CN115685466B - 一种中心束管气吹微缆及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中心束管气吹微缆及制备方法，属于光缆制备技术领域，该中心束管气吹微缆用挤出模具包括沿挤出方向依次设置的第一挤出组件和第二挤出组件，所述第一挤出组件和所述第二挤出组件之间留有冷却间隙。本申请通过第一挤出组件和第二挤出组件分别挤出松套管和外护套，使得松套管与外护套近乎同时制备成型，并严格控制冷却间隙距离，以对松套管进行初步冷却，避免松套管在完全处于流动状态下与外护套挤出料相接触，造成二者相容；同时又避免松套管过于冷却成型，造成松套管的收缩，使得成型后的中心束管气吹微缆中的松套管不会发生收缩问题。

Description

一种中心束管气吹微缆及制备方法

技术领域

本发明属于光缆制备技术领域，具体涉及一种中心束管气吹微缆及制备方法。

背景技术

随着光纤通信行业的发展，通信光缆的使用量也大量增加，同时使用过程中对光缆的传输效率和光缆质量也越来越高。

中心束管气吹微缆作为一种气吹式光缆，其尺寸较小、重量轻、软硬适中，并且气吹敷设时易于过弯，操作方便。现有中心束管气吹微缆一般由光纤松套管、芳纶加强件或护套组成。中心束管式气吹微缆在结构上没有刚性加强件进行支撑，在挤出护套层时，光纤松套管经过挤塑机头高温加热会产生较大的回缩，其会显著增加光纤松套管的余长。而光纤松套管余长的增大，会造成光纤在套管内的弯曲半径减小，进而影响光纤的传输性能，甚至在低温环境下光纤会因套管的收缩造成折断问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种中心束管气吹微缆，用以解决现有气吹微缆的松套管成型时容易回缩造成光纤弯曲半径减小的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种中心束管气吹微缆用挤出模具，其用于在光纤外周挤出成型松套管和外护套，其特征在于，包括沿挤出方向依次设置的第一挤出组件和第二挤出组件，所述第一挤出组件和所述第二挤出组件之间留有冷却间隙；

其中，所述第一挤出组件包括第一模芯和第一模盖，所述第一模盖套设在所述第一模芯外周，所述第一模芯内留有供光纤穿过的通孔，所述第一模盖内壁与所述第一模芯外周预留有挤出空间，所述第一模盖上开设有第一进料口，所述第一进料口用于挤出松套管成型料；

所述第二挤出组件包括第二模芯和第二模盖，所述第二模盖套设在所述第二模芯外周，所述第二模芯内留有供包裹有松套管的光纤穿过的通孔，所述第二模盖内壁与所述第二模芯外周预留有挤出空间，所述第二模盖上开设有第二进料口，所述第二进料口用于挤出外护套成型料。

作为本发明的进一步改进，所述第一挤出组件和所述第二挤出组件之间的冷却间隙长度为250～300mm。

作为本发明的进一步改进，所述第一挤出组件和所述第二组件之间连有连接杆，所述连接杆成对设置，且成对设置所述连接杆与光纤平行设置，所述连接杆一端与所述第一模盖相连，其另一端与所述第二模芯相连。

作为本发明的进一步改进，所述第二模盖内壁周向均布有向内凹陷的缺口，所述缺口沿轴向贯穿所述第二模盖的两端。

本发明还包括一种中心束管气吹微缆的制备方法，包括如下步骤：

牵引光纤进入第一挤出组件，在光纤外周挤出成型松套管，将包覆有松套管的光纤经过冷却间隙冷却；

将包覆有松套管的光纤送入第二挤出组件，在松套管外周挤出成型外护套，得到中心束管气吹微缆，将中心束管气吹微缆冷却定型。

作为本发明的进一步改进，所述光纤的牵引速率为45～50m/min。

作为本发明的进一步改进，所述第一挤出组件的挤出温度为220℃～280℃，所述第二挤出组件的挤出温度为160℃～200℃。

作为本发明的进一步改进，所述松套管采用PBT、PA、TPEE中的其中一种制备成型；所述外护套采用PE、PVC或LSZH中的其中一种制备成型。

本发明还包括一种中心束管气吹微缆，包括：光纤，所述光纤外周包覆有松套管，所述松套管外周还设有外护套。

作为本发明的进一步改进，所述光纤外周还设有阻水层，所述松套管沿轴向嵌设有至少一根加强件。

作为本发明的进一步改进，所述外护套的外周周向均布有凸起结构，所述凸起结构沿所述外护套的轴向连续延伸布置。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

