CN104267461A - 阻水光纤及使用该阻水光纤的光缆 - Google Patents

阻水光纤及使用该阻水光纤的光缆 Download PDF

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Abstract

本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及阻水光纤，它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层13、内阻水层外具有外阻水层、外阻水层外具有外涂覆层。本发明还公开了使用该阻水光纤的光缆。本发明具有以下主要有益效果：本发明的阻水光纤具有优良的阻水性能、极宽的温度适用范围、极低的温度附加衰减性能、光学性能更稳定、抗弯曲性能更优良；本发明的光缆成本更低。

Description

阻水光纤及使用该阻水光纤的光缆
技术领域
本发明属于线缆技术领域，尤其是涉及阻水光纤及使用该阻水光纤的光缆。
背景技术
光纤作为通信的主要载体，使用量日益增加；目前光纤主要使用在信号传输领域，如手机信号、电视信号、控制信号、监倥信号等等，目前常用的光纤是二氧化硅系光纤，光纤的主要输光部分是纤芯，纤芯直径通常在9μm左右，多模光纤的芯径常用的为50μm和62.5μm；在纤芯外还具有包层，包层外具有涂覆层。由于光纤的纤芯直径相对较细，且空气中或水中含有大量的氢离子和氢氧根离子，容易与二氧化硅结合，造成纤芯的断裂或者说是光纤的断裂，影响光信号的传输。为此，光缆行业中围绕保护光纤进行了不断地研究与保护，如将光纤与油膏接触，使光纤浸在油膏中，使其与水分隔离，这样就实现了保护。但是，这种方式，一方面需要大量的油膏，油膏的使用造成了环境的污染、资源的极大浪费，造成了成本居高不下；更甚地，通常会将光纤置入松套管中，松套管中填充纤膏，然后将外部的松套管周围也填充阻水油膏，进一步隔离水分。造成了成本的加大，而且，油膏环境不友好，使用时较难去除，因此，给生产厂方及用户都带来了极大的不便。因此，人们期待无油膏填充的光缆出现，虽然国内外都有干式/半干式光缆的生产报道，干式是指不填充油膏，而采用阻水粉、阻水纱类物质填充；半干式是指松套管中采用油膏填充，缆芯中采用阻水粉或阻水纱或其它阻水物质填充。同样需要支出较多的成本，而且行业内对于松套管内的填充，在用油膏时，要求填充饱满度在95%以上，这极大地制约了生产速度与生产效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是揭示一种阻水光纤，更进一步地，本发明的目的之二是揭示使用该阻水光纤的光缆，它们是采用以下技术方案来实现的。
阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外涂覆层。
阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外阻水层、外阻水层外具有外涂覆层。
阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外阻水层、外阻水层外具有外涂覆层、外涂覆层外具有着色层。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料：聚α-烯烃或二甲基硅油：50～60份；石蜡：5～10份；聚异丁烯：5～8份；型号为6501的增稠剂：5～8份；型号为T1001的抗乳化剂：1～3份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.2～0.8份；型号为3091的市售紫外固化剂：3～5份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：8～12份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料：环氧丙烯酸树脂：40～50份；甲基丙烯酸三氟乙酯：30～40份；聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；聚醚丙烯酸酯：20～30份；安息香双甲醚：5～10份；α-羟烷基苯酮：10～15份；壬基酚聚氧乙烯醚：3～7份；市售型号为RB3329的消光剂：2～4份；颜料：1～2份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述颜料为：钛白粉、中铬黄、炭黑、酞青兰、酞青绿、大红粉等，颜色为：蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、粉红、青绿色。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述纤芯的直径为7.0～12.0μm或者62.5±5μm或者50.0±2.5μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述包层的直径为125.0±2.0μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内涂覆层的直径为245.0±10.0μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层的厚度为5.0±2.0μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层的厚度为5.0±2.0μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外涂覆层的厚度为10.0±5.0μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述着色层的厚度为5.0±1.5μm。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述纤芯、包层的材料为现有技术中石英光纤的材料；所述内涂覆层、外涂覆层的材料为现有技术中涂覆层的材料。
