CN107533203A - 用于线缆部件的sap涂层和相关系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于制造防水线缆部件的过程和系统以及防水线缆部件。防水线缆包括：线缆主体，所述线缆主体包括限定线缆主体内的通道的内表面；以及细长线缆部件，所述细长线缆部件位于线缆主体的通道内。线缆还包括交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围细长线缆部件。交联超吸收聚合物层通过以下方式形成：将液体层施加至线缆的部件的外表面上，所述液体层包括载体材料和未交联超吸收聚合物预聚物材料，然后使线缆部件上的超吸收聚合物预聚物交联以形成交联超吸收聚合物层，所述交联超吸收聚合物层包围线缆部件。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年3月30日提交的美国临时申请号62/139,929的优先权益，并且以引用的方式并入本文。
背景技术
本公开内容总体上涉及线缆并且更特定地说涉及线缆，诸如光学通信线缆，所述线缆包括包围一个或多个线缆部件的超吸收聚合物材料的交联层、膜或涂层。包括光学通信线缆在内的线缆在各种电子和电信领域中的应用越来越多。光学通信线缆含有或包围一个或多个光纤，以及其他非光学线缆，所述其他非光学线缆通常包括导电元件(例如，铜丝)，所述导电元件充当传输元件。线缆为线缆内的光纤引线提供结构和保护。
发明内容
本公开内容的一个实施方式涉及制造光纤部件的方法。所述方法包括将液体层施加至光纤线缆部件的外表面上，所述液体层包括载体材料和未交联超吸收聚合物预聚物材料。所述方法包括使在光纤线缆部件上的超吸收聚合物预聚物交联以形成交联超吸收聚合物层，所述聚合物层包围光纤线缆部件。所述方法包括在形成交联超吸收聚合物层之后，形成围绕光纤部件的聚合物结构。
本公开内容的额外实施方式涉及光学线缆。光学线缆包括线缆主体，所述线缆主体包括内表面，所述内表面限定线缆主体内的通道。线缆包括多个管，所述多个管定位在线缆主体的通道中，其中多个管中的每一个包括外表面、内表面和通道，所述通道由管的内表面来限定。线缆包括多个光纤，所述多个光纤定位在每个管的通道内。每个光纤包括光学芯、具有与包围芯的光学芯不同的折射率的包覆层和包围包覆层的聚合物涂层。每个光纤还包括交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围聚合物涂层。交联超吸收聚合物的邻接层围绕光纤周向并且沿着光纤轴向邻接至少1cm的长度。
本公开内容的额外实施方式涉及光纤线缆部件。光纤线缆部件包括光纤，所述光纤具有光学芯和具有与包围芯的光学芯不同的折射率的包覆层。光纤线缆部件包括外部聚合物层，所述外部聚合物层定位在光纤外部并且包围所述光纤。光纤线缆部件包括交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围外部聚合物层。交联超吸收聚合物的邻接层围绕光纤周向邻接并且沿着光纤轴向邻接至少1cm的长度。
本公开内容的额外实施方式涉及防水线缆。线缆包括线缆主体，所述线缆主体包括内表面，所述内表面限定线缆主体内的通道。线缆包括细长线缆部件，所述细长线缆部件定位在线缆主体的通道内。线缆包括交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围细长线缆部件。交联超吸收聚合物的邻接层围绕细长线缆部件周向邻接并且沿着细长线缆部件的长度轴向邻接至少1cm的长度。
额外特征和优势在以下详细描述中阐明，并且部分地从说明书中而为本领域技术人员显而易知或通过实践如所撰写说明书和其权利要求书以及附图中所描述的实施方式来认识到。
应了解前述一般描述和以下详细描述仅是示例性的，并且旨在提供概述或构架以便理解权利要求书的本质和特征。
附图包括在内以便提供进一步理解并且并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方式，并且与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的光纤线缆的透视图。
图2是根据示例性实施方式的图1的缓冲管的截面图。
图3是根据示例性实施方式的图1的线缆的光纤的截面图。
图4是展示用于形成根据示例性实施方式的SAP涂布线缆部件的系统和过程的示意图。
图5是展示用于形成根据另一个示例性实施方式的SAP涂布线缆部件的系统和过程的示意图。
