ES2272428T3 - Cable mejorado de fibra optica conteniendo tubos de proteccion de fibra optica unidos termicamente y proceso de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Proceso de fabricación de un cable de fibra óptica (10) que comprende un ensamblaje de tubos de protección (12), una pluralidad de fibras ópticas (14) que están alojadas en el interior de dichos tubos de protección (12) del citado ensamblaje, y una cubierta (16) constituida de un material de recubrimiento que rodea dicho ensamblaje de tubos de protección (12), donde los mencionados tubos de protección (12) del citado ensamblaje están mutuamente unidos térmicamente, y dicha cubierta (16) está formada por la extrusión del mencionado material de recubrimiento alrededor del citado ensamblaje de tubos de protección (12), caracterizado por que dicho material de recubrimiento comprende un material polimérico, por que dicho ensamblaje comprende, al menos, dos tubos de protección flexibles (12) hechos de un material para tubo de protección que comprende un material polimérico, por que dicho material de recubrimiento para formar la mencionada cubierta (16) se calienta a una temperatura de extrusión ala cual dicho material de recubrimiento es extrudido alrededor del citado ensamblaje que comprende los mencionados, al menos, dos tubos de protección flexibles (12), y por que dichos, al menos, dos tubos de protección flexibles (12) del citado ensamblaje están mutuamente unidos térmicamente mediante la energía calorífica liberada por el citado material de recubrimiento extrudido, donde dicha temperatura de extrusión es controlada seleccionando el citado material de recubrimiento y dicho material para tubo de protección, así como para permitir que dicho material de recubrimiento sea extrudido a la citada temperatura de extrusión, de modo que la energía calorífica liberada por el citado material de recubrimiento extrudido provoque que los mencionados, al menos, dos tubos de protección flexibles (12) de dicho ensamblaje se unan térmicamente entre sí, y para permitir que el citado material para tubo de protección que constituye los citados, al menos, dos tubos de protección flexibles (12) delmencionado ensamblaje se caliente mediante la energía calorífica liberada por el material de recubrimiento extrudido, de modo que dichos, al menos, dos tubos de protección flexibles (12) del citado ensamblaje se unan térmicamente entre sí mediante la energía calorífica liberada por el citado material de recubrimiento extrudido pero sin fundir el citado material para tubo de protección.
Description
Cable mejorado de fibra óptica conteniendo tubos
de protección de fibra óptica unidos térmicamente y proceso de
fabricación.
La presente invención incumbe a un cable
mejorado de fibra óptica (referidos aquí como cables de fibra
óptica) y a un proceso de fabricación correspondiente. En
particular, la presente invención concierne a un proceso de
disposición en haces de tubos de protección de fibras ópticas, para
formar un núcleo óptico flexible mejorado, y a un núcleo óptico
flexible mejorado ensamblado en una configuración de trenzado
SZ.
Hay tres tipos generales de estructuras de
cables de fibras ópticas. Normalmente, para cada una de las tres
estructuras generales, la cubierta está constituida de un material
polimérico y es extrudido alrededor de lo que es comúnmente referido
como el núcleo óptico.
En la primera estructura, conocida comúnmente
como una construcción de "tubo holgado", el núcleo óptico
incluye un componente central de fortalecimiento alrededor del cual
se encuentran ensamblados los tubos de protección en configuración
trenzada SZ o helicoidal. Los tubos de protección contienen fibras
ópticas o cintas de fibras ópticas, y el ensamblaje de tubos está
rodeado por una cubierta. En esta primera estructura, los tubos que
contienen las fibras ópticas tienen paredes relativamente gruesas y
rígidas, las cuales están hechas de un material polimérico. Con esta
primera estructura, las fibras ópticas se pueden desplazar con
relación a los tubos, en los cuales están alojadas. Los cables que
poseen este primer tipo de estructura se describen, por ejemplo, en
la patente U.S. nº 4366667 y en la patente europea
EP-A-0846970.
En la segunda estructura, el núcleo óptico
incluye un solo tubo, referido normalmente como construcción de tubo
central, el cual está hecho de un material polimérico y aloja a las
fibras ópticas. Si es necesario, los tubos centrales incluyen cintas
que pueden estar ensambladas juntas en una configuración en espiral.
El tubo central está rodeado por una cubierta que se encuentra
definida por una pared. Los componentes de fortalecimiento pueden
estar embutidos en la pared de la cubierta.
En el tercer tipo de estructura, el núcleo
óptico incluye tubos de protección hechos de material polimérico.
Los tubos de protección alojan a las fibras ópticas y están
ensamblados juntos en un patrón de trenzado SZ o helicoidal. El
ensamblaje de tubos de protección está rodeado por una cubierta,
dentro de la cual se encuentran embutidos los componentes de
fortalecimiento. En esta tercera estructura, los tubos de protección
son relativamente delgados y flexibles y mantienen a las fibras
ópticas de modo ceñido, de modo que el desplazamiento relativo de
unas fibras ópticas con otras y con los tubos de protección se
encuentra muy limitado.
