BRPI0419136B1

BRPI0419136B1 - cabo óptico para comunicação

Info

Publication number: BRPI0419136B1
Application number: BRPI0419136-6A
Authority: BR
Inventors: Alessandro Ginocchio; Enrico Consonni; Paolo Arturo Presa; Massimo Pizzorno; Mauro Maritano
Original assignee: Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2004-11-05
Publication date: 2021-03-16
Also published as: ES2611491T3; US9279952B2; AU2004324543B2; EP1812816B1; CA2586930C; EP2267504A2; US20080267569A1; NZ578072A; US20110089588A1; AU2004324543A1; PL1812816T3; WO2006048040A1; EP2267504B1; CA2586930A1; BRPI0419136A; NZ554505A; CN101069112A; US7860361B2; EP2267504A3; EP1812816A1

Abstract

CABO ÓPTICO PARA COMUNICAÇÃO E PROCESSO PARA FABRICAR UM CABO ÓPTICO São descritos um cabo óptico (100) para comunicação, que compreende pelo menos um elemento de retenção (2) bloqueado em relação à propagação de água, bem como um processo para fabricar tal cabo óptico (6). O cabo óptico (100) compreende, em adição ao elemento de retenção (2) pelo menos dois elementos de transmissão (3) abrigados dentro do elemento de retenção (2), e um fio que incha com água (4) abrigado dentro do elemento de retenção (2). O fio que incha com água (4) é selecionado de acordo com a equação a seguir, na qual V~ w~ é o volume do fio que incha com água (4) depois de inchar de contato com água; Vis o volume livre total no elemento de retenção (2); k é uma constante 242>180 R é urna constante 242>1,4; e V~ 1~ é o volume livre para cada elemento de transmissão (3). Vantajosamente o cabo óptico (100) é bloqueado para água, e o fio que incha com água (4) não induz efeitos de micro-flexão) nos elementos de transmissão (3).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção é relativa a um cabo óptico que compreende pelo menos um elemento de retenção bloqueado em relação à propagação de água.

[002] A presente invenção também é relativa a um processo para fabricar tal cabo óptico.

ESTADO DA TÉCNICA

[003] Em um cabo óptico, os elementos de transmissão são tipicamente fibras ópticas. As fibras genericamente compreendem um elemento de transmissão “núcleo + revestimento” de vidro de sílica e uma camada polimérica externa única ou composta (revestimento de proteção) que inclui de forma vantajosa uma camada colorida para identificação.

[004] O cabo óptico compreende, tipicamente, elementos de enchimento em posição radialmente externa em relação às fibras ópticas, que fornecem funções tais como isolamento mecânico, proteção quanto a dano físico e identificação de fibra.

[005] Por exemplo, uma ou mais fibras ópticas, por exemplo arranjadas em grupo, feixe ou fita, podem ser abrigadas em um tubo ou bainha flexível, (daqui em diante referida como “elemento de retenção”) de material polimérico dotado de propriedades mecânicas específicas tais como módulo de Young e tensão de tração e alongamento na ruptura, para assegurar uma proteção adequada às fibras.

[006] O conjunto fibra óptica/elemento de retenção é genericamente referido como “unidade óptica”.

[007] Entre os cabos ópticos nos quais a(s) fibra(s) óptica(s)s é(são) abrigada(s) em um elemento de retenção tubular, existem cabos nos quais as fibras ópticas são inseridas em um tubo, algumas vezes chamado “tubo de enchimento” ou “tubo frouxo”, que fornece proteção e identificação de fibra. O elemento de retenção deste tipo de unidade óptica tem usualmente uma espessura mais elevada do que cerca de 0,2 mm, tipicamente de desde cerca de 0,3 mm até cerca de 0,8 mm e um diâmetro interno de 1,6 a 1,8 mm, quando contém 12 fibras ópticas.

[008] Em um tipo específico de cabo óptico do tipo tubular, as unidades ópticas têm dimensões reduzidas ao mesmo tempo em termos de diâmetro e espessura de bainha. Tipicamente as unidades óptica são chamadas micro-módulos e o seu elemento de retenção é genericamente referido como micro-bainha ou mini-bainha. Neste caso, o material do elemento de retenção é particularmente projetado para permitir a identificação de fibras ou de grupos de fibras, e para conseguir um acesso fácil às fibras ópticas, por exemplo, simplesmente rasgando e deslizando para fora o elemento de retenção para, ao mesmo tempo, facilitar conexão entre as fibras ópticas e o equipamento do sistema, ou a interconexão entre cabos. A micro-bainha é tipicamente feita de um material que tem um módulo de elasticidade relativamente baixo e alongamento na ruptura tal como PVC, etil-vinil-acetato (EVA) e polietileno. De forma vantajosa, a utilização dos materiais acima para formar uma micro-bainha fina também resulta em uma micro-bainha que é mais fácil de remover ou de descascar, apenas utilizando dedos ou unhas. Em um cabo óptico típico de micro-módulo, um elemento de retenção que contém 12 fibras ópticas tem um diâmetro interno de cerca de 1,1 mm e uma espessura de 0,2 mm ou menos, por exemplo 0,15 mm.

[009] Um cabo óptico de micro-módulo é conhecido, por exemplo, da WO-00/58.768 em nome do Requerente, e compreende uma quantidade de micro-módulos, um tubo interno que circunda os micro-módulos e uma bainha externa que cobre o tubo interno. Os micro-módulos podem, opcionalmente e de maneira vantajosa, mostrar diferentes coloridos para serem distinguidos um do outro.

