铠装光纤电缆的制作方法_4

文档序号:9793914阅读:来源:国知局
例性实施方式,多个另外芯元件包括填料棒和/或另一管20’中的至少一个。在其他预期实施方式中,电缆120的芯元件也可包括或替代地包括笔直或绞合的导电线(例如,铜线或铝线)或其他元件。在一些实施方式中,芯元件全部约为相同大小和横截面形状(参见图6),诸如全部是圆形的,并且具有电缆120的芯元件中最大芯元件的直径的10%内的直径。在其他实施方式中,电缆120的芯元件可在大小和/或形状上有所变化。
[0068]如上所述,电缆120包括包围电缆120的芯的捆缚膜128(例如,薄膜),捆缚膜128处于电缆120的芯元件的一些或全部外部。管20以及任何另外的芯元件至少部分受到约束(即,保持在适当位置中),并且直接或间接地通过捆缚膜128彼此束缚。在一些实施方式中,捆缚膜128直接接触电缆120的芯元件。例如,捆缚膜128中的张力(例如,周向张力)可将芯元件保持成抵靠中心强度构件24和/或抵靠彼此。捆缚膜128的负载可进一步增加芯元件之间相对于彼此和相对于电缆120的其他部件的界面负载(例如,摩擦),从而约束电缆120的芯元件。根据示例性实施方式,捆缚膜128包括(例如,由以下各项形成、主要由以下各项形成、具有一定量的)聚合物材料,诸如聚乙烯(例如,低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯)、聚丙烯、聚氨酯或其他聚合物。在一些实施方式中,捆缚膜128包括至少70重量%的聚乙烯,并且可进一步包括稳定剂、成核引发剂、填料、阻燃添加剂、加强元件(例如,短切玻璃纤维),和/或一些或所有的此类另外部件或其他部件的组合。
[0069]根据示例性实施方式,捆缚膜128是由具有3吉帕(GPa)或更小的杨氏模量的材料形成,从而为捆缚膜128提供相对高的弹性或弹力,以便捆缚膜128可与芯元件的形状相符,而不会使芯元件过度扭曲,从而减少对应于芯元件的光纤18的衰减的可能性。在其他实施方式中,捆缚膜128是由具有5GPa或更小、2GPa或更小的杨氏模量或不同弹性的材料形成,所述不同弹性可能不是相对高的。根据示例性实施方式,捆缚膜128是薄的,诸如厚度为0.5mm或更小(例如,厚度为约20密耳或更小,其中“密耳”是1/1000英寸)。在一些此类实施方式中,薄膜128是0.2mm或更小(例如,约8密耳或更小),诸如大于0.05mm和/或小于0.15_。在一些实施方式中,捆缚膜128的厚度在0.4密耳至6密耳范围内,或为另一厚度。在预期实施方式中,膜的厚度可大于0.5mm和/或小于1.0mm。在一些情况下,例如,捆缚膜128具有大致典型的垃圾袋厚度。捆缚膜128的厚度可小于电缆的最大横截面尺寸的十分之一,诸如小于二十分之一、小于五十分之一、小于一百分之一,而其他实施方式中,捆缚膜128可另外相对于电缆横截面来设定大小。在一些实施方式中,当比较平均的横截面厚度时,护套12比捆缚膜128更厚,诸如为捆缚膜128厚度的至少两倍、为捆缚膜128厚度的至少十倍、为捆缚膜128厚度的至少二十倍。在其他预期实施方式中,护套12可比捆缚膜128更薄,诸如在
0.5mm捆缚膜上挤出的0.4mm尼龙皮层护套。
[0070]在电缆120的所束缚的绞合元件周围,捆缚膜128的厚度可能不是均匀的。申请人已发现捆缚膜128的材料在制造期间发生一定迀移。例如,当捆缚膜128凝固并收缩以将绞合的芯元件保持到中心强度构件24时,履带牵引机(caterpuller)的皮带(胎面、轨道)用于对捆缚膜128施加压缩力,从而可在捆缚膜128的相对侧上将捆缚膜128稍微压平。因而,如本文所使用,捆缚膜128的“厚度”是围绕横截面周边的平均厚度。例如,捆缚膜128中由履带牵引机引起的稍微压平部分可比捆缚膜128的相接部分和/或捆缚膜128的平均厚度薄至少20%。
