光纜及制造光纜的方法

光纜及制造光纜的方法
【專利摘要】用于制造光纜及光纜組件的方法包括在擠壓成形在光纖周圍的管內提供顆粒物質。所述粒子可被加速，使得在它們碰撞管時機械附著到管上。
【專利說明】光纜及制造光纜的方法
[0001] 相關申請
[0002] 本申請要求2008年8月15日申請的美國臨時申請61/189, 076的權益，其全部內 容通過引用組合于此。
[0003] 本申請與 2008 年 7 月 31 日申請的、題為 "Optical Fiber Assemblies Having a Powder or Powder Blend at Least Partially Mechanically Attached，'的美國申 請 12/221，118和 2007 年6 月 26 日申請的、題為 "Optical Fiber Assemblies Having Relatively Low-Levels of Water-Swellable Powder and Methods therefor" 的美國申 請11/821，933有關，這些申請的全部內容通過引用組合于此。

【技術領域】
[0004] 本申請總體上涉及用于傳送光信號的光纖組件的制造方法。更具體地，本申請涉 及具有相對低水平的機械附著的遇水膨脹粉末的光纖組件的制造及提供用于制造過程的 顆粒材料的方法。

【背景技術】
[0005] 通信網絡用于傳送多種信號如話音、視頻、數據等。隨著通信應用需要更大的帶 寬，通信網絡轉變為具有光纖的光纜，因為光纜相較銅導體能傳送非常大量的帶寬。此外， 光纜相較于具有同樣帶寬容量的銅纜要小得多和輕得多。
[0006] 在某些應用中，光纜暴露在濕氣中，隨著時間的過去濕氣可能進入光纜。濕氣可沿 光纜遷移并進入光纜接續盒、建筑物等。為阻擋水遷移，光纜包括一個或多個阻擋水沿光纜 遷移的構件。作為例子，傳統光纜通過在光纜內使用填充和/或液阻材料如凝膠或潤滑脂 而阻擋水遷移。填充材料指具有光纖的管或腔體內的凝膠或潤滑脂，而液阻材料指在光纜 內、但在容納光纖的腔體外面的凝膠或潤滑脂。凝膠或潤滑脂填充空隙使得水在光纜內沒 有沿其而行的通路。另外，凝膠或潤滑脂填充材料襯墊和聯結光纖。
[0007] 凝膠或潤滑脂填充材料也有缺點。例如，凝膠或潤滑脂較臟并可能從光纜端部滴 下。當準備進行光連接時，還必須從光纖清除填充材料，這需要技術工人將清除材料帶入現 場。早期的光纜設計通過在緩沖管外面使用干燥阻水構件如帶或紗阻擋水遷移而不需要液 阻材料。這些干燥阻水構件通常包括超強吸水聚合物（SAP)，其吸水并膨脹從而阻塞水通 路，因而阻擋水沿光纜遷移。總的來說，遇水膨脹構件使用紗或帶作為SAP的載體。由于遇 水膨脹紗和帶首先使用在容納光纖的腔體外面，除阻水之外，不需要解決另外的功能如聯 結和光衰減。
[0008] 最后，光纜在包圍光纖的管內使用遇水膨脹紗、帶或超強吸水聚合物（SAP)代替 凝膠或潤滑脂填充材料。總的來說，遇水膨脹紗或帶具有足夠的阻水能力，但不提供凝膠或 潤滑脂填充材料的所有功能如襯墊和聯結。例如，遇水膨脹帶和紗由于相較典型光纖相對 較大而體積大和/或可能具有相對粗糙的表面。為此，如果光纖壓在光纖上，遇水膨脹紗或 帶可能引起問題。同樣，如果壓在光纖上，SAP也可能引起問題。在一些情形下，壓在傳統 遇水膨脹紗、帶和/或SAP上的光纖可能經歷微彎曲，這可導致不合需要的光衰減水平和/ 或引起其它問題。此外，如果光纜不是綜合設計，所希望的光纖與管的聯結水平可能會是問 題，既然綜合可實現聯結。
[0009] 其它早期光纜設計使用管組件，該管組件使用松散SAP粉末高度填充以阻擋水在 光纜內遷移。然而，光纜內傳統施加的松散SAP粉末產生問題，因為超強吸水粉末粒子由于 未被附著到載體如紗或帶上而可能在光纜內遷移到一些位置處/積聚在這些位置。當光纜 卷繞在盤上時，由于重力和/或振動，SAP粉末在低點積聚，從而導致光纜內不一致的阻水。 同樣，松散SAP粉末從管端部自由掉落。
[0010] 圖15和16分別示出了傳統干式光纖組件10的橫向截面圖和縱向截面圖，干式光 纖組件10具有位于管5內的多根光纖1和示意性示出的松散遇水膨脹粉末粒子3。傳統干 式光纖組件10在管5內使用相當大量的SAP粉末3以阻擋水在其中遷移。其它傳統光纜 構件包括將SAP粉末埋置在管的外表面中，如美國專利5, 388, 175中所述。然而，將SAP埋 置在管的外表面中大大降低了粉末的有效性，因為水可能不能達到埋置的粒子。


【發明內容】

[0011] 根據一實施例，運動氣體和顆粒物質的混合物被傳給擠壓造型過程。該混合物在 第一階段傳給擠壓造型過程，并在第二階段噴入或傳入在擠壓造型過程中形成的壓出錐 體，第二階段具有與第一階段相當或比第一階段高的速度。傳送顆粒物質使得至少一部分 顆粒物質機械附著到壓出錐體。因而擠壓造型過程得到的管接收施加到其內或空腔表面的 顆粒物質。例如，傳送的第一階段可以是綜合相流，及第二階段可以是稀相流。
[0012] 根據一實施例,運動氣體和顆粒物質的混合物通過噴嘴傳到壓出錐體的內部。顆 粒物質通過噴嘴加速使得至少一部分顆粒物質機械附著到壓出錐體。
[0013] 根據另一實施例，運動氣體和顆粒物質的混合物通過環形通道傳到壓出錐體的內 部。傳送顆粒物質使得至少一部分顆粒物質機械附著到壓出錐體。
[0014] 根據目前實施例的一方面，管可屬于用于形成光纖組件的類型，光纖組件具有相 當低的顆粒物質濃度但仍保持所希望的阻水性質。
[0015] 通過結合下面列出的附圖閱讀下面的詳細描述，本領域的技術人員將意識到多個 另外的實施例的上述優點及其它優點和好處。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 根據一般實踐，下述附圖的各個特征不必按比例繪出。圖中的各個特征和元件的 尺寸可擴大或減小以更清楚地圖解本發明的實施方式。
[0017] 圖1為制造根據本發明實施例的光纖組件的示例性生產線的示意性表示。
[0018] 圖2為圖1中的粉末供應的文丘里粉末/氣體混合段的部分示意截面立體圖。
[0019] 圖3A為粉末/氣體混合段的一部分的截面圖。
