TWI278872B - Premises cable with glass fiber reinforcement - Google Patents

Description

1278872 A7 B7 五、發明說明（ 具有玻璃纖維強化材料的室内纜線 本發明的技術領域及工業應用性 本發明通常係與戶内通信境線產生有關且更明確係虚 玻璃纖維強化之室内纜線有關。 發明背景 纖維光學窺線-般係用來提供在戶内的和戶外之許多 種通4系統中的電子通信。_種戶内纖維光學纟覽線的類 型，典型地係指室内的、充填的或直立欖線，其包括有被 包含在一個防火聚合物套膜裡的經緩衝的光纖和疏鬆的強 化聚芳族聚醯胺纖維。該聚芳族聚醯胺纖維係典型地塗布 以一纖維產生期間可避免磨耗的塗層。 聚芳族聚醯胺纖維在室内纜線裡面具有許多重要的功 月匕首先，聚方族聚醯胺纖維可以在安裝加工期間提供一 些抗拉強度。其次，該聚芳族聚醯胺纖維係作為一緩衝墊 與間隔填充物，以保護並且維持在聚合物外套膜裡的疏鬆 纖維光學纖維。第三，該聚芳族聚醯胺纖維可以避免該光 學纖維黏附至聚合物套膜壁。 在室内纜線中使用該聚芳族聚醯胺纖維的問題是該芳 族聚醯胺纖維可能在某些易燃條件下增加火焰的燃料並產 生煙霧。這是因為芳族聚醯胺纖維係為有機纖維的事實。 因此，提供一在室内纜線所使用的強化纖維中減少或 除去產生火與煙霧的可能性，同時維持該強化纖維所提供 之的結構和保護的方法是非常需要的。在室内纜線中所使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） -4- 1278872 五、發明說明（ 用的強化纖維不會造成會在該聚合物套膜裡彎曲該等光學 纖維之條帶化現象或形成束塊，也是高度需要的。這個彎 曲可能導致光學纖維的衰減，其會限制該纖維為傳送光學 信號的能力。 發明摘要 因此。本發明的一個目的是提供一在室内纜線所使用 之強化纖維中減少或除去產生火與煙霧的可能性，同時維 持用於戶内通信纜線的該強化纖維所提供之的結構和保護 的方法。 上述的目的是藉由將典型地可在室内纟覽線中發現的聚 芳族聚醯胺纖維更換成塗以膠劑之玻璃強化纖維而達成 的^ σ亥荨玻璃纖維係為無機物而非有機物時，這些纖維 將會減少室内纜線中起火或冒煙的可能性。這對於用於商 業或住毛建築物中的一例如為室内纜線之戶内通信纜線室 而言，是特別有利的。 除此之外’該等玻璃纖維可提供與聚芳族聚醯胺纖維 相較係為類似之結構和保護特性。首先，該等玻璃纖維在 女裝程序期間提供一些抗拉強度。其次，該等玻璃纖維係 作為一緩衝墊與間隔填充物，以保護並且維持在聚合物外 套膜裡的疏鬆纖維光學纖維。第三，該等玻璃纖維可以避 免^光予纖維黏附至聚合物套膜壁。第四，當該等玻璃纖 隹疋非條帶化的（個別的塗以膠劑之股線，沒有成束或分 支）時’其傾向於在整條室内纜線内部與疏鬆光學纖維周 提供一致的隔離效果。第五，由於該聚芳族聚醯胺纖維 A請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} · I! I ! I 訂·！ I! ! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

1278872 A7 五、發明說明（3) 也可以使用安裝工具來切割，該玻璃纖維強化鐵線的安裝 性係較佳的。 本發明的其他目的和優點將會在參考下述的詳鈿描述 與附的申凊專利範圍，以及在參照伴隨的圖式下變的更 加明顯。圖式的簡要說明 第1圖疋依照本發明的室内纜線之一較佳具體例的 透視圖； 第2圖是第！圖的室内繞線沿著線2·/的一個剖視 圖；且 第3圖是依照本發明的一較佳具體例以形成一室内 纜線的邏輯流程圖。 本發明洋細說明與及較佳發明具體例 現在參照第1和2圖一用於戶内通信系統之室内纜 線係大略以10來表示。該室内纜線1〇係由包含在一防 火聚合物套膜16裡之實質上數個任意設置、緊密緩衝的 光纖12和數個疏鬆玻璃纖維14所組成。 該光纖12包含有由玻璃、塑膠或其他在此技蔹術中 已知的透明材料所製成之長的、細的可撓性纖維。較:地， 該等纖維12是用融化的氧化石夕所製成，且係被用來當作 -以光的形式傳送資訊影像的通路。該等纖維12係二佳 地被緊密地緩衝並塗布以一丙烯酸塗層。 該防火聚合物套膜16係同樣地在此技藝術中為人所 熟知，且可以包含同時防水和防火之廣泛的不同聚合物。 較佳地’該套膜16係由一聚氣乙烯（pvc)的薄層來形 本紙張尺度適用中國國家標準（CNWA4規格（210 X 297公复_ 1278872

