CN106932874A - 注填式光缆的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种注填式光缆的制作方法，包括以下步骤：对光纤进行着色；在着色后的光纤外周制作生成空管，并在空管内充入填充油膏，完成套塑形成光纤塑管；将光纤塑管在加强元件的外周围绕绞合形成绞合体，将乙烯‑醋酸乙烯共聚物材料包覆在绞合体外周，形成光缆缆芯；在光缆缆芯外周制作生成护套保护层，形成注填式光缆。本发明的注填式光缆的制作方法，工艺简单，生成的光缆芯数大，且结构稳定，抗侧压和冲击能力强。

Description

注填式光缆的制作方法

技术领域

本发明涉及光纤通讯光缆技术领域，特别涉及一种注填式光缆的制作方法。

背景技术

近年来随着我国光纤网络通信的不断发展，光纤光缆的需求量越来越大，对光缆的技术要求也越来越高。普通光缆在运行过程中涉及到光缆的施工和维护等方面通常花费大量的时间和精力，现有的光缆主要分填充式光缆、全干式光缆和半干式光缆，其中填充式光缆和半干式光缆都采用油膏填充，在施工接续及后续维护方面更加费时费力，并且油膏在施工维护方面带来很多的不便，不易清理，易污染环境。全干式电缆是在缆芯结构中加入填充绳和扎纱等元件，使缆芯结构稳定。这种结构对制造工艺和扎纱的材料都要求较高，不适宜的制造工艺，易造成扎纱材料的断裂、松套管被扎伤、光纤断裂、包扎不牢固造成绞合体松散等问题，严重影响光缆的成品率和使用质量。

也有部分技术方案试图对光缆结构和材料进行改进，但一方面在光缆的稳定性、光学性能、弯曲能力等方面总是不尽如人意，另一方面这类光缆的制造工艺都复杂不易操作，因此利用简便易行的制造工艺生产一种全新的光缆是目前的市场需求。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，本发明提供一种注填式光缆的制作方法，该方法制作的光缆最大芯数可以达到288芯，能够提高光缆数据传输容量以及结构的稳定性，提升在光缆施工维护过程中的工作效率和环保性能。

一种注填式光缆的制作方法，包括以下步骤：S1：对光纤进行着色；S2：在着色后的光纤外周套塑管，并在塑管内充入填充油膏，形成光纤塑束管；S3：将光纤束管在加强元件的外周围绕绞合形成绞合体，将乙烯-醋酸乙烯共聚物材料包覆在绞合体外周，形成光缆缆芯；S4：在光缆缆芯外周制作生成护套保护层，形成注填式光缆。

优选，S3步骤包括：使绞合体穿过挤出机的模具，将乙烯-醋酸乙烯共聚物材料送入挤出机内，经过挤出机加热，在挤出机的螺杆剪切下熔化，经挤出机挤入模具包覆在绞合体的外周，其中加热为七级，每一级温度依次为45℃、50℃、60℃、65℃、75℃、80℃、80℃。

优选，S3步骤包括：绞合体穿过挤出机的模具的牵引速度为70m/min，挤出机的螺杆的转速为80-90r/min。

优选，乙烯-醋酸乙烯共聚物材料组成为：聚乙烯80-82wt％，醋酸乙烯单体17.2-20.6％，抗氧剂0wt％-0.8wt％。更优选地，抗氧剂的含量为0.1-0.15wt％。最优选地，所述抗氧剂为酚类抗氧剂，包括对苯二酚、硫代双酚和三酚中的一种或多种。

优选，乙烯-醋酸乙烯共聚物材料熔点为75-85℃，熔体流动速率0.23-0.33g/min。

优选，S2步骤中包括：将聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料或改性聚丙烯塑料吸入挤出机，经7级加热，在挤出机的螺杆剪切下熔化，经挤出机头形成空管，经三级水冷分级冷却成型，然后充入填充油膏，控制空管的余长为3-5‰，控制第一级水为40～50℃，第二级水为25～32℃，第三级水为18～22℃。

优选，S1步骤包括：将准备好的光纤，安放在光纤着色机上，穿过光纤涂覆模具，并将着色油墨罐体加上3个大气压，将光纤油墨涂覆在光纤表面上，着色层的厚度控制在3～5μm。

