CZ282486B6 - Optická vlákna - Google Patents

Optická vlákna Download PDF

Info

Publication number
CZ282486B6
CZ282486B6 CS932923A CS292393A CZ282486B6 CZ 282486 B6 CZ282486 B6 CZ 282486B6 CS 932923 A CS932923 A CS 932923A CS 292393 A CS292393 A CS 292393A CZ 282486 B6 CZ282486 B6 CZ 282486B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
optical fiber
resin
fiber
bundle
outer shell
Prior art date
Application number
CS932923A
Other languages
English (en)
Inventor
Philip Alfred Barker
David John Stockton
Christopher Fisk
Peter David Jenkins
Original Assignee
British Telecommunications Public Limited Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GB919114196A external-priority patent/GB9114196D0/en
Priority claimed from GB929201283A external-priority patent/GB9201283D0/en
Application filed by British Telecommunications Public Limited Company filed Critical British Telecommunications Public Limited Company
Publication of CZ292393A3 publication Critical patent/CZ292393A3/cs
Publication of CZ282486B6 publication Critical patent/CZ282486B6/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10Coating
    • C03C25/104Coating to obtain optical fibres
    • C03C25/1065Multiple coatings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4429Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/443Protective covering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401Optical cables
    • G02B6/4429Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/4438Means specially adapted for strengthening or protecting the cables for facilitating insertion by fluid drag in ducts or capillaries
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/50Underground or underwater installation; Installation through tubing, conduits or ducts
    • G02B6/52Underground or underwater installation; Installation through tubing, conduits or ducts using fluid, e.g. air

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Communication Cables (AREA)

Abstract

Svazek optických vláken vhodný pro instalaci s použitím metody foukání vlákna obsahující aspoň jedno optické vlákno, vnitřní obal okolo uvedeného vlákna a vnější pryskyřičný obal okolo uvedeného vnitřního obalu, uvedený pryskyřičný obal zahrnuje významné množství částicových inkluzí o rozměru nejméně 10 m, přičemž koncentrace částicových inkluzí je podstatně vyšší při vnějším povrchu pryskyřičného obalu, než při vnitřním ohraničení pryskyřičného obalu. Inkluzemi mohou být duté skleněné mikrokuličky nebo slídové šupinky. Relativní absence významných částicových inkluzí při vnitřním ohraničení pryskyřičného obalu zlepšuje mechanické vlastnosti svazku vláken v porovnání s obdobnými známými svazky. Přítomnost významných inkluzí na vnějším povrchu pryskyřičného obalu v průběhu procesu foukání zvyšuje účinky viskózní unášecí síly a snižuje tření mezi svazkem a kanálem, do kterého je svazek foukán a tím zlepšuje foukatelnost.ŕ