图6是根据另一个示例性实施方式的光纤线缆的透视图。
具体实施方式
总体上参看附图，示出线缆(例如，纤维光学线缆、光纤线缆、通信线缆、电导体线缆等)的各种实施方式。通常，在本文公开的各种线缆实施方式中，一个或多个线缆部件由交联超吸收聚合物(SAP)材料来涂布或包围。在各种实施方式中，超吸收聚合物材料形成超吸收聚合物材料的邻接、连续和相对薄的层或膜，所述层或膜包围线缆的一个或多个部件。在各种实施方式中，SAP涂布线缆部件可为细长线缆部件，诸如光纤、光纤缓冲管、光纤带和/或电导体引线。
通常，系统、过程和相关线缆部件涉及线缆部件，所述线缆部件包括SAP材料的阻水/吸水功能。然而，与利用SAP粉末或颗粒的线缆布置相比，本文论述的SAP涂布部件可提供沿着线缆部件的长度的SAP的均匀分布，并且此均匀分布可导致基于颗粒的弯曲衰减的减少或消除，在使用用于阻水的SAP颗粒的线缆内的光纤可经历所述基于颗粒的弯曲衰减。另外，因为本文论述的SAP涂层包围线缆部件，所以本公开内容的SAP材料倾向于相对于涂布线缆部件而保持大致上固定，即使当线缆卷绕、展开和部署在安装环境中时也是这样。
另外，在各种实施方式中，SAP涂层提供沿着涂布线缆部件的长度分布的SAP材料的相对较薄但是一致的厚度。认为本文公开的较薄、均匀分布SAP涂层允许线缆部件保持足够SAP材料以便提供符合要求的阻水能力，同时与使用颗粒SAP阻水材料的线缆相比，允许线缆部件具有较小总横截面面积。
本公开内容还涉及用于形成SAP涂布线缆部件的系统和方法。在各种实施方式中，提供线缆部件，并且施加装置将液体材料施加至线缆部件的外表面上，所述液体材料包括未交联SAP预聚物材料。施加之后，SAP预聚物材料在线缆部件的外表面上交联或固化，从而形成围绕线缆部件的相对较薄并且连续的SAP层或膜。以此方式，本公开内容提供用于在连续过程中形成SAP涂布线缆部件的系统和过程，所述连续过程适合于与线缆形成系统整合。举例来说，在各种实施方式中，形成围绕一个或多个光纤的连续SAP层，然后在形成SAP层之后，围绕一个或多个SAP涂布光纤来挤出缓冲管。在其他实施方式中，连续SAP层可在广泛范围的线缆部件的外表面上形成，所述线缆部件包括光纤缓冲管、光纤带、铠装层、强度构件、电导体等。
在各种非限制性实施方式中，SAP包含聚丙烯酸盐和聚丙烯酰胺聚合物和共聚物；聚丙烯酸；聚丙烯酸铵和/或碱盐，其中碱包含盐Li、Na或K；顺丁烯二酸酐(酸)共聚物和其铵和/或碱盐，其中碱包含盐Li、Na或K；羧甲基纤维素和其铵和/或碱盐，其中碱包含盐Li、Na或K；聚乙烯醇聚合物和共聚物和聚氧化乙烯聚合物和共聚物。
参看图1，示出根据示例性实施方式的示出为线缆10的线缆。线缆10包括示出为线缆护套12的线缆主体，所述线缆主体具有内表面14，所述内表面限定通道，所述通道示出为中心孔16。在各种实施方式中，线缆10可包括一个或多个光纤线缆部件，所述光纤线缆部件定位在孔16内。在各种实施方式中，光纤部件可包括多个光学传输元件，所述光学传输元件示出为光纤18，所述光学传输元件定位在孔16内。光纤18可包括多种光纤，包括多模光纤、单模光纤、弯曲不敏感光纤、多芯光纤等。总体上，线缆10在安装期间和之后为光纤18提供结构和保护(例如，处理期间的保护、对于自然力量的防护、对于害虫的防护等)。
在图1示出的实施方式中，线缆10包括在中心孔16内的多个不同光纤线缆部件。如图1中示出，光纤线缆元件包括缓冲管20和中心强度构件22。每个缓冲管20包围并且含有一个或多个光纤18。缓冲管20围绕中心强度构件22来布置，所述中心强度构件由诸如玻璃增强塑料或金属(例如，钢)的材料来形成。在各种实施方式中，光纤18、缓冲管20和中心强度构件22是细长线缆部件，所述细长线缆部件在线缆10的相对末端之间沿着线缆10的长度延伸。在各种实施方式中，线缆10可包括各种光纤线缆部件，所述光纤线缆部件包括填充棒、绕成螺旋状的捆缚物、导电元件等。
在示出的实施方式中，缓冲管20以围绕中心强度构件22的螺旋绞合型样诸如SZ绞合型样来示出。在一些实施方式中，一个或多个中间层包围缓冲管20，所述中间层示出为层24。在一些实施方式中，层24可为薄膜、挤出鞘层，所述鞘层将缓冲管20保持在围绕强度构件22的适当位置中。在各种实施方式中，线缆10可包括在层24与护套12之间的增强板或层，诸如波纹状的铠装层，并且在这些实施方式中，铠装层总体上为线缆10内的光纤18提供额外保护层，并且可提供对于损坏(例如，在安装期间由接触或压缩导致的损坏、自然力量导致的损坏、啮齿动物导致的损坏等)的抗性。在一些实施方式中，被设计成用于室内应用，线缆10可包括各种耐火部件，诸如嵌入护套12中的耐火材料和/或定位在通道16内的耐火膨胀性颗粒。