Para ciertas instalaciones, los cables de fibra
óptica pueden estar dispuestos de modo que, a lo largo de ciertos
trayectos, las secciones del cable son verticales. En tales
secciones verticales del cable de fibra óptica, un núcleo óptico
ensamblado en una configuración de trenzado SZ puede desenrollarse
debido a los efectos de la gravedad, con cada tubo de protección
tendiendo a desenrollarse y a extenderse verticalmente en forma
rectilínea. El riesgo de destrenzado asociado con este fenómeno
indeseable es particularmente significativo cerca de los puntos de
inversión, donde la dirección de enrollado de un tubo de protección
en una configuración de trenzado SZ cambia completamente de
dirección. De forma más general, el desenrollado y destrenzado puede
ocurrir en cualquier momento en que el núcleo óptico o el cable
óptico esté sujeto a una tensión por tracción, por ejemplo, durante
la fabricación o instalación.
Los cables de fibra óptica con la primera
estructura normalmente incluyen un recubrimiento, el cual mantiene
los tubos de protección en posición, evitando con ello el problema
de destrenzado. Los recubrimientos pueden utilizarse con tales
cables de fibra óptica debido a la relativa rigidez de los tubos de
protección utilizados en el primer tipo de estructura. Esta rigidez
evita que cualquier tensión debida a la presión ejercida por el
recubrimiento en los tubos de protección sea transmitida a las
fibras ópticas.
No obstante, los recubrimientos no pueden
utilizarse de forma satisfactoria en los cables de fibra óptica con
la tercera estructura de núcleo óptico flexible debido a que estos
cables utilizan tubos de protección de pared fina que ofrecen poca
resistencia a las tensiones de aplastamiento que producen los
recubrimientos. En consecuencia, la tensión transversal ejercida por
un recubrimiento en los tubos de protección se transmite fácilmente
a las fibras ópticas, sometiendo así a las fibras ópticas a
tensiones que pueden interferir con su rendimiento óptico. Por lo
tanto, se necesita otra técnica para evitar el destrenzado de las
secciones verticales de un núcleo alargado o núcleo óptico flexible,
ensamblado en una configuración de trenzado SZ.
Además, el uso de es indeseable, ya que añaden
coste y requieren equipo especial de trenzado. Además, el acceso al
cable requiere cortar a través de los recubrimientos, lo que
conlleva una etapa adicional de acceso. De acuerdo con ello, por
estas razones adicionales es deseable una alternativa al uso de
recubrimientos.
La solicitud de patente europea EP 0518738
describe un proceso de fabricación de un cable de fibra óptica que
comprende un ensamblaje de tubos de protección, una pluralidad de
fibras ópticas que están alojadas en el interior de los tubos de
protección, y una cubierta que rodea el ensamblaje de tubos de
protección. Se aplica un adhesivo en las superficies de un
componente central y/o de los tubos de protección antes de que los
tubos de protección sean trenzados alrededor del componente central.
Como resultado, los tubos de protección están unidos unos a otros y
al componente central, por medio de los adhesivos aplicados, y antes
de que sea proporcionada la cubierta alrededor del ensamblaje.
La solicitud de patente europea EP 0846970
describe un proceso de fabricación de un cable de fibra óptica que
comprende un ensamblaje de tubos de protección mutuamente unidos
térmicamente, donde una pluralidad de fibras ópticas están alojadas
en el interior de los tubos de protección, y una cubierta
constituida de un material de cubierta que rodea al ensamblaje de
tubos de protección. En un procesamiento continuo los tubos de
protección son formados simultáneamente por extrusión. Los tubos de
protección formados simultáneamente, todavía a una temperatura
elevada, son trenzados alrededor de un componente central, de modo
que los tubos de protección se unen térmicamente unos a otros y a un
componente central antes de que el material de cubierta sea
extrudido.
Un problema adicional con los núcleos ópticos
flexibles conocidos, los cuales están ensamblados en una
configuración de trenzado SZ, es que es difícil trenzar
uniformemente los tubos de protección constituyentes, para formar un
núcleo óptico de geometría de trenzado uniforme. Esta dificultad
deriva de la flexibilidad de los tubos de protección utilizados en
dicho núcleo y de la ausencia de un componente de fortalecimiento
central que de soporte a los tubos de protección y los acople por
fricción. De acuerdo con ello, se necesita un método de mejorado de
disposición en haces para mejorar la cohesión del núcleo y mantener
una cierta cantidad de trenzado (es decir, el número de vueltas en
la dirección S o Z) a través de las siguientes etapas de
fabricación.
Preferentemente, la técnica mejorada de
disposición en haces de tubos proporcionaría un ensamblaje de tubos
de protección que mantendrá su geometría bajo carga. En particular,
asegurar una cantidad suficiente de trenzado es esencial para la
cohesión del núcleo y para las propiedades de doblado, y con el fin
de proporcionar acceso predecible a medio tramo. No obstante, debido
a que los núcleos ópticos flexibles no poseen un componente de
fortalecimiento central, la relajación mecánica de los tubos de
protección, así como la tensión aplicada en el núcleo óptico (por
ejemplo, durante la etapa de proceso de recubrimiento, o durante el
direccionamiento del núcleo óptico en una caja de empalmes), puede
provocar que los tubos de protección se desenrollen o pierdan el
trenzado. Como se indicó anteriormente, dicho desenrollado o
destrenzado posee problemas potenciales. De acuerdo con ello, se
necesita un método mejorado de trenzado para mantener el trenzado
ordenado bajo carga.