[0020] 圖3B為沿圖3A中的線3B-3B的截面圖。
[0021] 圖3C為沿圖3A中的線3C分離出來的截面圖。
[0022] 圖4A為根據本發明實施例的執行擠壓造型過程和粉末施加過程的裝置的截面 圖。
[0023] 圖4B為圖4A中所示的擠壓成形和粉末施加過程分離出來的截面圖。
[0024] 圖5A為根據本發明另一實施例的執行擠壓造型過程和粉末施加過程的裝置的截 面圖。
[0025] 圖5B為圖5A中所示的擠壓成形和粉末施加過程分離出來的截面圖。
[0026] 圖6A-6D為表明SAP粒子機械附著到管內部的不同放大倍率的圖。
[0027] 圖7A-7D為表明SAP粒子機械附著到管內部的不同放大倍率的圖。
[0028] 圖8A-8D為表明SAP粒子機械附著到管內部的另一組不同放大倍率的圖。
[0029] 圖9為根據本發明制造的光纜的截面圖。
[0030] 圖10為圖9的光纜的另一截面圖。
[0031] 圖11為根據本發明制造的另一光纜的截面圖。
[0032] 圖12為表明粉末機械附著到其上的管內壁的放大圖的照片，感興趣區域由加框 區域表示。
[0033] 圖13為圖12的照片使用軟件包識別粉末以確定粉末機械附著到其上的感興趣區 域的表面區域的百分比。
[0034] 圖14為根據本發明制造的另一光纜的截面圖。
[0035] 圖15為傳統光纖組件的截面圖，該傳統光纖組件使用相當大量的、松散位于其中 的遇水膨脹粉末阻擋水遷移。
[0036] 圖16為圖15的傳統光纖組件的縱向截面圖。

【具體實施方式】
[0037] 根據本發明的用于制造光纜及光纜組件的示例性方法相較傳統方法具有多個優 點。一個優點在于至少一部分顆粒物質（可以是粉末粒子的形式）機械附著到光纖組件的 表面（如管或空腔內壁）。前述附著可按使得并非管的所有表面區域均被覆蓋但依然有效 阻擋水遷移的方式完成。由于低水平的粉末即足夠了，管中遇水膨脹粉末的存在對技術工 人近乎透明。遇水膨脹粉末可施加到擠壓成形管、空腔、基底等的內表面以避免管或空腔中 存在過多松散粉末。從而減輕如伴隨傳統注入和噴霧方法出現的松散粉末遷移。根據在此 公開的方法構建的光纖組件的管或空腔相較使用帶或紗阻水的傳統干式光纜組件具有更 小的截面積。相對小量的粉末不太可能形成大的結塊，而大的結塊可導致光纖中的衰減。
[0038] 在本說明書中，基底內粒子的"機械附著"，如SAP粉末粒子機械附著在擠壓成形 管中，意味著至少一部分附著的粒子延伸到或部分嵌入或沉積在基底內，在基底表面的下 面，這與借助于粘合劑等手段單獨粘附到基底表面上不同。機械附著可通過移動粒子使之 碰撞和陷入基底表面實現。除了機械附著之外，還可使用粘合劑，這樣兩種方法并不彼此排 斥。在本說明書中，術語"粉末"理解為包括不同類型和/或粒子大小的粉末的混合物及單 成分粉末。在本說明書描述向各個擠壓造型過程提供粉末形式的顆粒物質的同時，所公開 的向制造過程提供粉末的方法可用于傳送任何類型的相當細的顆粒物質。
[0039] 在本說明書中，氣體和顆粒物質的移動通常按穿過通道、離開噴嘴出口或在內部 區域中的"速度"進行描述。應當理解，各個氣體分子和各個粒子可以不按恒定的速度或方 向行進，可以打旋等。因此，在本說明書中，氣體、顆粒物質或其混合物的"速度"指多個粒 子、氣體分子等沿過程或下游方向的平均速度。
[0040] 本說明書將"運動氣體"描述為傳送顆粒物質通過生產線。為描述簡短，使用"運 動氣體"并意于包括各個氣體的混合及個別氣體。
[0041] 圖1為用于制造光纖組件的示例性生產線10的示意性表示。生產線10可包括多 個旋轉卷軸20,用于沿過程方向12放出多根相應光纖22。也可使用其它手段如飛出以放出 一根或多根光纖。所示生產線10示出了利用十二根光纖22的過程，但也可使用其它數量 的光纖如1、2、6根等。在一些應用中，光纖22可具有靜電荷地離開其相應卷軸20,這可有 助于粉末粒子的沉積。例如，光纖22可從卷軸20通過一組導向滾筒28和導向模具30。之 后，光纖束22傳入粉末施加/擠壓造型裝置40。粉末施加/擠壓造型裝置40示意性地示 為粉末/運動氣體供應裝置50通過粉末/運動氣體供應通道55連接到擠壓造型裝置60， 前述通道可具有管的一般形狀。在裝置50、60示意性地示為分開的裝置的同時，例如它們 可集成為單一裝置和/或生產線10的站。
[0042] 總的來說，粉末施加/擠壓造型裝置40將管擠壓成形在光纖22周圍并將顆粒物 質（如粉末）施加到管內部，其在光纖周圍耗盡以形成未冷卻的光纖組件65。粉末/運動氣 體供應裝置50提供粉末和運動氣體以將粉末粒子傳給擠壓成形操作，及擠壓造型裝置60 將管擠壓成形在光纖22周圍。之后，未冷卻的光纖組件65可在冷卻裝置70中進行冷卻， 例如其可以是縱向延伸的充滿冷卻液體如液態水的槽。當光纖組件65沿過程方向12移動 時，冷卻裝置70冷卻最近擠壓成形的管。之后，所得到的光纖組件100收集在收緊裝置90 上，例如卷線盤或收緊盤。
[0043] 粉末/運動氣體供應裝置
[0044] 下面結合圖2-3C描述向擠壓造型裝置60提供粉末的粉末/運動氣體供應裝置50 的運行。在下面的描述中，示例性的粉末為用于在光纜中阻水的SAP粉末。下表1包括適 合用在本實施例中的SAP粉末的粒子大小分布。然而，所述原理可用于其它相當細的顆粒 物質，例如阻燃粒子（如三水合鋁、氫氧化鎂等）、干燥潤滑劑如滑石、石墨、硼等、和/或其 混合物。
[0045] 圖2為圖1中示意性示出的粉末/運動氣體供應裝置50的粉末/氣體混合段108 的部分示意性截面立體圖。該段108的文丘里段在圖3A和3B中詳細圖示。粉末/氣體混 合段108例如可通過振動和/或重力粒子供應裝置（未示出）提供粉末粒子。一種商用粉 末供料器為可從Eriez Manufacturing Co.獲得的6C型振動供料器。振動供料器特別適 合與本實施例一起使用，因為擠壓造型過程中使用相當低的粉末流量。
