CN1165787C - 制造远程通讯光缆用的光芯的方法和制造的远程通讯光缆 - Google Patents

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Abstract

一种远程通讯光缆用的光芯，包括至少一个由中央增强件构成的支承件和被涂覆于中央支承件周围的热塑性聚合物的第一涂层，许多光纤被排列在支承件周围和第二涂层被挤压在支承件的周围。在每一光芯横截面中，光纤基本上以与中央支承件相切形式被排列，且在其剩余部份的周围，完全被包封在第二涂层中。该芯可以使用一种其中就挤压段而言光纤被导引到合适的沟槽内部而达到与支承件基本上相切条件的方法来制造。

Description

制造远程通讯光缆用的光芯 的方法和制造的远程通讯光缆
技术领域
本发明涉及一种制造远程通讯光缆的方法。
背景技术
更具体地说，本发明涉及一种制造远程通讯光缆用的光芯的方法，其中该光芯包括一由位于中央的抗拉伸增强件构成的支承件、被施加到中央增强件周围的第一聚合物涂层、许多排列在第一聚合物涂层周围的光纤，和被挤压在第一聚合物涂层周围与光纤周围的第二聚合物涂层。
就制造包括带有通常被一或多层丙烯酸树脂涂覆的光纤的芯的远程通讯光缆而言，许多方法是已知的，其中带光纤的芯完全被密封在热塑性材料中。
根据一种例如从GB专利申请2176905已知的方法，在被包封于商业上被称为“Hytrel”材料的热塑性套中之前，具有丙烯酸涂层的光纤通过模具与中央增强件压在一起。
此方法被称为“一步法操作”，这表示芯是以单一步骤在热压模具中完成的。
一种在GB专利№2136350中描述的构成光芯的方法，其中将第一中央加强件加热且将第一热塑性弹性体层模压在此加强件上。许多光纤随着从特殊旋转机架获得的行星式运动而以螺旋线方式排列在第一热塑性材料层上，机架上排列包含光纤的转鼓。围绕光纤模压出第二层热塑性材料。此方法需要特别复杂的设备，该设备是由带光纤旋转鼓的旋转的机架组成的，且光纤转鼓用于将光纤从机架引导到模压头。
GB专利№2113903介绍一种制造通讯光缆的方法，根据该方法，许多光导体至少被部份包封在模压于中央的钢或耐纶丝构件周围的热塑性材料(例如聚乙烯)的中央基材的外围。更具体地说，该导体被压向通过加热而被软化的中央增强件。对导体的压力这样选定以由此使其在基材中发生预定的沉积，并在被另外的第二挤压层所涂覆之前各导体相互保持分离。
根据US№4902097所描述的方法，中央增强件被加热并提供热塑性弹性体的第一聚合物涂层。加热由此形成的支承件从而使其软化到这样的程度，以致在其中能部份地包封穿过带有通孔的板而被引导到第一聚合物涂层的光纤，使光纤以其方式通向模压头。然后将第二层热塑性材料挤压到支承件与光纤上。
GB2303938公开一种通过在内聚合物层表面上散布许多光纤并将它们植入到外聚合物层中而生产光缆的方法。
EP646819公开一种在光缆中通过赋予被置于涂覆过的增强件周围的光纤以受控加捻来减少PMD的方法。在该制造过程中，增强件通过对光缆芯向内施加径向力的螺旋线旋转的闭合模具。
申请人现已发现，由于在生产光芯期间光纤所受到的应力之故，根据这些已知方法生产的光芯可能会导致光纤传输性能的衰减。
例如，就所谓的“一步”法来说，困难在于挤压聚合物层期间控制光纤的相对位置，和在挤压头中基于聚合物材料所施加的高压而使光纤受到并不想望且无法控制的应力。
申请人还注意到，光纤被局部包封在围绕中央增强件挤压的第一聚合物涂层热塑性材料中，且随后被第二聚合物层所覆盖，如在GB专利2113903或US专利4902097中所述，可能是在光纤中信号传输衰减的原因之一。实际上，所见到的是光纤在或多或少的程度上被植入到第一热塑性层中，如在上述各专利中所述为了将光纤在围绕第二层挤压区保持所希望的形态，需要对光纤施加某种机械压缩作用，于是使光缆仍处于机械应力状态，如果应力太高的话就会导致信号衰减。还观察到的，是难于连续地在有意义的延伸几公里的长度内低水平地保持此压力，而这是光芯生产中通常所要求的。
