具有薄復合膜的光纖電纜的制作方法
【專利摘要】一種光纖電纜(110)包括芯部元件(114)、包圍所述芯部元件(114)的復合膜(126)和包圍所述復合膜(126)的護套(134)。所述芯部元件(114)包括一或多個光纖(118)和包圍所述一或多個光纖(118)的至少一個管(116、116')。所述復合膜(126)包括鄰接第二層(810、812、813)的第一層(810、812、813)，其中所述第二層的組成不同于所述第一層的組成。所述復合膜(126)相對較薄，在10米長度的所述電纜上具有小于所述護套(134)在所述10米長度上的平均厚度一半的平均厚度。
【專利說明】具有薄復合膜的光纖電纜
[0001] 相關申請
[0002] 本申請要求2013年12月30日提交的美國臨時申請號61/921,755的權益，所述申請 全文以引用的方式并入本文。
[0003] 背景
[0004] 本公開的各個方面總體涉及電纜，如可支撐并承載光纖以及其他電纜部件的光纖 電纜。更明確地，本公開的各個方面涉及用于捆縛電纜的元件(如圍繞光纖電纜芯部中的中 心強度構件卷繞的緩沖管）的膜。
[0005] 松管光纖電纜通常使用繞電纜的芯部反螺旋裹繞的十字形捆縛紗來約束容納光 纖的絞合緩沖管，這尤其利用了包括緩沖管的反向振蕩卷繞圖案的緩沖管的布置，其中緩 沖管的鋪設方向是沿芯部長度、圍繞(筆直）中心強度構件周期性地反向。中心強度構件通 常為剛性材料的棒材。緩沖管通常為容納光纖的圓柱形管(外徑大體為2mm至3mm)。緩沖管 內部的開放空間可利用油脂來阻水。其他類型的常規電纜和電纜部件可使用捆縛紗，如成 束微模塊和緊套光纖(tight-buffered fiber)。
[0006]
【申請人】已發現:絞合緩沖管和其他此類電纜部件、尤其是以反向振蕩圖案絞合的 那些電纜部件起到已裝載的雙重扭轉彈簧作用，其利用偏置來沿電纜的長度退繞并且對應 地伸展開。捆縛紗會約束呈反向形式的絞合部件。另外，捆縛紗可在絞合部件中施加扭轉或 應力集中，在這種情況下，捆縛紗會穿過相應部件，從而可能造成部件中的光纖衰減。衰減 水平隨捆縛紗的張力而變化，所述張力本身可隨部件數量、布置、結構和材料以及其他變量 變化。需要一種捆縛系統，所述捆縛系統允許電纜更快制造、減少電纜中的光纖衰減的可能 性(如通過避免絞合部件的點荷載)和/或允許長的、連續長度此類電纜得以有效制造。 [000 7] 概述
[0008] -些實施方式涉及一種光纖電纜，所述光纖電纜包括芯部元件、包圍所述芯部元 件的復合膜和包圍所述復合膜的護套。所述芯部元件包括一或多個光纖和包圍所述一或多 個光纖的至少一個管。所述復合膜包括鄰接第二層的第一層，其中所述第二層的組成不同 于所述第一層的組成。所述復合膜是相對較薄的，在10米長度的所述電纜上具有小于所述 護套在所述10米長度上的平均厚度一半的平均厚度。在一些實施方式中，所述復合膜是用 于所述芯部元件的捆縛物。在一些實施方式中，粉末顆粒(如超吸收性聚合物顆粒)附著于 所述復合膜。
[0009] 另外的特征和優點在以下詳述中闡述，并且在部分程度上，本領域的技術人員將 從說明書清楚這些特征和優點，或通過實踐如所撰寫的說明書和其權利要求書以及附圖中 所描述的實施方式來認識。應當理解，前述概述和以下詳述僅是示例性的，并且意圖提供用 以理解權利要求書的性質和特征的概述或框架。
[0010] 附圖簡述
[0011] 附圖被包括來提供進一步的理解，并且并入本說明書中并構成本說明書的一部 分。附圖例示一或多個實施方式，并與詳述一起用于解釋各種實施方式的原理和操作。因 而，本公開將從以下結合附圖進行的詳述而得到更全面地理解，在附圖中：
[0012] 圖1是根據示例性實施方式的光纖電纜的橫截面圖。
[0013] 圖2是根據示例性實施方式的光纖電纜的示意圖。
[0014] 圖3是根據示例性實施方式的圍繞芯部擠出的復合膜的側視橫截面圖。
[0015] 圖4是根據示例性實施方式的附著至復合膜的粉末顆粒的側視橫截面圖。
[0016] 圖5是根據示例性實施方式的捆縛在中心強度構件周圍的絞合元件的樣品的數字 圖像，其中所述中心強度構件從絞合元件末端突出以使得樣品配置用于拉穿測試(pull-through test) 以便測量聯接力。
[0017] 圖6是根據示例性實施方式的圖5的樣品在拉穿測試臺中的數字圖像，其中中心強 度構件固定在夾具中，并且拉伸測試設備被配置來將絞合元件相對于中心強度構件軸向向 上拉動，以測定親合力。
[0018] 圖7是根據另一示例性實施方式的由膜捆縛的絞合元件芯部的數字圖像。
[0019] 圖8是圖7的芯部的數字圖像，其中膜從芯部末端剝除以將絞合元件以及中心強度 構件釋放。
[0020] 詳述
[0021] 在轉向詳細例示示例性實施方式的以下詳述以及附圖之前，應當理解，本發明的 技術并不限于詳述中闡述或附圖中例示的細節或方法。例如，如本領域的普通技術人員將 理解，與附圖中的一者所示出的實施方式關聯的或在與實施方式中的一者相關的文字中描 述的特征和屬性可應用于附圖中的另一附圖所示出的和/或在文字中的其他地方描述的其 他實施方式。
[0022] 參考圖1，呈光纖電纜110形式的電纜可為外置松管電纜、具有防火/阻燃性質的室 內電纜、室內/室外電纜，或另一類型的電纜，如具有微模塊的數據中心互連電纜或包括導 電元件的混合光纖電纜。根據示例性實施方式，電纜110包括芯部112(例如，子組件、微模 塊），所述芯部可位于電纜110的中心或其他處，并且可為電纜110的唯一芯部或數個芯部之 一。根據示例性實施方式，電纜110的芯部112包括芯部元件114。
[0023] 在一些實施方式中，芯部元件114包括管116,如包圍至少一個光纖118的緩沖管、 包圍光纖的緊套件或其他管。根據示例性實施方式，管116可容納兩個、四個、六個、十二個、 二十四個或其他數量的光纖118。在預期實施方式中，芯部元件114另外或替代地包括呈包 圍導電線或電線的介電絕緣體形式的管116,如混合電纜的情況。
[0024] 在一些實施方式中，管116進一步包括阻水元件，如凝膠(例如，油脂、石油基凝膠） 或吸收性聚合物(例如，超吸收性聚合物顆粒或粉末）。在一些此類實施方式中，管116包括 承載(例如，浸涂有)超吸收性聚合物的紗線120，如每個管116至少一個阻水紗120、至少兩 個此類紗線，或至少四個此類紗線。在其他預期實施方式中，管116包括不具有單獨載體的 超吸收性聚合物，如其中超吸收性聚合物是松散的或附著到管的內壁的情況。在一些此類 實施方式中，超吸收性聚合物的顆粒部分地嵌入管116的壁中（管的內壁和/或外壁)或利用 粘著劑與管粘結。例如，超吸收性聚合物的顆粒可在管116的擠出期間氣動地噴涂在管116 的壁上并且嵌入到管116中，同時管116是發粘的，如來自擠出工藝的管。
[0025]根據示例性實施方式，管116的光纖118是玻璃光纖，其具有由包層包圍的光纖芯 部(在圖1中示為包圍點的圓圈）。一些此類玻璃光纖也可包括一或多個聚合物涂層。在一些 實施方式中，管116的光纖118是單模光纖，在其他實施方式中是多模光纖，在其他實施方式 中是多芯光纖。光纖118可防彎（例如，彎曲不敏感光纖，如由紐約州康寧市康寧公司 (Coming Incorporated)制造的CLEARCURVE?光纖）。光纖118可為涂色光纖和/或緊套光纖。 光纖118可為以光纖帶形式對準并捆縛在一起的數個光纖之一。
[0026] 根據示例性實施方式，除管116之外，電纜110的芯部112包括多個另外芯部元件 (例如，縱向延伸穿過電纜110的伸長元件），如至少三個另外芯部元件、至少五個另外芯部 元件。根據示例性實施方式，多個另外芯部元件包括填料棒122和/或另一管116'中的至少 一個。在其他預期實施方式中，芯部元件114也可包括或替代地包括筆直或絞合導電線（例 如，銅或鋁線)或其他元件。在一些實施方式中，芯部元件全部為大致相同的大小和橫截面 形狀(參見圖1)，如全部是圓形并且具有在芯部元件114中的最大芯部元件直徑的10%內的 直徑。在其他實施方式中，芯部元件114的大小和/或形狀可變化。
