CN116027479A - 一种间断加强型光纤带、其制备方法及光纤带缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间断加强型光纤带、其制备方法及光纤带缆。所述光纤带包括多根沿横向并排设置的光纤，以及包裹所述光纤的并带树脂；所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有加强条；所述加强条沿横向延伸，其横向宽度处于并带树脂横向宽度以内；所述加强条弯曲模量在9～200GPa，断裂伸长率在1％～5％。本发明提供的光纤带，由于并带树脂具有弹性且模量较低，因此大大削弱了由于并带树脂固化粘结导致的内应力，减小了光纤尤其是边纤受到内应力影响而导致的损耗增加；同时采用加强条维持光纤带整体平整度，解决了由于并带树脂模量降低可能导致的光纤串动、表面不平整的问题。

Description

一种间断加强型光纤带、其制备方法及光纤带缆

技术领域

本发明属于光通信领域，更具体地，涉及一种间断加强型光纤带、其制备方法及光纤带缆。

背景技术

由4～24根光纤平行排列经UV(紫外线)固化的并带树脂粘结成的薄平带，光纤带具有高溶解效率和大光纤密度的优点，因而得到广泛的推广和应用。

然而一直以来，光纤带的缺点亦较为明显：由于并带树脂的模量较大，光纤带内光纤特别是边缘的两根光纤受到由于固化产生的内应力，导致光纤的衰减增加，影响光纤的传输性能。另一方面，采用全涂覆固化树脂的光纤带由于光纤带和树脂全部粘接后形成一体，导致光纤带的弯曲性能很差，在光缆生产和应用的时候有很多局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种间断加强型光纤带、其制备方法及光纤带缆，其目的在于，结合弹性树脂和加强条，降低树脂对光纤带边纤的内应力影响，并维持光纤带的表面平整，由此解决现有的光纤带采用较高模量的并带树脂，导致边纤受内应力影响明显，损耗明显大于中间纤的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种间断加强型光纤带，其包括多根沿横向并排设置的光纤，以及包裹所述光纤的并带树脂；

所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；

所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有加强条；

所述加强条沿横向延伸，其横向宽度处于并带树脂横向宽度以内；

所述加强条弯曲模量在9～200GPa，断裂伸长率在1％～5％。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述加强条横向宽度处于光纤横向排列宽度以内，优选覆盖中间纤横向宽度范围。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述加强条与光纤垂直或成交角，间隔距离为100～500mm。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述加强条的直径在10～40um之间，所述加强条的直径小于并单树脂层的厚度，优选二者的差值在10um以上。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述加强条采用短纤维制作，优选为碳纤维或玻璃纤维。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述弹性丙烯酸树脂，弹性模量在50～200Mpa，断裂伸长率为20％～100％。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述并带树脂厚度在20～50um之间。

优选地，所述间断加强型光纤带，其所述多根光纤之间填充有油膏、滑石粉或阻水粉。

按照本发明的另一个方面，提供了所述间断加强型光纤带的制备方法，包括以下步骤：

将多根光纤横向并排设置，组成排纤；

周期性的在排纤表面放置加强条，并定径涂覆弹性丙烯酸树脂树脂，使所述加强条和排纤位置相对固定；

经过UV引发，使得所述弹性丙烯酸树脂固化，获得所述间断加强型光纤带。

按照本发明的另一个方面，提供了一种光纤带缆，其包括本发明提供的光纤带。

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，能够取得下列有益效果：

本发明提供的光纤带，由于并带树脂具有弹性且模量较低，因此大大削弱了由于并带树脂固化粘结导致的内应力，减小了光纤尤其是边纤受到内应力影响而导致的损耗增加；同时采用加强条维持光纤带整体平整度，解决了由于并带树脂模量降低可能导致的光纤串动、表面不平整的问题。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的光纤带结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的光纤带横截面投影结构示意图；

图3是本发明实施例2提供的光纤带结构示意图；

图4是本发明实施例2提供的光纤带横截面投影结构示意图；

图5是本发明实施例3提供的光纤带缆结构示意图；

图6是本发明实施例4提供的光纤带缆结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为光纤带，1.1为光纤，1.2为并带树脂，1.3为加强条，1.4为油膏，2为并带树脂，3为加强条，4为加强件，5为阻水材料。

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。

如果降低并带树脂的模量，以减小制作光纤带时产生的内应力，则对光纤的约束能力下降，光纤可能产生串动或分离，使光纤带不能维持原本平整而并排的排列，失去其光纤有序排列带来的高熔接效率、大光纤密度的优势。本发明采用弹性的并带树脂，配合每隔一段距离设置刚性的加强条，在减小由于并带树脂模量较高带来的内应力并且能维持光纤带的平整程度，由于加强条不限制光纤横向移动，因此光纤带的弯曲性能以及边纤损耗得到了有效改善。