申请人还注意到，在对挤压参数例如熔融聚合物的温度或挤压机的尺寸、第二聚合物层对被排列在第一涂层周围的光纤的挤压缺乏某种控制的情况下，可能会引起压力在光纤上的不均匀分布，从而当传输光缆工作时伴之会出现光纤从其理想形态偏移与增加信号衰减的危险性。
申请人现已发现，能够简单而有效地生产“紧密的”光缆，其中许多光纤被包封在由至少二层同心与连续的聚合物层组成的聚合物芯中。这种结果可以是通过围绕中央支承件排列光纤而方便地达到，以致使它们没有在二层连续的聚合物层之间形成界面并通过控制挤压参数而将光纤的几何形态保持在预定位置。
发明内容
因此，本发明的一个方面涉及一种制造远程通讯光缆用光芯的方法，该光芯包括至少一个用第一聚合物涂层涂覆的中央支承件、许多围绕该支承件纵向排列的光纤和围绕所述第一聚合物涂层与围绕所述光纤而被挤压的第二聚合物涂层，该方法包括下列步骤：
a)将所述光纤纵向排列在所述第一聚合物涂层周围，以使光纤与涂层表面相切并且相互沿圆周分离；和
b)围绕所述第一涂层与围绕所述光纤挤压第二聚合物涂层，至少远至挤压机的出口处保持光纤与所述涂层表面相切并且相互沿圆周分离，
其中第一聚合物层的温度在将第二聚合物层挤压在它上面之前，被保持在至少为该聚合物熔点以下30℃，而且所述第二聚合物层是在使所述聚合物具有粘度为约680Pa·s或以下的温度被挤压的，该粘度是在剪切率为100sec-1下测定的。从而避免光纤沿轴向与沿圆周偏离其相对位置。
在本说明书的全文中，短语“光纤与支承件基本上相切的条件”意指一种其中光纤被放置于一定位置以使二个聚合物层之间的界面并不是贯穿光纤而交叉的构型。此条件一般既包括光纤被置于基本上与排列在中央支承件周围的内聚合物层相接触的情况，也包括光纤全部被包封在第二聚合物中，从而将第二聚合物涂料的薄层置于光纤与第一涂层之间的条件。此基本上相切的条件通常是通过在不对光纤朝向支承件施加任何特定的径向或纵向压力前提下达到的，此特定的径向或纵向压力是朝向支承件压缩光纤或将其部份地包封而引起的，例如机械型压缩是通过合适设备施加的或者压缩是通过在张力下在支承件周围螺旋形缠绕光纤来达到的。此词还被用来意指光纤处于基本上与光芯的每一横截面中支承件切向接触。
在此说明书中，“预定的圆周分离条件”一词意指在挤压机的进口光纤彼此以预定的距离被放置于涂覆的中央支承件周围。至少就挤压机的出口点而言，“保持圆周分离的条件”意味着在任何情况下，被纵向排列在支承件上的光纤必须在挤压过程终点彼此是不接触的。理想情况是在挤压过程的终点光纤间的距离基本上应保持与光纤进入到挤压机进口时所设定的距离相同。理想的情况是这种预定的距离在邻近的光纤间大致上是相同的。
此方法的优选方面包括以下步骤：
a)沿纵向朝挤压机馈送支承件，挤压机包括包含阳模与阴模的挤压头，且在阴模中挤压第二层；
b)将许多光纤施加到所述支承件上，沿所述方向以预定的距离引导光纤，以便在与所述支承件相接触的每一点处达到基本上相切和预定的相对圆周分离的条件；
c)围绕所述第一聚合物涂层和围绕所述光纤挤压第二层，就在挤压头的出口处而言保持基本上相切和光纤相对圆周分离的条件；和
d)冷却由此得到的光芯。
根据一种优选的实施方式，所述挤压头包括一阴模，其特征在于它具有预定值的长度“L”与直径“D”的“挤压模成型段”(land)，以便就第二聚合物层的挤压区出口点而言保持光纤与支承件基本相切和光纤间相对圆周分离的条件。特别是，“L/D”的比值应在1与2之间，优选在1.3与1.5之间。
在此说明书中，术语阴模的“挤压模成型段”意指挤压头的端部，通常为圆柱形，穿过其牵引被挤压的光芯。
根据本发明的优选方面，所述挤压头包括一阳模，其特征在于所述阳模包括许多沿所述阳模之内壁纵向排列的合适的沟槽，以便引导与保持光纤于基本上与支承件相切的合适位置。特别是，沟槽是这样排列的以便使接近阳模出口处二相对沟槽之间的最大距离基本上相当于支承件的直径与二倍光纤直径之和。
