專利名稱：接合面覆蓋有潤滑劑的粘接鎧裝(電、光)纜的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種粘接鎧裝電纜，更具體地講，是涉及一種在纜芯上纏繞有金屬鎧裝，以形成縱向接合面的電纜，這種電纜的金屬鎧裝被粘接在塑料外護套上。
多年來，人們已經知道，為了適當地保護用于戶外和埋于地下的通信電纜，裝備了一種包含有多層金屬和塑料層環繞在纜芯上的鎧裝裝置。粘接到塑料護套的各種結構的或金屬鎧裝電纜已被應用于常規的由銅導體類組成的電通信電纜，以及更現代的利用波導或光纖傳輸光的光纖通信光纜中。但是，現已確定，迄今為止，所有的已知光纜結構存在有某些缺點。
人們已經作了大量嘗試來提供適宜的粘接鎧裝電纜結構。例如，美國專利3,137,120揭示了利用熱塑塑料樹脂膠帶復蓋在金屬鎧裝的重疊邊上，并用兩條成螺旋形纏繞的絞合包帶固定在適當的地方。在膠帶的下面加有一層油膜，以確保所有的部分都粘附在金屬鎧裝上。美國專利3,943,271教導我們，利用橋接膠帶配合填料沿著金屬鎧裝的重疊接合面加在其上下面。橋接膠帶用于防止重疊部分的外部邊緣切入外層護套，并當銅電纜膨脹時可自由移動，浸漬料用于防止潮氣侵入。美國專利4,075,419教導我們在有縫電纜中加有合成橡膠和彈性部件來作為橋梁復蓋在金屬鎧裝的重疊面上，以解決常規高壓動力電纜由于溫度升高而引起的膨脹問題，這種膨脹能造成金屬鎧裝重疊邊切入塑料外護套。通過使用彈性橋形部件使塑料護套與金屬帶重疊部分不連接而避免其過分伸長。同樣，使人感興趣的是美國專利4,221,926揭示了一種防水鎧裝電纜的制作方法，為防止由于電纜在安裝時受到過渡彎曲在重疊接合面處切割電纜，該方法把一種熱可收縮膠帶復蓋在金屬鎧裝的重疊接合面上，在它們之間的間隙中可帶有或不帶隔水材料。
還有一些使人感興趣的專利，包括美國專利4,563,540、3,651,244、4,272,155、4,333,706和4,439,632。
仔細研究這些專利，可以作出全面的估價，熟悉粘接鎧裝電纜結構的人們已作出判斷金屬鎧裝或金屬帶的重疊接合面是損壞電纜的潛在原因。為了減輕這類問題，已經有多種方法將金屬帶重疊復蓋，并把其固定在適當的位置上。在常規的導電電纜結構中，一般金屬帶必須允許電纜膨脹，而在光纜結構中這是無關緊要的。據本申請人所知，迄今為止所有的電纜結構和制造方法所引起的固有缺點均是由于制造復雜(這樣降低生產速度)或是它們不能完全地克服與金屬鎧裝重疊面可能切割或撕裂粘接鎧裝電(光)纜的保護外護套有關的問題。
根據本發明，本申請人提供了一種改進了的粘接鎧裝電(光)纜結構，這種結構克服了上述與金屬鎧裝重疊面可能對電(光)纜護套產生不利影響有關的問題。粘接鎧裝電(光)纜包括常規的導電型電纜或新式的光纖型光纜。一層塑料環繞并密封電(光)纜，而金屬鎧裝圍繞塑料層纏繞以形成一個具有表層和底層邊緣部分的縱向延伸的重疊接合面，表層和底層以適當的方法粘接在一起，這些方法包括應用粘合劑，或者如果金屬鎧裝上已經加有用以防止腐蝕等等的合適的共聚物敷層，則通過熱封焊把重疊的邊緣部分焊接在一起。沿縱向接合面的長度方向敷有一層膠狀潤滑材料，以防止重疊的金屬鎧裝接合面與圍繞金屬鎧裝施加的塑料護套粘接。要強調的是，除了在重疊接合區域復蓋有膠狀潤滑劑的地方外，塑料護套將全部被粘接到金屬鎧裝上。就這種方式而言，粘接鎧裝電(光)纜的外層塑料護套與金屬鎧裝重疊面不連接，而且，現已找到當扭力加到該電(光)纜上，如果重疊邊緣部分之間的粘接破裂時要消除鄰近重疊面的塑料護套斷裂的方法。因此，本發明提供了一種改進了的粘接鎧裝電(光)纜，該電(光)纜更適于耐受扭轉和彎曲力，而且由于其結構簡單，更有助于提高制造速度。由于在地下安裝期間，粘接鎧裝電(光)纜容易同時受到彎曲和扭力的作用，當電(光)纜從一個地下通道拉出后，在受力通過另一部分地下通道之前，先要在地上復繞成“8”字形，因此，提高(光，電)纜的扭絞強度是特別有利的。
因此，本發明總的目的是提供一種改進的(光，電)纜結構，這種類型的(光，電)纜，在沿著電纜的長度形成縱向延伸接合面的金屬鎧裝上擠壓復蓋一層塑料護套。
更具體地講，本發明的一個目的是提供一種粘接鎧裝(光電)纜，該(光電)纜的金屬鎧裝與重疊邊緣合為一體形成縱向接合面，其中，為了增強抗扭力，在重疊接合面區域，復蓋在金屬鎧裝上的塑料護套層與金屬鎧裝不粘接。
