CN114787679A

CN114787679A - 光纤线缆以及光纤线缆的制造方法

Info

Publication number: CN114787679A
Application number: CN202180006927.4A
Authority: CN
Inventors: 辻本悠介; 大里健; 鲶江彰
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-07-22
Also published as: JPWO2021157394A1; EP4102276A1; WO2021157394A1; CA3163364A1; TWI764547B; EP4102276A4; TW202132846A; AU2021217260A1; US20230042562A1

Abstract

光纤线缆(10)具备：芯部(8)，其具有多个光纤；护套(5)，其收容上述芯部(8)；以及夹设层(4)，其配置于上述芯部(8)与上述护套(5)之间，且包含纤维，位于上述夹设层的径向上的外侧的端部至中间部(4b)的上述纤维被基质加固。

Description

光纤线缆以及光纤线缆的制造方法

技术领域

本发明涉及光纤线缆以及光纤线缆的制造方法。

本申请基于2020年2月6日于日本提出申请的特愿2020-018981号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

专利文献1公开一种光纤线缆，具备：具有多个光纤的芯部、覆盖芯部的缓冲层、覆盖缓冲层的护套、埋设于护套的抗拉构件。根据本结构，能够通过缓冲层保护光纤免受外力影响。

专利文献1：日本特开2013-228647号公报

在专利文献1的光纤线缆中，由于抗拉构件埋设于护套，因此，护套变厚。因此，难以抑制光纤线缆的直径变大。

发明内容

本发明是考虑到上述状况而完成的，提供能够保护光纤免受外力影响并且能够抑制光纤线缆的直径变大的光纤线缆。

为了解决上述课题，本发明的第1方式所涉及的光纤线缆具备：芯部，其具有多个光纤；护套，其收容上述芯部；以及夹设层，其配置于上述芯部与上述护套之间，且包含纤维，位于上述夹设层的径向上的外侧的端部至中间部的上述纤维被基质加固。

本发明的第2方式所涉及的光纤线缆的制造方法具有：在具有多个光纤的芯部的周围形成包含纤维的夹设层的工序；在上述夹设层的外周部涂覆固化前的基质的工序；使上述基质固化的工序；以及形成覆盖上述夹设层的护套的工序。

根据本发明的上述方式，能够提供保护光纤免受外力影响并且能够抑制光纤线缆的直径变大的光纤线缆。

附图说明

图1是本实施方式所涉及的光纤线缆的横剖视图。

图2是图1的II部的放大图。

图3是比较例所涉及的光纤线缆的横剖视图。

图4是对实验结果进行说明的图。

图5是本实施方式的变形例所涉及的光纤线缆的横剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本实施方式的光纤线缆10具备：具有多个光纤1a的芯部8、夹设层4、设置于夹设层4的外侧的护套5、设置于夹设层4与护套5之间的一对撕裂绳7。

在本实施方式中，将护套5的中心轴线称为中心轴线O，将沿着中心轴线O的方向称为长度方向，将与长度方向正交的截面称为横截面。另外，将在横剖视图中与中心轴线O交叉的方向称为径向，绕中心轴线O环绕的方向称为周向。

芯部8具备：分别具有多个光纤1a的多个光纤单元1；和包裹这些光纤单元1的约束卷绕部2。多个光纤单元1在以SZ状或者螺旋状捻合的状态下由约束卷绕部2包裹。需要说明的是，芯部8也可以通过利用约束卷绕部2包裹一个光纤单元1而构成。

作为约束卷绕部2，能够使用无纺布、聚酯带等。另外，作为约束卷绕部2，也可以使用对无纺布、聚酯带等赋予了吸水性的吸水带。在这种情况下，能够提高光纤线缆10的防水性能。需要说明的是，芯部8也可以不具备约束卷绕部2，光纤单元1也可以与夹设层4接触。换言之，也可以将夹设层4用作约束卷绕部2。但是，在具备约束卷绕部2的情况下，能够抑制在制造时光纤单元1散开，因此，能够更容易地在芯部8的周围设置夹设层4。

本实施方式的光纤单元1具备多个光纤1a和捆束这些光纤1a的捆束件1b。作为光纤1a，能够使用光纤芯线、光纤素线、光纤带芯线等。作为光纤带芯线的一种，多个光纤1a也可以构成所谓的间歇固定带芯线。对于间歇固定带芯线而言，多个光纤1a以若在与其延伸方向正交的方向上被拉伸则以网眼状(蜘蛛网状)扩展的方式相互粘合。详细而言，某一个光纤1a与其两侧相邻的光纤1a在长度方向上不同的位置分别粘合，并且，邻接的光纤1a彼此在长度方向上隔开一定的间隔地相互粘合。