[0010] A US 5.155.789 (em nome da Societé Industrielle de Liaisons Életriques SILEC e État Français Centre National cPEtiides des Télécommunications - CNET), fornece um cabo de telecomunicação que compreende fibras ópticas divididas em módilos, cada módilo sendo envolvido em uma bainha de suporte fina que é facilmente rasgada, no qual as bainhas suporte estão em contato com as fibras ópticas para prendê-las juntas.

[0011] O arranjo das fibras ópticas em micro-módulos como definido acima permite empregar um número elevado de fibras ópticas em um cabo óptico relativamente pequeno. O arranjo de micro-módulo pode fornecer, por exemplo, até 144 fibras ópticas em um cabo óptico que tem um diâmetro menor do que, ou igual a 13 mm (este diâmetro não inclui camadas de proteção adicionais fornecidas opcionalmente para finalidades e requisitos específicos), tornando um tal cabo particularmente adequado para redes de distribuição urbana.

[0012] Na presente descrição e reivindicações “bloqueado em relação à propagação de água” significa que a propagação de água, principalmente projetada como um espalhamento ao longo da direção longitudinal do micro- módulo como uma conseqüência de um dano à integridade do cabo que resulta em um enchimento progressivo dele, é substancialmente impedida ou limitada. Ambos, o micro-módulo e o cabo que o contém deveriam preencher os requisitos do teste de acordo com método F5B fornecido pelo padrão internacional IEC 60.794-1-2: outros detalhes com relação a este teste serão fornecidos daqui em diante.

[0013] Tipicamente cada micro-módulo pode compreender desde 2 até 12 fibras ópticas abrigadas em um elemento de retenção como acima.

[0014] A inclusão de água ou umidade em um cabo óptico ou um micro-módulo e a conseqüente propagação dela através dele pode ser um problema. Água que penetra no micro-módulo pode migrar através dele prejudicando as propriedades de transmissão das fibras ópticas abrigadas nele. Também a água pode alcançar e degradar o fechamento ou outros dispositivos terminais e pode danificar eletrônicas montadas dentro do fechamento ou outro dispositivo terminal.

[0015] São conhecidos métodos para impedir tal propagação. Por exemplo, micro-módulos e cabos que compreendem os mesmos são conhecidos, os quais são bloqueados para água por meio de material de enchimento incluído em diferentes passagens. Mais particularmente o material de enchimento pode ser incluído no elemento de retenção de cada micro-módulo entre as fibras ópticas contidas nele.

[0016] US 2003/0 168 243 (Jamet e outros) se refere a um cabo de telecomunicação que inclui uma pluralidade de módulos, que têm, cada um, uma bainha de retenção fina que prende fibras ópticas juntas e uma camisa ao redor dos módulos e caracterizado pelo fato de compreender bainhas de retenção que contém, cada uma, uma pluralidade de respectivos módulos e cada um dos quais é acoplado mecanicamente às bainhas de retenção dos respectivos módulos para formar super-módulos em contato com a camisa.

[0017] Um material de enchimento, por exemplo, um produto de vedação tal como silicone ou graxa sintética, óleo ou gel, ou um produto “seco” obtido associando pó de inchamento e/ou filamentos de inchamento e/ou fitas de inchamento, que incham na presença de água para formar um batente que impede a propagação de água, podem ser fornecidos dentro do micro-módulo.

[0018] Como indicado por exemplo pela U.S. 5.157.752 (em nome de Northern Telecom Ltd.), existem problemas associados com a utilização de graxas ou géis. Por exemplo, tais materiais são difíceis e caros para aplicar em, e encher passagens de cabo. Graxa ou gel também tornam difícil e desagradável manipular as fibras durante a instalação, ou reparo de um cabo e, em baixas temperaturas (por exemplo abaixo de 0 ° C) mudança na viscosidade da graxa ou gel que circunda e contata fibras, pode aumentar a atenuação de sinal nas fibras. Um outro problema é que uma vez graxas ou géis podem ser incompatíveis com plásticos economicamente desejáveis, os quais poderiam ser extrudados normalmente como tubos para conter as fibras, mais polímeros engenheirados de forma cara podem ser requeridos para os tubos.

[0019] A utilização de um produto “seco” poderia evitar os problemas associados com gel e graxa.

[0020] A U.S. 5.157.752 mencionada acima, divulga um cabo óptico que define uma passagem que se estende axialmente e um dispositivo fibra óptica e um dispositivo de bloqueio de água colocado dentro e que se estende ao longo da passagem, o dispositivo de bloqueio de água compreendendo um elemento alongado que incha quando de contato com água, para bloquear a passagem contra o escoamento de água.

[0021] O Requerente observou que a escolha do material “seco” que incha com a água, por exemplo, um fio que incha com água ou um pó que incha com água opcionalmente suportado sobre um portador alongado, para obter um micro-módulo bloqueado em relação à propagação de água, é um problema.

[0022] O material que incha com água tem que coexistir com fibras ópticas sem provocar danos a elas. Por exemplo, tensões que surgem do contato com o material que incha com água podem induzir micro-flexão nas fibras ópticas e prejudicar o seu desempenho de transmissão.

[0023] Em particular, o Requerente observou que pós que incham com água disponíveis comercialmente, dispersados entre fibras ópticas ou suportados, por exemplo, por um filamento fornecido dentro do elemento de retenção, podem impedir de maneira eficiente a propagação de água ao longo do micro-módulo, porém, devido à sua dimensão de grão, tipicamente de ordem de grandeza de micrometro, ou maior, pode prejudicar as propriedades de transmissão da fibra óptica por meio de micro-flexão. O pó pode também produzir aglomerados que exacerbam o fenômeno de micro-flexão.

