ES2200796T3 - Fibra optica degradable y su procedimiento de preparacion. - Google Patents

Abstract

Fibra óptica que comprende un núcleo, una vaina y un revestimiento polimérico, en la que al menos un calixareno, que confina al menos un compuesto susceptible de ser liberado en las condiciones determinadas de temperatura y/o humedad y/o radiación, y producir una degradación del revestimiento, está incorporado en dicho revestimiento.

Description

Fibra óptica degradable y su procedimiento de preparación.

La presente invención trata de una fibra óptica degradable. Más precisamente, la invención concierne a una fibra óptica autodegradable, es decir, que contiene en el interior de su estructura compuestos susceptibles de provocar su degradación.

La invención concierne igualmente a un procedimiento de preparación de dicha fibra.

El ámbito técnico de la invención se puede definir como el de las fibras ópticas, en general, y en particular, de las fibras ópticas utilizadas para el guiado de diversos dispositivos.

Se sabe que las fibras ópticas han adquirido hoy en día una importancia considerable en todos los sectores industriales, tales como las telecomunicaciones, los componentes optoelectrónicos, los sensores y los láseres, entre otros.

La estructura clásica de una fibra óptica comprende un núcleo, una vaina alrededor del núcleo y, por último, un revestimiento o protección de un polímero orgánico destinado a proteger la sílice del núcleo y de la vaina óptica, particularmente de la humedad ambiental, y que permita conservar las propiedades mecánicas de las fibras.

Las fibras ópticas presentan la ventaja de ser insensibles al medio ambiente, compactas y fáciles de fabricar.

Éstas propiedades son aprovechadas, en particular, en el ámbito de los dispositivos guiados por cable, y especialmente en los proyectiles guiados por cable. En efecto, las fibras ópticas tienen propiedades mecánicas y ópticas que son poco afectadas por las agresiones de diversos agentes exteriores; en consecuencia, las fibras ópticas aseguran las transmisiones de vídeo estables y de buena calidad a fin de, por ejemplo, permitir al tirador observar la zona sobrevolada por el proyectil, después de guiarlo hasta su blanco.

Así, las fibras ópticas son particularmente poco sensibles a la radiación electromagnética, a las excitaciones térmicas, como las causadas, por ejemplo, por el paso a través del chorro de gas caliente expulsado por el propulsor de un proyectil; por último, la fibra es igualmente muy resistente a la corrosión bajo coacción y al envejecimiento químico y físico.

Se ha comprobado que el almacenamiento a largo plazo de las fibras ópticas en condiciones extremas de humedad relativa y temperatura no suponen ningún problema ni provocan ninguna degradación significativa en las propiedades mecánicas y ópticas de las mismas.

Sin embargo, la excelente resistencia, incluso la casi indiferencia de las fibras ópticas a las agresiones electromagnéticas, térmicas, mecánicas, químicas y otras, que se encuentran en el entorno natural, según se acaba de describir, presenta un cierto número de inconvenientes. En particular, en el caso de que la fibra óptica sirva como guiado de un dispositivo, como un proyectil, tras el desenrollamiento de la bobina de fibra óptica que equipa el proyectil, la fibra reposa sobre el suelo de forma aleatoria en función de la geometría de los accidentes del terreno, los obstáculos naturales, la vegetación y construcciones diversas.

La presencia de fibras ópticas de gran longitud, cuya vaina presente una elevada resistencia mecánica, puede constituir un inconveniente para el personal llamado a presentarse sobre el terreno, eventualmente con la ayuda de diversos vehículos, en breve plazo tras el lanzamiento de los proyectiles. Las fibras ópticas son igualmente una fuente de potenciales limitaciones para las personas que se encuentran en los alrededores o en el lugar de lanzamiento.

Por otro lado, estas fibras prácticamente indegradables constituirán una fuente de contaminación a largo plazo para el entorno natural.

Se sabe cómo degradar las fibras ópticas usadas mediante diversos tratamientos mecánicos y/o químicos, aunque tales procedimientos no pueden llevarse a cabo sobre fibras de gran longitud extendidas sobre una gran superficie en un entorno natural; estas fibras deben ser, además, generalmente degradadas en un intervalo de tiempo relativamente corto.

Por lo tanto, existe una necesidad de una fibra óptica que comprenda un núcleo, una vaina óptica y un revestimiento que pueda ser degradado de forma simple y rápida tras su utilización, sin que las propiedades ópticas y mecánicas se vean previsiblemente afectadas.