本发明提供的间断加强型光纤带，包括多根沿横向并排设置的光纤，以及包裹所述光纤的并带树脂；

所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；所述弹性丙烯酸树脂，弹性模量在50～200Mpa，断裂伸长率为20％～100％。所述并带树脂厚度在20～50um之间。由于加强条的存在，并单树脂的模量可以远低于目前光纤带采用的并带树脂的典型模量，目前并带树脂的典型模量在600MPa左右。低模量的并单树脂，产生的应力更小，有利于减小边纤损耗，并且提高光纤带整体的弯曲性能，尤其是本发明采用的并带树脂具有一定弹性，在降低光纤完全损耗的同时光纤带整体的弯曲性能更好，不易折断。并带树脂层，由于需要固定加强条，因此并带树脂的厚度略大。

所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有加强条；所述加强条与光纤垂直或成交角，间隔距离为100～500mm。一般来说，与光纤垂直的加强条，具有更好的弯曲耐久性，由于光纤带整体弯曲时，加强条处几乎不受影响，因此不会导致加强条与并带树脂分离，同时易于剥除和熔接；而与光纤成交角的加强条，由于在轴向上覆盖更全面，极限状态下，甚至可以完全覆盖光纤带的轴向，因此对与光纤串动的限制能力更强，最大可能的避免光纤带中并排设置的光纤传动。

所述加强条沿横向延伸，其横向宽度处于并带树脂横向宽度以内，横向宽度处于光纤横向排列宽度以内，优选覆盖中间纤横向宽度范围。所述加强条的直径在10～40um之间。由于加强条覆盖的横线宽度，是加强条的性能重要影响因素，加强条如果覆盖完整给的一周，弯曲时由于树脂的堆积，会不可避免的产生应力堆积，尤其是在加强条处形成压迫，导致微弯，光纤损耗增加，而本发明提供的加强条，不会覆盖到光纤带边纤两侧，这样设计，改变了由于并带树脂形变导致的内应力集中在边纤的情况，降低了边纤损耗，提高光纤损耗一致性。加强条尽可能的短，则可以更好的与并带树脂固定，降低由于反复弯折导致的加强条处并带树脂折断的概率，尽可能避免加强条暴露甚至光纤带损坏的情况。加强条为了实现防串动的作用，横向最短需要覆盖中间纤的部分。同样为了尽可能的避免加强条导致并带树脂的损坏，加强条的直径需要小于并单树脂层的厚度，优选二者的差值在10um以上。

所述加强条弯曲模量在9～200GPa，断裂伸长率在1％～5％。

所述加强条采用短纤维制作，优选为碳纤维或玻璃纤维，在足够细的纤维水平，提供足够高的强度。

多根光纤之间填充有油膏、滑石粉或阻水粉，具有填充的光纤降低了光纤与光纤之间、光纤与并带树脂之间的摩擦，避免了光纤与并带树脂之间的粘结，进一步缓解了树脂固化带来的内应力传递到光纤而影响传输的问题。同时，相邻光纤之间的空隙也填充了固化树脂，将光纤之间隔开，进一步防止光纤串动，保证光纤之间并列排布。

本发明提供的光纤带的制备方法，包括以下步骤：

将多根光纤横向并排设置，组成排纤；优选方案，所述多根光纤之间，填充有油膏、滑石粉或阻水粉。

周期性的在排纤表面放置加强条，并定径涂覆弹性丙烯酸树脂树脂，使所述加强条和排纤位置相对固定；

经过UV引发，使得所述弹性丙烯酸树脂固化，获得所述间断加强型光纤带。

本发明还提供给了包括所述光纤带的光纤带缆。

以下为实施例：

实施例1

本实施例提供的间断加强型光纤带，结构如图1所示，横截面结构如图2所示，以6芯光纤带为例，包括多根沿横向并排设置的光纤1.1，以及包裹所述光纤的并带树脂1.2；

使用的光纤包层圆度(％)≤1.0％，芯包同心度误差(um)≤0.5％，包层直径约为80～125um，着色后的涂层直径为160～250um。

所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；所述弹性丙烯酸树脂，弹性模量在60MPa，断裂伸长率约为90％。所述并带树脂厚度20um。

所述弹性丙烯酸树脂配方：丙烯酸单体30～70wt％，预聚体20～60wt％.,增稠剂3～10wt％，引发剂0.1～1wt.％，助剂1～3wt.％。

所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有碳纤维1.3加强条；所述加强条与光纤成交角45°，间隔距离为100mm。所述加强条沿横向延伸，其横向宽度覆盖中间纤横向宽度范围，即横向覆盖中间纤4根。所述加强条的直径约10um。所述加强条弯曲模量约150Gpa，断裂伸长率为1.5％左右。

