CN116184597B - 一种具有网状微束管的微束缆及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本申请属于光缆领域，提供了一种具有网状微束管的微束缆及其制造工艺，所述微束缆包括多个网状微束管，微束管通过挤塑制成，所述网状微束管的镂空网孔通过实体部均匀黏连，微束管镂空网孔在光缆纵向延伸方向上保持形状稳定，耐拉性能强；微束管内壁和外壁均覆盖阻水材料，具有良好的阻水性能，同时在微束管成缆时起到避免光纤与微束管管之间、相邻微束管之间相互粘黏的作用。采用网状微束管，比传统的微束管更容易开剥，提高了施工效率；减小了微束管的外径，降低了生产成本。微束缆的制造工艺，通过两次阻水材料喷涂工艺，使得微束管的内壁和外壁均覆盖有阻水材料，使得微束管具有良好的阻水性能，同时在微束管成缆时避免光纤与微束管管之间、相邻微束管之间相互粘黏。

Description

一种具有网状微束管的微束缆及其制造工艺

技术领域

本申请涉及光缆技术领域，具体涉及一种具有网状微束管的微束缆及其制造工艺。

背景技术

随着光网络的日益发展，对光缆有着各种各样的需求。在建设智能大厦、住宅小区等前，安装方往往希望一次性能将光缆铺设到位，实现各楼宇建设完毕后，可直接从已经铺设的光缆中抽取任意一根光纤引入预留的通道，进而引入对应建筑，以节省安装成本，并用尽量可能少的工具和设备实现开剥。由于管道资源越来越紧张，而光缆本身需要大容量，大芯数，近年来对于光缆尺寸要求越来越小，以满足尽可能节省安装空间的需求。

现有技术中，CN216696784U为了提高光缆的剥离性能，提出在光纤单元护套内部内嵌一层厚度为0.5mm±0.02mm的TPEE开窗纸层的结构，并将光纤单元护套分为大小不同的两块区域，两块区域之间设置开窗口，用于撕开开窗纸。该结构提高了光缆的撕剥性能，但该结构的开窗纸内嵌设置复杂。

另外，外护套生产过程中，微束管与外护套黏连问题较为明显，由于机头温度较高，微束管在护套过程中经过机头模具极易发生软化，与护套发生黏连，严重影响光缆中光纤的传输性能，直接影响施工。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，降低管的尺寸，现对微束管的形态进行改进研究，由原来的封闭式管状改成管表面为带孔的网状结构，且在网状微束管内壁和外侧均覆盖有阻水粉或者阻水纤膏。提高微束管的撕剥性能，避免成缆过程中的微束管黏连问题，同时可有效减少微束管尺寸，降低成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种具有网状微束管的光缆，包括多个微束管和所述微束管内的光纤；其特征在于，所述光纤表面设置有第一阻水材料，且所述微束管内壁附着第一阻水材料，所述微束管的外壁均匀附着第二阻水材料；所述微束管通过挤塑制成于光纤外周，呈镂空网状，并且镂空网孔和未镂空的实体部沿所述微束管径向截面的周向均匀间隔分布，所述微束管的镂空网孔之间通过实体部均匀黏连；沿所述微束管径向截面分布的镂空网孔的尺寸相同，而沿所述微束管纵向分布的镂空网孔的尺寸不同，从而调整微束管的强度和柔性程度；所述微束管表面实体部的总面积占所述微束管的表面积比例至少为20％，所述微束管镂空网孔在光缆纵向延伸方向上保持形状稳定，并且微束管在光缆纵向延伸方向上的伸缩率低于±5％。

在一些实施例中，所述微束管镂空网孔的形状为三角形、圆形或菱形中的至少一种。

在一些实施例中，所述第一阻水材料和第二阻水材料为阻水粉或者阻水纤膏中的任一种，其中阻水粉的成分包括丙烯酸钠、交联剂，阻水纤膏包括硅油、氟化油。

在一些实施例中，所述微束管壁厚为0.06±0.01mm，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，微束管外径在0.35mm-1.25mm之间。

在一些实施例中，微束缆还包括外护套，外护套内对称嵌入加强件，外护套内侧设置增强层，增强层为芳纶纱或玻璃纤维中的至少一种，设置在所述增强层内的微束管之间填充有第三阻水材料，所述第三阻水材料包括阻水粉、阻水纱、阻水纤膏中的至少一种。