参看图2，示出根据示例性实施方式的缓冲管20和光纤18。缓冲管20包括限定缓冲管的外部表面的外表面30和限定通道的内表面32，所述通道示出为中心孔34。光纤18定位在中心孔34内。在各种实施方式中，光纤18可松散地填充在缓冲管20内(例如，“松散缓冲物”)，并且在这些实施方式中，线缆10是松散管线缆。通常，缓冲管20由聚合物材料诸如聚乙烯、聚丙烯等形成，并且如以下更详细论述可围绕光纤18来挤出。
如以上提及，在各种实施方式中，一个或多个线缆部件可涂布或覆盖在SAP聚合物材料的连续交联层内。在各种实施方式中，线缆10的线缆部件中的任何一个可用如本文论述的SAP涂层来涂布。通常，本文论述的SAP材料是聚合物材料，所述聚合物材料膨胀并且吸收水。以此方式，本文论述的SAP涂层通过膨胀并且吸收水来限制水在线缆10内的扩散。因此，本文论述的SAP涂层不同于通常在线缆结构中发现的许多其他聚合物层和材料(例如，包围光纤芯、带主体、缓冲管、线缆护套等的丙烯酸酯聚合物层)。如在图1中发现，在各种实施方式中，由于包括在其他线缆部件上形成的SAP涂层，因此线缆10不包括单独SAP纱线或SAP胶带。以此方式，在各种实施方式中，由于消除单独阻水结构，诸如阻水胶带和纱线，因此本文论述的SAP涂层可允许构造具有较小横截面面积的更紧凑光纤线缆。
参看图2和图3，在一个实施方式中，光纤18用交联SAP材料层40来涂布或包围。在各种实施方式中，SAP层40是连续层，所述连续层在圆周方向上包围光纤18并且还沿着光纤18的实质性长度以连续、邻接并且未破损的层形式来延伸。在各种实施方式中，SAP层40围绕光纤18周向并且沿着光纤18轴向地以邻接层形式来延伸以形成不间断的圆柱形膜层，所述膜层在光纤18的轴线方向上延伸至少1cm并且更特定地说在光纤18的轴线方向上延伸至少10cm。因此，与利用SAP粉末的以前线缆布置相比，层40提供沿着光纤18的长度的至少一部分连续分布的SAP材料。在一个实施方式中，SAP层40与光纤18的最外层表面接触，而不经由粘着剂来化学键结或粘附至外部光纤表面。在这些实施方式中，SAP层40保持围绕光纤18，所述保持作用主要通过外部光纤表面与层40的内表面之间的界面处的摩擦和层40内的SAP分子之间的键结的内在轴向和周向结构完整性来实现的。如本文使用，SAP的面积、质量和体积涉及超吸收聚合物本身并且不包括溶剂(例如，水)。
参看图3，示出根据示例性实施方式的SAP涂布光纤18的详细截面图。在各种实施方式中，每个光纤18具有由包覆层44包围的光学芯42，所述包覆层可由一个或多个覆盖材料层来形成。包覆层44具有与光学芯42不同的折射率并且有助于通过全内反射来沿着光纤的光学芯42引导光。另外，每个光纤18包括至少一个聚合物光纤涂层46，所述聚合物光纤涂层包围包覆层44。在各种实施方式中，光纤涂层46可为UV可固化聚合物材料，诸如丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯材料。在各种实施方式中，每个光纤18具有光纤直径，所述光纤直径示出为FD。在各种实施方式中，光纤18的FD在75微米与350微米之间，尤其100微米与300微米之间。在各种实施方式中，FD是约250微米(例如，250微米加上或减去10微米)。在其他各种实施方式中，FD是约200微米(例如，200微米加上或减去10微米)。
在示出的实施方式中，SAP层40具有示出为T1的厚度。在各种实施方式中，T1图形化表示SAP层40的最大厚度(在本文中也称为T1最大)，并且在一些实施方式中，T1图形化表示沿着光纤的长度的SAP层40的平均厚度(在本文中也称为T1平均)。在各种实施方式中，T1最大和/或T1平均小于用于光学线缆中的典型SAP颗粒的平均直径。在各种实施方式中，T1最大和/或T1平均小于200微米。在各种实施方式中，T1最大和/或T1平均小于60微米并且更特定地说小于或等于50微米。另外，因为SAP层40大致上是邻接的，所以在一些实施方式中，层40具有大于或等于1微米的最小厚度。