[0024] O Requerente também observou que o esmerilhamento de tais pós para diminuir sua dimensão de grão danifica sua capacidade de inchar. Por outro lado, pós com dimensão de grão na ordem de nanômetro, ou obtidos por esmerilhamento ou por meio de processos diferentes de esmerilhamento, dão origem a problemas conectados com custo de manipulação durante a produção do cabo, e com a saúde dos operadores.

[0025] Em adição, o Requerente observou que uma distribuição física uniforme e controlada de tais pós dentro do micro-módulo é difícil de ser obtida do ponto de vista industrial.

[0026] Fios que incham com água foram considerados como uma alternativa para o pó que incha com água.

[0027] Na presente descrição e reivindicações, como “fio que incha com água” é projetada uma fita ou filamento que incha com água suportada opcionalmente por ou trançada com um portador em filamento ou um filamento coberto com um material não em pó que incha com a água, por exemplo uma emulsão de polímero que incha com água.

[0028] A já relatada U.S. 5.157.752 propõe que, se o diâmetro da passagem deva ser maior do que dois ou mais elementos alongados que incham com água deveriam ser incluídos com as fibras como requerido (?).

[0029] A U.S. 6.633.709 (em nome de Sumitomo Electric Lightware Corp.) é relativa a um cabo que compreende uma pluralidade de fitas de fibra óptica empilhadas, que tem uma pluralidade de fios de bloqueio de água que se estendem genericamente ao longo do comprimento da pilha de fitas de fibra óptica e posicionados ao redor de pelo menos uma porção da circunferência da pilha, na qual a pluralidade de fios de bloqueio para a água possuem características de inchar com a água. A pilha de fitas de fibra óptica e a pluralidade de fios de bloqueio de água que se estendem ao longo do comprimento da pilha de fitas de fibra óptica são todos colocados de maneira frouxa em um tubo de acumulação que tem um canal interior maior do que a pilha de fitas de fibra óptica. A capacidade de inchar da pluralidade de fios de bloqueio para água deveria exceder a massa crítica de água que poderia penetrar no tubo de acumulação por um fator de 2,0 ou mais. A capacidade de inchar é determinada como uma função do número de fios de bloqueio para água, o denier do fio e a absorvência que, por sua vez, é fornecida como função do denier do fio e expressa como massa inchada por massa de fio. Assim, para um dado número de fios N, de denier d, e absorvência B a capacidade total de absorção de água expressa em massa por unidade de comprimento. A massa crítica de água é determinada como uma função da área aberta do tubo de acumulação e a densidade da água.

[0030] O Requerente observa que nem o diâmetro do elemento de retenção nem seu arranjo em termos de número de fibras abrigadas nele, é considerado neste documento.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0031] O Requerente observou que o fio que incha com água deveria preferivelmente não apenas oferecer uma capacidade adequada de inchar com água para impedir a propagação de água dentro do micro-módulo, mas também deveria mostrar inúmeros de aspectos físicos de importância não menor para a boa fabricação e operação do cabo e ainda ser dimensionalmente compatível com a dimensão do elemento de retenção e o número de fibras ópticas abrigadas nele.

[0032] Mais particularmente, o fio que incha com água deveria preferivelmente: (a) mostrar uma superfície tão lisa quanto possível para evitar atrito contra a fibra óptica, o que pode dar origem a micro-flexão; tipicamente atritos podem ocorrer durante o processo de fabricação do cabo, instalação e vida do cabo; (b) ter uma estabilidade térmica dimensional através da faixa de operação térmica do cabo, de modo a não provocar tensões nas fibras ópticas; (c) mostrar propriedades mecânicas adequadas ao processo de fabricação do cabo óptico, em particular a tensão de ruptura; (d) ter uma absorção de água efetiva ao mesmo tempo em termos de volume de inchamento e velocidade de reação de inchamento.

[0033] O Requerente descobriu que entre as propriedades mencionadas acima, a classificação dimensional e as características de inchamento são particularmente importantes para impedir a propagação de água ao longo do micro-módulo, em tal extensão para fazer o micro-módulo preencher os requisitos do padrão internacional.

[0034] Dentro da presente invenção o Requerente percebeu que quando o elemento de retenção tem um volume interno reduzido, em particular no caso de micro-módulos, isto é, quando o elemento de retenção é embalado de maneira próxima com fibras ópticas e fio que incha com água, a capacidade de inchamento em termos de volume do fio que incha com água é prejudicada e, como uma conseqüência, a capacidade de impedir a propagação de água ao longo do micro-módulo é prejudicada.

[0035] O Requerente descobriu que a propagação de água em um cabo óptico e em um micro-módulo que contêm fibras ópticas pode ser controlada abaixo de um valor crítico, sem produzir efeitos de micro-flexão utilizando um fio que incha com água arranjado juntamente e em contato com ditas fibras ópticas. Em particular, o fio que incha com água é caracterizado por um volume de inchamento em uma relação predeterminada com o volume livre por fibra, dentro do micro-módulo.

[0036] Em outras palavras, o Requerente descobriu que a capacidade de impedir a propagação de água depende não somente da relação do volume de inchamento com o volume livre dentro do elemento de retenção, mas também com a relação com o número de elementos de transmissão abrigados dentro do elemento de retenção.

[0037] De acordo com um outro aspecto, o Requerente descobriu que a presença de tensões mecânicas durante a fabricação do cabo pode provocar dificuldades.

[0038] Tensões podem ser geradas durante a etapa de enfeixar juntos os elementos de transmissão e o fio que incha com água para a fabricação do cabo. Em particular, a presença de uma diferença significativa entre a resistência à tração do fio que incha com água e aquela dos elementos de transmissão, pode trazer rupturas ou danos de um deles, ou dificuldades e irregularidades de enfeixamento.