需要说明的是，芯部8所含的光纤1a的形态不局限于间歇固定带芯线，可以适当地变更。

捆束件1b也可以是绳状、片状或者管状。另外，也可以是，多个光纤1a在没有被捆束的状态下(即没有构成光纤单元1)由约束卷绕部2包裹。

或者，也可以是，多个光纤1a通过彼此捻合而捆束，构成光纤单元1。在这种情况下，光纤单元1也可以不具有捆束件1b。

需要说明的是，图1等中，将光纤单元1的截面形状示出为圆形，但也有时由于光纤单元1内的光纤1a移动而使截面形状从圆形变形。另外，图1等中，3个光纤单元1形成内侧的层，7个光纤单元1形成外侧的层。然而，也可以是，外侧的层的一部分进入内侧的层。或者，光纤单元1也可以不形成这些层。

另外，图1等中，多个光纤单元1隔开均匀的间隙而排列，但也可以不存在间隙，间隙也可以不均匀。或者，也可以是，在光纤单元1彼此之间放入夹设物，调整光纤1a向芯部8的安装密度，同时使芯部8的形状接近圆形。

撕裂绳7是聚酯等合成纤维的线等，用于撕裂护套5。另外，作为撕裂绳7，也可以使用聚丙烯(PP)、尼龙制的圆柱状杆等。一对撕裂绳7在径向上隔着芯部8而配设。需要说明的是，埋设于护套5的撕裂绳7的数量也可以为1个或者3个以上。

护套5将芯部8、夹设层4以及撕裂绳7包覆。作为护套5的材质，能够使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯共聚物(EP)等聚烯烃(PO)树脂、聚氯乙烯(PVC)等。另外，也可以使用上述树脂的混合物(合金、混合物)。

也可以在护套5的外周面设置有表示撕裂绳7的位置的记号部。记号部可以是由涂料形成的标记、向径向外侧突出的突起或者向径向内侧凹陷的槽。这些记号部可以沿着长度方向延伸。

需要说明的是，可以使形成护套5的材料包含辣椒素等。在这种情况下，能够防止例如老鼠等动物啃咬护套5。

夹设层4位于芯部8与护套5之间，并形成为覆盖芯部8的圆筒状。夹设层4具有内周部4a以及外周部4b。内周部4a与芯部8(约束卷绕部2)接触，外周部4b面向护套5。在外周部4b与护套5之间设置有空间，在该空间配置撕裂绳7。

如图2所示，夹设层4包含纤维F。夹设层4也可以是织物，也可以是无纺布，也可以是毡。“织物”是通过编织纤维F而形成的片材。“无纺布”是对纤维F进行机械处理、化学处理或者热处理，利用粘合剂以及纤维F本身的熔合力将纤维F彼此接合而形成的片材。“毡”是通过施加湿气、热或者压力等使纤维F缩呢而形成的片材。无纺布以及毡能够比织物抑制生产成本。另外，无纺布以及毡也能够通过使纤维F随机取向而消除强度以及伸缩的方向性。但是，在无纺布以及毡的情况下，也能够通过使纤维F沿着长度方向大致取向来提高夹设层4的长度方向上的抗拉强度。

作为纤维F，能够使用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、金属纤维(例如铁纤维、不锈钢钢纤维)等。这些纤维F由于抗拉伸的强度高，所以在将夹设层4用作抗张力体(抗拉构件)的情况下，较为合适。

需要说明的是，纤维F的种类能够根据光纤线缆10所需的特性来选择。

例如玻璃纤维具有绝缘性，因此，不需要具有用于接地的结构。另外，单价比芳纶纤维便宜。并且，玻璃纤维由于低温时的收缩量小，所以能够使夹设层4的低温环境下的收缩较小。因此，能够减少由于夹设层4收缩而产生于光纤1a的应力。另一方面，玻璃纤维比其他材料(纤维)抗拉伸的强度低。

芳纶纤维具有绝缘性，因此，不需要具有用于接地的结构。另外，比玻璃纤维抗拉伸的强度更高。另一方面，例如在低温环境下护套5欲收缩时，抑制该收缩变形的能力比较低，容易对光纤1a产生影响。另外，单价比玻璃纤维高。

碳纤维由于抗拉伸的强度高，所以在将夹设层4用作抗张力体的情况下，更合适。另一方面，单价高，且具有导电性，因此，有时需要具有用于将夹设层4接地的结构。

此处，在本实施方式中，如图2所示，在夹设层4的外周部4b中，通过基质M将纤维F加固。另一方面，在内周部4a中，纤维F没有通过基质M加固，在纤维F彼此之间设置有微小空间。换言之，外周部4b是纤维F被基质M加固的固化部，内周部4a是纤维F没有被基质M加固的非固化部。内周部4a通过在纤维F彼此之间设置有微小空间，从而具有缓冲性。需要说明的是，若满足所要求的特性，则夹设层4中的纤维F被基质M加固的范围的大小也可以在周向以及长度方向上不一致。