發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成。在另一個具體例中，該套膜16可以由具有例如一金 屬水合物之非鹵素化防火材料之聚乙稀薄層來形成。可以 使用的金屬水合物的-實施例係為三水合氧化銘。 該等疏鬆玻璃纖維14具有許多重要的功能。首先， 該等玻璃纖& 14在安裝過簡間提供—些抗拉強度。其 次，該等玻璃纖維14係作為_緩衝塾與間隔填充物，以 在聚合物套m 16裡保護並轉持在聚合物外套膜裡的疏 鬆纖維光學纖維12。第三，料麵纖維可以避免該光 學纖維黏附至聚合物套膜壁。第四，因為該等玻璃纖維是 無機的，其不會像例如聚芳族聚酿胺纖維之傳統有機纖 維’在存在有熱或電n火花時產生煙霧或火焰。同樣地， 其可以作為-防火障壁來❹。這料最有可能用於例如 一楝住宅的或商業建築物中之戶内安裝的本發明之室内纜 線10中’尤其是重要的。 该4玻璃纖維14係較佳為單一末端E_玻璃粗紡纖 維’或為Type 30®粗紡纖維，其可以用通常用於進料 至缓線製造設備的形式來加以纏繞。然而，其他類型的玻 璃纖維也可以使用。這些包含實質上無硼的玻璃纖維（例 如Advantex⑧玻璃纖維，其可自〇wens Coming公司取 得），S-玻璃或其他的高強度玻璃纖維（例如ZenTron®玻 璃纖維，由 Advanced Glassfiber Yams，LLC 公司所製 作）’ E-CR玻璃或任何其他的類型的玻璃，只要它能符 合該纜線的極限抗拉強度、壓擠、衝擊、和防火的性質。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------- 裝！ — S 訂------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1278872 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（J ) 該等纖維14係以一具有許多重要功能之膠劑來保 護。首先，該膠劑允許該等纖維14在經過該纜線加工進 料時不會有一般被稱為起毛之磨耗該等玻璃纖維M之現 象。同時，該膠劑有助於最小化該等可能引起該等光纖12 的衰減之玻璃纖維14的條帶化或糾結之現象，藉此避免 或限制其之個別的光學信號的傳導。這也允許了玻璃纖維 14在光纖周圍和在聚合物套膜16裡面之更均勻的分 佈，其有助於更進一步保護該等光纖12· 該應用於該等玻璃纖維14上的膠劑包含有至少一薄 膜成形劑和至少一潤滑材料，較佳係以薄膜比上潤滑劑之 重篁為大約1 : 1和大約1 : 6之間比例。該膠劑的塗料 含量係較佳地不超過該膠劑和玻璃纖維14之重量總合的 大約2.0重量百分比，且係理想地在膠劑和玻璃纖維的 大約0.2和〇·9重量百分比之間。這是為了限制可能發 生的火焰和煙霧，因為在這種情況下的膠劑是一種可能的 燃料。 較佳地’该薄膜成形劑包含一個防水的熱塑塑膠或熱 固化可撓性聚合物。該薄膜成形劑的功能係為保護並且使 玻璃纖維14變堅固。該薄膜成形劑也可以用來作為一加 工輔助劑。該薄膜成形劑係藉由例如浸潰或噴霧等在此技 藝中所熟知的任何數目之施加方式，來將膠劑施加於一玻 璃粗纺纖維。該薄膜成形劑必須要是可以被乳化、溶解或 是可被懸浮於一水性介質中。此種較佳薄膜成形劑係為一 環氧基樹脂為基礎之薄膜成形劑。