优选，S3步骤包括：将加强元件安装在加强元件放线架上，调整放线张力然后引出，依次经过绞合体分流板中心孔和挤出机的挤出模具，然后固定在缆芯收线装置上；

将光纤束管从光纤放线架上引出，经过绞合体分流板边孔，用耐高温胶带固定在加强元件周围，形成绞合体，将绞合体经挤出机的模具引出，控制光纤束管的绞合节距在60-70mm；

打开挤出机，挤出填充乙烯-醋酸乙烯共聚物材料，使乙烯-醋酸乙烯共聚物材料包覆在绞合体外周。

优选，S4步骤包括：给光缆缆芯纵向施加3-5kg的重量，以保证光缆缆芯均匀放出并呈拉直状态，使用带有拉管式挤出模具或压缩式挤出模具的挤出机挤制护套保护层。

本发明的注填式光缆的制作方法具有如下有益效果：

1.工艺更加简单，便于生产操作。

2.生产效率更高，相比于现存技术，可以大大地减少由于更换填充绳和扎纱的时间。

3.与现有成缆工艺相比，在缆芯生产过程中可以大大的降低光纤单元产生错位的机率。

4.本方法避免了扎纱的使用，可以防止扎纱在使用过程中由于张力的不稳定而造成的缆芯被扎伤的情况。

5.本方法生产的光缆，由于完全省去了油膏的使用，便于施工和维护，减少了由于油膏需引起的环境污染。

6.本方法生产的光缆，缆芯结构更加稳定。

7.本方法生产的光缆，缆芯结构具有更好的弯曲性能。

8.本方法生产的光缆，具有更加优良的抗侧压性能。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的注填式光缆的制作方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提供以下几个实施例形式的注填式光缆。

如图1所示，本发明的注填式光缆的制作方法主要包括着色步骤S1、套塑步骤S2、缆芯成型步骤S3和护套步骤S4。

其中，着色步骤S1包括：将准备好的光纤，按着色机操作流程安放在光纤着色机上，穿过光纤涂覆模具，并将着色油墨罐体加上3个大气压，使得光纤油墨在高速生产的过程中，可以均匀地涂覆在光纤表面上。着色层的厚离要控制在3～5微米，光纤涂覆在光纤表面后，经过光纤UV紫外光固化炉进行充分固化，并在着色过程中随时对着色光纤的固化度进行在线检测，防止着色光纤脱色退色的情况产生。着色光纤的颜色参照国家标准的蓝、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿色等十二种颜色，这十二种颜色的主要作用是为了对不同的光纤进行区分，另外，本注填式光缆可以采用G652A，G652B，G652C，G652D型光纤，亦可以是G655光纤，也可以是A1a,A1b等目前在用的所有类型光纤。

套塑步骤S2包括：将着色完好的光纤，流转到套塑工序进行生产光纤束管，束管所使用的保护性材料为聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料或者是改性聚丙烯塑料。将生产所采用的塑料经过充分干燥后吸入挤出机内，经过挤出机的7级加热，在挤出机螺杆剪切作用下进行熔化，通过挤出机头形成空管，将空管拉制形成后，经过三级水槽进行分级冷却固化成型(三级水冷却，第一级为热水，温度40～50度，这个温度比较接近挤出的束管材料的两次结晶点，冷却更加充分分子间隙更加致密，防止束管完全冷却后的二次收缩；第二级水为温水，控制在25～32度，这个温度防止束管冷过快；第三级冷却水温控制在18～22度，和室温较为接近，保证束管尽可能充分冷却)，并通过与挤出机连在一起的油枪充入触变性光纤填充油膏，以保护光纤在束管内可以自由移动而不受外力的影响。对于需要不同颜色的束管，可以通过在挤出材料中添加色母料来进行调制，色母料材料与挤出材料母料相同，熔点也一致，色母料的添加比例为1～1.5％,色母料在生产过程中，通过专用的色母料喂料装置送入主挤出机炉腔内与主材料一起充分剪切溶化成一体，形成有颜色的束管。束管生产过程中最为重要的控制要点为余长控制，绞合式缆芯用束管的余长通常控制在千分之三之千分之五。以保证光纤在使用过程中，光纤有活动余度。