作为设置于外周部4b的基质M，能够使用环氧树脂等热固化性树脂、热塑性树脂、紫外线固化树脂、弹性体(橡胶)等。

夹设层4的抗拉强度能够通过例如变更纤维F以及基质M的种类、纤维F的密度、基质M的量(厚度)、夹设层4的横截面积等来调整。

在现有的光纤线缆中，例如使用金属线(钢线等)、FRP的杆等来作为抗张力体，这些抗张力体埋没于覆盖芯部的护套内。相对于此，图1所示的本实施方式的光纤线缆10由于将包含纤维F的夹设层4用作抗张力体，所以不具备多个夹设层4以外的抗张力体。

由此，即便光纤线缆10不具备除夹设层4以外的抗张力体，也能够在光纤线缆10在长度方向上被拉伸时保护光纤1a免受张力影响。另外，不需要配置除夹设层4以外的抗张力体，因此，能够将光纤线缆10的重量和外径抑制得较小。并且，在横剖视图中，成为抗张力体的夹设层4遍及整周地均匀地配置，因此，光纤线缆10的柔韧性没有方向性，在任一个方向上均容易弯曲。因此，能够提高光纤线缆10铺设时的作业性。需要说明的是，也可以根据需要，将与夹设层4不同的抗张力体设置于适当的位置(例如夹设层4与护套5之间或者护套5的内部)。

另外，例如在山中以及山林等架设、铺设或者埋设的光纤线缆有时由于被老鼠、松鼠、啄木鸟等野生动物啃咬(啃咬灾害)而使线缆内部的光纤损伤。对此，在本实施方式中，在夹设层4的外周部4b中，纤维F被基质M加固，具有高强度。因此，即便护套5破损，也能够通过夹设层4保护光纤1a免受外力影响。

另外，夹设层4的内周部4a具有缓冲性，在对光纤线缆10作用了沿径向压缩那样的外力的情况下，以内周部4a的纤维F彼此的空间缩小的方式弹性变形。这样，夹设层4也能够作为相对于冲击的缓冲层发挥功能。

并且，在水进入了芯部8的附近的情况下，能够在内周部4a中的纤维F彼此之间的空间保持水。即，夹设层4的内周部4a具有吸水性，因此，也能够提高光纤线缆10的防水性能。另外，也可以是，通过在内周部4a涂覆吸水剂而进一步提高防水性能。

如以上说明的那样，本实施方式的光纤线缆10具备：具有多个光纤1a的芯部8、收容芯部8的护套5、配置于芯部8与护套5之间的包含纤维F的夹设层4。而且，位于夹设层4的径向上的外侧的端部至中间部的纤维F被基质M加固。根据该结构，能够实现细径化，没有弯曲的方向性，能够保护光纤1a免受啃咬灾害以及冲击的影响，能够提供防水性能也进一步提高的优质的光纤线缆10。

作为光纤线缆10的制造方法，能够采用：在芯部8的周围形成包含纤维F的夹设层4的工序；在夹设层4的外周部4b涂覆固化前的基质M的工序；使基质M固化的工序；以及形成覆盖夹设层4的护套5的工序。

在向外周部4b涂覆固化前的基质M时，例如使用挤出机，适当地管理固化前的基质M的温度以及挤出量，从而能够使基质M填充至夹设层4的所希望的范围。用于使基质M固化的具体工序根据基质M的种类而不同。例如在热固化性树脂的情况下进行加热，在光固化性树脂的情况下照射光，在热塑性树脂的情况下进行冷却(也可以自然冷却)。另外，作为固化前的基质M，也可以将由溶剂稀释后的树脂(清漆)涂覆于夹设层的外周部4b。在这种情况下，使基质M固化的工序包括使溶剂挥发的工序。

通过上述制造方法，能够容易地制造光纤线缆10。在芯部8的周围形成夹设层4时，也可以将由纤维F构成的片材卷绕于芯部8，还可以在由纤维F构成的圆筒状构件的内侧插入芯部8。

其中，也可以通过与上述不同的制造方法来制造光纤线缆10。

实施例

以下，使用具体的实施例，对上述实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施例。

作成下述表1所示的两种光纤线缆，对性能、尺寸等进行了比较。

[表1]

	比较例	实施例
			截面构造	图3	图1
外径[mm]	17.5	12.2
			外径比	1.0	0.7
重量[kg/km]	260	130
			重量比	1.0	0.5

如图3所示，比较例的光纤线缆100具备芯部8、两个抗张力体101、两个内侧撕裂绳102、金属制的加强层103、内部护套104、两个撕裂绳7、护套5。内部护套104覆盖芯部8，内侧撕裂绳102以及抗张力体101埋设于内部护套104。加强层103设置于内部护套104与护套5之间，撕裂绳7位于内部护套104与加强层103之间。比较例的光纤线缆100是为了保护光纤1a免受啃咬灾害等影响而以往使用的通常的构造。

