具有變化的周邊粘結的光纜護套的製作方法

2023-10-08 12:07:14 1

專利名稱：具有變化的周邊粘結的光纜護套的製作方法
具有變化的周邊粘結的光纜護套優先申請本申請要求提交於2008年12月11日並且名稱為「具有變化的周邊粘結的光纜護套」的美國申請No. 61/121，711的權益，通過參考將其全部內容結合於此。相關申請本申請涉及提交於2008年6月19日並且名稱為「具有容易接近的特徵結構的鎧裝層的光纜」的美國申請No. 12/214，416、涉及提交於2008年4月30日並且名稱為「光纜及其製造方法」的美國申請No. 12/150，656、涉及提交於2008年11月沈日並且名稱為「控制粘結的方法以及以此形成的產品」的美國申請No. 61/118，196、涉及提交於2009年11月 24日並且名稱為「控制粘結的方法以及以此形成的產品」的國際申請PCT/US09/65760、以及涉及名稱為「光纜內控制粘結及阻水的方法」的美國申請No. 61/139，187，通過參考將它們的全部內容結合於此。
背景技術：
光纜被用來在戶內和戶外環境中傳輸數據。通常，對於戶外光纜來說，其包括保護其免於齧齒動物攻擊、壓碎和/或提供一般的光纜強度設計的鎧裝層。鎧裝層可以是金屬、 塑料，例如多層的，並且通常被光纜護套塗層覆蓋，光纜護套塗層在鎧裝層上延伸。為了接近裝有鎧裝層的光纜內的光纖，首先需要從鎧裝層剝去護套，然後在鎧裝層中形成接近點，通常是裂開鎧裝層。現有的金屬鎧裝層通常包括聚乙烯塗層或其它塗層材料。在製造光纜期間，在鎧裝層上模壓護套之前，將諸如膠水的中間液體層施加到鎧裝層塗層上。施加膠水以形成釋放層，其防止在鎧裝層塗層和護套之間形成牢固的熱塑粘結，牢固的熱塑粘結使得護套難於或不能從鎧裝層分離。雖然中間膠水層使得護套能夠從鎧裝層分離，但護套和鎧裝層之間的粘結可能仍相對較強，仍舊難於分離。而且，膠水相對骯髒、昂貴、並且難以在製造環境中使用。例如，膠水在被運用到鎧裝層表面之前必須至少加熱到其熔化溫度，並且必須被發送穿過密封管， 該密封管以受控的方式加熱以便膠水在傳送期間不能固化。沒有粘附在鎧裝層表面的多餘膠水也必須從生產線上定期地清除。

發明內容
根據本發明的第一實施例，一種製造裝有鎧裝層的光纜的方法，包括提供光纜芯，至少部分地將光纜芯包圍在鎧裝層內，施加顆粒物質到鎧裝層的外表面，以及在施加顆粒物質之後，在鎧裝層上形成塗層。施加顆粒物質到鎧裝層的外部以使得形成鎧裝層周邊的第一粘結區域和第二粘結區域。鎧裝層和塗層之間的粘結力在第一粘結區域小於第二粘結區域。在一些應用中，將第一粘結區域中的塗層拉離鎧裝層所需要的單位面積上的力可以小於第二粘結區域中所需力的一半。根據一個方面，顆粒物質提供塗層到鎧裝層的受控粘結並且使得在第一粘結區域容易接近。在塗層和鎧裝層之間的界面包括顆粒物質的情況下，當塗層從鎧裝層拉離時，由於顆粒物質的不粘著而易於移去塗層。塗層和鎧裝層之間的粘結在第二粘結區域內相對牢固以提供到光纜的強度和穩定性。根據第二實施例，一種製造裝有鎧裝層的光纜的方法，包括提供光纜芯；至少部分地將光纜芯包圍在鎧裝層內；開卷(pay Off)條狀材料；以及在鎧裝層和條狀材料上形成塗層。施加條狀材料到鎧裝層的外部以使得形成鎧裝層周邊的第一粘結區域和第二粘結區域。由於條狀材料的存在，鎧裝層和塗層之間的粘結力在第一粘結區域小於第二粘結區域。本領域技術人員通過閱讀下面參考下列附圖的實施例的詳細描述，將能意識到不同額外實施例的上述優點和其它優點以及益處。


根據一般習慣，下述附圖的不同特徵不是必然以相同比例繪製的。附圖中不同特徵和元件的尺寸可能放大或縮小以更清楚地說明本發明的實施例。圖1是根據第一實施例的光纜的部分剖面圖，其中一部分光纜塗層拉離光纜鎧裝層。圖2是圖1中的裝有鎧裝層的光纜沿著圖1中的線2-2的截面圖。圖3是圖1中的光纜的鎧裝層和塗層的界面的縱向截面圖。圖4是用於圖1中的光纜的一部分鎧裝層的截面圖。圖5示意性說明適於形成光纜的生產線，該光纜具有在光纜內的表面之間的受控粘結。圖6是根據本發明第二實施例的截面圖。圖7示意性說明適於形成具有變化的周邊粘結的光纜的另一生產線。
具體實施例方式現在詳細參考本發明的實施例，在附圖中對其範例進行了說明。儘可能地，相同的附圖標記表示相同的部件或部分。圖1是根據第一實施例的光纜100的部分剖面圖。圖2是沿著圖1中的線2-2的光纜100的截面圖。光纜100通常包括芯110，具有外部、鄰接表面122的鎧裝層120，和包圍鎧裝層120並具有內部、鄰接表面132的塗層130，該鄰接表面132與鎧裝層120的外表面122接觸。在圖1中，所示的光纜100具有部分移去的塗層130，如同技術人員要接近光纜100似的。光纜100可以包括一個或多個強度元件140，例如，一對沿著光纜長度延伸的強度元件140。也可以提供相鄰鎧裝層120並嵌入塗層130內的一個或多個拉索144。 芯110包括設置在鎧裝層120的內部並沿著鎧裝層120的長度延伸的聚合物緩衝管160和乾燥插入物164。如圖1所示，拉索144可被向後拉以助於移去塗層130。第二乾燥插入物 (未示出)可位於緩衝管160的外部和鎧裝層120之間。