[0027] 現參考圖1-2,電纜110包括膜(例如，膜片、套筒），其示出為包圍芯部112的復合膜 126(例如，多層膜），所述復合膜處于芯部元件114的一些或全部的外部。復合膜126由兩個 或更多個層形成，所述兩個或更多個層可在組成上彼此不同，如下文進一步所討論。管116 和多個另外芯部元件116'、122至少部分地被約束（即，保持在適當位置處)并且直接或間接 地通過復合膜126彼此捆縛。在一些實施方式中，復合膜126直接接觸芯部元件114。例如，復 合膜126中的張力T(也參見圖2A)可將芯部元件114抵靠中心強度構件124和/或抵靠彼此來 保持。復合膜126的負載可進一步增加芯部元件114之間相對于彼此的和相對于電纜110的 其他部件的界面負載(例如，摩擦），從而約束芯部元件114。在預期實施方式中，膜為單層。
[0028] 根據示例性實施方式，復合膜126包括(例如，由以下各項形成、主要由以下各項形 成、具有一定量的）聚合物材料，如以下各項的一或多個層: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，或其他聚烯烴材料，或其他聚合物，如聚酰胺 (例如，尼龍）。在一些實施方式中，復合膜126的單層包括至少70重量％的聚乙烯或另一此 類上述聚合物，并且可進一步包括穩定劑、成核引發劑、填料、阻燃添加劑、加強元件(例如， 短纖維玻璃纖維），和/或一些或所有此類另外組分或其他組分的組合。
[0029] 根據示例性實施方式，復合膜126的一或多個層由具有3吉帕(GPa)或更小的的楊 氏模量的材料形成，從而為復合膜126提供相對高的彈性或彈力，以便復合膜126可與芯部 元件114的形狀適形，而不會使芯部元件114過度扭曲，從而減少對應于芯部元件114的光纖 118的衰減的可能性。在其他實施方式中，復合膜126包括一或多個層，所述層由具有5GPa或 更小、2GPa或更小的楊氏模量或不同彈性的材料形成，所述不同彈性可能相對不高。
[0030] 根據示例性實施方式，復合膜126是較薄的，如其單層和/或其兩個或更多個層和/ 或整個復合膜126的厚度為0.5mm或更小（例如，厚度為約20密耳或更小，其中"密耳"是1/ 1000英寸）。在一些此類實施方式中，復合膜126是0.2mm或更小(例如，約8密耳或更小），如 大于0.05mm和/或小于0.15mm。在一些實施方式中，復合膜126的厚度在0.4密耳至6密耳范 圍內或為另一厚度。在預期實施方式中，復合膜126的厚度可大于0.5mm和/或小于1.0_。在 一些情況下，例如，復合膜126大致具有典型垃圾袋的厚度。復合膜126的厚度可小于電纜的 最大橫截面尺寸的十分之一，如小于二十分之一、小于五十分之一、小于一百分之一，而其 他實施方式中，復合膜126的大小可另外相對于電纜的橫截面設定。在一些實施方式中，當 比較平均橫截面厚度時，護套134比復合膜126更厚，如為復合膜126厚度的至少兩倍、為復 合膜126厚度的至少十倍、為復合膜126厚度的至少二十倍。在其他預期實施方式中，具有復 合膜126的電纜可能不需要和/或護套，所述護套具有擠出到0.5mm或更小聚乙烯內部膜層 之上的0.4mm或更小的尼龍外皮層。
[0031]復合膜126的厚度可能不是繞捆縛絞合元件114均勻的。
【申請人】已發現，復合膜126 的材料在制造期間的一些迀移。例如，當復合膜126凝固并收縮以將絞合元件114保持到中 心強度構件124時，圖4中示出的牽拉機(caterpuller)320的皮帶322(例如，胎面、軌道)對 復合膜126施加壓縮力，從而可在復合膜126的相對側上將復合膜126稍微壓平。因而，如本 文所使用，復合膜126的"厚度"是圍繞橫截面周邊的平均厚度。例如，復合膜126的稍微壓平 部分可比復合膜126的鄰接部分和/或復合膜126的平均厚度薄至少20%。
[0032] 相對薄的復合膜126和其相應薄層的使用允許復合膜126在制造期間的快速冷卻 (例如，大約幾毫秒，如關于圖4所示的工藝310的進一步討論），由此允許復合膜126快速地 將芯部元件114保持在適當位置處，如保持成特定絞合配置，從而促進制造。相反，冷卻可能 過慢以在以下情況中防止絞合芯部元件的移動：當不利用捆縛紗(或膜)而在芯部之上擠出 完全護套或傳統護套時;或甚至當不使用牽拉機(例如，如圖4所示的牽拉機320;有時稱為 "牽拉器"）或其他輔助裝置來擠出相對較薄的膜時。然而，在一些實施方式中，預期的是此 類電纜包括本文所公開的技術(例如，共擠出的接近特征、已嵌入的水可溶脹粉末等等）。在 復合膜126的施加之后，制造工藝可進一步包括將較厚護套134施加于復合膜126的外部，從 而改進電纜11 〇的穩健性和/或耐候能力。在其他預期實施方式中，由膜114包圍的芯部112 可用作成品和/或作為成品出售(大體參見圖2)。
[0033] 仍參考圖1，電纜110進一步包括中心強度構件124,其可為介電強度構件，如圍套 玻璃加強復合棒。在其他實施方式中，中心強度構件124可為或包括鋼條、絞合鋼、拉伸紗線 或纖維(例如，捆束芳族聚酰胺），或其他加強材料。如圖1所示，中心強度構件124包括中心 棒128,并由聚合物材料130(例如，聚乙烯、低煙無鹵聚合物)圍套。
[0034]根據示例性實施方式，如超吸收性聚合物和/或另一粉末(例如滑石）的粉末顆粒 132,或另一吸水部件(例如，阻水膠帶、阻水紗)附著到中心強度構件124的外表面。粉末顆 粒132中的至少一些可部分地嵌入圍套130中，并且通過對圍套130氣動地噴涂顆粒132來與 所述圍套附著，同時圍套130處于粘性和/或軟化狀態。粉末顆粒132可增加或以其他方式影 響中心強度構件124與圍繞中心強度構件124的芯部元件114之間的耦合。
[0035]替代地或對其補充地，顆粒132可利用粘著劑附著到圍套130。在一些實施方式中， 中心強度構件124包括不具有圍套的棒128,并且顆粒132可附著到棒128。在預期實施方式 中，如玻璃加強棒或圍套鋼條的強度構件包括附著到其外表面的超吸收性聚合物或其他顆 粒132，如上文所公開，而強度構件無需為中心強度構件。
[0036]在一些實施方式中，芯部元件114繞中心強度構件124絞合（即，卷繞）。芯部元件 114可以重復反向振蕩圖案，如所謂的S-Z絞合（總體上參見圖4-6)，或以其他絞合圖案（例 如，螺旋)進行絞合。復合膜126可將芯部元件114約束成絞合配置，從而促進光纖118的中跨 (參見圖14-15)或電纜端(參見圖13)接近以及電纜彎曲，而無通過從接近位置或電纜120的 芯部112中的彎曲部向外膨脹而引起的芯部元件114釋放張力。
[0037]在其他預期實施方式中，芯部元件114是非絞合的。在一些此類實施方式中，芯部 元件114包括在復合膜126內部彼此大體平行定向的微模塊或緊套光纖。例如，線束電纜和/ 或互連電纜可包括多個微模塊，每一個微模塊包括光纖和拉伸紗線(例如，芳族聚酰胺），其 中微模塊由復合膜126捆縛在一起(大體參見圖2A和2B)。一些此類電纜可不包括中心強度 構件。一些實施方式包括多個芯部或子組件，每一個芯部或子組件通過復合膜126捆縛，并 且被一起套入相同載體/分配電纜中，可能是利用另一膜捆縛在一起。對一些此類實施方式 來說，本文所公開的用于在擠出期間快速冷卻/凝固并在復合膜126中引發徑向張力以耦合 至中心強度構件124的技術對制造來說可為不必要的。電纜110的特征可以不同組合來混合 并匹配，以便形成根據本文的公開內容的其他電纜。
[0038]參考圖1，在一些實施方式中，電纜110的復合膜126包括粉末顆粒136,其可用于提 供阻水和/或用于控制電纜110中的鄰接表面的耦合(例如，脫離）。在一些實施方式中，粉末 顆粒132、136具有500微米(卩111)或更小，如25(^111或更小、10(^111或更小的平均最大橫截面尺 寸。因此，顆粒132、136可以大于阻水顆粒，所述阻水顆粒可用于管116內、如上文所公開那 樣浸入紗線中或嵌入管116的內壁中，以便緩和光纖微彎曲衰減，所述阻水顆粒可具有小于 75μπι的平均最大橫截面尺寸。
[0039]在一些實施方式中，粉末顆粒136中的至少一些直接或間接地耦合至復合膜126 (例如，直接與其附著捆縛，與其粘附、與其接觸），如耦合至復合膜126的表面、耦合至復合 膜126的外表面、耦合至復合膜126的外表面和/或復合膜126的內表面。根據示例性實施方 式，粉末顆粒136中的至少一些被部分地嵌入到復合膜126中，如部分地穿過復合膜126的周 圍表面平面，同時部分地突出遠離復合膜126的表面;或換句話說，使其一部分浸沒入復合 膜126中，而其另一部分暴露。
