CN116148999A - 一种加强保护型微束缆及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本申请属于光缆领域，提供了一种加强保护型微束缆及其制造工艺，所述加强保护型微束缆包括加强保护型微束管，所述加强保护型微束管的外管壁上设置有凸点，凸点与凸点之间留有空隙，凸点之间的空隙处微束管的壁厚仍然较小，凸点材质相较于管体材料凸点的材质更软。凸点之间的空隙处微束管的壁厚仍然较小，可满足易撕离的施工要求；凸点设置可有效缓冲外力，当挤压形变发生到一定程度时，凸点会凹陷进管内，在管内壁挤压形成凸起小圆弧可以增加对光纤的挤压缓冲；另外增加的凸点可增加整根管纵向的抗拉性能，管在受到拉力时不易破裂。

Description

一种加强保护型微束缆及其制造工艺

技术领域

本申请涉及光缆技术领域，具体涉及一种加强保护型微束缆及其制造工艺。

背景技术

近年微束光缆应用越来越广，微束缆内微束管的主要优势为易剥离，弯曲半径小，柔软性较好等。但由于本身易剥离的特点，微束管材料较为柔软，也就导致微束管在光缆内极易受到外力挤压变形，最终导致光纤受力，影响整根光缆的传输性能。

为了解决该技术问题，现有技术中采用了将热塑加强丝MFR与松套管结合起来，在不影响松套管的柔软性及径向收缩性的基础上，提高松套管的轴向抗收缩性，如专利CN211086702U提出的一种基于热塑加强丝MFR的抗收缩松套管，但该专利提出的松套管共有三层结构：即内层的钢网硬铠装层、中间层的玻纤软铠装层、外层的尼龙护套层，该结构提高保证了松套管的柔软性，及抗收缩性能，但是该多层复合结构增大了光缆直径，不利于光缆的大芯数要求，同时也不具有较好的光缆的剥离性能。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，研究微束管的耐挤压性能，现对微束管的形态结构进行改进研究，提供一种加强保护型微束缆及其制造工艺，加强保护型微束缆包括微束管，将原来的微束管常规表面结构进行改进，在外表面增加凸点，凸点之间留有空隙，凸点之间的空隙处微束管的壁厚仍然较小，可满足易撕离的施工要求；凸点材质相较于管体材料凸点的材质更软，凸点设置可有效缓冲外力；另外增加的凸点可增加整根管纵向的抗拉性能，管在受到拉力时不易破裂。

第一方面，本申请实施例提供了一种加强保护型微束缆，包括多个微束管，微束管内填充有光纤和阻水材料，其特征在于，所述微束管外表面沿径向截面的周向均匀设置有凸点，相邻凸点之间存在间隙，凸点的半径与微束管壁的厚度相同，凸点材料的邵氏D硬度比微束管壁材料小，所述凸点在受力后能发生形变，并能随着受力增大直至凹陷进微束管壁内，挤压微束管壁的内侧壁形成凸起小圆弧。

在一些实施例中，微束管为LSZH、TPEE、TPU或聚烯烃材料，密度为1.05~1.55g/cm3，抗拉强度为12-18MPa，断裂伸长率在120%~550%之间。

在一些实施例中，光纤芯数为1-12根，所述微束管壁的厚度为0.14±0.04mm，微束管外径在0.95mm-1.55mm之间。

在一些实施例中，所述凸点为半球形或三棱锥形，且所述凸点材料的邵氏D硬度比微束管壁材料小2-3度。

在一些实施例中，所述阻水材料包括油膏或阻水纱中的至少一种；所述油膏中包含液体和增稠剂，所述的液体为硅油、氟化油中至少一种，所述增稠剂为二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯中至少一种；所述阻水纱为棉纱型。