參照圖1和2，在示範性實施例中，芯110也包括一根或多根光纖，每根光纖都具有傳送光纖通訊的能力。因此，示範性的芯Iio被稱為「光纜芯」。在所示實施例中，光纖112 被布置成多個光纖帶116的堆疊114，每個光纖帶116都具有包在帶矩陣118中的一行12 根光纖112。其它的光纖布置也是可能的。乾燥插入物164可以是，例如，縱向延伸的泡沫帶。如果需要，緩衝管160和乾燥插入物可被省略以便容易地接近帶堆疊114。鎧裝層120包圍和保護芯110並且具有管狀形狀。鎧裝層120的內部可鄰接芯110 的外表面，或者可以設置中間乾燥插入物(未示出)。在本說明書中，術語「鎧裝層」不是必須指的是金屬元件，例如，其允許使用電介質鎧裝層。鎧裝層120可以包括含有形成在基底鎧裝層材料1 上的聚合物層的塗敷層124，該塗敷層IM用作鎧裝層的鄰接表面122。鎧裝層120也可包括可替換的和/或額外的層，使得鎧裝層120實際上是鎧裝層疊層。鎧裝層120在芯110周圍形成並且在重疊或接縫1 處結合。術語「鎧裝層」用在本說明書中是為了描述簡單，並且如所屬領域通常熟知的，其意指包括鎧裝層疊層。下面會參照附圖4 詳細描述示範的鎧裝層的結構。仍然參照圖1和2，塗層130包圍和緊密鄰接鎧裝層120並且被稱為「護套」或「光纜護套」。在示範實施例中，塗層130是通過擠壓過程形成在鎧裝層120上的聚合物材料。 用來形成塗層130的聚合物可以是諸如，例如，塑料的材料。在示範實施例中，聚合物塗層 130是抗紫外的中等密度聚乙烯(MDPE)。塗層130通常被描述成包括聚合物或描述成「聚合體的」，但是塗層也包括其它大量的非聚合物。在本說明書中，術語「聚合體的」允許包含添加劑，並且指的是包括至少60%、或至少70%的聚合物材料的塗層。如圖2所示，在鎧裝層120上擠壓塗層130期間，在每個強度元件140和鎧裝層 120之間可形成縱向延伸的空間或通道146。在本說明書中，術語「空間」並不是指沒有任何物質，而是指在塗層130的擠壓期間強度元件和鎧裝層之間的沒有滲透聚合物護套材料的區域。根據本發明的一個方面，鎧裝層120的外部周邊和塗層130在沿著鎧裝層120的周邊的不同點處具有變化的粘結度。如圖2所示，光纜具有第一粘結區域152和第二粘結區域154。接縫1 可設置在第一粘結區域152中。第一粘結區域152是塗層130和鎧裝層120在參考線A之間的界面，儘管這一區域通常並不清楚地限定。儘管由於區域內的顆粒物質的變化量的緣故粘結強度可以有些變化，但第一粘結區域152中的鎧裝層120和塗層130之間的粘結通常比第二粘結區域154中的粘結弱，該第二粘結區域巧4是示出為光纜100的周邊的剩餘部分。圖2中，較弱的第一粘結區域152通常對應在拉索144之間延伸的鎧裝層一塗層界面。當向後拉拉索144以接近光纜100的內部時，第一粘結區域152中的塗層130部分能夠被相對容易地向後拉，如圖1所示。可在鎧裝層管周邊的接縫128的每一側上，在鎧裝層管周邊的一個或多個位置設置縱向延伸的刻痕158，以便容易地接近芯 100內的光纖。可選擇第一和第二粘結區域152、154中的粘結度以能夠通過較弱粘結區域152容易地接近以及通過較強的粘結區域1 提供穩定的光纜特性。通過改變第一粘結區域152 內的鎧裝層和塗層之間的界面的性質能夠沿著鎧裝層周邊改變鎧裝層120和塗層130之間的粘結強度。例如，參照圖1和2，可將中間材料170在第一粘結區域152引入到鎧裝層120 和塗層130之間，然而第二粘結區域154內並沒有中間材料170，或者第二粘結區域154內中間材料170的量小於第一粘結區域152內的量。下面將詳細論述產生各粘結區域152、 154的不同方法。第二粘結區域巧4相對較強，並且可被產生以使得塗層130在第二粘結區域IM 內不容易從鎧裝層120分離。為了本說明書的目的，鎧裝層120上的塗敷層124，如果存在，則被認為是鎧裝層的一部分，因為供應者經常預先塗敷用來形成這種鎧裝層的實體材料。 低密度的乙烯是常用的塗敷材料。聚丙烯是另一種塗敷材料。如果通常的塑料光纜護套材料(例如，MDPE)被直接擠壓到聚乙烯鎧裝層塗敷層上，在鎧裝層塗敷層和所獲得的塑料塗層之間將形成牢固的熱塑粘結。因此，形成第二粘結區域的一種方法是當在鎧裝層120上擠壓聚合體塗層130時，使鎧裝層120暴露而不添加任何中間材料。鎧裝層120的到塗層 130的第二、牢固的周邊粘結區域IM提供給光纜100堅硬的和較好的機械特性。如果在鎧裝層上形成塗層130之前用油塗敷鎧裝層120，也可以形成牢固的粘結區域154。油通常被用作塗敷層以助於形成鎧裝層，而塗敷在鎧裝層上的殘留的油並不阻礙在鎧裝層120和塗層130之間形成牢固的熱塑粘結。鎧裝層和塗層之間的粘結在第一粘結區域152弱於第二粘結區域154，並且可通過在第一粘結區域152內在鎧裝層120和塗層130之間引入中間材料170來實現。根據第一實施例，利用在塗層130和鎧裝層120的界面處應用顆粒物質170來控制第一粘結區域 152內的塗層130到鎧裝層120的粘結。根據第一實施例的粘結控制的顆粒物質170被施加到鎧裝層120和塗層130之間的界面以中斷、阻礙和/或弱化多個位置處的熱塑粘結，從而方便在第一粘結區域152內塗層130從鎧裝層120的分離。