[0046] 粉末/氣體混合段108為具有轉移漏斗110的文丘里系統的一部分，該漏斗具有 開口的、漏斗形狀的向下錐形的粉末接收部分112,其接收從供應裝置掉下的粉末或其它顆 粒物質。轉移漏斗110的下端連接到具有縱向錐形通道116的文丘里漏斗114,前述通道終 止于位于文丘里塊124的上端處的計量或粉末進料孔120。在圖2中，文丘里塊124的右 或入口側包括攻有螺紋的入口端128,其接收運動氣體供應的傳送通道，這將在下面結合圖 3A進一步詳細描述。文丘里塊124的左或下游出口側包括梯狀通道132,具有攻有螺紋的 出口端134,其接收粉末/運動氣體供應管55 (圖1中所示）的上游或入口端。粉末/運動 氣體供應管55可供應例如擠壓造型過程耗用的SAP粉末，如下進一步詳細所述。
[0047] 圖3A為粉末/氣體混合段108的一部分的截面圖，具有與文丘里塊124的入口端 128螺紋連接的運動氣體供應通道或管138和與出口端134螺紋連接的粉末/運動氣體供 應管55。圖3B為沿圖3A中的線3B-3B的截面圖。參考圖3A和3B，在運行時，轉移漏斗 110的接收部分112的開口頂端接收大氣和/或其它氣體及粉末粒子135的混合物，其在 圖3A和3B中象征性地示為顆粒物質并進入錐形轉移漏斗110。在漏斗110入口處的周圍 空氣和/或其它氣體可以部分真空（即壓力低于周圍壓力）。同時，運動氣體流142,其方 向如圖3A中的箭頭所示，例如通過送風機、壓縮氣源等（未示出）提供給運動氣體供應管 138。例如，運動氣體142可以是加壓大氣，或一種或多種"干"氣，如氮及空氣、干氣等的混 合物。干氣也可用于在接收部分112處傳送粒子。
[0048] 仍然參考圖3A和3B，運動氣體142沿供應通道138向下行進，該通道形成在文丘 里塊124的上游或入口件144中，穿過入口室146,然后強使通過相當小的運動氣體孔口 148 (圖3C中獨立示出）。之后，運動氣體142在文丘里塊124的上端處的計量孔120下面 通過，在那里運動氣體142與向下的計量供應的粉末粒子135混合并加速。運動氣體142 穿過氣體入口孔口 148的移動在文丘里塊124的下游件152中的文丘里接收室150中產生 部分真空，這有助于向下吸粉末粒子135穿過孔120并進入接收室150。室150中的部分真 空通過在運動氣體142通過小的運動氣體孔口 148時對其加速并伴隨壓降實現，孔口 148 用作文丘里孔口。運動氣體和粉末粒子的加速后的混合物156的方向由圖中左邊的箭頭指 示。對簡化描述，隨粉末粒子135吸入穿過計量孔120的部分真空空氣部分當其與運動氣 體142混合時被視為形成"運動氣體"的一部分。具體參考圖3B，入口室146經上游件144 中的通道160與運動氣體孔口 148流體連通。
[0049] 圖3C為沿圖3A中的線3C分離出來的圖，更詳細地示出了文丘里塊124的運行。 參考圖3B和3C，文丘里塊124的上游件144可通過螺紋連接件166連接到下游件152, 0 環密封168位于上游件144和下游件152之間以在件144、152之間靠近運動氣體入口孔口 148處提供氣密密封。粉末/運動氣體供應管55具有可螺紋連接到文丘里塊124的出口 端134的外套170,及具有內孔178的同心安裝的內通道174,例如內孔具有圓形截面區域。 如圖3B和3C中所示，梯狀孔132包括相當小的文丘里通道180,其將運動氣體和粉末粒子 的加速后的混合物156通過文丘里塊124向下傳入粉末/運動氣體供應管55。橫向監視 端口 184可形成在文丘里通道180中，用于監視文丘里通道180內的情況如溫度、濕度、粒 子濃度、壓力、流速等。例如文丘里通道180可具有圓形截面。仍然參考圖3B和3C，運動 氣體和粉末粒子的混合物前進通過文丘里通道180并進入粉末/運動氣體供應管55的內 孔178。之后，該混合物可提供給制造過程，例如在擠壓造型裝置60中執行的擠壓造型過程 (圖1中所示）。來自粉末/運動氣體供應裝置50的運動氣體和粉末粒子的混合物156在 示例性擠壓造型過程中使用的例子在下面詳細描述。
[0050] 根據本發明的一方面，文丘里粉末供應裝置50利用Bernoulli原理，其中運動氣 體高速通過運動氣體供應孔口 148在緊鄰孔口 148的下游處的室150中產生部分真空。從 而粉末135被抽吸通過進料孔120并進入文丘里塊124,在那里其與從孔口 148出來的相 當低壓力的運動氣體混合。具有低露點（如32° F、(TC或更低）的干燥運動氣體142的使 用減少了在粉末粒子施加到基底如擠壓成形的管或空腔之前粉末結塊的機會。運動氣體 142的速度可通過控制運動氣體孔口 148上游壓力進行調節以確保一致流動穿過運動氣體 供應孔口 148。在運動氣體142通過孔口 148時其速度也可通過控制孔口 148的截面積進 行控制。例如，相當小的孔口 148可用于產生合乎需要的流速和粉末密度以供應給制造過 程。例如，在一些應用中，直徑為0. 3mm(截面積為約0. 08mm2)或更小的運動氣體供應孔口 148實現高速流過孔口。在另一應用中，可使用直徑為0.2mm(截面積為約0.03mm2)或更小 的孔口。
[0051] 在文丘里塊124中，運動氣體142和真空氣體/粉末138的和等于進入粉末/運 動氣體供應管55的氣體和粉末粒子的總流。粉末/運動氣體供應管55從文丘里塊124中 的相當小的孔文丘里通道180接收該組合流。根據本發明的一實施例，粉末/運動氣體供 應管的內徑178的大小使得氣體/粉末混合物的速度在5-20m/s (米/秒）的范圍中。
[0052] 對于低于5m/s的流速，氣體/粉末混合物流通常可稱為"密相傳輸"。在密相傳輸 中，氣體/粉末混合物可能跨供應管55的截面缺乏均勻性，及很多粉末可能沿粉末/運動 氣體供應管55的底部（與由運動氣體支撐和傳輸相反）移動或成塊。此外，密相傳輸可導 致傳輸通道中出現高壓降。密相傳輸也不合乎需要，因為其可導致傳輸管塞住和/或在傳 輸管出口處出現氣體/粉末混合物浪涌。
[0053] 對于高于20m/s的流速，氣體/粉末混合物流通常可稱為"稀相傳輸"。在稀相傳 輸中，粉末粒子通常占低于約5 %的粉末/氣體混合物的體積，盡管對于不同的粒子大小、 運動氣體等濃度可變化。稀相傳輸合乎需要，因為氣體/粉末混合物通常跨供應管55的截 面均勻，當施加到擠壓成形的緩沖管的內圓周時這導致粉末更好地散布。然而，增大粉末/ 運動氣體供應管55中的流速可在文丘里塊124中導致高背壓（如高于大氣壓）。塊124中 的高背壓可影響文丘里效應，因為文丘里接收室150處的高壓可抑制粉末135流動并阻塞 粉末計量孔120。