[0071]相对薄的捆缚膜128的使用允许在制造期间捆缚膜128的快速冷却(例如,大约数毫秒),并且由此允许捆缚膜128将电缆120的芯元件快速保持在适当位置中,诸如保持成特定绞合配置,从而促进制造。相比之下,冷却可能过慢以在以下情况时防止绞合芯元件的移动:当不利用捆缚纱(或捆缚膜)而在芯上挤出完全护套或传统护套时;或甚至当不使用履带牵引机(caterpuller)(有时称为“履带牵引机(caterpillar)”)或其他辅助装置来挤出相对薄的膜时。然而,在一些实施方式中,预期此类电缆包括本文公开的技术(例如,共挤出的接近特征、嵌入式水可溶胀粉末等)。在施加捆缚膜128之后,制造工艺可进一步包括将较厚护套12施加于捆缚膜128的外部,从而提高电缆120的稳固性和/或耐候能力。在其他预期实施方式中,电缆120的芯、即由捆缚膜128包围的芯可作为成品使用和/或出售。
[0072]如图1和图6所示,电缆120进一步包括中心强度构件24,其可以是介电强度构件,诸如围套玻璃加强复合棒。在其他实施方式中,中心强度构件24可为或可包括钢棒、绞合钢、拉伸纱线或纤维(例如,捆束的芳族聚酰胺),或者其他加强材料。在一个实施方式中,中心强度构件24包括中心棒,并且用聚合物材料(例如,聚乙烯、低烟无卤聚合物)围套。
[0073]根据示例性实施方式,粉末颗粒(诸如超吸收性聚合物和/或另一粉末(例如,滑石))或另一吸水部件(例如,阻水胶带、阻水纱线)被附着到中心强度构件24的外表面。粉末颗粒中的至少一些可被部分嵌入中心强度构件24的围套中,并且通过对围套气动喷涂颗粒来与所述围套附着,同时所述围套处于粘性和/或软化状态。粉末颗粒可增加或以其他方式影响中心强度构件24与电缆120的围绕中心强度构件24的芯元件之间的耦接。
[0074]替代地或作为对其的补充,颗粒可利用粘着剂附着到中心强度构件24的围套。在一些实施方式中,中心强度构件24包括不具有围套的棒,并且颗粒可附着到不带护套的棒。在预期实施方式中,如玻璃加强棒或上护套钢棒的强度构件包括附着到其外表面的超吸收性聚合物或其他颗粒,如以上所公开,而强度构件无需是中心强度构件。
[0075]在一些实施方式中,电缆120的芯元件围绕中心强度构件24绞合(S卩,缠绕)。电缆120的芯元件可以重复反向摆动图案,诸如所谓的S-Z绞合(大体参见图1),或以其他绞合图案(例如,螺旋)进行绞合。捆缚膜128可将电缆120的芯元件约束成绞合配置,从而促成光纤18的中跨或电缆端接近以及电缆弯曲,而无通过从接近位置向外膨胀或电缆120的芯中的弯曲引起的芯元件释放张力。
[0076]在其他预期实施方式中,电缆120的芯元件是非绞合的。在一些此类实施方式中,电缆120的芯元件包括在捆缚膜128内部彼此大体平行定向的微模块或紧套光纤。例如,线束电缆和/或互连电缆可包括多个微模块,每一个微模块包括光纤和拉伸纱线(例如,芳族聚酰胺),其中微模块通过捆缚膜128束缚在一起。一些此类电缆可不包括中心强度构件。一些实施方式包括多个芯或子组件,每一个芯或子组件受到捆缚膜128束缚,并且被一起套入相同载体/分配电缆中,可能是利用另一捆缚膜束缚在一起。对于一些此类实施方式来说,本文所公开的用于在挤出期间快速冷却/凝固并在捆缚膜128中诱导径向张力以用于耦接至中心强度构件24的技术对于制造来说可为不必要的。
[0077]在一些实施方式中,电缆120的捆缚膜128包括粉末颗粒,所述粉末颗粒可用于提供阻水和/或用于控制电缆120中相接表面的耦接(例如,脱离)。在一些实施方式中,粉末颗粒具有500微米(μπι)或更小,如250μπι或更小、ΙΟΟμπι或更小的平均最大横截面尺寸。因此,颗粒可大于阻水颗粒,所述阻水颗粒可用于管20内、浸入纱线中或如以上所公开的那样嵌入管20的内壁中以缓和光纤微弯曲衰减,所述阻水颗粒可具有小于75μπι的平均最大横截面尺寸。