De acuerdo a un objeto de la presente invención,
se trata de evitar que las secciones verticales y/o trenzadas de los
tubos de protección flexibles, núcleos de cable de fibra óptica se
desenrollen o pierdan el trenzado. Adicionalmente, un segundo objeto
es evitar el uso de recubrimientos, reduciendo así costes,
proporcionando un proceso modernizado, y simplificando el acceso a
los cables. De acuerdo a un tercer objeto de la presente invención,
se trata de proporcionar un trenzado mejorado para núcleos ópticos
formados por tubos de protección flexibles, con el fin de fomentar
la cohesión del núcleo, mantener una cierta cantidad de trenzado a
través de las siguientes etapas de fabricación, y mantener una
geometría de trenzado uniforme bajo carga.
Comenzando desde la EP 0846970 como la más
pertinente de la técnica previa, la presente invención alcanza estos
y otros objetivos proporcionando un proceso de fabricación de un
cable de fibra óptica que comprende un ensamblaje de tubos de
protección, una pluralidad de fibras ópticas alojadas en el interior
de los tubos de protección del ensamblaje, y una cubierta
constituida de un material de recubrimiento que rodea al ensamblaje
de tubos de protección, donde los tubos de protección del ensamblaje
se encuentran mutuamente unidos térmicamente y la cubierta está
formada mediante la extrusión del material de recubrimiento
alrededor del ensamblaje de los tubos de protección, caracterizado
porque el material de recubrimiento comprende un material
polimérico, porque el ensamblaje comprende, al menos, dos tubos de
protección flexibles hechos de un material para tubo de protección
que comprende un material polimérico, porque el material de
recubrimiento para formar la cubierta se calienta a una temperatura
de extrusión a la cual el material de recubrimiento es extrudido, y
porque los, al menos, dos tubos de protección flexibles del
ensamblaje se unen térmicamente unos a otros mediante la energía
calorífica por el material de recubrimiento extrudido, donde la
temperatura de extrusión se controla seleccionando el material de
recubrimiento y el material de tubos de protección para permitir que
el material de cubierta sea extrudido a la temperatura de extrusión
de modo que la energía calorífica liberada por el material de
recubrimiento extrudido provoque que los, al menos, dos tubos de
protección flexibles del ensamblaje se unan térmicamente unos a
otros, y para permitir que el material para tubo de protección que
constituye los, al menos, dos tubos de protección flexibles del
ensamblaje se caliente mediante la energía calorífica liberada por
el material de recubrimiento extrudido, de modo que los, al menos,
dos tubos de protección flexibles del ensamblaje se unan
térmicamente unos a otros mediante la energía calorífica liberada
por el material de recubrimiento extrudido sin fundir el material
para tubo de protección.
De acuerdo a otra característica de este
proceso, la cubierta está constituida de polietileno y los tubos
están hechos de cloruro de polivinilo (PVC) o de un elastómero
termoplástico que posee segmentos diol flexibles, por lo cual la
temperatura de extrusión está entre 170 y 240ºC. De forma más
preferible, la temperatura de extrusión se sitúa entre 200 y
240ºC.
De acuerdo aún a otra característica de este
proceso, se proporciona, al menos, un componente de fortalecimiento
filiforme en la periferia del ensamblaje de tubos de protección.
Una segunda realización de la presente invención
proporciona un proceso de fabricación que utiliza un tubo de
protección de fibra óptica formado por un material con punto de
fusión bajo que forma dominios y un material con punto de fusión
alto que forma una matriz. Los dominios se encuentran embutidos en
la matriz.
De acuerdo a un segundo aspecto de la segunda
realización, los materiales con punto de fusión alto y bajo son unos
termoplásticos con punto de fusión alto y bajo, respectivamente.
De acuerdo a un tercer aspecto, el material con
punto de fusión bajo constituye menos del cuarenta por ciento y, de
forma más preferible, menos del veinte por ciento del material para
tubo de protección.
De acuerdo a un cuarto aspecto, el tubo de
protección incluye además un filtro. Preferentemente, el filtro
incluye carbonato de calcio, talco, y/o polvo de polímero
superabsorbente. De forma más preferible, el filtro constituye menos
del cuarenta por ciento del material para tubo de protección. De
forma todavía más preferible, el material con punto de fusión bajo
constituye menos del cuarenta por ciento del material para tubo de
protección y el material con punto de fusión alto constituye más del
cincuenta por ciento del material para tubo de protección.
De acuerdo a un quinto aspecto, el material con
punto de fusión alto tiene un punto de fusión que es, al menos, 25º
más alto y, preferentemente, al menos, 50ºC más alto que el punto de
fusión del material con punto de fusión bajo.
De acuerdo a un sexto aspecto, el material con
punto de fusión bajo es un copolímero de
etileno-octeno, copolímero de
etilen-propileno, copolímero de EVA, copolímero de
EAA, o algún otro copolímero o terpolímero de una polioleofina.
De acuerdo a un séptimo aspecto, el material con
punto de fusión alto tiene un punto de fusión es copolímero de
polipropileno modificado por impacto o copolímero de
propileno-etileno. Preferentemente, el material con
punto de fusión bajo es un copolímero de
etileno-octeno, copolímero de EVA, o copolímero de
EAA. De forma más preferible, el tubo de protección incluye además
un filtro de carbonato de calcio, el material con punto de fusión
alto es un copolímero de propileno-etileno con un
punto de fusión superior a 140ºC, el material con punto de fusión
bajo es un copolímero de etileno-octeno con un punto
de fusión inferior a 100ºC, y los dominios tienen una escala de
longitud de 10-100 \mum en una superficie externa
del tubo de protección.