En particular, existe una necesidad de una fibra óptica destinada principalmente al guiado de dispositivos guiados por cable, como proyectiles, cuyas propiedades óptica y mecánicas se conserven durante su almacenamiento y hasta el final de su utilización, y que bajo todas las condiciones climáticas posibles, sea susceptible, como consecuencia de las mismas, de degradarse suficientemente en un plazo determinado.

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Por degradación se entiende principalmente una pérdida de las propiedades mecánicas susceptible de provocar una degradación del revestimiento y después a una destrucción o desintegración de la fibra óptica.

El objeto de la invención es, por tanto, proporcionar una fibra óptica que comprenda un núcleo, una vaina óptica y un revestimiento de un polímero orgánico que responda al conjunto de necesidades mencionadas anteriormente, que no presente los inconvenientes, limitaciones, defectos y desventajas de las fibras ópticas existentes, y que resuelva los problemas presentados por estas fibras ópticas.

Este objetivo e incluso otros se pueden alcanzar según la invención mediante una fibra óptica que comprenda un núcleo, una vaina y un revestimiento polimérico, en la que al menos un calixareno confine al menos un compuesto susceptible de ser liberado en unas condiciones determinadas de temperatura y/o humedad y/o radiación, y produzca una degradación de dicho revestimiento, esté incorporado dentro de dicho revestimiento.

Por degradación se entiende generalmente, según la invención, inicialmente, los cortes a intervalos sobre la fibra, por ejemplo, al final de su desenrollamiento, es decir, que la fibra no comprende, por tanto, fibras mayores de una longitud, por ejemplo, superior a 500 m.

Según la invención, este proceso de degradación de la fibra, puesto en evidencia por los cortes discontinuos de la fibra a intervalos, está lo suficientemente avanzado al final de un tiempo deseado, como para que la fibra no suponga mayores molestias para las personas. Este proceso de degradación puede continuar posteriormente, pero más lentamente, en función de las condiciones del entorno natural, eventualmente hasta una degradación casi total de la fibra.

Según la invención, dicho al menos un calixareno está incluido en el revestimiento de la fibra óptica.

Los calixarenos son compuestos de tipo oligómeros fenólicos cíclicos, utilizados principalmente en el química supramolecular, en los que los anillos fenólicos sucesivos se unen por un grupo -CH_{2}- en posición orto (posiciones 2, 5).

Estos compuestos presentan una excelente compatibilidad con todos los tipos de polímeros, en particular los orgánicos, como los polímeros utilizados para el revestimiento de la fibra óptica.

En otros términos, los calixarenos no reaccionan con dichos polímeros, en particular orgánicos, bajo sus condiciones generales de empleo, lo que se manifiesta como particularmente importante, especialmente en el caso en que la fibra óptica sea una fibra utilizada para el guiado de proyectiles y otros dispositivos guiados, ya que entonces no se produce ninguna degradación del polímero, y por tanto, de la fibra, bajo la acción del calixareno, en particular en las condiciones de almacenamiento.

Además, la presencia de anillos fenólicos en la estructura de los calixarenos implica asimismo una gran estabilidad térmica, lo que resulta sorprendente para las moléculas orgánicas.

Esta propiedad se aprovecha igualmente en la invención, ya que el calentamiento de la fibra debido, por ejemplo, al lanzamiento de un proyectil, no debería por tanto tener incidencia alguna sobre las propiedades y los efectos de los calixarenos.

Los calixarenos incluidos en el revestimiento de la fibra óptica son elegidos, según la invención, preferentemente entre los calixarenos conocidos, que comprenden de 4 a 10 anillos fenólicos, preferentemente 4, 5 ó 6, u 8 anillos fenólicos, es decir, los calix[4]areno, calix[5]areno, calix[6]areno y calix[8]areno.

Estos calixarenos pueden estar eventualmente sustituidos por uno o varios sustituyentes elegidos, por ejemplo, entre los grupos alquilo lineales o ramificados, alquenilo, arilo y arilalquilo.

Preferentemente, dicho calixareno se elige entre los calixarenos en los que todos los anillos fenólicos están sustituidos en posición para por un mismo sustituyente elegido, por ejemplo, entre los grupos alquilo lineales o ramificados de 1 a 6 átomos de carbono, preferentemente dicho grupo alquilo es un grupo tercbutilo.

Los calixarenos preferibles según la invención serán, por tanto, los t-butil calixarenos, por ejemplo, el t-butil calix[6]areno, de fórmula (I):

1

Los calixarenos se representan generalmente mediante una canasta de baloncesto, o jaula, capaz de confinar una molécula.

El tamaño de esa canasta se puede modificar en función del número de moléculas de fenol que la componen, pudiendo así adaptarse según el tamaño de la molécula de compuesto a liberar o sustrato.

