨光纜狀態(tài)變化而自動調(diào)節(jié)到低能量位置(應(yīng)力釋放)，免受外界機械力帶來的光纖應(yīng)力損傷。隨著觸變性纖膏的發(fā)展和采用，纖膏對光纖的這一緩沖保護作用發(fā)揮到了極致。例如，在光纜敷設(shè)、使用過程中，當光纜受到彎曲、振動、沖擊等外力作用時，導致松套管內(nèi)光纖在平衡位置附近作振幅和周期極小的晃動，此晃動力作用到周圍的纖膏時，纖膏的觸變性導致纖膏的粘度下降，從而對光纖起到有效的緩沖保護，而不致使光纖受到僵硬的反作用力而造成微彎應(yīng)力和損耗。(二)是對光纖進行密封保護，使其免受(無纖膏時)松套管空氣中潮氣的侵蝕，以防止光纖產(chǎn)生附加的OH基吸收損耗。
[0007]更為重要的是，纖膏對松套管中光纖的應(yīng)力和潮氣的防護，實際上是保證了光纖的使用壽命，我們知道，石英玻璃的理論斷裂強度由原子間的鍵能決定，可高達Impsi(7GPa)。但實際玻璃中的裂紋大大地降低了玻璃的強度，玻璃的強度僅約7kpsi (50MPa)，光纖的斷裂強度在100-SOOkpsi (0.7-5.6GPa)之間。光纖的強度之所以較高是由于光纖的幾何尺寸限制了裂紋的尺寸和頻度，現(xiàn)代光纖工藝技術(shù)(材料純度和工藝凈化條件)的改善，大大提高了光纖強度。光纖中隨機分布的裂紋，特別是在制棒和拉絲過程中形成的表面微裂紋是影響其強度的根本原因。光纜在敷設(shè)和使用過程中，光纖表面裂紋在應(yīng)力和潮氣作用下會繼續(xù)擴展，從而使光纖強度下降，最后導致斷裂，這就是光纖的靜態(tài)疲勞過程。因此，光纖中尤其是光纖表面的裂紋是光纖斷裂的內(nèi)在因素，而應(yīng)力和潮氣是促進裂紋擴展最后導致光纖斷裂的外因。由此可見，松套管中纖膏對光纖的防護，基本上抑制了應(yīng)力和潮氣對光纖的侵襲，大大減輕了光纖的靜態(tài)疲勞，從而有效地保證了光纖的使用壽命。
[0008]然而在傳統(tǒng)的皮線光纜中，置于光纜中心的涂覆光纖(俗稱裸纖)在中心孔中無任何保護，在長期使用過程中，受空氣中潮氣的侵蝕以及彎曲應(yīng)力的作用下，會使涂層與光纖脫離，光纖將完全喪失強度，因而其使用壽命受到限止。這種傳統(tǒng)的皮線光纜除了在機械性能上不能對光纖進行根本性保護外，其使用溫度不能高于80°C，因而在很多特殊領(lǐng)域需在高溫下工作時，就無法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種高溫皮線光纜及其制作工藝，機械性能好，能對光纖進行根本性保護，有效延長其使用壽命，還能夠用于在高溫特殊環(huán)境下，使用溫度高達150°C。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種高溫皮線光纜，包括:至少一根緊包光纖、強度元件和護套，所述的護套的橫截面呈8字型，所述的強度元件和緊包光纖分別位于8字型的兩圓心，所述的緊包光纖包括光纖纖芯、光纖包層、光纖涂層和緩沖增強護層，所述的光纖纖芯的外部包覆有光纖包層，所述的光纖包層的外表面涂覆有光纖涂層，所述的光纖涂層的外表面包覆有緩沖增強護層。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的光纖纖芯為單模光纖或多模光纖。
[0012]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的光纖涂層為聚酰亞胺樹脂涂層。
[0013]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的緩沖增強護層為液晶聚合物LCP。
[0014]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的光纖涂層的外徑為155~165μπι。
[0015]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的緩沖增強護層的外徑為0.8^1.0mm。
[0016]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述的單模光纖纖芯直徑為8、μ m，多模光纖纖芯直徑為48~53 μ m或61~65 μ m。
[0017]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案是:提供一種高溫皮線光纜制作工藝，包括以下步驟:
