CN104267471A - 一种pe纤维中心管束式光缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通信光缆技术领域，具体涉及一种PE纤维中心管束式光缆及其制造方法。其包括若干光纤，光纤外依次包覆套管、外护套，所述的套管内填充阻水物，所述的套管和外护套之间依次设置超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆、聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带。该方法包括筛选、着色、套管、铠装、包覆外护套等步骤生产。本发明采用超高分子量PE纤维代替芳纶作铠装，铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带，将经受热加工的外护套部位隔开，使温度不会高于PE纤维纱能承受的最高温度，保证PE纤维纱的优质性能不被破坏，其重量更轻、抗拉能力最强、耐腐蚀、耐紫外线更好，在经受同等拉力条件下，所用的PE纤维纱股数更少。

Description

一种PE纤维中心管束式光缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及通信光缆技术领域，具体涉及一种PE纤维中心管束式光缆及其制造方法。
背景技术
超高强PE纤维又叫超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维，也被称作高强高模聚乙烯纤维，它是80年代初研制成功的高性能纤维，是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶、高强高模聚乙烯纤维)之一，它是一种具有高度取向伸直链结构的纤维。
超高强PE纤维具有很高的轴向比拉伸强度和刚度，极高的比模量，突出的抗冲击和抗切割韧性，良好的耐低温、耐磨和耐紫外线等化学稳定性等众多优异特性，此外具有耐紫外线辐射、耐化学腐蚀、比能量吸收高、介电常数低、电磁波透射率高、摩擦系数低及突出的抗冲击、抗切割等优异性能，是当今世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶、高强高模聚乙烯纤维)之一。
但是，超高分子量聚乙烯材料对于高温比较忌惮，超高分子量聚乙烯由于分子量巨大，并且结晶度高，其溶解需在高温、长时间下进行。而在高温状态下，超高分子量聚乙烯容易发生热氧化裂解。通常用于普通分子量聚乙烯的抗氧化剂1010(一种多元受阻酚型抗氧剂)，对超高分子量聚乙烯在溶解时抗氧化效果不够，长时间在170℃温度环境下，超高分子量聚乙烯溶液的粘度会有明显下降的现象，所制得的聚乙烯纤维强度大大下降。因此，虽然该材料在新建材等领域得到了广泛的使用，但在电子和信息产业领域，例如光缆产品中对这种高性能的PE纤维材料使用较少，因为光缆在制造过程中要经过几百度的外护料熔融阶段，所以其技术一直无法获得突破。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种利用超高分子量PE纤维生产、重量轻、抗拉强度、耐日光老化、耐腐蚀性能优越的PE纤维中心管束式光缆及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种PE纤维中心管束式光缆，包括若干光纤，光纤外依次包覆套管、外护套，其所述的套管内填充阻水物，所述的套管和外护套之间依次设置超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆、聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带。
上述的一种PE纤维中心管束式光缆，其所述的套管内填充纤膏。
一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其包括以下步骤：
(1)光纤筛选：选择传输特性优良、张力合格的光纤；
(2)将筛选合格的光纤采用标准的全色谱进行着色标识；
(3)采用高模量、高强度、低收缩聚合物的套塑工艺成型套管；
(4)将套管包裹于上述着色的光纤外，并在套管内填充阻水物；
(5)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在套管外进行铠装生产，同时采用纵包方式在铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带；
(6)包覆高模量的外护套形成PE纤维中心管束式光缆；
(7)对PE纤维中心管束式光缆进行全性能试验，合格的封装出库。
上述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其所述的超高分子量PE纤维杆由超高分子量PE纤维纱充分浸透具有光固化热固化性能的树脂后，通过UV灯光固化，然后再进入120℃的高温箱进行热固化而形成。
上述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其所述的超高分子量PE纤维纱的拉伸强度为1.8-3.1Gpa。
上述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其所述的超高分子量PE纤维纱的模量为34-121。
有益效果：
本发明采用超高分子量PE纤维代替芳纶作铠装，铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带，将经受热加工的外护套部位隔开，从而实现在生产制造过程中温度不会高于PE纤维纱能承受的最高温度，保证PE纤维纱的优质性能不被破坏，从此生产出重量更轻、抗拉能力最强、耐腐蚀、耐紫外线更好的特种中心管束式光缆产品，该光缆在经受同等拉力条件下，所用的PE纤维纱股数更少。其结构简单、重量轻，施工方便快速，采用全介质自承式结构设计，具有明显的防雷效果，在农村FTTx建设过程中可以利用现有的市话电线杆直接敷设至家庭，为农村FTTx建设的推广带来了便利。同时还可以实现本产品大档距敷设时所需的高侧压力、高强度和使用环境等机械性能和温度性能的要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明产品结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本发明包括若干光纤1，光纤1外依次包覆套管2、外护套3，套管2内填充阻水物纤膏4，所述的套管2和外护套3之间依次设置超高分子量PE纤维纱5和聚酰亚胺薄膜6。