El calixareno, como tal, constituye el receptor. Las moléculas de receptor están unidas entre sí por enlaces covalentes, muy fuertes y difíciles de romper. Por el contrario, el sustrato está unido al receptor, es decir, a la jaula en la que se encuentra confinado, por enlaces secundarios tipo \Pi-\Pi, más fáciles de romper, lo que permite finalmente liberar el sustrato.

En el caso de la invención, el sustrato está constituido por al menos una molécula u otra entidad química de al menos un compuesto susceptible de ser liberado en unas condiciones determinadas de temperatura y/o humedad y/o radiación, y provocar la degradación de dicho revestimiento.

Cada molécula de calixareno puede confinar una única molécula o entidad química o varias moléculas o entidades químicas del compuesto o compuestos. Según el tamaño de calixareno, por ejemplo, 2, 3, 4, 5 ó 6, podrán confinarse en el interior del calixareno moléculas o entidades químicas idénticas o diferentes.

Una última ventaja de los calixarenos es el hecho de que pueden producirse industrialmente a gran escala y a un coste moderado mediante procedimientos conocidos y verificados, por lo que su incorporación en el revestimiento de la fibra óptica prácticamente no influye sobre el precio de estas fibras.

Según la invención, se ha podido demostrar de manera sorprendente que los calixarenos pueden liberar, por ejemplo, la o las molécula(s) desde el(los) compuesto(s) que están confinados en unas condiciones determinadas de humedad y/o temperatura y/o radiación, es decir, que la liberación de la o las molécula(s) o entidad(es) química(s) confinada(s) sólo se produce bajo unas condiciones bien definidas, y únicamente cuando la fibra óptica, y en particular, su revestimiento, se exponen a éstas condiciones específicas.

Se ha podido poner en evidencia, por ejemplo, que la liberación de dicha o dichas molécula(s) o entidad(es) química(s) confinada(s) puede producirse en unas condiciones combinadas, determinadas, de temperatura y humedad, preferentemente, éstas condiciones combinadas son unas condiciones de temperatura y humedad elevadas.

Así, estas condiciones de temperatura se definirán generalmente por una temperatura superior a 60ºC, y son principalmente las creadas mediante el calentamiento de la fibra durante su desenrollamiento, debido al rozamiento, por ejemplo, contra el casquete en el interior del cual ésta está encerrada y su paso a través del chorro de gas templado a la salida del reactor de un proyectil guiado por cable.

Las condiciones de humedad combinadas con estas condiciones de temperatura son fundamentalmente las mismas que las reinantes a la salida de ese reactor.

Preferentemente, además, la liberación de la(s) dicha(s) molécula(s) o entidad(es) química(s) se produce bajo la acción de una radiación, preferentemente una radiación ultravioleta, es decir, que en la forma de realización preferible según la invención, es necesaria la combinación de estos tres factores para provocar la liberación del compuesto bajo la forma de una o varias molécula(s) o entidad(es) química(s) e iniciar así la degradación del revestimiento.

Según la invención, es posible, por un lado, transportar, gracias a los calixarenos, los compuestos que provocan la degradación del revestimiento hacia el interior del polímero sin que las propiedades esenciales de este y de la fibra óptica se vean afectadas, y por otro lado, iniciar la liberación de dichas moléculas únicamente cuando la fibra esté sometida a las condiciones determinadas indicadas anteriormente.

La liberación de los compuestos dentro del revestimiento implica por si misma el proceso de degradación de las fibras que, sin embargo, no afecta inicialmente a las propiedades de estas fibras durante su puesta en marcha efectiva, pero, que se va a encontrar finalizado debido a esta utilización durante una duración conveniente, por ejemplo, en un intervalo del orden de algunas horas, preferentemente inferior o igual a seis horas.

Las condiciones de humedad y temperatura que inician la liberación del compuesto por los calixarenos son precisamente las que se encuentran a la salida de los motores de los dispositivos guiados, como los reactores de proyectiles.

En efecto, el vapor de agua está presente a poca distancia del proyectil en el gas de escape de su reactor, y la fibra pasará por dicha zona.

El proceso de degradación no está activado hasta el lanzamiento del proyectil -a saber, por ejemplo, a la salida del contenedor donde estaba almacenada- y el desenrollamiento de la fibra.

Sin embargo, el proceso no es tan rápido como el que se produciría si el compuesto que produce la degradación hubiera estado presente, como el (no confinado en un calixareno), dentro del revestimiento. Debido a la inclusión de estas moléculas o entidades químicas dentro de los calixarenos, la liberación es progresiva, controlada, y todas las calidades, principalmente de transmisión y de resistencia, requeridas por parte de la fibra óptica durante el vuelo del proyectil, permanecen conservadas íntegramente.

