CN110531475B

CN110531475B - 易剥离柔性光纤微管

Info

Publication number: CN110531475B
Application number: CN201910816816.4A
Authority: CN
Inventors: 汪趁时; 李新建; 缪威玮; 陆杰; 周华; ***
Original assignee: Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zhongtian Technology Co Ltd
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2039-08-30
Also published as: CN110531475A; WO2021036112A1

Abstract

本发明提供的一种易剥离柔性光纤微管，包括若干光纤和包覆在其外侧的微管护套及若干光纤与微管护套之间的填充物，若干光纤等效圆周直径在所述微管护套内腔的占比小于90％且大于等于70％，所述填充物占若干光纤与微管护套之间空隙的60％及以上，并阻隔若干光纤与微管护套内壁接触，所述微管护套为弹性体材料。本发明的微管护套采用弹性体材料，可不借助工具，徒手开剥；在微管护套剥离时，间隙填充物作为缓冲，与微管护套材料协同作用，不损伤光纤涂层。

Description

易剥离柔性光纤微管

技术领域

本发明涉及光缆技术领域，特别是指一种易剥离柔性光纤微管。

背景技术

光纤和护套是组成光缆的基本元素，而光纤外面通常具有一层保护层或保护管，称为紧套层、半紧套层或松套管。紧套光纤一般是制造各种室内光缆的基本元件，可单独使用，可以用于制作尾纤，用于各类有源或无源器件的连接及仪表、终端设备的连接，紧套层材料一般为低烟无卤阻燃聚烯烃材料LSZH、聚氯乙烯材料PVC或尼龙材料PA。紧套材料的邵氏硬度H_A通常大于90。在室外光缆中，为保护光纤不受内部应力和外部侧压力影响，通常在光纤外套塑一层松套管，松套管材料通常为聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚碳酸酯PC或聚丙烯PP。松套管材料的邵氏硬度H_D通常大于70，属于中等硬质塑料。

上述紧套光纤紧套层和松套管剥离都需要使用专用工具进行开剥，在剥离紧套层或松套管时，容易造成光纤涂覆层损伤；且松套管质地硬，在弯曲半径小的地方，容易造成松套管弯折，导致衰减超标，甚至出现光纤断裂；松套管在光缆接头盒内发生收缩，容易导致光纤衰减增大。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种改进的易剥离柔性光纤微管，其护层可徒手开剥且不损伤光纤涂层，质地柔软不弯曲，制成微管性能稳定。

本发明提供的技术方案为：一种易剥离柔性光纤微管，包括若干光纤和包覆在其外侧的微管护套及若干光纤与微管护套之间的填充物，若干光纤等效圆周直径在所述微管护套内腔的占比小于90％且大于等于70％，所述填充物占若干光纤与微管护套之间空隙的60％及以上，并阻隔若干光纤与微管护套内壁接触，所述微管护套为热塑性弹性体材料。

进一步地，若干光纤等效圆周直径在所述微管护套内腔的占比为70％-80％之间。

进一步地，所述热塑性弹性体材料包括热塑性聚醚酯弹性体、热塑性聚氨酯-酯弹性体、热塑性聚氨酯-醚弹性体、热塑性聚氨酯醚酯弹性体、热塑性聚醚酰胺弹性体、热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯中的一种。优选热塑性聚酯弹性体或热塑性聚醚酯弹性体或热塑性聚氨酯，如聚对苯二甲酸丁二酯乙二醇嵌段共聚物。

进一步地，所述微管护套的厚度为0.1-0.2mm。

进一步地，所述填充物包括硅油和增稠剂，两者的质量配比为20:1～10:1。

进一步地，所述填充物由质量份数为20份的硅油和1份的增稠剂组成。

进一步地，所述填充物由质量份数为10份的硅油和1份的增稠剂组成。

进一步地，所述增稠剂包括二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯或它们的混合物。

进一步地，单根所述光纤外径为250±10μm，当微管护套内光纤数量为4根、6根、12根和24根时，所述微管的外径设定为0.9±0.1mm、1.1±0.1mm、1.4±0.1mm和2.0±0.1mm。