De acuerdo aún a otro aspecto, el material con
punto de fusión alto es copolímero de polipropileno modificado por
impacto y el material con punto de fusión bajo es polietileno de muy
baja densidad
(VLDPE).
(VLDPE).
La presente invención proporciona también un
método para unir los tubos de protección de fibras ópticas. El
método incluye el empaquetado una pluralidad de tubos de protección,
tubos que están formados de dominios con punto de fusión bajo
embutidos en una matriz con punto de fusión alto. Además el método
incluye la activación térmica de los dominios con punto de fusión
bajo, ablandando de ese modo los dominios y provocando que una
porción de los dominios se unan a los dominios de un tubo de
protección adyacente.
De acuerdo a otra característica de este método,
la etapa de activación térmica se realiza aplicando una cubierta
caliente a la pluralidad de los tubos de protección dispuestos en
haces.
La invención y las ventajosas mejoras de ella se
explican en más detalle más adelante con la ayuda de realizaciones
ejemplares esquemáticas en los dibujos, en los que:
Figura 1, es una vista en sección transversal de
un cable mejorado de fibra óptica de acuerdo con la presente
invención;
Figura 2, representa la superficie de un tubo de
protección de acuerdo con una segunda realización de la presente
invención;
Figura 3(a), ilustra el mecanismo de
disposición en haces para dos tubos de protección formados de
acuerdo con la segunda realización; y
Figura 3(b), representa un núcleo óptico
que incluye un ensamblaje de tubos de protección de acuerdo con la
segunda realización.
Una primera realización de la presente invención
será descrita con referencia a la Figura 1. La Figura 1 representa
un cable mejorado de fibra óptica de acuerdo con una primera
realización de la presente invención, cable que se designa mediante
la referencia numérica 10.
El cable de fibra óptica 10 incluye un
ensamblaje de tubos de protección flexibles 12, cada uno de los
cuales aloja un haz de fibras ópticas estándar 14. Cada tubo de
protección 12 contiene, por ejemplo, aproximadamente una docena de
fibras ópticas 14. No obstante, el número de fibras ópticas 14 puede
ser mayor o menor de doce.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, el cable
de fibra óptica 10 incluye doce tubos de protección 12. Sin embargo,
el número de tubos de protección 12 puede variar, por ejemplo, entre
siete y veinticuatro.
El ensamblaje de tubos de protección 12 se
encuentra incluido dentro de una cubierta 16. Preferentemente, los
tubos de protección 12 abarcan la longitud de la cubierta 16, como
en un ensamblaje estándar con una configuración de trenzado SZ o
helicoidal.
Los componentes de fortalecimiento 18 que
proporcionan refuerzo se encuentran en la periferia del ensamblaje
de los tubos de protección 12. Preferentemente, el cable de fibra
óptica 10 posee dos componentes de fortalecimiento 18, los cuales
están diametralmente opuestos y embutidos en una pared que define la
cubierta 16. La estructura y el ensamblaje de los componentes de
fortalecimiento 18 en la cubierta 16 son estándar.
Preferentemente, el cable de fibra óptica 10
posee filamentos de refuerzo mecánico 20, los cuales están situados
en el interior de la cubierta 16 y circunscriben el ensamblaje de
tubos de protección, cuando es un ensamblaje anular (por ejemplo,
dispuesto helicoidalmente). Como ejemplo, los filamentos de refuerzo
mecánico 20 están hechos de aramida.
Además, el cable de fibra óptica 10
preferentemente incluye elementos estándar impermeabilizantes. Tales
elementos impermeabilizantes pueden incluir una cinta
superabsorbente 22 situada entre los tubos de protección 12 y la
cubierta 16 y circunscribiendo el ensamblaje de tubos de protección.
Más específicamente, la cinta superabsorbente 22 se sitúa entre los
tubos de protección 12 y el ensamblaje de filamentos de refuerzo 20
y circunscribe el ensamblaje de tubos de protección, en el caso de
un ensamblaje anular estándar.
Los elementos impermeabilizantes también pueden
incluir elementos expansibles (no mostrados en la Figura 1) situados
dentro de la cubierta 16, en el caso de un ensamblaje entrelazado
estándar con tubos de protección 12. Estos elementos también pueden
incluir un relleno típico que se utiliza entre las fibras ópticas 14
dentro de los tubos de protección
12.
12.
La cubierta 16 está constituida de un material
polimérico, tal como un polietileno de densidad media, el cual se
calienta y extrudido alrededor de los tubos de protección 12, con
estos últimos estando también hechos de un material polimérico. Debe
indicarse que las paredes de los tubos de protección 12 son
relativamente finas.
De acuerdo a la primera realización de la
presente invención, los tubos de protección 12 se mantienen juntos
de forma compacta por adhesión de unos con otros. Esto se consigue
durante la extrusión de la cubierta 16 alrededor de los tubos de
protección 12, mediante el ajuste de la temperatura de extrusión del
material que constituye la cubierta 16, para provocar que los tubos
de protección 12 se adhieran unos a otros. Durante la extrusión, el
material caliente de la cubierta 16 proporciona la energía
calorífica necesaria para provocar que los tubos de protección se
adhieran unos a otros.