Description

(57) Anotace:
Svazek optických vláken, zejména vhodný pro instalaci metodou foukání, obsahující alespoň Jedno optické vlákno (1), obklopené vnitřním obalem (2) a vnějším obalem (3) z vytvrzené ohebné pryskyřice, přičemž povrch vnějšího obalu (3) Je opatřen výstupky. Způsob kontinuální výroby uvedeného svazku optických vláken, při kterém se za pohybu uspořádá množství optických vláken do předem stanovených prostorových vztahů, potom se za pohybu vytvoří kolem množství optických vláken vnitřní obal z pryskyřice, který se vytvrdí při udržování optických vláken v uvedených prostorových vztazích, přičemž kolem vytvrzeného vnitřního obalu se vytvoří vnější obal z pryskyřice, povrch vnějšího obalu se modifikuje vytvořením výstupků na povrchu tohoto vnějšího obalu, načež se vnější obal vytvrdí pro fixování výstupků na vnějším povrchu vnějšího obalu.
Svazek optických vláken a způsob jeho výroby
Oblast techniky
Vynález se týká svazku optických vláken, zejména vhodného pro instalaci metodou foukání, který obsahuje alespoň jedno optické vlákno, obklopené vnitřním obalem a vnějším obalem z vytvrzené ohebné pryskyřice. Vynález se dále týká způsobu výroby takového svazku optických vláken.
Dosavadní stav techniky
Optická vlákna jsou v současnosti široce používaná v oblasti komunikací namísto elektrických vodičů. Skleněná optická vlákna mají většinou vnější průměr v rozmezí 100 až 150 pm, obvykle 125 pm. Polymerová optická vlákna mají průměr obvykle o něco větší. Na rozdíl od běžných elektrických vodičů jsou optická vlákna obecně křehká a lehko poškoditelná, což je na újmu jejich vlastností a životnosti. Vzhledem k tomu je důležité chránit optická vlákna před poškozením.
Prvním krokem při ochraně optických vláken je, alespoň v případě skleněných vláken, nanesení jedné nebo dvou vrstev obalu ze syntetické pryskyřice na jejich povrch bezprostředně po vytažení vláken. Tato ochrana, ať již jedna nebo dvě vrstvy, je nepřesně uváděna jako primární obal a vlákna takto obalená jsou současně známá jako primárně obalená vlákna. Alternativně a přesněji - jsou tyto obaly uváděny jako primární a sekundární obal a tuto terminologii používáme i dále. První obal, kterým je obvykle silikonový nebo akrylátový polymer, je nanesený na povrch vlákna v bodě vytahování vlákna nebo ve vzdálenosti do 1 m od tohoto bodu. Primární obal je obvykle vytvrditelný UV zářením a je též známý jako tlumicí vrstva, neboť slouží na izolování vlákna od příčných tlaků. Důvodem pro aplikaci primárního obalu prakticky ihned po vytvoření vlákna je skutečnost, že pevnost skleněných a jiných tenkých vláken je silně závislá na počtu trhlin a mikrotrhlin nacházejících se na jejich povrchu. Aby se vyloučilo vytváření mikrotrhlin, je důležité chránit povrch vlákna před prachem a jinými příčinami abraze, a proto je i zóna, nacházející se mezi bodem vytažení vlákna a bodem nanesení primárního obalu, krátká a bezprašná.
Mechanické vlastnosti primárního obalu jsou rozhodující pro výkon optických vláken. Obal by hlavně neměl vyvolávat ve vláknu mikroohyby a jeho mechanické vlastnosti by měly být shodné s mechanickými vlastnostmi vlákna.
Obzvlášť významný je koeficient teplotní roztažnosti materiálu. Rozdíl v koeficientu teplotní roztažnosti mezi materiálem vlákna (obvykle křemenné sklo s nízkou hodnotou koeficientu teplotní roztažnosti) a materiálem primárního obalu (obvykle s hodnotou koeficientu teplotní roztažnosti alespoň o řád vyšší) znamená, že při nízkých teplotách může na vlákna působit napětí, které významně zvyšuje optické ztráty. Tento efekt se obecně zhoršuje při zvyšování tloušťky obalu a samozřejmě se snižováním teploty.
Sekundárním obalem je obyčejně tvrdý materiál, jako např. nylon, který chrání primární obal, a tedy vlákno před poškozením. Stále častěji se namísto nylonu používají akryláty, např. uretanový akrylát. Opět jsou velmi důležité fyzikální vlastnosti materiálu, neboť ovlivňují optickou výkonnost vlákna a jejich teplotní senzitivitu. Obzvlášť nyní, kdy se optická vlákna stále více rozšiřují je důležité, aby optická vlákna byla obalena pro zvýšení jejich odolnosti vůči teplotním extrémům. V praxi je nejtěžší zabezpečit právě necitlivost na nízké teploty, např. pod nula stupňů. Pro aplikaci v sítích je v kontinentálních klimatických podmínkách žádoucí,
-1 CZ 282486 B6 aby optická vlákna neměla podstatnější přírůstky ztrát při teplotách pod -20, -40 nebo dokonce pod -60 °C. Některé podstatné aspekty teplotní senzitivity optických vláken jsou uvedeny v následujících pracech:
Lenahan T. A., A.T. & Techn. J., V. 64, No. 7, 1985, s. 1565 - 1584,
Yabuta T., Yoshozawa N. a Ishihara K., Applied Optics, V.22, No. 15, 1983, s. 2356 - 2362 a
Katasuyama Y., Mitsunaga Y., Ishoda Y. a Ishihara K., Applied Optics, v. 19, No. 24, 1980, s. 4200 - 4205.
Běžně jsou vlákna s primárním a sekundárním obalem, která mají průměr okolo 250 pm, sdružená do kabelů, které poskytují požadovanou úroveň ochrany pro optická vlákna. Důležité je chránit optická vlákna před deformací a proto se optická vlákna navrhují jako oddělená od objemu konstrukce kabelu. Toto oddělení je obyčejně zabezpečeno umístěním optického vlákna nebo optických vláken do dutiny nebo drážky, ve které je vlákno zbaveno volnosti pohybu. Dále je pro oddělení vláken nutno zabezpečit, aby ostatní konstrukce kabelu byla schopna snést zatížení, kterému bude kabel vystaven během instalace nebo provozu, a to bez přenosu napětí na jeho optická vlákna. Protože hodnota prodloužení, kterou optická vlákna snesou bez poškození je velmi malá, většinou méně než 0,2 % musí být konstrukce kabelu pevná. Kabely s optickými vlákny jsou často instalovány na stejných trasách jako měděné kabely a jsou přetahovány přes kanály a kabelovody pomocí lana upevněného na konci kabelu. Po dobu takovéto instalace jsou kabely podrobeny velmi vysokému tahovému namáhání a proto kabely s optickými vlákny musí mít dostatečnou výztuž, která zabrání poškození optických vláken. Tyto požadavky však zvyšují rozměr, hmotnost a cenu kabelu s optickými vlákny.
Alternativní postup instalace optického vlákna je popsán v našem evropském patentu EP-B-0108590. Při této metodě jsou vlákna instalována do předem vytvořeného kanálu s použitím unášecí síly plynného média proudícího přes kanál v potřebném směru. Tato metoda, známá jako foukané vlákno nebo foukání vlákna, využívá distribuovanou viskózní unášecí sílu pro instalaci svazku optických vláken, která jsou nesena na vzduchovém polštáři.
Protože kanál je vytvořen předem, běžně s použitím tradičních technologií instalace kabelu, bez jakýchkoliv optických vláken, a protože během foukání nepůsobí na vlákno žádná podstatná zatížení, je možné použít konstrukce kabelů velmi nízké hmotnosti. Z hlediska úspory prostoru a přizpůsobivosti trase je účelné, když má svazek optických vláken malý vnější průměr a když je ohebný. Svazek optických vláken obvykle sestává z množství konvenčně obalených optických vláken uložených dohromady v nízkohmotnostním polymerovém plášti, který má pěnový obal. Takovýto svazek optických vláken může též obsahovat řezací šňůru pro ulehčení vydělení vláken ze svazku při jejich ukončování. Příklady mnohovláknových jednotek jsou popsané v evropském patentu EP-B-0157610 a v EP-A-0296836. Svazek optických vláken však může obsahovat též jen jedno vlákno (pro jednoduchost ponecháváme označení svazek) opatřené vhodným objemným a lehkým pláštěm, jak je uvedeno v EP-B-0157610 a EP-A-0296836. Příklad takovéhoto svazku optických vláken je popsán v EP-A-0338854 a EP-A-0338855.
Bylo zjištěno, že je výhodné, např. pro dosažení dobrých vlastností při instalaci metodou foukání, pokud obaly ve svazku optických vláken těsně obklopují vlákna. Výsledkem je, že mechanické vlastnosti obalů svazku optických vláken jsou stejně významné pro teplotní citlivost optických vláken, jako mechanické vlastnosti primárního a sekundárního obalu. Podle EP - A-0296836 zahrnují obaly svazku optických vláken vnitřní plášť z materiálu, který je měkký a má nízký modul pružnosti, např. akrylát nebo termoplastická guma; případný mezilehlý plášť, který je tvrdý (tvrdost vyšší než 75 Shore) a má vysoký modul pružnosti (větší než 900 N/nm), poskytující mechanickou ochranu měkkému plášti, a vnější plášť z pěnového materiálu. Toto