[0039] Em adição, uma vez que o elemento de retenção é tipicamente produzido por extrusão, existe a possibilidade de adesão de elementos de transmissão e fio que incha com água à parede interna do elemento de retenção, particularmente antes que o resfriamento deste último tenha sido completado.

[0040] Tal adesão pode limitar a liberdade de movimento dos elementos de transmissão durante ambas, a fabricação e a utilização do cabo, por exemplo, em conexão com deposição de cabo, excursões térmicas e similares.

[0041] O Requerente descobriu que um agente anti-atrito em pó possibilita impedir tais tensões sem requerer a utilização de lubrificantes fluidos.

[0042] Em particular, talco foi descoberto ser adequado para fornecer o efeito anti-atrito desejado, sem provocar fenômenos de micro-flexão.

[0043] Em um primeiro aspecto a presente invenção é relativa um cabo óptico para comunicação, que compreende: - um elemento de retenção; - pelo menos dois elementos de transmissão abrigados dentro de dito elemento de retenção; e - um fio que incha com água, abrigado dentro de dito elemento no qual o fio que incha com água é selecionado de acordo com a seguinte equação:

na qual VW é o volume do fio que incha com água depois de inchar quando de contato com água; VTF é o volume livre total no elemento de retenção; k é uma constante > 180 R é uma constante > 1,4; e Vt é o volume livre por cada elemento de transmissão.

[0044] Para a finalidade da presente descrição e das reivindicações que seguem, exceto onde indicado de outra forma, todos os números que expressam somas, quantidades, percentagens, e assim por diante, devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo aproximadamente. Também todas as faixas incluem qualquer combinação dos pontos máximo e mínimo divulgados e incluem nelas quaisquer faixas intermediárias, que podem ou não ser especificamente aqui enumeradas.

[0045] De acordo com a presente descrição e reivindicações, os volumes dos elementos de transmissão, do fio que incha com água e do elemento de retenção da invenção, são projetados como volume por unidade de comprimento, por exemplo, mm3/m e são calculados com base na área de sua seção transversal. No caso do elemento de retenção, o volume interno Vi é calculado com base na área interna da seção transversal.

[0046] Em uma configuração da presente invenção, o elemento de retenção tem uma espessura de desde 0,3 até 0,8 mm e é indicado aqui abaixo como “tubo frouxo”. Neste tipo de elemento de retenção os elementos de transmissão podem ser fornecidos em feixes, em fitas, ou em ambas tais configurações.

[0047] Em uma outra configuração da presente invenção, o elemento de retenção tem uma espessura de 0,2 mm ou menos, por exemplo, 0,15 mm e está indicado aqui abaixo como “micro-módulo”. Dentro de cada micro- módulo os elementos de transmissão podem ser arranjados com ou sem folga. Como “folga” é projetada aqui uma diferença entre o diâmetro interno do elemento de retenção e o diâmetro do circulo mínimo que envolve os elementos de transmissão igual ou maior do que 1%.

[0048] Se nenhuma folga é deixada entre as fibras ópticas e o elemento de retenção, o micro-módulo é chamado “apertado”, enquanto um micro-módulo é chamado “do tipo frouxo” quando dita folga está presente. Em valor de folga > 1%, preferivelmente até 30%, por um comprimento adequado de um micro-módulo (por exemplo, 1 m) é possível extrair uma única fibra óptica independentemente das outras.

[0049] De acordo com a presente invenção é preferido um micro- módulo do tipo frouxo.

[0050] O volume livre total VTF é o volume dentro do elemento de retenção deixado livre depois da inserção dos elementos de transmissão. Ele é definido de acordo com a seguinte relação: VTF = [Vi — (Vf x m)] (2) na qual m é o número de elementos de transmissão; Vi é o volume interno do elemento de retenção; e Vf é o volume de um único elemento de transmissão.

[0051] Vantajosamente, o elemento de retenção é feito de um material polimérico.

[0052] Materiais adequados, de acordo com as necessidades específicas, incluem polímeros e copolímeros de α-olefina, tais como polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de ultra baixa densidade (ULDPE), polipropileno, poli-1-buteno de alta e baixa densidade; poli-4-meti-1-penteno; ultra; poli-4-metil-penteno; copolímeros de etileno propileno; copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM); copolímero de etileno-1-butileno; copolímero de etileno vinil acrilato, copolímero de etileno metil acrilato, copolímero de etileno butil acrilato, copolímero de etileno-etil- acrilato, copolímero de etileno-vinil acetato, copolímero de propileno-4-metil- 1- penteno, copolímero de etileno-vinil álcool; termo-polímeros ácidos de etileno-metil acrilato-acrílico; ou mistura deles. Olefinas halogenadas, polímeros e copolímeros também podem ser utilizados, quando ausência de halogênios não é requerida. Copolímero acrilato de etileno-butil, polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), ou mistura deles são preferidas.

[0053] Vantajosamente um enchimento inorgânico (b) é adicionado ao material polimérico. O enchimento inorgânico pode incluir, por exemplo, hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, óxido de alumínio, caulim tri- hidrato de alumina, hidrato carbonato de magnésio, hidrato carbonato de cálcio e magnésio, carbonato de cálcio e magnésio, ou misturas deles. Hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, tri-hidrato de alumina (Al2O3.3H2O), ou misturas deles, são particularmente preferidos.

[0054] Outros aditivos, tais como coadjuvantes de processamento, lubrificantes, pigmentos, outros enchimentos, podem ser adicionados vantajosamente ao material polimérico.

[0055] Como volume interno Vi do elemento de retenção é aqui projetado o volume por unidade de comprimento confinado dentro do elemento de retenção. Preferivelmente o volume interno Vi é calculado sobre um diâmetro interno de desde 1 mm até 1,2 mm. Preferivelmente o elemento de retenção tem um diâmetro externo desde 1,3 até 1,5 mm.

