ITMI942380A1 - Cavo ottico protetto contro l'umidita' - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
dell'invenzione industriale dal titolo:
"Cavo ottico protetto contro l'umidità"
La presente invenzione riguarda un cavo ottico protetto contro l'umidità e la composizione idroassorbente capace di proteggere detto cavo contro L'umidità.
Più in particolare, la presente invenzione riguarda un cavo ottico comprendente (a) almeno un alloggiamento longitudinale chiuso contenente almeno una fibra ottica e (b) un rivestimento esterno permeabile all'acqua, in cui detta fibra è protetta da una composizione idroassorbente che, dopo aver assorbito acqua, la rilascia molto lentamente quando la temperatura del cavo aumenta.
E' noto che i cavi, siano essi elettrici, telefonici tradizionali o a fibre ottiche, presentano l'inconveniente del possibile ingresso di acqua liquida a causa di discontinuità dovute a guasti o a giunzioni difettose del rivestimento esterno e/o, in particolare nel caso dei cavi sottomarini, delle guaine metan iche esterne. I produttori di cavi hanno quindi prestato sempre molta attenzione allo studio di protezioni capaci di contrastare l'ingresso di acqua liquida nel cavo.
Un prima soluzione consiste nel riempire le cavità in cui sono alloggiati i conduttori o le fibre ottiche con una composizione di consistenza pastosa e vischiosa contenente un composto idroassorbente che rigonfia a contatto con l'acqua e forma un vero e proprio tappo che blocca l'ulteriore penetrazione d'acqua.
Un secondo tipo di soluzione consiste invece nel porre, accanto ai conduttori o alle fibre ottiche un filo filato o un nastro comprendente un composto idroassorbente che rigonfia a contatto con l'acqua.
La principale caratteristica che si richiede a queste composizioni note è la rapidità di rigonfiamento per ridurre cosi al minimo la penetrazione di acqua.
Un esempio della prima soluzione è descritto nel WO-A-88/10000.
Esempi della seconda soluzione sono invece descritti nell'US-A-5278 217 e negli articoli di H. Sanano et al. ("The reliability of water proof optical cable with a plastic sheath and water swellable materials" International Wire & Cable Symposium Proceedings 1991, pagine 333-338) e di M. Fukuma et al. ("Dry type water blocking optical fiber tape cable with slotted rod" International Wire & Cable Symposium Proceedings 1987, pagine 350-355).
La domanda WO-A-88/10000 descrive una miscela comprendente una sostanza idrofoba e meno del 10% in peso, ma almeno il 45% in volume, di una sostanza sintetica dilatabile polverosa in cui la rapidità del rigonfiamento viene raggiunta riducendo la dimensione delle particelle della sostanza rigonfiabile a meno di 50 um.
L’US-A-5 278217 descrive un filo filato idroassorbente comprendente un elastomero termoplastico, una resina idroassorbente, un composto idrofilo ed un tensioattivo. Il composto idrofilo ed il tensioattivo hanno lo scopo di aumentare la velocità di assorbimento dell'acqua e, quindi, di rigonfiamento, riducendo così al minimo La penetrazione di acqua. La quantità della resina idroassorbente può variare da circa il 57. a circa il 97% in peso.
H. Sawano et al. descrivono un nastro rigonfiabile costituito, in successione, da un supporto non-tessuto, uno strato adesivo ed uno strato di un polimero idroassorbente che, a contatto con l'acqua, si distacca dal supporto e riempie le cavità del cavo bloccando così il propagarsi dell'acqua (loc. cit.). Un analogo tipo di nastro era già stato descritto da M. Fukuma et al. (loc. cit.). Secondo questi autori, gli effetti negativi dell'acqua sulle fibre ottiche sarebbero dovuti all'idrogeno sviluppato dal contatto dell'acqua con i componenti del cavo, specialmente se metallici.
Ora è stato invece osservato che nel caso di cavi a fibre ottiche privi di guaine stagne metalliche si verifica una catena di fenomeni complessi che danneggiano le fibre ottiche anche quando il rivestimento esterno è integro.