Una vez que la fibra óptica ha satisfecho su papel de guiado, se persigue y se consigue la degradación, indicada por una sensible disminución de la resistencia mecánica de la fibra, en los intervalos de tiempo requeridos, por ejemplo, en algunas horas, especialmente en menos de aproximadamente seis horas.

En los términos de la invención, lo que se entiende por degradación se referirá a la definición de dicho término realizada anteriormente.

En otros términos, el problema fundamental de la invención, que es el de la degradación de las fibras ópticas que sirven principalmente para el guiado de dispositivos guiados por cable, como los proyectiles, se resuelve mediante la inclusión de calixarenos en el revestimiento de la fibra.

Las fibras ópticas según la invención son autodegradables en el intervalo deseado y con la ayuda de un "disparador" especialmente adaptado al entorno reinante durante la utilización preferible de las fibras según la invención, a saber, durante el lanzamiento de un dispositivo guiado por cable, como un proyectil, que expulsa en el gas de escape del motor vapor de agua a alta temperatura.

Según la invención, dicho(s) compuesto(s) susceptible(s) de ser liberado(s) en dichas condiciones determinadas se elige(n) entre el(los) compuesto(s) susceptible(s) de producir una degradación del revestimiento.

Este o esto(s) compuesto(s) se elige(n), por ejemplo, entre los disolventes orgánicos y los compuestos hidrosensibles.

Preferentemente, dicho compuesto es un compuesto hidrosensible, es decir, un compuesto que, especialmente en las condiciones indicadas anteriormente, se transformará al contacto con el agua en un compuesto, como un ácido, que produce la degradación.

El compuesto confinado por el calixareno se elegirá preferentemente entre cloruro de metileno, metiletil cetona y sus mezclas.

El compuesto hidrosensible será, por ejemplo, SO_{3}.

El SO_{3} liberado que se encuentra en contacto con las moléculas de agua se transforma en ácido sulfúrico, un agente particularmente eficaz para degradar el revestimiento. El agua está presente de forma natural principalmente en la atmósfera y a la vez en el gas expulsado por el reactor.

Todos los compuestos citados producen una degradación suficiente (como la definida anteriormente) de la fibra en un intervalo de algunas horas, preferentemente inferior o igual a 6 horas, por ejemplo, en 1 hora, desde el inicio de su liberación, por ejemplo, durante el lanzamiento del proyectil. Sin embargo este intervalo de la degradación es lo suficientemente largo y no afecta a las propiedades fundamentales, ópticas y mecánicas, de la fibra durante el lanzamiento.

Por compuesto confinado se entiende que cada molécula de calixareno puede confinar una o varias molécula(s) de compuesto y/o una o varias entidad(es) química(s) derivadas de dicho compuesto. Por entidades químicas se entiende, por ejemplo, iones y radicales procedentes de dicho compuesto u otros.

Además, cada molécula de calixareno puede confinar uno o varios compuestos diferentes o iguales.

A modo de ejemplo, en el caso del SO_{3} y del calixareno de fórmula (I), éste confina seis moléculas de SO_{3}.

El polímero se elige preferentemente entre los polímeros orgánicos clásicos que constituyen los revestimientos de las fibras ópticas.

El polímero orgánico se elige preferentemente incluso entre los epoxipoliacrilatos y los epoxipoliuretanos.

El revestimiento puede estar constituido por una capa o por varias capas de dicho polímero orgánico, por ejemplo, por dos capas.

El espesor de dicho revestimiento es de algunas decenas de micrómetros, por ejemplo, 60 \mum. Igualmente, los espesores y la naturaleza del núcleo y de la vaina son los de las fibras ópticas clásicas no autodegradables.

La fibra óptica según la invención es preferentemente una fibra óptica monomodal que se utiliza preferentemente para el guiado de proyectiles, pero la fibra óptica de la invención puede ser fibra óptica que comprenda un revestimiento o un revestimiento protector de la vaina y del núcleo, a saber, por ejemplo, una fibra multimodal con salto de señal o con gradiente de señal.

De hecho, las fibras ópticas autodegradables de la invención se distinguen de las fibras clásicas no autodegradables simplemente por el hecho de que un calixareno que confina un compuesto como el definido anteriormente está incluido dentro del revestimiento o el revestimiento de protección.