[0054] 通常落在5_20m/s范圍內、在密相和稀相傳輸范圍之間的流速在此稱為"綜合相 傳輸"。盡管綜合相傳輸可能跨管55的整個截面不能提供稀相流情形那樣的粉末粒子大小 分布均勻度，但可選擇粉末/運動氣體供應管55的長度以使供應管55內粉末的浪涌最小 化。綜合相流可用在粉末施加/擠壓造型裝置40的所選部分以避免或減輕文丘里裝置處 與稀相流相關的高背壓。按綜合相和稀相流傳輸的粒子的使用在下面兩個示例性擠壓造型 過程的上下文中描述，盡管用于提供前述流的方法和裝置可用在其它需要通過運動流體如 氣體或氣體混合物及其它流體傳輸的顆粒物質流的應用中。
[0055] 幾個參數可用于控制粉末/運動氣體供應管55內的速度。例如，供應管55內的 氣體/粉末混合物的流速隨供應管55的截面積的減小而增加。然而，管中的阻力可導致如 上所述的高背壓。圖3A-3C中所示的裝置例如可在高達172. 3mBar的背壓下運行，該背壓 在監視端口 184處測量。較高的背壓可在室150處引起正表壓。在產生稀相流時經歷的背 壓可通過將通過粉末/運動氣體供應管55的氣體/粉末速度設定為落在綜合相傳輸的范 圍內進行減輕。
[0056] 例 1
[0057] 如圖2-3C中所示的粉末/氣體混合段108具有直徑為0. 25mm (約0. 05mm2的截面 積）的運動氣體孔口 148。運動氣體142進入運動氣體孔口 148的流量為約2. 51/min (升 /分鐘）。運動氣體離開孔口 148的流速至少為1馬赫。隨粉末135吸入的真空空氣的流 量為約I. 71/min。文丘里通道180中的運動氣體和粉末的混合物以約80m/s的速度稀相傳 輸。粉末135以約2克/分的速率傳輸通過文丘里塊124。之后，該粉末按綜合流傳輸在 3. 05mm直徑通道中傳輸I. 5m距離從而傳到擠壓造型裝置。
[0058] 用通過環形通道的粉末供應擠壓造型
[0059] 將管擠壓成形在光纖周圍及將粉末施加在管中的示例性方法在下面結合圖1和 4A-4C進行描述。
[0060] 如圖1中所示，粉末/運動氣體供應裝置50經粉末/運動氣體供應通道55向擠壓 造型裝置60提供粉末。粉末和運動氣體用在擠壓造型過程中以用于形成管。圖4A為擠壓 造型裝置60的所選部分的部分截面圖，其利用來自擠壓造型過程的供應通道55的粉末和 運動氣體。圖4A示出了十字頭擠壓模具200、粉末/運動氣體供應組件210、及同心安裝在 組件210的下游端的擠出尖端212。構件200、212示出了擠壓造型裝置60的一部分，并可 連接到組件210及組合到傳統設計的周圍十字頭擠壓造型裝置內，為了簡要，省略其細節。
[0061] 參考圖4A，粉末/運動氣體供應組件210包括中央光纖導向通道214,多根光纖22 在擠壓造型過程期間穿過該通道。光纖導向通道214例如可具有圓形截面。粉末/運動氣 體供應組件210包括細長管狀外套216和同心安裝在外套216內的細長管狀內套220。環 狀通道226形成在內和外套之間并安排成通過粉末/運動氣體供應組件210傳輸粉末和運 動氣體。粉末/運動氣體入口芯柱230形成在粉末施加/擠壓成形件210中并經入口端口 234與環形通道226連通。粉末/運動氣體入口芯柱230適于接收粉末/運動氣體供應管 55的下游端，或連接到供應通道55的下游端的中間傳輸如軟管。從而，由粉末/運動氣體 供應裝置50提供的運動氣體和粉末粒子的混合物傳入粉末/運動氣體供應組件210的環 形通道226。
[0062] 擠出尖端212與外套216的下游端同心安裝，及擠壓十字頭（未示出）的一部分與 外套216上的止擋邊緣244鄰接。擠出尖端212的下游端和粉末/運動氣體供應組件210 的下游端相繼同心安裝在擠壓模具200內。擠壓模具200和內導向件212之間的區域形成 環形通道248,熔融態壓出物250通過其提供給擠壓造型過程。熔融態壓出物的來源（未示 出）可以是任何傳統手段。
[0063] 圖4B為擠壓造型裝置60分離出來的截面圖，示出了鄰近擠壓模具200的擠壓成 形/粉末施加過程。如圖4B中所示，擠出尖端212具有終止于圓柱形尖端部分258處的錐 形部分254。粉末/運動氣體供應組件210的內套220同心延伸通過圓柱形部分258,并可 終止于與圓柱形尖端部分258的下游端面相鄰的位置處。環形通道226的下游端形成為內 套220的下游端和擠出尖端212之間的環形空間。
[0064] 仍然參考圖4B，在運行時，光纖22按過程方向12前進通過內套220中的通道214。 隨著光纖22前進通過內套220,熔融態壓出物250 (其處于軟的吸能狀態）通常按粗黑箭頭 方向前進通過壓出物通道248。壓出物250在光纖22周圍形成壓出錐體262,其最終徑向 收縮或"向下拉"并在光纖22周圍形成管（向下拉的管由圖4A中的附圖標記264指示）。 在示例性實施例中，管為松配合管，盡管其它管形式也是可能的。"壓出錐體"通常可定義為 壓出物流動通道258的下游端和壓出物完全向下拉的點之間的熔融或部分熔融壓出物250 的錐體。例如，壓出錐體可延伸到冷卻槽內（圖1中所示）。應當理解，術語"壓出錐體"包 括源自完美錐形的壓出物形狀，及如本領域技術人員所意識到的，例如包括具有凹和/或 凸外表面輪廓的錐形壓出物形狀。在擠壓造型過程期間，由粉末/運動氣體供應管55提供 的運動氣體和粉末粒子的混合物按箭頭266所示方向行進通過環形通道226,前述方向通 常可與過程方向12平行，并引入壓出錐體262的內部272。
[0065] 隨著氣體/粉末混合物進入熱的壓出錐體262內，粉末粒子具有足夠的動量使得 它們碰撞壓出錐體262的內部272。氣體/粉末混合物可以足夠的速度傳輸通過環形通道 226,使得粒子的動量導致所有或大部分粒子射入、嵌入或機械附著到熱的壓出物的內部， 尤其在壓出錐體262內。在某些應用中，一部分粉末可粘附到光纖22的外表面。在擠壓成 形期間，需要引入氣流以在壓出物管仍然處于熔融態的同時保持該管免于被大氣壓壓扁。 來自通道226的運動氣體可以為相當低的流率，以在擠壓成形期間不會使壓出錐體262的 形狀過分變形，同時還將粉末粒子傳入壓出錐體262。隨著壓出錐體262在光纖22周圍閉 合，未被過程耗用的運動氣體和多余的粉末按箭頭278的方向（與過程方向12相反）通過 光纖導向通道214返回。因此，粉末引入壓出錐體，而不會負面影響擠壓造型過程的空間穩 定性。