在一些实施方式中，与使用用于阻水的SAP颗粒的线缆相比，除了具有相对较低最大厚度以外，SAP层40还在圆周方向上和/或在轴线方向上具有相对均匀或一致厚度。举例来说，在一些此类实施方式中，T1平均大于或等于1微米并且小于或等于200微米。在其他实施方式中，T1平均大于或等于1微米并且小于或等于50微米(即，1微米≤T1平均≤50微米)。在另一个示例性实施方式中，T1平均大于或等于1微米并且小于或等于30微米(即，1微米≤T1平均≤30微米)。在各种实施方式中，与光纤18的大小相比，层40的平均厚度相对较小。在各种实施方式中，SAP层40的平均厚度，T1平均，在FD的0.2％与30％之间，并且在其他实施方式中，T1平均在FD的1％与20％之间。
再次参看图2，在各种实施方式中，缓冲管20的内表面32限定缓冲管内径，所述内径示出为BID。在各种实施方式中，由于SAP层40沿着光纤18的相对较薄并且均匀的分布，BID和总外部缓冲管直径可小于以下缓冲管的相应尺寸，在所述缓冲管中，颗粒SAP材料与光纤18一起定位在缓冲管通道34内。在各种实施方式中，BID在0.7毫米与3毫米之间。
在代替光纤18或除了光纤18以外，缓冲管20含有光纤带的各种实施方式中，BID在1毫米与7毫米之间。包围光纤或光纤带的每个管具有内径，BID，因而具有内部横截面面积，BID1XC，并且管内部的交联超吸收聚合物(即涂布在管内部的所有光纤或光纤部件上的所有SAP)的总横截面面积是a1总。在各种实施方式中，相对于管内径横截面面积的在管内部的SAP的横截面面积％是0.01％≤100％(a1总/BID1XC)≤10％，并且在各种其他实施方式中是0.2％≤100％(a1总/BID1XC)≤10％。应注意a1总是在存在水的情况下发生膨胀之前，缓冲管内部的交联超吸收聚合物的横截面面积。
在利用缓冲管内的SAP颗粒的一些缓冲管设计中，由于在光纤与相对较大并且不连续SAP颗粒之间的接触点处光纤经历微弯曲，因此可发生光纤的光学衰减。然而认为，在本文论述的各种实施方式中，由层40提供的SAP的均匀分布减少/消除对于SAP颗粒阻水布置常见的微弯曲，并且相应地，减少或降低光学衰减，所述光学衰减与存在SAP颗粒时的微弯曲相关联。此外，在各种实施方式中，光纤18的外表面上的SAP层40用于限制SAP涂布光纤与相邻线缆部件之间的粘着、摩擦或粘附。在这些实施方式中，与用没有SAP层40的光纤来填充的缓冲管相比，SAP层40导致涂布光纤具有较低拉出力(即，将光纤中的一个从其缓冲管中取出所需要的力)。
如图3中示出，SAP层40包围并且耦合至光纤涂层46的外表面。在此布置中，SAP层40的内表面与光纤涂层46的外表面接触并且以足够键结强度来粘附至光纤涂层46的外表面以使得在光纤18经历的各种处理、组装和存储步骤期间，SAP层40相对于光纤18保持在适当位置。此外，SAP层40包括足够SAP材料以便提供符合要求的阻水性能。在各种实施方式中，SAP层40包括每米光纤线缆部件长度的以毫克为单位的交联超吸收聚合物的质量m1，所述质量m1是1≤m1≤200。在各种其他实施方式中，每米光纤线缆部件长度的以毫克为单位的交联超吸收聚合物的质量m1是1≤m1≤60。在一个实施方式中，SAP的质量m1是指缓冲管内部的每个光纤(或其他光学线缆部件)上的SAP的质量，并且在各种实施方式中，在缓冲管内部可存在一个以上光纤(例如，2至24个光纤)，包括可具有2至24个光纤的带。应了解质量m1是交联超吸收聚合物本身的质量并且不包括可存在于特定样品中的溶剂或吸收水的质量。
在各种实施方式中，光纤18可包括带颜色的外围部分。举例来说，外部聚合物层46可由带颜色的材料来形成或沿着其外表面可包括带颜色的标记。在这些实施方式中，层40由透明或半透明SAP材料形成以使得光纤18的带颜色的部分透过层40是可见的。在各种实施方式中，在400-700nm之间的至少一个波长下，层40具有透过交联超吸收聚合物的邻接层的透射率，所述透射率在0.2与1之间。
再次参看图2，在一个实施方式中，缓冲管20还以交联SAP材料层48来涂布或包围。虽然图2示出光纤18和缓冲管20均包括SAP层，但是在一些实施方式中，光纤18包括SAP层40并且缓冲管20不包括SAP层，并且在另一个实施方式中，缓冲管20包括SAP层48并且光纤18不包括SAP层。在各种实施方式中，除了层48与缓冲管20的外表面30接触并且粘附至缓冲管20的外表面30以外，层48大致上与以上论述的层40相同。根据本公开内容的其他方面，不是所有光纤18和/或缓冲管20必须涂布以便提供所需阻水性质。举例来说，在容纳十二个光纤18的缓冲管20中，阻水可通过仅仅涂布光纤18中的两个或三个来提供。
