CN108983378A - 一体化光缆及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一体化光缆，其结构简单、紧凑、采用一体化设计方案，可以在室内外多种场景中使用，满足大多数需求，其包括光纤和设置在所述光纤外侧的护套，所述光纤与所述护套之间还设置有增强层，所述增强层为高模量LCP材料制成的增强层，所述LCP材料的拉伸模量大于10Gpa，同时，本发明还提供该一体化光缆的制造工艺，包括光纤入库、光纤着色、被覆、护套、光缆出厂。

Description

一体化光缆及其制造工艺
技术领域
本发明涉及光缆领域，具体涉及一体化光缆及其制造工艺。
背景技术
随着信息化进程的加快，三网融合推进发展，现已逐步实现人们接入网的高速化、宽度化和智能化的需求。在新的环境条件下，光缆的高性能、小尺寸、耐环境性能成为了新兴的接入网光缆的开发方向。现今紧套材料本身的热膨胀系数高出光纤两个数量级，导致光缆在温度变化下材料收缩，影响光纤的传输性能。同时，减小结构尺寸存在与提升机械性能难以一齐满足的矛盾。此外，传统的纱线类加强件存在与光纤、护套长度不一致的情况，导致光纤当先受力而寿命降低。因此，如何在微小尺寸光纤单元或光缆的设计上，并满足一定机械强度和较好的耐环境性能是非常困难的。
目前，液晶聚合物材料(LCP)因其拥有自增强性、优良的热稳定性、耐热性与耐候性，已经有在电信光缆或特种光缆中作为加强材料的尝试。ADC电信公司的卡奇马尔在公开号为CN101120277A的专利中，采用在热塑性基底材料中内嵌LCP缩小件的方法来减小材料后收缩的同时增强机械性能，然而这种方法尚存在LCP与常规材料相容性和挤出工艺上的问题。在公开号为CN203324533U的专利中中，陈炳炎等公开了紧包光纤、松套管和LCP护套组成的一种适用于特种领域的新型高温光缆。此种新型光缆因使用多种特殊材料，针对应用领域单一，不适于推广。在公开号为CN202171673U的专利中，仇斌等采用LCP材料包覆在光纤表面，再在其外包覆聚偏氟乙烯和低烟无卤材料的新方法，这种新型的单芯低烟无卤光缆也存在尺寸大、材料耗用多的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一体化光缆，其结构简单、紧凑、采用一体化设计方案，可以在室内外多种场景中使用，满足大多数需求，同时，本发明还提供该一体化光缆的制造工艺。
其技术方案是这样的：一体化光缆，其包括光纤和设置在所述光纤外侧的护套，所述光纤与所述护套之间还设置有增强层，其特征在于：所述增强层为LCP材料制成的增强层，所述LCP材料的拉伸模量大于10GPa。
进一步的，在所述光纤与所述增强层之间还设置有缓冲层，所述缓冲层由TPEE或耐高温硅橡胶其中的任意一种材料制成。
进一步的，所述护套为高温尼龙材料制成的护套。
进一步的，所述护套由LSZH、PVC、PEEK其中的任意一种材料制成。
进一步的，所述增强层的壁厚为0.2-0.5mm，所述护套的壁厚为0.2-0.5mm。
进一步的，所述缓冲层的壁厚为0.2-0.49mm。
一体化光缆的制造工艺，用于制造上述的一体化光缆，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：护套，在步骤S2的光纤上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S4：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S4的每一步骤中，分别进行检测。
一体化光缆的制造工艺，用于制造上述的一体化光缆，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：二次被覆，在光纤上挤塑形成缓冲层；
步骤S4：护套，在步骤S3制造的半成品上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S5：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S5的每一步骤中，分别进行检测。
进一步的，在步骤S3的二次被覆工艺中，控制光纤放线张力为70g-90g。
进一步的，在步骤S4的护套工艺中，控制内层的增强层的挤塑温度为280℃-350℃，控制外层的护套层的挤塑温度为300℃-330℃，控制生产线速度100m/min-300m/min，控制护套收线张力290g-310g。
本发明的一体化光缆通过选用高模量液晶聚合物LCP作为增强层的材料，LCP拉伸模量大于10GPa，使制得的紧套光纤具有高强度、低收缩、耐高温、优异阻燃性等特性，替代了原有紧套与芳纶加强件的作用，实现了结构与材料的一体化；同时，本发明做到加强元件和光纤一齐受力，减小了光纤应变，有效降低因光纤受力导致寿命降低的风险；此外，本发明可选用热塑性聚酯弹性体TPEE或耐高温硅橡胶等耐高温材料作为弹性缓冲层，用以保护光纤不受弯曲影响；护套材料也可采用高温尼龙材料，进一步保障光缆的耐高温、阻燃、高强度的性能，同时赋予光缆耐磨性以及着色性能，满足绝大部分室内光缆的需求；本发明也可选用常规热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃LSZH、聚氯乙烯软胶PVC、聚醚醚酮PEEK等作为护套材料，满足室内光缆的需求。
附图说明
图1为具体实施例1中的一体化光缆的结构示意图；
图2为具体实施例1中的一体化光缆的制造工艺的工艺流程图；
图3为具体实施例2中的一体化光缆的结构示意图；
图4为具体实施例2中的一体化光缆的制造工艺的工艺流程图。
具体实施方式
具体实施例1：见图1，本发明的一体化光缆，其包括光纤1和设置在光纤外侧的护套2，光纤1与护套2之间还设置有增强层3，增强层3为LCP材料制成的增强层，增强层2的壁厚为0.2-0.5mm，护套2的壁厚为0.2-0.5mm。