根据另一个优选方面，该方法的特征在于光芯被收集在保持对支承件的牵引力“K”与对每一光纤的制动牵引力“k”之比为10-15的飞轮上，所述比值是这样的以致当释放所述牵引力“K”与“k”时，光纤受到压缩之前残余的光纤伸长率必须被抵偿到至少为约0.02％，优选为约0.04％。
还想望的是该方法的特征在于支承件的馈送速度为10-50m/min。
本发明的再一方面涉及包括一光芯的远程通讯光缆，此处所述光芯包括
一用第一聚合物涂层涂覆的中央支承件，
许多被纵向排列在支承件周围的光纤，和
被挤压在支承件周围与光纤周围的第二涂层，一个被限定在所述第一与所述第二聚合物层之间的界面，其特征在于所述光纤在二聚合物层之间是无界面形成的，而且所述光纤以开口构形被排列在支承件的周围。
术语“开口构形”通常意指在无连续型螺旋式缠绕情况下光纤被排列在中央支承件的周围。例如，光纤可能是基本上平行于中央支承件的纵轴排列的，或可能以开口螺旋构形排列，即具有相反的缠绕方向，还被称为“SZ”型螺旋线。光纤的平行配置通常被优选。注意，通常这种限定包括包含在中央支承件周围没有任何显著的机械绷紧光纤的构型。
本发明的另外方面涉及一种远程通讯光缆，它包括一光芯，此处所述光芯包括用第一种聚合物涂层涂覆的中央支承件，许多被纵向排列在所述支承件周围的光纤，和被挤压在支承件周围和光纤周围的第二涂层，其特征在于所述光纤具有小于一预定值的平均传输信号衰减值。理想情况下，根据在本发明的光芯中的光纤中测定的平均衰减值为小于或等于约0.200dB/km。
本发明的另一方面还涉及一种远程通讯光缆，它包括一光芯，此处所述光芯包括用第一种聚合物涂层涂覆的中央支承件，许多被纵向排列在所述支承件周围的光纤，和被挤压在支承件周围和光纤周围的第二涂层，其特征在于：在热循环范围为60℃到-30℃之间测定的光纤中最大与最小的平均信号衰减值之差小于一预定值。理想情况下，在热循环范围为60℃到-30℃之间测定的光纤中最大与最小的平均信号衰减值之差为小于0.01dB/km。
本发明的再一个方面为一种减小通过被包封在远程通讯光缆用的光芯中的光纤传输的信号衰减的方法，其中所述光芯包括用第一种聚合物涂层涂覆的中央支承件、许多纵向排列在支承件周围的光纤，和被挤压在支承件周围和光纤周围的第二涂层，其特征在于所述许多光纤基本相切地排列在支承件的周围而光纤对支承件不施加任何显著的压力。
本发明的还有一个方面为制造远程通讯光缆用光芯的挤压机，此处光芯包括用第一种聚合物涂层涂覆的中央支承件、许多纵向排列在支承件周围的光纤，和被挤压在支承件周围和光纤周围的第二涂层，所述挤压机包括一阳模(支承件和围绕支承件排列的光纤穿过其轴线)和其中包括挤压模成型段的阴模，穿过挤压模成型段的成品光芯被挤压，其特征在于：
a)阳模的内壁带有许多纵向沟槽，沟槽适于接受穿过模具朝向挤压机出口运动的所述光纤；在模具出口处二个径向相对的沟槽壁之间的最大距离基本上等于涂覆过的支承件的外径与二倍光纤直径之和，由此确保光纤与支承件之间基本上相切的条件；和
b)阴模的挤压模成型段的长度“L”与直径“D”之比为1-2。
附图说明
然而，从下列的实施例与附图将会更清楚地理解本发明，这些附图是：
图1以横截面表示现有技术的远程通讯光缆的光芯；
图2以横截面说明本发明的远程通讯光缆的光芯：
图3为表示生产本发明的远程通讯光缆的光芯流水线的纵向示意图；
图4表示芯中光纤旋转滚筒配置的前视图；
图5表示处于旋转滚筒与光芯的第二热塑性层挤压机之间光纤途径的示意平面图；
图6表示第二热塑性层挤压机的纵向剖面；
图7以纵向局部剖视图表示挤压头阳模的零件23的放大图，涉及在挤压第二热塑性层前其中穿过被引导的光纤与支承件的部件；和
图8和9分别描绘图7的阳模的零件23的内表面的放大的进出口。
具体实施方式
在图1中，以横截面来描绘远程通讯光缆用的已知类型光芯(以数字1表示)。