上述所述的阻水光纤，着色层是现有技术中的紫光固化光纤涂料制作而成的。
一种光缆，包含有围绕中心加强件绞合的多根松套管、位于松套管之外的保护层、位于保护层之外的护套层，其特征在于每根松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤。
一种光缆，包含有围绕中心加强件绞合的至少一根松套管及至少一根填充绳、位于松套管与填充绳之外的保护层、位于保护层之外的护套层，其特征在于每根松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤。
一种光缆，包含一根位于中央的松套管、将松套管包覆住的保护层、位于保护层之外的多根加强件、将多根加强件及保护层包覆住的护套层，其特征在于松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤。
本发明具有以下主要有益效果：本发明的阻水光纤具有优良的阻水性能、极宽的温度适用范围、极低的温度附加衰减性能、光学性能更稳定、抗弯曲性能更优良；本发明的光缆成本更低。
附图说明
图1为本发明阻水光纤的实施实例1的横截面结构示意图。
图2为本发明阻水光纤的实施实例2的横截面结构示意图。
图3为本发明采用阻水光纤的光缆的一种横截面结构示意图。
图4为本发明采用阻水光纤的光缆的又一种横截面结构示意图。
具体实施方式
实施实例1、实施实例2为本发明阻水光纤的实施方式；实施实例3、实施实例4为本发明采用阻水光纤的光缆的实施方式。
实施实例1
请见图1，阻水光纤1,它包含位于中央的纤芯10、位于纤芯之外的包层11，位于包层之外的内涂覆层12；其特征在于涂覆层外具有内阻水层13、内阻水层外具有外阻水层14、外阻水层外具有外涂覆层15。
实施实例2
请见图2，阻水光纤1,它包含位于中央的纤芯10、位于纤芯之外的包层11，位于包层之外的内涂覆层12；其特征在于涂覆层外具有内阻水层13、内阻水层外具有外阻水层14、外阻水层外具有外涂覆层15、外涂覆层外具有着色层16。
对于实施实例1及实施实例2作进一步地改进，阻水光纤1,它包含位于中央的纤芯10、位于纤芯之外的包层11，位于包层之外的内涂覆层12；其特征在于涂覆层外具有内阻水层13、内阻水层外具有外涂覆层15。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料：聚α-烯烃或二甲基硅油：50～60份；石蜡：5～10份；聚异丁烯：5～8份；型号为6501的增稠剂：5～8份；型号为T1001的抗乳化剂：1～3份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.2～0.8份；型号为3091的市售紫外固化剂：3～5份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：8～12份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料为最优配方：聚α-烯烃或二甲基硅油：55份；石蜡：8份；聚异丁烯：6份；型号为6501的增稠剂：6份；型号为T1001的抗乳化剂：2份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.5份；型号为3091的市售紫外固化剂：4份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：10份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料为较优配方：聚α-烯烃或二甲基硅油：50份；石蜡：5份；聚异丁烯：5份；型号为6501的增稠剂：5份；型号为T1001的抗乳化剂：1份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.2份；型号为3091的市售紫外固化剂：3份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：8份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料为次优配方：聚α-烯烃或二甲基硅油：60份；石蜡：10份；聚异丁烯：8份；型号为6501的增稠剂：8份；型号为T1001的抗乳化剂：3份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.8份；型号为3091的市售紫外固化剂：5份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：12份。