具有摩擦电保护的通信电缆的制作方法

本实用新型专利申请是2019年2月26日提交的申请号为201920243655.x、名称为“具有摩擦电保护的通信电缆”的实用新型专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月26日提交的美国临时申请第62/635,192号的优先权，该申请的主题通过引用整体并入本文。

本公开内容总的来说涉及通信技术，并且更具体地涉及通信电缆。

背景技术：

随着网络变得更加复杂并且需要更高带宽的电缆布线，电缆间串扰(或“外来串扰”)的衰减对于提供稳健且可靠的通信系统变得越来越重要。外来串扰主要是耦合的电磁噪声，该耦合的电磁噪声可由于在受干扰的电缆附近走行的信号承载电缆而在受干扰的电缆中发生，并且通常被表征为外来近端串扰(anext)或外来远端串扰(afext)。

技术实现要素：

在本公开内容的第一方面中，公开了一种通信电缆，其包括：护套；电缆芯，所述电缆芯包括绝缘导体的多个双绞线对；以及金属箔带，所述金属箔带设置在所述电缆芯与所述护套之间，所述金属箔带包括：衬底；金属层，所述金属层邻近所述衬底；以及第一摩擦电涂层，所述第一摩擦电涂层施加在所述衬底的表面上，其中所述第一摩擦电涂层具有与所述金属层的电荷亲和力相比更接近所述绝缘导体的电荷亲和力的电荷亲和力。

在本公开内容的第二方面中，公开了一种通信电缆，其包括：护套；电缆芯，所述电缆芯包括绝缘导体的多个双绞线对；以及金属箔带，所述金属箔带设置在所述电缆芯与所述护套之间，所述金属箔带包括：衬底；金属层，所述金属层邻近所述衬底；以及第一摩擦电涂层，所述第一摩擦电涂层在所述金属层的表面上，其中所述第一摩擦电涂层具有与所述金属层的电荷亲和力相比更接近所述绝缘导体的电荷亲和力的电荷亲和力，且其中所述第一摩擦电涂层不同于所述衬底。

附图说明

以下详细描述参考了附图，在附图中：

图1是通信系统的透视图的图示；

图2是通信电缆的截面图的图示；

图3是不连续的金属箔带(metalfoiltape)的透视图的图示；和

图4是其中施加了摩擦电涂层的图3的不连续的金属箔带的截面图的图示。

具体实施方式

现在将参考附图。无论何时，在附图和以下描述中使用相同的附图标记来表示相同或相似的零部件。然而，应明确理解的是，附图仅用于说明和描述的目的。虽然本文件中描述了若干个示例，但修改、改编、以及其他的实现方式也是可能的。因此，以下详细描述不限制所公开的示例。反而，所公开的示例的适当范围可以由所附权利要求限定。

图1是通信系统20的透视图，其包括至少一个通信电缆22，所述至少一个通信电缆22连接至设备24。设备24在图1中被展示为接插板，但所述设备可以是无源设备或有源设备。无源设备的示例可以是但不限于模块化接插板、冲压接插板、耦合器接插板、墙壁插座等。有源设备的示例可以是但不限于以太网交换机、路由器、服务器、物理层管理系统、以及如可在数据中心/电信室中找到的以太网供电设备；安全设备(相机和其他传感器等)和门禁设备；以及电话、计算机、传真机、打印机和如可在工作站区域中找到的其他外围设备。通信系统20可以进一步包括机柜、机架、电缆管理和开销路由系统、以及其他这样的设备。

以非屏蔽双绞线对(unshieldedtwistedpair；utp)电缆(且更具体地，可以以10gb/s的速度进行操作的6a类电缆)的形式示出通信电缆22，该通信电缆22在图2中被更具体地示出并在下文中被更详细地描述。然而，通信电缆22可以是各种其他类型和类别的通信电缆以及其他类型的电缆。电缆22可以直接端接到设备24中，或者替代地可以端接在各种插头25或插座模块27(诸如rj45型、插座模块盒和许多其他连接器类型、或其组合)中。进一步地，可将电缆22加工成电缆的织机或束，并且另外地可将电缆22加工成预端接的织机。

通信电缆22可用于各种结构化电缆布线应用，包括接插线、主干电缆布线和水平电缆布线，但本实用新型不限于这样的应用。通常，本实用新型可用于军事、工业、电信、计算机、数据通信以及其他电缆布线应用中。

参照图2，示出了沿图1中的截面线2-2截取的电缆22的横截面。电缆22可以包括：电缆护套33，所述电缆护套33由诸如聚氯乙烯(pvc)之类的塑料聚合物制成；以及内芯23，所述内芯23具有四个双绞导电线对26，所述四个双绞导电线对26由对分离器28分开。线对26中的每根线可以是具有导电芯(例如铜)的绝缘导体，该导电芯被诸如聚四氟乙烯(ptfe)之类的绝缘体包围。

金属箔带35可以沿着通信电缆22的长度在电缆护套33下方绕芯23纵向缠绕。即，金属箔带35可以沿其长度缠绕，使得该金属箔带35以“香烟”式包裹物来绕通信电缆22的长度缠绕，或者可以沿着通信电缆22的长度螺旋地缠绕。如图4中所示，金属箔带35可以包括粘附到聚合物膜(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯或pet)衬底34的金属层32(例如铝)。在一些实现方式中，可以用粘合剂将金属层32粘附到衬底34。金属箔带35可以是不连续的金属箔带，其中可以在金属层32中形成不连续部分37，例如在后处理步骤中形成不连续部分37，在该后处理步骤中使用激光来烧蚀金属层32的部分。结果，在金属层32中形成多个不连续段38。不连续段38可以采用各种形状和形式。例如，不连续段38可以是相同尺寸和形状、不同尺寸和形状的重复图案、或不同尺寸和形状的随机或伪随机布置。