该芯包括中央增强件1，例如钢或类似材料线，它用聚合物层2a涂覆。许多光纤3，带有其自己的丙烯酸酯涂层4(一层或多层)的每一光纤部份地被包封在聚合物材料2a中，如图1中所示。许多多光纤3，带有其自己的丙烯酸酯涂层4(一层或多层)的每一光纤部份地被包封在聚合物材料2a中，如图1中所示。
另一聚合物层5a覆盖第一聚合物涂层2a以及被部份地包封在所述第一聚合物涂层中的光纤。
在图2中以横截面表示本发明的光芯。该光芯包括中央支承件，一般为中央增强件1，它用聚合物层2所涂覆。中央增强件1可以是例如钢丝或用玻璃光纤增强的树脂线，合适的增强的聚合物材料(诸如芳族聚酰胺，例如“Kevlar”)碳光纤或类似物。适于涂覆增强件的聚合物材料之例子是热塑性树脂。优选使用一种市购的商品名为Hytrel的弹性聚酯，例如，特别是Hytrel4056和G3548W(Du Pont)。
在支承芯6与光纤3之间基本为相切的条件下，带有其涂层4(通常为一层或多层的丙烯酸树脂)的许多光纤3被纵向排列在层2的周围，且完全被包封在第二聚合物层5中，此处构成第二层的聚合物选自上列的那些聚合物，优选为与涂层2中所用的相同聚合物。
制造内层2与外层5的聚合物材料之弯曲模量(根据ASTM D90标准测定)优选为30-50MPa。
根据本发明的一种实施方式的光芯包括基本上与芯的横截面相切排列的光纤，光纤平行于光缆轴线其数目优选在2-12之间，而其直径为240-270μm。
根据优选的实施方案，增强件是由直径为0.5-0.7mm、优选为约0.65mm的钢丝组成的。
内涂层2的优选厚度为0.5-0.7mm，得到的支承件6的外径为约1.4-1.8mm。根据一优选的实施方案，其中设想有12根光纤围绕支承件6，具有恒定的径向厚度的聚合物涂层被设置在增强件周围，以致使支承件6的直径为约1.7mm。
包封光纤的外聚合物涂层具有优选径向厚度为0.4-0.8mm，得到光芯的最终直径为2.5-3mm、优选为2.75mm。
光芯可包括塑料材料和/或薄金属护皮形式的另外保护层。
在优选的实施方案中，芯被厚度为0.05-0.15mm，例如0.125mm的热塑性材料护皮(未示出)所包围，得到的芯之总外径为3.00mm。热塑性材料选自本技术领域中已知的那些，包括，但并不限于所列的PBT、PP、聚酰胺和聚乙烯。
制造光芯的一个例子包括第一步，其中内支承件6(由用第一聚合物层2例如热塑性弹性体、特别是Hytrel涂覆的中央增强件1组成的)通过未被附图描述的已知方式，例如通过围绕支承件1挤压聚合物材料2层来制造光芯。
参照附图3，制造光芯的设备图，它按顺序包括中央支承件6的滚筒7，一个或多个的缓冲器8、8a和制动支承件6的制动件9，一个或多个输送所述支承件首先穿过预热用的红外线炉12、然后进入到挤压机16的旋转滚筒10、11。同时，光纤3被光纤解卷装置14解卷并被输送到挤压机16中。冷却槽17被设置于挤压机16的出口。根据优选的实施方式，光芯12包括通过合适的旋转滚筒15被引导到挤压机中的光纤。就旋转滚筒相互之间以及与挤压机纵轴之间的设置被更详细地描述于图4和5中。旋转滚筒在离穿过挤压机中心的纵轴的适当距离处被制动和设置，以便将光纤以合适的角度α引导到挤压机的入口，角度α小于3°，优选为小于1.5°。各旋转滚筒与挤压机之间的距离可在约700mm到约1500mm的范围内选定，优选为约1070mm。
为了用塑料护皮涂覆光芯可在冷却槽17之后非强制地设置另一台挤压机18，该挤压机之后其本身带有冷却槽19。在挤压机与相关的冷却槽之后是牵引件20，其后是缓冲器21和成品光芯的收集站22。
在图6中以纵剖示意图表示的挤压机16包括穿过它被迫送支承件和光纤的阳模22，阳模22包括被用来以所想望的构型将光纤排列在中央支承件周围的部件23(它更详细地被示于图7-9中)，阴模24，阴模24包括挤压模成型段25，一个或多个的沟槽26，穿过沟槽熔融的聚合物料首先被送入到由上述二模头所界定的段27，然后当支承件和光纤从阳模的部件23的腔中离开而朝向挤压模成型段25运动时被施加到支承件和光纤。
阳模的部件23之内腔最好为逐渐变化，如图7中的点划线所示，它由如在图8和9中所示的进出口的截面积这二个值来确定。