作为进一步改进，也可以在套管2和外护套3之间设置超高分子量PE纤维杆和聚酰亚胺带。
本发明的PE纤维中心管束式光缆制造方法，其包括以下步骤：
(1)光纤筛选：选择传输特性优良、张力合格的光纤；
(2)将筛选合格的光纤采用标准的全色谱进行着色标识；要求高温不褪色，保证接续时易识别。
(3)采用高模量、高强度、低收缩聚合物的套塑工艺成型套管；
(4)将套管包裹于上述着色的光纤外，并在套管内填充阻水物；使套管内光纤具有稳定的余长控制和传输特性。
(5)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在套管外进行铠装生产，同时采用纵包方式在铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带；
(6)包覆高模量的外护套形成PE纤维中心管束式光缆；
(7)对PE纤维中心管束式光缆进行全性能试验，合格的封装出库。
超高分子量PE纤维杆由超高分子量PE纤维纱充分浸透具有光固化热固化性能的树脂后，通过UV灯光固化，然后再进入120℃的高温箱进行热固化而形成。超高分子量PE纤维纱的拉伸强度为1.8-3.1Gpa，超高分子量PE纤维纱的模量为34-121。
超高分子量PE纤维纱根据线密度划分，目前规格主要有220型、440型、880型、1760型、2220型、2640型、3333型、5333型、6667型，其相应的拉伸强度及模量列表如下：
规格(Dtex) 拉伸强度(Gpa) 模量(Gpa) 断裂伸长率(％)
220 2.9～3.1 107～121 2～4
440 2.3～3.1 78～121 2～4
880 3.1 116 2～3
1760 2.7～2.9 102～116 2～4
2220 1.8 44 4～6
2640 1.9～2.7 39、82 4～6
3333 1.8 34 6～8
5333 1.9 39 4～6
6667 1.8 34 6～8
因为其密度低于水，且具有疏水性，重量相对其它材质如芳纶轻很多，所以在架空光缆产品，如ADSS产品中使用该纤维纱可以在保持甚至优于原芳纶承力能力的前提下，大大降低缆的自身重量，从而承受更大的外力、适应更恶劣的气候条件(比如风级很大、雨雪天气非常多、冰凌多发的气候地域)。
比如在最大外力需承受1KN的设计条件下，两材质的比较结果如下：
从表中可以看出，对于此结构的ADSS光缆若使用8050型芳纶需要20股，1700型需要90股，而使用同样的1760型超高分子PE纤维纱则只需要61股(其线密度设为1700dtex)。
该光缆外径约为8.6mm左右，最大允许使用张力为1KN。
本发明采用超高分子量PE纤维代替芳纶作铠装，铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带，将经受热加工的外护套部位隔开，从而实现在生产制造过程中温度不会高于PE纤维纱能承受的最高温度，保证PE纤维纱的优质性能不被破坏，从此生产出重量更轻、抗拉能力最强、耐腐蚀、耐紫外线更好的特种中心管束式光缆产品，该光缆在经受同等拉力条件下，所用的PE纤维纱股数更少。其结构简单、重量轻，施工方便快速，采用全介质自承式结构设计，具有明显的防雷效果，在农村FTTx建设过程中可以利用现有的市话电线杆直接敷设至家庭，为农村FTTx建设的推广带来了便利。同时还可以实现本产品大档距敷设时所需的高侧压力、高强度和使用环境等机械性能和温度性能的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种PE纤维中心管束式光缆，包括若干光纤，光纤外依次包覆套管、外护套，其特征在于，所述的套管内填充阻水物，所述的套管和外护套之间依次设置超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆、聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带。
2.根据权利要求1所述的一种PE纤维中心管束式光缆，其特征在于，所述的套管内填充纤膏。
3.一种用于生产权利要求1或2所述的PE纤维中心管束式光缆制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)光纤筛选：选择传输特性优良、张力合格的光纤；
(2)将筛选合格的光纤采用标准的全色谱进行着色标识；
(3)采用高模量、高强度、低收缩聚合物的套塑工艺成型套管；
(4)将套管包裹于上述着色的光纤外，并在套管内填充阻水物；
(5)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在套管外进行铠装生产，同时采用纵包方式在铠装外裹敷聚酰亚胺薄膜或聚酰亚胺带；
(6)包覆高模量的外护套形成PE纤维中心管束式光缆；
(7)对PE纤维中心管束式光缆进行全性能试验，合格的封装出库。
4.根据权利要求3所述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其特征在于，所述的超高分子量PE纤维杆由超高分子量PE纤维纱充分浸透具有光固化热固化性能的树脂后，通过UV灯光固化，然后再进入120℃的高温箱进行热固化而形成。
5.根据权利要求3或4所述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其特征在于，所述的超高分子量PE纤维纱的拉伸强度为1.8-3.1Gpa。
6.根据权利要求3或4所述的一种PE纤维中心管束式光缆制造方法，其特征在于，所述的超高分子量PE纤维纱的模量为34-121。
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