实施例的光纤线缆10具有图1所示的构造。在比较例以及实施例的光纤线缆中，芯部8的构造通用，具有288个光纤1a。在实施例的光纤线缆10中，使用环氧树脂作为基质M，使用玻璃纤维作为纤维F。玻璃纤维的粗细为10μm，密度为0.05g/cm³。作为基质M的环氧树脂的厚度为0.05mm。

针对比较例以及实施例的光纤线缆，在进行了撕开护套5而取出光纤1a的作业时，两者均没有在光纤1a产生外伤，具有同等的保护性能。

另一方面，如表1所示那样，相对于比较例，实施例的光纤线缆10能够大幅减少外径以及重量这两者。这是由于实施例的光纤线缆10不具备抗张力体101、内部护套104、金属制的加强层103等。这样，确认出光纤线缆10能够具有与以往的光纤线缆同等的性能，同时能够将重量和外径抑制得较小。

并且，在实施例的光纤线缆10中，使用通用的切管器对夹设层4的被基质M加固的外周部4b造成划伤，并弯曲夹设层4，从而以划伤的部位作为起点而产生龟裂，能够容易地取出芯部8。相对于此，在比较例的光纤线缆中，为了取出芯部8，需要将金属制的加强层103局部切开而将内侧撕裂绳102取出一部分，利用较大的力量拉伸内侧撕裂绳102而撕开加强层103。这样，从解体的容易度的观点出发，与比较例相比，也能够确认出实施例的光纤线缆10的优越性。

接下来，使用图4，说明针对基质M的径向的厚度以及纤维F的密度的优选的数值范围进行了实验的结果。与前述的实施例相同，使用玻璃纤维作为纤维F，使用环氧树脂作为基质M。使基质M(环氧树脂)的径向上的最小厚度在0.02～0.08mm的范围内变化。使纤维F的密度在0.02～0.08g/cm³的范围内变化。在各条件下，进行依据Telcordia GR-20的机械试验(拉伸试验、侧压试验以及冲击试验)，试验后毫无问题地取出光纤1a的情况下，结果为良好(A)，光纤1a断线的情况为不良(C)。光纤1a虽没有断线但作业需要时间的情况为(B)。

如图4所示，在纤维F的密度为0.04g/cm³以上且0.08g/cm³以下，基质M的径向上的最小厚度为0.05mm以上且0.08mm以下的情况下，得到良好的结果(A)。需要说明的是，纤维F的密度以及基质M的厚度越大则夹设层4的机械强度越高，因此，认为在纤维F的密度为0.08g/cm³以上或者基质M的最小厚度为0.08mm以上的情况下，也能够得到相同的结果。即，认为若纤维F的密度为0.04g/cm³以上、基质M的径向上的最小厚度为0.05mm以上，则能够得到效果。

另外，上述是使用了玻璃纤维以及环氧树脂的情况下的结果，但夹设层4的机械强度的大致性能由纤维F的密度以及基质M的厚度决定。因此，认为在使用了其他种类的纤维F以及基质M的情况下，也能够通过采用与上述相同的数值范围而得到相同的效果。

需要说明的是，本发明的技术范围不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内施加各种变更。

例如，光纤线缆10也可以具备用于容易撕开夹设层4的构造。具体而言，如图5所示，也可以在夹设层4与芯部8之间设置用于撕开夹设层4的内侧撕裂绳9。或者，也可以在夹设层4的内周部4a埋设内侧撕裂绳9。图5的例子中，内侧撕裂绳9的数量为两个，但也可以为一个或者3个以上。

此外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内将上述的实施方式的构成要素适当地置换为公知的构成要素，另外，可以适当地组合上述的实施方式以及变形例。

附图标记说明

1a...光纤；4...夹设层；4a...内周部；4b...外周部；5...护套；8...芯部；F...纤维；M...基质。

Claims

1.一种光纤线缆，其特征在于，具备：

芯部，其具有多个光纤；

护套，其收容所述芯部；以及

夹设层，其配置于所述芯部与所述护套之间，且包含纤维，

位于所述夹设层的径向上的外侧的端部至中间部的所述纤维被基质加固。

2.根据权利要求1所述的光纤线缆，其特征在于，

所述夹设层所含的所述纤维的密度为0.04g/cm³以上，

所述基质的径向上的最小厚度为0.05mm以上。

3.一种光纤线缆的制造方法，其特征在于，

在具有多个光纤的芯部的周围形成包含纤维的夹设层，

在所述夹设层的外周部涂覆固化前的基质，

使所述基质固化，

形成覆盖所述夹设层的护套。