CN107479157A - 一种非金属光缆及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属光缆及其制作方法，包括缆芯、设在缆芯外部的芳纶纤维层和护套，缆芯为骨架式带状光缆的缆芯或非骨架式带状光缆的缆芯，骨架式带状光缆的缆芯包括包带，以及在包带内的骨架，骨架上设有安装光纤带的骨架槽，在骨架的中心设有中心加强件。非骨架式带状光缆的缆芯包括包带、填充在包带内的缓冲填充物和在缓冲填充物中的多层光纤带、光纤束或分立光纤。缆芯外周芳纶纤维层由芳纶纤维带相互堆叠，两根芳纶纤维带以相反方向以Z或S方向交替绕包，多根芳纶纤维带在缆芯外相互交织形成芳纶纤维层，将缆芯包裹在内；再在芳纶纤维层外挤包一层聚乙烯护套。本发明成品光缆柔软性较好、防护效果好、重量轻。

Description

一种非金属光缆及其制作方法

技术领域

本发明属于光缆制造技术领域，涉及一种非金属光缆及其制作方法。

背景技术

近年来,数据宽带需求发展迅速,宽带用户数量明显上升,推动了光通信技术的快速发展，光纤到户覆盖率越来越高。

随着光缆敷设面积的扩大，光缆不仅在城市还在山区等野生生物密度大的地区敷设。在山区敷设时，鸟类、鼠类等野生动物有可能在光缆上打孔或噬咬光缆，进而造成光缆及光纤断裂，引起通信中断。

为解决以上问题，防止野生动物损坏光缆内部光纤，一般在光缆缆芯外增加高强度金属铠装层或高强度护套，例如采用加厚型钢带、不锈钢带或铜带铠装，护套采用高密聚乙烯护套料。

为减小敷设时间，提高光缆施工效率。近年来，光缆朝着轻量化、柔软化不断发展。为防止野生动物损坏光缆，通常采用高强度护套或高强度金属铠装层的光缆，但此类光缆单位长度重量大，柔软性不佳。而且在有强电磁危害的地区，必须使用全介质非金属光缆。为防止野生动物损坏非金属光缆，通常采用玻璃纤维棒或玻璃纤维纱铠装，但该结构光缆不仅材料成本和制造成本较高，具有一定的局限性。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种能够减小敷设时间，提高光缆施工效率，并能抵抗野生动物损坏的、轻量化的、柔软的全介质非金属光缆，并提供一种该非金属光缆的制作方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

根据本发明提供的一种实施例，一种非金属光缆，包括缆芯、设在缆芯外部的芳纶纤维层和护套，所述缆芯为骨架式带状光缆的缆芯，包括包带，以及在包带内的骨架，骨架上设有安装光纤带的骨架槽，在骨架的中心设有中心加强件；骨架槽在骨架外周螺旋分布，按照螺旋旋转方式分为SZ骨架和单向骨架，SZ骨架的骨架槽沿缆芯轴向呈螺旋线状周期分布，单向骨架的骨架槽旋转方向保持不变。

进一步，所述中心加强件与骨架互相粘结形成整体；骨架槽设在骨架外侧，可容纳多层光纤带，且每层可容纳多根光纤带。

进一步，当骨架为SZ骨架时，在骨架外绕以短节距扎纱，再纵包或绕包包带，纵包时需再次用扎纱固定包带，绕包时不必再用扎纱固定包带。

进一步，当骨架为单向骨架时，省去扎纱，直接纵包或绕包包带。

进一步，所述中心加强件为玻璃纤维棒；所述骨架材料为高密聚乙烯；所述护套为高分子聚乙烯材料；所述包带基材为聚酯、聚乙烯或聚丙烯纤维生产的无纺布。

根据本发明另一种实施方式，该非金属光缆，包括缆芯、设在缆芯外部的芳纶纤维层和护套，所述缆芯为非骨架式带状光缆的缆芯，包括包带、填充在包带内的缓冲填充物和在缓冲填充物中的多层光纤带、光纤束或分立光纤；