圖3是利用施加顆粒物質170控制第一粘結區域152內的粘結的方法的示意性說明。圖3中的截面可描述為塗層130和鎧裝層120的一小部分界面的高度放大的縱向截面的示意性表現，特別是在第一粘結區域152內的鎧裝層的塗敷層IM處的界面。實際上，第一粘結區域152的整個周邊截面包括如圖3所示的顆粒物質170的應用。粘結材料層174 可位於塗層130和鎧裝層120的界面處。粘結劑174可以是，例如，在製造光纜110期間由施加到鎧裝層120的液體形成的層。粘結劑174有助於在鎧裝層上形成塗層130之前將顆粒物質170粘結到鎧裝層120的外表面。雖然圖1中所示的粘結材料174位於鎧裝層120 的表面上，但是，諸如油的材料將可能在擠壓期間被完全地或基本上結合進入塗層130。顆粒物質170可由分布在第一粘結區域152內在鎧裝層120的表面122上的多個獨立的無機或有機顆粒176組成。可以選擇顆粒物質170的密度和布置以提供第一粘結區域152內的在塗層130和鎧裝層120之間期望的粘結度。合適的無機顆粒包括諸如含水雲母矽酸鎂(Talc)、粘土(例如含水矽酸鋁)和那些用在光纜阻水應用中的超吸收聚合物(SAP)的礦物顆粒。合適的礦物顆粒的例子是從R.T. Vanderbilt公司獲得的VANTALC 2500 。另一種合適的顆粒是從北卡羅來納州的格林斯博羅的Evonik公司獲得的以商標 CABLOC GR-211銷售的交聯聚丙烯酸鈉。雲母或粘土都可以混合有小百分比的高親水性SAP 顆粒以提供阻水特性。耐腐蝕吸收粉末可以用作一部分粘性控制顆粒物質，或者可以構成粘性控制顆粒物質的全部。在一實施例中，當強度元件由諸如鋼鐵的金屬形成時，使用「鹽水SAP」。鹽水SAP較少地受生鏽金屬釋放的離子的影響，生鏽金屬釋放的離子能夠減少標準的超吸收聚合物的效力。另一種防止腐蝕的方式是在SAP中添加抗腐蝕添加劑，或者在製造期間施加的粘結流體(例如，油)中添加抗腐蝕添加劑。粘結材料174可以是液體，例如，中等粘性的液體。在示範的實施例中，粘結材料174是油。仍參照圖3，顆粒材料170的各個顆粒176中斷在塗層130和鎧裝層120之間的界面處的夾層粘結。塗層130，其在被應用到鎧裝層120上的期間被加熱成全部或部分的熔融狀態，可以形成與鎧裝層塗敷層1 的材料的牢固的熱塑粘結，鎧裝層塗敷層IM的材料可以是諸如聚乙烯的聚合物。顆粒物質170在多個位置處中斷塗敷層IM和塗層130之間的夾層粘結，選擇性地改變顆粒170的量以便適合預期的粘結強度。因此，每個顆粒176(其可以由顆粒結塊形成)提供一區域，在塗層130從鎧裝層120分離的時候過程中，該區域中的鎧裝層/塗層粘結是失效的。鎧裝層/顆粒/塗層界面處的失效通常被稱為「粘著失效」，因為各個顆粒176能夠在內部失去作用(即顆粒破碎成分隔片或結塊的顆粒破碎成分隔片)以方便第一粘結區域152內的分離。當塗層130從鎧裝層120分離時，各個顆粒176 破碎或經受粘著失效。顆粒材料170處的失效也可以是「粘著的」，因為顆粒物質170與塗層130和/或與鎧裝層120之間的粘結可相對較低。如圖4所示，各個顆粒176在擠壓期間可成為至少部分地嵌入塗層130。在圖3中，為了便於說明，所示的顆粒176為球形。實際上，顆粒物質可以是任何形狀。顆粒176也可以是至少部分嵌入鎧裝層塗敷層124。圖4是用於圖1中的光纜的一部分鎧裝層120的部分示意性縱向截面圖。鎧裝層 120可以包括基底鎧裝層材料層1 和塗敷層124，該塗敷層IM通過粘結層1 粘結到基底鎧裝層126。粘結層1 可以是，例如，諸如乙烯丙烯醋酸鹽(EAA)的粘結膜。塗敷層IM 可以包括附加層，並且可以是，例如，多個膜的疊層。基底鎧裝層材料層1 可以包括諸如金屬、電介質等的材料。在所示實施例中，基底鎧裝層126是金屬的，而塗敷層IM是聚烯烴。圖5說明的是形成具有塗層130的變化的周邊粘結的光纜100的生產線500。參照圖5，平坦的材料片502、芯504和一個或多個強度元件506通常沿著工序方向508連續提供。還提供用於形成拉索(未示出)的一根或多根線。平坦的片502可以是，例如，塗敷的金屬片，並且將最終形成光纜鎧裝層120。片502可包括基底鎧裝層材料，基底鎧裝層材料的一側上覆蓋有通過粘結劑粘結的塗敷層(圖6中未示出)，該塗敷層形成鎧裝層塗敷層124。例如，可從輥將平坦的片502開卷(paid off)。芯504可以是任何縱向延伸的元件，其被包圍在鎧裝層和塗層內。在所示的實施例中，芯504是圖2所示的光纜芯110，其包括布置成堆疊的光纖帶的一根或多根光纖並且能夠傳送光纖信號。芯504從線軸上開卷 (paid off)。在示範的實施例中，強度元件506是從線軸上開卷(paid off)的具有圓形截面的狹長金屬元件。仍參照圖5，平坦的鎧裝層片502向前穿過塗敷器510，在塗敷器510處，將粘結材料塗敷層施加到平坦片502的外表面上。粘結劑可以是諸如油的液體，並且能夠通過旋轉浸在粘結劑中的輥而施加到片502的表面。然後，塗敷的片512向前進入波紋機520，該波紋機520使片512起波紋。