更详细地说，内腔包含许多纵向沟槽28、29、28′、29′用来逐渐地引导光纤使它们穿过挤压机运动直至它们在阳模的出口达到光纤与支承件基本上相切位置时为止。根据优选的实施方案，这些槽的数目为12条。
特别是，在二个径向相对的槽28、29的径向最外壁间之距离在进口截面处具有第一个值“P1”和在出口截面处具有小于第一个值的第二个值“P2”。28′与29′之间也一样。
更具体说，第二值是这样被预定的，以保证至少在结构的出口处直至第二聚合物层的挤压段为止光纤基本上与支承件相切的条件。
此条件实际上是由在管形壁的出口截面处的二个径向相对的槽28′、29′间的最大距离“P2”确定的，最大距离“P2”基本上相当于支承件的外径与二倍光纤直径之和。因此，在支承件具有直径为1.7mm和光纤直径为0.25mm的情况下，此距离为约2.2mm。
相对于阳模部件23和由光纤与挤压机的纵轴形成的角α固定进口截面的值“P1”，以便也在阳模的内腔中保持所述角α基本不变。例如，在上述的情况中，此时值“P2”约为2.3mm，就角α约为1.5°和阳模长度约为10mm而言，“P1”将具有约2.8mm的值。
阴模的挤压模成型段25一般为由给定的长度“L”与直径“D”比之值来表征的圆柱形，通常此值为1-2∶1。
根据所指出的“L/D”比值，长度值“L”在2-6mm之间和直径值“D”在2-4之间。
最好，“L/D”比为约1.3-1.5mm之间，其中优选值为约1.38。挤压模成型段的长度“L”优选为3-5mm，其中特别优选的长度为约4mm。直径“D”优选相应为2.2-3.6mm，特别优选的直径为约2.9mm。
长度L0约为100mm和阳模末端与阴模挤压模成型段间的的距离L1为1-4mm，优选为2mm。
带有径向取向沟槽的阳模内壁的直径(P3)与图8和9的进出口截面具有相同的值，且稍大于被迫从其中通过的支承件的直径，一般为0.1-0.2mm以上。例如，就具有直径为1.7mm的支承件而言，优选使用具有内径为1.8mm的阳模。
根据优选的实施方案，进口截面沟槽中部被排列在具有直径(P4)约为2.5mm的圆周上，而出口截面沟槽中部被排列在具有直径(P5)约为2.0mm的圆周上。
第二聚合物层的挤压温度应该是这样的以致对在支承件周围配置光纤不产生负面影响。更具体说，挤压温度应是这样的以致能保证聚合物具有充分低的粘度，避免光纤沿轴向和沿圆周从其有关位置偏移。于是可将挤压温度调整到使聚合物具有约680Pa·s或以下的粘度，该值是在剪切率为100see-1下测定的，粘度优选为低于约500Pa·s，特别优选为低于约400Pa·s。例如，如果使用Hytrel4056作为涂料组合物的话，为了得到充分低粘度的聚合物，挤压温度(在模头出口处测定)应至少为220℃(粘度约为600Pa·s；剪切率为100sec-1)，优选至少为约240℃(粘度约为450Pa·s)，尤被优选的温度是约250℃(粘度约为370Pa·s)。反之，由于过高的温度会引起构成光纤的保护涂层材料(通常为丙烯酸酯基材料)之分解，温度优选被保持在低于约300℃，优选为低于约280℃。
参照附图，下面所描述的是本发明的光芯实施方案的一个例子，其中弹性聚合物、更具体说为Hytrel(Du Pont)被用作二种涂层的热塑性材料。
支承件，在此情况下为用第一聚合物涂层聚合物材料涂覆的钢丝以不变的线速度移动，该速度优选约在10-50m/min之间，且用预定的一般为1-5kg的制动值制动。
根据特别优选的实施方案，线速度为14m/min和支承件的制动值为2.5kg。
开始，将支承件放入到优选为红外线型预热炉中，炉温已被调整到600-900℃、优选为约750℃，以便将支承件升高到温度约为120-130℃。此聚合物层的温度应被保持在至少为20℃、优选至少为约30℃，低于该聚合物的熔融温度。这使有可能在温度足以高于具有想望的粘度下挤压外层，而不会引起内层的熔化和随之将光纤部份地植入到所述内层中。