然而，其他的聚合物材 裝 ----- - -訂--- - ----. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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料例如聚氨甲酸脂和聚乙稀也可以考慮。在聚乙稀的情況 中’額外的例如聚乙烯咄酮（polyvinyl pyrilid〇ne; PVp)之 薄膜成形劑係典型地被加入在溶液中，以避免該聚乙稀聚 合物的膠黏性。 該潤滑劑材料係典型地為非離子性材料其之功能係將 到该薄膜成形劑塑化。該潤滑材料可以由在膠劑組成物中 已知的商業上已知之潤滑材料的一種材料或一組合來組 成。舉例來說，典型地可以使用硬脂酸聚乙二醇酯和油酸 聚乙二醇酯和其他的非離子性的以石油為基礎之潤滑劑。 除此之外’其他的添加劑可以被加到該膠劑組成物中 以增進加工性。舉例來說，可以添加用於使玻璃纖維14表 面變堅固並提供將玻璃纖維14與該膠劑結合之官能位置 之矽烷或甲基丙烯氧基矽烷。為了幫助水解該矽烷，可以 加入一其中其酸鹼值係被調整到4.5左右的例如乙酸之 酸類。除此之外，PVP可以添加以非聚乙稀為基礎的膠 劑中以保護並且使玻璃纖維14變堅固，而增加玻璃纖維 14股線的完整性和剛性，及/或減少或除去對位係為與纖 維之間的黏結。 一個用於本發明的較佳具體例的玻璃纖維14上之較 佳的膠劑組成物的具體例係如下面的表1中所示。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂-------- 1278872 A7 B7 五、發明說明（7 ) 表1 說明 活性固體 %混合固體 %股線固體 酸 100.0% 0.024 0.140 環氧基 56.0% 4.599 14.760 聚乙烯吼酮 20.0% 0.160 1.720 PEG 400 單油酸鹽 100.0% 0.530 25.310 PEG 400 單異硬脂酸鹽 100.0% 0.440 21.010 非離子性石油 100.0% 0.440 21.010 甲基丙烯氧基 矽烷 83.0% 0.840 3.280 40.00% 0.070 1.340 去離子水 0 92.657 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 製造六個預混合物以形成如表1所示膠劑組成物。 在第一預混合物中，一部分的去離子水係與乙酸和甲基丙 烯氧基矽烷混合。在第二預混合物中，製備了薄膜成形劑 樹脂，在這裡係為一環氧樹脂。在第三預混合物中，一部 分的去離子數目的被和單油酸聚乙二酯和單異硬脂酸鹽聚 乙二酯混合。雖然PEG 400被列在表1中，當然可以 使用包括PEG 200、600或800的其他分子量之聚乙二 醇。在第四預混合物中，去離子水的另外一部分係和非離 子性的石油潤滑劑混合。在第五預混合物中，一部分的去 離子水係與聚乙烯吼酮混合。在第六預混合物中，一部 分的去離子水係與砍烧混合。六種預混合物然後加在一起 I * 裝！！-訂—-----^-^1 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 1278872 五、發明說明（8) 形劑::::成霧。在表1中之該膠劑組成物的薄膜成 1與與股線固體的潤滑劑的比例為1:4 78。 崤;^、、， 图中。滾疴施加器或經由一連 員施加器來加以施加。在任一方法中，當該該玻璃 送通過該施加器時’該膠劑係被實質上擦拭在該 筒、亲鱼1上。當使用—個滾子施加器的時候，藉由控制滾 麩士率來進行，而或是在使用一連續果送頭施加器時，則 精由泵送速率來計量。 接下來，在步驟110巾，將該被塗上膠劑之玻璃纖 I 14纏繞、乾燥並在-例如管件、錐體、繞線框或捲線 *的核、裝置上形成一緊密缠繞方形邊緣或逐漸尖細的錐 幵H每是用卩下二種方法之一來完成的。