在图4中，示出根据示例性实施方式的用于制备SAP涂布线缆部件的系统和过程。特定地说，图4示出系统100，所述系统被配置来在一个或多个光纤(诸如以上论述的光纤18)上形成SAP涂层，然后围绕涂布光纤来形成缓冲管。在图4示出为光纤18的线缆部件从供应或存储区域提供至系统100中，所述供应或存储区域示出为卷轴102。在光纤18从卷轴102展开之后，光纤18传送至SAP涂布系统104中。
在示出的实施方式中，SAP涂布系统104包括施加器106、加热器108和固化台110。通常，施加器106被配置来在光纤18移动经过施加器106时，将液体材料112沉积在光纤18的外表面上，所述液体材料包括未交联SAP预聚物材料。液体材料112包括载体材料或溶剂，SAP预聚物材料悬浮或溶解在所述载体材料或溶剂中。在特定示例性实施方式中，液体材料112是SAP预聚物材料的水溶液并且载体材料是水。在各种实施方式中，施加器106可为适合于施加SAP预聚物液体的各种施加系统，包括辊式涂布机、喷雾涂布机、浴式涂布机、浸渍涂布机、印刷系统、喷墨印刷系统、海绵施加器等，以使得液体材料112涂布光纤18的整个圆周。在各种实施方式中，施加器106可施加液体112的连续层以便沿着光纤18轴向地形成大致上连续SAP层。在另一个实施方式中，施加器106可施加液体112的不连续带以形成SAP材料的带，所述带通过光纤的未涂布区段来间断。
在示例性实施方式中，在将液体SAP材料112施加至光纤18之后，涂布光纤18穿过加热器108。加热器108导致液体材料112的载体材料(例如，水)蒸发，留下干燥SAP预聚物材料114的涂层，所述涂层包围光纤18。因为液体材料112涂布光纤18的整个圆周，干燥SAP预聚物材料114也涂布并且包围光纤18的整个外表面。
在干燥之后，涂布有干燥SAP预聚物材料114的光纤18穿过固化台110。通常，固化台110导致SAP预聚物彼此交联以形成SAP材料层，诸如以上论述的SAP层40，所述SAP材料层包围光纤18。固化台110可为适合于导致存在于光纤18上的SAP预聚物材料交联的任何固化系统。在各种实施方式中，固化台110可产生UV辐射或热量以使SAP预聚物材料交联。
通常，在线缆部件上形成SAP层之后，围绕SAP涂布线缆部件来形成外部聚合物层或聚合物管。在图4的实施方式中，在形成层40之后，SAP涂布光纤18穿过挤出装置，所述挤出装置示出为缓冲管挤出机116。缓冲管挤出机116围绕光纤18来挤出光纤缓冲管，诸如缓冲管20。在缓冲管挤出之后，将包围一个或多个SAP涂布光纤18的所形成缓冲管20存储在存储装置，诸如卷取卷轴118中。应了解，为了清楚和说明，图4示出单一光纤18，所述单一光纤以SAP材料涂布并且由缓冲管20包围。然而，在各种实施方式中，系统100可调整以使得经由SAP涂布系统104将多个光纤(例如，2、4、6、12、24等)用SAP材料涂布，并且多个涂布光纤穿过缓冲管挤出机116以使得多个SAP涂布光纤定位在单一缓冲管20内。
此外，如图4中示出，系统100和SAP涂布系统104尤其提供连续系统，其中与缓冲管挤出一起，光纤用SAP材料涂布，然后在线缆形成之前存储缓冲管。因此，这类系统提供灵活制造系统，所述制造系统允许制造缓冲管和线缆，而不受在许多线缆制造系统中常见的SAP胶带和SAP纱线的长度所限制。另外，由于与典型SAP纱线和胶带相比，由涂布系统104提供的较高控制水平，系统100的管线式并且连续的过程可允许在缓冲管或线缆内使用更少总SAP材料。在另一个实施方式中，线缆护套形成与SAP层形成和缓冲管挤出一起来执行。在另一个实施方式中，光纤可用SAP层40预涂并且存储，然后加以处理以利于缓冲管形成。
应了解，虽然图4描述在缓冲管挤出之前以及与缓冲管挤出同时来涂布光纤的系统，但是SAP涂布系统104可用于将SAP涂层施加至基本上任何其他线缆部件，包括光纤线缆部件，诸如缓冲管、强度构件、铠装层等，以及非光学线缆中的金属导体引线。一个这类系统的实施方式在图5中示出。
特定地说，图5是在线缆护套挤出之前将SAP层施加至缓冲管上的过程和系统的示意图。如了解，在围绕光纤18形成缓冲管20之后，缓冲管20可存储在卷筒120上。在各种实施方式中，缓冲管20围绕光纤18来挤出，然后在卷绕至卷筒120上之前予以冷却。一旦冷却，将缓冲管20卷绕至卷筒120上并且可在线缆形成之前加以存储。另外，一个或多个填充管或杆可存储在与卷筒120类似的卷筒上，并且中心强度构件22可存储在卷筒122上。