波紋機 520可以是常規的裝置，例如，具有兩個反方向旋轉的波紋輥的裝置，片512在該兩個波紋輥之間通過。波紋片522向前進入鎧裝層形成機530，該鎧裝層形成機530將鎧裝層片512形成圍繞芯504的大致管狀構造以致其具有圖1所示的構造。鎧裝層形成機530可以是常規的構造，並且可以包括減少直徑的模，該減少直徑的模連續同心地壓縮鎧裝層片並將其纏繞成圍繞光纜芯504的管狀形狀。芯504設置在鎧裝層管的內部，其中鎧裝層的粘結劑塗敷表面面向外。鎧裝管周邊的一個或多個位置可具有縱向延伸的刻痕(未示出)。如果需要，組合的鎧裝層/芯組件532可向前通過粘結劑平滑機(未示出)，該平滑機整平組件532的波紋鎧裝層的外部圓周表面。例如，可利用一個或多個高速噴氣嘴在粘結劑上面噴射氣體以便將粘結劑分布在片522的表面上。可替換地，可以使用刷子，或者除噴氣嘴之外還使用刷子。然後，組合的鎧裝層/芯組件532向前通過顆粒塗敷器550。顆粒塗敷器550將顆粒物質沉積到鎧裝層/芯組件532的外部鎧裝層管的周邊表面的目標區域上。鎧裝層/芯組件532的鎧裝層上的粘結劑塗敷層有助於顆粒物質粘結到鎧裝層/芯組件周邊的選定區域。顆粒塗敷器550可以是通常密封的縱向櫃或其它結構，鎧裝層/芯組件532穿過所述縱向櫃或其它結構。顆粒物質可通過例如一個或多個加壓噴嘴引導到鎧裝層/芯組件532 的周邊的一個或多個目標區域。在示範實施例中，組合的鎧裝層/芯組件532的目標區域包括鎧裝層中的接縫位置。可利用相對小的噴嘴來引導定向到特定應用或定向到鎧裝層/ 芯組件532的表面的目標區域的顆粒物質流，例如，在圖2所示的第一粘結區域內。通過使鎧裝層穿過與中空的圓筒輥筒(未示出)相聯通的腔也可以將顆粒物質施加到鎧裝層表面。將諸如大氣空氣的加壓氣體引入輥筒以便在輥筒內產生渦流。在輥筒的與顆粒物質源相聯通的外部形成開孔。渦流產生引誘顆粒物質的局部真空，渦流內混合顆粒物質。向心加速度使顆粒物質在中空輥筒的外部周邊或附近環繞，因此，鎧裝層穿過的腔可位於輥筒的外部周邊處以便顆粒物質具有較高的機會碰撞鎧裝層並粘結在那兒。為了在鎧裝層上更有效地分布顆粒物質，可沿著生產線順序布置輥筒以致每個輥筒能夠將顆粒物質引向鎧裝層周邊的特定部分(或弧形部分)。例如，一個或多個輥筒可順序布置在生產線上，其中，輥筒被相對於鎧裝層布置以對準鎧裝層管的周邊的指定部分，例如第一粘結區域152。可替換地，可將顆粒物質簡單地滴在或者靠重力自然流到鎧裝層的頂部上以便大體塗敷鎧裝層周邊的上半部。粘結到鎧裝層周邊的下半部上的全部顆粒物質在體積上是相對較小的並且不能過多地減弱護套一銷裝層粘結。然後，將施加有顆粒物質的鎧裝層/芯組件552前進到擠壓裝置560。該擠壓裝置560根據常規的原理運行，其中鎧裝層/芯組件552向前穿過擠壓模，在該擠壓模中圍繞組件552引導擠出物。熔化的擠出物在組件552周圍形成擠壓錐，該擠壓錐最後徑向收縮或下拉並緊密地形成在組件陽2的鎧裝層的外表面上。可替換地，當擠出物穿過擠壓裝置 560並且擠壓模限定護套的外形時，擠出物可在壓力下被直接引向鎧裝層組件552的外表面上。擠出物形成圖1所示的管狀塗層130。來自擠壓工藝的熔化聚合物提供用於鎧裝層塗敷層和塗層130之間的熱塑粘結的熱能。然後，組件被向前穿過冷卻裝置例如槽，此時冷卻的組件構成光纜100(圖1)。然後，將光纜100收集在卷繞裝置上，例如，卷帶盤或卷線
ο如圖5所示，可將強度元件506引入擠壓裝置的擠壓模。強度元件506可成全部或部分包在塗層130中，如圖1所示。拉索(未示出)也可引入擠壓裝置560的擠壓模。 可對準強度元件506以便它們在一個或多個位置處緊密鄰近或鄰接鎧裝層/芯組件的外表面。擠壓過程可以是使強度元件和鎧裝層之間留有空間或通道。在擠壓期間，可保持強度元件506相對接近鎧裝層以便形成塗層130的擠壓材料不會滲透進入強度元件和鎧裝層之間的空間，這種滲透將使移去塗層130變得困難。在擠壓加工的上遊(upstream of the extrusion tooling)，強度元件可從鎧裝層分離。不受理論約束，本申請人相信在加工期間，強度元件和鎧裝層的過度衝擊將導致重疊點1 在製造期間過多地旋轉(例如，旋轉從而偏離圖2中所示的標稱時鐘位置)。
返回參照圖2，強度元件140附近的鎧裝層120的表面122上的顆粒物質170起到抑制和/或阻止水沿著空間146移動的作用。如果，例如，顆粒物質170包括超吸收聚合物、這種聚合物的混合、或者包含這種聚合物的混合物，吸收性顆粒物質將吸收沿著空間移動的水並阻擋水移動。適於阻擋水移動的顆粒混合物的例子是混合有SAP顆粒的粘土或雲母。SAP單獨用作顆粒物質170也可以阻擋水沿著空間146移動。例如，利用噴嘴，可直接將SAP施加到強度元件下面的區域。如果如上所述的SAP靠重力自然流到鎧裝層周邊的頂部上，也可將足夠多的SAP沉積到空間146。根據本發明的另一方面，第一粘結區域152的粘結力可實質上低於第二粘結區域 IM中的粘結力。粘結力可以作為從鎧裝層分離一部分塗層需要的力來測量，表示為牛頓每平方米或毫米。由於鎧裝層上沉積的顆粒物質170可能並不十分均勻，因此第一粘結區域 152中的粘結力也可能是不均勻的。