El material de la cubierta 16 debe seleccionarse
para permitir que el material sea calentado a una temperatura
seleccionada que es adecuada para efectuar una extrusión óptima de
la cubierta y también suficiente para provocar que los tubos de
protección 12 se adhieran unos a otros. Del mismo modo, el material
que constituye los tubos de protección 12 debe seleccionarse para
permitir que los tubos de protección 12 sean calentados por la
energía calorífica liberada por la cubierta 16, la cual es extrudida
a la temperatura seleccionada, y adherirse unos a otros, sin
fundirse por este calor.
A la vista de estos requerimientos, la cubierta
se hace preferentemente de polietileno, en particular, polietileno
de alta densidad, y los tubos de protección 12 se hacen
preferentemente de cloruro de polivinilo (PVC) o de un elastómero
termoplástico que posee segmentos diol flexibles. (Un "elastómero
termoplástico que posee segmentos diol flexibles" es un
copolímero que posee segmentos que son unidades diol de polímero o
poliéter).
El elastómero termoplástico que posee segmentos
diol flexibles se selecciona, por ejemplo, a partir del siguiente
grupo:
- (i)
- ésteres de poliéter que incluyen, por ejemplo, secuencias de poliéter que poseen terminales hidroxilo, unidas a secuencias de poliéster que poseen terminales ácidos, donde esta estructura puede comprender también dioles (por ejemplo, 1,4-butanodiol);
- (ii)
- ésteres de poliuretano que incluyen, por ejemplo, secuencias de poliéter que poseen terminales hidroxilo, unidas a diisocianatos por medio de funciones uretano;
- (iii)
- ésteres de poliuretano que incluyen, por ejemplo, secuencias de poliéster que poseen terminales hidroxilo, unidas a diisocianatos por medio de funciones uretano;
- (iv)
- ésteres de éter de poliuretano que incluyen, por ejemplo, secuencias de poliéster y secuencias de poliéter que poseen terminales hidroxilo, estando unidas estas secuencias a residuos de diisocianatos por medio de funciones uretano;
- (v)
- amidas de poliéter (es decir, poliéteres con secuencias de poliamida), las cuales se obtienen, por ejemplo, teniendo secuencias de poliamida que poseen terminales de cadena diamina que reaccionan con secuencias de polioxialquileno que poseen terminales de cadena dicarboxílicos; o, teniendo secuencias de poliamida que poseen terminales de cadena diamina o secuencias de poliamida que poseen terminales de cadena dicarboxílicos que reaccionan con poliéterdioles; por lo cual, los poliéteres obtenidos son, por lo tanto, elastómero amidas de éster de poliéter.
En particular, los esteres de poliéter son
elastómeros termoplásticos de copoliéster. Un ejemplo de tal
producto comercial es el polímero Hytrel®, de DuPont. El acrónimo
internacional para estos elastómeros termoplásticos es TEEE
(elastómero termoplástico de éter-éster).
Debe indicarse que los tubos de protección 12
hechos de un elastómero termoplástico que posee segmentos diol
flexibles se rasgan bastante fácilmente, con el fin de permitir un
acceso fácil a las fibras ópticas 14 contenidas en los tubos de
protección
12.
12.
Además, los elastómeros termoplásticos de
poliuretano (TPUs) son copolímeros con base de poliuretano que
pueden obtenerse teniendo un polimero diol (o, por ejemplo, un
macroglicol con un peso molecular entre 1000 y 3500) y posiblemente
un diol (o extensor de cadena de bajo peso molecular, generalmente
menos de 300) que reaccionan con un diisocianato.
Ejemplos de tales productos comerciales
incluyen: Elastollan® 1185 (éter de PU), Elastollan® 1190 (éter de
PU), Elastollan® C85 (éster de PU), Elastollan® C90 (éster de PU) y
Desmopan® 588 (éster éter de PU) y Desmopan® 385 (éster éter de PU),
con los polímeros de la línea de productos Elastollan® encontrándose
disponibles de BASF y aquellos de la línea de productos de Desmopan®
de Bayer.
Como ejemplo, cuando es extrudida alrededor del
ensamblaje de tubos de protección 12, una cubierta de polietileno 16
es calentada a una temperatura que varía entre 170 y 240ºC, y
preferentemente entre 200 y 220ºC. A esta temperatura, la cubierta
16 libera calor a los tubos de protección 12, calor que es
suficiente para pasar a través de cualquiera de las posibles capas
de filamentos de refuerzo o elementos impermeabilizantes y provocar
que los tubos de protección 12 se adhieran unos a otros, sin
provocar que se fundan juntos.
Se describirá una segunda realización de la
presente invención con referencia a las figuras 2, 3(a) y
3(b). La figura 2 ilustra una superficie de un tubo de
protección 120 de acuerdo a la segunda realización. Como se muestra
en la figura 2, el tubo de protección 120 contiene dominios con
punto de fusión bajos 121 embutidos en una matriz con punto de
fusión más alto 122. Preferentemente, los dominios con punto de
fusión bajo 121 están formados por un material termoplástico con
punto de fusión bajo, mientras que la matriz está formada por un
material termoplástico con punto de fusión alto. Adicionalmente, el
tubo de protección 120 puede contener relleno, tal como carbonato de
calcio, talco, o polvo de polímero superabsorbente.