-2CZ 282486 B6 uspořádání je obdobou primárních a sekundárních obalů, jejichž aplikace na jednotlivá vlákna byla popsána výše, s přídavkem pěnové vrstvy pro snížení hustoty svazku optických vláken a tedy zlepšení foukatelnosti. Vzhledem k určité podobnosti mezi požadavky na vytvoření primárních a sekundárních obalů a požadavky na vytvoření dalších, například terciálních nebo quartemích obalů, zejména pokud se jedná pouze o obal jednoho vlákna, existují určitá omezení pouze pokud se jedná o vytvoření obalového systému, který má držet pohromadě několik vláken. Tak například v mnohosvazku optických vláken by se očekávalo použití materiálů s vyšším modulem pružnosti a o výrazně větší tloušťce. Mimo to pokud je mnohovláknový svazek ohnutý, budou jednotlivá vlákna vystavena různým ohybovým silám a budou mít tendenci navzájem se posouvat. Ještě větší průměr mnohosvazku optických vláken znamená, že pro daný poloměr ohybu vnější povrch vnějšího obaluje vystaven větším tahovým a tlakovým napětím v porovnání s jednosvazkem optických vláken. Je tedy zřejmé, že není možné očekávat, že obalový systém funkční u svazku optických vláken s jedním vláknem bude funkční i pro svazek optických vláken s několika vlákny. Další úvaha je, že pokud se mohou předpokládat pevnější obaly pro vyřešení problému přechodu z jedno- na mnoho- svazek optických vláken, je třeba mít na paměti, že optické vlastnosti optických vláken ve svazku optických vláken jsou silně závislé na fyzikálních vlastnostech obalů v ní použitých. Jak bylo uvedeno výše, zvlášť fyzikální vlastnosti obalů optického vlákna výrazně ovlivňují teplotní citlivost optických vláken jimi obklopených. Navíc tuhost (hustota) svazku optických vláken výrazně ovlivňuje vlastnosti při instalaci metodou foukání. Pokud je svazek optických vláken příliš tuhý, nebude jej možné foukat - přinejmenším v reálném prostředí.
Není tedy nijak zřejmé, že obalový systém funkční pro jednosvazek optických vláken, bude funkční i pro mnohosvazek optických vláken.
V EP-A-0345968 je popsána řada jednovláknových jednotek s obalem sestávajícím z radiačně síťovaného polymeru obsahujícího částice látky. Tyto částice látky jsou různé, například PTFE částice, duté skleněné mikrokuličky nebo duté polymerové mikrokuličky. Částice látky, které mají výhodně průměrnou velikost částice menší než 60 pm, jsou promíchány do nevytvrzeného tekutého polymeru. Obalované vlákno, které již může mít terciální tlumicí vrstvu, je tažené přes lázeň obsahující směs polymer/částice tak, aby vnější obal měl tloušťku od 10 do 70 pm. Obal je pak vytvrzen UV zářením.
Bylo zjištěno, že obalový systém popsaný v EP-A-0345968 není vhodný pro použití při oplášťování mnohovláknových jednotek. Zejména bylo zjištěno, že u takovýchto obalů na mnohovláknových jednotkách dochází k selhání při ohybu svazku.
Bylo zjištěno, že zejména u mnohovláknových jednotek, jako jsou například 4-vláknové nebo 8-vláknové svazku, vede použití obalového systému podle EP-A-0345968 k vytvoření svazku optických vláken, který je velmi náchylný k prasknutí vlákna. Pokud je svazek optických vláken postupně ohýbán na stále menší poloměry ohybu, dosáhne se určitý poloměr ohybu, při kterém dojde k takovému nevratnému poškození opláštění, takže vlákna se sekundárním obalem zůstanou nechráněná. Tento jev je známý jako prasknutí vlákna. Pokud poloměr ohybu, při kterém dochází k prasknutí vlákna (minimální poloměr ohybu) je tak velký, že svazek optických vláken bude pravděpodobně podroben svému minimálnímu poloměru ohybu po dobu normálního používání, je tento svazek v praxi nepoužitelný.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje svazek optických vláken, zejména vhodný pro instalaci metodou foukání, obsahující alespoň jedno optické vlákno, obklopené vnitřním obalem a vnějším obalem z vytvrzené ohebné pryskyřice, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že povrch
-3 CZ 282486 B6 vnějšího obaluje opatřen výstupky.
Opatření povrchu pryskyřice výstupky vede ke zvýšení viskózní unášecí síly a/nebo snížení třecí síly bez podstatného zhoršení mechanických vlastností pryskyřice. Důsledkem toho je možnost vyrobit svazek optických vláken vhodný pro instalaci metodou foukáním, který však zároveň má i dobré mechanické vlastnosti, zejména vysokou odolnost proti prasknutí vlákna. Tyto výhody jsou obzvláště významné u mnohovláknových jednotek, ale mají též svůj význam i ujednovláknových jednotek.
Je výhodné, když jsou výstupky na vnějším obalu tvořeny částicovými inkluzemi o rozměru nejméně 10 pm, přičemž koncentrace uvedených částicových inkluzí je podstatně větší na vnějším povrchu vnějšího obalu než pri vnitřním povrchu vnějšího obalu, případně když nejvnitřnější třetina tloušťky vnějšího obalu v podstatě obsahuje pouze inkluze do rozměru 10 pm.
Přídavek částic látky umožňuje dosáhnout širokého rozsahu povrchových účinků a zejména umožňuje získat povrch s daleko nižším koeficientem tření vzhledem k stěnám kanálu, než je možné jen u samotné pryskyřice. Materiál a tvar částicových inkluzí může být vybraný ve velké míře nezávisle a kombinace mohou být zvolené z hlediska dosáhnutí dobré vyváženosti takových vlastností jako je viskózní unášecí síla, tření s ohledem na materiál kanálu, odolnost proti prasknutí vlákna, životnost a odolnost proti opotřebení.
Dále je výhodné, když jsou částicové inkluze tvořeny skleněnými mikrokuličkami, přičemž nej výhodnější jsou duté kuličky.
Zaoblený povrch kuliček poskytuje značnou plochu pro vytvoření dobrého spojení s povrchem nevytvrzené pryskyřice. Oblý povrch též zaručuje, že výsledný svazek optických vláken není příliš abrazivní, což snižuje opotřebení pracovního povrchu foukacího zařízení a snižuje poškození stěn kanálu po dobu foukání. Dále, pokud se použijí velmi malé kuličky, některé z nich mohou do pryskyřice vniknout a úplně se ponořit pod vnější povrch nevytvrzené pryskyřice, která však sama má tendenci pokrývat se kuličkami uvíznutými na ní podobné jako mouchy na mucholapce. Objem každé kuličky pak vyčnívá nad povrch pryskyřice. Tento účinek je výhodný z hlediska zvýšení viskózní unášecí síly, která působí na svazek po dobu instalace foukáním. Dále je výhodné, aby materiál kuliček byl zvolen tak, aby měl malý koeficient tření vzhledem k materiálu, který bude použitý na povrchu kanálu, kterým bude obvykle uhlíkem plněný polyetylén s vysokou hustotou, ale může to být i kov, např. nerezavějící ocel. Tuto podmínku splňuje například sklo, přičemž skutečnost, že povrch svazku optických vláken je po aplikaci kuliček tvořen více tímto materiálem než pryskyřicí, bude znamenat, že svazek optických vláken má mnohem menší koeficient tření. Každý z těchto účinků bude sám o sobě přispívat k vzrůstu foukatelnosti (foukatelnost značí délku svazku optických vláken, který může být instalován v daném kanálu za daných podmínek foukání) svazku, ale navíc kombinace účinků může synergicky zvýšit foukatelnost.
Použití dutých kuliček místo plných kuliček umožňuje použít i materiály s relativně vysokou měrnou hmotností, např. sklo, bez podstatnějšího zvýšení průměrné měrné hmotnosti svazku optických vláken. Použití dutých kuliček umožňuje snížit průměrnou měrnou hmotnost svazku optických vláken v porovnání se svazkem optických vláken bez přidání, částic dokonce i tehdy, když jsou kuličky z materiálu o tak vysoké měrné hmotnosti jako sklo. Pokud jsou vybrány jiné materiály než sklo pro zhotovení kuliček, které mohou být též duté, získají se další možnosti pro snížení měrné hmotnosti.
Jako alternativa k použití kuliček mohou být částicové inkluze i ve formě hrudek nebo šupinek.
-4CZ 282486 B6
Výhodně má podstatné množství částicových inkluzí rozměr nejméně 10 pm.
Použití částic menších než 10 pm neovlivňuje odolnost proti prasknutí. Tak malé částice neposkytnou zlepšení viskózní unášecí síly, ale jen malé snížení tření. Větší částice jsou proto výhodnější.
Z výše uvedeného je zřejmé, že výhodná provedení lze získat kombinací dalších opatření.