[0040] 粉末顆粒136可通過將粉末顆粒氣動噴涂到復合膜126上、相關聯地擠出圓錐中和 外部(也參見圖4)來附著到復合膜126,如下文進一步討論。氣動噴涂也可促進復合膜126的 快速冷卻。在其他實施方式中，靜電或其他手段可用來促使粉末顆粒136嵌入到復合膜126 中或以其他方式與其聯合。在其他實施方式中，膠合劑或其他附著手段用來將粉末顆粒136 附著到復合膜126。將復合膜126作為用于超吸收性聚合物顆粒的載體的使用可消除對芯部 與芯部外部的電纜部件之間的阻水膠帶的需要，以及消除對將阻水膠帶保持在適當位置的 捆縛紗的需要。在其他實施方式中，可存在有粉末顆粒，是這些粉末顆粒為松散的和/或不 附著到復合膜126。在預期實施方式中，復合膜126可涂布有連續阻水材料/層，或可包括其 他類型的阻水元件或不包括阻水元件。
[0041] 根據示例性實施方式，粉末顆粒132、136包括超吸收性聚合物顆粒(例如，聚丙烯 酸鈉、乙烯馬來酸酐共聚物、聚丙烯酰胺共聚物、聚乙烯醇共聚物、交聯聚氧化乙烯、交聯羧 甲基纖維素和聚丙烯腈的淀粉接枝共聚物），并且超吸收性聚合物顆粒的量為每平方米粉 末顆粒所耦合相應部件（中心強度構件124或復合膜126)的表面積小于100克/(g/m 2)。在一 些此類實施方式中，超吸收性聚合物顆粒的量介于20g/m2與60g/m2之間，如介于25g/m 2與 40g/m2之間。根據示例性實施方式，根據行業標準滲水測試，超吸收性聚合物或用于電纜中 的其他阻水元件的量至少足以在一米長度的電纜110中阻擋一米壓頭的自來水，所述量可 對應于上述數量，這取決于相應電纜110的其他特性，如芯部元件114之間的空隙間隔。
[0042] 根據示例性實施方式，粉末顆粒136中的至少一些定位于復合膜126的介于復合膜 126與芯部元件114之間的內表面上（參見圖1)。除了阻水之外，這種放置可在電纜110的制 造期間，如在來自擠出或其他制造方法(如激光焊接或熱軟化)的復合膜126發粘的情況下， 緩和復合膜126與芯部元件114之間的粘著。替代地或與之組合，在一些實施方式中，粉末顆 粒136中的至少一些定位于復合膜126的外表面上(大體參見圖4)。
[0043] 定位于復合膜126的外表面上的粉末顆粒136可在復合膜126與電纜中在所述復合 膜外部的部件之間提供阻水，所述部件如芯部112外部的金屬或介電護甲、另一圈絞合元 件、微模塊，或其他部件。此類鎧甲可為波紋鋼或另一金屬，并且也可用作接地導體，例如具 有本文公開的特征的混合光纖電纜的情況。使用復合膜126來代替較厚層允許較窄"輕質鎧 甲"設計，其中鎧甲與芯部112之間不存在內部護套。替代地，此類鎧甲可為電介質，如由堅 韌聚合物(例如，一些形式的聚氯乙烯)形成。
[0044] 根據示例性實施方式，護套中的嵌入材料不連續性(大體參見圖1中用于放置此類 特征的特征142)可提供撕裂路徑以便促進打開護套134,所述所嵌入材料不連續性如嵌入 聚乙烯護套134中的共擠出聚丙烯的窄條帶。替代地，在護套134中或鄰接護套134的剝離索 142(圖1)可促進打開護套134。粉末顆粒136可進一步促進通過使與粉末顆粒136相鄰的表 面脫離而將護套134從芯部112剝離。因而，取決于粉末顆粒136的放置，顆粒136可促進護套 134與復合膜126的脫離，如圖1所示的電纜110的情況，其中護套134和復合膜126是鄰接的 (即，顆粒136放置在護套134與復合膜126之間），和/或可促進復合膜126與芯部元件114的 脫離(即，顆粒136放置在復合膜126與芯部元件114之間）。
[0045] 在一些實施方式中，復合膜126和護套134彼此不同地著色。例如，它們可以視覺上 可區分的顏色來著色，所述顏色在Munsell量表中具有至少3的"色值"差。例如，護套134可 為黑色，而復合膜126可為白色或黃色，但兩者都包括聚乙烯（例如，主要由聚乙烯組成、由 至少70重量％聚乙烯組成）。在一些預期實施方式中，護套134是不透明的，如以黑色著色 和/或包括紫外線封阻添加劑，如碳黑;但是復合膜126是半透明的和/或"天然"顏色聚合物 而無添加的顏色，使得小于95%的可見光被復合膜126反射或吸收。
[0046] 因此，在至少一些此類實施例中，在從復合膜126和芯部112打開或剝離掉護套134 時，管116和多個另外芯部元件114中的至少一些可至少部分地通過復合膜126看見，同時由 此受到未打開并保持原樣的復合膜126約束，如在未以其他方式照亮的房間中，將來自25瓦 特白光燈泡的光以20度射束從一米或更小的距離直接引導到復合膜126上時可看見的情 況。在預期實施方式中，芯部包括在復合膜126之下并且通過復合膜126可看見的膠帶或線 繩(例如，聚合物剝離索），所述膠帶或線繩可包括關于芯部112的內含物或沿電纜120的長 度的特定位置的標志。
[0047] 根據示例性實施方式，復合膜126在外周上連續圍繞芯部，從而在從橫截面上觀察 時，其形成連續閉環(例如，閉合管），如圖1-3所示;并且也在縱向上沿電纜110的長度連續， 其中電纜110的長度是至少10米(m)，如至少100m、至少1000m;并且可存放在大型卷軸上。在 其他預期實施方式中，電纜110是小于l〇m長。
[0048] 在一些實施方式中，圍繞復合膜126的橫截面周邊來說，復合膜126呈現鄰接芯部 元件114的形狀，并且大體在芯部元件114之間的空隙144(圖2)上以筆直或凸面路徑延伸， 在一些實施方式中，這可產生復合膜126的帶有圓形頂點的大體多邊形形狀，其中多角形的 側面數量對應于鄰接芯部元件114的數量。
[0049]在一些實施方式中，復合膜126弧彎至空隙144中（圖2)，以便復合膜126在鄰接芯 部元件114之間不以切線方式延伸，而是取而代之圍繞絞合元件114的周邊和中間空隙144、 在凹弧146與凸弧148之間起伏。凹弧148可能不是完全的圓弧，而取而代之可具有大于絞合 元件114和/或中心強度構件124中的一個或全部的半徑的平均曲率半徑。換句話說，凹弧 146的凹度小于凸弧148的凸度。
【申請人】作如下推理：凹弧146與凸弧148之間的起伏約束絞 合元件114,從而抵抗絞合元件114繞中心強度構件124的退繞。向擠出圓錐(參見圖4中的空 間316)的內部施加真空可增加擠出物的拉出速率，并且可促進凹弧146的形成。
【申請人】進一 步確信:起伏和凹弧146增加復合膜126的扭轉剛度。
[0050]連續復合膜126的使用可阻擋水使其不能夠達到芯部112。在其他實施方式中，復 合膜126包括針孔或其他開口。在一些預期實施方式中，膜可以膜條帶的十字交叉網格圖案 擠出，或作為螺旋或反螺旋膜條帶擠出，如通過旋轉十字頭或噴絲頭來擠出。芯部或十字頭 可旋轉，并且芯部可以與十字頭不同的速率旋轉，或反之亦然。在其他預期實施方式中，預 形成卷曲或C形管可用作復合膜126,其中芯部112由所述復合膜126來捆縛。
[0051 ]再次參考圖2,在一些實施方式中，復合膜126圍繞芯部112受張力T，其中環向應力 相對均勻地圍繞復合膜126的橫向（即，橫截面)周邊擴展，其中復合膜126上覆于(例如，直 接或間接地接觸)芯部112的元件。因而，復合膜126抵抗芯部元件114相對于電纜110的其余 部分的向外橫向偏轉，如s-ζ絞合芯部元件114的向外扭轉彈簧力、非絞合芯部元件114(如 平坦纖維玻璃紗線）的屈曲偏轉，或其他負載。因而，復合膜126中的張力T可改進電纜穩定 性和完整性，如在電纜110的壓縮時實現改進。
[0052]在一些實施方式中，復合膜126的張力T具有每米(m)長度的電纜110為至少5牛頓 (N)的分布負載，這可通過以下方式來測量:測量包圍芯部元件114的完整復合膜126的平均 直徑，然后打開復合膜126,除去芯部元件114,使復合膜126有時間在恒溫下收縮到非應力 狀態(例如，至少一天，這取決于材料），然后測量復合膜126橫寬尺寸的減小（即，與平均周 邊相比的減小）。張力T是將復合膜126伸展到原始寬度所需的負載。