(1)本发明的中心束管气吹微缆，其通过将松套管与外护套接近同时挤出，使得松套管不经过冷却拉伸成型，在松套管具备初步轮廓后直接在其外周挤出外护套，然后再将松套管与外护套冷却成型，避免了松套管成型后在其外周挤出外护套时受热回缩的问题。

(2)本发明的中心束管气吹微缆，其通过控制挤出松套管与挤出外护套的时间差，使得松套管挤出后经过冷却间隙进行初步冷却，通过控制冷却间隙的长度，使得松套管不至于冷却定型，避免挤出外护套时二次受热回缩；同时使得松套管初步成型，避免流动态松套管与外护套接触后直接相互融合，造成二者无法分离的问题。

(3)本发明的中心束管气吹微缆的制备方法，通过严格控制光纤的牵引速率，并控制挤出松套管和挤出外护套之间的冷却间隙，选用相容性较差的松套管与外护套，控制松套管与外护套的挤出温度，既能避免松套管冷却成型后二次加热的回缩，又能避免二者同步挤出时相互融合的问题。

附图说明

图1是本发明实施例中心束管气吹微缆用挤出模具剖面结构示意图；

图2是本发明实施例中心束管气吹微缆的剖面结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：

1、第一模芯；2、第一模盖；3、第一进料口；4、第二模芯；5、第二模盖；6、第二进料口；7、连接杆；8、光纤；9、松套管；10、外护套；11、加强件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1、图2，本发明优选实施例中的中心束管气吹微缆包括有光纤8，该光纤8的外周包覆有松套管9，松套管9外周包覆有外护套10。

其中，光纤8为单模光纤或多模光纤，松套管9采用PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)、PA(聚酰胺)或TPEE(热塑性聚酯弹性体)中的其中一种制备成型，其中TPEE为含有PBT聚酯硬段和脂肪族聚酯或聚醚软段的线型嵌段共聚物，松套管9的壁厚为0.05～0.2mm，其优选为0.05mm、0.10mm、0.15mm、0.20mm。

进一步地，上述光纤8与松套管9之间还设置有阻水层，阻水层优选为干式阻水材料，其可选为阻水纱、阻水粉或阻水带中的其中一种或多种。由于本申请中的松套管9与外护套10接近于同时挤出成型，使得光纤8在未挤出松套管9与外护套10时，其外周基本无防护，采用阻水膏等形式会造成阻水膏无法稳定附着在光纤表面，因此此处需要采用干式阻水材料。其中，阻水粉包裹在光纤8外周，再采用阻水纱或者纱带缠绕包裹。阻水带放置在光纤8的外周，在挤出成型松套管9与外护套10时，将光纤8与阻水带一同放入挤出模具挤出成型，成型后阻水带稳定包覆在光纤外周。

进一步地，上述松套管9内沿轴向还嵌设有加强件11，加强件11为芳纶、玻璃纱、高密度聚乙烯纤维或碳纤维中的其中一种。加强件11整体沿光缆的轴向埋置，其在制备过程中将加强件11放置在松套管9挤出区域，松套管9挤出料包覆在加强件11外周，形成嵌设结构。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的外护套10外周周向均布凸起结构，凸起结构沿其轴向连续延伸布置。外护套10外周形成的凸起结构可使得该中心束管气吹微缆在进行气吹时，其外壁不会与管道内壁紧贴，其可在一定程度上降低与管道避免的摩擦，提高气吹距离。具体地，在外护套10的外周形成凸起结构时，可对应调整挤出模具形式，使得挤出模具内侧形成与凸起结构相对应的凹陷结构，护套料在经过模具时可直接成型凸起结构。可选地，在挤出成型外护套时，也可采用双挤出模具连续挤出形式，即先挤出成型圆管状外护套10，然后再在圆管状外护套10外周挤出成型凸起结构。

进一步优选地，上述凸起结构在外护套10的外周形成齿轮状结构，尖锐的齿轮状结构使得外护套10便于开剥，使得施工人员在施工需要时可直接用手撕开外护套10。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的外护套10采用PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)或LSZH(低烟无卤材料)中的其中一种进行制备，其整体壁厚为0.1～0.5mm，优选为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm。采用上述材料制备外护套10，使得外护套具备易开剥性能。

值得注意的是，上述松套管9采用PBT等聚酯类或PA等聚酰胺类极性较大的材料，外护套10采用PE等聚烯烃类非极性或极性较小的材料，使得松套管9与外护套10之间存在较大极性差异，二者相容性差，避免了松套管9与外护套10同时挤出时相容的问题，使得二者层间易于分离。