Después de ser dispuestos en el ensamblaje, como
se muestra en la Figura 3(b), los tubos de protección son
activados térmicamente para ablandar los dominios con punto de
fusión bajo 121. Los dominios pueden ser activados mediante el
recubrimiento, como se describió anteriormente con relación a la
primera realización. La temperatura de activación se selecciona que
sea suficientemente alta para ablandar los dominios 121, mientras
sea adecuadamente baja de modo que la matriz con punto de fusión
alto 122 mantenga su forma. A tales temperaturas de activación, los
dominios con punto de fusión bajo 121 se funden y se vuelven
pegajosos y de ese modo se unen a los dominios con punto de fusión
bajo adyacentes 121' de los tubos de protección adyacentes 120',
como se ilustra en las Figuras 3(a) y 3(b). Los tubos
de protección 120, 120' son entones enfriados. De este modo, los
tubos de protección individuales 120 son dispuestos en haces, por
ejemplo en el ensamblaje mostrado en la Figura 3(b).
De forma ventajosa, el nivel de adhesión entre
los tubos puede ser controlado a través de la temperatura y el
tiempo de activación térmica, el nivel de relleno, las cantidades de
los componentes utilizados con punto de fusión alto y bajo, y los
puntos de fusión respectivos de los componentes con punto de fusión
alto y bajo.
La invención no está limitada por ninguna
proporción específica de relleno ni de los componentes con punto de
fusión bajo y alto. No obstante, el nivel de adhesión entre los
tubos puede ser ajustado, de forma ventajosa, mediante el control de
la proporción de las cantidades de relleno, material con punto de
fusión bajo, y material con punto de fusión alto, de modo que el
material con punto de fusión bajo constituye menos del 40% del
material resultante, con el fin de asegurar la continuidad de la
fase con punto de fusión alto. De forma más preferible, el material
con punto de fusión bajo constituye menos del 20% del material
resultante. Preferentemente, menos del 40% del material que forma
los tubos de protección 120 constituye relleno, tal como carbonato
de calcio, talco, o polvo de polímero superabsorbente.
Preferentemente, el material con punto de fusión alto constituye más
del 50% del material que forma los tubos de protección 120, con el
fin de asegurar la continuidad de esta etapa.
Preferentemente, el material de la matriz 122
tiene un punto de fusión que es, al menos, 25ºC mayor que el del
material del dominio 121. De forma más preferible, el punto de
fusión del material de la matriz es, al menos, 50ºC mayor que el del
material del dominio. Si bien los tubos de protección 120 de acuerdo
a la segunda realización pueden estar formados por de una amplia
variedad de materiales, los materiales preferidos para la matriz con
punto de fusión alto incluyen copolímero de polipropileno modificado
por impacto o copolímero de propileno-etileno. Los
materiales preferidos para los dominios con punto de fusión bajo
incluyen terpolímeros o copolímeros con base de oleofina con punto
de fusión bajo, teniendo puntos de fusión inferior a 120ºC, y
preferentemente por debajo de 105ºC, tales como copolímero de
etileno-octeno (punto de fusión
70-105ºC), copolímero de EVA (punto de fusión
90-110ºC), y copolímero EAA (punto de fusión
90-110ºC).
Ejemplos de tales productos comerciales
incluyen: Engage® y Exact® (Copolímero de Etileno Octeno), Nucrel®
(EVA), Escor® (EAA), y Primacor® (EMAA). Las líneas de productos de
Engage® y Nucrel® están disponibles de DuPont. Exact® y Escor® están
disponibles de Exxon, y Primacor® está disponible de Dow.
En un primer ejemplo, se utilizó un copolímero
de propileno-etileno con un punto de fusión superior
a 140ºC para formar una matriz con punto de fusión alto 122. Se
utilizó un copolímero de etileno-octeno con un punto
de fusión inferior a 100ºC para formar los dominios con punto de
fusión bajo 121. Además, los tubos de protección 120 incluían un
relleno de carbonato de calcio. El tubo de relleno tenía dominios de
10 a 100 \mum 121 en su superficie externa.
Una segunda combinación preferida de materiales
con punto de fusión alto y bajo incluye una matriz formada por
copolímero de polipropileno modificado por impacto, con un punto de
fusión superior a 150ºC, y dominios formados por polipropileno de
muy baja densidad (VLDPE), con un punto de fusión de alrededor de
90ºC.
De forma ventajosa, el ensamblaje de tubos de
protección 120, de acuerdo a la segunda realización, permanece
dispuesto en haces sin el uso de cubiertas. Adicionalmente, los
tubos de protección individuales 120 se pueden retirar del
ensamblaje de tubos de protección 130, sin dañar ni los tubos de
protección 120 ni las fibras ópticas que contienen. Además, la
segunda realización es ventajosa en relación a la unión a lo largo
de toda la longitud de los tubos de protección. Por ejemplo, el
aspecto de superficie de los tubos de protección 120 es mejor
después de la separación, con la adhesión de acuerdo con la segunda
realización, con relación a los tubos, los cuales se unieron a lo
largo de toda su superficie.
Una tercera realización de la presente invención
proporciona un núcleo óptico trenzado formado por tubos de
protección flexibles. En particular, tal núcleo óptico no incluye un
componente de fortalecimiento central.