因此，本說明書中描述的粘結力是各個粘結區域152、 巧4上的平均粘結力。根據本發明，第一粘結區域152中的平均粘結力可以低於第二粘結區域154中的粘結力的80%。根據本發明的另一方面，第一粘結區域152中的平均粘結力可以低於第二粘結區域IM中的粘結力的60%。如果將相對高濃度的顆粒物質170施加到第一粘結區域152，第一粘結區域152中的粘結力可以低於第二粘結區域IM中的粘結力的一半，或甚至低於30%。第一粘結區域152中的平均粘結力可以是，例如，小於l.ON/mm2，而第二粘結區域154中的平均粘結力可以大於1. 5N/mm2。換句話說，在第二粘結區域154中， 從鎧裝層120剝掉單位面積的塗層130所需要的平均力可能高至第一粘結區域152中的兩倍、甚至三倍。可以選擇第一粘結區域152以佔據鎧裝層120的外部周邊的預期部分。在圖3中， 第一粘結區域152佔據稍微少於一半或大約40%的鎧裝層120的周邊。第一粘結區域152 可佔據，例如，10%到60%之間的鎧裝層120的周邊。為了更容易接近芯110內的光纖，第一粘結區域152可以接收顆粒物質170的重度塗敷，該重度塗敷覆蓋第一粘結區域中的幾乎所有鎧裝層。非常少或沒有顆粒物質170被引導到第二粘結區域154，以致在鎧裝層120 和塗層130的界面處極少出現大量顆粒物質170。因此，第二粘結區域IM限定非常牢固的熱塑粘結區域，在該熱塑粘結區域，塗層130被固定粘結到鎧裝層120。因此，第一粘結區域 152中的塗層130到鎧裝層120的粘結對於光纜100的穩定性和功能變得較不重要。然而， 即使在使用小的引導噴嘴和精細的引導功率從渦流施加顆粒物質時，施加顆粒物質的方向也不是精確的，因而將有一些顆粒物質粘結到鎧裝層周邊的非計劃部分，並且第一粘結區域152和第二粘結區域1 之間的邊界將是不嚴格的。可以改變到顆粒塗敷器550的顆粒物質的流速以及因此結合進入光纜的顆粒物質的總量以便在第一粘結區域152內塗層130和鎧裝層120的界面處獲得預期的粘結強度。通常，在具有5mm到35mm直徑範圍的光纜中，結合進入光纜的顆粒物質的總量至少是 25毫克(mg)每米，並且第一粘結劑區域佔據鎧裝層周邊的小於210度。光纜的較高的量諸如至少500mg/m、甚至超過2000mg/m可用在具有5mm到35mm直徑範圍的光纜中。對於直徑為IOmm或更大的光纜，可以利用超過100mg/m、或超過1000mg/m或超過2000mg/m的量。根據本發明的另一方面，塗層130和鎧裝層120的界面可以沒有諸如膠水的材料， 並且除了有設置在鎧裝層120和塗層130之間的顆粒物質170(和粘結材料174，如果存在) 的地方外，塗層130的鄰接表面132直接接觸鎧裝層120的表面122。因此，這裡所用的術語「鄰接」指的是鎧裝層和塗層的相鄰表面，允許存在顆粒物質和粘結材料的中間層，並且那兒的鎧裝塗敷層1 被認為是鎧裝層120的一部分。圖6是根據第二實施例的光纜700的截面圖。光纜700基本上與圖1所示的光纜100相同，圖6中的相同元件在前面加上「7」而不是「1」。類似於光纜100，光纜700通常包括芯710，具有外部、鄰接表面722的鎧裝層720，包圍鎧裝層720並具有接觸鎧裝層 720的外表面722的內部、鄰接表面732的塗層730，一對強度元件740和一對拉索744。芯 710具有一根或多根光纖，並且每根光纖都具有傳送光通信的能力，緩衝管760和乾燥插入物764布置在以帶狀堆疊714形式布置的光纖的周圍。如同在光纜100中，光纜700沿著鎧裝層720的周邊的不同位置的塗層730具有變化的粘結度。然而，在光纜700中，鎧裝層720和塗層730之間的減弱粘結的區域通過引入沿著光纜700的長度縱向延伸並橫跨鎧裝層720的一部分的條狀材料770而產生。例如，條狀材料770可以是沿著光纜700的長度在鎧裝層720和塗層730之間延伸的條狀聚合材料。條770的寬度通常限定線A之間的第一粘結區域752。引入條770以在塗層730的擠壓時減少甚至全部打斷鎧裝層720和塗層730之間的熱塑粘結。條770可由諸如例如MYLAR 的材料製造。如圖6所示，條770可以位於鎧裝層720的接縫7 之上。 第二粘結區域7M可以由類似於第二粘結區域154的方式形成。美國專利US5，930，431公開了能夠在不同技術應用中用於塗敷鎧裝層接縫的材料的例子。圖7示出了形成具有變化的周邊粘結塗層730的光纜700的生產線800。參照圖 7，通常沿著工序方向808連續設置平坦材料片802，芯804和一個或多個強度元件806。也可以提供用於形成拉索(未示出)的一根或多根線。例如，平坦的片802可以是塗敷的金屬片，並且將最終形成光纜鎧裝層720。片802可包括基底鎧裝層材料，基底鎧裝層材料的一側上覆蓋有通過粘結劑粘結的塗敷層(圖7中未示出)，該塗敷層形成鎧裝層塗敷層 724。例如，可從輥將平坦的片802開卷。芯804可以是任何縱向延伸的元件，其被包圍在鎧裝層和塗層內。在所示的實施例中，芯804是光纜芯，其包括能夠傳送光纖信號的一根或多根光纖。芯804從線軸上開卷。在示範的實施例中，強度元件806自線軸開卷的具有圓形截面的狹長金屬元件。