[0053]參考圖3,擠出機210(例如，十字頭)包括用于第一可擠出聚合物214(例如，聚丙 烯)的流動路徑212,和用于第二可擠出聚合物218的流動路徑216。第一可擠出聚合物214和 第二可擠出聚合物218可彼此共同擠出，這意味著第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合 物218具有足夠接近的熔點（例如，相差80°C內、相差50°C內）和對應粘度，以及對共擠出來 說第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合物218是相容的其他參數。在一些實施方式中， 擠出路徑212、216會聚以使得第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合物218在擠出機210 中共擠出。在其他實施方式中，第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合物216可離散地擠 出，如通過制造線上的單獨擠出機串接地擠出或通過由同一擠出機多道擠出。根據示例性 實施方式，第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合物218被拉出到電纜中的穿過擠出機 210并進入第一可擠出聚合物214和第二可擠出聚合物218的擠出圓錐222中的芯部元件220 上。芯部元件220可包括光纖和/或包圍光纖的一或多個管，以及其他元件。在一些實施方式 中，復合膜126隨后快速冷卻，如在水槽中快速冷卻。在一些實施方式中，復合膜可隨后在擠 出之后受約束，如圖4所示以及下文所解釋。
[0054]現參考圖4,復合膜126被示出為繞芯部112沿制造線方向L收縮的擠出圓錐222,其 中芯部112明確來說是絞合元件的芯部，所述芯部與圖3的更通用芯部元件220相對。因此， 擠出圓錐222可與可包括絞合的制造工藝或方法310結合應用。在一些此類實施方式中，芯 部元件114(也參見圖1-2)(例如，緩沖管)通過使振蕩鼻狀件416延伸穿過十字頭并且進入 由復合膜126的擠出圓錐222包圍的空間316中而絞合。
[0055]在一些此類實施方式中，緊接在芯部元件114圍繞中心強度構件124絞合之后，如 在絞合線中的相距芯部元件114的閉合點至少十個絞距（lay length)的距離內（例如，六個 絞距內），繞芯部元件114將復合膜126擠出，其中芯部元件114在絞線機的尾端處以芯部112 的絞合圖案來集合在一起。絞線機和擠出機的緊靠基本允許絞線機來補償絞合元件114與 中心強度構件124之間的滑動，如由于擠出圓錐的牽拉(在絞合元件114與中心強度構件124 通過復合膜126和/或牽拉機320耦合之前)造成的滑動。
[0056]對螺旋形絞合元件的絞距(例如，螺旋絞距）的行業標準定義是:沿電纜(并且沿中 心強度構件，如果存在的話)繞電纜的縱軸的絞合元件的一個整圈的縱向距離(例如，通過 單一螺旋(he 1 ical spira 1)的中心的長度）。對反向振蕩絞合元件(如SZ絞合元件）的絞距 的行業標準定義是:絞合線的反向點之間的縱向距離除以絞合元件在所述反向點之間的圈 數(如，繞中心強度構件的圈數)總數，所述圈數可包括一圈的一小部分;類似于"平均"螺旋 絞距。
[0057]在空間316中和復合膜126的擠出物圓錐外部，如超吸收性聚合物顆粒（例如， Cabl〇c?GR-lll)的粉末顆粒136(參見圖6)可通過氣動運送來嵌入到復合膜126中，如通 過由腔室314(圖4)中、復合膜126的擠出物圓錐外部的湍流氣流的自旋渦流來承載和沉積 實現嵌入，和/或通過文丘里噴嘴(venturi nozzle)吸入高壓氣流中并且由所述高壓氣流 承載直到加速，然后通過常規噴嘴從所述氣流釋放到復合膜126的擠出物圓錐內部中或引 導到所述內部而嵌入。根據這種實施方式，粉末顆粒136的動量使其沖擊復合膜126的熔融 擠出物圓錐的壁。沖擊力和擠出物(例如，聚乙烯）的狀態使顆粒機械地粘附于復合膜126， 但可不阻止擠出物的伸長，從而允許擠出物繼續拉出/收縮成相對薄的膜，所述相對薄的膜 可緊緊圍繞芯部元件114形成。
[0058] 承載粉末顆粒136的空氣流可協同地用于加快復合膜126冷卻，并且可進一步用于 使復合膜126成型或薄化。另外的冷卻液318(例如，如果相關聯的復合膜126表面具有超吸 收性聚合物顆粒，那么冷卻液是干燥空氣;如果表面不具有超吸收性聚合物顆粒，那么冷卻 液是細水霧或水浴）的流動可用來進一步加快復合膜126冷卻，以便復合膜126將充分被冷 卻和凝固，以便在芯部元件114的絞合之后在幾分之一秒內約束芯部元件114。此外，承載粉 末顆粒136的氣流可調整到膜的相對側上，以控制復合膜126的形狀和/或防止復合膜126的 變形。顆粒136對復合膜126的粘附可輔助在接近電纜末端和接近中跨部分期間容納顆粒 136〇
[0059] 在一些實施方式中，復合膜126是連續的和防水的，這可防止復合膜126內部中的 粉末顆粒136(例如，超吸收性聚合物顆粒)吸收復合膜126的外部上的水分或水。為了防止 水沿復合膜126外部、在復合膜126與另外電纜布線層(如金屬鎧甲、非金屬鎧甲、另外強度 元件和/或電纜芯部之上的另一外部護套)之間的軸向迀移;粉末顆粒136可涂覆于復合膜 126外部，而復合膜126仍熔融并正好在電纜110不被抗扭力牽拉機320接收之前熔融。牽拉 機320可尤其適用于反向振蕩絞合圖案，如所謂的"SZ"絞合線，這是因為牽拉機320牽制并 約束反向部。因而，牽拉機優選定位于絞合線的相距芯部元件114的閉合點的至少一個絞距 的距離內，其中芯部元件114在絞線機的尾端處以芯部112的絞合圖案來集合在一起。擠出 頭414和擠出物圓錐(參見圖7)位于絞線機與牽拉機320之間。
[0060] 尤其在包括反向振蕩卷繞圖案（例如，s-ζ絞合）的芯部元件114的絞合布置中，抗 扭力牽拉機320可用來將相反扭矩施加至通過芯部元件114的張力和旋轉誘導的扭矩。抗扭 力牽拉機320的皮帶322可耦合在一起以便皮帶322對準電纜110的中心線，從而允許針對不 同電纜直徑自動調整皮帶的間隔。根據示例性實施方式，牽拉機320位于振蕩鼻狀件312的 釋放點或芯部元件114的閉合點的100mm內，其中芯部元件114集合在一起，如以便彼此接觸 和/或接觸中心強度構件(參見，例如，如圖1所示的中心強度構件124)。牽拉機320和芯部元 件114的閉合點的緊靠防止芯部元件114在絞合方向反向時退繞。牽拉機320還隔離單獨芯 部元件114的引入側面上的張力，從而減小在形成芯部112(也參見圖1-2)時使膜的所需形 狀變形的可能性。另外，牽拉機320允許復合膜126快速冷卻，同時不承受來自絞合元件114 (其取而代之通過牽拉機320的皮帶來約束）的釋放彈簧力的負載。因而，復合膜126能夠冷 卻和收縮至將負載施加至絞合元件114的程度，從而將元件114壓靠在中心強度構件124,從 而在它們之間提供耦合。在沒有牽拉機320和/或冷卻氣動氣流318的情況下，復合膜126可 在冷卻時受絞合元件114中的彈簧力的釋放的向外負載(即，膜凝固同時向外伸展），以使得 所得冷卻復合膜126在絞合元件114與中心強度構件124之間可不提供充分耦合力來防止 "鳥籠"的形成，從而在成品電纜中、在絞合元件114的反向點處產生凸起。當芯部退出牽拉 機320時，芯部元件114由凝固復合膜126約束以免于退繞。在預期實施方式中，牽拉機320可 進一步用于冷卻（例如，包括冷卻皮帶）和/或可包括一系列成型輥，如具有凹槽的成型輥， 芯部112沿所述凹槽受約束。
[0061]根據示例性實施方式，復合膜126在后續處理步驟期間維持芯部112的完整性，所 述后續處理步驟可包括電纜110的緊急彎曲，和/或另外電纜部件的應用。在一些實施方式 中，復合膜126具有以下另外有利特征:通過引發撕裂而除去，如利用定位在復合膜126之下 的剝離索142(參見如圖1所示的復合膜126上方和下方的開傘索142)來除去。復合膜126將 來自這種剝離索142的負載分布到芯部元件114的較大區域上（當與捆縛紗之下的剝離索相 比時），從而減小在撕裂期間對芯部元件114的壓力。