E' stato anche osservato che l'effetto finale negativo più importante è riconducibile alla segregazione di acqua fra la fibra di vetro ed il suo rivestimento primario e che, in particolari condizioni di esercizio, questo fenomeno si verifica in tempi relativamente brevi nonostante l'integrità del rivestimento esterno, l'assenza di elementi metallici capaci di sviluppare idrogeno a contatto con l'acqua, e la presenza di composti che assorbono l'acqua rapidamente.
Per una maggior comprensione dei fenomeni osservati, si ricorderà che un cavo a fibre ottiche è essenzialmente costituito da almeno una fibra di silice amorfa ricoperta da un primo rivestimento di una resina reticolata ai raggi UV (rivestimento primario) e da un secondo rivestimento, anch'esso di resina reticolata ai raggi UV (rivestimento secondario). Tipicamente, le resine reticolabili ai raggi UV utilizzate per formare i rivestimenti primario e secondario appartengono alla famiglia delle resine acriliche.
Generalmente, un certo numero di fibre ottiche cosi rivestite, viene poi riunito in un fascio o annegato in una matrice polimerica a dare un nastro. A loro volta, i fasci o i nastri vengono posti in alloggiamenti longitudinali solitamente costituiti da tubetti di materiale polimerico o da scanalature di un nucleo di materiale polimerico. I gels, le fibre o i nastri comprendenti il composto idroassorbente vengono posti a stretto contatto con detti fasci o nastri entro e/o attorno al loro alloggiamento longitudinale. Il tutto viene poi ricoperto da almeno un'altra guaina polimerica estrusa. Nel corso della presente descrizione e delle rivendicazioni, l'insieme delle guaine che circondano gli alloggiamenti longitudinali delle fibre è indicato con l'espressione "rivestimento esterno".
Il cavo testé descritto è dielettrico.
Esso può però comprendere anche elementi di rinforzo o conduttori elettrici metallici, perdendo cosi la proprietà dielettrica.
Il cavo può poi essere protetto dall'acqua da un rivestimento metallico ermetico e stagno. Questa protezione viene specialmente impiegata nel caso dei cavi sottomarini.
Le osservazioni sulle quali si regge la presente invenzione si riferiscono specialmente a cavi privi di rivestimento metallico stagno, sia che essi siano dielettrici, sia che non lo siano.
Il primo fenomeno che si verifica nei cavi privi di rivestimento metallico stagno è che il rivestimento esterno in materiale plastico, anche se integro, non è del tutto impermeabile al vapore d'acqua. La permeabilità al vapor d’acqua del rivestimento esterno varia al variare della sua natura e delle sue caratteristiche costruttive. Gli effetti derivanti dalla permeabilità del rivestimento esterno al vapor d'acqua dipendono sopra tutto dal contenuto di acqua e dalla temperatura del sito in cui è stato posato il cavo.
Nel corso della presente descrizione e delle rivendicazioni L'espressione "rivestimento esterno permeabile all'acqua" è usata per indicare un rivestimento che, al test ASTM E96/1974 (Vedasi successivo SAGGIO I), mostra una permeabilità all'acqua compresa fra 10-11 e 10-6 g/cm/ora/millibar.
Generalmente, i rivestimenti di uso più comune hanno una permeabilità all'acqua compresa fra 10-10 e 10-7 g/cm/ora/millibar.
Tipicamente, detto rivestimento esterno è costituito da una guaina spessa 0,5-3 mm di un polietilene ad alta densità (HDPE), a media densità (MDPE), a bassa densità (LDPE) o di polivinilcloruro (PVC) ed ha una permeabilità all'acqua, determinata con il suddetto test, compresa fra 10-9 e 10-8 g/cm/ora/ millibar.
Naturalmente, nei cavi comprendenti un composto idroassorbente, l'acqua in forma di vapore che permea il rivestimento esterno e giunge in prossimità della fibra ottica viene catturata dal composto idroassorbente.
Tuttavia, è stato osservato che le composizioni idroassorbenti note assorbono rapidamente l'acqua ma la rilasciano altrettanto rapidamente quando la temperatura sale. Ciò si verifica specialmente in quelle zone geografiche e con quei tipi di installazione del cavo in cui esso è esposto ad escursioni tei— miche di 10-15°C fra la notte ed il giorno.