第二方面在于提供一种用于制造微束缆的制造工艺，包括以下步骤：

第一次阻水材料喷淋，采用阻水材料喷枪对光纤表面进行水平喷淋第一阻水材料；

选用配套的挤塑模具，将经过喷淋第一阻水材料的光纤束送入挤塑机头；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；

将挤塑成型的微束管经过冷却箱进行冷却，冷却箱温度设置为低于常温，使得微束管能快速冷却下来；

第二次阻水材料喷淋，采用阻水材料喷枪对微束管表面进行水平喷淋第二阻水材料，使第二阻水材料均匀附着于微束管外壁。

在一些实施例中，所述阻水材料在光纤或微束管上的覆盖率及覆盖厚度通过阻水材料喷枪实时控制。

与现有技术相比，本申请所能达到的有益效果：

1.微束管设计为镂空网状结构，比传统的微束管更容易开剥，速度更快，提高了施工效率。

2.微束管设计为镂空网状结构，减小了微束微束管的外径，提高了管内光纤密度，同时降低了生产成本。

3.微束管的内壁和外壁均覆盖了阻水材料，提高了光缆阻水效果，同时解决了传统干式管制造过程中，微束管与光纤之间、相邻微束管之间粘黏的痛点，减小衰减异常风险。

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示出了本申请一种具有网状微束管的微束缆的微束管单元结构示意图；

图2示出了本申请一种具有网状微束管的微束缆的网状微束管结构示意图；

图3a示出了图2中网状微束管的展开结构示意图；

图3b-3d示出了本申请网状微束管镂空网孔形状的其他实施例的展开结构示意图；

图4a-4b示出了本申请网状微束管镂空网孔排列的其他实施例的展开结构示意图；

图5示出了本申请一种具有网状微束管的微束缆的结构示意图；

图6示出了本申请一种具有网状微束管的微束缆的微束管制造工艺流程图。

图中：1-光纤，21-第一阻水材料，22-第二阻水材料，23-第三阻水材料，3-微束管，31-实体部，32-镂空网孔，4-增强层，5-外护套,6-加强件。

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中的一种具有网状微束管的微束缆，多个微束管3和所述微束管3内的光纤1，微束管3通过挤塑设置于光纤1外。所述光纤1表面喷淋有第一阻水材料21，在微束管3挤塑于光纤1外周时，微束管3的内壁上附着第一阻水材料21，所述微束管的外壁喷涂有第二阻水材料22，使得第二阻水材料22均匀附着于微束管3的外壁上，如图1所示。所述微束管3呈镂空网状，并且镂空网孔32和未镂空的实体部31沿所述微束管径向截面的周向均匀分布，所述微束管表面实体部31的总面积占所述微束管3的表面积比例至少为20％。微束管实体部31的总面积占所述微束管3的表面积比例至少为20％，可以保证微束管的强度，保证微束管的镂空网孔在未受到外力的情况下保持形状稳定，即在光缆纵向延伸方向上的伸缩率低于±5％，避免微束管在成缆过程中发生折叠。

如图2-3所示，镂空网孔32为三角形和弧形的结合，三角形尺寸高为0.4mm左右。微束管3的环面上镂空网孔数量至少为5个，从而可以在微束管的任一位置撕剥的时候，徒手一分钟可剥离40-50米，提高撕剥效率。

在一些实施例中镂空网孔的形状为规则排布的圆形、三角形，如图3b-3c所示。在一些实施例中，镂空网孔32为规则排列的菱形，在菱形的每条边上具有类似“}”的花纹，“}”花纹的厚度及弯曲幅度可根据需要调整，从而调节微束管实体部31的面积占比，同时更好的附着第二阻水材料22，如图3d所示。

在一些实施例中，沿所述微束管径向截面分布的镂空网孔32的尺寸相同，而沿所述微束管纵向分布的镂空网孔32的尺寸不同，如图4a所示，镂空网孔321/322在光缆径向环面分布的直径相同，光缆纵向延伸方向上的镂空网孔322和321的直径不同。根据镂空网孔的不同形状和尺寸设置，可以调整网管表面的护套材料面积占比，从而调整微束管的强度和柔性程度。例如，不同尺寸的镂空网孔32或不同形状的镂空网孔32在光缆纵向延伸方向上均匀排列，或以等差数列的间距排列,如图4b所示。