[0062]仍參考圖4,制造光纖電纜110的方法310包括以下步驟:繞中心強度構件124絞合 芯部元件114,形成包圍芯部元件114和至少部分地約束芯部元件114的復合膜126,約束芯 部112同時復合膜126凝固并收縮，和/或擠出電纜110的護套134以包圍復合膜126。護套134 可比復合膜126更厚。或者，護套134可由復合膜126的另外層形成，所述另外層如除了基底 層(例如，捆縛層)之外的一個層，如至少兩個另外層、至少三另外層，其中所有層為約相同 厚度和/或全部是相對薄的，如在10米長度的電纜110上每個層的平均厚度各自小于500微 米、各自小于300微米和/或各自甚至小于250微米。芯部元件114包括包圍至少一個光纖118 的管116,和多個另外芯部元件114,如填料棒112和另一管116'的至少一個。在一些此類實 施方式中，復合膜126包括一或多個具有3吉帕(GPa)或更小的楊氏模量的材料層(例如，包 含所述一或多個材料層、基本上由所述一或多個材料層組成、由所述一或多個材料層組 成）。在一些此類實施方式中，方法310進一步包括以下步驟:形成復合膜126以便復合膜126 的厚度是〇. 5mm或更小，并且主動地冷卻復合膜126。當復合膜126冷卻，如通過空氣的冷卻 流冷卻，并且芯部112由牽拉機320支撐時，復合膜126圍繞芯部元件114收縮以約束芯部元 件114,以使得芯部元件114在復合膜126的張力T下被捆縛到中心強度構件124,并且以使得 芯部元件114與中心強度構件124之間的耦合力（例如，靜摩擦力）限制芯部元件114從中心 強度構件124的軸向和/或向外迀移。在一些此類實施方式中，方法310進一步包括移動粉末 顆粒132、136,并且將粉末顆粒132、136朝向復合膜126和/或中心強度構件124引導，同時復 合膜126和/或圍套130是至少部分地流體(例如，粘性的）。在冷卻時，粉末顆粒132、136中的 至少一些被部分地嵌入復合膜126和/或圍套130中。
[0063]此類制造工藝310可除去對一些或所有捆縛紗和阻水膠帶（背景中所述）的需要， 并且用連續擠出復合膜126替換此類部件，所述連續擠出復合膜126可具有嵌入復合膜126 的內表面中和/或復合膜126的外表面上的超吸收性聚合物顆粒136。另外，復合膜126可約 束絞合芯部元件114在徑向方向上的反向。剝離索142、材料間斷部分140或其他接近特征可 與電纜110整合，如對鎧裝型電纜或管道型電纜(大體參見圖1)來說，位于復合膜126外部、 中或下方。
[0064]再次參考圖4,呈容納光纖118的管116形式的芯部元件114由絞合(振蕩）鼻狀件 312引導穿過擠出十字頭和尖端。擠出的復合膜126是在通過鼻狀件312的振蕩形成芯部112 之后立即施加于芯部112。絞合芯部112和中心強度構件124的旋轉通過抗扭力牽拉機320來 限制。另外，抗扭力牽拉機320可用來防止在振蕩方向的反向期間的退繞，從而允許復合膜 126快速冷卻并且束緊以將絞合元件114抵靠中心強度構件124進行裝載，以使它們之間存 在粘附接觸(例如，靜摩擦），從而限制絞合元件114的軸向迀移。
[0065]可施加不具有吸水性粉末顆粒的復合膜126。在一些實施方式中，電纜110可利用 吸水性粉末顆粒136的內部涂覆但無外部涂覆而產生。殘余粉末顆粒可穿過芯部元件114之 間的間隙到達中心強度構件124,其中粉末顆粒可通過管116和芯部112的其他內表面截留。 在圖6中，吸水性粉末顆粒136被涂覆于復合膜126的擠出物圓錐的內部和外部。在一些實施 方式中，吸水性粉末顆粒136僅被涂覆于復合膜126的擠出物圓錐的外部。
[0066]使用如本文公開的復合膜126可能允許連續或幾乎連續的電纜110生產，可消除芯 部元件114上之捆縛紗壓痕，可除去作為生產速度約束的電纜捆縛，可允許絞合以與加護套 匹配的速度進行，可有助于護套134的強度，可替換阻水膠帶、可消除相關聯的膠帶庫存和 膠帶-寬度庫存子集，可允許通過剝離索142接近芯部元件114(其中捆縛紗大體無法通過剝 離索切斷，如所討論的），可使材料上的成本顯著節省，和/或可在一些常規電纜中允許繞中 心強度構件裹繞的阻水紗的除去。
[0067] 在上文公開的電纜110和制造方法310和設備的替代預期實施方式中，絞盤可用于 牽拉機320的適當位置中。在一些實施方式中，吸水性粉末136可不涂覆于復合膜126的外 部，并且可使用水浴來增加冷卻速率。另外，牽拉機320或其至少一部分可沒入水浴中。在一 些實施方式中，吸水性粉末136可不涂覆于復合膜126的內表面，或復合膜126的內表面或外 表面。熱塑性塑料和/或不同于聚乙烯的材料可用來形成復合膜126。復合膜126可具有各種 顏色，并且可具有紫外線穩定劑，所述紫外線穩定劑允許復合膜126作為成品室外產品的外 部。可印刷復合膜126。復合膜126可包括撕裂特征140,如本文關于護套134所公開的那些撕 裂特征。在一些實施方式中，復合膜126可包圍廣泛范圍的不同類型的絞合電纜部件，如S-Z 絞合緊套光纖、填料棒、纖維玻璃紗線、芳族聚酰胺紗線和其他部件。
[0068] 用于復合膜126的兩種可能的材料包括高密度聚乙烯和聚丙烯。聚丙烯"熔點"更 接近(例如，相差50°C內；相差30°C內）本文公開的擠出工藝的處理/擠出溫度(例如，約200-230°C±2(TC)，所述熔點適用于快速凝固復合膜126(即，用于在擠出之后實現凝固所需的 溫度的較小變化），以使得復合膜126收縮同時絞合元件114由牽拉機320約束，以便復合膜 126將絞合元件114裝載成受壓縮的，同時中心強度構件124在它們之間提供耦合力。
[0069] 根據示例性實施方式，復合膜126的各層的材料可被選擇來使得材料的熔融溫度 小于(例如，小至少30°C、小至少50°C)護套134(參見圖1)的擠出溫度(例如，約200-230°C 土 20°C )，所述護套134隨后在復合膜126之上擠出。在一些此類實施方式中，復合膜126的外層 熔融或共混到護套134中。在其他實施方式中，復合膜126通過中間材料(如超吸收性聚合物 顆粒或非相容材料)維持與護套134分離。
【申請人】對絞合元件114在護套126的擠出期間、在 復合膜126的熔融或軟化時不會軸向或向外迀移的原因作如下推理:在護套126的后續擠出 時（例如，絞合并施加復合膜126之后至少2秒、至少5秒、至少10分鐘），絞合元件114由于絞 合元件114的材料的應力松弛已足夠與絞合圖案的幾何形狀適形，從而減少在絞合時最初 由絞合元件114承載的彈簧力;并且
【申請人】作如下推理:護套134積極地貢獻于由復合膜126 施加的徑向張力，以將芯部元件114約束并正常裝載到中心強度構件124。
[0070] 另外，
【申請人】已發現:在超過絞合元件114的熔融溫度（例如，超過至少30°C、超過 至少50°C)的擠出溫度下，施加復合膜126不使絞合元件114熔融或大致上形變。因而，復合 膜126可包括與在芯部112中絞合的緩沖管116、116'相同或類似的熔融聚合物，如聚丙烯。 另外，
【申請人】已發現:復合膜126與芯部112中絞合的緩沖管116、116'之間幾乎沒有或沒有 粘附，這可能是由于本文所公開的快速冷卻技術(如主動引導冷卻氣流、使牽拉機320處于 水浴中、薄膜層、選擇用于使復合膜126的凝固/結晶溫度接近擠出溫度的膜材料和/或其他 技術）。在一些實施方式中，一或多個層包括和/或主要(多于50重量％ )由較高強度(EA)材 料(如聚酯)組成。
[0071]
【申請人】作如下推理:用于復合膜126的材料的有效性可與結晶溫度相關，在所述結 晶溫度下，結晶開始生長，并因此開始形成機械性質開始。
【申請人】理解到：結晶溫度對成核 的聚丙烯來說約為140°C，而對高密度聚乙烯來說，結晶溫度處于更低溫度，如小于125°C。
【申請人】作如下推理:在較高溫度下結晶的材料對如本文公開的復合膜126施加來說將更快 地定型（即，此類材料在早期將更大的徑向力施加至芯部112)。
[0072]在預期實施方式中，一層復合膜126(例如，聚丙烯）比另一層更快地拉出，并且繞 其他芯部元件拉動或擠壓。在一些實施方式中，另一層可為較廉價的材料(例如，聚乙烯）， 但是一旦凝固就會具有足夠的強度來約束下層元件。其他層(如尼龍)可以其他速率拉出并 結晶，并且可向復合膜126提供其他益處，如阻擋嚙齒動物或白蟻穿透復合膜126的層。 [0073]另外，