In queste condizioni le composizioni idroassorbenti di tipo noto rilasciano rapidamente vapor d'acqua che tende a saturare la parte interna del cavo.
Quando l'umidità relativa all'interno del cavo supera il 75-80% circa il vapor d'acqua provoca la delaminazione parziale del rivestimento primario della fibra ottica e ciò attenua il segnale trasmesso attraverso la fibra.
Partendo dalle suddette osservazioni, la presente invenzione si propone la messa a punto di una composizione idroassorbente che, oltre ad assorbire il vapor d'acqua che penetra attraverso il rivestimento esterno integro ed a bloccare efficacemente il propagarsi di acqua liquida all'interno del cavo quando si verifica una discontinuità del rivestimento esterno, sia anche capace di rilasciare lentamente il vapor d'acqua quando aumenta la temperatura del cavo in modo da controllare il grado d'umidità all'interno dell'alloggiamento longitudinale della fibra e da evitare cosi gli inconvenienti menzionati più sopra.
Costituisce, quindi, un primo oggetto della presente invenzione un cavo ottico, comprendente (a) almeno un primo alloggiamento longitudinale chiuso contenente almeno una fibra ottica ed Cb) un rivestimento esterno permeabile al vapor d'acqua, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo alloggiamento longitudinale che comprende una composizione idroassorbente che, dopo aver assorbito più del 50% in peso di acqua, rilascia meno del 5% in peso di acqua a 60°C in due ore.
Preferibilmente, il secondo alloggiamento è disposto fra detto primo alloggiamento longitudinale e detto rivestimento esterno.
Inoltre, costituisce, un ulteriore oggetto della presente invenzione una composizione idroassorbente che, dopo aver assorbito piu del 50% in peso di acqua, rilascia meno del 5% in peso di acqua a 60°C in due ore.
La composizione idroassorbente secondo la presente invenzione comprende dal 45 al 60% in peso di un composto -fluido idrofobo (Componente A) e dal 40 al 55% di un composto idroassorbente (Componente B).
Quando la quantità di Componente B è del 60% o più, la viscosità della composizione idroassorbente tende ad essere troppo alta e ne risulta difficoltosa sia la produzione che l'applicazione al cavo.
Invece, quando la quantità di Componente B è del 35% o meno, la composizione idroassorbente è più permeabile al vapore.
Quando il Componente A è insaturo, la Composizione della presente invenzione può comprendere un catalizzatore (Componente 0) capace di favorire l'assorbimento di idrogeno gassoso da parte del Componente A. In quest'ultimo caso, la Composizione idroassorbente della presente invenzione protegge le fibre ottiche anche dall'idrogeno gassoso.
Il Componente A viene preferibilmente scelto dal gruppo comprendente le poliolefine sature ed insature aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 200 e 3.000, i polisilossani saturi ed insaturi aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 1.000 e 10.000, i polioli come, ad esempio, il PEG 20, gli oli idrocarburici alifatici, aromatici e naftenici la cui viscosità è compresa fra 50 e 30.000 centistoke, gli esteri liquidi quali il diottil ftalato, i poliesteri liqidi e gli oli animali e vegetali.
Tipici esempi di Componente A sono il poliisobutilene avente peso molecolare da 300 a 2.000, il polibutadiene ed il polidimetilsilossano eventualmente vinil terminato.
Il Componente B è scelto fra i composti noti per la loro capacità di gelificare quando assorbono acqua. Preferibilmente essi devono essere capaci di assorbire almeno il 100% di acqua quando esposti in ambiente saturo a temperatura ambiente.
Tipici esempi di Componente B sono il poliacrilato ed il polimetacrilato di sodio.
Il Componente C è preferibilmente costituito da silice pirogenica.
Il Componente D è preferibilmente scelto fra i derivati di metalli nobili noti per la loro capacità di catalizzare le reazioni d'idrogenazione. Tipico esempio di tali composti il palladio metan ico su carbone attivo.