La invención concierne, además, a un procedimiento de preparación de la fibra óptica descrita anteriormente. Este procedimiento comprende esencialmente la preparación de una preforma, la fusión de dicha preforma, la circulación de dicha preforma fundida a través de un molde para formar un hilo de cristal, el paso de dicho hilo de cristal por un baño para recubrirlo de un revestimiento, la polimerización de dicho revestimiento y el enrollamiento de la fibra obtenida, un calixareno que confina una molécula de un compuesto susceptible de ser liberado en las condiciones determinadas de temperatura, humedad y, eventualmente, radiación, estando introducido en el baño para ser mezclado con el polímero que allí se encuentra, y realizándose la operación de enrollamiento aisladamente de dichas condiciones de humedad, temperatura y, eventualmente, radiación.

El procedimiento según la invención es perfectamente fidedigno y manejable, y permite una incorporación homogénea del calixareno en el polímero. Según la invención, la operación de enrollamiento (o bobinado) se realiza preferentemente en condiciones controladas de humedad, temperatura y exposición a una radiación, por ejemplo, bajo una radiación de luz ultravioleta.

Es destacable que el almacenamiento de la fibra, por ejemplo, del proyectil que la incorpora deberá realizarse en las mismas condiciones, por ejemplo, en un contenedor cerrado opaco y con la atmósfera desecada mediante un compuesto adecuado, como gel de sílice u otro, a fin de no provocar una liberación prematura del compuesto que produce la degradación.

Las fibras según la invención pueden ser almacenadas de este modo durante años sin problemas y presentar durante su utilización las propiedades de uso y degradación posterior deseadas.

El calixareno que confina el compuesto descrito anteriormente se introduce en el baño de forma continua o discontinua, en forma sólida, por ejemplo, en forma de un polvo finamente dividido, o en forma de una disolución en un disolvente adecuado, como un alcohol alifático, por ejemplo, que comprenda de 1 a 6 átomos de carbono, como metanol, etanol, propanol, etc. o una mezcla de los mismos.

Procediendo de este modo se obtiene un reparto más homogéneo del calixareno en el revestimiento.

La invención concierne finalmente a un aparato guiado por cable, como un proyectil, que comprende la fibra óptica descrita anteriormente, por ejemplo, enrollada sobre una bobina u otro dispositivo de desenrollamiento.

Ahora la invención va a ser descrita de una manera más precisa en la descripción siguiente, dada a título ilustrativo y no limitativo, en referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 es un esquema funcional que describe el procedimiento de fabricación de una fibra óptica según la invención;

- la figura 2 es una fotografía tomada al microscopio electrónico de barrido (MEB) de una fibra autodegradable según la invención que comprende los calixarenos de fórmula (I) confinando SO_{3} que no ha sido expuesto a vapor de agua;

- la figura 3 es una fotografía del MEB de la misma fibra después de cinco horas de exposición a vapor de agua;

- la figura 4 es una fotografía del MEB de la zona de ruptura de la misma fibra autodegradable;

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- la figura 5 es una fotografía del microscopio electrónico de barrido (MEB) de una fibra autodegradable según la invención vista de frente, en la que los calixarenos que confinan al SO_{3} se han diluido en metanol antes de su incorporación en el revestimiento. En la figura 5 se ha iniciado la degradación;

- la figura 6 es una fotografía del MEB de la misma fibra vista de lado;

- la figura 7,8 y 9 son fotografías del microscopio electrónico de barrido de fibras según la invención en las que los calixarenos que confinan CH_{2}Cl_{2} se han diluido en metanol antes de su incorporación en el revestimiento.

Las figuras 7,8 y 9 muestran el estado de degradación de estas fibras después de una hora de exposición al vapor de agua.

La figura 1 describe el procedimiento de fabricación de una fibra óptica según la invención denominado "fibrado".

El procedimiento descrito en la figura 1 permite incorporar en el revestimiento de la fibra óptica el calixareno que confina la molécula que provoca la degradación de la fibra, y obtener así una fibra según la invención.

La fibra óptica preparada mediante este procedimiento es preferentemente una fibra óptica monomodal, que es la fibra utilizada preferentemente en la aplicación preferible de la invención para el guiado de proyectiles guiados por cable. Sin embargo, la preparación de todo tipo de fibras ópticas que presentan, según la invención, capacidades de autodegradación, es igualmente posible mediante este procedimiento, por ejemplo, fibras multimodales con salto de señal o incluso fibras multimodales con gradiente de señal.

La primera etapa de fabricación de la fibra óptica es la preparación de una preforma (1). En efecto, la fabricación de un hilo de cristal de algunas decenas de micrones de diámetro o menos no es posible, se necesita definir previamente las características de la preforma, a partir de las características deseadas de la fibra.