(1)將光纖纖芯的外部包覆光纖包層，制成光纖；
(2)對光纖進行拉絲處理，拉絲同時在光纖外表面涂覆光纖涂層，涂覆后，進行熱固
化； (3)將緩沖增強護層在光纖涂層的外表面上擠塑成型，制成緊包光纖；
(4)將護套在強度元件和緊包光纖的外圍擠塑成型。
[0018]在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟(2)中熱固化在柱形電爐構(gòu)成的熱固化區(qū)進行，分為兩部份:一是溶劑揮發(fā)區(qū)，溫度為10(TC ^2400C ;另一個是分子合成區(qū)，溫度為240 0C ~460。。。
[0019]在本發(fā)明一個較佳實施例中，步驟(3)中緩沖增強護層擠塑成型的溫度為3400C~360°C，步驟(4)中護套擠塑成型的溫度為340°C~360°C。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明機械性能好，能對光纖進行根本性保護，有效延長其使用壽命，還能夠用于在高溫特殊環(huán)境下，使用溫度高達150°C。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的緊包光纖的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明高溫皮線光纜一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明高溫皮線光纜另一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖中各部件的標記如下:1、緊包光纖，2、強度元件，3、護套，11、光纖纖芯，12、光纖包層，13、光纖涂層，14、緩沖增強護層。
【具體實施方式】
[0022]下面將對本 發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023]請參閱圖1至圖3:
實施例1:如圖1、2所示，
一種高溫皮線光纜，包括:一根緊包光纖1、強度元件2和護套3，所述的護套3的橫截面呈8字型，所述的強度元件2和緊包光纖I分別位于8字型的兩圓心，所述的緊包光纖I包括光纖纖芯11、光纖包層12、光纖涂層13和緩沖增強護層14，所述的光纖纖芯11的外部包覆有光纖包層12，所述的光纖包層12的外表面涂覆有光纖涂層13，所述的光纖涂層13的外表面包覆有緩沖增強護層14。
[0024]所述的光纖纖芯11為單模光纖或多模光纖，所述的單模光纖纖芯直徑為8、μπι，多模光纖纖芯直徑為48~53 μ m或61~65 μ m。
[0025]優(yōu)選的，所述的光纖纖芯11為抗彎曲單模光纖(G.657)，或抗彎曲多模光纖。
[0026]所述的光纖涂層13為聚酰亞胺樹脂涂層，其外徑為155~165 μ m ;所述的緩沖增強護層14為液晶聚合物LCP，其外徑為0.8^1.0mm。
[0027]所述的加強元件2為FRP加強元件，所述的護套3為聚氟乙烯護套。
[0028]該高溫皮線光纜的制造方法具體包括以下步驟:
(1)將光纖纖芯11的外部包覆光纖包層12，制成光纖；
(2)對光纖進行拉絲處理，拉絲同時在光纖外表面涂覆光纖涂層13，涂覆后，進行熱固化，熱固化在柱形電爐構(gòu)成的熱固化區(qū)進行，分為兩部份:一是溶劑揮發(fā)區(qū)，溫度為IOO0C ^2400C ;另一個是分子合成區(qū)，溫度為240°C ~460°C，反復(fù)多次涂覆和熱固化過程，直到所需涂層厚度； (3)將緩沖增強護層14在光纖涂層13的外表面上擠塑成型，擠塑成型的溫度為3400C?360°C，制成緊包光纖I ;
(4)將護套3在強度元件2和緊包光纖I的外圍擠塑成型，擠塑成型的溫度為340 0C ?360。。。
[0029]實施例2:如圖1、3所示，
與實施例1不同點在于，在實施例2中，護套3內(nèi)包覆有兩根緊包光纖I。