仍參照圖8，平坦的鎧裝層片802向前穿過塗敷器810，在塗敷器810處，將油塗敷層施加到平坦片802的外表面上。然後，塗敷的片812向前進入波紋機820，該波紋機820 使片812起波紋。波紋機820可以是常規的裝置，例如，具有兩個反方向旋轉的波紋輥的裝置，薄片812在該兩個波紋輥之間通過。波紋片822向前進入鎧裝層形成機830，該鎧裝層形成機830將鎧裝層片812在芯 804周圍形成為大致管狀構造以致其具有圖7所示的構造。鎧裝層形成機830可以是常規的構造，並且可以包括減少直徑的模，該減少直徑的模連續同心地壓縮鎧裝層片並將其在光纜芯804周圍纏繞成管狀形狀。芯804設置在鎧裝層管的內部，其中鎧裝層的油塗敷表面面向外。鎧裝管周邊的一個或多個位置可具有縱向延伸的刻痕(未示出)。組合的鎧裝層/芯組件832向前穿過擠壓裝置860。該擠壓裝置860根據常規的原理運行，其中鎧裝層/芯組件832向前穿過擠壓模，在該擠壓模中圍繞組件832引導擠出物。熔化的擠出物在組件832周圍形成擠壓錐，該擠壓錐最後徑向收縮或下拉並緊密地形成在組件832的鎧裝層的外表面上。擠出物形成圖6所示的管狀塗層730。當管狀塗層在CN 102246078 A
說明書
9/10
鎧裝層/芯組件832周圍擠壓時，將條狀材料809設置在組件832的外表面上，因此，條809 設置在擠出物和組件832之間。然後，將組件向前穿過冷卻裝置例如槽，此時冷卻的組件構成光纜700(圖7)。然後，將光纜700收集在卷繞裝置上，例如，卷帶盤或卷線盤。條狀材料 809形成圖7所示的條770。條809可從輥開卷，例如，並且可通過例如一個或多個導輥將其引導到直接鄰接組件832的位置。在示範實施例中，條809施加到鎧裝層塗層的接縫上。如圖8所示，可將強度元件806引入擠壓裝置的擠壓模。強度元件806可成全部或部分包在塗層730中。拉索(未示出)也可引入擠壓裝置860的擠壓模。根據本發明的一方面，第一粘結區域752的粘結力可實質上低於第二粘結區域 754中的粘結力。根據本實施例，第一粘結區域752中的粘結力可以低於第二粘結區域754 中的粘結力的80%。據本實施例的另一方面，第一粘結區域752中的粘結力可以低於第二粘結區域754中的粘結力的50%。第一粘結區域752中的平均粘結力可以是，例如，小於 1. ON/mm2，而第二粘結區域754中的平均粘結力可以大於1. 5N/mm2。換句話說，在第二粘結區域754中，從鎧裝層720剝掉單位面積的塗層730所需要的平均力可能高至第一粘結區域752中的兩倍、甚至三倍。本說明書所述的粘結力指的是各粘結區域上的平均粘結力。通過改變條770的寬度可以選擇第一粘結區域752以佔據鎧裝層720的外部周邊的預期部分。在圖6中，第一粘結區域752佔有稍微少於鎧裝層720的周邊的一半或大約 40%。可以改變條770的寬度以致第一粘結區域752可佔據例如鎧裝層720的周邊的20% 到60%之間。為了提供接近光纜內部的足夠區域，條的寬度優選地足夠大以便其佔據鎧裝層周邊的至少15%。根據另一方面，塗層730和鎧裝層720的界面可以沒有諸如膠水的材料，並且除了鎧裝層720和塗層730之間設置有條770的地方之外，塗層730的鄰接表面732直接接觸鎧裝層720的表面722。根據另一實施例，可沿著光纜縱向改變塗層到鎧裝層的粘結。例如，光纜的選定長度可以構成相對高粘結的區域，並且可以鄰接相對低粘結的光纜區域。低粘結「環」可以用作接近光纜的點。通過將顆粒物質間斷施加到鎧裝層的外部可以形成光纜的低粘結區域的單個環或「部分」。也可以利用靜電塗敷器施加顆粒到鎧裝層。例如，鎧裝層可保持正電荷，而顆粒物質可被相反充電並施加到鎧裝層的表面。該方法不需要粘結劑。也可以通過使鎧裝層穿過顆粒物質流化床將顆粒物質施加到鎧裝層的表面。在本說明書中，術語「顆粒物質」理解成包括不同類型和/或顆粒尺寸的顆粒混合物以及單一成分和尺寸的顆粒。用於本發明的光纖可以是任何合適類型的光波導。此外，光纖可以是光纖帶、光纖束等的一部分。可替換的顆粒包括從吸收劑技術公司獲得的商標為AQUAKEEP J550P的交聯聚丙烯酸鈉，丙烯酸鹽和聚丙烯醯胺的共聚物，石墨，硼等等。塗層130、730可由諸如例如MDPE、紫外穩定的聚乙烯之類的可擠壓材料形成。芯110、710可以是光纖芯類型，例如，標準管狀光纜、單管光纜、微模塊光纜、有槽芯光纜、松管光纜、管組件、松管和標準管、緊包光纖、單管分接光纜等等。另外，光纜芯可包括任何合適的部件，例如，阻水或水膨脹部件，諸如帶、塗敷層之類的阻燃部件，或其它合適部件。光纜芯可具有任何合適的光纖數，例如，從北卡羅來納州的希柯利的Corning Cabl e Systems獲得的6光纖MIC光纜或M光纖MIC光纜。合適的特定光纖芯光纜類型包括從 Corning Cable Systems 獲得以商標 ALTOS 、SST-RIBB0N 和 SST-UltraRibbon 銷售
的光纜。 權利要求範圍內的本發明的許多改變和其它具體實施方式