为了产生线缆，诸如线缆10，将缓冲管20从卷筒120上展开并且推进穿过SAP涂布系统104。以与以上关于图4论述的方式相同的方式，SAP涂布系统104围绕每个缓冲管20来形成SAP涂层，诸如层48。
在形成SAP层之后，SAP涂布缓冲管20移至绞合台124中。绞合台124将缓冲管20与任何填充管和中心强度元件22一起耦合。在一个实施方式中，缓冲管20和任何填充管以型样126，诸如螺旋型样或以反向螺旋型样，诸如SZ绞合型样来围绕强度元件22耦合。与图4描述的系统类似，在缓冲管20通过SAP涂布系统104用SAP涂布之后，聚合物管，例如，线缆护套，围绕SAP涂布缓冲管来形成。在图5示出的实施方式中，在绞合之后，线缆10的部件传送至一个或多个额外台128中以便围绕涂布缓冲管20和任何其他内部线缆部件来挤出护套12。在护套挤出之后，线缆10可然后存储在卷筒130上。
参看图6，示出根据示例性实施方式的线缆140。线缆140包括多个光纤部件的堆叠142，所述堆叠示出为光纤带144，所述堆叠定位在缓冲管内，所述缓冲管定位在线缆主体12的通道内。如总体上了解，光纤带144通常包括以阵列(例如，线性阵列)来布置的多个光纤，所述阵列由聚合物带主体来包围。在各种实施方式中，每个光纤带144包括SAP涂层，所述SAP涂层与以上论述的层40和48类似，所述SAP涂层涂布每个带144的聚合物主体的外表面。
本公开内容的各种实施方式还涉及形成如本文论述的SAP涂布线缆部件的方法或过程。在具体实施方式中，涂布方法包括制造光纤部件的方法。在这些实施方式中，方法包括将液体层施加至光纤线缆部件的外表面上，所述液体层包括载体材料和未交联超吸收聚合物预聚物材料。所述方法包括使在光纤线缆部件上的超吸收聚合物预聚物交联以形成交联超吸收聚合物层，所述聚合物层包围光纤线缆部件，并且所述方法包括在围绕光纤线缆部件形成交联超吸收聚合物层之后，形成围绕光纤部件的聚合物结构。在各种实施方式中，这些方法形成如本文论述的SAP涂布线缆部件诸如光纤18、缓冲管20和带144。另外，在各种实施方式中，这些方法可使用本文论述的SAP涂布系统，诸如涂布系统104来执行。
在各种实施方式中，本文论述的缓冲管可从各种挤出聚合物材料来形成，所述聚合物材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯材料、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚氧化甲烯(POM)、聚(乙烯-共-四氟乙烯)(ETFE)，或本文论述的任何聚合物材料的组合等。在各种实施方式中，线缆护套12可从用于线缆制造的多种材料来制成，所述材料诸如中密度聚乙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、尼龙、聚酯或聚碳酸酯和其共聚物。另外，线缆护套12的材料可包括少量其他材料或填充剂，所述其他材料或填充剂为线缆护套12的材料提供不同性质。举例来说，线缆护套12的材料可包括提供着色、UV/光阻断(例如，碳黑)、阻燃等的材料。
本文论述的光纤可为由玻璃或塑料制成的柔软、透明光纤。光纤可充当波导以便在光纤的两个末端之间传输光。光纤可包括透明芯，所述芯由具有较低折射率的透明覆盖材料包围。光可通过全内反射来保持在芯中。玻璃光纤可包含二氧化硅，但是可使用一些其他材料诸如氟锆酸盐、氟铝酸盐和硫族化物玻璃，以及晶体材料，诸如蓝宝石。光可通过具有较低折射率的光学包覆层来沿着光纤的芯引导，所述光学包覆层经由全内反射将光截留在芯中。包覆层可涂布有缓冲物和/或保护它避免水分和/或物理性损坏的另外一个或多个涂层。这些涂层可为UV固化聚氨酯丙烯酸酯复合材料，所述复合材料在拉制过程期间施加至光纤的外部。涂层可保护玻璃纤维束。
虽然本文论述并且在附图中示出的特定线缆实施方式主要涉及线缆和芯元件，所述线缆和芯元件具有限定大致上圆柱形内腔的大致上圆形横截面形状，但是在其他实施方式中，本文论述的线缆和芯元件可具有许多横截面形状。举例来说，在各种实施方式中，线缆护套和/或缓冲管可具有正方形、长方形、三角形或其他多边形的横截面形状。在这些实施方式中，线缆或缓冲管的通道或内腔可为与线缆护套和/或缓冲管的形状相同的形状或不同的形状。在一些实施方式中，线缆护套和/或缓冲管可限定一个以上通道或通路。在这些实施方式中，多个通道可为彼此相同大小和形状或可各自具有不同大小或形状。