当缓冲填充物中为多层光纤带时，多层光纤带由多根光纤带层积堆叠而成，其外围是由多束纱状物构成的第一缓冲填充物，之后再纵包或绕包第一包带；

当缓冲填充物中为光纤束时，光纤束扎带将多根分立光纤束为光纤束，第二缓冲填充物在若干束光纤束外侧，在缓冲填充物外纵包或绕包第二包带；

当缓冲填充物中为分立光纤时，光纤外纵包或绕包第三包带，使用纱状缓冲填充物。

进一步，所述当缓冲填充物中为分立光纤时，纵包时，需在包带外用扎纱固定；绕包时，则无需扎纱固定。

本发明进而给出了一种非金属光缆的制作方法，包括下述步骤：

1)缆芯外周的芳纶纤维层由芳纶纤维带相互堆叠组成，缆芯外第一根芳纶纤维带将缆芯以Z或S方向绕包；

2)在第一根芳纶纤维带的基础上，第二根芳纶纤维带以相反方向交替绕包，第三根芳纶纤维带在按第一根芳纶纤维带的方向绕包，以此类推，多根芳纶纤维带在缆芯外相互交织形成芳纶纤维层，将缆芯包裹在内；

3)再在芳纶纤维层外挤包一层聚乙烯护套即可。

进一步，所述缆芯外周的芳纶纤维层由芳纶纤维在线编织而成，将多根芳纶纤维互相斜面交叉构成的芳纶编织层的网格应足够狭小到1mm以下。

本发明的新型非金属光缆包含缆芯(内含多根分立光纤、光纤束或光纤带)、芳纶纤维层和护套。新型非金属光缆缆芯具有多种结构。

新型非金属光缆具有芳纶纤维层，该芳纶纤维层可由芳纶纤维带在光缆纵向方向将缆芯紧密包裹形成，也可由芳纶纤维直接在缆芯外用在线编织而成。

纤维带为基础生产芳纶纤维层时，芳纶纤维带以S型、Z型或SZ交替型的方式绕包在缆芯外。以芳纶纤维带形式生产，有利于降低光缆生产难度，提高生产效率。

纤维纱为基础生产芳纶纤维层时，芳纶纤维层的网格大小、形状可根据编织方式而定。以芳纶纤维纱形式生产，有利于提高野生动物抵抗性和生产效率。

新型非金属光缆，护套材料可以是聚乙烯、聚氯乙烯、低烟无卤阻燃材料等其它材料。但采用聚乙烯有利于与芳纶纤维层粘结、融合为一体。

该新型非金属光缆，芳纶纤维层与护套的内层粘连、融合在一起，有利于对光缆的保护。

本发明的有益效果是：

1.该新型非金属光缆为全介质光缆，不含金属构件，可在有强电磁危害的地区敷设。施工完成后，无需接地处理，减小施工时间，降低施工成本。

2.该新型非金属光缆具有芳纶纤维层，芳纶纤维强度高、线性膨胀系数小，可防止鸟类、鼠类等野生生物损坏光缆及内部光纤。芳纶纤维质地柔软，密度小，成品光缆柔软性较好，单位长度重量小。

3.该新型非金属光缆具有芳纶纤维层，芳纶纤维层与护套内层粘连、融合在一起，芳纶纤维具有良好的机械性能，增强了光缆的防护效果。

4.该新型非金属光缆具有芳纶纤维层，在实施例中，芳纶纤维层可根据客户要求生产，实现了对光缆防护性能的定制。

附图说明

图1A为非金属光缆结构示意图；

图1B为非金属光缆垂直截面示意图；

图2A为非金属光缆缆芯垂直截面结构示意图；

图2B为非金属光缆缆芯垂直截面结构示意图；

图2C为非金属光缆缆芯垂直截面结构示意图；

图2D为非金属光缆缆芯垂直截面结构示意图；

图3为非金属光缆的其它实施形态示意图；

图4为非金属光缆的其它实施形态示意图；

图5为非金属光缆的其它实施形态示意图；

图6为非金属光缆的其它实施形态示意图。

图中：1-1、光缆缆芯；1-2---芳纶纤维层；1-3---护套；2-1、骨架式带状光缆缆芯；2-1a---中心加强件；2-1b---骨架；2-1c---骨架槽；2-1d、光纤带；2-1e、包带；2-2、第一类非骨架式光缆缆芯；2-2a、多层光纤带；2-2b、第一缓冲填充物；2-2c、第一包带；2-3、第二类非骨架式光缆缆芯；2-3a、光纤；2-3b、光纤束；2-3c、第二缓冲填充物；2-3d、第二包带；2-4、第三类非骨架式光缆缆芯；2-4a、分立光纤；2-4b、第三包带；3-1、第一芳纶纤维带；4-1、第二芳纶纤维带；4-2---扎纱；5-1、第一层芳纶纤维层；5-2、第二层芳纶纤维层；5-3、第三层芳纶纤维层；6-1；芳纶纤维编织层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对发明作进一步的详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。