【申請人】理解到：在某種程度上，材料拉出持續進行，直到達到玻璃化轉變溫 度為止。在聚丙烯的情況下，可達到約-10 °c的玻璃化轉變溫度，而對聚乙烯來說，可達到-70°C的玻璃化轉變溫度(但可高達約-30°C)。因此，由于在處理/制造中將可能無法達到此 類低溫，因此復合膜126的各層可主動地在處理后持續收縮(直到達到玻璃化轉變溫度），從 而可進一步改進絞合元件114與中心強度構件124之間的耦合。對復合膜126中如聚對苯二 甲酸丁二醇酯(具有約50 °C的玻璃化轉變溫度)的其他可能的層材料來說，施加于絞合元件 的法向力可較小，因為復合膜126可以停止主動收縮或具有對收縮的偏置。因而，較高玻璃 化轉變溫度材料層與具有較低玻璃化轉變溫度層的組合可向較高玻璃態轉化溫度材料提 供處理后收縮益處。
[0074]另外，
【申請人】已發現:聚丙烯相對于聚乙烯的更大強度允許對用于在絞合元件114 與純聚乙烯膜的中心強度構件124之間提供相同量的耦合力的聚丙烯復合膜126來說，復合 膜126更薄。例如，發現0.15mm聚乙烯層具有約70N的徑向力，而0.15mm聚丙烯層具有約85N 的徑向力。因此，聚丙烯層的強度可補充聚乙烯層，但聚乙烯層可提供由聚丙烯未提供的益 處，如聚乙烯與聚乙烯護套的內聚粘結。
[0075]在一些實施方式中，復合膜126由第一材料形成，并且護套134由第二材料形成。護 套134的第二材料是聚合物的共混復合物，如與離散層的復合物相對，其中第二材料共混復 合物可包括(如主要包括(>50重量％ ))第一聚合物，如聚乙烯或聚氯乙烯;并且復合膜126 的第一材料也可為聚合物的共混復合物，并且包括(如主要包括)第二聚合物，如聚丙烯。在 一些實施方式中，第一材料進一步包括第一聚合物(例如至少2重量％、至少5重量％、至少 10重量％和/或小于50重量％ (如小于30重量％)的第一材料）。除了在共混復合第一材料中 主要包括第二聚合物之外，在復合膜126的第一材料中包含第一聚合物可以促進第一材料 與第二材料之間的粘結，以使復合膜126可耦合至護套134,并且當從芯部112除去護套134 時，如在中跨接近位置處除去護套134時，復合膜126可自動從芯部112除去。類似地，在其他 實施方式中，復合膜126的一或多個層（如圖1-2所示的最外層)可為設計來通過包括護套 和/或下層部件(如緩沖管）的共同聚合物而內聚地粘附于護套和/或下層部件的共混復合 物。
[0076] 圖5-6示出在復合膜126內的具有絞合元件114的芯部512的樣品510,所述復合膜 126被配置用于拉穿測試，以測定絞合元件114與中心強度構件124之間的耦合力。如圖5所 示，中心強度構件124從絞合元件114延伸約50mm的距離。如圖6所示，中心強度元件124的延 伸部分利用夾具514保持固定。具有對中心強度構件來說恰好足夠寬的開口的板516被附接 到拉伸測試設備518,以便在設備518提起板516時，并且板516沿中心強度構件124推動絞合 元件114。
【申請人】已發現:如本文公開的復合膜126在絞合元件114與中心強度構件124之間 產生對100mm長度的絞合元件來說至少10N的(凈)靜摩擦力，如至少15N的(凈)靜摩擦力。
[0077] 通過拉穿測試，
【申請人】已發現:靜摩擦力的量值與復合膜126的厚度和組成有關。 對具有平均壁厚為至少〇.〇2mm但小于0.04mm的聚丙烯層的膜126來說，絞合元件114的 100mm段(不具有護套）的靜摩擦力是至少10N，如約12.4N，和/或絞合元件114的200mm段的 平均靜摩擦力是至少20N，如約23.1N。因此，對此類膜126來說，反向振蕩絞合圖案必須使得 絞合元件114的彈簧力對100mm段來說是約10N或更小，以防止在制造期間絞合元件114的軸 向迀移和"鳥籠"的形成。
【申請人】也發現:對平均壁厚為至少〇. 〇8mm但小于0.15mm的復合膜 126來說，絞合元件114的100mm段的平均靜摩擦力是至少20N，如約30N，和/或對絞合元件的 200mm段的平均靜摩擦力是至少40N，如約50N。一些測試包括由復合膜126和捆縛紗兩者捆 縛的絞合元件，以測定復合膜126的貢獻。
[0078] 參考圖7-8,電纜710的絞合芯部712包括約束具有反向部714的絞合元件718的膜 716。在一些實施方式中，芯部712可封閉在護套內（參見圖8)。如圖8所示，膜716是薄聚合物 材料(例如，聚丙烯、聚乙烯），其可由手撕裂和剝離，以提供對絞合元件718和中心強度構件 720的接近。一旦從膜716釋放，絞合元件718就可與中心強度構件720脫離，如圖8所示。光纖 722從絞合元件718中的一個的末端延伸，這個絞合元件為包括聚丙烯的緩沖管724。圖13中 的其他絞合元件718是填充絞合線中的各位置的"虛設(dummy)"管或實心聚合物棒。
[0079] 如上所述，膜716的材料可選擇來使膜716是至少部分半透明的，如圖7-8所示。對 于一些實施方式來說，護套可向后拉或以其他方式除去，而膜716原封不動。絞合線中的反 向點可易于穿過這種膜716來定位，隨后可接近這種膜，如圖7所示。
[0080] 再次參考圖1，本文所公開的緩沖管116可包括聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚對 苯二甲酸丁二酯和/或其他聚合物。填料、添加劑和其他組分可被添加到聚合物。在一些實 施方式中，除了光纖118之外，緩沖管116用填充化合物填充，所述填充化合物如油脂或石油 基凝膠。填充化合物為緩沖管116阻水并且提供光纖與緩沖管116之間的耦合。在其他實施 方式中，緩沖管116是"干燥"的并且不含填充化合物，如上文所討論。在此類實施方式中，緩 沖管116可由水可溶脹粉末(如超吸收性聚合物)來阻水，所述水可溶脹粉末可浸涂于延伸 穿過緩沖管116的空腔的紗線中，和/或粉末可機械地附著于緩沖管116的內部，如上文所討 論。
[0081] 根據示例性實施方式，緩沖管116具有3毫米或更小的外徑，如2.5毫米或更小或甚 至2毫米或更小。緩沖管116可具有至少100微米(如至少200微米和/或小于1毫米)的平均壁 厚度。隨著對于相同大小的緩沖管116來說光纖118數量增加，所述緩沖管中的光纖彎曲并 具有過量光纖長度的自由度減小。每一個緩沖管116可包括至少一個光纖118,如至少四個 光纖，如至少十二個光纖。空棒可以替代緩沖管116中的一或多個，如上文所討論。
[0082] 根據示例性實施方式，光纖118包括直接由玻璃包層包圍的玻璃芯部，所述玻璃包 層直接由聚合物涂料的一或多個層包圍，如直接由丙烯酸酯的較硬外殼包圍的丙烯酸酯的 較軟、應力隔離層。根據示例性實施方式，光纖是單個、離散光纖，與光纖帶的光纖相反。在 其他實施方式中，包括帶和/或帶堆疊。光纖可為單模光纖、多模光纖、多芯光纖、塑料光纖、 具有均勻包層的光纖和/或其他類型的光纖。
[0083] 光纖118可為具有包層的防彎光纖，所述包層包括不同的折射率或其他類型防彎 光纖的環形層。彎曲不敏感或防彎光纖實例是可商購自紐約州康寧市康寧公司的 Cl earCurve?多模光纖。在一些此類實施方式中，當彎曲成直徑為約200毫米的具有單圈 線圈時，光纖具有每圈約0.1 dB或更小的1310納米光衰減變化（△衰減）和更佳地每圈約 0.03dB或更小的光衰減變化，其中優選在大于或等于1500nm、在一些實施方式中也大于約 1310nm、在其他實施方式中也大于1260nm的一或多個波長下觀察到上文△衰減。使用防彎 光纖可以促進相關聯的電纜的改進光學性能，如當電纜受拉伸時。
[0084]絞合緩沖管116的絞距在上文中討論。在一些實施方式中，絞距尤其較短，如在反 轉振蕩絞合圖案中的反向部之間沿相應電纜長度為小于1米，如小于750mm，如小于500mm， 如小于250mm，如在一些實施方式中，甚至小于100mm。在至少一些此類絞合布置中的反向部 之間，緩沖管116包括圍繞絞合線的中心軸的至少2個整圈（即，完全螺旋），如至少3個整圈 和/或甚至至少4個整圈。絞合圖案的緊密度是與相應復合膜126所需負載有關。一般來說， 鋪設圖案越為緊密，緩沖管116在反向部處遠離絞合線的中心軸(例如，中心強度構件)的扭 轉負載越大。例如，本文所公開的實施方式可實現上述與中心強度構件的耦合，同時形成此 類緊密鋪設圖案。