在一個方法 中，該被塗上膠劑的玻璃纖維14纏繞在一於例如管件、 錐體、繞線框或捲線軸的核心裝置上緊密地纏繞成一方形 邊緣或逐漸尖細的錐形封裝，且接下來將其乾燥。在另一 個方法中，被塗上膠劑的玻璃纖維14係被纏繞成一傳統 成形封裝，乾燥並接著在一例如管件、錐體、繞線框或捲 線軸的核心裝置上纏繞成一緊密地纏繞為方形邊緣或逐漸 尖細的錐形封裝。 接下來，在步驟120中，形成該纜線封裝或室内纜 線1〇。這是以數個步驟來完成的。首先，一開始的數個 被塗以膠劑的玻璃纖維14係以線性進料器或伺服器來施 加。然後，該等光纖12係以S-Z股線模式來應用，其中 1278872 A7 B7 五、發明說明（9) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該等光纖12是在一個循環上以順時針方向扭轉而在下一 個循環上以反時針方向扭轉。重複這個程序直到加入的光 纖12足以消除該所完成之室内纜線10的壓縮或膨漲的 影響。然後，其他被塗以膠劑的玻璃纖維14係運用線性 進料器或伺服器來施加。最後，聚合物套膜16係運用管 件擠出方法來施加以形成室内纜線10。 本發明提供另一種用於例如室内纜線之戶内通信纜線 的強化材料。這些新的室内纜線具有理想地適合用於商業 或住宅建築物中之玻璃纖維強化物。當玻璃纖維是無機物 時，不像聚芳族聚醯胺纖維，這些纖維會減少在室内纜線 裡著火或冒煙的可能性。除此之外，該等玻璃纖維提供與 聚芳族聚醯胺纖維相較之類似結構和保護特性。同時，該 等玻璃纖維在安裝程序期間會提供一些抗拉強度。更進一 步的說，該等玻璃纖維係用來作為一個緩衝墊與間隔充填 物，以在聚合物套膜裡保護並且維持該等疏鬆光學纖維。 最後，該等玻璃纖維可避免該等光學纖維黏附至該聚合物 套膜壁。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當然，當本發明已經以較佳具體例來描述的時候，可 以了解的是，由於習於此藝者將可以，特別是按照前述的 教示内容來進行修改，所以本發明並不會被其所侷限。 元件標號對照表 10 室内纜線 14 玻璃纖維 12 光纖 16 聚合物套膜 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1278872 六、申請專利範圍 、史)正本 經濟部中走標準局肩工消費合作社印製 智慧財產局 Α8 Β8 C8 D8 私年“月 第91111674號專利申請案申請專利範圍修正本92年u月7曰 1· 一種室内纜線，其包含： 一個防火的聚合物套膜； 數股光纖；以及 數個非條帶化無機纖維，該數個無機纖維係用 來在聚合物套膜裡保護並且維持該等疏鬆光學纖 維’同時最小化或避免產生煙霧或火燄，與 一第一含量之膠劑組成物，其係實質上包覆該 等數個無機纖維，該膠劑組成物包含有至少一薄膜 成形劑和至少一潤滑材料，其中該膠劑組成物的第 一含量係足以避免該等數個無機纖維之條帶化現 象’且其係包含有該數個無機纖維的股線重量的 〇·2與2.0百分比之間。 2·如申請專利範圍第1項的室内纜線，其中該安置在 °亥4數個無機纖維上的股線固體之至少一薄膜成形 劑與該至少一潤滑物的比例係在1 : 1和1 : 6之 間。 3·如申請專利範圍第1項的室内纜線，其中該防火聚 合物套膜係由選自聚氣乙烯套膜與具有非自素化防 火添加劑之聚乙稀套膜所組成之群組。 4·如申請專利範圍第1項的室内缆線，其中該數個無 機纖維包含有數個的Ε-玻璃纖維。 5·如申請專利範圍第1項的室内纜線，其中該數個無 機纖气係選自於以下群組··數個玻璃纖維、、數個

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、申請專利範