La preforma (1) es igual que la fibra, salvo que sus dimensiones se multiplican por un coeficiente, por ejemplo, del orden de 320.

Los valores de los índices del núcleo y de la vaina son en todo punto idénticos a los de las fibras.

El extremo (2) de la preforma (1) se lleva a la temperatura de fusión en un horno de inducción (3). Una fibra de cristal fundido (4) escapa del cono de fusión (3) y es tirada con la ayuda de un cabestrante (5) para ser enrollada sobre un bobinador (6).

Entre el horno de inducción (3) y el cabestrante (5) se intercalan sucesivamente:

- un sensor del diámetro de la fibra (7) que subyuga la velocidad de la fibra (4) a la velocidad de descenso de la preforma, estando la temperatura del horno regulada a 2.100ºC. La precisión del sensor (7) es del orden de medio micrómetro;

- un baño (8) cuyo papel es recubrir el hilo de cristal de un revestimiento que permitirá un reforzamiento mecánico y una protección de la fibra frente los iones OH^{-};

- un arcón UV (9) para la polimerización de este revestimiento; no obstante, la polimerización puede realizarse también en el aire mediante calentamiento a temperaturas generalmente de 50 a 200ºC, y entonces no se utiliza el arcón (9);

- un sensor de diámetro (10) para controlar el baño ya que el diámetro del revestimiento debe permanecer constante;

Se depositan preferentemente dos capas para formar el revestimiento, de espesor sensiblemente igual, una capa interior con un módulo de elasticidad débil (alrededor de 2 MPa) y una capa exterior con un módulo elevado (600 a 800 MPa).

Este conjunto asegura una protección más eficaz que el depósito de una sola capa. En efecto, en el último caso, las capas interiores del material reciben menos energía que aquellas cercanas a la superficie, lo que crea una heterogeneidad en el revestimiento. Sin embargo, resulta evidente que también pueden prepararse fibras que no comprenden más que una capa.

Con objeto de preparar la fibra según la invención, el calixareno que confina una molécula susceptible de ser liberada y de degradar el revestimiento se introduce preferentemente en el baño, donde se mezcla con el polímero.

Esta operación puede realizarse de forma continua o discontinua. El calixareno que confina la molécula susceptible de degradar el revestimiento está así presente de forma homogénea en el polímero. Dicho calixareno puede introducirse en el baño en forma de polvo, preferentemente finamente molido, por ejemplo, en el caso de un calixareno que confina SO_{3}.

El calixareno puede introducirse igualmente en el baño en forma de una disolución en un disolvente adecuado, por ejemplo, metanol.

La proporción de calixareno en esta disolución es generalmente 1/1000 al 20% en peso. Esta forma de introducción se aplica igual de bien a los calixarenos que confinan SO_{3} y a los que confinan CH_{2}Cl_{2} e incluso metiletil cetona.

El último equipo antes del bobinador (6) es un dispositivo de tracción continua (11) que imprime una fuerza de, por ejemplo, 500 g a la fibra con objeto de eliminar los puntos débiles que ocasionarían rupturas durante las operaciones de cableado o bobinado, así como durante la colocación de los cables o durante el desenrollamiento de las bobinas.

La velocidad de "fibrado" es generalmente de 80 a 120 metros por minuto, según la longitud de la preforma (1). La longitud estándar de la fibra a la salida de la columna de fibrado es del orden de varias decenas de km, preferentemente de 100 km.

Ahora se describirá la invención en referencia a los ejemplos siguientes, dados a título ilustrativo, y no limitativo.

Ejemplo 1

En este ejemplo se preparan fibras que comprenden los calixarenos de la fórmula (I) con ayuda de un banco de fibrado que permite incorporar dichos calixarenos, junto con las moléculas que estos confinan, en el revestimiento, antes de que este sea polimerizado.

El banco de fibrado utilizado es sensiblemente análogo al descrito anteriormente en la figura 1.

Este banco de fibrado permite obtener fibras que poseen un revestimiento uniforme de epoxipoliacrilato con un espesor de aproximadamente 50 \mum, que comprenden los calixarenos, confinando dichos calixarenos SO_{3} o cloruro de metileno.

Se han realizado de este modo tres tipos de fibras autodegradables, teniendo todas como revestimiento (primario) principal epoxipoliacrilato:

- fibra con polvo de calixareno que confina SO_{3} finamente molido;

- fibra preparada con una disolución de calixarenos que confinan SO_{3} mezclada con metanol, actuando este como disolvente;

- fibra con una disolución de calixarenos que confinan CH_{2}Cl_{2} mezclada con un 20% de metanol.