[0085]在一些實施方式中，護套134和復合膜126可在護套134擠出在復合膜126之上期間 共混在一起，尤其在護套134和復合膜126由相同材料形成，而它們之間不具有粉末顆粒136 的情況。在其他實施方式中，護套134和復合膜126可保持彼此分離或至少部分地分離，以使 得以橫截面查看電纜110時，所述護套和所述復合膜各自在視覺上是可區分的。
[0086] 如本文公開的，一些實施方式包括復合捆縛膜126,包括膜126的多個層810、812、 813;而膜126的其他實施方式僅包括單層材料。將復合捆縛膜126與多個層810、812、813- 起使用可以若干方式使用。首先，多層膜126可用來控制相應電纜中的部件的耦合。在一些 此類實施方式中，復合膜126被定位于電纜110中的兩個部件之間，一個部件處于復合膜126 的任一側，如圖1所示。第一部件(如一或多個芯部元件，如緩沖管116)具有第一材料外部； 并且第二部件(如包圍復合膜126的外部管，如護套134)具有第二材料內部。在一些實施方 式中，第一材料不同于第二材料，具有如本文公開的各種材料組合。
[0087]在一些實施方式中，復合膜126被布置來減小或防止復合膜126與鄰接部件之間的 耦合。例如，在一些實施方式中，膜126的最內層810 (例如，最接近電纜中心)不粘結至鄰接 部件(如緩沖管116)或減小對鄰接部件(如緩沖管116)的粘結。在一些此類實施方式中，膜 126的最內層810包括和/或主要包括極性材料，并且鄰接部件(例如，緩沖管116)包括和/或 主要包括非極性材料，或反之亦然。在一些此類實施方式中，復合膜126的內層810主要包括 聚乙烯(如線型低密度聚乙烯）（例如，由多于50重量％的聚乙烯組成），并且緩沖管116的鄰 接復合膜126的外部主要由另一聚合物組成，所述另一聚合物如聚碳酸酯、聚丙烯、聚對苯 二甲酸丁二酯或另一材料。在其他實施方式中，除了緩沖管之外的部件鄰接復合膜126的內 部，并且復合膜126的材料是基于對應部件來選擇。在一些實施方式中，復合膜126的最內層 810和鄰接部件的外部兩者是熱塑性材料，如可擠出熱塑性材料。對復合膜126的最內層810 和鄰接芯部部件使用不可相容或非粘結材料可允許在接近芯部時所述最內層和所述鄰接 芯部部件的容易分離，和/或允許它們之間的相對移動，以便促進相應電纜11 〇容易彎曲。利 用選擇來最小化或減小粘結的復合膜126,復合膜126可簡單地從鄰接芯部部件上撕掉或剝 離，如圖8所示。
[0088]類似地，在一些實施方式中，復合膜126的最外層813(例如，最遠離電纜中心)不粘 結至鄰接部件或減小對鄰接部件的粘結。在一些此類實施方式中，膜126的最外層813包括 和/或主要包括極性材料，并且鄰接部件(例如，護套134、鎧甲、外套、包圍其他元件的另一 復合膜)包括和/或主要包括非極性材料，或反之亦然。在一些此類實施方式中，復合膜126 的最外層813包括聚丙烯和/或主要由聚丙烯組成（例如，由多于50重量％的聚丙烯組成）， 并且護套134的鄰接復合膜126的內部主要由另一聚合物組成，所述另一聚合物如聚乙烯、 聚氯乙烯或另一材料。在一些實施方式中，復合膜126的最外層813和鄰接部件的內部都是 熱塑性材料，如可擠出熱塑性材料。對復合膜126的最外層813和鄰接芯部部件(例如，護套） 使用不可相容或非粘結材料可允許在接近電纜芯部時所述最外層和所述鄰接芯部部件的 容易分離。護套134可被簡單地撕掉脫離復合膜16和芯部部件，如無需破壞由復合膜126提 供的防水屏障（例如，不可滲透屏障）。利用如本文公開的半透明的膜126,可定位并接近絞 合芯部部件的可反向點而使芯部部件的暴露最小和/或減少。
[0089]仍參考圖1，復合膜126進一步包括內層812,所述內層在復合膜126的最內層810和 最外層813兩者的內部。內層812可粘結至復合膜126的最內層810和最外層813兩者，并且可 將復合膜126捆縛在一起。在一些實施方式中，內層812包括和/或主要包括混合組合物，所 述混合組合物包括來自復合膜126的最內層810和最外層813的聚合物。例如，在復合膜126 的最內層810和最外層813分別包括聚乙烯和聚丙烯和/或分別主要由聚乙烯和聚丙烯組成 的實施方式中，內層812包括聚乙烯和聚丙烯兩者的混合物和/或主要地由聚乙烯和聚丙烯 兩者的混合物組成（如每種至少3重量％ )，以便促進復合膜126的最內層810和最外層813兩 者對內層812的內聚粘結。
[0090] 在其他實施方式中，內層812是或包括粘結劑或添加劑，如馬來酸酐和/或其共聚 物、乙烯丙烯酸和/或其共聚物，或另一增強粘結材料。內層812可包括粘結劑和/或主要由 粘結劑組成。在一些實施方式中，復合膜126的最內層810、內層812和最外層813中的任兩個 和/或全部可彼此共擠出（大體參見圖3)。在其他實施方式中，層810、812、813的一些或所有 彼此接續擠出。在其他實施方式中，僅在第一制造線上擠出最內層810,并且最內層810充當 芯部元件的捆縛物，而內層812和/或最外層813則隨后擠出并且可以用于其他目的。在其他 實施方式中，復合膜126的層810、812、813都不用作為捆縛物，如對其中下層相鄰部件未絞 合的電纜來說如此。
[0091] 在預期實施方式中，內層812和/或最外層813會向芯部提供白蟻和/或嚙齒動物防 護，如通過形成對芯部的屏障來提供。在一些此類實施方式中，內層812和/或最外層813中 的一或多個包括聚酰胺和/或主要由聚酰胺組成，所述聚酰胺如尼龍，如尼龍_6,6、尼龍-6、 尼龍-6,9、尼龍-6,10、尼龍-6,12、尼龍-11、尼龍-12和尼龍-4,6。內層812可將聚酰胺粘結 至復合膜126的最內層810,如其中最內層810包括聚乙烯和/或主要由聚乙烯組成并且內層 812包括馬來酸酐的情況。在其他實施方式中，復合膜126僅包括兩個層(例如，由兩個層組 成），所述兩個層如鄰接電纜的一或多個芯部元件的內層810和外層812或813。內層810可包 括粘結劑，以便改進對相應的復合膜的外層812或813的粘結，如具有馬來酸酐添加劑的聚 乙烯的內層810,其中內層810被粘結至尼龍的外層812或813。層810和812或813中的每個可 為特別薄的，如本文所公開。
[0092]在其他實施方式中，材料布置用于誘導電纜部件與復合膜126的粘結，如其中復合 膜126的材料被選擇來誘導與鄰接電纜部件的粘結的情況。在一些實施方式中，相應電纜 110預期用于動態或極端環境，并且電纜110的穩健性通過將芯部部件粘結至復合膜126和/ 或護套134增強。這種布置可限制或緩和在芯部部件之間的相對移動和/或向電纜110提供 較大的耐久性，如在扭轉、極端彎曲、壓碎等情況中的耐久性。因此，在一些此類實施方式 中，復合膜126的最內層810可粘結至電纜110的鄰接芯部部件，如聚丙烯最內層810,所述聚 丙烯最內層內聚地粘結至芯部的包括聚丙烯的鄰接緩沖管116。這種復合膜126的最外層 813可包括聚合物材料，所述聚合物材料也處于相應電纜110的護套134或其他鄰接結構中， 如復合膜126的聚乙烯最外層813,所述聚乙烯最外層內聚地粘結至護套134中的聚乙烯。 [0093]在預期實施方式中，包括兩個或更多個層的復合膜126可充當用于相應電纜芯部 的護套，并且可能不需要另外i的護套或外套，如用于大型分配電纜的子單元電纜，用于預 期用在需求較少環境中的電纜，如具有室內電纜和/或微型電纜或具有其他電纜的環境，所 述室內電纜將光纖排線穿過建筑物的壁，所述微型電纜延伸穿過管道(大體參見圖2)。在這 種實施方式中，僅復合膜126的第一層810可充當如本文公開的捆縛物，而復合膜126的一或 多個另外層可提供另外的功能，如環境穩健性。另外層812、813等等中的一些或全部可為與 最內層810相同的材料(例如，包括以下各項和/或主要由以下各項組成:聚乙烯、聚氯乙烯、 可擠出聚合物、可擠出熱塑性塑料)或可為或包括不同材料。例如，在預期實施方式中，這種 電纜的護套134包括多個薄膜層810、812、813，所述多個薄膜層共同形成護套，其中每一層 如上文所公開為特別薄的（例如，小于500微米、小于250微米），并且其中整個復合膜126具 有足夠厚度以用作相應電纜的護套(例如，至少800微米、至少1000微米）。這種護套可界定 電纜外部，或簡單地界定整個電纜的子部件外部(例如，電纜子單元;鎧裝電纜內的內部電 纜;室內/室外電纜的室內部分）。在一些此類實施方式中，復合膜126包括至少3個層、至少4 個層、至少5個層。層810、812、813可通過串接的擠出機施加，在一或多個擠出機上在單獨道 次(pass)中施加，或以其他方式施加。