[0056] Como Vf é aqui projetado o volume por unidade de comprimento de um elemento de transmissão. Tipicamente no caso de fibras ópticas como elementos de transmissão, seu diâmetro individual é de cerca de 0,25 mm. Preferivelmente o número de elementos de transmissão é desde 4 até 12.

[0057] Os elementos de transmissão podem ser arranjado substancialmente paralelos ou preferivelmente de acordo com um padrão de hélice aberta (trançamento SZ) ao redor do eixo longitudinal do micro- módulo, isto é, os elementos de transmissão são trançados ao redor de dito eixo em seções, com uma primeira direção de trançamento em forma de S que alterna com seções com uma direção de trançamento oposta conformada em Z.

[0058] O volume livre Vt, daqui em diante também referido como o “volume livre por fibra” é definido de acordo com o seguinte:

[0059] Vantajosamente, o fio que incha com água tem um tempo de inchamento igual a ou menor do que 2 minutos, como tempo de inchamento sendo projetado o tempo para alcançar pelo menos 90% da expansão máxima quando de contato com água.

[0060] Exemplos de fio que incha com água, útil para a presente invenção, são filamentos ou fibras de poliacrilato opcionalmente associadas a filamentos de poliéster ou fios, e filamentos ou fios de poliamida aromática revestidos com um polímero super-absorvente tal como um poliacrilato.

[0061] De acordo com a invenção, o volume VW do fio que incha com água, daqui em diante também referido como “volume de inchamento” é selecionado de acordo com a equação (1). A seleção de VW está correlacionada ao número de elementos de transmissão projetado para ser abrigado no elemento de retenção e ao volume livre por fibra Vi do elemento de retenção, como é evidente pela substituição de VTF na equação (1) com Vt.m de acordo com a equação (3) de modo a ter

Multiplicando (4) por Vt.m, é obtido: VW = (k x m) + (R x Vt x m) (5).

[0062] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção é relativa a um processo para fabricar um cabo óptico que compreende um elemento de retenção que abriga pelo menos dois elementos de transmissão e um fio que incha com água, dito processo compreendendo as etapas de: - associar juntos os elementos de transmissão e o fio que incha com água para formar um feixe; - extrudar o elemento de retenção ao redor de dito feixe; no qual a etapa de associar juntos os elementos de transmissão e o fio que incha com água compreende a etapa de aplicar um agente anti-atrito em pó sobre os elementos de transmissão.

[0063] Na presente descrição e reivindicações, agente anti-atrito quer significar um agente capaz de reduzir o atrito e/ou impedir a adesão entre os componentes do feixe, isto é, elementos de transmissão e fio que incha com água e os componentes de feixe ao elemento de retenção.

[0064] De acordo com o presente processo, a aplicação de um agente anti-atrito em forma de pó evita os problemas já mencionados acima em conexão com bloqueio de água com graxas ou géis. De maneira conveniente, o agente anti-atrito em pó deveria preencher a especificação de ser não higroscópico e não nutritivo para fungos.

[0065] Preferivelmente no processo desta invenção, a etapa de associar juntos os elementos de transmissão e o fio que incha com água, compreende a etapa de trançar os elementos de transmissão e o fio que incha com água. Vantajosamente, dita etapa de trançar é uma etapa de trançar SZ.

[0066] Vantajosamente, a etapa de trançar é efetuada depois da etapa de aplicar um agente anti-atrito em pó.

[0067] Vantajosamente, a etapa de aplicar um agente anti-atrito em pó compreende a etapa de avançar juntos os elementos de transmissão através de um aplicador de agente anti-atrito em pó.

[0068] Vantajosamente a etapa de aplicar um agente anti-atrito em pó compreende a etapa de proteger o fio que incha com água de aplicação de agente anti-atrito em pó. Por exemplo, a etapa de proteger pode ser efetuada avançando o fio que incha com água através de um tubo de proteção posicionado dentro do aplicador de agente anti-atrito em pó. A etapa de proteger é preferida quando a aplicação de um agente anti-atrito em pó sobre o fio que enche com água poderia prejudicar a conformação adequada da unidade óptica, uma vez que o fio que incha com água tendo em vista suas características, poderia arrastar uma quantidade excessiva de pó.

[0069] Vantajosamente, o aplicador de agente anti-atrito em pó é dotado de um dispositivo de varredura pneumático. Dito dispositivo de varredura pode fazer parte ou do aplicador ou de um aparelho separado, arranjado a jusante do aplicador. O dispositivo de varredura é útil para eliminar qualquer quantidade em excesso de agentes anti-atrito em pó das superfícies dos elementos de transmissão e/ou do fio que incha com água.

[0070] Preferivelmente o agente anti-atrito em pó é talco. Talco é vantajoso do ponto de vista industrial como não tóxico e econômico.

[0071] Vantajosamente, o agente anti-atrito em pó tem uma dimensão de grão adequada para evitar fenômenos de micro-flexão. Preferivelmente o agente anti-atrito em pó tem uma dimensão de diâmetro de grão média D50 < 5 micra.