缆芯成形步骤S3包括：本步骤中涉及的材料有光纤，光纤束管，加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)，填充乙烯-醋酸乙烯共聚物材料，涉及的设备主要包括束管放线架，加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)放线架，束管绞合体，束管分流导线板，注填式挤出机，牵引机和缆芯收线装置。其中本发明中所采用的乙烯-醋酸乙烯共聚物材料熔点在75～85度左右，熔体流动速率2.3-3.3g/10min，这种乙烯-醋酸乙烯共聚物材料中聚乙烯的含量占比80-82wt％，醋酸乙烯单体的含量在17.2-20.6wt％，抗氧剂含量在0.1％-0.15wt％，抗氧剂为酚类抗氧剂，包括对苯二酚、硫代双酚和三酚中的一种或多种。

与现有的成缆线不同的是，本步骤中取消了扎纱装置，由挤出机注填成形为替代。缆芯成型的具体工序为：首先，将加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)安装在加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)放线架上，调整好加强件放线张力并引出，经绞合体分流板中心孔，挤出机挤出模具，最后固定在缆芯收线装置上；其次，将光纤束管从光纤放线架上引出，经绞合体分流板边孔引出，用耐高温胶带固定在加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)周围(如果是多根光纤单元，则需要按颜色序号按顺时针或者逆时针固定在加强件周围)，经过挤出机模具引出，再次，打开挤出机，将之前被送入挤出机内的乙烯-醋酸乙烯共聚物材料经过45℃、50℃、60℃、65℃、75℃、80℃、80℃的七级加热，在挤出机的螺杆剪切下熔化，然后通过挤出机挤出填充乙烯-醋酸乙烯共聚物材料，通过加热温度、挤出速度的配合以及挤出压力的控制，能够保证缆芯外径均匀圆整，使缆芯整个端面致密无气孔，光缆缆芯不渗水。在一个具体的实施例中，当光缆的结构为5单芯时，设有2根松套管的形成绞合体，松套管的直径为2mm，形成的绞合体由经挤出机模具时的引出速度为70m/min，螺杆的转速为80～90r/min，主流电机为3A左右。

在另一个具体的实施例中，绞合体分流板上设有中心孔，周围设有12个孔，中心孔的尺寸控制在6-8mm，周围12个圆孔均匀地分布在中心孔周围，边孔边距中心孔边距的长度不能少于8mm，以保证分流孔的结构强度。正常用生产时，控制光纤束管的绞合节距在60-70mm，以保证光缆的综合余长满足设计要求，以满足光纤在光缆使用过程中的应变窗口。

光纤束管按要求按顺序固定在加强元件(钢丝、钢绞线或者玻璃钢)周围后，通过挤出机注填充后固定在收线机上，在打开挤出机后，保证缆芯外径均匀圆速无气孔产生，并用卡尺测量缆芯的成型缆芯外径以满足设计要求，如果缆芯外径产生偏差，通过调整挤出机的出胶量来实现，挤出用乙烯-醋酸乙烯共聚物材料的熔点控制在75-85度左右(最优为80度)，不会对光纤束管的结构产生影响，缆芯经过充分冷却后收到收线盘具上。

生成护套步骤S4主要是将光缆缆芯的外周挤制一层致密的护套保护层而对光缆形成外力防护层。本步骤具体为，将已经完成的完好的注填缆芯安装在护套工序的放线装置上，给缆芯纵向施加3-5kg的重量，以保证光缆缆芯均匀放出并保证光缆缆芯呈拉直状态。

根据光缆型号的不同，在光缆缆芯进入护套挤出机之前，放置了金属带纵包成型装置，阻水带放线装置(保证光缆渗水合格性)，在包覆好的缆芯上再挤制出光缆护套材料，护套材料可以采用高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯或者是低烟无卤材料护套，根据护套材料的不同，挤出机需要设置不同的挤出温度，低烟无卤材料的加工温度相对聚乙烯材料加工温度来讲，要低近80度左右。