對於本領域技術人員來說是明顯的。例如，本發明的精神可用於任何合適的光纜設計和/或製造方法。例如，所示的實施例可包括其它合適的諸如鎧裝層、耦合元件、不同截面形狀等等的光纜部件。因此，本發明說明書打算覆蓋這些改變和實施方式以及那些對於本領域技術人員來說明顯的改變和具體實施方式
。
權利要求
1.一種製造裝有鎧裝層的光纜的方法，包括提供光纜芯，所述光纜芯包括能夠傳送光信號的至少一根光纖；將所述光纜芯至少部分地包圍在鎧裝層內；在所述鎧裝層的至少一部分外部周邊上施加顆粒物質；以及在施加顆粒物質之後，在所述鎧裝層上形成塗層，其中所述光纜具有第一粘結區域和第二粘結區域，所述第一粘結區域佔據所述鎧裝層的周邊的第一部分並部分地通過施加顆粒物質而形成，所述第二粘結區域佔據所述鎧裝層的周邊的第二部分，在所述第一粘結區域內所述塗層和鎧裝層之間的第一粘結力小於在所述第二粘結區域內的第二粘結力。
2.根據權利要求1所述的方法，其中在所述鎧裝層上形成塗層包括在所述鎧裝層上擠壓塗層。
3.根據權利要求1-2所述的方法，其中所述塗層包括聚合物。
4.根據權利要求1-3所述的方法，其中所述鎧裝層包括第一鎧裝層材料和在所述第一鎧裝層材料上的塗敷層。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述第一鎧裝層材料選自由下述材料組成的組 金屬和電介質材料。
6.根據權利要求1-5所述的方法，其中將所述光纜芯至少部分地包圍在鎧裝層內包括在所述光纜芯周圍變形鎧裝層片。
7.根據權利要求1-6所述的方法，其中施加顆粒物質包括通過噴嘴吹出顆粒物質。
8.根據權利要求1-7所述的方法，其中所述顆粒物質包括有機顆粒和無機顆粒中的至少一種。
9.根據權利要求1-7所述的方法，其中所述顆粒物質包括礦物顆粒。
10.根據權利要求1-7所述的方法，其中所述顆粒物質包括聚合物。
11.根據權利要求1-10所述的方法，其中所述顆粒物質在將所述塗層形成在所述鎧裝層上期間成為至少部分地嵌入所述塗層。
12.根據權利要求1-11所述的方法，還包括形成沿著所述鎧裝層縱向延伸的至少一個刻痕。
13.根據權利要求1-12所述的方法，其中所述顆粒物質覆蓋在所述鎧裝層中縱向延伸的接縫。
14.根據權利要求1-13所述的方法，其中所述塗層為一般的管狀。
15.根據權利要求1-14所述的方法，其中所述鎧裝層為一般的管狀。
16.根據權利要求1-15所述的方法，其中所述第一粘結區域佔據少於所述鎧裝層的周邊的60%。
17.根據權利要求1-15所述的方法，其中所述第一粘結區域佔據少於所述鎧裝層的周邊的40%。
18.根據權利要求1-17所述的方法，其中鎧裝層在所述第二粘結區域中的部分在將所述塗層形成在所述鎧裝層上期間是熱塑粘結到所述塗層。
19.根據權利要求1-18所述的方法，其中提供光纜芯包括連續提供沿著工序方向移動的狹長的光纜芯。
20.一種裝有鎧裝層的光纜，包括光纜芯，所述光纜芯包括能夠傳送光信號的至少一根光纖；包圍所述光纜芯的鎧裝層；包圍並鄰接所述鎧裝層的塗層；以及在所述鎧裝層的周邊的第一粘結區域中設置在塗層和鎧裝層界面處的顆粒物質，其中所述鎧裝層的周邊還包括第二粘結區域，在所述第一粘結區域中所述塗層和鎧裝層之間的第一粘結力小於在所述第二粘結區域中的第二粘結力。
21.根據權利要求20所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述塗層包括聚合物。
22.根據權利要求20-21所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述鎧裝層包括第一鎧裝層材料和在所述第一鎧裝層材料上的塗敷層。
23.根據權利要求22所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述第一鎧裝層材料選自由下述材料組成的組金屬和電介質材料。
24.根據權利要求20-23所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述顆粒物質包括有機顆粒和無機顆粒中的至少一種。
25.根據權利要求M所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述顆粒物質包括礦物顆粒。
26.根據權利要求20-M所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述顆粒物質包括聚合物。
27.根據權利要求2046所述的裝有鎧裝層的光纜，還包括沿著所述鎧裝層縱向延伸的至少一個刻痕。
28.根據權利要求2046所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述顆粒物質覆蓋在所述鎧裝層中縱向延伸的接縫。
29.根據權利要求20- 所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述塗層為一般的管狀。
30.根據權利要求20- 所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述鎧裝層為一般的管狀。