[0072] Preferivelmente os elementos de transmissão são fibras ópticas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0073] A invenção será ainda ilustrada daqui em diante com referência aos exemplos e figuras seguintes, nas quais: A figura 1 mostra um micro-módulo do tipo frouxo de acordo com a presente invenção; A figura 2 mostra esquematicamente um cabo óptico de acordo com a invenção, que contém micro-módulos do tipo frouxo; A figura 3 ilustra esquematicamente o aparelho para realizar o processo de acordo com a presente invenção; As figuras 4 e 5 ilustram resultados de teste de propagação de água; A figura 6 ilustra uma plotagem da relação de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES PREFERENCIAIS

[0074] A figura 1 delineia um micro-módulo 1 do tipo frouxo de acordo com uma configuração da invenção. O elemento de retenção 2 tem um diâmetro externo de 1,46 mm e um diâmetro interno de 1,23 mm e uma espessura de 0,115 mm. O elemento de retenção 2 encerra 12 elementos de transmissão 3 na forma de fibras ópticas que têm um diâmetro de 0,245 mm e um fio que incha com água 4 com um diâmetro de 0,5 mm. O fio que incha com água 4 é mostrado arbitrariamente no centro do elemento de retenção 2, porém, na prática, ele está livre para se mover dentro do elemento de retenção tão longe quanto permitido pelos elementos de transmissão abrigados nele.

[0075] Materiais poliméricos termoplásticos adequados para o elemento de retenção de acordo com necessidades específicas incluem polímeros e copolímeros de α-olefina, tais como polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), polietileno de ultra baixa densidade (ULDPE), polipropileno, poli-1-buteno de alta e baixa densidade; poli-4-meti-1-penteno; ultra; poli-4-metil-penteno; copolímeros de etileno propileno; copolímeros de etileno-propileno-dieno (EPDM); copolímero de etileno-1-butileno; copolímero de etileno vinil acrilato, copolímero de etileno metil acrilato, copolímero de etileno butil acrilato, copolímero de etileno-etil-acrilato, copolímero de etileno-vinil acetato, copolímero de propileno-4-metil-1- penteno, copolímero de etileno-vinil álcool; termo-polímeros ácidos de etileno-metil acrilato-acrílico; ou mistura deles. Olefinas halogenadas, polímeros e copolímeros também podem ser utilizados, quando ausência de halogênios não é requerida. Copolímero acrilato de etileno-butil, polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), ou mistura deles são preferidos.

[0076] Exemplos de olefinas que podem ser utilizadas de acordo com a presente invenção e são disponíveis comercialmente são o produto conhecido pelo nome de Lotryl® de Atofina, Flexirene® de Polimeri Europa.

[0077] Vantajosamente, um enchimento inorgânico é adicionado ao material polimérico. O enchimento inorgânico pode incluir, por exemplo, hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, óxido de alumínio, caulim tri- hidrato de alumina, hidrato carbonato de magnésio, hidrato carbonato de cálcio e magnésio, carbonato de cálcio e magnésio, ou misturas deles. Hidróxido de magnésio, hidróxido de alumínio, tri-hidrato de alumina (Al2O3.3H2O), ou misturas deles, são particularmente preferidos.

[0078] Outros aditivos, tais como coadjuvantes de processamento, lubrificantes, pigmentos, outros enchimentos, podem ser adicionados vantajosamente ao material polimérico.

[0079] Exemplos de enchimentos inorgânicos que podem ser utilizados para o elemento de retenção da invenção e são disponíveis comercialmente são os produtos conhecidos pelo nome de Hydrofy® de Sima ou Atomfor® de Omya.

[0080] Outros aditivos, tais como coadjuvantes de processamento, lubrificantes, pigmentos, outros enchimentos, podem ser adicionados vantajosamente ao material polimérico.

[0081] A figura 2 ilustra esquematicamente um cabo óptico 100 que contém 12 micro-módulos do tipo frouxo 101 abrigados em um tubo de proteção 102 de um material polimérico termoplástico tal como um conhecido na técnica como LS0H (Low Smoke Zero Halogen) ou de polietileno de densidade média ou alta (MDPE ou HDPE), opcionalmente adicionado com uma carga de material mineral tal como hidróxido de magnésio ou de alumínio e que tem um diâmetro interno de 6,4 mm e um diâmetro externo de 8,4 mm.

[0082] Uma fita longitudinal 103 é aplicada em posição radialmente externa sobre o tubo de proteção 102, e separa este último da bainha 106. A bainha 106 pode ser de MDPE ou de HDPE, opcionalmente adicionado de carga mineral ou de um material LS0H. No caso presente, a espessura da bainha é de 2,30 mm.

[0083] A fita longitudinal 103 facilita o descascamento da bainha 106 do tubo de proteção 102 durante a terminação do cabo. Duas cordas de rasgar 104 são fornecidas em contato com a fita longitudinal 103 embutidas na bainha 106 e em posição diametralmente oposta uma da outra.

[0084] Reforços longitudinais 105 são embutidos na bainha 106 paralelos um ao outro. Ditos reforços longitudinais 105 restringem alterações longitudinais do cabo durante tensões termomecânicas. Preferivelmente os reforços longitudinais 105 são posicionados tangencialmente em relação à circunferência do diâmetro interno da bainha 106, para minimizar as dimensões do cabo. No caso presente, o diâmetro do reforço longitudinal 105 é de 1,6 mm. O material destes componentes pode ser selecionado, por exemplo, dentre plástico reforçado com fibra de vidro, aramida/resina (aramida: poliamida aromática) ou aço.

[0085] O processo para fabricação do cabo está descrito no que segue com referência ao aparelho de fabricação 200, delineado de maneira esquemática na figura 3. Suportes de retirada 201a, 201b são fornecidos para desenrolar respectivamente um fio que incha em água e um número de elementos de transmissão, quatro no caso presente. O fio que incha com água e os elementos de transmissão são transportados no sentido de um aplicador de talco 202 dotado de placas distribuidoras estacionadas, de entrada e saída 203, 204 para guiar e manter posicionamento recíproco entre os elementos de transmissão e o fio que incha com água. O aplicador de talco 202 é fornecido, vantajosamente, na posição de jusante sobre um dispositivo de varredura pneumática 210 adequado para eliminar qualquer quantidade em excesso de talco da superfície das fibras e do fio que incha com água.