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料：环氧丙烯酸树脂：40～50份；甲基丙烯酸三氟乙酯：30～40份；聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；聚醚丙烯酸酯：20～30份；安息香双甲醚：5～10份；α-羟烷基苯酮：10～15份；壬基酚聚氧乙烯醚：3～7份；市售型号为RB3329的消光剂：2～4份；颜料：1～2份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料为最优配方：环氧丙烯酸树脂：45份；甲基丙烯酸三氟乙酯：35份；聚氨酯丙烯酸酯：25份；聚醚丙烯酸酯：25份；安息香双甲醚：7份；α-羟烷基苯酮：13份；壬基酚聚氧乙烯醚：5份；市售型号为RB3329的消光剂：3份；颜料：1.5份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料为次优配方：环氧丙烯酸树脂：40份；甲基丙烯酸三氟乙酯：30份；聚氨酯丙烯酸酯：20份；聚醚丙烯酸酯：20份；安息香双甲醚：5份；α-羟烷基苯酮：10份；壬基酚聚氧乙烯醚：3份；市售型号为RB3329的消光剂：2份；颜料：1份。
上述所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料为较优配方：环氧丙烯酸树脂：50份；甲基丙烯酸三氟乙酯：40份；聚氨酯丙烯酸酯：30份；聚醚丙烯酸酯：30份；安息香双甲醚：10份；α-羟烷基苯酮：15份；壬基酚聚氧乙烯醚：7份；市售型号为RB3329的消光剂：4份；颜料：2份。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述颜料为：钛白粉、中铬黄、炭黑、酞青兰、酞青绿、大红粉等，颜色为：蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、粉红、青绿色。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述纤芯的直径为7.0～12.0μm或者62.5±5μm或者50.0±2.5μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述包层的直径为125.0±2.0μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述内涂覆层的直径为245.0±10.0μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层的厚度为5.0±2.0μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层的厚度为5.0±2.0μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述外涂覆层的厚度为10.0±5.0μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述着色层的厚度为5.0±1.5μm。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，其特征在于所述纤芯、包层的材料为现有技术中石英光纤的材料；所述内涂覆层、外涂覆层的材料为现有技术中涂覆层的材料。
上述任一实施实例所述的阻水光纤，着色层是现有技术中的紫光固化光纤涂料制作而成的。
本发明中的阻水光纤，无着色层时的外径为285μm左右，有着色层时的外径为295μm左右；内阻水层、外阻水层、外涂覆层、着色层都可以采用紫外固化的方式进行涂覆；生产速度在800米/分钟至2100米/分钟之间；且具有较好的固化度与附着力；以最复杂的实施实例2的结构来计算，增加的内阻水层、外阻水层、外涂覆层、着色层的材料成本约为10元/公里，人工、机器设备折旧、水电等综合成本为3元/公里；因此，每公里的综合成本增加为13元/公里。
本发明中的内阻水层、外阻水层、外涂覆层、着色层可以分四道工序进行制造，也可以采用合并工序的方式制造，甚至可以放在一台机器上制造，只需在现有光纤着色机上进行改造，采用多个涂覆模具、多个固化炉分别进行涂覆与固化；也可以不进行改造，在原有着色机上进行，每台着色机分别承担一道工序；本发明的阻水光纤生产速度快、质量稳定、可靠。
申请人对于实施实例1、实施实例2进行了大量的试验及测试，得到以下试验数据；其中对于内阻水层来说，1#为最优配方，2#为次优配方，3#为较优配方，4#为大范围配方；5#为现有技术；对于外阻水层来说，A为最优配方，B为次优配方，C为较优配方，D为大范围配方。
从上表可以明显地看出，本申请具有优良的阻水性能及长期在水中保持优良光学性能的特点，且具有极宽的温度适应范围，-80℃～+100℃之间的附加衰减极低，光学传输性能极其稳定。
本发明中的阻水光纤经过在以5mm直径的芯棒上，连续绕50圈后，测试的附加衰减最大值为0.03dB/km；因此，具有极其优良的抗弯曲性能。
实施实例3
请见图3，一种光缆，包含有围绕中心加强件3绞合的三根松套管2及二根填充绳、位于松套管与填充绳之外的保护层4、位于保护层之外的护套层5，其特征在于每根松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤1。