經濟部中夬標並局負工消費合作社印製 智慧財產局 CR玻璃纖維、數個實質上無硼的玻璃纖維與數 個S-玻璃玻璃纖維。 6·如申請專利範圍第項1的室内纜線，其中該至少一 薄膜成形劑包含有環氧樹脂。 7·如申請專利範圍第6項的室内纜線，其中該至少一 薄膜成形劑係更進一步地包含一聚乙烯吡酮樹脂。 8·如申請專利範圍第1項的室内纜線，其中該至少一 潤滑劑材料係係選自於以下群組··非離子性石油潤 滑劑、單油酸鹽聚乙二醇酯、單異硬脂酸聚乙二醇 酿’與其等之混合物。 9·如申請專利範圍第i項的室内纜線，其中該膠劑組 成物也具有至少一添加劑材料。 1〇_如申請專利範圍第9項的室内纜線，其中該至少一 /4、加劑材料係選自由甲基丙烯氧基矽烷和矽烷材料 所構成的群組。 種用於形成室内纟覽線的方法，其包含以下步驟： 製備一膠劑成分，該膠劑組成物至少包含一薄 膜成形劑和至少一潤滑材料； 以一第一施加器施加至少一第一含量該膠劑組 成物到數個無機纖維上，其中每個該等數個無機纖 維係實質上被包覆在_第_含量之膠劑組成物中， 該膠劑組成物包含有至少一薄膜成形劑和至少一潤 滑材料，該膠劑組成物係用以預防該等數個無機纖 維的峰帶化現象，且其係包含有該數個無機纖維的 股線重量的〇·2與2.0百分比之間 T 紙張尺度適;( GNS ) Α4· ( 21()χ 297/^"· I^------tr-------線’ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 1278872

申清專利範圍 蛵 智: 工 消 費 合 作 衽 印 製 在-第-安設裝置上纏繞_第一數量之數個益 機纖維； 將數個光纖以s_z模式導入至該第—數量 個無機纖雄周圍； 將第二數量的數個無機纖維纏繞在該數個光纖周圍；且 在《亥第數里和第二數量的該無機纖維與在該 等數個光纖周圍施加1合物套膜，藉此該等數光 纖被保護與維持在該第—數量和第二的數量的 無機纖維之間。 12. 如申請專利範圍第U項的方法，其中該使用一第一 施加器來施加-第-數量的膠劑組成物至數個無機 纖維的步驟，包含有使用—滾筒施加器將一第一數 量的膠劑組成物施加至數個無機纖維的步驟。 13. 如申請專利範圍第n項的方法，其中該使用一第一 施加器來施加-第-數量__組成物至數個盖 機纖維的步驟，包含有使用一連續泉送頭施加器： -第-數量的膠劑組成物施加至數個無機纖維的步 驟0 14. 如申請專利範圍第n項的方法，其中哕在一第一 安設裝置上纏繞一第一數量之數個無：纖維时 驟’包含有將—第—數量的該等數個無機纖維缠繞 在一伺服器上的該的步驟。 15·如申緣專利範圍第11項的方法，其中該在一'第一 安設裝置上纏繞-第-數量之該等數個無機纖維的 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐 ^tr------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -15- Ϊ278872 '申請專利範圍 工 消 步驟，包含有將一第一數量的該等數個無機纖維纏 繞在一線性進料器上的步驟。 16·二種用於減少用來在一室内纜線裡保護並維持數個 光纖的無機纖維之條帶化現象之方法，藉此將由數 個無機纖維導致的光纖的衰減現象減到最少，誃方 法包含以下步驟： ^ 將該數個無機纖維塗上一第一數量的膠劑組成 物:其中該一第一含量之膠劑組成物，係足以避免 ”亥等數個無機纖維之條帶化現象，且其係包含有該 數個無機纖維的股線重量的0.2與2.0百分比^ 間其中該膠劑組成物包含至少一薄膜成形劑和至 :「潤滑劑材料，其中該至少一薄膜成形劑和至少 材料的比例係界於安置在該等數個無機纖 維上的股線固體之1 : 1和1 ·· 6之間。 17. ，申請專利範㈣16項的方法，其中該膠劑組成 物的该第一數量係被最小化，以減少 造成的煙霧含量，並同時仍足以避:： x、義維導入至室内繞線時該無機纖維的起毛現 豕018. :ΓΓ„17項的方法，其中該膠劑組成 、第3篁的包含該的塗上分的數量在和該數 …、機纖維的股線之重量的百分之01與20之間。 I 訂 線 t ( 210 X 29^ -16-