Vnější obal tak může obsahovat částicové inkluze pouze ve vnější polovině své tloušťky, s výhodou ve vnějších 25 % tloušťky, vnitřní obal může mít nižší modul pružnosti než vnější obal.
Podle dalšího výhodného provedení má svazek při 20 °C minimální poloměr ohybu, při kterém dochází k prasknutí optického vlákna, menší než 10 mm, případně pryskyřice vnějšího obalu má procentuální prodloužení při 20 °C větší než 30 %.
Podstata způsobu kontinuální výroby svazku optických vláken, při kterém se za pohybu uspořádá množství optických vláken do předem stanovených prostorových vztahů, potom se za pohybu vytvoří kolem množství optických vláken vnitřní obal z pryskyřice, který se vytvrdí při udržování optických vláken v uvedených prostorových vztazích, podle vynálezu, spočívá v tom, že kolem vytvrzeného vnitřního obalu se vytvoří vnější obal z pryskyřice, povrch vnějšího obalu se modifikuje vytvořením výstupků na povrchu tohoto vnějšího obalu, načež se vnější obal vytvrdí pro fixování výstupků na vnějším povrchu vnějšího obalu.
Přehled obrázků na výkrese
Výhodná provedení předloženého vynálezu budou nyní popsána pomocí příkladů s odkazy na obrázky, kde:
na obr. 1 je příčný řez dvojvláknovým svazkem podle vynálezu, na obr. 2 je příčný řez čtyřvláknovým svazkem podle vynálezu a na obr. 3 je příčný řez osmivláknovým svazkem podle vynálezu.
Obr. 4 znázorňuje schéma zařízení na zkoušky pro stanovení poloměru prasknutí vlákna.
Obr. 5 zobrazuje fotografii a schéma svazku optických vláken podrobený testu, u kterého došlo k prasknutí.
Obr. 6 zobrazuje fotografii a schéma koncové části svazku osmi optických vláken podle vynálezu.
Obr. 7 a 8 jsou diagramy představující foukatelnost vláknového svazku.
Obr. 9 je diagram ukazující vlivy teplotních cyklů na tlumení vlákna při různých vlnových délkách pro čtyřvláknový svazek.
Obr. 10 je diagram analýzy tření pro několik typů svazku optických vláken.
Obr. 11 schematicky ilustruje metodu použitou pro stanovení třecích vlastností svazku analyzované na obr. 10.
-5CZ 282486 B6
Obr. 12 je diagram instalační síly pro několik typů vláknových jednotek.
Obr. 13 zobrazuje schéma technologické linky pro výrobu svazku optických vláken.
Obr. 14 uvádí technologické parametry příkladu výroby svazku optických vláken podle vynálezu.
Obr. 15 je průřezové schéma zobrazující detaily obalovací komory pro povrchovou modifikaci podle vynálezu.
Obr. 16 až 18 jsou optické mikrofotografie čtyřvláknového svazku podle vynálezu.
Příklady uskutečnění vynálezu
Obr. 1 zobrazuje dvouvláknový svazek s vnějším obalem 3 z pryskyřice s modifikovaným povrchem. Dvě konvenční vlákna 1, která mají jak primární, tak sekundární obal, mají jmenovitý průměr 260 pm. Vlákna jsou umístěna po obou stranách osy svazku tak, že jejich sekundární obaly se dotýkají. Vlákna jsou umístěna v měkké tlumicí vrstvě vnitřního obalu 2, který má vnější průměr okolo 260 pm. V tomto příkladu je tlumicí vrstva tvořena silikonovým akrylátem Cablelite 950 - 701 (od DSM Desotech, Holandsko). Okolo této tlumicí vrstvy je další vrstva pryskyřice, tvořící vnější obal 3, který je pevný a zabezpečuje ochranu tlumicí vrstvy a vláken před mechanickými a chemickými vlivy. V tomto příkladě je vnější obal 3 tvořen asi 50 pm silnou vrstvou uretanovo-akrylátové pryskyřice Cablelite 950 - 7054. Povrch vnějšího obalu 3 je modifikován. V tomto příkladu modifikace zahrnuje přidání částicových inkluzí, tvořených skleněnými mikrokuličkami 4, na povrch pryskyřice. Mikrokuličky, které jsou přivedeny k povrchu pryskyřice po nanesení vnějšího obalu 3 na vytvrzený vnitřní obal 2, jsou v tomto příkladu duté skleněné mikrokuličky prodávané pod obchodním označením Q-CEL 500 firmou PO Corporation (PO Box 840, Valley Forge, PA 19842, USA). Průměrná velikost mikrokuliček je 68 pm (s rozmezím 10 - 180 pm). Mikrokuličky jsou na povrch pryskyřice naneseny takovým způsobem, že nepronikají až na rozhraní mezi vnějším obalem 3 a vnitřním obalem 2. Vnější obal 3 se po ulpění mikrokuliček vytvrdí, přičemž mikrokuličky jsou zachyceny podobně jako mouchy na mucholapce. Přítomnost tvrdých mikrokuliček výrazně snižuje tření, které existuje mezi svazkem vláken a kanálem, do něhož je svazek foukaný. Snížení tření přispívá ke zvýšení foukatelnosti tohoto svazku. Sekundárním faktorem, který zlepšuje foukatelnost tohoto svazku, je zvýšená viskózní unášecí síla, kterou zabezpečuje po dobu foukání drsný povrch.
Podobný 4-vláknový svazek optických vláken je znázorněný na obr. 2. Zde jsou čtyři vlákna 1 uspořádaná symetricky okolo a ve stejné vzdálenosti od osy svazku. Opět jsou sekundárně obalená vlákna uspořádána tak, že se právě dotýkající jejich sekundární obaly. Mimo jiné to pomáhá eliminovat vliv mikroohybů vyvolaných tepelným smršťováním/prodlužováním.
Byly připraveny tři vzorky 4-vláknových svazků optických vláken, očíslovaných 347, 348 a 349. Ve všech vzorcích sestával vnitřní obal 2 z pryskyřice Cablelite 3287.9.39 a vnější obal 3 sestával z pryskyřice Cablelite 950-705, přičemž v obou případech se jedná o uretanovoakrylátové pryskyřice od firmy DSM Desotech, Holandsko. Pryskyřice Cablelite 3287.9.39 měla pevnost v tahu 1,3 MPa, tvrdost 49 Shore a prodloužení 115 %. Pryskyřice Cablelite 950-705 měla pevnost v tahu při 2,5 % deformaci okolo 700 MPa a prodloužení 43 %. Mikrokuličky v těchto 4-vláknových vzorcích byly duté skleněné mikrokuličky prodávané pod obchodním označením Q-CEL 520 FPS firmou PO Corporation. Průměrná velikost těchto mikrokuliček byla 35 pm (s rozmezím 24 - 45 pm). Mikrokuličky byly na povrch pryskyřice naneseny takovým způsobem, že nepronikly až na rozhraní mezi vnějším obalem 3 a vnitřním obalem 2. Po ulpění mikrokuliček na pryskyřičný vnější obal 3 byl tento obal vytvrzen.
-6CZ 282486 B6
Rozměry těchto tří příkladů 4-vláknových svazků optických vláken byly následující:
svazek č. 347 348 349
Průměr vnitřního obalu 2 (pm) 789 788 788
Průměr vnějšího obalu 3 (pm) 930 924 913
Tloušťka vnějšího obalu 3 (pm) 70,5 68 62,5
Hmotnost (gm‘l) 0,69 0,70 0,71
Obr. 3 zobrazuje podobný svazek optických vláken tvořený osmi vlákny. Čtyři z osmi vláken jsou uspořádána stejně, jako v předcházejícím svazku čtyř optických vláken. Další (vnější) čtyři vlákna jsou umístěna symetricky okolo osy svazku a současně na střednici oddělující přilehlé čtyři od vnitřních čtyř. Jako předtím jsou vlákna uspořádána tak, že se jejich sekundární obaly právě dotýkají. Celkový průměr vnitřního obalu 2 je v tomto případě okolo 1 mm a průměr vnějšího obalu 3 je okolo 1,2 mm.
Na obr. 6 je možné vidět snímek s řezem 8-svazkem optických vláken podle vynálezu. Snímek, který zachycuje úlomky a úbytek pryskyřice v důsledku procesu dělení, ukazuje rozsah průniku mikrokuliček do pryskyřičného vnějšího obalu. Jasněji je to vidět z náčrtku provázejícího obr. 6, kde rozsah průniku je o něco nadsazený, protože zahrnuje účinek úlomků.
Byly uskutečněny porovnávací testy za účelem stanovení poloměru ohybu, při kterém se dostaví prasknutí vlákna, na svazku optických vláken oplášťované metodou podle EP-A-0345968 a svazku optických vláken, u které byl pouze modifikovaný povrch vnějšího obalu podle vynálezu.
Použité zařízení je znázorněno na obr. 4. dvě drážkované desky (5 a 6) jsou namontované navzájem rovnoběžně na vodicích tyčích 7. Motor 8 je uchycen na jednu vodicí tyč uspořádanou tak, aby umožnila motoru pohybovat jednou drážkovanou deskou 6 směrem k druhé při zachování jejich rovnoběžnosti. Při zkoušení je vláknový svazek umístěný do drážky v každé desce a v prostoru mezi nimi vytvoří smyčku. Vzdálenost D mezi deskami je potom pomalu zmenšována a pečlivě se pozorují příznaky praskání vláken na vrcholu smyčky vláknového svazku.
Poloměr ohybu svazku optických vláken, při kterém se poprvé zpozorují tyto příznaky, je minimální poloměr ohybu.
Výsledky těchto porovnávacích testů jsou uvedeny v Tabulce 1:
Tab. 1: Minimální poloměr ohybu
Mikrokuličky přimíchané do pryskyřice Mikrokuličky nanesené na povrch vnějšího obalu (podle EP 345968) pryskyřice vnějšího obalu (podle vynálezu)
4-vláknový svazek
8-vláknový svazek mm ± 2 mm ± 5 mm ± 0,5 mm ± 2