第二方面在于提供另一种加强保护型微束缆，包括外护套、加强层、增强件和缆芯，缆芯外依次包覆加强层和外护套，增强件对称内嵌与外护套内壁中，其特征在于，

所述外护套的外壁为圆形，内壁形成椭圆内腔，外护套短轴壁的厚度大于外护套长轴壁的厚度，所述增强件嵌设在外护套短轴壁中；

所述加强层贴合外护套内腔形成椭圆形外壁，内壁形成圆形内腔，加强层长轴壁的厚度大于加强层短轴壁的厚度，加强层长轴壁的厚度与外护套长轴壁的厚度相加等于加强层短轴壁与外护套短轴壁的厚度之和；

所述缆芯包括多个微束管单元，微束管单元包括微束管，微束管内填充有光纤和阻水材料，微束管外表面沿径向截面的周向均匀设置有凸点，相邻凸点之间存在间隙，凸点的半径与微束管壁的厚度相同，凸点的邵氏D硬度比微束管壁小，所述凸点在受力后能发生形变，并能随着受力增大直至凹陷进微束管壁内，挤压微束管壁的内侧壁形成凸起小圆弧。

在一些实施例中，外护套的长轴壁顶点处设置有标识线，用于标记最佳开剥位置。

在一些实施例中，所述加强层长轴壁对应于标识线处设置有开剥接口。

在一些实施例中，所述加强层长轴壁设置的开剥口为卯榫衔接的缝隙，或者采用柔性材料衔接的易撕剥窗口。

第三方面在于提供一种用于制造加强保护型微束缆的制造工艺，包括以下步骤：

在微束管挤塑过程中，选用配套的挤塑模具，将光纤束送入挤塑机头，所述机头进料包括两部分：一是微束管壁材料、二是微束管壁表面的凸点材料；

设置挤塑温度：设置挤塑温度：挤塑机的机身从进料口到挤塑模具入口分成多个机身温区，多个所述机身温区沿着从进料口到挤塑模具入口的挤塑方向温度依次升高；挤塑模具入口处温度低于挤塑机靠近挤塑模具入口端的机身温度；

采用双层共挤工艺，同时挤塑微束管壁和凸点，从而一体成型为微束管；

将一体成型的微束管经过冷却水槽进行冷却，所述冷却水槽分为第一冷却水槽和第二冷却水槽，所述第一冷却水槽的温度高于第二冷却水槽，一体成型的微束管依次通过第一冷却水槽和第二冷却水槽。

与现有技术相比，本申请所能达到的有益效果：

1.本申请中微束管外壁设置凸点，凸点之间具有空隙，空隙处的管壁厚度仍然较小，相比于传统与加强层相互耦合的微束管更易撕剥，满足易撕离的施工要求，同时凸点的半径与管壁厚度一致，从而减小了微束缆的尺寸，提高光纤填充率。

2.本申请中微束管的外壁设置凸点，相比于现有技术，凸点材质相较于管体材料凸点的材质更软，受到外力后，凸点通过发生形变可有效缓冲外力，当挤压形变发生到一定程度时，凸点会凹陷进管内，在管内壁挤压形成凸起小圆弧，从而可以增加对光纤的挤压缓冲，提高光缆强度和抗侧压性能。

3.本申请中的微束缆，在外护套短轴壁内嵌入增强件，加强层长轴壁的厚度与外护套长轴壁的厚度相加等于加强层短轴壁与外护套短轴壁的厚度之和，相较于现有技术，提高了光缆在整个圆周上的强度，避免圆周上受到外力时，由于光缆强度不均匀造成变形而带来的光缆衰减超标问题。

4.本申请中的微束缆，在外护套长轴壁顶点处设置标识线，定义了最佳的开剥位置，降低工作人员寻找光缆开剥点的难度，同时，在加强层长轴壁顶端处设置开剥接口，从而使得工作人员在剥离外护套后，可快速剥离加强层，大大提高剥离及施工效率，进一步的该加强层还起到隔离作用，避免在开剥外护套的时候，工具对缆芯造成损伤。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一种加强保护型微束缆的微束管单元的结构示意图；