[0086] A carga de tração aplicada às fibras ópticas está usualmente na faixa de desde 50 até 100 gramas, e a carga de tração aplicada ao fio que incha com água é tipicamente da mesma ordem de grandeza.

[0087] A presença do talco possibilita que um movimento relativo tenha lugar entre os componentes da unidade óptica, isto é, fibras, fio que incha com água e elementos de retenção, evitando ou pelo menos reduzindo a possibilidade que tensões mecânicas inaceitáveis sejam transmitidas entre os componentes da unidade óptica como resultado de diferentes contra-tensões de retirada ou de diferentes cargas de alongamento/contração.

[0088] Foi descoberto que talco é particularmente adequado, em particular porque nenhum efeito de micro-flexão significativo é detectado em conexão com sua utilização no cabo resultante. A ausência de efeitos significativos de micro-flexão foi encontrada privilegiada com um diâmetro médio de dimensão de grão de pó D50 < 5 micra.

[0089] D50 significa que 50% do material passou por uma peneira de uma dimensão predeterminada (5 micra no caso).

[0090] Depois da aplicação do agente anti-atrito em pó, os elementos de transmissão e o fio que incha com água são transportados para uma placa distribuidora 205, preferivelmente motorizada, onde eles são trançados em uma camada de trançamento SZ. Por exemplo, para 12 elementos de transmissão e um fio que incha com água, a placa distribuidora 205 pode fornecer um posicionamento geométrico 1 + 6 + 6.

[0091] O feixe que resulta da placa distribuidora 205 penetra em uma extrusora 206 onde ele é inserido em um elemento de retenção para fornecer, por exemplo, um micro-módulo. Dita extrusora 206 compreende uma cabeça de extrusão, a distância entre o dispositivo de trançamento e a cabeça de extrusão sendo compreendida entre 280 mm e 700 mm. O micro-módulo é então feito atravessar uma calha de resfriamento 207 que compreende água a uma temperatura vantajosamente de 20 °C. O micro-módulo é então acionado para um sistema de retirada 209 por meio de um cabrestante de tração em linha 208. Exemplo 1 Cabos ópticos

[0092] Três cabos ópticos com o projeto da figura 2 e um diâmetro externo de 13,8 mm foram fabricados com micro-módulos bloqueados para água de acordo com as seguintes especificações: - tubo de proteção de HDPE enchido internamente com pó que incha com água e talco, o tubo de proteção tinha um diâmetro externo de 6,1 mm e um diâmetro interno de 4,6 mm; - armadura de reforço fornecida em uma posição radialmente externa sobre a bainha, e feita de fibras de vidro contendo filamentos tratados com pó que incha com água; - fita longitudinal que incha com água; e - dois cordões de rasgamento; - dois reforços longitudinais em plástico reforçado com fibra de vidro que têm um diâmetro de 1,7 mm; - bainha termoplástica que envolve os reforços longitudinais sendo feita de HDPE, com uma espessura de cerca de 2,4 mm; - quatro micro-módulos SZ trançados com um ângulo de oscilação de mais ou menos 280° e um passo de 2 m, cada um compreendendo: - 12 fibras ópticas Pirelli NEON® cada uma tendo um diâmetro de cerca de 0,245 mm; - um elemento de retenção de material LS0H. baseado em LLDPE e EVA como materiais poliméricos termoplásticos e hidróxido de magnésio como enchimento inorgânico, tendo diâmetros e volumes internos de acordo com a Tabela 3; e - um fio que incha com água como da Tabela 1 a seguir. Tabela 1

[0093] O volume de inchamento VW e a percentagem de inchamento no tempo (velocidade de inchamento) foram avaliados por meio de um recipiente cilíndrico (diâmetro = 75 mm) abrigando um pistão com peso conhecido (60 g), este último sendo livre para mover verticalmente. Um comprimento conhecido do fio que incha com água para teste (amostra seca) foi posicionado entre o pistão e o fundo do recipiente cilíndrico, para compor uma torcedura de uma camada. O fio foi deixado inchar em contato com água bidestilada escoando através de furos na base do pistão. Um comparador micrométrico mediu o movimento do pistão durante o tempo.

[0094] Os fios que incham com água foram também testados quanto a suas características mecânicas. Os resultados estão descritos na Tabela 2 Tabela 2

[0095] GTB 150-667 dTex e GTB 200-500 dTex são fios que incham com água compostos por fibras de poliacrilato que incham sobre fibras suporte de poliéster (Geca -Tapes). Twaron® 1052-1750 dTex é um fio que incha com água impregnado com um polímero super-absorvente (Twaron Products V.o.F., Países Baixos). Exemplo 2 Testes de propagação de água ao longo de micro-módulos bloqueados para água

[0096] Os testes de propagação de água foram realizados de acordo com o método F5B fornecido pelo padrão internacional IEC 60.794-1-2 (2001). Em particular, a resistência à propagação de água ao longo dos micro- módulos foi avaliada aplicando uma carga de 1 m de água por 24 horas a uma extremidade de amostras de micro-módulo tendo comprimento desde 1 até 4 m. As amostras de cabo contêm micro-módulos como identificados no Exemplo 1, porém com um número diferente de fibras ópticas como especificado nos resultados e comentários de testes.

[0097] Foi observado que amostras de micro-módulos com os mesmos aspectos em termo de fio que incha com água e número de fibras ópticas, porém com comprimentos diferentes, não fornecerá um resultado de teste significativamente diferente.

[0098] Foram efetuados testes em micro-módulos contendo um fio que incha com água e um número de fibras ópticas se situando desde 1 até 12, bem como somente o fio que incha com água. O volume interno Vi de cada elemento de retenção testado permaneceu inalterado enquanto variando o número de elementos de transmissão abrigados nele e, conseqüentemente, o volume livre por fibra Vt.