L'invenzione verrà ora descritta con riferimento alle allegate figure 1 e 2 dove
- la Fig. 1 è una vista prospettica di un cavo secondo una prima forma di realizzazione della presente invenzione in cui il primo alloggiamento longitudinale è costituito da scanalature di un nucleo di materiale polimerico;
- la Fig. 2 è una vista laterale di un cavo secondo una seconda forma di realizzazione della presente invenzione in cui il l'alloggiamento longitudinale è costituito da tubetti di materiale polimerico.
Più in particolare, il cavo della Fig. 1 è costituito da un nucleo 1 provvisto di cave elicoidali 7 che alloggiano le fibre ottiche 2. Detto nucleo 1 è fasciato da uno strato 3 di nastro di materiale impenetrabile alla composizione della presente invenzione, preferibilmente poliestere, e da due strati 4 e 4' di nastro di tessuto non tessuto impregnato della composizione secondo la presente invenzione. Tipicamente, la quantità di composizione dell'invenzione che impregna il nastro di tessuto non tessuto è di 4-5 g/m, quantità che si è rivelata adeguata nel caso della forma di esecuzione della Fig. 1. Seguono poi un altro strato 3' di nastro di poliestere, una fasciatura 5 di fili di Kevlar ed, infine, una guaina di politene 6.
A sua volta, il cavo della Fig. 2 comprende un elemento assiale 3 dielettrico, ad esempio di vetro resina. Attorno a detto elemento 3 si estende un fascio elicoidale di tubetti 1 che alloggiano le fibre ottiche 2. Detto fascio di tubetti 1 è fasciato da uno strato di nastro 4 di polietilene. In questa forma di esecuzione, la composizione della presente invenzione viene preferibilmente alloggiata nello spazio esistente fra detto elemento assiale 3 resistente alla trazione, i tubetti 1 e detto strato di nastro 4 di polietilene. Seguono poi una guaina di polietilene 6, una fasciatura 5 di fili di Kevlar , un'altra fasciatura di nastro 4' di polietilene ed, infine, un'altra guaina di polietilene 6'. Anche in questo caso lo spazio utilizzato per alloggiare il tamponante è sufficiente a contenere un quantitativo di composizione dell'invenzione adeguato ad assicurare La protezione richiesta.
Valgano i seguenti esempi ad illustrare la presente invenzione senza, tuttavia, limitarla.
ESEMPIO1
47,85 parti in peso di poliisobutilene avente peso molecolare medio numero 800, 0,5 parti in peso di polibutadiene avente peso molecolare medio numero compreso fra 1.500 e 2.000 della ditta Revertex, 1,5 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron, 50 parti in peso di poliacrilato di sodio J55Q della ditta Sanyo macinato a dimensione uguale o minore di 50 micron e 0,15 parti in peso di palladio su carbone al 5% della ditta Chimet sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalla fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica.
ESEMPIO2
Si è operato come indicato nell'Esempio 1, solo che le 47,85 parti in peso di poliisobutilene avente peso molecolare medio numero 800 sono state sostituite da 47,35 parti in peso di potiisobutiLene avente peso molecolare medio numero 610 e le 1,5 parti in peso di silice pirogenica sono state elevate a 2 parti.
ESEMPIO3
La dispersione dell'Esempio 1 è stata preparata su scala industriale miscelando per 2 ore, in un impianto Agitomic della ditta Pinto di Milano, miscelando 47,85 Kg di poliisobutilene, 0,5 Kg di di polibutadiene, 1,5 Kg di silice pirogenica, 50 Kg di poliacrilato di sodio e 0,15 Kg di palladio su carbone al 5 percento.
La preparazione è poi stata completata facendo passare la dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta in un omogeneizzatore e poi in un degasificatore costituito da due dischi forati accostati ed operanti da frangibolle.
ESEMPIO4
47,25 parti in peso di polidimetiIsitossano vinil terminato della ditta Bayer, 2,65 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron, 50 parti in peso di poliacrilato di sodio J550 della ditta Sanyo e 0,125 parti in peso di palladio su carbone al 57. della ditta Chimet sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalla fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica.