在本实施例中，护套2为高温尼龙材料制成的护套，此外，护套2也可以由LSZH、PVC、PEEK其中的任意一种材料制成。
见图2，上述的具体实施例1的一体化光缆制造工艺，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：护套，在步骤S2的光纤上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S4：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S4的每一步骤中，分别进行检测。
具体实施例2：见图3，本发明的一体化光缆，其包括光纤1和设置在光纤1外侧的护套2，光纤1与护套2之间还设置有增强层3，增强层3为LCP材料制成的增强层，在光纤1与增强层3之间还设置有缓冲层4，缓冲层4由TPEE或耐高温硅橡胶其中的任意一种材料制成，增强层的壁厚为0.2-0.5mm，护套的壁厚为0.2-0.5mm，缓冲层的壁厚为0.2-0.49mm。
在本实施例中，护套2为高温尼龙材料制成的护套，此外，护套2也可以由LSZH、PVC、PEEK其中的任意一种材料制成。
见图4，上述的具体实施例2的一体化光缆制造工艺，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：二次被覆，在光纤上挤塑形成缓冲层；
步骤S4：护套，在步骤S3制造的半成品上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S5：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S5的每一步骤中，分别进行检测。
在步骤S3的二次被覆工艺中，控制光纤放线张力为70g-90g，在步骤S4的护套工艺中，采用双层共挤的工艺，控制内层的增强层的挤塑温度为280℃-350℃，控制外层的护套层的挤塑温度为300℃-330℃；控制生产线速度100m/min-300m/min，控制护套收线张力290g-310g，设置热水温度65℃-75℃，通过调节护套的尼龙挤塑量与挤塑增强层的温度来调控LCP与尼龙的界面作用，进一步增强光缆的机械性能。
本发明的一体化光缆通过选用高模量液晶聚合物LCP作为增强层的材料，LCP拉伸模量大于10GPa，使制得的紧套光纤具有高强度、低收缩、耐高温、优异阻燃性等特性，替代了原有紧套与芳纶加强件的作用，实现了结构与材料的一体化；同时，本发明做到加强元件和光纤一齐受力，减小了光纤应变，有效降低因光纤受力导致寿命降低的风险；此外，本发明可选用热塑性聚酯弹性体TPEE或耐高温硅橡胶等耐高温材料作为弹性缓冲层，用以保护光纤不受弯曲影响；护套材料也可采用高温尼龙材料，进一步保障光缆的耐高温、阻燃、高强度的性能，同时赋予光缆耐磨性以及着色性能，满足绝大部分室内光缆的需求；本发明也可选用常规热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃LSZH、聚氯乙烯软胶PVC、聚醚醚酮PEEK等作为护套材料，满足室内光缆的需求。
以上实施例仅表达了本发明的其中两种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一体化光缆，其包括光纤和设置在所述光纤外侧的护套，所述光纤与所述护套之间还设置有增强层，其特征在于：所述增强层为LCP材料制成的增强层，所述LCP材料的拉伸模量大于10GPa。
2.根据权利要求1所述的一体化光缆，其特征在于：在所述光纤与所述增强层之间还设置有缓冲层，所述缓冲层由TPEE或耐高温硅橡胶其中的任意一种材料制成。
3.根据权利要求1所述的一体化光缆，其特征在于：所述护套为高温尼龙材料制成的护套。
4.根据权利要求1所述的一体化光缆，其特征在于：所述护套由LSZH、PVC、PEEK其中的任意一种材料制成。
5.根据权利要求1所述的一体化光缆，其特征在于：所述增强层的壁厚为0.2-0.5mm，所述护套的壁厚为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求2所述的一体化光缆，其特征在于：所述缓冲层的壁厚为0.2-0.49mm。
7.一体化光缆的制造工艺，用于制造权利要求1、3、4、5其中任一项所述的一体化光缆，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：护套，在步骤S2的光纤上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S4：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S4的每一步骤中，分别进行检测。
8.一体化光缆的制造工艺，用于制造权利要求2、6其中任一项所述的一体化光缆，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：光纤入库，将入库的光纤进行筛选，选择合格的光纤；
步骤S2：光纤着色，对合格的光纤进行着色；
步骤S3：二次被覆，在光纤上挤塑形成缓冲层；
步骤S4：护套，在步骤S3制造的半成品上通过双层共挤形成光缆的增强层和护套层；
步骤S5：光缆出厂，将步骤S4中制成的光缆包装出厂；
在步骤S1至步骤S5的每一步骤中，分别进行检测。
9.根据权利要求8所述的一体化光缆的制造工艺，其特征在于：在步骤S3的二次被覆工艺中，控制光纤放线张力为70g-90g。
10.根据权利要求8所述的一体化光缆的制造工艺，其特征在于：在步骤S4的护套工艺中，采用双层共挤的工艺，控制内层的增强层的挤塑温度为280℃-350℃，控制外层的护套层的挤塑温度为300℃-330℃，控制生产线速度100m/min-300m/min，控制护套收线张力290g-310g。
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