Mikrokuličky, pryskyřice vnějšího obalu a průměry jednotek použitých při těchto zkouškách byly stejné pro obě metody aplikace mikrokuliček. Jak je zřejmé z tabulky 1, svazky optických vláken, zhotovené metodou podle EP-A-0345968 mají podstatně větší minimální poloměr ohybu než svazky připravené pouze modifikací povrchu pryskyřice vnějšího obalu. V praxi bylo zjištěno, že při zacházení se svazky vláken s mikrokuličkami přimíchanými do pryskyřice vnějšího obalu bylo prasknutí vlákna významným problémem. Bylo zjištěno, že takovéto svazky optických vláken nejsou vhodné pro žádné praktické účely. Z porovnání svazku optických vláken podle vynálezu se svazkem připraveným podle EP 345968 bylo zjištěno, že tato nedostatečná odolnost proti prasknutí je u svazku podle EP 345968 pravděpodobně způsobena přítomností mikrokuliček na rozhraní mezi vnějším a vnitřním pryskyřičným obalem.
Obr. 5 je snímek zobrazující příklad svazku optických vláken podle EP 345968, u něhož došlo k prasknutí vlákna. Připojený náčrtek jasněji zobrazuje podstatu poruchy.
V dalším srovnávacím testu byly dva svazky optických vláken, jeden zhotovený podle předloženého vynálezu a jeden podle EP-A-0345968, volně navinuty na tm o průměru 40 mm a vloženy do termostatu při teplotě 60 °C. Po 100 hodinách na svazku podle EP-A-0345968 došlo k prasknutí vlákna, zatímco u svazku podle předloženého vynálezu nedošlo ani po 1000 hodinách k prasknutí vlákna.
Dalším faktorem, o němž bylo zjištěno, že je důležitý pro předcházení prasknutí vlákna, je výběr pryskyřice vnějšího obalu s vhodným procentuálním prodloužením. Výrobci, např. DSM Desotech, měří tažnost pryskyřice natahováním pryskyřičné lité fólie až po její mez pružnosti.
Pryskyřičný film o tloušťce 70 až 80 pm byl nejprve vytvořen vytvrzením pomocí rtuťové výbojky, která na povrchu pryskyřičného filmu zabezpečovala 3,5 Jcm2 UV záření. Potom byl film natahován v prostředí o teplotě 22 až 24 °C a relativní vlhkosti 50 až 55 % a zaznamenávalo se procentuální prodloužení při roztrhnutí.
Prakticky bylo zjištěno, že pro čtyřsvazek optických vláken, připravený nanesením mikrokuliček na povrch vnějšího obalu, je vhodné procentuální prodloužení pryskyřice vnější vrstvy přibližně 35 %. Takovouto vhodnou pryskyřicí je Cablelite 950-705. Bylo zjištěno, že pryskyřice s procentuálním prodloužením přibližně 15% (např. Cablelite 3287-9-31) není dostatečně flexibilní pro vyloučení prasknutí vlákna při použití jako vnitřní obal 4-svazku optických vláken.
U 8-svazku optických vláken bylo zjištěno, že v důsledku jeho většího průměru je potřebné větší procentuální prodloužení pryskyřice vnějšího obalu než u 4-svazku optických vláken.
Bylo zjištěno, že na odhadnutí procentuálního prodloužení potřebného pro různé velikosti svazku je užitečná metoda, založená na škálování procentuálního prodloužení podle podélného prodloužení, ke kterému dochází na povrchu smyčky vytvořené ze svazku. Například čtyřvláknový svazek o vnějším průměru 0,93 mm, vytvarovaný do smyčky o poloměru 10 mm bude mít podélné prodloužení na povrchu smyčky:
(0,93/2)/( 10 + (0,93/2)) = 0,044 = 4,4 %
Zatímco 8-vláknový svazek s vnějším průměrem 1,3 mm ohnutý do smyčky se stejným poloměrem bude mít podélné prodloužení:
(1,3/2)/(10+1,3/2) =0,061 = 6,1 %
-8CZ 282486 B6
Protože bylo prakticky zjištěno, že materiál s přibližně 35% prodloužením je postačující pro takovýto 4-svazek optických vláken, lze odhadnout, že procentuální prodloužení (6,1/4,4) x 35 = 48,5 % by mělo být postačující pro 8-svazek optických vláken.
Úvodní zkoušky, uskutečněné se dvěma pryskyřicemi od DSM s vysokým procentuálním prodloužením naznačily, že procentuální prodloužení přibližně 40 % (měřené výše popsaným způsobem) může být skutečně dostatečné pro zabránění praskání vlákna u 8-svazku optických vláken při poloměru 10 mm. Tyto dvě pryskyřice s vysokým prodloužením jsou RCX-4-207 a RCX-4-208, které mají procentuální prodloužení odpovídající 42 % a 40 %.
Zvyšování tření v důsledku zvyšování procentuálního prodloužení pryskyřice použité na vnější obal svazku s vysokým počtem vláken, by mělo být pokud možno maximálně, potlačeno.
Na obr. 7 a 8 jsou uvedeny některé diagramy zkoušek foukatelnosti svazků optických vláken typu znázorněného na obr. 2 a 3. Obr. 7 se vztahuje na foukání do pokusné kanálové sítě o světlosti kanálu 3,5 mm a rozloze nad 4 akry s délkou kanálu těsně nad kilometr. Obr. 8 se vztahuje na testy uskutečněné v 300 m kanálu navinutém v 4 vrstvách, na válci o průměru 0,5 m.
Obr. 9 znázorňuje účinky teplotních cyklů na tlumení vlákna na vzorku 4-svazku optických vláken.
Pro dosažení dobré foukatelnosti svazku je potřebné dosáhnout nízké tření mezi svazkem a kanálem, do něhož je svazek instalován. Obr. 10 obsahuje porovnání koeficientů tření dvou svazků modifikovaných mikrokuličkami, svazku modifikovaného slídovými šupinkami a nemodifikovaného svazku. Koeficient tření byl měřen připojením závaží najeden konec svazku navinutého okolo skleněné trubky o průměru 85 mm a aplikováním známé síly na druhém konci svazku. Podle obr. 11 byl koeficient tření vypočítán ze vztahu:
μ = (InT] - 1ηΤ2)/2πΝ.
Při výpočtu byla uvažována průměrná hodnota μ pro pět příčných rychlostí (řízených pomocí T2) pro každé závaží Tt. Z obr. 10 je zřejmé, že koeficient tření pro oba svazky modifikované mikrokuličkami je nižší než pro další dva svazky.
Dalším faktorem ovlivňujícím foukatelnost je jakékoliv zvýšení viskózní unášecí síly pomocí modifikací povrchu svazku. Tento faktor může být stanoven pomocí měření instalační síly vznikající na svazku po dobu jeho instalace do krátkého kanálu (malá délka je použita proto, aby příspěvky od třecích sil byly zanedbatelné).
Obr. 12 ukazuje tuto instalační sílu měřenou u různých svazků optických vláken. Mikrokuličky SF12 měly průměrnou velikost 65 pm, zatímco mikrokuličky CP03 měly průměrnou velikost 10 pm.
Jak je zřejmé, všechny modifikované svazky měly v porovnání s nemodifikovaným svazkem zvýšenou viskózní unášecí sílu.
Všechny svazky optických vláken znázorněné na obr. 1 až 3 byly připravené na v podstatě standardní lince pro výrobu mnohovláknových svazků, která je stejného typu, který se používá při výrobě páskových kabelů. Vhodné zařízení je možné získat od firmy Heathway Limited
-9CZ 282486 B6 z Milton Keynes.
Úpravy zařízení, které byly nevyhnutelné pro výrobu svazků uvedených na obr. 1 až 3, se omezily na obalovací průvlaky a přídavná zařízení pro modifikaci povrchu.
Stručný popis způsobu výroby, s odkazem na obr. 13, je následující. Vlákna jsou použita přímo z bubnů, na kterých jsou dodávána výrobcem. Bubny jsou uchyceny na jednom nebo více odvíječích, ze kterých jsou vlákna 27 přiváděna pod tahem, přes individuální nebo společné vodicí kladky do prvého tlakového obalovacího systému 17. Vlákna procházejí dolů věží, přes první tlakový obalovací systém 17, přes systém 18 vytvrzování pryskyřice (obvykle zahrnující UV zářivky), případně přes snímač rozměru, dále přes druhý tlakový obalovací systém 19, přes zónu 20 modifikace povrchu, přes systém 21 vytvrzování pryskyřice (opět obvykle zahrnující UV zářivky), případně přes další měřicí a kontrolní zařízení, přes svislý navíječ, na buben nebo, kotoučový navíjecí systém 22, který obvykle není součástí výrobního zařízení.
Obr. 14 zachycuje parametry použité při výše uvedeném způsobu výroby svazku optických vláken, označeném jako Jednotka 348, přičemž tyto parametry jsou typické pro výrobu všech
4-vláknových svazků.
Obalovací průvlak použitý v každém případě na vytváření vnitřního obalu 2 z obr. 1 až 3, má speciální význam pro všechny mnohovláknové svazky. Tento obalovací průvlak je umístěn v prvním tlakovém obalovacím systému a je speciálně profilován tak, aby držel vlákna v požadovaných polohách před nanesením pryskyřice vnitřního obalu 2. Toto umožňuje vytvářet přesně centrovanou konstrukci, ulehčuje dosažení rovnoměrné tloušťky obalu a zlepšuje tak výkon zařízení. Vnější obalovací průvlak, který je použitý pro nanášení vnějšího pryskyřičného obalu, má standardní profil obaleného vlákna.