本發明另一個目的是提供一種具有金屬鎧裝的粘接鎧裝光纜，其重疊邊緣部分形成縱向延伸的接合面。為了消除護套因扭力引起裂開，通過在接合面與復蓋的塑料護套之間提供膠狀潤滑劑，使它們不粘接。
本發明的另一個目的是提供一種常規導體或光纖型的粘接鎧裝(光、電)纜，這種(光、電)纜具有比較簡單的改進結構，以利于提高制造速度以及與此相關的經濟效益。
本發明的一些目的已被闡明，當結合附圖繼續進行說明時，其它的一些目的也將會變得更明了。附圖中
圖1是根據本發明制造的粘接鎧裝電纜的橫截面視圖，為了表示得更清楚，接合面部分被放大了。
圖2是一個部件分解示意圖，表示了膠狀潤滑劑穿過金屬鎧裝重疊面并位于粘接(光，電)纜的金屬鎧裝和塑料護套層之間。
圖3是根據本發明制造的粘接鎧裝(光，電)纜的透視圖，為了表示得更清楚，沿著(光，電)纜的長度方向剖視了不同的部分。
圖4是根據本發明制造的某種類型的粘接鎧裝電纜的橫截面視圖，并利用該(光，電)纜獲得了本文中以下的測試結果。
現在，更詳細地參照附圖1-3，這里示出了根據本發明的粘接鎧裝(光，電)纜，并總的用標號10表示。(光，電)纜10包括一個纜芯12，該纜芯分別可由任何具有一個或多個常規導體或光傳輸波導的光纖通信纜組成。為了說明起見，我們假定，纜芯12包括一個光纖類通信纜，它具有一個中央加強構件和多個位于其周圍的緩沖管子，每個管子包含多個光纖光傳輸波導，直接圍繞纜芯12的是一層如聚乙烯之類的塑料14，該材料通常在制造過程中擠壓到纜芯12上。附圖1-3中還示出了在電纜用戶需要防水時，可在塑料層14的上面加一層任選的防水材料層15，起到防水或隔水作用。防水材料15可以是某種石油基或硅基膠體，非編織的縱向帶和粘合劑或其它適合的防水材料也是合用的。金屬鎧裝16(最適合的是波紋鋼帶)，圍繞塑料層14和浸漬材料15纏繞以使其縱向邊重疊，結果分別形成表層和底層邊緣部分16a，16b，該部分沿著(光，電)纜長度方向形成一個縱向延伸的接合面16c(見圖3)。為了保護(光、電)纜10免遭壓力和沖擊力，以及在室外使用時免遭如地鼠等外界因素的破壞，金屬鎧裝16用作為一種鎧裝鋼護套。
由金屬鎧裝16的邊緣部分16a，16b提供的重疊寬度，在大部(光，電)纜結構中可約為5-15毫米。金屬鎧裝或鋼帶16實際上可為任何適當的厚度，并有選擇地在其一面或兩面涂復一薄層共聚物材料(如乙烯丙烯酸)，以有助于防止腐蝕。如果鋼帶16被涂復，而且只在一面涂復，則應將共聚物加在鋼帶16的上表面，使其易于同制造過程中加在鋼帶上的塑料護套層18(最好為聚乙烯)粘接。
鋼帶16的邊緣部分16a，16b用任何常規的適當方法粘合在一起。例如，如果鋼帶16在其兩面涂復有關共聚物，則通過對重疊面進行熱封焊，就可把表層邊緣部分16a固定到底層邊緣部分16b上。另一種做法是重疊邊緣部分僅僅通過在表層邊緣部分16a和底層邊緣部分16b之間施加粘接劑17(見圖2)而固定在一起。這種粘接步驟完全依賴于操作方法而且難于控制，迄至今日，重疊邊緣部分良好的粘接是非常重要的。然而，如果鋼帶16的邊緣部分16a，16b之間沒有牢固的粘接，而鋼帶16和塑料護套層18之間有牢固的粘接的話，則由鋼帶16的重疊邊緣部分16a的最外邊緣引起“下凹”(notching)效應而產生的扭轉和/或彎曲力的作用將使塑料護套層18可能破裂。
為了在(光，電)纜10扭轉期間消除塑料護套層18上的鋼帶16的“下凹”效應(如果鋼帶16的邊緣部分16a，16b之間的粘接破裂，這種效應特別有害)，本申請人提出了一種膠狀潤滑材料20復蓋在鋼帶16的接合面16c上，潤滑材料20最好從接合面16c向每個方向的延伸分別不大于表層和底層邊緣部分16a，16b的重疊寬度的80％。雖然，其它的潤滑材料只要與塑料護套層18相容也可使用，但最合適的潤滑材料20是石油基或硅基膠體。正如現在可以理解的那樣，本申請人基本上使鋼帶16的重疊接合面部分與表層塑料護套層18不粘接，而在其它部分又使它們之間保持牢固的粘接，以有助于(光，電)纜的安裝。