[0078]在一些实施方式中,粉末颗粒中的至少一些直接或间接地耦接至粘结剂膜捆缚膜128(例如,直接与其附着粘结,与其粘附、与其接触),如耦接至粘结剂膜捆缚膜128的表面、耦接至粘结剂膜捆缚膜128的外部表面、耦接至粘结剂膜捆缚膜128的外侧表面和/或粘结剂膜捆缚膜128的内侧表面。根据示例性实施方式,粉末颗粒中的至少一些部分嵌入粘结剂膜捆缚膜128,诸如部分穿过粘结剂膜捆缚膜128的周围表面平面,同时部分远离粘结剂膜捆缚膜128的表面突出;或者换句话说,使其部分没入粘结剂膜捆缚膜128中,而其另一部分暴露。在一些实施方式中,旋转模可用来增加管上的法向力。
[0079]粉末颗粒可通过将粉末颗粒气动地喷涂在捆缚膜128上、喷涂到在捆缚膜128的挤出期间形成的相关联挤出锥体内部和外部而附着到捆缚膜128气动喷涂也可促进捆缚膜128的快速冷却。在其他实施方式中,静电或其他手段可用来促使粉末颗粒嵌入捆缚膜128中或以其他方式与其耦接。在其他实施方式中,胶合剂或其他附着手段被用来将粉末颗粒附着到捆缚膜128。捆缚膜128作为用于超吸收性聚合物颗粒的载体的使用可消除对芯与芯外部的电缆部件之间的阻水胶带的需要,以及消除对将阻水胶带保持在适当位置的捆缚纱的需要。在其他实施方式中,粉末颗粒可存在,但为松散的和/或并不附着到捆缚膜128。在预期实施方式中,捆缚膜128可涂布有连续阻水材料/层,或可包括其他类型的阻水要素或不包括阻水要素。
[0080]根据示例性实施方式,粉末颗粒包括超吸收性聚合物颗粒,并且就粉末颗粒所耦接的相应部件(中心强度构件24或捆缚膜128)的表面积来说,超吸收性聚合物颗粒的量是小于100克/平方米(g/m2)。在一些此类实施方式中,超吸收性聚合物颗粒的量介于20g/m2与60g/m2之间,诸如介于25g/m2与40g/m2之间。根据示例性实施方式,根据行业标准渗水试验,超吸收性聚合物或用于电缆中的其他阻水要素的量至少足以阻挡一米长度电缆120中的一米压头的自来水,这个量可对应于以上量,其取决于电缆120的其他特性,诸如芯元件之前的空隙间隔。
[0081]根据示例性实施方式,粉末颗粒中的至少一些定位于捆缚膜128的介于捆缚膜128与电缆120的芯元件之间的内表面上。除了阻水之外,这种放置可在电缆120的制造期间、诸如在来自挤出或其他制造方法(诸如激光焊接或热软化)的捆缚膜128是粘性的情况下,缓和捆缚膜128与芯元件之间的粘着。替代地或与之组合,在一些实施方式中,粉末颗粒中的至少一些定位于捆缚膜128的外表面上。
[0082]定位于捆缚膜128的外表面上的粉末颗粒可在捆缚膜128与电缆120在捆缚膜外部的部件(诸如电缆120的芯外部的金属或介电铠甲30 (图1)或微模块)之间实现阻水。如图1所示,铠甲30可为波纹钢或另一金属,并且也可用作接地导体,诸如具有本文所公开的特征的混合纤维光缆的情况。使用膜捆缚物来代替较厚层允许较窄“轻质铠甲”设计,其中铠甲30与电缆的芯之间不存在护套。替代地,铠甲30可为电介质,诸如由坚韧的聚合物(例如,一些形式的聚氯乙烯)形成。
[0083]根据示例性实施方式,嵌入材料不连续性(诸如护套12中的易接近的特征70,诸如嵌入聚乙烯护套12中的共挤出聚丙烯窄条带)可提供撕裂路径以促成护套12打开。可替代地,护套12中或与护套12相接的剥离绳(ripcord)可促成护套12打开。
[0084]在一些实施方式中,护套12和捆缚膜128可在护套12于捆缚膜128上的挤出期间共混在一起,尤其是护套12和捆缚膜128由相同材料形成而它们之间不具有粉末颗粒的情况。在其他实施方式中,护套12和捆缚膜128可保持彼此分离或至少部分地分离,以使得当在横截面上观察电缆120时,所述护套和所述捆缚膜各自在视觉
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