ESEMPIO 5
48,25 parti in peso di polidimetiIsitossano non vinil terminato della ditta Bayer la cui viscosità è 5.000 centistoke, 1,75 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron e 50 parti in peso di poliacrilato di sodio J550 della ditta Sanyo sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalla fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica.
COMPOSIZIONE DI CONFRONTO 1
Nastro Viledon K 1415 spesso 0,2 mm della ditta Freudenberg costituito da un nastro di tessuto non tessuto di fibra poliestere termosaldata inglobante una quantità di poliacrilato di sodio pari al 50% in peso rispetto al peso totale del nastro.
COMPOSIZIONE DI CONFRONTO 2
62,2 parti in peso di poliisobutilene avente peso molecolare medio numero 800, 0,65 parti in peso di polibutadiene avente peso molecolare medio numero compreso fra 1.500 e 2.000 della ditta Revertex, 1,95 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron, 35 parti in peso di poliacrilato di sodio J550 della ditta Sanyo e 0,20 parti in peso di palladio su carbone al 5% della ditta Chimet sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalLa fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica.
COMPOSIZIONE DI CONFRONTO 3
76,56 parti in peso di poliisobutilene avente peso molecolare medio numero 800, 0,8 parti in peso di polibutadiene avente peso molecolare medio numero compreso fra 1.500 e 2.000 della ditta Revertex, 2,4 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron, 20 parti in peso di poliacrilato di sodio J550 della ditta Sanyo e 0,24 parti in peso di palladio su carbone al 5X della ditta Chimet sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalla fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica cosi ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica-
COMPOSIZI0NEDICONFRONTO4
86.13 parti in peso di poliisobutilene avente peso molecolare medio numero 800, 0,9 parti in peso di polibutadiene avente peso molecolare medio numero compreso fra 1.500 e 2.000 della ditta Revertex, 2,7 parti in peso di silice pirogenica della ditta Cabot avente dimensione media delle particelle pari 0,007 micron, 10 parti in peso di poliacrilato di sodio J550 della ditta Sanyo e 0,27 parti in peso di palladio su carbone al 5% della ditta Chimet sono stati mescolati intimamente con un dispersore a farfalla fino ad ottenimento di una dispersione omogenea.
La dispersione pastosa e tissotropica così ottenuta è stata raffinata con raffinatrice tricilindrica.
SAGGIO I
Permeabilità al\/apore
La permeabilità al vapor d'acqua è stata misurata secondo la norma ASTM E961972 salvo che nel contenitore metallico è stato posto, invece di una polvere igroscopica, un sensore capacitivo di umidità relativa (2 mV = 1% UR circa). La parte superiore del contenitore è stata chiusa con carta da filtro e su quest'ultima è stato spalmato uno strato (3 mm circa) continuo ed uniforme del campione in esame.
Il contenitore è stato poi posto in una camera in cui si potevano regolare la temperatura ed il grado di umidità relativa. La permeabilità dei materiali indicati più sotto è stata misurata a 25°C ed a UR = 100%.
Materiali:
- strato (spesso circa 1 mm) costituito da cinque spezzoni sovrapposti di nastro Viledon < 1415 (Composizione di Confronto
- strato di 3 mm della composizione dell'Esempio 3 (Composizione dell'Invenzione);
- strato di 3 mm della composizione dell'Esempio 5 (Composizione dell'Invenzione);
- strato di 3 mm della Composizione di Confronto 2;
- strato di 3 mm della Composizione di Confronto 3;
- strato di 3 mm della Composizione di Confronto 4;
- pellicola di Polietilene a Bassa Densità (LDPE) spessa 1 mm (Potenziale Rivestimento Esterno);
- pellicola di Polietilene a Media Densità (MDPE) spessa 1 mm (Potenziale Rivestimento Esterno);
- pellicola di Polietilene ad Alta Densità (HDPE) spessa 1 mm (Potenziale Rivestimento Esterno);
E' stato misurato il tempo necessario affinché il tasso di UR all'interno del contenitore di misura raggiungesse il 63% (costante di tempo definita come il tempo necessario per giungere ad un valore 1 /e del 100%; e = 2,71).