基于本申请背景技术中气吹微缆在松套管9外挤出成型外护套10时，挤出外护套10模具内的高温会导致松套管9二次收缩的问题，其核心问题在于松套管9在制备完全后，经过第二次高温时容易发生回缩问题。回缩问题的实质在于生产过程中将松套管9加热到高弹态，然后施加载荷的情况下使其扩展，使得松套管9在拉伸状态下快速冷却，使其变为玻璃态，松套管9形态得到固定。当松套管9被二次加热时，松套管9回复到高弹态，而松套管9本身载荷消失，松套管9发生回缩问题。可以看出，松套管9发生回缩问题的根本在于松套管9需经历加热挤出、冷却成型以及二次加热的问题。

基于上述问题，本申请提出一种中心束管气吹微缆用挤出模具，以解决中心束管气吹微缆中松套管9的回缩问题。

本申请中的中心束管气吹微缆用挤出模具，其用于在光纤8外周挤出成型外护套10和松套管9，以形成中心束管气吹微缆。具体地，该中心束管气吹微缆用挤出模具包括沿挤出方向依次设置的第一挤出组件和第二挤出组件，第一挤出组件和第二挤出组件之间预留有冷却间隙；其中，第一挤出组件包括有第一模芯1和第一模盖2，第一模盖2套设在第一模芯1外周，第一模芯1呈筒状设置，筒状空间用于放置光纤8，第一模盖2内壁与第一模芯1外周预留有挤出空间，第一模盖2上开设有第一进料口3，用于挤出松套管成型料，以在光纤8外周挤出成型松套管9；第二挤出组件包括有第二模芯4和第二模盖5，第二模盖5套设在第二模芯4外周，第二模芯4同样呈筒状设置，该筒状空间用于放置光纤8和松套管9部分，第二模盖5内壁与第二模芯4外周预留有挤出空间，第二模盖5上开设有第二进料口6，用于挤出外护套成型料，以在松套管9外周挤出成型外护套10。

此处冷却间隙主要用于对挤出成型的松套管9进行初步成型，以避免完全熔融流动状态的松套管成型料与熔融流动状态的外护套成型料相互融合，造成二者相互粘结无法分离的问题。基于此，需要在第一挤出组件和第二挤出组件之间设置冷却间隙，以使得松套管9初步成型，以避免松套管9与外护套10的粘结。

进一步地，上述第一挤出组件和第二挤出组件之间的冷却间隙长度为250～300mm。冷却间隙长度主要用于控制从第一挤出组件挤出的松套管9的初步冷却时间，以确保松套管9未完全成型不会收缩，且不会在进入第二挤出组件后与外护套10的挤出料直接融合。

值得注意的是，上述第一模芯1的筒状空间还可以放置加强件11，以在挤出成型过程中形成具备加强件11的中心束管气吹微缆。

进一步地，作为本发明的优选实施例，本申请中的第一挤出组件和第二挤出组件之间还设有连接杆7，该连接杆7成对布置，成对设置的连接杆7与光纤8平行设置，并且连接杆7的一端与第一模盖2相连，其另一端与第二模芯4相连。连接杆7的主要作用在于在第一挤出组件和第二挤出组件形成连接段，其可对挤出成型的松套管9外表面进行承托，避免松套管9下坠变形，并且连接杆7不会将第一挤出组件和第二挤出组件之间的连接空间完全封闭，方便挤出成型的松套管9的冷却定型。

优选地，至少一对成对设置的连接杆7竖向对称布置，位于下方的连接杆7能够起到很好的承托作用，避免松套管9变形。当然，此处第一挤出组件和第二挤出组件可设置多对连接杆7，以对松套管9外周进行定型维护，避免其变形，同时也应合理布置连接杆7数量，以确保松套管9的稳定散热。优选地，连接杆7的设置数量优选为2根、4根、6根或8根。

进一步地，挤出过程中松套管9可能会与连接杆7相触碰，因此连接杆7优选采用表面较为光滑的材料进行制备，其可选为钢棒、铝棒等。

进一步地，本申请还包括一种中心束管气吹微缆的制备方法，其通过上述中心束管气吹微缆用挤出模具挤出，其包括如下步骤：

牵引光纤8进入第一挤出组件，在光纤8外周挤出成型松套管9，将包覆有松套管9的光纤8经过冷却间隙冷却；

将包覆有松套管9的光纤8送入第二挤出组件，在松套管9外周挤出成型外护套10，得到中心束管气吹微缆，将中心束管气吹微缆冷却定型。

进一步地，上述光纤8的牵引速率为45～50m/min，光纤8牵引速率即为松套管9与外护套10的成型挤出速率，该挤出速率与冷却间隙长度对应匹配，使得从第一挤出组件中挤出的松套管9初步冷却，以确保松套管9与外护套10的后续分离能力。当光纤8牵引速率过快或者冷却间隙过短时，会导致松套管9未初步冷却，松套管9与外护套10会发生相容问题。当光纤8牵引速率过慢或者冷却间隙过长时，会导致松套管9冷却定型，其再度经过第二挤出组件时会再次受热变形并发生收缩问题。