图2a示出了本申请一种微束缆的微束管的结构示意图；

图2b示出了本申请一种微束缆的微束管的另一结构示意图；

图3示出了本申请一种加强保护型微束缆的结构示意图；

图4示出了本申请另一种加强保护型微束缆的结构示意图；

图5示出了本申请一种加强保护型微束缆的微束管制造工艺流程图。

图中：1-光纤，2-阻水材料，3-微束管，4-凸点，5-加强层，6-外护套，7-增强件,8-标识线，9-剥离接口，A-外护套长轴壁，B-外护套短轴壁，C-加强层长轴壁，D-加强层短轴壁。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“包含”与“包括”、“含有”或“特征在于”同义，并且是包括端点在内或是开放式的，并且不排除额外的未叙述的要素或方法步骤。“包含”是权利要求语言中使用的技术术语，意思指存在所述要素，但也可以增加其它要素并且仍形成在所述权利要求范围内的构造或方法。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“ 实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下面结合附图以及具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例一

如本实施例1中的一种加强保护型微束缆，包括多个微束管3，所述微束管内填充光纤1和阻水材料2。所述微束管3的外表面设置有凸点4，凸点4材料的邵氏D硬度较管体材料小2-3度，所述凸点4在受力后能发生形变，并能随着受力增大直至凹陷进微束管壁内，挤压微束管壁的内侧壁形成凸起小圆弧。

在本实施例1中，微束管3结构如图2a所示，微束管3表面的凸点4为半圆形，且凸点的半径与微束管3壁厚一致，为0.14±0.04mm，凸点数量通过计算为33-34之间。

在一些实施例中，微束管3表面的凸点4为棱锥形，棱锥的高度与微束管3的壁厚一致，为0.14±0.04mm。

不同于常规微束管，在微束管外表面增加了凸点设计，凸点之间留有空隙，凸点之间的空隙处微束管的壁厚仍然较小，可满足易撕离的施工要求，凸点的半径与管壁厚度一致，从而减小了微束缆的尺寸，提高光纤填充率。凸点材质相较于管体材料凸点的材质更软，凸点设置可有效缓冲外力，当挤压形变发生到一定程度时，管内壁挤压形成凸起小圆弧，从而达到进一步缓冲的效果；另外增加的凸点可增加整根管纵向的抗拉性能，管在受到拉力时不易破裂。

在本实施例1中，微束管为LSZH、TPEE、TPU或聚烯烃材料，密度为1.05~1.55g/cm3，抗拉强度为12-18MPa，断裂伸长率在120%~550%之间。因此，微束管具有较高的柔软度及拉伸强度，在采用LSZH材料时，还具有良好的防火性能。

在本实施例1中，每根微束管内12根光纤，光纤颜色为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫，光纤采用G.657A2光纤，着色后光纤涂层直径为245μm±15μm，光纤在微束管管内为绞合状态，且为S绞。光纤弯曲半径7.5mm，12芯微束管外径通常在1.5±0.05mm。

以光纤尺寸为245μm为例，在一些实施例中，每根微束管3内设置1根光纤，微束管3外径为1.0±0.05mm。在一些实施例中，每根微束管3内设置4根光纤，微束管3外径为1.2±0.05mm。在一些实施例中，每根微束管3内设置6根光纤，微束管3外径为1.3±0.05mm。

在本实施例1中，微束管内填充有阻水材料，阻水材料为油膏或阻水纱中的任一种。所述油膏中包含液体和增稠剂，所述的液体为硅油、氟化油中至少一种，所述增稠剂为二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯中至少一种；所述阻水纱为棉纱型。采用不同阻水方式，满足干式阻水和充油阻水两种要求。

实施例二

如本实施例2中的一种微束缆，包括由外到内一次设置的外护套6、加强层5、及微束管单元，外护套6内嵌入4根对称的增强件7，如图3所示。微束管单元包括微束管3、阻水材料2及光纤1，光纤1在微束管3内S绞。其中微束管与实施例1中描述的“微束管”的结构相同，微束管外壁设置相互间隔的凸点，从而提高微束缆的抗压性能及抗拉伸强度，同时保证了微束缆的易剥离性能。