Ejemplo 2

Los tres tipos de fibras preparadas en el ejemplo 1 se han ensayado para verificar su carácter autodegradable exponiéndolas a vapor de agua a 100ºC durante algunos segundos.

Los resultados obtenidos durante estas experiencias de exposición al vapor de agua se agrupan en la tabla I a continuación.

TABLA I

Tipos de fibras	Fibra con polvo de	Fibra con	Fibra con
autodegradables	calixareno que	calixareno que	calixareno que
	confina SO_{3}	confina SO_{3} en	confina CH_{2}Cl_{2} en
		metanol	metanol
Resultados	Muestras erosionadas	Muestras	Revestimiento
obtenidos tras	rotas bajo carga, en	erosionadas	desprendido de
la exposición a	tracción, en 5 horas	rotas bajo	la fibra después
vapor de agua		carga, en 1	de 1 hora
		hora

Como se puede constatar a partir de la Tabla I, estos resultados son suficientes dado que todas las rupturas se producen en el intervalo deseado.

Las diferentes muestras de fibras obtenidas a la salida de la exposición al vapor de agua han sido estudiadas al MEB.

Las fibras 2,3 y 4 conciernen a las observaciones realizadas sobre las fibras que comprenden el polvo de calixareno que confina SO_{3}.

La figura 2 es una fotografía de fibra autodegradable no expuesta; la figura 3 es una fotografía de una fibra 5 horas después de la exposición, y la fibra 4 es una fotografía de la zona de ruptura de la fibra autodegradable.

En la figura 3 se observan con claridad los efectos del ácido sulfúrico ya encontrados en el ejemplo 1. Esta vez toman la forma de cavidades dado que los calixarenos se han insertado en la fibra en forma de polvo, por tanto, no uniformemente.

Gracias a la figura 4 se puede igualmente remarcar que el rasgo de ruptura de la fibra no es recto, sino más bien corroído por el ácido sulfúrico.

Las figuras 5 y 6 son relativas a las observaciones realizadas sobre fibras en las que los calixarenos que confinan SO_{3} se han diluido en metanol antes de ser incorporados al revestimiento.

La figura 5 es una fotografía que representa una fibra autodegradable cuya degradación se ha iniciado, vista de frente.

La figura 6 es una fotografía tomada de lado de esa misma fibra.

A partir de las figuras 5 y 6 se constata una fina fisuración del revestimiento hasta el núcleo de la fibra. En relación con el caso anterior, esto se explica por el hecho de que aquí el ácido se ha repartido uniformemente en el revestimiento.

Las figuras 7, 8 y 9 son relativas a las observaciones realizadas sobre fibras en las que los calixarenos que confinan CH_{2}Cl_{2} se han diluido en metanol antes de ser incorporados en el revestimiento.

Las figuras 7, 8 y 9 son fotografías que muestran el estado de estas fibras al cabo de 1 hora.

Esta vez se aprecia una forma de ataque diferente dado que se constata que el revestimiento se desprende del núcleo de la fibra. Además aparece igualmente una fisura limpia del epoxiacrilato.

El conjunto de resultados indicados anteriormente en el ejemplo 2 muestra claramente que las fibras ópticas según la invención son autodegradables en el intervalo deseado y con la ayuda de un disparador conveniente, especialmente en el entorno en el que se utilizan estas fibras, en particular, el entorno de un proyectil, dado que este expulsa vapor de agua a alta temperatura.

En los ejemplos 3 y 4 siguientes se exponen las fibras anteriores a diferentes condiciones con objeto de verificar que sus cualidades permanecen idénticas a las de las fibras clásicas que no son autodegradables, especialmente en las condiciones de almacenamiento y de vuelo de un proyectil.

Ejemplo 3

En este ejemplo se estudia la exposición de fibras a un ambiente de higrometría variable, permaneciendo la temperatura ambiente y constante.

El proceso de degradación debe ser activado mediante la puesta en contacto de los calixarenos presentes en el forro de la fibra con moléculas de agua; se ha activado una serie de ensayos en ambiente de higrometría variable con objeto de manejar la velocidad de la degradación y permitir así al proyectil evolucionar en todo tipo de entornos.

De hecho, resulta que mientras que la fibra no este expuesta a condiciones de humedad, por ejemplo, de humedad saturante, imperativamente combinada con un calentamiento significativo, ésta permanece insensible a las condiciones ambientales.

Esto significa que las fibras ópticas autodegradables según la invención se comportan como las fibras ópticas "normales", y que su resistencia mecánica permanece, por tanto, suficiente para su utilización preferible para el guiado de proyectiles.