I risultati sono stati
- 6 ore per il nastro Viledon K 1415 (Composizione di Confronto 1);
- più di 1200 ore per la Composizione dell'Esempio 3 e dell’E-sempio 5. Quando la prova è stata interrotta al termine delle 1200 ore, l'umidità relativa all'interno del contenitore di misura non aveva ancora superato il 50%;
- 350 ore per la Composizione di Confronto 2;
- 450 ore per la Composizione di Confronto 3;
- 475 ore per la Composizione di Confronto 4;
- 80 ore per la pellicola di LDPE;
- 190 ore per la peLlicola di MDPE;
- 750 ore per la pellicola di HDPE.
Come si può dedurre dai suddetti risultati, le Composizioni degli Esempi 3 e 5 ritardano notevolmente il contatto con le fibre ottiche del vapor d'acqua che penetra attraverso il rivestimento esterno.
La Composizione di Confronto 1 non contribuisce a ritardare il contatto con le fibre ottiche del vapor d'acqua che penetra attraverso il rivestimento esterno di LDPE.
Le Composizioni di Confronto 2, 3 e 4 danno un contributo migliore di quello della Composizione di Confronto 1 ma è sorprendente La riduzione drastica della permeabilita che si riscontra quando si passa dal 35% al 50% di Componente B.
SAGGIO II
Capacità diassorbire il vapore 1. Composizione dell'Esempio 3
4 strati di 1 mm ciascuno di una Composizione dell'Invenzione, preparata come descritto nell'Esempio 3 e che non era mai stata esposta all'umidità, sono stati pesati e posti in quattro camere a temperatura ed umidità controllata. Durante L'esperimento, il loro peso è stato misurato ad intervalli di tempo predeterminati.
Le condizioni della prima camera erano: T = 25°C, UR = 50%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 13% (p/p) di umidità in 20 giorni ed il 15% (p/p) in 40 giorni.
Le condizioni della seconda camera erano: T = 5°C, UR = 90%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 20% (p/p) di umidità in 10 giorni, il 35% (p/p) in 20 giorni ed il 43% (p/p) in 31 giorni.
Le condizioni della terza camera erano: T = 25°C, UR = 9u%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 20% (p/p) di umidità in 3 giorni, il 40% (p/p) in 8 giorni ed il 44% (p/p) in 20 giorni.
Le condizioni della quarta camera erano: T = 60°C, UR = 90%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 45% (p/p) di umidità in 1 giorno ed il 54% (p/p) in 5 giorni.
La prova è stata eseguita anche su 5 strati di Composizione dell'Esempio 3 spessi 5 mm.
Le condizioni della prima camera erano: T = 60°C, UR = 25%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 2% (p/p) di umidità in 20 giorni, il 4% (p/p) in 40 giorni ed il 6% (p/p) in 60 giorni.
Le condizioni della seconda camera erano: T = 5°C, UR = 90%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito l18% (p/p) di umidità in 20 giorni ed il 12% (p/p) in 30 giorni. Le condizioni della terza camera erano: T = 25°C, UR = 90%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 20% (p/p) di umidità in 10 giorni, il 40% (p/p) in 24 giorni ed il 45% (p/p) in 36 giorni.
Le condizioni della quarta camera erano: T = 60°C, UR = 90%.
In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 20% (p/p) di umidità in 3 giorni, il 52% in 22 giorni ed il 532 (p/p) in 49 giorni.
Le condizioni della quinta camera erano: T = 60°C, UR = 100%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 78% (p/p) di umidità in 20 giorni, l'80% in 40 giorni e l180% (p/p) in 48 giorni.
Infine, la prova è stata eseguita anche su 1 strato di Composizione dell'Esempio 3 spesso 15 mm.
Le condizioni della camera erano: T = 20°C, UR = 100%. In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 7% (p/p) di umidità in 20 giorni, l'16% in 40 giorni, il 27% (p/p) in 80 giorni ed il 28,6% in 85 giorni.
2. Composizione di Confronto 1 La prova è stata eseguita anche su uno strato di 0,2 mm di Composizione di Confronto 1.
Le condizioni della camera erano: T = 60°C, UR = 90%.