优选地，在上述制备过程中，在将光纤8引入第一挤出组件之前，可将多根光纤8用阻水纱缠绕，然后再放到第一模芯1内进行挤出成型。

可选地，当在松套管9内嵌设成型加强件11时，将加强件与光纤8一同放入到第一模芯1内挤出成型，即可制备得到具备加强件11的中心束管气吹微缆。

进一步地，上述从第二挤出组件中挤出的中心束管气吹微缆需要进行冷却定型，其可选为风冷或水冷，优选为水冷形式。通过设置冷却水槽，使得中心束管气吹微缆快速冷却定型。下述实施例中冷却水槽的冷却温度为常规水冷条件，其温度也可根据环境适应改变。

下面根据上述制备方法，分别选用不同制备材料和制备温度进行制备，具体制备参数如下表所示，以得到不同类型的中心管束气吹微缆，并测试松套管9与外护套10的可分离性。

通过上述对比实施例，可以看到，在实施例1中，当松套管9与外护套10选用相容性较好的PP和PE时，二者在挤出过程中发生相容，导致冷却成型后的松套管9与外护套10难以分离；在实施例2中，本申请选用相容性较差的PBT与HDPE作为松套管9与外护套10成型料，通过控制合理温度区间和冷却间距，使得成型后的松套管9与外护套10成型为两部分结构，二者可直接分离；在实施例3中，本申请通过控制冷却间隙距离，使得从第一挤出组件挤出的松套管9还处于流体状态，其在进入到第二挤出组件后会直接与外护套10挤出料相容，导致松套管9与外护套10难以分离；在实施例4中，同样选用相容性较差的PA12和HDPE作为松套管9和外护套10，通过合理控制冷却间隙距离，使得成型后的松套管9与外护套10成型为两部分结构，二者可直接分离；在实施例5中，本申请通过控制第二挤出组件的挤出温度，第二挤出组件的挤出温度接近或高于松套管9的熔融温度，使得松套管9在进入到第二挤出组件时再次加热收缩，松套管9与外护套10在第二挤出组件内融合，成型后的松套管9与外护套10直接融合且无法分离。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种中心束管气吹微缆的制备方法，其通过中心束管气吹微缆用挤出模具挤出制备，其特征在于，所述中心束管气吹微缆用挤出模具包括：沿挤出方向依次设置的第一挤出组件和第二挤出组件，所述第一挤出组件和所述第二挤出组件之间留有冷却间隙，所述冷却间隙长度为250～300mm；

所述第一挤出组件包括第一模芯和第一模盖，所述第一模盖套设在所述第一模芯外周，所述第一模芯内留有供光纤穿过的通孔，所述第一模盖内壁与所述第一模芯外周预留有挤出空间，所述第一模盖上开设有第一进料口，所述第一进料口用于挤出松套管成型料；

所述第二挤出组件包括第二模芯和第二模盖，所述第二模盖套设在所述第二模芯外周，所述第二模芯内留有供包括有松套管的光纤穿过的通孔，所述第二模盖内壁与所述第二模芯外周预留有挤出空间，所述第二模盖上开设有第二进料口，所述第二进料口用于挤出外护套成型料；

所述中心束管气吹微缆的制备包括如下步骤：

牵引光纤进入第一挤出组件，在光纤外周挤出成型松套管，将包覆有松套管的光纤经过冷却间隙冷却，所述光纤牵引速率为45～50m/min，所述松套管采用PBT或PA中的其中一种制备得到；

将包覆有松套管的光纤送入第二挤出组件，在松套管外周挤出成型外护套，得到中心束管气吹微缆，将中心束管气吹微缆冷却定型，所述外护套采用PE、PVC或LSZH中的其中一种制备得到；

其中，所述第一挤出组件的挤出温度为220℃～280℃，所述第二挤出组件的挤出温度为160℃～200℃。

2.一种中心束管气吹微缆，其通过权利要求1所述的中心束管气吹微缆的制备方法进行制备，其特征在于，包括：光纤，所述光纤外周包覆有松套管，所述松套管外周还设有外护套。

3.根据权利要求2所述的中心束管气吹微缆，其特征在于，所述光纤外周还设有阻水层，所述松套管沿轴向嵌设有至少一根加强件。

4.根据权利要求2或3所述的中心束管气吹微缆，其特征在于，所述外护套外周周向均布有凸起结构，所述凸起结构沿所述外护套的轴向连续延伸布置。