CN113064240B

CN113064240B - 一种高强皮线光缆

Info

Publication number: CN113064240B
Application number: CN202110297634.8A
Authority: CN
Inventors: 罗俊超; 杨向荣; 祁林; 刘宏超; 黄杰
Original assignee: Yangtze Optical Fibre and Cable Co Ltd
Current assignee: Yangtze Optical Fibre and Cable Co Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-05-20
Anticipated expiration: 2041-03-19
Also published as: CN113064240A

Abstract

本发明涉及一种高强皮线光缆，包括有矩形截面的护套，在护套内中部包覆有光纤单元，在护套内两侧对应光纤单元安设有加强件，在护套外上下面中部对应光纤单元设置由外向内收缩的凹槽，其特征在于所述的护套包括有内护套和外护套，所述的外护套采用耐磨树脂，其表面硬度为1H~4H，弯曲模量≥2000Mpa，所述的内护套采用弹性体树脂，其弯曲模量为200~800Mpa，所述的外护套厚度为护套总厚度的10%~40%。本发明护套内柔外刚，可提高光缆护套层的耐摩擦性、耐异物或者尖锐物的耐刺穿性，有效提高光缆在安装、铺设过程中，护套对光纤单元的保护；并且护套的强度高，在光缆安装、铺设过程中能避免护套皮层脱落和光纤损伤，避免“断纤”现象的发生。

Description

一种高强皮线光缆

技术领域

本发明涉及一种高强皮线光缆，属于通信光纤光缆技术领域。

背景技术

伴随互联网技术的快速发展，光纤接入已成为光通信领域中的一个热点。

FTTH(光纤到户)已是光纤接入网发展的有效模式，它不仅适应光通信领域的技术发展要求，也符合终端用户对光网络信号的高速、大容量的传输需求。在FTTH接入工程中，易弯曲、较高强度的皮线光缆，已被广泛应用于接入网络中。目前一般的接入网常采用蝶形引入光缆，即皮线光缆。普通皮线光缆为标准8字型(蝶形)结构，矩形截面的护套内设有两个平行加强芯，中间为光纤。现有的皮线光缆护套为单层结构，一般采用阻燃PVC、阻燃LSZH，其树脂的耐摩性、耐穿刺性较差，在皮线光缆的实际安装、铺设过程中，在光缆放线、拖拽的过程中，护套皮层易被损伤、甚至剥落，造成光缆中的光纤单元受到挤压、扭曲、弯折等应力作用，从而导致光纤信号传输能力下降，甚至光纤的损伤和断裂。同时，由于光缆中加强件采用的是模量较高的GRP、FRP、钢丝等，其光缆较“硬”，当光缆受到外界机械应力冲击时，冲击能量不能被护套皮层有效吸收，从而传导至光纤单元，造成光缆内部光纤的损伤。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种高强皮线光缆，它内柔外刚，能提高皮线光缆的耐摩性、耐穿刺性和抗冲击性能，避免光缆铺设过程中护套脱落和光纤损伤。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：包括有矩形截面的护套，在护套内中部包覆有光纤单元，在护套内两侧对应光纤单元安设有加强件，在护套外上下面中部对应光纤单元设置由外向内收缩的凹槽，其特征在于所述的护套包括有内护套和外护套，所述的外护套采用耐磨树脂，其表面硬度为1H～4H，弯曲模量≥2000Mpa，所述的内护套采用弹性体树脂，其弯曲模量为200～800Mpa，所述的外护套厚度2t为护套总厚度(上下厚度)的10％～40％。

按上述方案，所述的耐磨树脂表面硬度为1H～3H，弯曲模量为2500～3000Mpa，所述的弹性体树脂弯曲模量为300～600Mpa，所述的外护套厚度为护套总厚度的10％～20％，内护套截面积占光缆截面积的30％～80％。