根据本公开内容的其他实施方式，本文描述的SAP涂布系统和方法可用于微模块线缆中。微模块线缆是包括一个或多个微模块子单元的线缆，每个微模块子单元包括极其柔软的管，所述管包围一个或多个光纤，通常十二个光纤。微模块子单元的管的极端的柔软性可来自于使用鞘层材料，所述鞘层材料包含无机填充剂例如像乙烯醋酸乙烯酯(EVA)共聚物或线性低密度聚乙烯(LLDPE)。微模块子单元的柔软管的内径可如此小以致于在挤出期间，光纤由鞘层材料部分地包围。微模块子单元的光纤和/或柔软管可包括根据本公开内容的方面的SAP涂层，由此产生干燥、阻水的微模块。
除非另外明确地说明，否则绝不意欲将本文中所阐述的任何方法解释为需要其步骤以特定顺序进行。因此，在方法请求项实际上未叙述其步骤所遵循的顺序或在发明申请专利范围或说明书中未另外明确说明步骤应限于特定顺序的情况下，绝不意欲推断任何具体顺序。另外，如本文使用，冠词“一个”意欲包括一个或一个以上部件或元件，并且不意欲理解为只意指一个。
本领域的技术人员将会明白，可在不脱离所公开的实施方式的精神或范围的情况下做出各种修改和变化。因为本领域的技术人员可设想到并入实施方式的精神和实质的所公开的实施方式的修改、组合、子组合和变化，所以所公开的实施方式应理解为包括随附的权利要求书和其等效物的范围内的一切事物。
Claims (31)
1.一种制造光纤部件的方法，所述方法包括：
将液体层施加至光纤线缆部件的外表面上，所述液体层包括载体材料和未交联超吸收聚合物预聚物材料；
使在所述光纤线缆部件上的所述超吸收聚合物预聚物交联以形成交联超吸收聚合物层，所述交联超吸收聚合物层包围所述光纤线缆部件；以及
在形成所述交联超吸收聚合物层之后，形成围绕所述光纤部件的聚合物结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述交联超吸收聚合物层围绕所述光纤线缆部件周向邻接并且沿着所述光纤线缆部件轴向邻接至少1cm的长度。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层的最大厚度小于200微米。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层的最大厚度小于60微米。
5.如权利要求2所述的方法，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层的以微米为单位的平均厚度T1平均是1≤T1平均≤200。
6.如权利要求2所述的方法，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层的以微米为单位的平均厚度T1平均是1≤T1平均≤50。
7.如权利要求2所述的方法，其中每米所述光纤线缆部件长度的以毫克为单位的在所述光纤线缆部件上的所述交联超吸收聚合物的质量m1是1≤m1≤200。
8.如权利要求2所述的方法，其中每米所述光纤线缆部件长度的以毫克为单位的在所述光纤线缆部件上的所述交联超吸收聚合物的质量m1是1≤m1≤60。
9.如权利要求1所述的方法，其中围绕所述光纤部件的所述聚合物结构具有内径BID，和横截面面积BID1XC，其中所述光纤线缆部件上的所述交联超吸收聚合物的总横截面面积是a1总，并且其中0.2％≤100％(a1总/BID1XC)≤10％。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述光纤线缆部件是光纤，所述光纤包括光纤芯、包覆层和外部聚合物层，所述外部聚合物层包围所述光纤芯和所述包覆层，其中所述交联超吸收聚合物层具有内表面，所述内表面接触所述外部聚合物层。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述聚合物结构是聚合物缓冲管，所述聚合物缓冲管围绕所述光纤挤出。
12.如权利要求11所述的方法，其进一步包括在形成所述交联超吸收聚合物层后，将包括所述光纤的所述缓冲管卷绕在卷轴上。
13.如权利要求1所述的方法，其中所述光纤线缆部件是光纤缓冲管，所述光纤缓冲管包围至少一个光纤，其中所述交联超吸收聚合物层具有内表面，所述内表面接触所述光纤缓冲管的外表面，其中所述聚合物结构是线缆护套，所述线缆护套围绕所述光纤缓冲管来挤出。
14.如权利要求1所述的方法，其中所述载体材料是水并且所述超吸收聚合物预聚物溶解在所述水中，其中所述方法进一步包括在使所述超吸收聚合物预聚物交联之前，将所施加液体层加热以使水蒸发。
15.一种光学线缆，所述光学线缆包括：
线缆主体，所述线缆主体包括内表面，所述内表面限定所述线缆主体内的通道；以及