In queste condizioni il campione in esame ha assorbito il 17.40% (p/p) di umidità in 5 giorni.
3. Composizioni di Confronto 2, 3 e 4 1 strato di 5 mm di ciascuna delle Composizioni di Confronto 2, 3 e 4 e della Composizione dell’Esempio 3, mai esposte all'umidità, è stato pesato e posto in una camera a 25°C e a UR del 90% per 50 giorni.
In queste condizioni:
- la Composizione dell'Esempio 3 ha assorbito il 70% (p/p), circa, di umidità;
- la Composizione di Confronto 2 ha assorbito il 33% (p/p), circa, di umidità;
- la Composizione di Confronto 3 ha assorbito iL 10% (p/p), circa, di umidità;
- la Composizione di Confronto 4 ha assorbito poco meno del 2% (p/p), circa, di umidità.
SAGGIO III
Capacità di Ritenzione
La capacità di trattenere l'acqua assorbita è stata valutata su tre dei campioni che erano stati sottoposti alla prova di assorbimento secondo il precedente Saggio II.
Più precisamente, si trattava del campione di Composizione dell'Esempio 3 spesso 5 mm che era stato sottoposto alla prova di assorbimento a 60°C e UR 100%, del campione di Composizione dell'Esempio 3 spesso 15 mm che era stato sottoposto alla prova di assorbimento a 20°C e UR 100% e del campione del Composto di Confronto 1.
La loro capacità di ritenzione è stata misurata ponendo i campioni in esame in una cella a temperatura ed umidità controllata (T = 60°C, UR inferiore al 5%). Durante l'esperimento, il loro peso è stato misurato ad intervalli di tempo predetei— minati.
Il campione di Composizione dell'Esempio 3 spesso 5 mm ha perso circa il 2% all'ora.
Il campione di Composizione dell'Esempio 3 spesso 15 mm ha perso poco meno dell'1% all'ora.
Il campione del Composto di Confronto 1 ha perso il 6% all'ora.
Le velocità di essiccamento della Composizione dell'Esempio 3 dimostra che, nel ciclo giornaliero giorno/notte, l'acqua liberata dalla Composizione secondo la presente invenzione durante le ore calde contribuisce solo di qualche punto percentuale all'umidità relativa del cavo e non è comunque tale da consentire il raggiungimento di valori critici (75-80%) prima di essere stata saturata.
Invece, nel caso del Composto di Confronto 1, la velocità di essiccamente è molto piu elevata e l'acqua liberata durante le ore calde dà un contributo significativo all'umidità relativa all'interno del cavo portandola facilmente ai suddetti valori critici.
SAGGIO IV
Modulo a Compressione
Quando assorbe acqua, la Composizione secondo la presente invenzione subisce un indurimento che la rende sostanzialmente impenetrabile all'acqua liquida e che, inoltre, ostacola la diffussione del vapor d'acqua all'interno del cavo.
L'entità dell'indurimento causato dall'acqua è stata misurata con un analizzatore termomeccanico (TMA) modello METTLER TA 2.000. Lo sforzo di compressione applicato durante la misura era di 2.300 MPa e la frequenza di 0,1 Hz. La misura è stata eseguita su dischetti delle composizioni in esame spessi 3 mm dopo assorbimento del 35% (p/p) e 55% (p/p) di acqua.
I risultati ottenuti sono illustrati nella seguente Tabella I.
Come si può vedere dai valori del modulo di compressione esposti in Tabella I, le Composizioni degli Esempi 4 e 5, che erano indurite quando avevano assorbito il 35% di acqua, hanno poi assunto la forma di gel con l'aumentare dell'acqua assorbita. La consistenza di detto gel era tuttavia sufficiente a contrastare la diffusione dell'acqua nel cavo.
L'indurimento delle Composizioni degli Esempi 2 e 3 permane, invece, anche a valori acqua assorbita elevati.