镂空网孔的形状和尺寸排列包括但不限于本实施例中所示的形状和尺寸排布。

微束管3的镂空网孔32呈形状稳定的规则分布，管表面护套材料面积占比至少为20％，因此，可以保证微束管可以更好的减少其纵向上的形变发生，保证对光纤的保护强度。在本实施例中，光纤的衰减性能可以达到，1310nm≤0.35dB/km、1383nm≤0.36dB/km、1550nm≤0.22dB/km。

所述微束管3内壁和外壁覆盖的第一阻水材料21和第二阻水材料22为阻水粉或者阻水纤膏中的任一种，其中阻水粉的成分包括丙烯酸钠、交联剂，阻水纤膏包括硅油、氟化油。

在本实施例中，镂空网孔和未镂空实体沿所述微束管3径向截面的周向均匀间隔分布，通过挤塑制成，且内壁和外壁均覆盖阻水材料，整体管状可以起到良好的阻水效果，阻水性能可以做到光缆1米水柱3米缆长24h不漏水。同时避免了微束管3成缆时微束管3之间相互粘黏的技术问题。另外，外径在光缆纵向延伸方式均匀，镂空网孔的形状为规则排布的稳定结构形状，且网状护套存在黏结点，耐拉性能强。网状微束管的设计，相对于一些大芯数光缆采用的薄膜层，提高了光纤保护强度，相对于一般微束管3结构，减小了微束微束管的外径，提高了管内光纤密度。

微束管3的材质包括低烟无卤材料(LSZH)、热塑性弹性体橡胶(TPEE)或其他聚烯烃材料中的至少一种。

在本实施例中，光纤芯数为12芯，每根微束管3内12根光纤，光纤颜色为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫，光纤1采用G.657A2光纤，着色后光纤涂层直径为245μm±15μm，光纤1在微束管3管内为绞合状态，且为S绞，光纤弯曲半径7.5mm。微束管3壁厚一般在0.06±0.01mm，密度在1.05～1.55g/cm3之间，优选的密度在1.1～1.2g/cm3之间；抗拉强度通常为12-18MPa，优选的抗拉强度为15MPa；断裂伸长率在120％～550％之间，优选的断裂伸长率为180％，微束管3外径通常在1.15±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0.4±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0.75±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0.85±0.05mm。

实施例二

如本实施例2中的一种具有网状微束管的微束缆，包括由外到内依次设置的外护套5、增强层4、及微束管单元，外护套5内嵌入2根对称的加强件6，如图5所示。微束管单元包括微束管3及设置在所述微束管内的光纤1，光纤1在微束管3内S绞设置，其中微束管3与实施例1中描述的“微束管”的结构相同，为镂空网状结构，从而提高微束缆的剥离性能，同时减小微束缆的外径，提高了光纤填充率。

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，微束管单元之间填充第三阻水材料23，且微束管3内壁附着有第一阻水材料21，微束管3外壁喷涂有第二阻水材料22，满足全截面阻水的需求。第一阻水材料21和第二阻水材料22包括纤膏或阻水粉中的至少一种，第三阻水材料23包括阻水粉、阻水纱、阻水纤膏中的至少一种，微束管缆可以采用不同阻水方式，满足干式阻水、半干式或充油阻水等多种阻水需求。同时，微束管3内壁和外壁均覆盖有阻水材料，在外护套生产过程中，可以避免微束管3与光纤1之间、相邻的微束管3之间的黏连问题。

本实施例中，增强层4可以采用芳纶纱、玻璃纤维等材料，加强件6为刚性材料，优选的为FRP材质。增强层和加强件的设置，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。

实施例三

如本实施例三中的一种用于具有网状微束管的微束缆制造工艺，制造步骤如图6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，第一次阻水材料喷淋，使用阻水材料喷枪对光纤表面喷淋第一阻水材料21，喷淋角度为水平方向。采用阻水材料喷枪对光纤表面进行喷淋，该阻水材料喷枪的阻水材料喷淋量可以根据阻水材料的覆盖率及覆盖厚度实时控制。