潤滑材料20最好在鋼帶16圍繞塑料層14纏繞后的制造過程中與把塑料護套層18擠壓到鋼帶16上之前或同時施加。潤滑材料20被加到接合面16c上面(或邊緣部分16a的縱向邊上)稍微向其各側橫向延伸的寬度將不會超過鋼帶16總周長的1/3。由于本申請人的電纜在生產過程中不需要特別強調邊緣部分16a，16b之間達到最佳粘接，以免撕裂塑料護套層18，經過改進的粘接鎧裝電纜10的制造被簡化了，從而也提高了生產率。即使邊緣部分16a，16b之間的粘接破裂，也由于存在潤滑劑20，表層部分16a的邊緣將能相對于塑料護套18移動，而且，在(光，電)纜10受到扭轉時也不會引起“下凹”或撕裂護套18。
根據本發明(見圖4)制造的粘接鎧裝(光，電)纜的特性，以表的形式示于下文中。該(電光)纜包括一個光纖纜芯，該纜芯共有30根光纖包含在5股線束單元中，每個單元包含6根嚴密隔離圍繞一根0.97毫米鋼絲周圍絞合的光纖束，5個線束單元圍繞在一根4毫米直徑的涂有聚乙烯的中央 加強構件周圍。4根銅導體也包含在鄰近該中央加強構件的獨立單元中。6個線束單元由隔片分隔，并在周圍用聚酯帶纏繞。(雖然，對本發明并不是必須的)，一根2.06英寸寬的兩面涂復有乙烯丙烯酸的鋁帶纏繞在纜芯周圍，并在其上加有第一層聚乙烯護套，一根2.5英寸寬的，兩面涂復有乙烯丙烯酸，并每英寸約有13個波紋的鋼帶纏繞在第一層聚乙烯護套周圍，重疊接合面用熱熔粘合劑密封，石油基潤滑劑加在重疊接合面區域的上面，并在其上加上第二層聚乙烯護套。第一層聚乙烯護套的厚度為1.45毫米，而第二層護套的厚度為1.5毫米，被測試的粘接鎧裝(光，電)纜總的直徑為21.9毫米。
為了全面地理解下面表中的性能數據，需要指出的是，如果，在這種特定的(光，電)纜結構中不加潤滑材料，則由于重疊邊緣之間粘接破裂，以及鋼帶表層部分的邊緣切割外層聚乙烯護套，對于4米長和扭轉±180°的樣品，預期護套只能經受一個周期就會破裂。根據本發明的(光，電)纜結構，其測試結果如下
測試結果樣品長度旋轉角周期數2米 ±360° 20沒損壞2米 ±720° 20沒損壞2米 ±3240°1粘接破裂該結果生動地表明了新型粘接鎧裝電纜結構比先前結構的電纜能經受住大得多的扭轉力而不會損壞外層聚乙烯護套。
由此可見，上面敘述的經過改進的粘接鎧裝(光，電)纜結構能基本上消除在安裝期間因受到大的扭力而使塑料護套裂開。此外，也改進了彎曲性能，以及鋼帶重疊面由于潤滑劑而實際上被密封，以致能防止水份滲透。由于它們之間存在膠狀潤滑劑，鋼帶重疊部分與表層聚乙烯護套不粘接，從而不必強調鋼帶重疊部分之間達到實質上理想的粘接，因此，極易加工。
不用說，在不脫離本發明范圍的情況下，對本發明的各種細節可能作出各種變化。此外，上述敘述只是為了說明起見，而并不起限定作用，本發明由權利要求書加以限定。
權利要求
1.一種粘接的鎧裝(光，電)纜，特征在于包括至少包括一根導體的電纜；一層塑料包圍所述電纜；圍繞所述塑料纏繞的金屬鎧裝，以形成帶有表層和底層邊緣部分的縱向重疊接合面，表層和底層由所述鎧裝的重疊相鄰縱向邊形成，所述的邊緣部分被粘接在一起；一層沿所述縱向重疊接合面的長度施加的粘性潤滑材料；一層塑料護套層，該層被粘接到所述鎧裝的除了重疊接合面區域以外的所有外表面，所述潤滑材料被加到重疊接合面區域；因此，所述護套層與所述鎧裝的所述重疊接合面區域不粘接，以允許它們在必要時作相對移動，以便當電纜遭受到扭力時可防止所述護套層撕裂。
2.根據權利要求1的粘接鎧裝(光，電)纜，特征在于其中所述(光，電)纜是一種包含有至少一根光傳輸波導的光纖通信電纜。
3.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述電纜是包含至少一根導體的常規電通信電纜。
4.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述塑料層和所述護套層由聚乙烯構成。
5. 根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于包括施加于所述塑料層和所述金屬鎧裝之間的防水材料。
6.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述金屬鎧裝是一種至少在一個表面涂復有共聚物材料的波紋金屬帶。
7.根據權利要求6的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述金屬帶的兩個表面被涂復有共聚物材料；所述重疊邊緣部分用熱封焊粘接。