然后将预热的支承件送入到装有通过牵引作用而解卷的光纤的12个旋转滚筒的解卷装置的中央，并受到制动力，制动力的值与对支承件的牵引力有关且为50-250g。对支承件的制动力“K”与对光纤的制动力“k”之比为10-50是有利的。
“K/k”比值是这样方便地被预定的，当支承件与光纤由于牵引而释放时，光纤的残余伸长率在它们受到压缩前必须被抵偿到至少等于约0.02％。
光纤与支承件被供入到阳模22内部朝向挤压模成型段25，在挤压模成型段25挤压上第二层聚合物材料。光纤通过沟槽28、29(参见图7-9)在部件23的管状壁中被适当地引导，沟槽形成含光纤的径向表面，以致使光纤首先逐渐接近支承件，然后至少以在其上相切的条件下直到穿过槽28′、29′而在阳模出口点(图9)为止。
从阳模22出来的光纤处于基本上与支承件相切位置且具有被纵向槽所施加的彼此相反的圆周分离的构形，并与支承件一起移动到阴模24的挤压模成型段25，在挤压模成型段25它们被来自沟槽27的第二聚合物层所涂覆。阴模24的挤压模成型段25的特征在于具有前述的长度和直径值。
最好，第二聚合物层的温度，在模头的出口处测定，为220℃-280℃，其中特别优选的温度为240℃-260℃，最优选的温度为250℃。
在挤压机出口，在其中第二聚合物为光芯的最后部分的情况中，被包封在聚合物层中的支承件与光纤移动到进入冷却槽，然后进行收集步骤。
芯6在冷却槽中被预定温度的水冷却。特别是，申请人现已发现，为了使光纤基本上与支承件相切，如所希望的那样，将芯冷却到温度为20-80℃、优选为40℃-60℃是有好处的。
在着眼于用另外的涂料层涂覆光芯时，被包封在第二层中的支承件与光纤穿过另一台挤压机移动并在其中它被例如聚酰胺树脂护皮所涂覆。
光芯在完成被护皮包覆后，然后如前所述在冷却槽中被冷却。
最后，所得到的光芯借助于牵引件20穿过缓冲器21并被收集在收集站22上。
使用上述的方法，变化阴模的挤压模成型段25的长度“L”和保持其他参数不变来制造二种光芯。
特别是，就实施例的二种光芯而言，使用下列材料：
中央增强件：钢丝，直径为0.65mm；
第一涂层：Hytrel4056，厚度为0.525mm；
12条用丙烯酸树脂涂覆的光纤(直径240μm)；
第二涂层：Hytrel4056，厚度为0.525mm。
就挤压而言，使用具有以下参数特征的挤压头的挤压机：
阳模进口处的直径P1：2.8mm
阳模出口处的直径P2：2.3mm
阳模的长度L0：100mm
阳模与阴模的挤压模成型段之间的距离L1：2mm
阴模挤压模成型段的直径：2.9mm
挤压模成型段的长度L：1mm或4mm(见表)
挤压流水线的参数如下；
线速度：14m/min；
光纤的制动力：100g；
支承件的制动力：2.5或6.0g(见表)。
第二层Hytrel的挤压温度被设定在230℃。
冷却槽离挤压机为约150mm和水温为约50℃-80℃(见表)。
操作在热循环范围在光缆在其工厂的贮存期间、运输、销售与根据以下方法被铺设中所遭受到的分别为+30℃与-30℃的最大值与最小值之间的条件下进行：
将最小长度为3km的光芯缠绕在鼓形物上，然后放置于强迫空气循环的人工气候试验室中；
设定想望的温度，保证通过测定中央增强件的直流电电阻(直至测定的电阻值恒定不变为止)来达到温度热条件；
一旦已达到想望的电阻，就将光芯置于这样的条件下，为时24小时；
通过测量在1550nm波长下的反相散射与OTDR来评估光纤传输信号的衰减；测定是在光纤的两端进行的，衰减值取二次测定的平均值；
热循环要求在温度分别为60℃、0℃、-20℃、-30℃、60℃和20℃下测定6次衰减。
结果被示于下表中：
                   在下列温度(℃)测定的衰减(dB/km)
  “L”(mm)     B(kg)     T(℃) +60 0 -20 -30 +60 +20
    1     2.5     50   0.199   0.208   0.227   0.24   0.209   0.196