[0030]本發(fā)明用聚酰亞胺樹脂涂層，液晶聚合物LCP作為緩沖增強護層的緊包光纖可在150°C的高溫下長期使用。眾所周知，光纖本身是石英玻璃可承受上千度高溫。聚酰亞胺樹脂可在-200°C至300°C的溫度范圍中長期使用，其熱膨脹系數(shù)可達10_6，比一般塑料要小I到2個數(shù)量級，這是作為光纖涂層材料的基本條件。聚酰亞胺具有很高的耐輻照性能，它還是一種自熄性聚合物，阻燃性良好。作為緩沖增強護層的液晶聚合物LCP也是一種高性能的熱塑性工程塑料，具有極好的機械性能，耐熱性，耐輻照性和阻燃性。LCP是一種最適合于用作緊包光纖緩沖增強護層材料是基于如下原因:(I)液晶聚合物LCP的熱膨脹系數(shù)比一般塑料要小I個數(shù)量級，這是作為緊包光纖緩沖層材料的基本條件，它可使在溫度大幅度變化時，不致使光纖因其與緊包塑料層的熱膨脹系數(shù)相差太大而受到應(yīng)力，從而影響工作性能；(2)液晶聚合物LCP具有高強度、高模量的力學性能，它在不增強的狀態(tài)下即可達到甚至超過普通工程塑料用百分之幾十的玻璃纖維增強后的機械強度和模量的水平，因而用液晶聚合物LCP作為緊包光纖緩沖增強護層材料能使緊包光纖本身已具有足夠的機械和環(huán)境保護能力，而無須像傳統(tǒng)的緊包光纖一樣，必需有附加的機械保護才能獨立應(yīng)用；
(3)液晶聚合物LCP可在300°C的溫度范圍中長期使用；(4)液晶聚合物LCP具有極好的耐輻照性和阻燃性，能熄滅火焰而不再繼續(xù)進行燃燒，因而它是防火安全性最好的特種塑料。
[0031]本發(fā)明機械性能好，能對光纖進行根本性保護，有效延長其使用壽命，還能夠用于在高溫特殊環(huán)境下，使用溫度高達150°C。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫皮線光纜，其特征在于，包括:至少一根緊包光纖、強度元件和護套，所述的護套的橫截面呈8字型，所述的強度元件和緊包光纖分別位于8字型的兩圓心，所述的緊包光纖包括光纖纖芯、光纖包層、光纖涂層和緩沖增強護層，所述的光纖纖芯的外部包覆有光纖包層，所述的光纖包層的外表面涂覆有光纖涂層，所述的光纖涂層的外表面包覆有緩沖增強護層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的光纖纖芯為單模光纖或多模光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的光纖涂層為聚酰亞胺樹脂涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的緩沖增強護層為液晶聚合物LCP。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的光纖涂層的外徑為155~165 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的緩沖增強護層的外徑為0.8~1.0mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫皮線光纜，其特征在于，所述的單模光纖纖芯直徑為8~9 μ m,多模光纖纖芯直徑為48~53 μ m或61~65 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的高溫皮線光纜的制作工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)將光纖纖芯的外部包覆光纖包層，制成光纖； (2)對光纖進行拉絲處理，拉絲同時在光纖外表面涂覆光纖涂層，涂覆后，進行熱固化； (3)將緩沖增強護層在光纖涂層的外表面上擠塑成型，制成緊包光纖； (4)將護套在強度元件和緊包光纖的外圍擠塑成型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作工藝，其特征在于，步驟(2)中熱固化在柱形電爐構(gòu)成的熱固化區(qū)進行，分為兩部份:一是溶劑揮發(fā)區(qū)，溫度為100°c ^2400C ;另一個是分子合成區(qū)，溫度為240°C~460°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作工藝，其特征在于，步驟(3)中緩沖增強護層擠塑成型的溫度為340°C~360°C，步驟(4)中護套擠塑成型的溫度為340°C~360°C。
【文檔編號】G02B6/44GK103869438SQ201410124464
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】張釗連, 張才彥, 陳炳炎 申請人:江蘇科信光電科技有限公司