在本实施例2中，外护套6为圆形外周，内壁形成椭圆形内腔，外护套短轴壁B的厚度大于外护套长轴壁A的厚度，所述增强件7设置在短轴内壁中。加强层5贴合外护套6内腔形成椭圆形外周，内壁形成圆形内腔，加强层长轴壁C的厚度大于加强层短轴壁D的厚度，加强层长轴壁C与外护套长轴壁A的厚度相加等于加强层短轴壁D与外护套短轴壁B的厚度之和，因此，加强层长轴壁C的厚度加强了光缆在外护套6长轴方向上的强度，使得光缆在圆周上抗压强度更为均匀，避免圆周上受到外力时，由于光缆强度不均匀造成变形而带来的光缆衰减超标问题。

本实施例2中，加强层5可以采用芳纶纱、玻璃纤维等材料，增强件7为刚性材料，优选的为FRP材质。加强层和增强件的设置，可有效提高微束缆的抗拉伸性能及抵抗局部压力的性能，从而提高光纤保护性能。

光缆需要满足全截面阻水，对于微束管和整体缆芯均有极高的阻水要求，在本实施例中，微束管内填充有阻水材料，满足全截面阻水的需求，阻水材料包括纤膏或阻水粉中的至少一种，微束管可以采用不同阻水方式，满足干式阻水和充油阻水两种要求。

实施例三

本实施例的加强保护型微束缆结构与实施例2的不同之处在于还针对外护套6及加强层5的进行了剥离结构设置。

具体，如图4所示，在外护套长轴壁A的顶端处嵌入有标识线，相当于通过该标识线，在光缆表面定义了最佳的开剥位置，降低工作人员寻找光缆开剥点的难度，提高工作人员确定光缆开剥点的准确度。

在本实施例3中，还在加强层长轴壁C处设置有开剥接口9，该接口9处形成加强层的压合铆接。该接口处可以是间隙，也可以是采用柔软材质结合，从而使得工作人员在剥离外护套后，可快速剥离加强层，大大提高剥离效率。进一步的该加强层5还起到隔离作用，避免在开剥外护套的时候，工具对缆芯造成损伤。

实施例四

如本实施例4中的一种微束缆制造工艺，制造步骤如图5所示：

步骤1，光纤着色，使用着色机对光纤进行着色；

步骤2，光纤放线，设置光纤放线张力为0.8-1.2N；

步骤3，挤塑，选用合适的挤塑模具，光纤束送入挤塑机头，机头进料分为两部分，一为管体材料、二为表面凸点材料。

设置挤塑温度：挤塑机的机身从进料口到挤塑模具入口方向分成多个机身温区，多个所述机身温区沿着从进料口到挤塑模具入口的挤塑方向温度依次升高。如具有4-6机身温区的挤塑机，将挤塑机机身温度设在170-190℃之间，第1-2机身根据挤塑材料的特性设置温度相对较低，设置为170℃，避免温度过高焦料，第3-4机身设置为180℃，第5-6机身设置温度相对稍高，设置为190℃，从而保证材料在进入模口前已经充分熔解。

所述挤塑模具处温度低于挤塑机靠近挤塑模具入口端的机身温度，根据微束管材料的特性，将挤塑模具处的挤塑温度设定为180℃。

采用双层共挤工艺，同时挤塑微束管材料和凸点材料，从而形成沿径向截面的周向均匀设置有凸点的微束管。

步骤4，将挤塑的微束管经过冷却水槽进行冷却，所述冷却水槽分为第一冷却水槽和第二冷却水槽，所述第一冷却水槽的温度高于第二冷却水槽，一体成型的微束管依次通过第一冷却水槽和第二冷却水槽。优选的，设置第一节冷却水槽水温为40-50℃之间，第二节冷却水槽水温为20-30℃；第一节使用温水槽，保证微束管材料内分子充分结晶，减少微束管的回缩，第二节使用常温水冷却。