图1A和图1B所示，为新型非金属光缆实施例光缆1，图1A为新开发的新型非金属光缆的结构图，图1B为新开发的新型非金属光缆的垂直方向的截面图。如图1A和图1B所示，本实施形态的新型非金属光缆包括缆芯1-1、设在缆芯1-1外部的芳纶纤维层1-2和护套1-3。

缆芯1-1内含多根光纤(带、束)，芳纶纤维层1-2在缆芯1-1外侧，护套1-3内侧与芳纶纤维层1-2直接接触、粘结在一起。芳纶纤维具有良好的机械性能，护套与芳纶纤维层互相粘结后能增加光缆的防护效果。

护套1-3采用聚乙烯材料，有利于护套与芳纶纤维层1-2粘结、融合为一体。另外，护套1-3也可采用聚氯乙烯、低烟无卤阻燃料等其它材料。

新型非金属光缆的缆芯可以有多种结构，结合图2A～2D，作出如下说明。

如图2A所示，该实施例的缆芯为骨架式带状光缆缆芯2-1，包括包带2-1e，以及在包带2-1e内的骨架2-1b，骨架2-1b上设有安装光纤带2-1d的骨架槽2-1c，在骨架2-1b的中心设有中心加强件2-1a。

中心加强件2-1a为玻璃纤维棒，是骨架2-1b的中心，与骨架2-1b互相粘结形成整体。骨架2-1b材料为高密聚乙烯，在骨架外侧有多根骨架槽2-1c，可容纳多层光纤带2-1d，骨架槽2-1c在骨架2-1b外周螺旋分布，按照螺旋旋转方式分为SZ骨架和单向骨架，SZ骨架的骨架槽沿缆芯轴向呈螺旋线状周期分布，单向骨架的骨架槽旋转方向保持不变。

当骨架2-1b为SZ骨架时，为防止光纤带2-1d从骨架槽2-1c脱落、错位，在骨架外绕以短节距扎纱(未在图中标注)，之后再纵包或绕包包带2-1e，(纵包时需再次用扎纱固定包带，绕包可不用)。当骨架2-1b为单向骨架时，可以省去扎纱，直接纵包(或绕包)包带2-1e。

护套1-3为高分子聚乙烯材料，从机头挤出时处于熔融状态且温度较高(240℃～280℃)，包带2-1e可阻止熔融状态的聚乙烯透过芳纶纤维层1-2与骨架槽2-1c内的光纤带2-1d直接接触，包带2-1e还起到隔热作用，防止光纤带2-1d受热损坏。包带2-1e基材为聚酯、聚乙烯或聚丙烯纤维生产的无纺布，通过其它工艺在无纺布上附上阻水材料，包带2-1e遇水迅速膨胀,可起到阻水带的作用,阻止水分继续侵入和扩散。

缆芯2-1的骨架槽2-1c可容纳多根光纤带2-1d(或分立光纤)。制造时，光纤带(或分立光纤)从放线装置放出,在一定张力下带入骨架槽2-1c。骨架2-1b以SZ骨架为佳。

图2A所示实施例中，该骨架沿缆芯径向对称分布5个骨架槽，每个骨架槽内平整堆放4根4芯光纤带。

图2B-2D缆芯为非骨架式光缆的缆芯结构示意图。

如图2B所示，第一类非骨架式光缆缆芯2-2包括第一包带2-2c、填充在第一包带2-2c内的第一缓冲填充物2-2b和在第一缓冲填充物2-2b中的多层光纤带2-2a。

多层光纤带2-2a由多根光纤带层积堆叠而成，其外围是由多束纱状物构成的第一缓冲填充物2-2b，之后再纵包(或绕包)与包带2-1e一样的第一包带2-2c。

图2B所示实施例中，包含6根4芯的光纤带，缓冲填充物在光纤束外侧，之后在缓冲填充物外纵包(或绕包)包带。

如图2C所示，第二类非骨架式光缆缆芯2-3包括第二包带2-3d、填充在第二包带2-3d内的第二缓冲填充物2-3c和光纤束2-3b。

光纤束扎带将多根分立光纤(一般为12芯)束为光纤束2-3b，与第一缓冲填充物2-2b一样的第二缓冲填充物2-3c填充在多束光纤束2-3b之间，第二缓冲填充物2-3c外纵包(或绕包)与包带2-1e、第一包带2-2c一样的第二包带2-3d。

图2C所示实施例中，包含4束光纤束2-3b，每束光纤束含12芯分立光纤，第二缓冲填充物2-3c在4束光纤束外侧，之后在缓冲填充物外纵包(或绕包)包带。

如图2D所示，第三类非骨架式光缆缆芯2-4包括第三包带2-4b、填充在第三包带2-4b内的第三缓冲填充物(图中未标注)，和在第三缓冲填充物内的多根分立光纤2-4a。