    4     2.5     50   0.191   0.190   0.189   0.188   0.196   0.190
    1     2.5     80   0.212   0.262   0.338   0.354   0.223   0.218
    4     2.5     80   0.199   0.192   0.192   0.192   0.200   0.193
    1     6.0     50   0.224   0.282   0.341   0.360   0.241   0.232
    4     6.0     50   0.200   0.191   0.194   0.196   0.198   0.193
L＝挤压头挤压模成型段的长度
B＝支承件的制动力
T＝冷却水的温度
表中所示的结果说明，当将使用具有挤压模成型段长度“L”为4mm的第二层Hytrel用的挤压头所得到的衰减值与使用具有挤压模成型段长度“L”为1mm的第二层Hytrel用的挤压头所得到的衰减值相比得到改进，而所有其他的挤压头尺寸仍保持相等。
更具体说，可以看出从本发明光芯的光纤中所测定的衰减值在任何情况下总是小于或等于0.200dB/km。此外，在热循环期间所测定的最大与最小平均值之间的差值为小于0.01dB/km。
如申请人所观察到的那样，本发明的方法使有可能在制造光芯期间减小在光纤上所产生的机械压力。此优点在于基本上没有外部的机械压力施加在光纤上，和控制以塑料形式穿过挤压头流动的聚合物的压力，从而自然地意味着保证光纤的特性，因此，优点还在于减少了通常易于产生的由光纤传输的光信号之衰减。
更具体说，如申请人所观察到的那样，通过在专门沟槽中导引光纤而有利地获得基本相切的条件，且在挤压第二聚合物层期间保持此基本上相切的条件，由此还避免了光纤在支承件周围的位移。特别是，发现此条件可以使用合适的阴模挤压模成型段的轴向长度“L”与其直径“D”之比值，以及最好还采用特定的挤压温度值来获得。
例如，过高的“L/D”比值(例如，由于挤压模成型段的长度相对于直径为太长而引起的)能增加挤压头内部聚合物料的压力到如此的程度，以致使光纤离开理想的相切构型和与圆周附近分离。另一方面，由于聚合物的过高粘度，太低的挤压温度也能造成这样的缺陷。还发现，如果“L/D”比太低(例如，由于相对于直径而长度不足所引起的)，可能造成仅有部分涂层或不均匀涂层的光纤，这通常是由于从挤压头离开而进入到周围环境的聚合物料压力变化太剧烈之故。
申请人还观察到，将冷却槽的温度设定在至少为20℃也有助于在光纤上保持所需程度的涂层。就此而言，将冷却水温度保持在此值以上避免芯的最外层与最内层部分相比出现过冷，和因此而产生的外部件收缩。
在这样的情况下，可能发生沉积在光纤周围的塑料被向外牵拉以抵消材料体积在其外面部分收缩后的损失。这导致光纤离开其有序的几何构型的必然位移，从而可能导致在光纤上压力的局部集中和由光纤传输的信号的必然衰减。
本发明并不严格限于上述说明书中已经所述的那些，而且还包括其所有替代的解决方案与结构，即使它们未被明显地说明过，熟练的技术人员将会发现能方便地从所述的本发明推断出这些替代的解决方案与结构，而且它们并不涉及光纤对中央支承件的任何显著的径向压力。
例如，光纤能以“SZ”型构型而不是与芯的纵向中轴相平行的方式被施加到支承件上。
根据本发明方法的一种可能的变型，“SZ”型构型可以通过使用以相反方向旋转的阳模交替地旋转光纤来产生，或者例如在挤压头之前通过引起中央线摆动来产生。本发明的光芯可能例如是水下光缆的一部分，则它还包含下列的元件：
耐拉应力的增强件，通常包括一个或多个的钢丝环；
使用合适粘度的材料，优选为湿膨胀和吸收氢的材料，在光学组件(optical module)上和增强线之间进行填塞，以避免水的纵向贯穿；
外绝缘护皮，例如聚乙烯护皮；
必不可少的是取决于光缆铺设深度的保护性铠装。