[0066] 如果具有足夠的動量，氣體/粉末混合物266中的顆粒物質可部分嵌入在壓出物 中的各個位置處。總的來說，具有至少160°C的溫度的壓出物提供使顆粒物質至少能部分嵌 入的施加區域。為更有效地附著，壓出物在附著區可處于至少200°C的溫度。
[0067] 通過環形開口 284進入的顆粒粉末的一部分通過部分嵌入可能不會機械附著到 擠壓成形管的內表面。例如，高達30%重量的提供給擠壓造型過程的顆粒物質可機械附著 到管上，在一些實施例中高達40%，或更特別地60%，其余部分或在管中保持松散或被丟 棄。例如，未附著的粉末的一部分連同運動氣體可通過通道214的另一端排出，或者如果需 要，再循環以在擠壓造型過程中重新使用。例如，總粉末的約10-25% (重量）可排出管。 未使用的粉末的一部分也可由光纖22向前傳入管內并在管中保持松散。例如，所提供的總 顆粒物質的約25-45% (重量）可在管中保持松散。通道214可與過濾器如HEPA過濾器、 收集容器、或用于收集排出的未使用的粉末和/或未使用的運動氣體的其它裝置連通。 [0068] 對于保留在管中的顆粒物質的量，包括松散、機械附著、及小量粘附到光纖的粉 末，該量的約45-80% (重量）可機械附著到管的內部。粉末高水平機械附著可通過改變過 程參數如顆粒進入的動量而可靠地實現。例如，管中總粉末量的高達60% (重量），在一些 實施例中高達80%甚或90%可機械附著到管內部。機械附著的粉末的總重量百分比可通 過對測量或計算的每米長度機械附著的粉末重量除以位于每米長管或空腔內的總粉末重 量求平均進行確定。相反，松散粉末的總重量百分比可通過對測量或計算的每米長度松散 粉末重量除以位于管或空腔內的總粉末重量求平均進行確定。
[0069] 根據本發明的實施例，光纖組件也可具有相當小的每米管粉末平均濃度。低平均 濃度導致管中的粉末對技術工人近乎透明。管中粉末或其它顆粒物質的"平均濃度"為每 單位管長度的顆粒物質的總重量，并可表達為每米管的顆粒物質克數（g/m)，或毫克每毫米 (mg/mm)。之后，平均濃度可用于計算"歸一化濃度"以通過管內或空腔截面積依比例決定 濃度。每平方毫米空腔截面積的歸一化濃度通過將平均濃度除以空腔截面積進行計算。術 語"歸一化濃度"在此用以代替"體積濃度"，因為顆粒物質將不遍及管的內部體積均勻分 布。根據本發明實施例的管狀光纖組件可形成為具有低平均和歸一化粉末濃度，但仍能足 夠地阻水以在一米長度內將一米壓頭的自來水阻擋24小時。在一例子中，對于具有2. 0毫 米內徑的管，管具有每米長度約0. 02克粉末的平均濃度。約3. 14平方毫米的空腔截面產 生每米長管組件約0. 01克遇水膨脹粉末的歸一化濃度值。在另一例子中，管具有I. 6mm的 內徑及每米管約〇. 0085克的平均濃度。歸一化濃度為每平方毫米空腔截面積每米管長約 0. 004克的粉末。根據本發明的實施例，0. Ol或更小甚至低至0. 005或更小的低粉末歸一 化濃度提供合乎需要的阻水特性，如在一米長度內阻擋一米壓頭的自來水24小時的能力。 總言之，隨著管的空腔的截面積增加，有效阻擋水沿該管遷移所需要的遇水膨脹粉末的量 大致成比例地增加以有效阻水。
[0070] 根據本發明的一方面，粉末粒子可通過同心布置的內套220和擠出尖端212的圓 柱形尖部258之間形成的環形開口 284傳入或進入壓出錐體的內部，其形成環形通道226 的終端。因此，來自環形開口 284的粉末的出口點與部分通過擠出尖端212形成的壓出錐 體262直接相鄰。環形開口 284與壓出錐體262鄰近確保在粉末粒子碰撞壓出錐體的內部 272之前消耗最小的粉末粒子動能。在來自環形開口 284的氣體/粉末混合物的出口點，壓 出錐體262內部截面積遠大于環形開口 284的截面積。氣體/粉末混合物遭遇的截面積的 增加可導致氣體速度下降到低于躍動速度，這可導致粉末掉出傳輸氣體。然而，粉末粒子的 動量允許粒子以大于氣體的速度行進短距離并粘附、嵌入或機械附著到壓出錐體262的內 偵k環形開口 284靠近壓出錐體262的內部272確保大部分粉末粒子保留足夠的動量以機 械附著到前述錐體。
[0071] 參考圖4B，根據本發明的一實施例，擠壓模具200的下游面（即圖4B中右邊的面） 距擠出尖端212的圓柱形尖部258的下游面的距離Dl可在+/-3mm的范圍內。圓柱形尖部 258的端部可成錐形，使得離開圓柱形通道226的氣體/粉末混合物實質上直接碰撞在壓 出物250上。圓柱形尖部258的下游面距內套220的下游面的距離D2可在+/-3mm的范圍 內。此外，內套220的下游面及圓柱形尖部258的下游面可以在擠壓模具200的下游面的 下游。在該結構中，尖部212和套220的末端位于壓出錐體262內部，使得粉末粒子從通道 226在位于壓出錐體262內部的噴入區噴入。在另一實施例中，擠壓模具200的下游面可以 在圓柱形尖部258的下游面的上游0-5mm。
[0072] 為提供所希望的粉末粒子對擠壓成形管的附著度，環形開口 284處的氣體/粉末 混合物的速度可在2m/s到50m/s的范圍中。更特別地，環形開口處的速度至少為5m/s。例 如，對于平均粒子大小為約60微米或更小的粉末粒子，在環形開口 284處至少5m/s的流速 (即綜合相流）賦予粒子足夠的動量，使得粒子機械附著到熔融態壓出物。根據該實施例， 粉末和運動氣體的混合物可按綜合相傳輸通過粉末/運動氣體供應通道55并以綜合流速 引入擠壓造型過程。提供給前述過程的粉末的至少40% (重量）或保留在管中的粉末總量 的45-80% (重量）可使用該方法粘附到管內部。