按上述方案，所述的耐磨树脂为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲醛(POM)、聚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)或含氟树脂；所述的弹性体树脂为TPEE、TPU、TPO、丁苯聚合物、SBS或乙丙共聚物；所述的耐磨树脂和弹性体树脂中添加适量的阻燃、抑烟助剂。

按上述方案，所述的加强件设置在内护套的两侧，每侧设置1～2股，所述的加强件由增强纱或增强纤维构成，其模量≥90Gpa。

按上述方案，所述的增强纱或增强纤维为芳纶纱、超高分子量聚乙烯纤维(UHMPE)、或聚对苯撑苯并二恶唑纤维(PBO)。

按上述方案，所述的阻燃、抑烟助剂为金属类的ATH、MTH、有机纳米土、机磷酸盐或磷氮化合物。

按上述方案，所述的耐磨树脂和弹性体树脂中添加适量的功能助剂，所述的功能助剂为抗氧化剂和/或抗UV炭黑。

按上述方案，所述的凹槽在护套的横向截面中呈V形。

本发明的有益效果在于：1、护套内柔外刚，表层采用耐磨、高模量的树脂，可提高光缆护套层的耐摩擦性、耐异物或者尖锐物的耐刺穿性，有效提高光缆在安装、铺设过程中，护套对光纤单元的保护；并且护套的强度高，在光缆安装、铺设过程中能避免护套皮层脱落和光纤损伤，避免“断纤”现象发生。2、内护套采用低模量的弹性体树脂，可有效提高光缆护套层对外界冲击力的吸收，避免冲击能量传递至光纤单元，从而避免光纤的衰减和损伤。

3、通过加强件采用增强纱或增强纤维，其柔顺性较好、模量较高，可改善光缆比较“硬”的缺陷，提高皮线光缆的柔顺性，从而提高光缆在安装、铺设过程中的耐弯折性等。

附图说明

图1为本发明一个实施例的横向截面结构图。

图2为本发明一个实施例的横向截面尺寸示意图。

图3为本发明第二个实施例的横向截面结构图。

图4为本发明的皮线光缆制造示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1的结构如图1、2所示，包括有矩形截面的护套，所述的护套包括有内护套3和外护套4，所述的外护套采用聚甲醛阻燃树脂，其表面硬度为2H，弯曲模量为2500Mpa，所述的内护套采用弹性体树脂，为乙丙共聚物，其弯曲模量为400Mpa，所述的外护套厚度2t为护套总厚度的15％，内护套截面积约为光缆截面积的65％。在护套内中部包覆有光纤单元1，所述的光纤单元为单芯光纤，芯数可为1～2芯，在护套内两侧对应光纤单元安设有加强件2，每侧设置1股，所述的加强件由增强纤维构成，为超高分子量聚乙烯纤维，其模量92Gpa。在护套外上下面中部对应光纤单元设置由外向内收缩的凹槽，所述的凹槽在护套的横向截面中呈V形，所述的内护套和外护套均设置有V形凹槽，且外护套在凹槽中保持相应的等厚。

本实施例的制作过程为：1芯光纤单元从光纤单元放线架5以稳定张力放出和从加增强纤维放线架6放出的2根超高分子量聚乙烯纤维一起进入双层挤出机头7，通过机头内部模具，将增强纤维分别置放于光纤单元的左右两侧，各1根，其中超高分子量聚乙烯纤维的模量为92Gpa；弯曲模量为400Mpa的弹性体阻燃树脂乙丙共聚物通过辅挤出机8，挤出温度为 190～230℃，挤出熔融至双层挤出机头，乙丙共聚阻燃树脂在双螺杆挤出机中混炼制备，螺杆长径比为：25～33，螺杆挤出温度为180～220℃，组分和含量按重量计为：乙丙共聚物70％，磷氮化合物25％，有机纳米土2％，抗氧剂2％，抗UV炭黑1％。表面硬度为2H、弯曲模量为2500Mpa 的聚甲醛阻燃树脂通过主挤出机9，挤出温度为180～220℃，挤出熔融至双层挤出机头，聚甲醛阻燃树脂在双螺杆挤出机中混炼制备，螺杆长径比为：25～33，螺杆挤出温度为190～220℃，组分和含量按重量计为：聚甲醛共聚物65％，ATH 30％，有机纳米土2％，抗氧剂1％，抗UV炭黑2％。在机头设备内，机头温度为190～210℃，护套树脂包覆在光纤单元、增强纤维周围；成型包覆后，线缆在冷却水槽10中冷却，冷却水温为35℃，再按一定的张力，收线至收线架11上。参见图4。