步骤5，收线，设置收线张力2-2.5N。本实施例中微束管较小且主要承受拉力元件为光纤，因此设置收线张力不宜过大，设置2-2.5N可以保证微束管不破裂，同时可以使微束管可以拉直收线至收线盘上。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种加强保护型微束缆，包括多个微束管，微束管内填充有光纤和阻水材料，其特征在于，所述微束管外表面沿径向截面的周向均匀设置有凸点，相邻凸点之间存在间隙，凸点的半径与微束管壁的厚度相同，凸点材料的邵氏D硬度比微束管壁材料小，所述凸点在受力后能发生形变，并能随着受力增大直至凹陷进微束管壁内，挤压微束管壁的内侧壁形成凸起小圆弧。

2.根据权利要求1所述的加强保护型微束缆，其特征在于，微束管为LSZH、TPEE、TPU或聚烯烃材料，密度为1.05~1.55g/

，抗拉强度为12-18MPa，断裂伸长率在120%~550%之间。

3.根据权利要求1所述的加强保护型微束缆，其特征在于，光纤芯数为1-12根，所述微束管壁的厚度为0.14±0.04mm，微束管外径在0.95mm-1.55mm之间。

4.根据权利要求1所述的加强保护型微束缆，其特征在于，所述凸点为半球形或三棱锥形，且所述凸点材料的邵氏D硬度比微束管壁材料小2-3度。

5.根据权利要求1所述的加强保护型微束缆，其特征在于，所述阻水材料包括油膏或阻水纱中的至少一种；所述油膏中包含液体和增稠剂，所述的液体为硅油、氟化油中至少一种，所述增稠剂为二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯中至少一种；所述阻水纱为棉纱型。

6.一种加强保护型微束缆，包括外护套、加强层、增强件和缆芯，缆芯外依次包覆加强层和外护套，增强件对称内嵌与外护套内壁中，其特征在于，

所述外护套的外壁为圆形，内壁形成椭圆内腔，外护套短轴壁的厚度大于外护套长轴壁的厚度，所述增强件嵌设在外护套短轴壁中；

所述加强层贴合外护套内腔形成椭圆形外壁，内壁形成圆形内腔，加强层长轴壁的厚度大于加强层短轴壁的厚度，加强层长轴壁的厚度与外护套长轴壁的厚度相加等于加强层短轴壁与外护套短轴壁的厚度之和；

所述缆芯包括多个微束管单元，微束管单元包括微束管，微束管内填充有光纤和阻水材料，微束管外表面沿径向截面的周向均匀设置有凸点，相邻凸点之间存在间隙，凸点的半径与微束管壁的厚度相同，凸点的邵氏D硬度比微束管壁小，所述凸点在受力后能发生形变，并能随着受力增大直至凹陷进微束管壁内，挤压微束管壁的内侧壁形成凸起小圆弧。

7.根据权利要求6中所述的一种加强保护型微束缆，其特征在于，所述外护套的长轴壁顶点处设置有标识线，用于标记最佳开剥位置。

8.根据权利要求7中所述的一种加强保护型微束缆，其特征在于，所述加强层长轴壁对应于标识线处设置有开剥接口。

9.根据权利要求8中所述的一种加强保护型微束缆，其特征在于，所述加强层长轴壁设置的开剥口为卯榫衔接的缝隙，或者采用柔性材料衔接的易撕剥窗口。

10.一种用于制造如权利要求1-9任一项所述加强保护型微束缆的制造工艺，其特征在于，具有如下步骤：

在微束管挤塑过程中，选用配套的挤塑模具，将光纤束送入挤塑机头，所述机头进料包括两部分：一是微束管壁材料、二是微束管壁表面的凸点材料；

设置挤塑温度：挤塑机的机身从进料口到挤塑模具入口方向分成多个机身温区，多个所述机身温区沿着从进料口到挤塑模具入口的挤塑方向温度依次升高；所述挤塑模具温度低于挤塑机靠近挤塑模具入口端的机身温度；

采用双层共挤工艺，同时挤塑微束管壁和凸点，从而一体成型为微束管；

将一体成型的微束管经过冷却水槽进行冷却，所述冷却水槽分为第一冷却水槽和第二冷却水槽，所述第一冷却水槽的温度高于第二冷却水槽，一体成型的微束管依次通过第一冷却水槽和第二冷却水槽。

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