为保证缆芯的圆整度，多根分立光纤2-4a间可填充与缓冲填充物2-2b一样的缓冲填充物(图中未标注)，再用第三包带2-4b将多根分立光纤2-4a及可能有的纱状缓冲填充物纵包(或绕包)固定。

图2D所示实施例中，包含144芯分立光纤，光纤外纵包或绕包包带，未使用纱状缓冲填充物。包带2-2c、2-2b、2-4b纵包时，需在包带外用扎纱固定。包带2-2c、2-3b、2-4b绕包时，则无需扎纱固定。

新型非金属光缆缆芯不仅限于图2A～2D所描述的结构，还可以是光缆制造中其它常用的缆芯结构。

下面对该新型非金属光缆的制造方法进行说明：

下面参照图3、图4和图5对芳纶纤维层1-2的制造方法进行说明：

如图3所示，为新型非金属光缆实施例光缆3。芳纶纤维层1-2由第一芳纶纤维带3-1将缆芯1-1绕包组成，芳纶纤维带是由芳纶纤维纺织而成的带状物，在此，不规定芳纶纤维的纺织方法。

图3所示实施例中，第一芳纶纤维带3-1在缆芯1-1外绕包的方法与行业惯用生产方法相同，第一芳纶纤维带3-1经放线装置上放出，在有张力的情况下螺旋绕包在缆芯1-1外，接着在芳纶纤维层1-2外挤包一层聚乙烯护套1-3即可。

如图4所示，为新型非金属光缆实施例光缆4。芳纶纤维层1-2是由第二芳纶纤维带4-1(与芳纶纤维带3-1相同)将缆芯1-1纵包组成。最后用扎纱4-2固定第二芳纶纤维带4-1形成芳纶纤维层1-2。

图4所示实施例中，第二芳纶纤维带4-1在缆芯1-1外纵包的方法与行业惯用生产方法相同，芳纶纤维带4-1经放线装置上放出，将缆芯1-1纵包在内，接着用扎纱4-2固定，形成芳纶纤维层1-2。最后，在芳纶纤维层1-2外挤包一层聚乙烯护套1-3即可。

如图5所示，为新型非金属光缆实施例光缆5。缆芯1-1外周的芳纶纤维层1-2由芳纶纤维带相互堆叠组成，缆芯外第一根芳纶纤维带将缆芯以Z(或S)方向绕包，接着，在第一根芳纶纤维带的基础上，第二根芳纶纤维带以相反方向(若第一根为Z方向，第二根为S方向；若第一根为S方向，第二根为Z方向)绕包，第三根芳纶纤维带在按第一根芳纶纤维带的方向绕包，以此类推，多根芳纶纤维带在缆芯外相互交织将缆芯包裹在内。最后，在芳纶纤维层1-2外挤包一层聚乙烯护套1-3即可。

不规定第一根芳纶纤维带以S方向还是Z方向绕包，相邻两根芳纶纤维带只需以S方向和Z方向交替绕包即可。而且，芳纶纤维带的绕包根数不限制于三根，只需大于两根即可。

图5所示实施例中，缆芯1-1外的第一根芳纶纤维带以S方向绕包形成第一层芳纶纤维层5-1，第二根芳纶纤维带以Z方向绕包形成第二层芳纶纤维层5-2，第三根芳纶纤维带再以S方向绕包形成第三层芳纶纤维层5-3，这三层芳纶纤维层共同组成芳纶纤维层1-2，最后，再挤包聚乙烯护套1-3。

图5所示实施例中，芳纶纤维带在缆芯外绕包的方法与行业惯用生产方法相同，第一根芳纶纤维带经放线架上放出，将缆芯以S方向绕包形成第一层芳纶纤维层5-1。以相同方法，第二根、第三根芳纶纤维带状纺织带从其它放线架上放出，以Z方向和S方向绕包形成第二层芳纶纤维层5-2、第三层芳纶纤维层5-3。最后，在芳纶纤维层外挤包一层聚乙烯护套即可。

以图6所示，为新开发的新型非金属光缆实施例光缆6，缆芯1-1外周的芳纶纤维层1-2即为图6中的芳纶纤维编织层6-1，由芳纶纤维在线编织而成，芳纶编织层6-1的编织方法、网格形状等均无特殊要求，但为了防止鸟类、鼠类等损坏光缆，芳纶编织层的网格应足够狭小到1mm以下，以保证鸟喙及鼠类的牙齿无法穿过芳纶编织层。

