光纤电缆制造技术

本发明专利技术公开一种光纤电缆，所述光纤电缆包括多根光纤和包围所述多根光纤的至少一个管状外套元件。所述外套元件具有外套材料，所述外套材料至少包含第一组成部分，所述第一组成部分为热塑性聚合物；第二组成部分，所述第二组成部分是能够在热量的影响下释放气体以用于生成泡沫的膨胀材料；以及第三组成部分，所述第三组成部分是能够在热量的所述影响下分解形成用于使所述泡沫硬挺的玻璃和/或陶瓷材料的硬挺剂。

Fiber cable

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤电缆申请的交叉引用本申要求2015年4月27日提交的EP申请号15165190.8的优先权的权益，所述申请的内容是本申请的基础并且以引用的方式整体并入本文。
技术介绍
光纤电缆包括用于传输光学信号的光纤并且还包括包封光纤的外套元件。例如，缓冲管包围相应数量的光纤，并且电缆外套包围多个缓冲管。电缆外套和缓冲管通常由合成材料形成。对于户内应用，光纤电缆的防火性或至少耐火性是重要的，具体地是因为光纤电缆一旦引起火灾就承担着火灾从建筑中的一个场所传播到另一个房间或地区的风险。因此，外套元件(诸如电缆外套或缓冲管)应被设计成耐火的或甚至可自动灭火的。设计光纤电缆的外套元件的耐火材料的一种常规方法是使用膨胀的添加剂，也就是说，当在发生火灾的情况下经受热量时分解形成包含气体的泡沫和/或与所述泡沫反应的成分。这类膨胀试剂已经是已知的；在外套元件的聚合物基的护套材料中，它们在点燃时产生碳质泡沫，从而向光纤提供热保护，将火灾前沿向回推并且在防火电缆暴露在火焰和/或热量下的区段周围蔓延。只要光学电缆被碳质泡沫所包围并且气体形成物或泡沫形成物未耗尽，就能保持防火性。然而，在发生火灾的情况下，火灾经常产生狂风。此外，由消防设施或天花板处的水喷嘴喷洒的水可将保护泡沫从纤维电缆上冲掉，因此只要火灾在整个建筑中没有完全熄灭，就会承受再燃风险。此外，加热电缆与其他物体或人的任何接触都可能对泡沫状保护层造成局部损坏，因此再次暴露电缆核心。本申请的目的是提供具有改进的耐火性的光纤电缆。
技术实现思路
在一个实施方案中，光纤电缆包括多根光纤和包围多根光纤的至少一个管状外套元件，其中所述外套元件包括外套材料，所述外套材料至少包含相互混合的以下组成部分：第一组成部分，所述第一组成部分为热塑性聚合物；第二组成部分，所述第二组成部分是能够在热量的影响下释放气体以用于生成泡沫的膨胀材料；以及第三组成部分，所述第三组成部分是能够在热量的影响下分解形成用于使泡沫硬挺的玻璃和/或陶瓷材料的硬挺剂。另外的特征和优点将在接下来的详细描述中进行阐述，并且本领域的技术人员将借助于所述描述很容易理解或通过实践如书面描述及其权利要求书以及附图中描述的实施方案很容易认识其部分内容。应当理解，上述概述和以下详述仅是示例性的，并且意图提供用于理解权利要求的性质和特征的概观或框架。包括附图以提供进一步理解并且所述附图并入本说明书并且构成本说明书的一部分。附图示出一个或多个实施方案并且所述描述用来解释各实施方案的原理和操作。附图说明结合附图，根据以下描述，本文公开的特征和优点显而易见，在附图中：图1以横截面图示出示例性光纤，图2示出在暴露在火灾引发的热量下之前，在原始条件下的外套元件区段的外套材料，图3示出图2的外套材料在暴露在火灾引发的热量下时的转变，图4示意性地示出组成外套材料的第一示例性材料，图5示出组成外套材料的替代性的、第二示例性材料，图6示出随时间的推移而测量的示例性外套材料的热量释放速率和总热量释放，图7示出随时间的推移而测量的图6的外套材料和两种常规的外套材料的热量释放速率，并且图8示出随时间的推移的图7的三种外套材料的总烟雾产生量。具体实施方式根据本公开的方面，光纤电缆的外套元件的改进的耐火性可通过外套元件的外套材料来提供，其中外套材料包括能够在热量的影响下分解形成玻璃和/或形成陶瓷材料的硬挺剂。除硬挺剂之外，外套元件还可例如包括膨胀材料和热塑性聚合物。因此，由于形成作为硬挺剂的结果形成的玻璃或陶瓷材料，在发生火灾的情况下，由借助于膨胀材料形成的泡沫被硬挺或硬化。机械刚性和坚固性可因此被传递给泡沫，并且硬挺的/硬化的泡沫在光纤电缆周围形成耐机械保护层。硬挺剂是玻璃或陶瓷材料的前体，诸如二氧化硅的前体、磷酸盐玻璃的前体或另一种玻璃或陶瓷材料的前体。玻璃或陶瓷形成分子和/或结构网络，其是使泡沫变硬并且支撑泡沫的刚性骨架结构或结构网络。所获得的结构上增强的网由此对火灾引发的风和其他机械影响是耐机械的，所述火灾引发的风和其他机械影响可使泡沫变形，将泡沫从光纤电缆核心周围冲洗掉或以其他方式将泡沫从所述光纤电缆核心周围局部地移除。结构上增强的泡沫因此形成稳定且持久的保护层，从而显著地增加了光纤电缆的耐火性。根据本公开的方面，硬化剂或硬挺剂可与外套元件的其他材料共混以形成外套元件的复合材料。复合材料能够挤压并且可用来形成光纤电缆组件(包括具有增加的耐火性的缓冲管和/或电缆外套)的各种成分。优选地，硬挺剂是有机地-反应性(即，有机(organo)反应性)硬挺剂。例如，有机硅化合物或有机磷化合物可用作在热量的影响下分解形成玻璃和/或陶瓷的有机的(organic)物质。