La tercera realización supera los defectos de
los cables conocidos de tubos de protección flexibles trenzados
mediante la unión de tubos de protección en el punto de trenzado.
Preferentemente, las uniones entre los tubos de protección
adyacentes están limitadas de modo que los tubos de protección
pueden separarse (por ejemplo, durante las operaciones de empalme de
cables) mediante la aplicación de una fuerza de separación de menos
de 100 g y, de forma más preferible, 50 g.
De acuerdo a un primer aspecto, los tubos de
protección se unen mediante la aplicación de materiales curables por
ultra-violeta (UV) a los tubos en el punto de
trenzado. Estos materiales pueden aplicarse mediante pulverización,
extrusión o inundación intermitente o continua. El material curable
por UV puede aplicarse antes o durante el empaquetado. Después de la
formación, el núcleo óptico es entonces sometido a radiación UV para
unirse a los tubos de protección adyacentes. Materiales curables por
UV tales como copolímeros de uretano-acrilato u
otros copolímeros de acrilato pueden utilizarse para realizar
tal
unión.
unión.
La presente invención proporciona materiales y
métodos para el empaquetado o para el trenzado de tubos de
protección de fibra óptica para formar un núcleo óptico flexible
mejorado, incluyendo un núcleo óptico flexible mejorado ensamblado
en una configuración trenzada. La presente invención es ventajosa en
que el ensamblaje de los tubos de protección (sea en configuración
trenzada SZ o helicoidal) es improbable que se desenrolle o pierda
el trenzado bajo los efectos de la gravedad u otras fuerzas
aplicadas externamente. En particular, el núcleo óptico está
protegido contra el desenrollado debido a la adhesión de unos tubos
de protección a otros. Además, los tubos de protección se separan
fácilmente, a pesar de esta adhesión, ejerciendo una fuerza
relativamente mínima que, generalmente, no excede de un (1) Newton
en cada tubo de protección. Esta fácil separación permite un fácil
acceso a las fibras ópticas durante las operaciones de conexión.
Además, la presente invención evita el uso de cubiertas, permitiendo
por ello, de forma ventajosa, el uso de cables de tubos de
protección flexibles.
Claims (33)
1. Proceso de fabricación de un cable de fibra
óptica (10) que comprende un ensamblaje de tubos de protección
(12), una pluralidad de fibras ópticas (14) que están alojadas en el
interior de dichos tubos de protección (12) del citado ensamblaje,
y una cubierta (16) constituida de un material de recubrimiento que
rodea dicho ensamblaje de tubos de protección (12), donde los
mencionados tubos de protección (12) del citado ensamblaje están
mutuamente unidos térmicamente, y dicha cubierta (16) está formada
por la extrusión del mencionado material de recubrimiento alrededor
del citado ensamblaje de tubos de protección (12),
caracterizado porque dicho material de recubrimiento
comprende un material polimérico, porque dicho ensamblaje comprende,
al menos, dos tubos de protección flexibles (12) hechos de un
material para tubo de protección que comprende un material
polimérico, porque dicho material de recubrimiento para formar la
mencionada cubierta (16) se calienta a una temperatura de extrusión
a la cual dicho material de recubrimiento es extrudido alrededor del
citado ensamblaje que comprende los mencionados, al menos, dos
tubos de protección flexibles (12), y porque dichos, al menos, dos
tubos de protección flexibles (12) del citado ensamblaje están
mutuamente unidos térmicamente mediante la energía calorífica
liberada por el citado material de recubrimiento extrudido, donde
dicha temperatura de extrusión es controlada seleccionando el
citado material de recubrimiento y dicho material para tubo de
protección, así como para permitir que dicho material de
recubrimiento sea extrudido a la citada temperatura de extrusión,
de modo que la energía calorífica liberada por el citado material de
recubrimiento extrudido provoque que los mencionados, al menos, dos
tubos de protección flexibles (12) de dicho ensamblaje se unan
térmicamente entre sí, y para permitir que el citado material para
tubo de protección que constituye los citados, al menos, dos tubos
de protección flexibles (12) del mencionado ensamblaje se caliente
mediante la energía calorífica liberada por el material de
recubrimiento extrudido, de modo que dichos, al menos, dos tubos de
protección flexibles (12) del citado ensamblaje se unan térmicamente
entre sí mediante la energía calorífica liberada por el citado
material de recubrimiento extrudido pero sin fundir el citado
material para tubo de protección.
2. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1, donde dicha cubierta (16) está constituida de un
material de recubrimiento que comprende polietileno y estando los
citados tubos de protección flexibles (12) constituidos de un
material para tubo de protección que comprende cloruro de
polivinilo.
3. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1, donde dicha cubierta (16) está constituida de un
material de recubrimiento que comprende polietileno y estando los
mencionados tubos de protección flexibles (12) constituidos de un
material para tubo de protección que comprende un elastómero
termoplástico que posee segmentos diol flexibles.
4. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 2 ó 3, donde dicho material de recubrimiento se
calienta a una temperatura de extrusión comprendida entre 170 y
240ºC.
5. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 4, donde dicho material de recubrimiento se calienta
a una temperatura de extrusión comprendida entre 200 y 220ºC.
6. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1, donde dicha cubierta (16) está constituida de un
material de recubrimiento que comprende un copolímero de
polipropileno.
7. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1, donde dichos tubos de protección flexibles (12)
están contenidos dentro de la citada cubierta (16) en una
configuración de trenzado SZ o helicoidal.
8. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde entre el citado
ensamblaje de los mencionados tubos de protección flexibles (12) y
dicha cubierta (16) se encuentran posicionados filamentos de
refuerzo mecánico (20), y donde dicho ensamblaje de tubos de
protección flexibles (12) es un ensamblaje anular.
9. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 8, donde dichos filamentos de refuerzo mecánico (20)
comprenden aramida.
10. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 8, donde dichos filamentos de refuerzo mecánico (20)
comprenden cristal.
11. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, donde dichos filamentos
de refuerzo mecánico (20) están dispuestos helicoidalmente.
12. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 y 8 a 11, donde entre dicho
ensamblaje de tubos de protección flexibles (12) y dicha cubierta
(16) se encuentra posicionada una cinta impermeable, y donde dicho
ensamblaje de tubos de protección flexibles (12) es un ensamblaje
anular.
13. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde entre dicho
ensamblaje de tubos de protección flexibles (12) y la citada
cubierta (16) se encuentran posicionados elementos
impermeabilizantes expansibles (22), y donde dicho ensamblaje de
tubos de protección flexibles (12) es un ensamblaje entrelazado de
tubos de protección (12).
14. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde dentro de dichos
tubos de protección flexibles (12) se utiliza un material de
relleno.
15. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, donde en la periferia
del citado ensamblaje de tubos de protección flexibles (12) se
proporciona, al menos, un miembro de refuerzo (18).
16. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 15, donde dicho miembro de refuerzo (18) está
embutido en una pared de dicha cubierta (16).
17. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, donde dichos tubos de
protección flexibles (12, 120) están hechos de un material para tubo
de protección que comprende un material con punto de fusión bajo
que forma dominios (121) y un material con punto de fusión alto que
forma una matriz (122), y donde los citados dominios (121) están
embutidos en dicha matriz (122).
18. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 17, donde dicho material con punto de fusión bajo
incluye un material termoplástico con punto de fusión bajo, y dicho
material con punto de fusión alto comprende un material
termoplástico con punto de fusión alto.
19. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 17, donde dicho material con punto de fusión bajo
constituye menos del cuarenta por ciento del citado material para
tubo de protección.
20. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 20, donde dicho material con punto de fusión bajo
constituye menos del veinte por ciento del citado material para tubo
de protección.
21. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, donde dicho material
para tubo de protección incluye un material de relleno.
22. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 21, donde dicho material de relleno es seleccionado
de entre un grupo que comprende carbonato de calcio, talco, y polvo
de polímero superabsorbente.
23. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 21 o 23, donde dicho relleno constituye menos del
cuarenta por ciento de un material para tubo de protección que
comprende el citado relleno y los mencionados materiales con puntos
de fusión alto y bajo.
24. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 23, donde dicho material con punto de fusión bajo
constituye menos del cuarenta por ciento del citado material para
tubo de protección y el mencionado material con punto de fusión
alto constituye más del cincuenta por ciento de dicho material para
tubo de protección.
25. Proceso de fabricación de acuerdo a
cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, donde dicho material
con punto de fusión alto tiene un punto de fusión que es, al menos,
25ºC más alto que el punto de fusión del citado material con punto
de fusión bajo.
26. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 25, donde el punto de fusión de dicho material con
punto de fusión alto es, al menos, 50ºC más alto que el punto de
fusión del citado material con punto de fusión bajo.
27. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 17, donde dicho material con punto de fusión bajo
incluye un terpolímero o copolímero con base de oleofina con punto
de fusión bajo.
28. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 27, donde dicho material con punto de fusión bajo es
seleccionado de entre el grupo consistente en copolímero de
etileno-octeno, copolímero EVA y copolímero
EAA.
29. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 17, 27 o 28, donde dicho material con punto de
fusión alto incluye un copolímero de polipropileno modificado por
impacto o un copolímero de
etileno-polipropileno.
30. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 29, donde dicho material con punto de fusión alto
incluye un copolímero de etileno-polipropileno con
un punto de fusión superior a 140ºC, donde dicho material con punto
de fusión bajo comprende un copolímero de
etileno-octeno con un punto de fusión inferior a
100ºC, y donde los citados dominios tienen una escala de longitud de
10-100 \mum en una superficie externa del
mencionado tubo de protección.
31. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 29, donde dicho material con punto de fusión alto
comprende un copolímero de polipropileno modificado por impacto, y
donde dicho material con punto de fusión bajo comprende un
polietileno de muy baja densidad.
32. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 1, comprendiendo el empaquetado de una pluralidad de
tubos de protección que tienen dominios con punto de fusión bajo
embutido en una matriz con punto de fusión alto, y activando
térmicamente los dominios con punto de fusión bajo, para así
ablandar dichos dominios y provocar que una porción de los dominios
se unan a los dominios de un tubo de protección adyacente.
33. Proceso de fabricación de acuerdo con la
reivindicación 32, donde dicha etapa de activación térmica es
acompañada por la aplicación de una cubierta calentada a la
pluralidad de tubos de protección empaquetados.
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| FR0012044 | 2000-09-21 | ||
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