[0094]如各種示例性實施方式中所示的電纜的構造和布置僅是說明性的。雖然本公開中 僅詳細描述了幾個實施方式，但是在不實質背離本文中描述的主題的新穎教義和優點的情 況下，許多修改是可能的（例如，各種元件的大小、尺寸、結構、形狀和比例、參數值、安裝布 置、材料使用、顏色、定向的變化）。例如，在一些實施方式中，電纜包括具有圍繞中心強度構 件124絞合的芯部元件的多個層或級，其中每一個層包括約束相應層的膜126,并且其中外 層的膜126間接包圍內層的膜126。在預期實施方式中，復合膜126不被擠出，而由例如激光 熔接膠帶和/或熱收縮材料形成。示出為整體形成的一些元件可由多個部件或元件構造，元 件位置可反轉或以其他方式改變，并且可變更或改變分立元件或位置的性質和數目。在一 些預期實施方式中，如本文公開的具有阻水粉末的膜126可起到擠出阻水元件的作用，從而 允許連續的電纜制造，而無需更換阻水膠帶的卷軸；例如，其可在鎧甲（或電纜中的其他外 層)與芯部112(如堆疊光纖帶的芯部或單管芯部)之間阻擋水，或在電纜中的其他部件之間 阻擋水。任何工藝、邏輯算法或方法步驟的順序或序列都可根據替代實施方式來改變或重 新排序。在不脫離本發明技術的范圍的情況下，也可以在各種示例性實施方式的設計、操作 條件和布置方面進行其他取代、修改、變化和省略。
【主權項】
1. 一種光纖電纜，所述光纖電纜包括： (A) 芯部元件，所述芯部元件包括： (i) 光纖；以及 (ii) 管，所述管包圍所述光纖； (B) 復合膜，所述復合膜包圍所述芯部元件，其中所述復合膜包括： (i) 第一層，所述第一層包含第一可擠出聚合物，其中所述第一層在10米長度的所述電 纜上具有小于500微米的平均厚度，以及 (ii) 第二層，所述第二層包含第二可擠出聚合物，其中所述第二層的組成不同于所述 第一層的組成，并且其中所述第一層在所述10米長度的所述電纜上具有小于500微米的平 均厚度，并且 其中所述第一層鄰接所述第二層；以及 (C) 護套，所述護套包圍所述復合膜，其中所述復合膜相對較薄，在所述10米長度的所 述電纜上具有小于所述護套在所述10米長度上的平均厚度一半的平均厚度。2. 根據權利要求1所述的光纖電纜，其特征在于，以重量計，所述第一層的多于一半是 由所述第一可擠出聚合物形成，并且以重量計，所述第二層的多于一半是由所述第二可擠 出聚合物形成。3. 根據權利要求2所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜直接接觸所述管，并且其 中所述復合膜直接接觸所述護套。4. 根據權利要求3所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜的所述第一層接觸所述 管，并且其中所述復合膜的所述第二層接觸所述護套，由此所述護套由所述第二層與所述 第一層分離。5. 根據權利要求4所述的光纖電纜，其特征在于，以重量計，所述護套的至少20%是由 所述第一可擠出聚合物形成，并且其中所述復合膜的所述第二層完全包封所述第一層，使 得至少所述第二層阻擋所述護套的所述第一可擠出聚合物與所述第一層的所述第一可擠 出聚合物之間的內聚粘結。6. 根據權利要求5所述的光纖電纜，其特征在于，所述第一可擠出聚合物是聚乙烯。7. 根據權利要求6所述的光纖電纜，其特征在于，所述第二可擠出聚合物是聚丙烯。8. 根據權利要求7所述的光纖電纜，其特征在于，以重量計，所述管的至少20%是由所 述第二可擠出聚合物形成。9. 根據權利要求4所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜在所述電纜的所述10米長 度上的所述平均厚度平均厚度小于所述護套在所述10米長度上的所述平均厚度的五分之 〇10. 根據權利要求4所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜的每層在所述10米長度 上具有小于500微米的平均厚度。11. 根據權利要求10所述的光纖電纜，其特征在于，所述第一層和所述第二層的組合在 所述10米長度上具有小于500微米的平均厚度。12. 根據權利要求11所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜在所述10米長度上具有 小于500微米的平均厚度。13. 根據權利要求4所述的光纖電纜，其特征在于，圍繞所述復合膜的橫截面的周邊，所 述復合膜采用鄰接所述復合膜的芯部元件的形狀，并且在所述芯部元件之間空隙上以大體 凹弧的形式延伸。14. 根據權利要求1所述的光纖電纜，其特征在于，所述復合膜的所述第一層和所述第 二層彼此粘結。15. -種光纖電纜，所述光纖電纜包括： (A) 芯部元件，所述芯部元件包括： (i) 光纖， (ii) 第一管，所述第一管包圍所述光纖中的至少一個， (iii) 第二管，所述第二管包圍所述光纖中的至少另一光纖， (B) 復合膜，所述復合膜包圍所述芯部元件，其中所述復合膜是用于所述芯部元件的捆 縛物，與所述芯部元件中的一或多個的向外橫向偏轉相反，并且其中所述復合膜包括： (i) 第一層，所述第一層包括第一可擠出聚合物，以及 (ii) 第二層，所述第二層包括第二可擠出聚合物，其中所述第二層的組成不同于所述 第一層的組成，并且其中所述第一可擠出聚合物和所述第二可擠出聚合物可彼此共擠出， 其中所述第一層鄰接所述第二層，并且 其中所述第一層和所述第二層中的每個在10米長度的所述電纜上具有小于500微米的 平均厚度。16. 根據權利要求15所述的光纖電纜，其進一步包括中心強度構件，其中所述芯部元件 圍繞所述中心強度構件以在所述芯部元件的鋪設方向上以包括反向部的絞合圖案來絞合， 其中所述復合膜將所述芯部元件垂直地裝載至所述中心強度構件，使得所述芯部元件與所 述中心強度構件之間的接觸提供所述芯部元件與所述中心強度構件之間的耦合，從而限制 所述芯部元件相對于所述中心強度構件的軸向迀移。17. -種光纖電纜，所述光纖電纜包括： (A) 芯部元件，所述芯部元件包括光纖； (B) 復合膜，所述復合膜包圍所述芯部元件，其中所述復合膜包括： (i) 第一層，所述第一層包括第一聚合物，以及 (ii) 第二層，所述第二層包括第二聚合物，其中所述第二層的組成不同于所述第一層 的組成， (ii i)粉末顆粒，所述粉末顆粒部分地嵌入到所述復合膜中，使得所述粉末顆粒使其一 部分浸沒在所述復合膜中，以便部分地穿過所述復合膜的表面平面，并使其另一部分部分 地突出遠離所述復合膜的所述表面平面而暴露，以及 其中所述第一層鄰接所述第二層，并且 其中所述粉末顆粒中的至少一些被定位在所述復合膜的內表面上處于所述復合膜與 所述芯部元件之間；以及 (C) 護套，所述護套包圍所述復合膜，其中所述復合膜是較薄的，在10米長度的所述電 纜上具有小于所述護套在所述10米長度上的平均厚度一半的平均厚度。18. 根據權利要求17所述的光纖電纜，其特征在于，部分地嵌入到所述復合膜中的所述 粉末顆粒包括超吸收性聚合物顆粒。19. 根據權利要求18所述的光纖電纜，其特征在于，所述超吸收性聚合物顆粒在干燥時 具有500微米或更小的平均最大橫截面尺寸。20.根據權利要求18所述的光纖電纜，其特征在于，附著于所述復合膜的超吸收性聚合 物顆粒的量是每平方米所述復合膜的所述內表面的表面積小于100克。
【文檔編號】G02B6/44GK105980901SQ201480074883
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月9日
【發明人】大衛·韋斯利·基亞松, 沃倫·韋爾伯恩·麥卡爾平, 約耳·萊恩·帕克
【申請人】康寧光電通信有限責任公司