在一些情况中，通信电缆22可以用于其中电缆22不断移动或移位的应用(诸如在工作空间或桌子处，或者由于设备室中设备的移动而不断移动或移位)中。电缆22的移动可能造成电缆22的内部部件中的一些内部部件相对于其他内部部件移动。例如，当电缆22移动和弯曲时，线对26可能相对于金属箔带35移动，并因此可与金属箔带35摩擦。类似地，金属箔带35还可以与电缆护套33摩擦。通信电缆22中的各种表面彼此摩擦可能造成电荷经由摩擦电效应在电缆22中积累。发生电荷积累的部分原因是通信电缆22中的摩擦表面之间的电荷亲和力的差异。两个表面之间的电荷亲和力的足够大的差异可能导致足够的电荷积累，从而损坏连接到通信电缆22的设备，并且当信息通过电缆22时引起误码。

在通信电缆22的构造的情境中，金属层32可能具有略微正的电荷亲和力，而通信电缆22中的包围其面对的线对26中的导体的ptfe绝缘体可能具有约-190nc/j的电荷亲和力，这产生了大于190nc/j的电荷亲和力的显著差异。在金属箔带35的相对一侧，pet衬底34可能具有约-40nc/j的电荷亲和力，而pvc电缆护套33可能具有约-100nc/j的电荷亲和力，这产生约为60nc/j的电荷亲和力的净差异。两种材料之间的电荷亲和力的差异越大，电荷积累和最终的能量释放将越大。

如图4中所示，可以将摩擦电涂层39施加到金属箔带35以形成金属箔带35’。摩擦电涂层39可以是通过减小表面之间的电荷亲和力的差异而使通信电缆22内的各种表面之间的摩擦电效应(即，由于一个表面与另一个表面的摩擦而产生的电荷积累)最小化的涂层。可以将摩擦电涂层39施加到金属箔带35的一侧或两侧上，使得金属层32的顶部和衬底34的顶部中的至少一个顶部被摩擦电涂层39所覆盖。在一些实现方式中，摩擦电涂层39可以是条形膜而不是涂层，并且可以是固体涂层/膜或图案化涂层/膜(例如，华夫格(waffled)图案、点状图案、条纹图案等)。在一些实现方式中，可以在将金属层32切割成不连续段之前或之后施加摩擦电涂层39。当在切割之前进行施加时，金属层32上的摩擦电涂层39与金属层32一起被切割成不连续段。

可在金属箔带35的两侧上使用相同的材料以简化带制造工艺，或可利用不同的材料来涂覆每一侧以优化金属箔带35的每一侧的电荷亲和力。可选择用于摩擦电涂层39的材料，使得摩擦电涂层39将具有与包围线对26中的导体的绝缘体的电荷亲和力以及电缆护套33的电荷亲和力接近的电荷亲和力。在一个示例中，摩擦电涂层39可以由具有约-90nc/j的电荷亲和力的聚烯烃材料制成，这可以有效地最小化摩擦电涂层39与pvc电缆护套33之间的摩擦电效应。在另一个示例中，摩擦电涂层39可以由具有约-140nc/j的电荷亲和力的乙烯丙烯基橡胶(或其他橡胶类材料，诸如丁基胶(butyl)、海帕伦(hypalon)或山都平(santoprene))制成，这可以有效地使摩擦电涂层39与线对26的ptfe绝缘之间的摩擦电效应最小化。

在聚烯烃材料摩擦电涂层39被施加到金属箔带35两侧的情况下，线对26的ptfe绝缘体与得到的金属箔带35'的金属层32之间的电荷亲和力的差异现在约为100nc/j(-90nc/j的涂层对-190nc/j的ptfe)，这减小了约47％。pvc电缆护套33与金属箔带35的pet衬底34之间的电荷亲和力的差异现在约为10nc/j(-90nc/j的涂层对-100nc/j的pvc)，这减小了约83％。

在聚烯烃材料摩擦电涂层39被施加到金属箔带35的衬底34侧并且乙烯丙烯材料摩擦电涂层39被施加到金属箔带35的金属层32侧的情况下，线对26的ptfe绝缘体与得到的金属箔带35’的金属层32之间的电荷亲和力的差异现在约为50nc/j(-140nc/j的涂层对-190nc/j的ptfe)，这减小了约74％。pvc电缆护套33与金属箔带35的pet衬底34之间的电荷亲和力的差异现在约为10nc/j(-90nc/j的涂层对-100nc/j的pvc)，这减小了约83％。

应当注意，虽然本公开内容包括了几个实施例，但这些实施例都是非限制性的(无论其是否已被标记为示例性)，并且存在改变、置换及等效方案，这些都落入本实用新型的范围内。此外，所描述的实施例不应当被解释为互斥的，并且相反应当被理解为潜在地可组合(如果这些组合被允许的话)。还应当注意，存在实现本公开的实施例的许多替代方式。因此，本实用新型旨在将以下所附权利要求解释成包括落入本公开的真正的精神和范围内的所有这样的改变、置换以及等效物。