进一步地，单根所述光纤外径为200±10μm，当微管护套内光纤数量为4根、6根、12根和24根时，所述微管的外径设定为0.8±0.1mm、1.0±0.1mm、1.3±0.1mm和1.8±0.1mm。

与现有技术相比，本发明提供的易剥离柔性光纤微管中微管护套采用弹性体材料，可不借助工具，徒手开剥；在微管护套剥离时，间隙填充物作为缓冲，与微管护套材料协同作用，不损伤光纤涂层；微管护套质地柔软，不发生弯折；光纤微管在光缆接头盒内性能稳定，不发生收缩。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一实施方式中易剥离柔性光纤微管的结构示意图。

附图标记说明:

柔性光纤微管 10

微管护套 1

光纤 2

填充物 4

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明实施例。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。

本文中“SZ绞”为左右向绞。绞制的绞向有左向和右向之分，左向形似“S”又称S向，右向形似“Z”又称Z向。

本文中热塑性聚醚酯弹性体，又称热塑性聚酯弹性体TPEE，是一种含有芳香族聚酯硬段和聚醚酯软段的呈两相分离微观结构的嵌段共聚物，其中，软段和未结晶硬段形成无定形连续相，部分硬段结晶形成分散相，起物理交联点的作用。硬段提供TPEE的机械强度和热塑性加工性能；软段提供耐低温性能和弹性。

本文中热塑性聚酯弹性体是指聚酯硬段和聚酯软段的嵌段共聚物。

众所周知，热塑性聚氨酯弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量(1000～6000)的聚酯或聚醚，B为含2～12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是二异氰酸酯。热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随着温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性。在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起，恢复原有固体的性能。典型的TPU如氨纶等。

本文中热塑性聚氨酯，热塑性聚氨酯-酯弹性体，热塑性聚氨酯-醚弹性体，热塑性聚氨酯醚酯弹性体分别是指A仅包括聚氨酯，包括聚氨酯和聚酯，包括聚氨酯和聚醚，或包括聚氨酯和聚醚酯。

本文中热塑性聚醚酰胺弹性体为聚醚嵌段酰胺结构体，如美国Atochem公司的PEBA。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明实施例。

请参阅图1，本发明提供了一种易剥离柔性光纤微管10，包括若干光纤2和微管护套1组成，其中微管护套1包覆在若干光纤2外，若干光纤2表层与微管护套1的内壁之间填充有填充物4。

光纤2，通常为单模光纤，其表层设有保护涂层；每一微管护套1内出现多根光纤2时，可以通过着色来区分，即形成着色光纤。单根光纤2的直径可以是标称250μm、200μm或180μm。多根光纤2在微管护套1内通常为SZ绞合。多根光纤等效直径公式为：D＝1.16×n^1/2×d，其中n为光纤数量，d为光纤直径。

微管护套1，为弹性体材料，壁厚在0.1-0.2mm之间，可不借助工具徒手撕离至少1米。该微管护套材料的密度通常在1～1.5g/cm³，抗拉强度通常为10-20MPa，断裂伸长率在100％～500％之间，邵氏硬度H_D小于等于30，且撕裂强度≤60kN/m。该微管护套材料可以是热塑性聚醚酯弹性体、热塑性聚氨酯-酯弹性体、热塑性聚氨酯-醚弹性体、热塑性聚氨酯醚酯弹性体、热塑性聚醚酰胺弹性体、热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯中的一种。优选热塑性聚酯弹性体或热塑性聚醚酯弹性体或热塑性聚氨酯，如聚对苯二甲酸丁二酯乙二醇嵌段共聚物，从而光纤微管护层可不借助工具轻松撕离至少1米。该热塑性弹性体性能稳定，材料收缩率＜3％，光纤微管在接头盒内不发生收缩，可保证光缆通信线路通信稳定。