Ejemplo 4

En este ejemplo se estudia la exposición de fibras a tensiones mecánicas.

La última serie de ensayos que se han efectuado concierne a las agresiones de tipo mecánico sufridas por la fibra.

En efecto, cabe lugar verificar que la fibra conserva una buena estabilidad mecánica durante el lanzamiento del proyectil.

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Todos los ensayos se han llevado a cabo de forma comparativa con las fibras no autodegradables con objeto de apreciar con claridad las posibilidades aportadas por las fibras ópticas autodegradables.

Los resultados de resistencia a la tracción han mostrado que no había variaciones de resistencia mecánica entre estos dos tipos de fibras en las condiciones normales de utilización, es decir, aparte de las condiciones definidas anteriormente para la degradación.

Claims (22)

1. Fibra óptica que comprende un núcleo, una vaina y un revestimiento polimérico, en la que al menos un calixareno, que confina al menos un compuesto susceptible de ser liberado en las condiciones determinadas de temperatura y/o humedad y/o radiación, y producir una degradación del revestimiento, está incorporado en dicho revestimiento.

2. Fibra óptica según la reivindicación 1, en la que dicho al menos un calixareno se elige entre los calixarenos que comprenden de 4 a 10 anillos fenólicos, eventualmente sustituidos.

3. Fibra óptica según la reivindicación 2, en la que dicho calixareno se elige entre los calixarenos que comprenden 4, 5, 6 y 8 anillos fenólicos, es decir, los calix[4]areno, calix[5]areno, calix[6]areno y calix[8]areno.

4. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, en la que dichos anillos fenólicos están sustituidos por uno o varios sustituyentes elegidos entre los grupos alquilo lineales o ramificados, grupos alquenilo, grupos arilo y grupos arilalquilo.

5. Fibra óptica según la reivindicación 4, en la que todos los anillos fenólicos están sustituidos en posición para por un mismo sustituyente elegido entre los grupos alquilo lineales o ramificados de 1 a 6 átomos de carbono.

6. Fibra óptica según la reivindicación 5, en la que dicho sustituyente es un grupo tercbutilo.

7. Fibra óptica según la reivindicación 6, en la que dicho calixareno es el t-butil calix[6]areno.

8. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dicho compuesto es liberado en unas condiciones combinadas determinadas de humedad y temperatura, y eventualmente, de radiación, preferiblemente de radiación ultravioleta.

9. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dichas condiciones de humedad, temperatura, y eventualmente, radiación, son las que se encuentran a la salida de los motores de proyectiles guiados.

10. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicho(s) compuesto(s) susceptible(s) de ser liberado(s) se elige(n) entre el(los) disolvente(s) y el(los) compuestos hidrosensibles.

11. Fibra óptica según la reivindicación 10, en la que dicho compuesto se elige entre metiletil cetona, cloruro de metileno y sus mezclas.

12. Fibra óptica según la reivindicación 10, en la que dicho compuesto hidrosensible es SO_{3}.

13. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que dicho polímero orgánico se elige entre los epoxipoliacrilatos y los epoxipoliuretanos.

14. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la que dicho revestimiento está constituido por dos capas.

15. Fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que es una fibra óptica monomodal.

16. Procedimiento de preparación de la fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende esencialmente la preparación de una preforma, la fusión de dicha preforma, la circulación de dicha preforma fundida a través de un molde para formar un hilo de cristal, el paso de dicho hilo de cristal por un baño para recubrirlo de un revestimiento, la polimerización de dicho revestimiento y el enrollamiento de la fibra obtenida, un calixareno que confina una molécula de un compuesto susceptible de ser liberado en las condiciones determinadas de temperatura, humedad y, eventualmente, radiación, estando introducido en el baño para ser mezclado con el polímero que allí se encuentra, y realizándose la operación de enrollamiento aisladamente de dichas condiciones de humedad, temperatura y, eventualmente, radiación.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que la operación de enrollamiento se realiza en las condiciones controladas de humedad, temperatura y exposición a una radiación, por ejemplo, a una radiación de luz ultravioleta.

18. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que dicho calixareno se introduce en el baño en forma sólida.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, en el que dicho calixareno se introduce en el baño en forma de un polvo finamente dividido.

20. Procedimiento según la reivindicación 16, en el que dicho calixareno se introduce en el baño en forma de una disolución.

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21. Procedimiento según la reivindicación 20, en el que dicha disolución es una disolución en un alcohol alifático que comprende de 1 a 6 átomos de carbono.

22. Dispositivo guiado por cable que comprende la fibra óptica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.