本发明的光芯可被有利地用于其他光缆结构应用，例如地面光缆(terrestrial cable)安全绳和类似物，对于每种应用来说应设想将它与特定的增强件和/或功能件相结合来使用。

Claims (17)

1.一种制造远程通讯光缆用光芯的方法，该光芯包括至少一个用第一聚合物涂层涂覆的中央支承件、许多围绕该支承件纵向排列的光纤和围绕所述第一聚合物涂层与围绕所述光纤而被挤压的第二聚合物涂层，该方法包括下列步骤：
a)将所述光纤纵向排列在所述第一聚合物涂层周围，以使光纤与涂层表面相切并且相互沿圆周分离；和
b)围绕所述第一涂层与围绕所述光纤挤压第二聚合物涂层，至少远至挤压机的出口处保持光纤与所述涂层表面相切并且相互沿圆周分离，
其中第一聚合物层的温度在将第二聚合物层挤压在它上面之前，被保持在至少为该聚合物熔点以下30℃，而且所述第二聚合物层是在使所述聚合物具有粘度低于约680Pa·s的温度被挤压的，该粘度是在剪切率为100sec-1下测定的，从而避免光纤沿轴向与沿圆周偏离其相对位置。
2.根据权利要求1的方法，其中所述第二聚合物层是在使所述聚合物具有粘度低于约500Pa·s的温度下被挤压的。
3.根据权利要求1的方法，其中所述第二聚合物层是在使所述聚合物具有粘度约400Pa·s的温度下被挤压的。
4.根据权利要求1的方法，其中所述第二聚合物层是在至少为220℃的温度下挤压的。
5.根据权利要求1的方法，其中所述第二聚合物层是在220℃至280℃的温度挤压的。
6.根据权利要求2的方法，其中所述挤压机包括一阴模，其特征在于具有长度值“L”与直径值“D”的“挤压模成型段”，以便远至第二聚合物层的挤压区出口保持光纤与所述涂层表面相切并且相互沿圆周分离。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于“L/D”的比值在1与2之间。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于“L/D”的比值在1.3与1.5之间。
9.根据权利要求6的方法，其特征在于挤压模成型段的长度“L”为2-6mm和直径“D”为2-4mm。
10.根据权利要求6的方法，其特征在于挤压模成型段的长度“L”为3-5mm和直径“D”为2.2-3.6mm。
11.根据权利要求2的方法，其中所述挤压头包括一阳模，其特征在于它包括许多沿着其内壁适当地纵向排列的沟槽，以便引导和保持光纤与支承件相切的位置。
12.根据权利要求8的方法，其中沟槽是这样排列的以使接近阳模出口处二相对沟槽间的最大距离基本上相当于支承体的直径与二倍光纤直径之和。
13.根据前述任一项权利要求的方法，其特征在于被挤压后光芯是在含温度为约20℃-80℃水的冷却槽中冷却的。
14.根据权利要求1-12中任一项权利要求的方法，其特征在于支承件受到制动牵引力“K”，光芯受到制动牵引力“k”，对支承件的牵引力“K”与对每一光纤的制动牵引力“k”之比为10-50，以致当释放所述牵引力“K”与“k”时，光纤的残余伸长率在光纤受到压缩前必须被抵偿到至少等于约0.02％，光芯被收集在保持对支承件的牵引力“K”与对每一光纤的制动牵引力“k”为上述之比的飞轮上。
15.根据权利要求1-12中任一项权利要求的方法，其特征在于支承件的馈送速率为10-50m/min。
16.一种远程通讯光缆，该远程通讯光缆可通过权利要求1-12中任何一项权利要求的方法得到，该远程通讯光缆包括一种光芯，所述光芯包括涂覆有第一聚合物涂层的中央支承件、许多围绕该支承件纵向排列的光纤和围绕支承件与围绕光纤而被挤压的第二涂层，其特征在于所述光纤具有小于或等于约0.200dB/km的平均传输信号衰减值。
17.根据权利要求16的光缆，其中被包含在所述光缆的光纤中的最大与最小的平均信号衰减之间的差值，在热循环范围为60℃到-30℃期间测定为小于0.01dB/km。
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