Uspořádání průvlaku pro systém tlakového obalování je následující. Těleso průvlaku má vstup vlákna, výstup vlákna a přívod tlakové pryskyřice. První průvlak je na vstupu vlákna a druhý, větší průvlak je na výstupu vlákna. Velikost a tvar výstupního průvlaku určuje velikost a tvar vytvořeného obalu.
Dále je uvažováno pouze s vytvářením pryskyřičných obalů na kruhových průřezech, takže výstupní průvlak je odpovídajícím způsobem tvarovaný. Vláknové seskupení, vstupující do druhého tlakového obalovacího systému již má pryskyřičný vnitřní obal 2 z obr. 1 až 3. Proto je kruhový otvor, vhodný pro vstupní průvlak na druhém tlakovém obalovacím systému, přiměřeně větší než je průměr vnitřního obalu 2.
Vstupní průvlak prvého tlakového obalovacího systému slouží též pro udržení rozestupů vláken po dobu nanášení první pryskyřičné vrstvy. V případě 2-svazku optických vláken je průvlakové hrdlo eliptické s hlavní osou elipsy, která je dvojnásobkem vedlejší osy a vedlejší osou, která je přibližně o 10 % větší, než je průměr optických vláken, která mají být obalována. Průvlakový vstup je kruhového průřezu a jak je běžné je nálevkovitě rozšířen. Pro odstranění otěrů a poškození na vlákně a průvlaku by měla každá průvlaková hlava obsahovat dva průvlaky umístěné koncentricky a přesně vyrovnané vzhledem k dráze vlákna i vůči sobě navzájem.
Pro 4-vláknové svazky je průvlakové hrdlo odpovídajícího průvlaku podobné hrdlu pro 2-vláknové svazky s výjimkou toho, že elipsa má hlavní osu stejnou jako v případě 2-vláknového svazku a vedlejší osa je dvojnásobkem délky vedlejší osy z případu 2-vláknového svazku.
Průvlakové hrdlo pro 8-vláknový svazek má mnohem komplikovanější tvar, odrážející výhodné umístění vláken ve svazku. Opět je zabezpečena 10% volnost vzhledem k jmenovitému obrysu vláken ve svazku.
- 10CZ 282486 B6
Z hlediska relativně úzké tolerance, požadované u průvlakových rozměrů, je samozřejmě důležité zabezpečit, aby vstupní vlákna byla dodávána v přiměřeně úzké toleranci, protože jinak vláknový svazek nemůže být dostatečně rovnoměrný.
U provedení podle obr. 1 až 3 byla modifikace povrchu dosažena ulpíváním skleněných mikrokuliček na povrchu pryskyřice vnějšího obalu 3, přičemž mikrokuličky byly přiváděny v podobě volně proudícího prášku. V důsledku jejich malého rozměru a nízké měrné hmotnosti je lehce možné jejich masu fluidizovat nebo provzdušnit. Vytvořením takto provzdušněné masy okolo vlhkého povrchu pryskyřice vnějšího obalu 3 mezi druhým tlakovým obalovacím systémem a druhým místem vytvrzování pryskyřice je možné donutit mikrokuličky, aby ulpívaly na vlhké pryskyřici. Pro ulehčení tohoto procesu a dosáhnutí rovnoměrné distribuce mikrokuliček na povrchu svazku je výhodné mikrokuličky po jejich fluidizaci elektrostaticky nabít. Toto je uskutečněno přepouštěním fluidizovaných mikrokuliček přes konvenční elektrostatický rozprašovač pracující při 10 - 100 kV předtím, než jsou mikrokuličky usměrněné na svazek optických vláken. Nabité mikrokuličky jsou ke svazku přitahovány, zatímco navzájem se odpuzují a takto ulehčují řízení a rovnoměrné pokrytí povrchu svazku optických vláken.
Obr. 15 ukazuje zvětšený pohled na příčný řez obalovací komorou druhého tlakového obalovacího systému 19 z obr. 13, na které je možné vidět elektrostatický rozprašovač 32.
Mimo výše zmíněných mikrokuliček Q-CEL 500 a Q-CEL 520 FPS existují i jiné vhodné mikrokuličky. Zvlášť vhodné jsou Q-CEL 400 (od AKZO Chemicals), které mají střední velikost částice 75 pm (80 % v rozsahu 10 - 120 pm) a nižší měrnou hmotnost než Q-CEL 500, Q-CEL SR, které mají 100% kusů v intervalu 10 - 125 pm s průměrem 65 pm. Dále jsou to kuličky Extendospheres XOI 70 s jmenovitou velikostí 70 pm a Extendospheres SF12 se střední velikostí 65 pm.
Obr. 16 a 17 jsou snímky z optického mikroskopu, na kterých jsou svazky čtyř optických vláken. Oba svazky mají vnitřní obal 2 z Cablelite 950-705. Mikrokuličky (Extendospheres SF12) byly naneseny s použitím rozprašovacího napětí 90 kV, přičemž je zřejmé, že jsou rovnoměrně distribuované na vnějším povrchu vnějšího obalu. Svazky z obr. 18 mají mikrokuličky O-CEI 500.
Jako alternativu k použití mikrokuliček bylo dosaženo dobrých výsledků s tenkými destičkami přírodní slídy s rozměry v oblasti 40 - 200 pm, které jsou dodávány firmou Měrek jako pigmenty pod obchodním označením Oriodin. Opětovně bylo zjištěno, že je výhodné použít elektrostatické obalování.
Více nerovnoměrně tvarované a deskám nepodobné částice, jako např. hrudky, mohou být samozřejmě také použity místo mikrokuliček nebo destiček. Hrudky mohou být ze skla nebo polymeru, který přispěje ke snížení tření mezi svazkem optických vláken a odpovídajícím materiálem kanálu, např. mohou být použité PTFF částice tak, jak je to popsáno v EP-A-0345968.
Je samozřejmě nutno poznamenat, že mikrokuličky nejsou a ani nemusí být dokonale sférické.
Další alternativou je modifikovat povrch pryskyřice vnějšího obalu 3 bez přídavku částicové látky. Přechodem nevytvrzené pryskyřice vnějšího obalu 3 přes kruh vzduchových trysek orientovaných na povrch vnějšího obalu 3 lze získat výrazně a užitečně tvarovaný povrch. Opět je samozřejmě pryskyřice vytvrzovaná až po vytvarování.
- 11 CZ 282486 B6
Pro demonstraci mechanických vlastností svazků optických vláken podle vynálezu byly uskutečněny následující zkoušky. Nestabilní poškození je definované jako:
a) reverzibilita tlumení s ± 0,05 dB měřené při vlnové délce 1300 nm a 20 °C.
b) maximální změna poměru průměrů po jakékoliv mechanické zkoušce. Přičemž poměr průměrů je poměr maximálního k minimálnímu průměru svazku optických vláken.
Pevnost:
Svazek optických vláken má dostatečnou pevnost na to, aby odolal tahovému zatížení, které je ekvivalentní hmotnosti na jednotku délky svazku vláken, vynásobené maximální délkou foukání. Zatížení nevyvolá celkovou deformaci přesahující 0,25 % ve vláknech a nezpůsobí permanentní poškození složek svazku. Zatížení působí 10 minut a deformace vláken je monitorována. Cílová hodnota zůstatkové deformace ve vláknech po odstranění zatížení je nula. Maximálně 0,05 % je přijatelné pro svazek optických vláken.
Ohebnost:
Svazek optických vláken nejeví známky permanentního poškození a znovu získá kruhovitost, pokud je svazek opakovaně ručně navíjený a odvíjený na úplné 4 závity v 10 cyklech na tm o průměru 40 mm.
Napětí v tlaku:
Svazek optických vláken nejeví známky permanentního poškození po dobu působení tlakového zatížení 50 N vyvozeného mezi rovinnými deskami rozměrů 50 mm x 50 mm. Okraje desky mají poloměr 3 mm. Zatížení působí po dobu 60 sekund.
Použita je též destruktivní tlaková zkouška, při které působí tlakové zatížení 500 N po dobu 5 minut. Jako výsledek této zkoušky vlákno nesmí být zlomené, ale svazek optických vláken nemusí vyhovět výše popsané zkoušce na změnu průměru.
Foukatelnost:
Trubička typ 1:
Svazek optických vláken je foukán do 300 ± 30 m dlouhé trubičky o světlosti 3,5 mm, která je svinuta do cívky o průměru 500 mm a vzdálenosti okrajů 250 a 300 mm.
Doba instalace pro tuto délku nepřesahuje 30 minut při použití standardního schváleného foukacího zařízení.
Trubička typ 2:
Svazek optických vláken je foukán do 1000 ± 30 m dlouhé trubičky o světlosti 3,5 mm, která je instalována do BT schválené trasy.
Doba instalace pro tuto délku nepřesahuje 100 minut při použití standardního schváleného foukacího zařízení.
Tyto testy foukatelnosti se používají v teplotním rozsahu 0 až + 60 °C.
- 12CZ 282486 B6
Svazky optických vláken č. 347, 348 a 349 byly foukány do 300 m dlouhého kanálu o světlosti 3,5 mm, který byl navinutý okolo válce o průměru 0,5 m, po dobu mezi 12 minutami a 12 minutami 40 sekundami. Foukací hlava byla disková hlava popsaná v EP-B-108590 a kanál byl popsán v EP-A-432171. Průměrná instalační rychlost byla tedy okolo 24 metrů za minutu.
Je možné očekávat, že foukatelnost svazků optických vláken podle předloženého vynálezu je zlepšená přinejmenším pokud jsou použity tvrdé mikrokuličky, které nejsou obalené pryskyřicí svazku optických vláken, na rozdíl od svazků zhotovených podle EP-A-345968.
Svazky optických vláken zhotovené podle předloženého vynálezu mohou samozřejmě obsahovat jednomodová vlákna nebo multimodová vlákna nebo obě společně.
PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (20)