[0099] As figuras 4 e 5 mostram os resultados da série de testes realizados em cabos de acordo com o Exemplo 1. Para cada tipo de cabo identificado por ambos, o tipo de fio que incha com água e o número de fibras abrigadas no micro-módulo, amostras de micro-módulo Número 8 foram testadas e os valores relatados são a média dos resultados dos testes isolados.

[00100] O efeito de bloqueio de água realizado por cada fio que incha com água testado foi satisfatório na ausência de fibras ópticas no micro- módulo. Aumentando o número de fibras ópticas abrigadas no micro-módulo a propagação de água cresceu. Isto é surpreendente, uma vez que é contrário à hipótese que a propagação de água deveria ser reduzida diminuindo progressivamente a folga (o volume livre total VTF e o volume livre por fibra Vt) deixada para a propagação longitudinal de água.

[00101] Em particular a figura 4 mostra a influência do número de elementos de transmissão sobre a capacidade de bloqueio de água do fio que incha com água. Aumentando o número de elementos de transmissão a propagação de água ao longo de cada micro-módulo aumentou. No cabo 1 que contém o GTB 150 como o fio que incha com água, a propagação de água foi confinada em cerca de 1 m, mesmo quando os elementos de transmissão chegaram a 12; nos outros cabos que contém fio que incha com água que tem um VW notadamente menor do que aquele do GTB150, tal penetração de água limitada foi observada com o número de elementos de transmissão até 3-4.

[00102] Testes para o cabo 1 duraram 14 dias (teste suspenso no décimo quinto dia) e a propagação de água nunca alcançou o comprimento de 200 cm. Mais especificamente, amostras do cabo 1 contendo 12 fibras ópticas mostraram comprimento de propagação de água no topo de 68-145 cm depois de teste de 14 dias.

[00103] A figura 5 mostra que a propagação de água ao longo dos micro-módulos testados muda como uma função do volume livre por fibra Vt. A adição de fibras ópticas progressivamente reduziu Vt. O volume de inchamento do fio que incha com água é um dos fatores limitantes da propagação de água. A carta da figura 5 atesta que fios que incham com água com VW mais baixo podem desempenhar de maneira eficiente somente para o volume livre por elemento de transmissão Vt maior do que o valor predeterminado.

[00104] A Tabela 3 a seguir resume as características geométricas dos componentes do micro-módulo, a relação de volume descrita pela equação da invenção e os resultados obtidos dos testes de propagação de água. Tabela 3

OD = diâmetro externo ID = diâmetro interno

[00105] O fio Twaron® é um tipo 1052 como das Tabelas 1 e 2 precedentes.

[00106] Os dados de propagação de água sublinhados são aqueles de acordo com o F5B do padrão internacional IEC 60794-1-2 (2001).

[00107] A figura 6 ilustra a relação VW/VTF com uma função do volume livre por fibra Vt que por sua vez depende do número de elementos de transmissão abrigados no elemento de retenção. A curva na figura 6 é para a Equação 1 da invenção em que k = 182 e R = 1,42. Alguns dos pontos da figura 6 correspondem às experiências detalhadas na Tabela 3 e são identificados pela letra ID. Os pontos D, B, G, H e I, abaixo da curva correspondem a experiências que resultam em uma migração de água apreciavelmente mais longa do que 1 m. Os pontos L, M e N acima da curva, correspondem a experiências que resultaram em uma migração de água mais curta do que 1 m.

[00108] Em particular, para valores Vt elevados, típicos de projeto de tubo frouxo, VW/VTF é aproximadamente constante, enquanto para valores Vt baixos, típicos da construção de micro-módulo, VW/VTF é afetado fortemente pela variação de Vt. Com VTF constante, o comportamento é significativamente diferente no caso de poucos elementos de transmissão ou diversos elementos de transmissão abrigados no elemento de retenção.

Claims

1. Cabo óptico (100) para comunicação, compreendendo: - um elemento de retenção (2); - pelo menos duas fibras ópticas individuais (3) abrigadas dentro de dito elemento de retenção (2); e - um fio que incha com água (4), abrigado dentro de dito elemento de retenção (2) e arranjado juntamente e em contato com ditas pelo menos duas fibras ópticas individuais (3); caracterizado pelo fato de que - elemento de retenção (2) tem uma espessura igual a ou menor do que 0,2 mm e um diâmetro interno de 1 mm a 1,2 mm; - elemento de retenção (2) abriga de 2 a 12 fibras ópticas individuais (3); ditas fibras ópticas individuais (3) são abrigadas dentro do elemento de retenção (2) com uma folga projetada como uma diferença entre o diâmetro interno do elemento de retenção e o diâmetro do círculo mínimo que envolve os elementos de transmissão igual ou maior do que 1%, e - fio que incha com água (4) é selecionado de acordo com a seguinte equação:

na qual VW é o volume do fio que incha com água (4) depois de inchar quando de contato com água; - TF é o volume livre total no elemento de retenção (2); k é uma constante > 180 mm3/m R é uma constante > 1,4; e - t é o volume livre por cada fibra óptica individual (3).

2. Cabo óptico (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os elementos de transmissão (3) são de 4 até 12.

3. Cabo óptico (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras ópticas (3) são traçados SZ.

4. Cabo óptico (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio que incha com água (4) tem um tempo de inchamento igual a ou menor do que 2 minutos.

5. Cabo óptico (100) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio que incha com água (4) é selecionado de filamentos de poliacrilato ou fibras opcionalmente associadas a filamentos ou fios de poliéster e filamentos ou fios de poliamida aromática revestidos com um polímero super-absorvente.