图6所示实施例中，芳纶纤维层6-1的编织方法与行业惯用生产方法相同，编织装置一边将多根芳纶纤维互相斜面交叉，一边在缆芯外编织即可。最后，在芳纶纤维编织层6-1外挤包一层聚乙烯护套1-3。

以上，以光缆3～6为例进行了说明，但芳纶纤维层的构造并不限于此。

上述各实施形态光缆中，芳纶纤维层也可用于电缆。而且，该电缆的制造方法也可借鉴上述制造方法。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种非金属光缆，包括缆芯(1-1)、设在缆芯(1-1)外部的芳纶纤维层(1-2)和护套(1-3)，其特征在于，所述缆芯(1-1)为骨架式带状光缆缆芯(2-1)，包括包带(2-1e)，以及在包带(2-1e)内的骨架(2-1b)，骨架(2-1b)上设有安装光纤带(2-1d)的骨架槽(2-1c)，在骨架(2-1b)的中心设有中心加强件(2-1a)；骨架槽(2-1c)在骨架(2-1b)外周螺旋分布，按照螺旋旋转方式分为SZ骨架和单向骨架，SZ骨架的骨架槽沿缆芯轴向呈螺旋线状周期分布，单向骨架的骨架槽旋转方向保持不变。

2.根据权利要求1所述的一种非金属光缆，其特征在于，所述中心加强件(2-1a)与骨架(2-1b)互相粘结形成整体；骨架槽(2-1c)设在骨架外侧，可容纳多层光纤带(2-1d)，且每层可容纳多根光纤带(2-1d)。

3.根据权利要求1所述的一种非金属光缆，其特征在于，当骨架(2-1b)为SZ骨架时，在骨架外绕以短节距扎纱，再纵包或绕包包带(2-1e)，纵包时需再次用扎纱固定包带，绕包时不必再用扎纱固定包带。

4.根据权利要求1所述的一种非金属光缆，其特征在于，当骨架(2-1b)为单向骨架时，省去扎纱，直接纵包或绕包包带(2-1e)。

5.根据权利要求1所述的一种非金属光缆，其特征在于，所述中心加强件(2-1a)为玻璃纤维棒；所述骨架(2-1b)材料为高密聚乙烯；所述护套(1-3)为高分子聚乙烯材料；所述包带(2-1e)基材为聚酯、聚乙烯或聚丙烯纤维生产的无纺布。

6.一种非金属光缆，包括缆芯(1-1)、设在缆芯(1-1)外部的芳纶纤维层(1-2)和护套(1-3)，其特征在于，所述缆芯(1-1)为非骨架式带状光缆缆芯，包括包带、填充在包带内的缓冲填充物和在缓冲填充物中的多层光纤带(2-2a)、光纤束(2-3b)或分立光纤；

当缓冲填充物中为多层光纤带(2-2a)时，多层光纤带由多根光纤带层积堆叠而成，其外围是由多束纱状物构成的第一缓冲填充物(2-2b)，之后再纵包或绕包第一包带(2-2c)；

当缓冲填充物中为光纤束(2-3b)时，光纤束扎带将多根分立光纤束为光纤束，第二缓冲填充物(2-3c)在若干束光纤束外侧，在缓冲填充物外纵包或绕包第二包带(2-3d)；

当缓冲填充物中为分立光纤时，光纤外纵包或绕包第三包带(2-4b)，使用纱状缓冲填充物。

7.根据权利要求6所述的一种非金属光缆，其特征在于，所述当缓冲填充物中为分立光纤时，纵包时，需在包带外用扎纱固定；绕包时，则无需扎纱固定。

8.一种非金属光缆的制作方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)缆芯外周的芳纶纤维层由芳纶纤维带相互堆叠组成，缆芯外第一根芳纶纤维带将缆芯以Z或S方向绕包；

2)在第一根芳纶纤维带的基础上，第二根芳纶纤维带以相反方向交替绕包，第三根芳纶纤维带在按第一根芳纶纤维带的方向绕包，以此类推，多根芳纶纤维带在缆芯外相互交织形成芳纶纤维层，将缆芯包裹在内；

3)再在芳纶纤维层外挤包一层聚乙烯护套即可。

9.根据权利要求8所述的一种非金属光缆的制作方法，其特征在于，所述缆芯外周的芳纶纤维层由芳纶纤维在线编织而成，将多根芳纶纤维互相斜面交叉构成的芳纶编织层的网格应足够狭小到1mm以下。