多个管，所述多个管定位在所述线缆主体的通道中，其中所述多个管中的每一个包括外表面、内表面和通道，所述通道由所述管的内表面来限定；以及
多个光纤，所述多个光纤定位在每个管的通道内，其中每个光纤包括：
光学芯；
包覆层，所述包覆层具有与包围所述芯的所述光学芯不同的折射率；
聚合物涂层，所述聚合物涂层包围所述包覆层；以及
交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围所述聚合物涂层，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层围绕所述光纤周向并且沿着所述光纤轴向邻接至少1cm的长度。
16.如权利要求15所述的光学线缆，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层具有小于200微米的最大厚度。
17.如权利要求15所述的光学线缆，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层具有小于60微米的最大厚度。
18.如权利要求15所述的光学线缆，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层具有小于60微米的最大厚度和1≤T1平均≤50的以微米为单位的平均厚度T1平均。
19.如权利要求15所述的光学线缆，其中每米所述光纤长度的以毫克为单位的在每个光纤的所述邻接层中的所述交联超吸收聚合物的质量m1是1≤m1≤200。
20.如权利要求15所述的光学线缆，其中每米所述光纤长度的以毫克为单位的在每个光纤的所述邻接层中的所述交联超吸收聚合物的质量m1是1≤m1≤60。
21.如权利要求15所述的物件，其中每个管的所述通道具有内径BID，和横截面面积BID1XC，其中每个管内部的所述交联超吸收聚合物的总横截面面积是a1总，并且其中0.2％≤100％(a1总/BID1XC)≤10％。
22.如权利要求15所述的光学线缆，其中所述光纤的聚合物涂层包括带颜色的区段，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层是半透明的以使得所述带颜色的区段透过所述交联超吸收聚合物的邻接层是可见的。
23.如权利要求22所述的光学线缆，其中在400-700nm之间的至少一个波长下，所述交联超吸收聚合物的邻接层的透射率在0.2与1之间。
24.如权利要求15所述的光学线缆，其中所述多个管中的每一个包括至少六个光纤，其中所述管的内径在0.7与3毫米之间。
25.一种光纤线缆部件，所述光纤线缆部件包括：
光纤，所述光纤包括光学芯和包覆层，所述包覆层具有与包围所述芯的所述光学芯不同的折射率；
外部聚合物层，所述外部聚合物层定位在所述光纤外部并且包围所述光纤；以及
交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围所述外部聚合物层，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层围绕所述光纤周向邻接并且沿着所述光纤轴向邻接至少1cm的长度。
26.如权利要求25所述的光纤线缆部件，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层具有小于60微米的最大厚度和1≤T1平均≤50的以微米为单位的平均厚度T1平均。
27.如权利要求25所述的光纤线缆部件，其中外部聚合物层是包围并且与所述包覆层接触的缓冲管、带主体和光纤涂层中的至少一个。
28.一种防水线缆，所述防水线缆包括：
线缆主体，所述线缆主体包括内表面，所述内表面限定所述线缆主体内的通道；
细长线缆部件，所述细长线缆部件定位在所述线缆主体的通道内；以及
交联超吸收聚合物的邻接层，所述邻接层包围所述细长线缆部件；
其中所述交联超吸收聚合物的邻接层围绕所述细长线缆部件周向邻接并且沿着所述细长线缆部件的长度轴向邻接至少1cm的长度。
29.如权利要求28所述的防水线缆，其中所述交联超吸收聚合物的邻接层具有小于60微米的最大厚度和1≤T1平均≤50的以微米为单位的平均厚度T1平均。
30.如权利要求28所述的防水线缆，其中所述细长线缆部件是光纤、缓冲管和光纤带中的至少一个。
31.如权利要求28所述的防水线缆，其中所述细长线缆部件是电导体。
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