第一阻水材料为阻水纱或阻水膏中的一种，其中，阻水粉的主要成分为丙烯酸钠、交联剂等，阻水膏的主要成分为硅油、氟化油等。

步骤4，设置光纤绞合方式为S绞合，选用配套的挤塑模具，将经过喷淋第一阻水材料的光纤1束送入挤塑机头。

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℃，从而保证微束管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℃。

步骤5，将挤塑的微束管3经过经过冷却箱进行冷却，冷却箱温度设置为低于常温，例如常温为25℃，优选的，设置冷却箱温度为5-10℃；采用冷却箱冷却，相比于常规冷却水槽冷却的方式，可以保证微束管能快速冷却下来。

步骤6，第二次阻水材料喷淋，使用阻水材料喷枪对微束管3表面喷淋第二阻水材料22，喷淋角度为水平方向。

经过第一次阻水材料喷淋的光纤1送入微束管3后，光纤1表面的第一阻水材料21至少部分的附着在微束管3内壁上，微束管3外壁经过第二次阻水材料喷淋，从而使得微束管3的内壁和外壁均覆盖有阻水材料，可以保证微束管具有良好的阻水性能，同时可以避免微束管3与光纤1之间、相邻的微束管3之间的粘黏问题。

步骤7，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。

本申请的一种具有网状微束管的微束缆制造工艺，包括但不限于本实施例中所示的步骤，各工艺步骤顺序也不限于本实施例所述，其中部分工艺步骤也可同时进行。

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 (8)

1.一种具有网状微束管的微束缆，包括多个微束管和所述微束管内的光纤；其特征在于，所述光纤表面设置有第一阻水材料，且所述微束管内壁附着第一阻水材料，所述微束管的外壁均匀附着第二阻水材料；所述微束管通过挤塑制成于光纤外周，呈镂空网状，并且镂空网孔和未镂空的实体部沿所述微束管径向截面的周向均匀间隔分布，所述微束管的镂空网孔之间通过实体部均匀黏连；沿所述微束管径向截面分布的镂空网孔的尺寸相同，而沿所述微束管纵向分布的镂空网孔的尺寸不同，从而调整微束管的强度和柔性程度；所述微束管表面实体部的总面积占所述微束管的表面积比例至少为20％，所述微束管镂空网孔在光缆纵向延伸方向上保持形状稳定，并且微束管在光缆纵向延伸方向上的伸缩率低于±5％。

2.根据权利要求1所述的微束缆，其特征在于，所述微束管镂空网孔的形状为三角形、圆形或菱形中的至少一种。

3.根据权利要求1所述微束缆，其特征在于，所述第一阻水材料和第二阻水材料为阻水粉或者阻水纤膏中的任一种，其中阻水粉的成分包括丙烯酸钠、交联剂，阻水纤膏包括硅油、氟化油。

4.根据权利要求1所述的微束缆，微束管壁的厚度为0.06±0.01mm，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。

5.根据权利要求1所述的微束缆，其特征在于，光纤芯数为1-12根，微束管外径在0.35mm-1.25mm之间。

6.根据权利要求1所述的微束缆，其特征在于，还包括外护套，所述外护套壁内对称嵌入加强件，外护套内侧设置增强层，增强层为芳纶纱或玻璃纤维中的至少一种，设置在所述增强层内的微束管之间填充有第三阻水材料，所述第三阻水材料包括阻水粉、阻水纱、阻水纤膏中的至少一种。

7.一种用于制造如权利要求1-6任一项所述微束缆的制造工艺，其特征在于，具有如下步骤：

第一次阻水材料喷淋，采用阻水材料喷枪对光纤表面进行水平喷淋第一阻水材料；

选用配套的挤塑模具，将经过喷淋第一阻水材料的光纤束送入挤塑机头；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；

将挤塑成型的微束管经过冷却箱进行冷却，冷却箱温度设置为低于常温，使得微束管能快速冷却下来；

第二次阻水材料喷淋，采用阻水材料喷枪对微束管表面进行水平喷淋第二阻水材料，使第二阻水材料均匀附着于微束管外壁。

8.根据权利要求7所述制造工艺，其特征在于，所述阻水材料在光纤或微束管上的覆盖率及覆盖厚度通过阻水材料喷枪实时控制。