填充物4，一般为油膏，在具体实施方式中，由基础硅油和增稠剂组成，其中硅油与增稠剂的质量比例通常为20:1～10:1，该增稠剂可以为二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯或它们的混合物。上述油膏的氧化诱导期以10℃/min的升温速率，试验温度达到190℃时，通常大于50min；密度小于0.85g/cm³；在25℃，剪切频率为6s^-1时，其动力粘度大于等于15000mPa·S；在70℃，剪切频率为6s^-1时，其动力粘度大于等于10000mPa·S。在具体实施方式中，本发明设计光纤微管10截面中上述油膏填充微管护套1内腔空隙(除去光纤所占空间)的60％及以上，一方面可保证光纤微管10不发生水的纵向渗漏，另一方面油膏阻隔了光纤2与微管护套1，且油膏具有一定的弹性，在护套1剥离时油膏可消化吸收部分剥离力，部分缓冲作用于光纤2上的剪切力，不至引起光纤涂层损伤。

为确保撕离微管护套1时不损伤光纤2的涂层，本发明还设计光纤微管10截面中若干光纤等效圆周直径小于微管护套内径的90％，使光纤2在微管护套1内保证一定的空间富余度，不至于与光纤涂层紧密接触而产生较大剥离力和不可避免的摩擦。同时优化设计光纤微管10截面中若干光纤等效圆周直径大于等于微管护套内径的70％，如此可有效利用微管护套1内腔的空间面积，使得含相同数量光纤微管护套外径更小，有利于光缆的微型化、轻量化；换言之，在满足易剥离、不损伤光纤涂层的前提下，保证一定尺寸的微管护套内光纤数量足够多以确保通信高容量和高稳定性。

下面结合具体实施例对本发明的易剥离柔性光纤微管10的性能进行测试和验证。

实施例1

本例中易剥离柔性光纤微管10的光纤数量为12芯，即每根微管10内12根光纤2，光纤2颜色分别为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿，采用G.652D光纤，着色后光纤涂层直径为250μm±15μm，在微管护套1内12根光纤采用SZ绞。

本例中微管护套1内填充油膏，氧化诱导期大于50min；其组成包括20份硅油和1份二氧化硅组成；密度小于0.85g/cm³；在25℃，剪切频率为6s-1时，其动力粘度为15200mPa·S；在70℃，剪切频率为6s-1时，其动力粘度为10800mPa·S。

本例中微管护套1材料为聚对苯二甲酸丁二酯乙二醇嵌段共聚物，密度约1.1g/cm³，抗拉强度为17MPa，断裂伸长率为210％，邵氏硬度H_D为21，且撕裂强度为54kN/m，其壁厚为0.1mm，也即是说，撕裂力＝54kN/m×0.1mm＝5.4N，可徒手不借助工具即可撕离微管护层，且试验结果还表明，用力不超过10N，不损伤内部光纤。

本例中光纤微管10外径为1.4±0.1mm，光纤等效圆周直径占微管护套内径的比值优选70-80％，即空间富余量充足不致纤维损伤，又使得空间有效利用率高。当光纤2直径为250μm，光纤等效圆周直径约为1.0mm，微管护套1厚度为0.1mm，光纤等效圆周直径占比微管护套内径的60％时，光纤微管外径约为1.88mm；光纤等效圆周直径占比微管护套内径的70％时，光纤微管外径约为1.63mm；光纤等效圆周直径占比微管护套内径的90％时，光纤微管外径约为1.31mm；光纤等效圆周直径占比微管护套内径的80％时，光纤微管外径约为1.45mm；占比由60％变化至90％时，光纤微管外径逐步缩小0.25mm(高于两倍护套厚度值)、0.18mm和0.14mm，收缩的范围越变越小，结合空间余量的设计和油膏的使用量及成本，优选占比为70-80％。

