CN104267472B - 一种pe纤维层绞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纤维层绞式光缆及其制造方法。PE纤维层绞式光缆包括光纤，光纤外套有套管，套管外依次包覆内护套、外护套，所述的内护套中心设置FRP加强件，套管围绕FRP加强件依次排布，内护套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。核心工艺在于用超高分子量PE纤维纱代替芳纶时，通过裹敷一层聚酰亚胺薄膜的工艺，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，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光缆产品。

Description

一种PE纤维层绞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纤维层绞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，在安全防护、宇航、航空、航天等领域也发挥着举足轻重的作用，除此之外，该纤维还在汽车制造、造船、体育、缆绳、航海、抗冲击和抗震材料以及其它高性能轻质复合材料等领域有着广阔的应用前景。
在电子和信息产业领域，较少使用这种高性能的PE纤维材料。主要原因是这种高性能的PE纤维材料受高温后容易破坏其优质性能，生产工艺要求较高。而传统技术使用芳纶生产的光缆在抗拉强度、耐日光老化、耐腐蚀等等的能力等方面明显较低，且产品重量更重，大面积施工铺设难度增加。
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纤维层绞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纤维层绞式光缆，包括光纤，光纤外套有套管，若干套管外依次包覆内护套、外护套，其所述的套管内填充阻水物，所述的内护套中心设置FRP加强件，所述的套管围绕FRP加强件依次排布，所述的内护套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纤维层绞式光缆，其所述的套管内填充纤膏。
上述的一种PE纤维层绞式光缆，其所述的内护套内的套管之间填充缆膏。
一种用于生产权利要求1、2或3任意一项的PE纤维层绞式光缆制造方法，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)将套管与FRP加强件排布合格后经过成缆工艺加工成缆芯；
(6)使用聚乙烯材料在缆芯外包裹形成内护套；
(7)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在内护套外进行铠装生产，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；
(8)包覆高模量的外护套形成PE纤维层绞式光缆；
(9)对PE纤维层绞式光缆进行全性能试验，合格的封装出库。
上述的一种PE纤维层绞式光缆制造方法，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纤维层绞式光缆制造方法，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纤维层绞式光缆制造方法，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层绞式光缆产品，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，本发明包括光纤1，光纤1外套有套管2，套管2内填充纤膏3，6组套管2外依次包覆内护套4、外护套5，内护套4中心设置FRP加强件6，6组套管2围绕FRP加强件6依次排布，内护套4内的套管2之间填充缆膏7，内护套4和外护套5之间依次设置超高分子量PE纤维纱8和聚酰亚胺薄膜9。
作为进一步改进，也可以在内护套4和外护套5之间设置超高分子量PE纤维杆和聚酰亚胺带。
本发明的PE纤维层绞式光缆制造方法，其包括以下步骤：
(1)光纤筛选：在入库的光纤中选择传输特性优良、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纤膏；使套管内光纤具有稳定的余长控制和传输特性。
(5)将套管与FRP加强件排布合格后经过成缆工艺加工成缆芯；
(6)使用聚乙烯材料在缆芯外包裹形成内护套；
(7)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在内护套外进行铠装生产，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；
(8)包覆高模量的外护套形成PE纤维层绞式光缆；
(9)对PE纤维层绞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10KN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12股，3160型需要29股，1700型需要53股，而使用同样的1760型超高分子PE纤维纱则只需要36股(这还是保守估计，将其线密度设为1700dtex)。
该光缆外径约为10mm左右，额定抗拉强度为5600～24500N，最大允许使用张力为10KN，能够实现侧压力2000～4000N/100mm。
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层绞式光缆产品，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 (3)

1.一种PE纤维层绞式光缆，包括光纤，光纤外套有套管，若干套管外依次包覆内护套、外护套，其特征在于，所述的套管内填充阻水物，所述的内护套中心设置FRP加强件，所述的套管围绕FRP加强件依次排布，所述的内护套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；
制备PE纤维层绞式光缆的方法，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)将套管与FRP加强件排布合格后经过成缆工艺加工成缆芯；
(6)使用聚乙烯材料在缆芯外包裹形成内护套；
(7)采用超高分子量PE纤维纱或PE纤维杆在内护套外进行铠装生产，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；
(8)包覆高模量的外护套形成PE纤维层绞式光缆；
(9)对PE纤维层绞式光缆进行全性能试验，合格的封装出库；
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；所述的超高分子量PE纤维纱的拉伸强度为1.8-3.1Gpa；所述的超高分子量PE纤维纱的模量为34-121。
2.根据权利要求1所述的一种PE纤维层绞式光缆，其特征在于，所述的套管内填充纤膏。
3.根据权利要求1所述的一种PE纤维层绞式光缆，其特征在于，所述的内护套内的套管之间填充缆膏。
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