实施例2的结构如图3所示，与上一个实施例的不同之处在于：所述的光纤单元为单芯光纤，芯数可为2芯，在护套内两侧对应光纤单元安设有加强件2，每侧设置2股，所述的加强件为PBO纤维，模量为180Gpa；弹性体阻燃树脂为SBS，组分和含量按重量计为：SBS 共聚物72％，磷氮化合物25％，有机纳米土1％，抗氧剂1％，抗UV炭黑1％，弯曲模量为500Mpa；耐磨树脂为聚甲基丙烯酸酯阻燃树脂，表面硬度为3H、弯曲模量为2600Mpa，组分和含量按重量计为：聚甲基丙烯酸甲酯60％，MTH 35％，有机纳米土2％，抗氧剂2％，抗UV炭黑1％。所述的外护套厚度2t为护套总厚度的25％，内护套截面积约为光缆截面积的55％。

本实施例的制作过程为：2芯光纤单元从光纤单元放线架5以稳定张力放出和从加增加纤维放线架6放出的4根PBO纤维一起进入双层挤出机头7，通过机头内部模具，将增强纤维分别置放于光纤单元的左右两侧，各2根，其中PBO纤维的模量为180Gpa；弯曲模量为500Mpa的弹性体阻燃树脂SBS通过辅挤出机8，挤出温度为180～220℃，挤出熔融至双层挤出机头，表面硬度为3H、弯曲模量为2600Mpa的聚甲基丙烯酸甲酯阻燃树脂通过主挤出机9，挤出温度为190～230℃，挤出熔融至双层挤出机头7；在机头设备内，机头温度为180～220℃，护套皮层树脂涂覆在光纤单元、增强纤维周围；涂覆后，线缆在冷却水槽10中冷却，冷却水温为40℃，再按一定的张力，收线至收线架11上。

实施例3的结构与实施例2相同，其中，加强件的超高分子量聚乙烯纤维的模量为95Gpa；内护套的弹性体阻燃树脂为乙丙共聚物，弯曲模量为500Mpa，组分和含量按重量计为：乙丙共聚物70％，有机磷酸盐20％，磷氮化合物5％，有机纳米土2％，抗氧剂2％，抗UV炭黑1％。外护套的耐磨树脂为聚甲基丙烯酸酯阻燃树脂，表面硬度为2H、弯曲模量为2800Mpa，组分和含量按重量计为：聚甲基丙烯酸酯65％，MTH 30％，有机纳米土2％，抗氧剂2％，抗UV炭黑 1％，所述的外护套厚度为护套总厚度的15％，内护套截面积约为光缆截面积的65％。

本实施例的制作过程为：2芯光纤单元从光纤单元放线架以稳定张力放出和从加增加纤维放线架放出的4根超高分子量聚乙烯纤维一起进入双层挤出机头，通过机头内部模具，将增强纤维分别置放于光纤单元的左右两侧，各2根，其中超高分子量聚乙烯纤维的模量为 95Gpa；弯曲模量为500Mpa的弹性体阻燃树脂乙丙共聚物通过辅挤出机，挤出温度为 210～230℃，挤出熔融至双层挤出机头，表面硬度为2H、弯曲模量为2800Mpa的聚甲基丙烯酸酯阻燃树脂通过主挤出机，挤出温度为220～250℃，挤出熔融至机头设备；在双层挤出机头内，机头温度为220～240℃，护套皮层树脂包覆在光纤单元、增强纤维周围；包覆后，线缆在冷却水槽中冷却，冷却水温为40℃，再按一定的张力，收线至收线架上。