测试得到，边纤损耗小于0.003dB/km，中间纤损耗小于0.001dB/km。

本实施例提供的间断加强型光纤带的制备方法如下：

光纤带：6根光纤径放线架放出后，并列排布，在上、下表面，即正反两面，间隔放置用作加强条的短碳纤维后，在表面涂覆一层所述光固化树脂，并在UV灯下进行固化成型。经过冷却、牵引、收卷后，制得所述光纤带。

实施例2

本实施例提供的间断加强型光纤带，结构如图3所示，横截面结构如图4所示，以6芯光纤带为例，包括多根沿横向并排设置的光纤1.1，以及包裹所述光纤的并带树脂1.2；

使用的光纤包层圆度(％)≤1.0％，芯包同心度误差(um)≤0.5％，包层直径约为80～125um，着色后的涂层直径为160～250um。

所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；所述弹性丙烯酸树脂，弹性模量约100Mpa，断裂伸长率约为60％。所述并带树脂厚度50um。

所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有玻璃纤维加强条1.3；所述加强条与光纤垂直，间隔距离为500mm。所述加强条沿横向延伸，其横向宽度覆盖光纤横向宽度范围，即横向覆盖6根光纤。所述加强条的直径为40um。所述加强条弯曲模量约10Gpa，断裂伸长率为3％左右。

多根光纤之间填充有油膏1.4。

测试得到，边纤损耗小于0.002dB/km，中间纤损耗小于0.001dB/km。

本实施例提供的间断加强型光纤带的制备方法如下：

光纤带：6根光纤径放线架放出后，并列排布在其表面涂覆油膏，在上、下表面，即正反两面，间隔放置用作加强条的短碳纤维后，在表面涂覆一层所述光固化树脂，并在UV灯下进行固化成型。经过冷却、牵引、收卷后，制得所述光纤带。

实施例3

利用实施例1或2的光纤带制作中心管式光纤带缆，结构如图5所示：

由光纤带1、阻水带5、塑料管2、护套3及加强件4组成。松套管材料可以为PP、PBT等，壁厚为0.5～1.2mm。护套材料为HDPE、MDPE、LDPE等材料制成。加强件为FRP、钢丝等。

制备方法如下：若干光纤带1经放线架放出后，并排叠放后进行SZ绞合，并包阻水带。进入成型模具后，挤出一层塑料松套管2。松套管外包阻水带5，加强件4经放线架放出后，缆芯和加强件通过成型模具，并挤制一层护套3。

实施例4

利用实施例1或2的光纤带制作层绞式光纤带缆，结构如图6所示：

由含光纤带1的松套管2、中心加强件2、阻水材料5、护套3及可能的铠装元件组成。松套管材料可以为PP、PBT等，壁厚为0.5～1.2mm。护套材料为HDPE、MDPE、LDPE等材料制成。加强件为FRP、钢丝等。铠装材料为钢带、铝带。

制备方法如下：若干光纤带1经放线架放出后，并排叠放后进行SZ绞合，并包阻水带5。进入成型模具后，挤出一层塑料松套管2。若干松套管围绕加强件4中心绞合，绞合后缆芯包阻水带5，包钢带，再挤制一层护套层4。

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 (10)

1.一种间断加强型光纤带，其特征在于，包括多根沿横向并排设置的光纤，以及包裹所述光纤的并带树脂；

所述并带树脂为光固化的弹性丙烯酸树脂材料；

所述光纤带正面和反面的并带树脂中沿光纤轴向间断分布有加强条；

所述加强条沿横向延伸，其横向宽度处于并带树脂横向宽度以内；

所述加强条弯曲模量在9～200GPa，断裂伸长率在1％～5％。

2.如权利要求1所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述加强条横向宽度处于光纤横向排列宽度以内，优选覆盖中间纤横向宽度范围。

3.如权利要求1所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述加强条与光纤垂直或成交角，间隔距离为100～500mm。

4.如权利要求1所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述加强条的直径在10～40um之间，所述加强条的直径小于并单树脂层的厚度，优选二者的差值在10um以上。

5.如权利要求1所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述加强条采用短纤维制作，优选为碳纤维或玻璃纤维。

6.如权利要求1至3任意一项所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述弹性丙烯酸树脂，弹性模量在50～200Mpa，断裂伸长率为20％～100％。

7.如权利要求6所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述并带树脂厚度在20～50um之间。

8.如权利要求1所述的间断加强型光纤带，其特征在于，所述多根光纤之间填充有油膏、滑石粉或阻水粉。

9.如权利要求1至8任意一项所述的间断加强型光纤带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多根光纤横向并排设置，组成排纤；优选方案，所述多根光纤之间，填充有油膏、滑石粉或阻水粉；

周期性的在排纤表面放置加强条，并定径涂覆弹性丙烯酸树脂树脂，使所述加强条和排纤位置相对固定；

经过UV引发，使得所述弹性丙烯酸树脂固化，获得所述间断加强型光纤带。

10.一种光纤带缆，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的光纤带。

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