[0073] 例如，粉末/運動氣體供應組件210可構建成使得內套220、擠出尖端212和擠壓 模具200中的一個或多個的相對軸向位置可改變。例如，擠出尖端212的下游端可相對于 擠壓模具200進行軸向調節。參考圖4A，擠出尖端212可螺紋安裝在擠壓十字頭（未示出） 中，使得其可相對于擠壓模具200軸向平移。重新參考圖4B，距離Dl因而可改變以在環形 開口 284處獲得所希望的流動性質。類似地，內套220的軸向位置可相對于擠出尖端212 和相對于擠壓模具200改變。例如，內套220可螺紋安裝在外套216中，到其的距離D2可 改變。
[0074] 例 2
[0075] 擠壓造型過程利用粉末/運動氣體供應裝置50向圖4A和4B中所示的擠壓造型 裝置提供粉末和運動氣體。粉末/運動氣體供應裝置50按綜合相傳輸向粉末/運動氣體 供應通道55提供SAP粉末混合物，具有約lOm/s的運動氣體速度。運動氣體孔口 148的直 徑在0. 1和0. 3mm之間（截面積為約0. 008mm2和0. 07mm2)。運動氣體142的流量在0. 51/ min和51/min之間。粉末與空氣的體積比在0. 01-2. 0%之間。粉末流量在0. 05-10克/分 之間。粉末/運動氣體混合物隨后傳給環形通道226,在那里其按綜合流以約5m/s的速度 進行傳輸。粉末的平均粒子大小在約30微米的范圍內，如表1中一般描述的，大小分布在 約0-63微米的范圍內。運動氣體/粉末混合物以5-8m/s范圍內的速度從環形通道226噴 射。管為聚丙烯，內徑為1.6_，及在粉末施加區處于約230°C的溫度。提供給擠壓造型過 程的粉末的至少40% (重量）機械附著到擠壓成形的管。管中粉末的約45-80% (重量） 機械附著。歸一化濃度為每平方毫米管內截面積每米管低于〇. 01克粉末。
[0076] 利用粉末供應通過噴嘴擠壓造型
[0077] 將管擠壓成形在光纖周圍及向其施加粉末的另一示例性方法在下面結合圖1和 5A-5B進行描述。在圖5A和5B的實施例中，顆粒物質通過噴嘴而不是環形開口引入擠壓造 型過程。
[0078] 參考圖1，粉末/運動氣體供應裝置50經粉末/運動氣體供應通道55向擠壓造型 裝置60提供粉末。圖5A為擠壓造型裝置60的部分截面圖，其包括十字頭擠壓模具500、粉 末/運動氣體供應組件510、及安裝在粉末/運動氣體供應組件510的下游端的擠出尖端 512。構件500、510、512可組合到傳統設計的十字頭擠壓造型裝置內，為了簡要，省略其細 節。
[0079] 參考圖5A，粉末/運動氣體供應組件510包括中央光纖導向通道514,多根光纖22 在擠壓造型過程期間穿過該通道。粉末/運動氣體供應組件510包括通過卡圈520和連接 螺母522連到入口頭518的注入頭部516。具有排出端口 528的排出件526例如可通過位 于橫向開口 530中的定位器（未示出）連到入口頭518。作為備選，入口頭518和排出件 526可以是單一件。粉末/氣體入口端口 536形成在入口頭518中并與注入頭516中的粉 末/氣體通道540連通。粉末/氣體入口芯柱或其它裝置（未示出）可形成在與粉末/氣 體入口端口 536連通的入口頭518中或與其連接。入口芯柱適于接收粉末/運動氣體供應 通道55的下游端，或連接到供應通道55的中間傳輸如軟管。從而，由粉末/運動氣體供應 通道55提供的運動氣體和粉末粒子的混合物傳入粉末/氣體通道540。
[0080] 粉末/運動氣體供應組件510可通過將注入頭516插入擠壓造型裝置（圖5A中 從左到右）直到錐形部分548鄰接擠壓造型裝置為止而安裝到十字頭擠壓造型裝置。連 接螺母522連同卡圈520在注入頭516上滑動。之后，入口頭518通過旋轉卡圈而與卡圈 520螺紋連接。端口 536和入口頭518中的短縱向通道例如可通過榫釘（未示出）與注入 頭516中的粉末/氣體通道540對準，榫釘防止注入頭516和入口頭518之間的相對旋轉。 擠出尖端512與注入頭516的下游端同心安裝并與擠壓模具500形成通道550,熔融態壓出 物554在擠壓成形期間從其流過。
[0081] 圖5B為擠壓造型裝置60分離出來的截面圖，示出了鄰近擠壓模具500的擠壓成 形/粉末施加過程。如圖5B中所示，擠出尖端512具有終止于圓柱形部分564下游終端 (即圖5B中的左邊）處的錐形部分560。注入頭516的末端同心延伸穿過圓柱形部分564 的內部并位于其內（如可能鄰接），并可終止于與圓柱形部分564的末端相鄰的位置處。
[0082] 在運行時，光纖22沿過程方向12前進通過粉末/運動氣體供應組件510。隨著光 纖22前進，熔融態壓出物554 (其處于軟的吸能狀態）按粗黑箭頭方向前進通過通道550并 在光纖22周圍形成壓出錐體570,其最終向下拉并在光纖22周圍形成管576。例如管576 為松配合管，盡管緊密配合管形式如緊密緩沖管也是可能的。在擠壓造型過程期間，由粉末 /運動氣體供應管55提供的運動氣體和粉末粒子的混合物行進通過粉末/氣體通道540， 并引入壓出錐體570的內部572。
[0083] 隨著氣體/粉末混合物進入壓出錐體570內，粉末粒子碰撞熱的壓出錐體570的 內部572。粒子的動量導致大部分粒子粘附、嵌入或機械附著到熱的壓出物的內部，尤其在 壓出錐體570內。在某些應用中，一部分粉末可粘附到光纖22。在擠壓成形期間，運動氣體 可用于在擠壓成形期間保持壓出錐體570的形狀，及還用于將粉末傳入壓出錐體570。
[0084] 如上所述，通過噴嘴580進入的總顆粒粉末的一部分可能不會機械附著到擠壓成 形管的內表面。隨著壓出錐體570在光纖22周圍閉合并粘附到光纖22以形成管576,未被 過程耗用的粉末和運動氣體按箭頭578的方向通過光纖導向通道514返回。運動氣體和未 附著的粉末的一部分通過排出件526中的排出端口 528排出（圖5A)。未附著的粉末的一 部分也可由光纖22向前傳入管內并在管中保持松散。排出端口 528可與過濾器如HEPA過 濾器、收集容器、或用于收集未使用的粉末和/或未使用的運動氣體的其它裝置連通。未使 用的粉末的一部分也可通過光纖22向前傳輸。