当然，松套管及填充绳至少为一根，可为其它多根。
进一步地，还可以没有填充绳，即一种光缆，包含有围绕中心加强件3绞合的多根松套管2、位于松套管之外的保护层4、位于保护层之外的护套层5，其特征在于每根松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤1。
实施实例4
请见图4，一种光缆，包含一根位于中央的松套管2、将松套管包覆住的保护层4、位于保护层之外的多根加强件3、将多根加强件及保护层包覆住的护套层5，其特征在于松套管中包含至少一根上述所述的阻水光纤1。
本发明的光缆中，由于不需要阻水填充物质，如纤膏、缆膏、阻水纱、阻水粉等等，因此，松套管的外径尺寸可以明显减小，以12芯/管计，现有技术中常用的是直径为2.4mm的松套管，标称壁厚是0.3mm；采用本申请的阻水光纤之后，同样是12芯的松套管，直径做到2.0mm，标称壁厚为0.25mm，内径为1.5mm；制造出的松套管及光缆的机械性能、环境性能、光学性能与现有技术中的一致。同样是72芯的光缆，比现有技术中的光缆外径减少1.2mm；由于不需要阻水填充物，松套管直径减小，带来其它各项原材料耗用减少，松套管的生产速度由原有250米/分钟调整为600米/分钟，综合成本比现有技术中的减少10.32元/芯公里；因此，达到了相当理想的效果，而若光缆中芯数越大，则综合成本减少越多，以较少的12芯光缆结构为例，平均减少5.48元/芯公里的成本，芯公里即指一根光缆、一公里；以中小等规模的光缆厂为例，其年生产光缆100万芯公里至300万芯公里，故保守节约额为500万元/年，因此，本发明中的光纤、使用本发明的阻水光纤的光缆非常值得推广应用，而且符合低碳环保、节能的方针要求；本发明中由于不再需要额外的阻水物质，因此，生产车间管理更方便、现场更整洁、对环境的污染更少、省去了采购、运输、储存阻水物质的麻烦。
因此，本发明的阻水光纤具有优良的阻水性能、极宽的温度适用范围、极低的温度附加衰减性能、光学性能更稳定、抗弯曲性能更优良；本发明的光缆成本更低。
本发明不局限于上述最佳实施方式，应当理解，本发明的构思可以按其他种种形式实施运用，它们同样落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外涂覆层。
2.阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外阻水层、外阻水层外具有外涂覆层。
3.阻水光纤,它包含位于中央的纤芯、位于纤芯之外的包层，位于包层之外的内涂覆层；其特征在于涂覆层外具有内阻水层、内阻水层外具有外阻水层、外阻水层外具有外涂覆层、外涂覆层外具有着色层。
4.根据权利要求1至权利要求3任意一项所述的阻水光纤，其特征在于所述内阻水层按重量份计，包括以下原材料：聚α-烯烃或二甲基硅油：50～60份；石蜡：5～10份；聚异丁烯：5～8份；型号为6501的增稠剂：5～8份；型号为T1001的抗乳化剂：1～3份；型号为AT-215的抗氧化剂：0.2～0.8份；型号为3091的市售紫外固化剂：3～5份；型号为UV500的市售紫外光引发剂：8～12份。
5.根据权利要求2或权利要求3所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料：环氧丙烯酸树脂：40～50份；甲基丙烯酸三氟乙酯：30～40份；聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；聚醚丙烯酸酯：20～30份；安息香双甲醚：5～10份；α-羟烷基苯酮：10～15份；壬基酚聚氧乙烯醚：3～7份；市售型号为RB3329的消光剂：2～4份；颜料：1～2份。
6.根据权利要求4所述的阻水光纤，其特征在于所述外阻水层按重量份计，包括以下原材料：环氧丙烯酸树脂：40～50份；甲基丙烯酸三氟乙酯：30～40份；聚氨酯丙烯酸酯：20～30份；聚醚丙烯酸酯：20～30份；安息香双甲醚：5～10份；α-羟烷基苯酮：10～15份；壬基酚聚氧乙烯醚：3～7份；市售型号为RB3329的消光剂：2～4份；颜料：1～2份。
7.根据权利要求6所述的阻水光纤，其特征在于所述纤芯的直径为7.0～12.0μm或者62.5±5μm或者50.0±2.5μm；包层的直径为125.0±2.0μm；内涂覆层的直径为245.0±10.0μm；内阻水层的厚度为5.0±2.0μm；外阻水层的厚度为5.0±2.0μm；外涂覆层的厚度为10.0±5.0μm；着色层的厚度为5.0±1.5μm。
8.一种光缆，包含有围绕中心加强件绞合的多根松套管、位于松套管之外的保护层、位于保护层之外的护套层，其特征在于每根松套管中包含至少一根权利要求1至权利要求7任意一项所述的阻水光纤。
9.一种光缆，包含有围绕中心加强件绞合的至少一根松套管及至少一根填充绳、位于松套管与填充绳之外的保护层、位于保护层之外的护套层，其特征在于每根松套管中包含至少一根权利要求1至权利要求7任意一项所述的阻水光纤。
10.一种光缆，包含一根位于中央的松套管、将松套管包覆住的保护层、位于保护层之外的多根加强件、将多根加强件及保护层包覆住的护套层，其特征在于每根松套管中包含至少一根权利要求1至权利要求7任意一项所述的阻水光纤。
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