8.根據權利要求6的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述共聚物是乙烯丙烯酸。
9.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述鎧裝的表層和底層邊緣部分被粘性地粘接在一起。
10.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述潤滑材料包括膠狀石油基材料。
11.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述潤滑材料包括膠狀硅基材料。
12.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述表層和底層邊緣部分的寬度大約為5-15毫米，加到所述重疊接合面的所述潤滑材料寬度不大于所述鎧裝周長的1/3。
13.根據權利要求1的粘接鎧裝電纜，特征在于其中所述潤滑材料沿所述表層邊緣部分的縱向邊施加，并在每個方向上的橫向延伸不大于由所述表層和底層邊緣部分形成的所述重疊接合面寬度的80％。
14.一種粘接鎧裝光纜，特征在于包括一種包含多個光傳輸波導的光纖通信光纜；一層包圍所述光纖維纜的塑料；圍繞所述塑料層纏繞的波紋金屬帶，以形成帶有表層和底層邊緣部分的縱向重疊接合面，表層和底層由所述帶子重疊的相鄰縱向邊形成，所述的邊緣部分被粘接在一起；一層沿所述重疊接合面長度施加的膠狀潤滑材料；一層塑料護套層，該層被粘接到所述帶子的除了重疊接合面區域之外的所有外表面，所述潤滑材料被加到所述重疊接合面區域；因此，所述護套層與所述帶子重疊接合面區域不粘接，以允許它們之間在必要時作相對移動，從而當光纜遭受到扭力時，可防止所述護套層被撕裂。
15.據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述塑料層和所述護套層由聚乙烯組成。
16.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于包括施加于所述塑料層和所述金屬層帶之間的防水材料。
17.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述金屬帶涂復有共聚物材料；所述重疊邊緣部分由熱封焊粘接。
18.根據權利要求17的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述共聚物材料是乙烯丙烯酸。
19.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述金屬帶的所述表層和底層邊緣部分被粘性地粘接在一起。
20.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述潤滑材料是石油基材料。
21.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述潤滑材料是硅基材料。
22.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述表層和底層邊緣部分共同擴張的寬度在5-15毫米之間，加到所述重疊接合面的所述潤滑材料寬度不大于所述金屬帶周長的1/3。
23.根據權利要求14的粘接鎧裝光纜，特征在于其中所述潤滑材料沿所述表層邊緣部分的縱向邊施加，并在每個方向上的橫向延伸不大于由所述表層和底層邊緣部分形成的所述重疊接合面寬度的80％。
全文摘要
所述類型的粘接鎧裝(光，電)纜具有圍繞纜芯纏繞的金屬鎧裝，以形成縱向接合面，膠狀潤滑劑覆蓋在金屬鎧裝接合面區域上，用于使金屬鎧裝與外層塑料護套不粘接。當金屬鎧裝的重疊末端間的粘接破裂以及在安裝中或某些其它方式造成(光，電)纜扭曲時，潤滑劑允許金屬鎧裝的縱向末端和表層護套層之間作相對移動而不損壞護套層。
文檔編號H01B7/17GK1030494SQ8810111
公開日1989年1月18日 申請日期1988年2月26日 優先權日1987年2月26日
發明者齊滕泰紀, 森田健次, 伊夫斯·彼得菲利普·西蒙斯, 弗雷德·托馬斯·麥克達菲 申請人:住友電器工業株式會社