[0085] 根據本發明的一方面，截面積比粉末/氣體通道540小（如直徑更小）的噴嘴580 可包括在通道540末端處以加速氣體和粉末流。例如，噴嘴580可構建成在前述流從噴嘴 出口放出時將其加速到稀相速度。在來自噴嘴580的氣體/粉末混合物的出口點，壓出錐 體570內部截面積遠大于粉末/氣體通道540的截面積。氣體/粉末混合物遭遇的截面積 的增加可導致氣體速度下降到低于躍動速度，這可導致粉末掉出傳輸氣體。然而，可選擇粉 末粒子的動量以允許粒子以大于氣體的速度行進短距離并粘附、嵌入或機械附著到壓出錐 體570的內側。
[0086] 為提供足夠的粉末粒子對擠壓成形管的附著度，氣體/粉末混合物離開噴嘴580 的速度可在2m/s到100m/s的范圍中。例如，對于具有如表1中所示的粒子大小分布的粉 末，在噴嘴580處至少20m/s的流速賦予粒子足夠的動量，使得所提供的粒子的至少40%機 械附著到熔融態壓出物。噴嘴580的出口可相當靠近壓出錐體的內表面。例如，噴嘴出口 可在擠壓模具500的下游面的+/-7mm內。
[0087] 參考圖5B，噴嘴580的出口點可定位成使得其與擠出尖端512的末端齊平或幾乎 齊平（例如在+/_〇. 5mm內）。在該實施例中，離開噴嘴580的顆粒物質當其碰撞壓出錐體 570時保留其大部分噴射速度。因而，將噴嘴580定位成極靠近壓出錐體570確保粒子的高 嵌入速率。
[0088] 例如，粉末/運動氣體供應組件510及周圍的擠壓造型裝置可構建成使得注入頭 516相對于擠出尖端512的相對軸向位置可改變。例如，注入頭516可進行螺紋安裝以改變 相對于擠出尖端512的下游端面的距離。進而可改變從噴嘴580到擠出尖端512的下游端 的距離D3,因而改變噴嘴580到壓出物的距離。擠出尖端512也可進行螺紋安裝使得擠出 尖端512和/或注入頭516可相對于擠壓模具500的下游端軸向平移。噴嘴580相對于擠 壓模具500和相對于擠出尖端512的軸向位置因此可改變以獲得所希望的氣體和顆粒物質 的混合物的噴射性質。
[0089] 噴嘴580相對于管內表面的布置使能向壓出錐體570定向施加粉末。如圖5B中 所示，粉末粒子在噴嘴580的出口處將具有其最大動量，其相對于壓出錐體570、光纖22和 擠壓模具500末端的軸向中心線偏移。壓出錐體570的內部的目標部分因此接收大部分顆 粒物質。定向施加粉末粒子的例子在下面結合圖11進行描述。
[0090] 例 3
[0091] 擠壓造型過程利用粉末/運動氣體供應裝置50向圖5A和5B中所示的擠壓造型 裝置提供粉末和運動氣體。粉末/運動氣體供應裝置50按綜合相流向粉末/運動氣體供 應通道55提供SAP粉末混合物，具有3-20m/s范圍內的運動氣體速度。運動氣體孔口 148 的直徑在〇. 05和0. 3mm之間（截面積為約0. 002mm2和0. 07mm2)。粉末/運動氣體混合物 隨后傳給粉末/氣體通道540，在那里其按綜合相流以3-20m/s范圍中的速度進行傳輸。粉 末的平均大小在約0-63微米的范圍內，具有表1中一般描述的大小分布。運動氣體/粉末 混合物以至少20m/s的速度從噴嘴580噴射。提供給擠壓造型過程的粉末的至少45% (重 量）機械附著到擠壓成形的管。管中粉末的約45-80% (重量）機械附著。歸一化粉末濃 度為每平方毫米管內截面積每米管低于〇. 01克粉末。
[0092] 上述擠壓成形方法公開了在擠壓造型過程期間將粒子機械附著到擠壓成形管內 部的方法。圖6A-6D、7A-7D和8A-8D為示出SAP粒子與管內部的不同機械附著度的照片。 這些照片使用掃描電子顯微鏡獲得。為獲得這些照片，光纖組件使用剃刀縱向切割、涂覆 碳、及在掃描電子顯微鏡中以55度傾斜拍照。圖中所示的粒子700使用與圖5A和5B中所 示的噴嘴類似的噴嘴組件施加。
[0093] 圖6A-6D為具有如表1中所述大小分布的管組件的管在不同放大率下的一組掃描 電子顯微鏡照片。在照片中，機械附著的SAP粒子700可看見附著到管708的內表面705。 附著標記或"足跡"710也可看見。內表面705中的足跡710可指示內表面的機械變形的部 分，技術人員已去除那里附著的粒子以示出表面形變的深度。通過噴嘴噴射賦予粒子700 的動量使部分粒子能使管壁變形并至少部分嵌入在管壁中。
[0094] 圖7A-7D為光纜組件的管在不同放大率下的另一組掃描電子顯微鏡照片。機械附 著的SAP粒子700和足跡710可在管708的內表面705上看見。
[0095] 圖8A-8D為光纜組件的管在不同放大率下的另一組掃描電子顯微鏡照片。機械附 著的SAP粒子700和足跡710可在管708的內表面705上看見。
[0096] 具有機械附著的粉末的光纖組件
[0097] 圖9和10分別示意性地示出了根據上述方法制造的光纖組件800 (即管組件）的 截面圖和放大縱向截面圖。光纖組件800包括管805內的遇水膨脹粉末或粉末混合物804 和延伸穿過管的多根光纖822。在本說明書中描述的光纖822可以是任何適當類型的光波 導。此外，光纖可以是光纖帶、光纖束等的一部分。換言之，所示光纖822為非緊密緩沖光 纖，但本發明的方法也可與具有其它構造的光纖如緊密緩沖、帶化、綜合光纖一起使用。包 括微模塊的光纜也可根據本發明的原理進行構造，具有微模塊管，例如包括機械附著的粉 末。如圖所示，總的來說，遇水膨脹粉末804表示為布置在管805的內表面附近，其至少一 部分機械附著到管內壁。此外，遇水膨脹粉末804機械附著到管內壁的相當小百分比的表 面區域上。在其阻水性能令人驚訝地有效的同時，粉末的存在對技術工人近乎透明。
[0098] 組件800具有相當高比例的機械附著的遇水膨脹粉末804,但仍能在一米長的管 組件內將一米壓頭的自來水阻擋24小時。如在此使用的，"自來水"定義為鹽水平為1% (重量）或更小的水。類似地，在此公開的光纖管組件也能在3米內將高達3% (重量）的 鹽溶液阻擋24小時，根據設計，該阻擋性能甚至可在約1米內使3%的鹽溶液逗留24小時。 粉末的機械附著使附著的遇水膨脹粒子的一部分突出在表面之外，使得如果水進入空腔則 其可與粒子接觸。理論上，在水接觸遇水膨脹粒子并開始膨脹之后，粒子的部分突破到表面 的外面使得它們可完全膨脹和/或移動以與其它粒子形成阻水塞子。
[0099] 遇水膨脹粉末804位于其內壁每米長度具有給定表面積的擠壓成形管內。在一實 施例中，管內壁約30%或更少的表面積具有機械附著的遇水膨脹粉末和/或粉末混合物， 但其它百分比也是可能的，如25%或更少。此外，機械附著通常可均勻位于表面上，如前所 述的整個表面的30 %或更少。
