[发明专利]用于光缆中的聚丙烯聚乙烯共聚物缓冲管及其制造方法

说明书

本申请是悬置中的美国专利申请系列号08/377，366的继续部分，于1995年1月24日申请的，名称为“用于光缆中的聚丙烯聚乙烯共聚物缓冲管及其制造方法”，转让给了本文中的受让人。上面所提到的专利申请的公开在此作为参考。

本发明涉及光缆，更确切地说，涉及一种用于光缆中的聚丙烯聚乙烯共聚物芯管(core tube)或缓冲管(buffer tube)，以及制造它的一种方法。

光缆已经被应用很多年了，它用于高速度和远距离地传输信息。光缆的传输媒质是纤细如发丝的光纤。通常，这些光纤位于一个缓冲管或芯管中。在下文中，为了简化起见，缓冲管也将包括芯管。缓冲管提供主要的结构保护其中细如发丝的光纤。缓冲管可以由单一材料制成，在多层结构中也可以由两种或两种以上材料组合而成。

实际上，所有的光缆最好都有一个由一种高杨氏模量材料制成的缓冲管。高杨氏模量材料的使用，会使含有缓冲管或芯管的光缆具有相对高的抗拉和抗压性能，而且当光缆受到扭曲、拉伸或压缩时有助于保护光纤。另外，应选择一种具有低热膨胀系数的材料用于缓冲管，这一点很重要。由于温度的变化引起缓冲管太大的收缩量或膨胀量，这会使缓冲管内的光纤承受拉伸或压缩的负载。高的拉伸或压缩负载，会导致光纤损坏或折断。

现有技术的缓冲管是由聚丁烯对苯二酸酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、PBT和PC的一种分层组合，或一种聚酰胺如尼龙12组成的。因为聚丁烯对苯二酸酯、聚碳酸酯和尼龙都具有高杨氏模量和低热膨胀系数，所以它们都是制造缓冲管或芯管的极好材料。但是，和其它材料如聚丙烯聚乙烯共聚物相比，这些材料也有一些缺点。这些缺点包括较高的费用，较差的柔韧性，湿度敏感性，以及由于这些材料的机械性能而增加的加工和处理方面的难度。

聚丙烯聚乙烯共聚物比聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯或耐纶更便宜和更容易处理，能用于制造光缆中的缓冲管或芯管，但一般说来它们并不比聚丁烯对苯二酸酯、聚碳酸酯或耐纶优越。.聚丙烯聚乙烯共聚物通常具有比聚丁烯对苯二酸酯、聚碳酸酯或耐纶更高的热膨胀系数和更低的杨氏模量，因此一个由聚丙烯聚乙烯共聚物制成的缓冲管将有更大的收缩量，以及更小的抗压缩和拉伸性。聚丙烯聚乙烯共聚物的大收缩量和小的抗压缩-拉伸力的缺点已经超过了由这种材料所带来的材料处理和费用方面的好处。

为了克服上述部分缺点，美国专利No.5,031,996公布了一种具有双层缓冲管的光缆。根据这项专利，缓冲管的外层由PBT制成，内层由一种变性聚丙烯(modified polypropylene)材料制成。这项专利进一步公布了这种变性聚丙烯材料可以是一种含聚乙烯的共聚物，这种共聚物由一种无机填充材料和交联聚丙烯混合而成，以增强它的性能。

在美国专利No.5,031,996中公布的这种变性聚丙烯材料有一个缺点，即相对大量的填充材料必须被加到这种聚丙烯聚合物中，以得到光缆中所要求的合适的机械强度。当大量的填充材料被加入时，这种缓冲管会变得太硬并且在低温时失去它的柔韧性。而且，含有高填充材料容量或重量(loading)(典型的占重量的20％～40％)的聚合物的加工性能变得更加困难，以及引起挤出机模具(extruder tooling)的磨损。此外，这种含有无机填充材料的聚丙烯聚合物的改变(modification)不能增加结晶速度，这一点很重要。因为高的结晶速度能提高缓冲管的稳定性和降低对过剩纤维长度的要求。

本发明是为了克服使用上述现有技术的光缆和材料所带来的局限性，为此，本发明设想一种聚丙烯聚乙烯共聚物光缆缓冲管，这种缓冲管具有高强度、低收缩量、好的柔韧性、易加工性和低耗费。在介绍的实施例中，由含成核剂的聚丙烯聚乙烯共聚物挤压成型而制成这种缓冲管。成核剂的例子包括无机材料，脂族一价、二价酸盐，芳基烷基酸盐，芳族或脂羧酸碱金属或铝盐。

另外，在为进一步改变最终挤压成型的缓冲管的物理性能如强度、收缩量、柔韧性而挤压缓冲管之前，滑石、玻璃纤维、玻璃珠等材料，可以作为填充材料被填充到成核的聚丙烯聚乙烯共聚物中。

本发明的一个目的是提供一种缓冲管，这种缓冲管是由一种具有高强度、低收缩量、好的柔韧性，易加工性和低耗费的聚丙烯聚乙烯共聚物制成的。

参考下面的详细描述和附图，将会更全面地理解本发明。

附图不是按比例画的，包括：

图1，根据本发明的缓冲管制成的光缆的透视剖开立体图；

图2，沿图1中2-2线所取的剖视图；

图3，类似于图2的，包含根据本发明的缓冲管的另外一种光缆结构的剖视图；