由于玻璃或陶瓷在选择的有机的硬挺剂由火灾引发的热量加热时被生成，可形成例如二氧化硅或氧化磷。在燃烧的外套材料中用作硬挺剂、用于生成结构上增强的网的玻璃或陶瓷前体并不需要作为无机的组成部分被提供。有机的硬挺剂可以是有机的物质，所述有机的物质可改进光纤电缆护套的归因于在外套元件的未点燃的、原始状态中缺乏任何无机的材料的机械弹性和柔性。作为进一步的益处，由于有机的硬挺剂容易地与热塑性聚合物反应，因而相对较小数量(诸如少于外套材料的按重量计10％)的有机的硬挺剂就可满足要求。由于有机的硬挺剂，外套材料能够形成结构网络，所述结构网络向在加热和/或暴露在火灾下期间形成的网增强的泡沫提供刚性和机械稳定性，反之在室温下，在点燃之前，外套元件的外套材料保持其弹性。图1示出在横向于电缆轴向方向的方向上呈横截面图的常规的光纤电缆。光纤电缆10包括多根光纤15。光纤15由至少一个外套元件20包围；例如像由缓冲管5和/或电缆外套25包围。根据本公开的方面，十二根光纤15可被布置在相应的缓冲管5中并且由所述相应的缓冲管5包围，并且多个(六个)缓冲管可由电缆外套25包围。在缓冲管5之间，用于抵抗张力而机械地使电缆稳定(尤其在轴向方向上)的加强元件18可被提供在光纤电缆10的中心处。外套元件20的外套材料21可以是化合物主体1，所述化合物主体1是由挤压过程得到的挤压物的复合材料。当如图1所描绘的光纤电缆10暴露在建筑内的火灾或引发的热量下时，外套元件20的材料首先被暴露在热量和/或火焰下。根据本公开的方面，外套元件20的材料21可被设计成使得它更加容易地阻挡热量和/或防止火灾接近电缆核心。由于膨胀材料，外套材料21形成碳质刚性泡沫。在外套材料21的最接近于环境大气的那些区域中，具体在外套元件的外部圆周表面处，来自环境空气的氧气穿过泡沫，从而形成炭泡沫的炭泡沫层。同时，膨胀添加剂分解并且由此释放使碳质炭膨大的气体。此外，根据本公开的方面，硬挺剂与碳质炭反应并且转化成玻璃和/或陶瓷材料，由此形成用于机械地使碳质泡沫和/或炭泡沫层稳定的三维的结构上增强的网。由于结构上增强的网因此形成，膨大的泡沫在膨大之后保持其性质，即使在火灾引发的狂风存在的情况下或在其他机械影响存在的情况下。例如，由泡沫形成的、由玻璃或陶瓷材料支撑的结构上增强的网可不再被由消防设施喷洒的水冲洗掉。图2示出外套元件20的靠近其外部表面1a的区域的截面图。外套元件20(其例如可以是缓冲管5或电缆外套25)可作为化合物主体1(诸如挤压物)被形成。由图2中直的上部线表示的外部表面1a本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤电缆(10)，包括：多根光纤(15)；以及至少一个管状外套元件(20)，所述至少一个管状外套元件(20)包围所述多根光纤(15)，其中所述外套元件(20)包括外套材料(21)，所述外套材料(21)至少包含相互混合的以下组成部分：第一组成部分(A)，所述第一组成部分(A)是热塑性聚合物(11)，第二组成部分(B)，所述第二组成部分(B)是能够在热量的影响下释放气体以用于生成泡沫的膨胀材料(12)，以及第三组成部分(C)，所述第三组成部分(C)是能够在热量的所述影响下分解形成用于使所述泡沫硬挺的玻璃和/或陶瓷材料的硬挺剂(13)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.27 EP 15165190.81.一种光纤电缆(10)，包括：多根光纤(15)；以及至少一个管状外套元件(20)，所述至少一个管状外套元件(20)包围所述多根光纤(15)，其中所述外套元件(20)包括外套材料(21)，所述外套材料(21)至少包含相互混合的以下组成部分：第一组成部分(A)，所述第一组成部分(A)是热塑性聚合物(11)，第二组成部分(B)，所述第二组成部分(B)是能够在热量的影响下释放气体以用于生成泡沫的膨胀材料(12)，以及第三组成部分(C)，所述第三组成部分(C)是能够在热量的所述影响下分解形成用于使所述泡沫硬挺的玻璃和/或陶瓷材料的硬挺剂(13)。2.如权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于所述硬挺剂(13)是有机-反应性硬挺剂(13)。3.如权利要求1或2所述的光纤电缆，其特征在于所述硬挺剂(13)是在热量的所述影响下分解形成二氧化硅的材料。4.如权利要求1至3中的一项所述的光纤电缆，其特征在于所述硬挺剂(13)是包含硅的有机-硅-化合物，诸如硅氧烷。5.如权利要求1至4中的一项所述的光纤电缆，其特征在于所述外套材料(21)是所述硬挺剂(13)与所述热塑性聚合物(11)和所述膨胀材料(12)化合的挤压物材料。6.如权利要求1至5中的一项所述的光纤电缆，其特征在于所述外套材料(21)中的硬挺剂(13)的含量处于按重量计1％至10％之间，优选地处于按重量计2％至5％之间。7.如权利要求1至6中的一项所述的光纤电缆，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃马努埃拉·加洛，
申请(专利权)人：CCS技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US