[0100] 作為備選，機械附著可集中在管內壁中的縱向條、帶中（或間斷或連續）。例如， 100%或更少的機械附著處于覆蓋30%或更小的表面區域的一個或多個條帶中，更具體地 至少70%，及在其它位置實質上沒有機械附著，如圖11中示意性所示。該結構可另外表述 為將粉末施加在管內部的弧形扇區內。例如，90度或更小、或60度或更小的弧形可具有機 械附著的粉末粒子，而管內部的其余部分沒有機械附著的粒子。該類型的目標機械附著例 如可通過實現圖5B中所示的從噴嘴580定向延伸完成，使得粉末流碰撞在壓出物錐體570 的特定區域上。
[0101] 圖12為在任何松散遇水膨脹粉末或粉末混合物已被去除之后使用I-Solutions 軟件查看的、通過上述方法使粉末機械附著到其的擠壓成形管內壁的放大圖（約50倍）。 圖13為與圖12中所示同樣的圖，感興趣區域850內的粉末使用前述軟件識別以確定感興 趣區域850內機械附著有粉末的表面區域百分比。前述軟件使能測量機械附著有粉末的表 面區域的百分比，因為灰度差異能相對于管壁顯現具有粉末機械附著到其的表面區域。當 使用軟件確定具有機械附著的表面區域的百分比時，應適當調節極限照明以查看區域之間 的反差。圖13中所示的感興趣區域850具有粉末機械附著到感興趣區域850的約30%或 更少，如圖所示。在其他實施例中，粉末可機械附著到該表面區域的25%或更少。此外，從 該圖像可觀察粉末的大小和形狀。
[0102] 根據本發明實施例的一方面，相當低的粉末水平可用于減少光纖組件中的衰減。 例如，在傳統光纜中，當弄濕時，過多的阻水粉末可聚集和成塊。成塊的粉末可達到使得其 壓靠一根或多根光纖并引起衰減量的大小。
[0103] 可影響光學性能的一個因素是遇水膨脹粉末的最大粒子大小、平均粒子和/或粒 子大小分布，如果光纖接觸遇水膨脹粒子（即壓在遇水膨脹粒子上），這可影響微彎曲。遇 水膨脹粉末的平均粒子大小優選為約150微米或更小，但其它適當的平均粒子大小也是可 能的，如60微米或更小。技術人員理解，由于粉末使用適當大小的網進行過篩，其具有粒子 大小的分布。例如，個別粒子可能具有在一方向仍然適合穿過篩網的縱橫比（即比寬度長） 及大于平均粒子大小。使用具有稍大的平均最大粒子大小的SAP仍可提供可接受的性能， 但使用較大的最大粒子大小增加遭受光衰減增大的可能性。一種說明性遇水膨脹粉末可從 北卡羅來納州Greensboro的Evonik, Inc?按商品名Cabloc GR-211獲得的交聯聚丙烯酸 鈉。該粉末的粒子分布由表1給出。
[0104] 表1 :說明性遇水膨脹粉末的粒子分布
[0105]

【權利要求】
1. 一種制造光纜的方法，包括步驟： 在過程方向提供至少一光纖； 施加聚合材料的錐體，使其環繞所述至少一光纖耗盡以形成管； 通過噴嘴將運動氣體中的粉末粒子沿著過程方向加速至壓出錐體的內部，其中，所述 粉末粒子具有足夠的動量以碰撞所述壓出錐體的內部，其中該加速使得至少部分粉末粒子 變得機械附著至所述壓出錐體，至少部分附著的粒子延伸至或部分嵌入所述管內；及 包括所述管與其他這樣的管以形成所述光纜。
2. 根據權利要求1的方法，其中所述粉末粒子被噴嘴加速至對應于稀相傳輸的速度。
3. 根據權利要求1或2的方法，其中所述粉末粒子的附著并不是所述管內的所有的表 面區域被粉末粒子覆蓋。
4. 根據權利要求1或2的方法，其中所述運動氣體具有0°C或更小的露點。
5. 根據權利要求1或2的方法，進一步包括，通過與所述過程方向相反的通道返回未被 所述管耗用的粉末粒子和運動氣體的步驟。
6. 根據權利要求1或2的方法，其中所述粉末粒子包括超強吸水聚合物，其中所述粉末 粒子具有大約60微米或更小的平均粒子大小，并且其中所述粉末粒子的吸收容量為每克 粉末粒子至少1〇〇克。
7. 根據權利要求1或2的方法，其中所述粉末粒子包括阻燃粒子。
8. 一種光纜，包括： 光纖； 由聚合材料形成的管，其中所述管每一個支撐所述光纖內的子光纖； 護套，所述護套具有內部，該內部限定了所述管延伸穿過的空腔；以及 布置在每個所述管的內壁附近的粉末粒子，其至少一部分機械附著到管內壁，使得所 述粉末粒子部分被射入或嵌入所述內壁，延伸進所述內壁，并且所述粉末粒子的其他部分 向外突出在所述內壁的表面之外，并且其中所述附著并不是所述管內壁的所有的表面區域 被粉末粒子覆蓋。
9. 根據權利要求8的光纜，其中所述機械附著使得所述粉末粒子通常被均勻地布置 在每個所述管內壁的表面，其中約30 %或更少的內壁表面積機械附著有粉末粒子。
10. 根據權利要求8或9的光纜，其中所述粉末粒子被直接放置在所述光纖和相應的管 之間，使得當管是熔融的時，所述粉末粒子在管的制造期間作為分隔層來抑制所述光纖和 管之間的粘附；并且其中所述粉末粒子作為所述光纖和管之間的滑層，降低所述管內壁和 所述光纖之間的摩擦，從而所述管不需要凝膠、潤滑脂、紗和帶。
11. 根據權利要求8或9的光纜，其中所述管為松配合管，所述光纜進一步包括中央加 強件，其中所述管被安排在所述中央加強件的周圍。
12. 根據權利要求8或9的光纜，其中所述粉末粒子包括超強吸水聚合物，其中所述粉 末粒子具有大約60微米或更小的平均粒子大小，并且其中所述粉末粒子的吸收容量為每 克粉末粒子至少1〇〇克。
13. 根據權利要求12的光纜，其中所述超強吸水聚合物包括至少丙烯酸鹽與聚丙烯酰 胺的共聚物和交聯聚丙烯酸鈉之一。
14. 根據權利要求8或9的光纜，其中粉末粒子包括阻燃粒子。
15.根據權利要求14的光纜，其中所述阻燃粒子包括至少三水合鋁和氫氧化鎂之一。
【文檔編號】G02B6/44GK104407420SQ201410475658
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2009年8月14日 優先權日:2008年8月15日
【發明者】R·M·伯恩斯, A·V·菲利波夫, R·S·弗里蘭, D·W·霍托夫, W·W·麥卡爾平, C·L·泰德 申請人:康寧光纜系統有限公司