31.根據權利要求20-30所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述第一粘結區域佔據少於所述鎧裝層的周邊的60%。
32.根據權利要求20-30所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述第一粘結區域佔有少於所述鎧裝層的周邊的40%。
33.根據權利要求20-32所述的裝有鎧裝層的光纜，其中鎧裝層在所述第二粘結區域中的部分熱塑粘結到所述塗層。
34.一種製造裝有鎧裝層的光纜的方法，包括提供光纜芯，所述光纜芯包括能夠傳送光信號的至少一根光纖；將所述光纜芯至少部分地包圍在鎧裝層內，所述鎧裝層具有周邊；開卷條狀材料；以及在施加顆粒物質之後，在所述鎧裝層上形成塗層，其中所述條狀材料沿著所述光纜的長度延伸並設置在所述塗層和鎧裝層之間，所述條狀材料部分地限定第一粘結區域，所述第一粘結區域佔據所述鎧裝層的周邊的至少15%，以及在所述第一粘結區域中所述塗層和鎧裝層之間的第一粘結力小於第二粘結區域中的第一粘結力ο
35.根據權利要求34所述的方法，其中在所述鎧裝層上形成塗層包括在所述鎧裝層上擠壓塗層。
36.根據權利要求34-35所述的方法，其中所述塗層包括聚合物。
37.根據權利要求34-36所述的方法，其中所述鎧裝層包括第一鎧裝層材料和在所述第一鎧裝層材料上的塗敷層。
38.根據權利要求37所述的方法，其中所述第一鎧裝層材料選自由下述材料組成的組金屬和電介質材料。
39.根據權利要求34-38所述的方法，其中將所述光纜芯至少部分地包圍在鎧裝層內包括在所述光纜芯周圍變形鎧裝層片。
40.根據權利要求34-39所述的方法，其中所述條狀材料是聚合物。
41.根據權利要求34-39所述的方法，還包括形成沿著所述鎧裝層縱向延伸的至少一個刻痕。
42.根據權利要求34-39所述的方法，其中所述條狀材料重疊在所述鎧裝層中縱向延伸的接縫。
43.根據權利要求34-42所述的方法，其中所述塗層為一般的管狀。
44.根據權利要求34-43所述的方法，其中所述鎧裝層為一般的管狀。
45.根據權利要求34-44所述的方法，其中所述條狀材料覆蓋少於所述鎧裝層的周邊的 60%。
46.根據權利要求45所述的方法，其中所述條狀材料覆蓋少於所述鎧裝層的周邊的 40%。
47.根據權利要求34-46所述的方法，其中鎧裝層在所述第二粘結區域中的部分在將所述塗層形成在所述鎧裝層上期間成為熱塑粘結到所述塗層。
48.根據權利要求34-47所述的方法，其中提供光纜芯包括連續提供沿著工序方向移動的狹長的光纜芯。
49.一種裝有鎧裝層的光纜，包括光纜芯，所述光纜芯包括能夠傳送光信號的至少一根光纖；包圍所述光纜芯的鎧裝層；包圍並鄰接所述鎧裝層的塗層；以及在所述鎧裝層的周邊的第一粘結區域中設置在所述塗層和鎧裝層的界面處的條狀材料，所述條狀材料覆蓋所述鎧裝層的周邊的至少15 %，其中所述鎧裝層的周邊還包括第二粘結區域，在所述第一粘結區域中所述塗層和鎧裝層之間的第一粘結力小於第二粘結區域中的第二粘結力。
50.根據權利要求49所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述塗層包括聚合物。
51.根據權利要求49-50所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述鎧裝層包括第一鎧裝層材料和在所述第一鎧裝層材料上的塗敷層。
52.根據權利要求49-51所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述條狀材料包括聚合物。
53.根據權利要求49-52所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述條狀材料覆蓋在所述鎧裝層中縱向延伸的接縫。
54.根據權利要求49-53所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述塗層和鎧裝層為一般的管狀。
55.根據權利要求49-M所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述條狀材料覆蓋所述鎧裝層的外表面區域的至少25%。
56.根據權利要求55所述的裝有鎧裝層的光纜，其中所述條狀材料覆蓋所述鎧裝層的外表面區域的小於50%。
57.根據權利要求49-56所述的裝有鎧裝層的光纜，其中鎧裝層在所述第二粘結區域中的部分熱塑粘結到所述塗層。
全文摘要
通過沿著所選粘結區域在鎧裝層(120)和光纜塗層護套(130)的界面處引入中間材料來控制鎧裝層和光纜塗層護套之間的粘結。中間材料可包括顆粒物質或在鎧裝層周邊的所選位置處引入的條狀材料，以允許在所選區域處容易地接近。
文檔編號G02B6/44GK102246078SQ200980149928
公開日2011年11月16日 申請日期2009年12月11日 優先權日2008年12月11日
發明者基思·H·萊爾, 朱利安·L·格林伍德三世, 理察·S·韋格曼, 賈森·C·萊爾, 雷金納德·羅伯茨 申請人:康寧光纜系統有限責任公司