实施例2

本例中每根光纤微管内设有24根光纤，光纤颜色分别为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉、青绿，其余12根光纤为蓝色加1根黑色线、橙加1根黑色线、绿加1根黑色线、棕加1根黑色线、灰加1根黑色线、白加1根黑色线、红加1根黑色线、本色加1根黑色线、黄加1根黑色线、紫加1根黑色线、粉加1根黑色线、青绿加1根黑色线，相邻色线距离约150mm，光纤采用G.657A2光纤，着色后光纤涂层直径为200μm±10μm，在微管护套内光纤采用SZ绞。

本例中微管护套内填充油膏，氧化诱导期大于50min；其组成按重量计包括10份硅油和0.5份膨润土和0.5份聚四氟乙烯组成；密度小于0.85g/cm³；在25℃，剪切频率为6s^-1时，其动力粘度为15200mPa·S；在70℃，剪切频率为6s^-1时，其动力粘度为10800mPa·S。

本例中微管护套材料为热塑性聚醚酰胺弹性体，例如嵌段结构如下：

其密度约1.2g/cm³，抗拉强度为18MPa，断裂伸长率为212％，邵氏硬度H_D为22，且撕裂强度为53kN/m，其壁厚为0.15mm，撕裂力＝53kN/m×0.1mm＝7.95N。

本例中光纤微管外径为1.8±0.1mm，光纤等效圆周直径占微管护套内径的比值同样优选70-80％。

以下表1列举了不同光纤外径及数量，优选的光纤微管外径的数值。

表1

上述本发明的易剥离柔性光纤微管10采用热塑性弹性体材料作为微管护套材料，质地柔软，邵氏硬度H_D小于30，最小弯曲半径可达5mm，不发生弯折；该护套材料弹性好，制得的光纤微管耐热、耐化学性能稳定，在接头盒内不会发生收缩，始终对光纤起保护；该护套材料撕裂强度不超过60kN/m，需剥离时可不借助工具，用力不超过10N，徒手开剥，而且内部填充的油膏具有缓冲功能，协同护套材料属性，剥离时不损伤光纤的涂层。

以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种易剥离柔性光纤微管，包括若干光纤和包覆在其外侧的微管护套及若干光纤与微管护套之间的填充物，其特征在于：若干光纤等效圆周直径小于所述微管护套内径的90％且大于等于所述微管护套内径的70％，所述填充物占若干光纤与微管护套之间空隙的60％及以上，并阻隔若干光纤与微管护套内壁接触，所述微管护套为热塑性弹性体材料，所述微管护套的厚度为0.1-0.2mm，多根光纤等效直径公式为：D＝1.16×n^1/2×d，其中n为光纤数量，d为光纤直径。

2.根据权利要求1所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：若干光纤等效圆周直径占所述微管护套内径的比值为70％-80％之间。

3.根据权利要求1所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：所述热塑性弹性体材料包括热塑性聚醚酯弹性体、热塑性聚氨酯-酯弹性体、热塑性聚氨酯-醚弹性体、热塑性聚氨酯醚酯弹性体、热塑性聚醚酰胺弹性体、热塑性聚酯弹性体或热塑性聚氨酯中的一种。

4.根据权利要求1所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：所述填充物包括硅油和增稠剂，两者的质量配比为20:1～10:1。

5.根据权利要求4所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：所述增稠剂包括二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯或它们的混合物。

6.根据权利要求4所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：所述填充物由质量份数为20份的硅油和1份的增稠剂组成。

7.根据权利要求4所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：所述填充物由质量份数为10份的硅油和1份的增稠剂组成。

8.根据权利要求1所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：单根所述光纤外径为250±10μm，当微管护套内光纤数量为4根、6根、12根和24根时，所述微管的外径设定为0.9±0.1mm、1.1±0.1mm、1.4±0.1mm和2.0±0.1mm。

9.根据权利要求1所述的易剥离柔性光纤微管，其特征在于：单根所述光纤外径为200±10μm，当微管护套内光纤数量为4根、6根、12根和24根时，所述微管的外径设定为0.8±0.1mm、1.0±0.1mm、1.3±0.1mm和1.8±0.1mm。