在光缆护套挤出成形前，可以选配拉管式挤出模或者是压缩式挤出模具，相对面言，压缩模具会使护套对缆芯的包覆更加紧密，根据需要选配。护套成形后先进入热水槽冷却，再进入冷水槽冷却，以达到分级冷却的效果，保证光缆成品下线后，不会产生明显的收缩现象，

根据YD/T 901-2009标准要求，对本制作方法制成的光缆进行试验，本注填式单护套型光缆(不包含铠装件)的护套的抗侧压能力可以达到2000牛，远远大于标准要求的1000牛，且光纤无明显附加衰减；另外根据标准要求，抗冲击能力测验中，冲击负载标准要求450g，重锤高度1米，冲击5次；本发明的实际检测中，保持负载不变，重锤高度1.2米，冲击10次，注填式光缆的光纤无明显残余附加衰减，光缆护套无开裂无裂痕。此外，在高温+60度和低温-40度时，本发明制作的注填式光缆的光纤衰耗无明显变化，满足试验要求。因此本制作方法制成的注填式光缆，结构性能稳定，机械性能及环境性能比普通光缆具有显著的提高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种注填式光缆的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对光纤进行着色；

S2：在着色后的光纤外周套塑管，并在塑管内充入填充油膏，形成光纤塑束管；

S3：将光纤束管在加强元件的外周围绕绞合形成绞合体，将乙烯-醋酸乙烯共聚物材料包覆在绞合体外周，形成光缆缆芯；

S4：在光缆缆芯外周制作生成护套保护层，形成注填式光缆。

2.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S3步骤包括：

使绞合体穿过挤出机的模具，将乙烯-醋酸乙烯共聚物材料送入挤出机内，经过挤出机加热，在挤出机的螺杆剪切下熔化，经挤出机挤入模具包覆在绞合体的外周，其中加热为七级，每一级温度依次为45℃、50℃、60℃、65℃、75℃、80℃、80℃。

3.如权利要求2所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S3步骤包括：

绞合体穿过挤出机的模具的牵引速度为70m/min，挤出机的螺杆的转速为80-90r/min。

4.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，

乙烯-醋酸乙烯共聚物材料组成为：聚乙烯80-82wt％，醋酸乙烯单体17.2-20.6％，抗氧剂0wt％-0.8wt％。

5.如权利要求4所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述抗氧剂选自由对苯二酚、硫代双酚和三酚组成的组。

6.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，

乙烯-醋酸乙烯共聚物材料熔点为75-85℃，熔体流动速率0.23-0.33g/min。

7.权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S2步骤中包括：

将聚对苯二甲酸丁二醇酯塑料或改性聚丙烯塑料吸入挤出机，经7级加热，在挤出机的螺杆剪切下熔化，经挤出机头形成空管，经三级水冷分级冷却成型，然后充入填充油膏，控制空管的余长为3-5‰，控制第一级水为40～50℃，第二级水为25～32℃，第三级水为18～22℃。

8.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S1步骤包括：

将准备好的光纤，安放在光纤着色机上，穿过光纤涂覆模具，并将着色油墨罐体加上3个大气压，将光纤油墨涂覆在光纤表面上，着色层的厚度控制在3～5μm。

9.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S3步骤包括：

将加强元件安装在加强元件放线架上，调整放线张力然后引出，依次经过绞合体分流板中心孔和挤出机的挤出模具，然后固定在缆芯收线装置上；

将光纤束管从光纤放线架上引出，经过绞合体分流板边孔，用耐高温胶带固定在加强元件周围，形成绞合体，将绞合体经挤出机的模具引出，控制光纤束管的绞合节距在60-70mm；

打开挤出机，挤出填充乙烯-醋酸乙烯共聚物材料，使乙烯-醋酸乙烯共聚物材料包覆在绞合体外周。

10.如权利要求1所述的注填式光缆的制作方法，其特征在于，所述S4步骤包括：

给光缆缆芯纵向施加3-5kg的重量，以保证光缆缆芯均匀放出并呈拉直状态，使用带有拉管式挤出模具或压缩式挤出模具的挤出机挤制护套保护层。