1. Svazek optických vláken, zejména vhodný pro instalaci metodou foukání, obsahující alespoň jedno optické vlákno (1), obklopené vnitřním obalem (2) a vnějším obalem (3) zvytvrzené ohebné pryskyřice, vyznačující se tím, že povrch vnějšího obalu (3) je opatřen výstupky.
2. Svazek optických vláken podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstupky na vnějším obalu (3) jsou tvořeny částicovými inkluzemi o rozměru nejméně 10 pm, přičemž koncentrace uvedených částicových inkluzí je podstatně větší na vnějším povrchu vnějšího obalu (3) než při vnitřním povrchu vnějšího obalu (3).
3. Svazek optických vláken podle nároku 2, vyznačující se tím, že nejvnitřnější třetina tloušťky vnějšího obalu (3) v podstatě obsahuje pouze inkluze do rozměru 10 pm.
4. Svazek optických vláken podle nároku 2 a 3, vyznačující se tím, že částicové inkluze jsou tvořeny skleněnými mikrokuličkami (4).
5. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vnější obal (3) obsahuje částicové inkluze pouze ve vnější polovině své tloušťky.
6. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že vnější obal (3) obsahuje částicové inkluze pouze ve vnějších 25 % tloušťky.
7. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 6, vy z naču j í cí se tím, že vnitřní obal (2) má nižší modul pružnosti než vnější obal (3).
8. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 7, vyznačující s ® tím, že svazek má při 20 °C minimální poloměr ohybu, pri kterém dochází k prasknutí optického vlákna (1), menší než 10 mm.
9. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující s © tím, že obsahuje čtyři optická vlákna (1).
- 13CZ 282486 B6
10. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že pryskyřice vnějšího obalu (3) má procentuální prodloužení při 20 °C větší než 30 %.
11. Svazek optických vláken podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že obsahuje osm optických vláken (1) a pryskyřice vnějšího obalu (3) má procentuální prodloužení při 20 °C větší než 35 %.
12. Svazek optických vláken podle některého z nároků 2 až 11, vyznačující se tím, že částicové inkluze zahrnují minerální šupinky.
13. Svazek optických vláken podle nároku 9, vyznačující se tím, že pryskyřice vnějšího obalu (3) má procentuální prodloužení při 20 °C větší než 15 %.
14. Způsob kontinuální výroby svazku optických vláken podle nároku 1, při kterém se za pohybu uspořádá množství optických vláken do předem stanovených prostorových vztahů, potom se za pohybu vytvoří kolem množství optických vláken vnitřní obal z pryskyřice, který se vytvrdí při udržování optických vláken v uvedených prostorových vztazích, vyznačující se tím, že kolem vytvrzeného vnitřního obalu se vytvoří vnější obal z pryskyřice, povrch vnějšího obalu se modifikuje vytvořením výstupků na povrchu tohoto vnějšího obalu, načež se vnější obal vytvrdí pro fixování výstupků na vnějším povrchu vnějšího obalu.
15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že vnitřní obal se zhotoví z pryskyřice s nižším modulem pružnosti než má pryskyřice vnějšího obalu.
16. Způsob podle nároků 14 nebo 15, vyznačující se tím, že modifikováním se ovlivní pouze vrchní vrstva vnějšího obalu.
17. Způsob podle některého z nároků 14 až 16, vy z n a č u j í c í se tím, že se modifikuje povrch vnějšího obalu, který je kontinuálně vytvořen okolo celého obvodu svazku optických vláken.
18. Způsob podle některého z nároků 14 až 17, vyznačující se tím, že modifikování povrchu zahrnuje přidávání částic látky na povrch pryskyřice.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že částice látky se nanesou působením elektrostatického pole.
20. Použití svazku optických vláken podle některého z nároků 1 až 13 při instalaci metodou foukaného vlákna.
12 výkresů
-14CZ 282486 B6
Obr. 1.
Obr. 2. Obr. 3.
-15CZ 282486 B6
PRŮMĚR / (NAD 5 RYCHLOSTÍ LOO-lOOOmm/min)
- 16CZ 282486 B6
- 17CZ 282486 B6
Obr. 6.
CS932923A 1991-07-01 1992-07-01 Optická vlákna CZ282486B6 (cs)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB919114196A GB9114196D0 (en) 1991-07-01 1991-07-01 Optical fibres
GB929201283A GB9201283D0 (en) 1992-01-21 1992-01-21 Optical fibres
PCT/GB1992/001190 WO1993001512A1 (en) 1991-07-01 1992-07-01 Optical fibres