实施例4结构与实施例2相同，其中，加强件的PBO纤维的模量为180Gpa；内护套的弹性体阻燃树脂为SBS，弯曲模量为400Mpa，组分和含量按重量计为：SBS共聚物72％，有机磷酸盐20％，磷氮化合物5％，有机纳米土1％，抗氧剂1％，抗UV炭黑1％。外护套的耐磨树脂为聚甲醛阻燃树脂，表面硬度为3H、弯曲模量为2600Mpa，组分和含量按重量计为：聚甲醛共聚物60％，ATH 35％，有机纳米土2％，抗氧剂2％，抗UV炭黑1％。所述的外护套厚度为护套总厚度的25％，内护套截面积约为光缆截面积的55％。

本实施例的制作过程为：1芯光纤单元从光纤单元放线架以稳定张力放出和从加增加纤维放线架放出的2根PBO纤维一起进入双层挤出机头，通过机头内部模具，将增强纤维分别置放于光纤单元的左右两侧，各1根，其中PBO纤维的模量为180Gpa；弯曲模量为400Mpa 的弹性体阻燃树脂SBS通过辅挤出机，挤出温度为230～250℃，挤出熔融至双层挤出机头，表面硬度为3H、弯曲模量为2600Mpa的聚甲醛阻燃树脂通过主挤出机，挤出温度为210～250℃，挤出熔融至双层挤出机头；在机头设备内，机头温度为260～280℃，护套皮层树脂包覆在光纤单元、增强纤维周围；包覆成型后，线缆在冷却水槽中冷却，冷却水温为40℃，再按一定的张力，收线至收线架上。

Claims

1.一种高强皮线光缆，包括有矩形截面的护套，在护套内中部包覆有光纤单元，在护套内两侧对应光纤单元安设有加强件，在护套外上下面中部对应光纤单元设置由外向内收缩的凹槽，其特征在于所述的护套包括有内护套和外护套，所述的外护套采用耐磨树脂，其表面硬度为1H～4H，弯曲模量≥2000Mpa，所述的内护套采用弹性体树脂，其弯曲模量为200～800Mpa，所述的外护套厚度2t为护套总厚度的10％～40％；所述的耐磨树脂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、聚醚酮、聚苯硫醚或含氟树脂；所述的弹性体树脂为TPEE、TPU、TPO、丁苯聚合物、SBS或乙丙共聚物；所述的耐磨树脂和弹性体树脂中添加适量的阻燃、抑烟助剂；所述的加强件设置在内护套的两侧，每侧设置1～2股，所述的加强件由增强纱或增强纤维构成，其模量≥90Gpa。

2.按权利要求1所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的耐磨树脂表面硬度为1H～3H，弯曲模量为2500～3000Mpa，所述的弹性体树脂弯曲模量为300～600Mpa。

3.按权利要求1或2所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的外护套厚度为护套总厚度的10％～20％，内护套截面积占光缆截面积的30％～80％。

4.按权利要求1或2所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的增强纱或增强纤维为芳纶纱、超高分子量聚乙烯纤维、或聚对苯撑苯并二恶唑纤维。

5.按权利要求1所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的阻燃、抑烟助剂为金属类的ATH、MTH、有机纳米土、机磷酸盐或磷氮化合物。

6.按权利要求1所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的耐磨树脂和弹性体树脂中添加适量的功能助剂，所述的功能助剂为抗氧化剂和/或抗UV炭黑。

7.按权利要求1或2所述的高强皮线光缆，其特征在于所述的凹槽在护套的横向截面中呈V形。