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ292393A3 CZ292393A3 (en) 1994-04-13
CZ282486B6 true CZ282486B6 (cs) 1997-07-16

Family

ID=26299164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS932923A CZ282486B6 (cs) 1991-07-01 1992-07-01 Optická vlákna

Country Status (21)

Country Link
US (2) US5555335A (cs)
EP (2) EP0592505A1 (cs)
KR (1) KR100303720B1 (cs)
AT (1) ATE153144T1 (cs)
AU (1) AU653623B2 (cs)
BG (1) BG61196B1 (cs)
CA (1) CA2110800C (cs)
CZ (1) CZ282486B6 (cs)
DE (1) DE69219680T2 (cs)
DK (1) DK0521710T3 (cs)
ES (1) ES2102464T3 (cs)
FI (1) FI108896B (cs)
GB (1) GB2271649B (cs)
GR (1) GR3023418T3 (cs)
HK (1) HK133696A (cs)
HU (1) HU214416B (cs)
NO (1) NO307486B1 (cs)
NZ (1) NZ243408A (cs)
RO (1) RO113909B1 (cs)
SK (1) SK150593A3 (cs)
WO (1) WO1993001512A1 (cs)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2282897B (en) * 1993-10-01 1996-10-23 Pirelli General Plc Optical fibre assembly with coating having projecting particulate material for blown installation
GB2303806B (en) * 1995-08-03 1999-03-17 Pirelli General Plc Apparatus and method for use in applying particles to an external layer of uncured resin of a coating of an optical fibre unit
GB2308019B (en) * 1995-10-24 1999-09-22 Pirelli General Plc Installing an optical fibre line in a duct
GB2308752B (en) * 1995-12-22 1999-12-29 Pirelli General Plc Suspended line for an optical fibre unit
CN1132037C (zh) * 1996-09-19 2003-12-24 英国电讯公司 喷吹头
SE513107C2 (sv) * 1998-11-05 2000-07-10 Ericsson Telefon Ab L M Förfarande och anordning för att installera optofiberkabelelement
US6778744B2 (en) 1999-10-08 2004-08-17 Fitel Usa Corp. Dielectric optical fiber cable having reduced preferential bending
WO2001073494A1 (en) 2000-03-29 2001-10-04 Emtelle Uk Limited Cable for installation in duct
GB0121458D0 (en) * 2001-09-05 2001-10-24 Emtelle Uk Ltd Tube assembly for installation into a duct
US7198410B2 (en) 2001-09-07 2007-04-03 Prysmian Cables & Systems Limited Optical fiber assembly and method of installing optical fibers in a joint housing
CA2402055A1 (en) * 2001-09-10 2003-03-10 General Dynamics Information Systems, Inc. Method and apparatus to compliantly interconnect commercial-off-the-shelf chip scale packages and printed wiring boards
JP2005510027A (ja) 2001-11-19 2005-04-14 ピレリ・ジェネラル・ピーエルシー 光ファイバー引込みケーブル
DK1446690T3 (da) 2001-11-19 2008-03-03 Prysmian Cables & Systems Ltd Fiberoptisk dropkabler
DE20201588U1 (de) * 2002-02-02 2003-03-13 CCS Technology, Inc., Wilmington, Del. Lichtwellenleiterkabel
US6931190B2 (en) * 2002-02-18 2005-08-16 Fujikura Ltd. Optical fiber unit for air blown fiber installation
GB0210760D0 (en) * 2002-05-10 2002-06-19 British Telecomm Fibre coating method and apparatus
EP1507156A4 (en) * 2002-05-17 2005-09-07 Sumitomo Electric Industries BANDING FIBER OPTIC CORE, PRODUCTION METHOD THEREFOR, A BAND CORE LEADING CONNECTOR, A BAND CORE LEADING FIBER OPTIC ARRAY AND OPTICAL WIRING SYSTEM
US6801696B2 (en) * 2002-06-07 2004-10-05 Fitel Usa Corp. Fiber optic cable structure and method
GB0313018D0 (en) 2002-08-10 2003-07-09 Emtelle Uk Ltd Signal transmitting cable
AU2007209831B2 (en) * 2002-08-10 2009-07-30 Emtelle Uk Limited Signal Transmitting Cable
GB0313017D0 (en) * 2002-08-10 2003-07-09 Emtelle Uk Ltd Signal transmitting cable
US20040042743A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-04 Kariofilis Konstadinidis Optical fiber cables for microduct installations
US6912347B2 (en) * 2002-11-15 2005-06-28 Alcatel Optimized fiber optic cable suitable for microduct blown installation
US20040096166A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-20 Alcatel Jacket materials and cable design for duct application
CN1720474A (zh) * 2003-01-07 2006-01-11 Lg电线有限公司 适于空气喷吹安装的光纤单元及其制造方法
GB0305276D0 (en) * 2003-03-07 2003-04-09 British Telecomm Optical cable
KR20050118279A (ko) * 2003-03-07 2005-12-16 브리티쉬 텔리커뮤니케이션즈 파블릭 리미티드 캄퍼니 광섬유 케이블 및 공기압 포설 기술
EP1609012B1 (en) * 2003-03-31 2017-01-04 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical fiber cable distribution frame
US20040208463A1 (en) * 2003-04-15 2004-10-21 Kyung-Tae Park Cable for use in an air blowing installation and apparatus for manufacturing the same
GB0314935D0 (en) * 2003-06-26 2003-07-30 Emtelle Uk Ltd Signal transmitting cable
DE10355160B4 (de) * 2003-11-26 2008-04-03 Schott Ag Beschichtete Glaskeramikplatte, Verfahren zu ihrer Herstellung und Kochfeld mit einer solchen Glaskeramikplatte
EP1550890A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-06 PIRELLI GENERAL plc Optical fibre cables
US7242831B2 (en) * 2004-02-27 2007-07-10 Verizon Business Global Llc Low strain optical fiber cable
KR100602292B1 (ko) * 2004-09-01 2006-07-14 엘에스전선 주식회사 공기압 포설용 광섬유 유닛
KR100654011B1 (ko) * 2004-12-08 2006-12-04 엘에스전선 주식회사 비드가 표면에 부착된 공기압 포설용 광섬유 유닛
KR100607301B1 (ko) * 2004-12-08 2006-07-31 엘에스전선 주식회사 미세 굴곡 손실을 저감시킨 공기압 포설용 광섬유 유닛
KR100654012B1 (ko) * 2004-12-08 2006-12-04 엘에스전선 주식회사 코팅층의 특성 저하를 방지하는 공기압 포설용 광섬유유닛의 제조 방법 및 이에 사용되는 가스 챔버
KR100602293B1 (ko) * 2004-12-08 2006-07-18 엘에스전선 주식회사 비드가 표면에 부착된 공기압 포설용 광섬유 유닛
DE102005039482A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-22 CCS Technology, Inc., Wilmington Optisches Übertragungselement und Verfahren zum Herstellen eines optischen Übertragungselements
US8573313B2 (en) * 2006-04-03 2013-11-05 Schlumberger Technology Corporation Well servicing methods and systems
US7308175B1 (en) * 2006-10-31 2007-12-11 Corning Cable Systems Llc Fiber optic structures that allow small bend radii
KR100856658B1 (ko) 2006-11-08 2008-09-04 주식회사 케이티 진공 펌프를 이용한 광섬유 포설방법 및 장치
ATE423175T1 (de) * 2006-12-05 2009-03-15 Dsm Ip Assets Bv Strahlungshärtbare beschichtungszusammensetzung
DE102006060431A1 (de) * 2006-12-20 2008-06-26 CCS Technology, Inc., Wilmington Optisches Übertragungselement mit hoher Temperaturfestigkeit
US7570858B2 (en) * 2007-12-05 2009-08-04 Baker Hughes Incorporated Optical fiber for pumping and method
JP5073609B2 (ja) * 2008-08-11 2012-11-14 日東電工株式会社 光導波路の製造方法
US8236376B2 (en) * 2008-09-02 2012-08-07 Pascale Industries, Inc. Production of nanoparticle-coated yarns
CN201698065U (zh) * 2010-05-31 2011-01-05 四川汇源光通信有限公司 一种适合于气送敷设的光缆结构
EP2416196A1 (en) 2010-08-02 2012-02-08 British Telecommunications public limited company Optical fibre securing device
EP2450728A1 (en) 2010-11-05 2012-05-09 British Telecommunications Public Limited Company Optical fibre tray
KR101107637B1 (ko) 2011-01-04 2012-01-25 에쓰이에이치에프코리아 (주) 광섬유 케이블
EP2608643A1 (en) 2011-12-23 2013-06-26 British Telecommunications public limited company Cable
EP2657740A1 (en) 2012-04-23 2013-10-30 British Telecommunications public limited company Cable
EP2682795A1 (en) 2012-07-06 2014-01-08 British Telecommunications Public Limited Company Cable
US9031369B2 (en) * 2012-09-04 2015-05-12 Ofs Fitel, Llc Liquid and gaseous resistance compact fiber unit and method of making the same
WO2014189567A2 (en) 2013-02-28 2014-11-27 Adc Telecommunications, Inc. Power cable with ability to provide optical fiber upgrade
JP6331260B2 (ja) * 2013-04-25 2018-05-30 住友電気工業株式会社 光ファイバケーブル
US10611682B2 (en) * 2013-06-06 2020-04-07 Prysmian S.P.A. Process and apparatus for manufacturing blown optical fibre units
WO2015055229A1 (en) 2013-10-15 2015-04-23 Prysmian S.P.A. High fibre count blown optical fibre unit and method of manufacturing
WO2015079463A1 (en) 2013-11-29 2015-06-04 Prysmian S.P.A. High installation performance blown optical fibre unit, manufacturing method and apparatus
JP2015129887A (ja) * 2014-01-08 2015-07-16 住友電気工業株式会社 空気圧送用光ファイバケーブル
GB201700019D0 (en) * 2017-01-01 2017-02-15 Ion Science Ltd Gas detection apparatus
US10962729B2 (en) * 2017-02-27 2021-03-30 Prysmian S.P.A. Blown optical fiber unit and method of manufacturing
US11460654B2 (en) 2017-09-13 2022-10-04 Hexatronic Cables & Interconnect Systems Ab Cable sheath material
CN110675981B8 (zh) * 2019-09-05 2020-11-03 杜驾麟 一种应用于浅海海底的充气式鳞片通信电缆及其安装方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2924495C3 (de) * 1979-06-18 1986-07-31 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lichtwellenleiter mit einer Trennschicht und einer Polsterschicht
US4740053A (en) * 1984-03-29 1988-04-26 British Telecommunications Plc Sheathed optical fiber cable
DE3304524A1 (de) * 1983-02-10 1984-08-16 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Verfahren zum ummanteln von fadenfoermigen substraten
GB8911959D0 (en) * 1988-05-28 1989-07-12 Ici Plc Coated optical fibres
JP2585823B2 (ja) * 1989-02-08 1997-02-26 住友電気工業株式会社 光ファイバユニット
JPH03238410A (ja) * 1990-02-16 1991-10-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 通信用線材
JP2775966B2 (ja) * 1990-03-15 1998-07-16 住友電気工業株式会社 光ファイバユニット

Also Published As

Publication number Publication date
RO113909B1 (ro) 1998-11-30
BG98330A (bg) 1994-06-30
SK150593A3 (en) 1994-05-11
NO307486B1 (no) 2000-04-10
US5557703A (en) 1996-09-17
ES2102464T3 (es) 1997-08-01
FI108896B (fi) 2002-04-15
FI935911A0 (fi) 1993-12-29
BG61196B1 (bg) 1997-02-28
HK133696A (en) 1996-08-02
DE69219680D1 (de) 1997-06-19
AU2196192A (en) 1993-02-11
EP0592505A1 (en) 1994-04-20
NO934907D0 (no) 1993-12-30
HU214416B (hu) 1998-03-30
EP0521710A1 (en) 1993-01-07
NZ243408A (en) 1994-12-22
WO1993001512A1 (en) 1993-01-21
GR3023418T3 (en) 1997-08-29
CA2110800C (en) 2000-10-24
CZ292393A3 (en) 1994-04-13
AU653623B2 (en) 1994-10-06
KR940701550A (ko) 1994-05-28
GB9324797D0 (en) 1994-02-09
GB2271649A (en) 1994-04-20
NO934907L (no) 1994-03-01
CA2110800A1 (en) 1993-01-21
DK0521710T3 (da) 1997-12-01
KR100303720B1 (ko) 2001-11-22
EP0521710B1 (en) 1997-05-14
GB2271649B (en) 1994-10-05
US5555335A (en) 1996-09-10
DE69219680T2 (de) 1997-09-11
FI935911A (fi) 1993-12-29
HUT66090A (en) 1994-09-28
ATE153144T1 (de) 1997-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ282486B6 (cs) Optická vlákna
US9435972B2 (en) Binder film for a fiber optic cable
DK1821124T3 (en) Protective sheath for fiber optic cable
US9091830B2 (en) Binder film for a fiber optic cable
EP2163927B1 (en) Optical cable with stranded micromodules and apparatus to manufacture the optical cable
CA1308585C (en) Optical fibre cables
JPH05142454A (ja) 複合バツフア・ケ−ブル
AU2016100973A4 (en) Fibre optic cable with thin composite film
EP1403671B1 (en) Dielectric optical fiber cable having reduced preferential bending
AU2015100378A4 (en) Binder film for a fiber optic cable
NZ756294A (en) Blown optical fibre unit and method of manufacturing
NZ756294B2 (en) Blown optical fibre unit and method of manufacturing

Legal Events

Date Code Title Description
IF00 In force as of 2000-06-30 in czech republic
MK4A Patent expired

Effective date: 20120701