SAGGIO V
Delaminazione del Rivestimento Primario
Le prove sono state eseguite su spezzoni di cavo lunghi 0,3 m il cui rivestimento esterno era costituito da una guaina spessa 1 mm di poliuretano (PUR) o di polietilene a media densità (MDPE) aventi una costante di tempo per la permeazione del vapore (Saggio I) di 8 e, rispettivamente, 190 ore. Gli alloggiamenti longitudinali delle fibre ottiche erano invece costituiti da tubetti di polibutentereftelato (PBT) spessi 0,2 mm aventi una costante di tempo per la permeazione del vapore (Saggio I) di 75 ore.
A loro volta, il rivestimento primario della fibra era costituito da uno strato (circa 30 micron) di acrilato 950/030 della ditta DSM mentre il rivestimento secondario era costituito da uno strato (circa 30 micron) di acrilato 950/044 della ditta DSM. Le rispettive costanti di tempo per la permeazione del vapore (Saggio I) erano di 8 e 12 ore.
Gli alloggiamenti longitudinali della fibre ottiche erano stati rivestiti (15 g/m) di una composizione secondo la presente invenzione o di confronto. La composizione di confronto (CC) era costituita da NAPTEL 851 (petroleum jelly) della Bntish Petroleum.
Le estremità degli alloggiamenti longitudinali delle fibre ottiche erano state sigillate con "schnell Klebstoff x60" della ditta Hottinger-Baldwin. A loro volta, le estremità degli spezzoni di cavo erano stati sigillati con cappellotti termoretraibili della ditta Raychem.
Detti spezzoni sono stati posti in una vasca di acqua mantenuta a 60°C. Uno spezzone di ogni tipo è stato estratto dalla vasca ed aperto ad intervalli di tempo prestabiliti per verificare l'eventuale presenza di delaminazioni del rivestimento primario delle fibre. La misura della delaminazione è stata eseguita mediante esame al microscopio ottico a 160 ingrandimenti, in luce trasmessa, della fibra ottica immersa in balsamo del Canada. Per ogni spezzone è stata anche determinata, per pesata, la quantità d'acqua assorbita. I risultati ottenuti sono riportati nella sguente Tabella II.
In modo analogo è stata valutata la delaminazione del rivestimento primario delle fibre ottiche poste in 7 spezzoni di cavo uguali a quelli descritti più sopra solo che i primi 3 spezzoni erano stati protetti con 18 g/m della Composizione di Confronto 1 (qui di seguito indicati come spezzoni tipo A), altri 2 spezzoni erano stati protetti con 45-50 g/m della Composizione dell'Esempio di Confronto 2 (qui di seguito indicati come spezzoni tipo B) ed altri 2 spezzoni erano stati protetti con 45-50 g/m della Composizione dell'invenzione preparata secondo l'Esempio 3 (qui di seguito indicati come spezzoni tipo C).
Il primo spezzone tipo A è stato aperto dopo 7 giorni e si è constatato che l'aqua assorbita era pari a 5,5 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche iniziava a distaccarsi su tutte le fibre.
Il secondo spezzone tipo A è stato aperto dopo 15 giorni e si è constatato che l'acqua assorbita dalle fibre era pari a 7,1 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche presentava distacchi diffusi su tutte le fibre ottiche.
Il terzo spezzone tipo A è stato aperto dopo 30 giorni e si è constatato che l'acqua assorbita era pari a 8,4 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche presentava distacchi maggiori di 100 micron su tutte le fibre ottiche.
Il primo spezzone tipo 8 è stato aperto dopo 15 giorni e si è constatato che l'acqua assorbita dalle fibre era pari a 13,4 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche presentava piccoli distacchi su tutte le fibre ottiche.
Il secondo spezzone tipo B è stato aperto dopo 30 giorni e si è constatato che l'acqua assorbita dalle fibre era pari a 21 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche presentava piccoli distacchi su tutte le fibre ottiche.
Il primo spezzone tipo C è stato aperto dopo 15 giorni e si è constatato che l'acqua assorbita dalle fibre era pari a 17,6 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche non presentava alcun distacco su tutte le fibre ottiche.
Il secondo spezzone tipo C è stato aperto dopo 30 giorni e si è constatato che L'acqua assorbita dalle fibre era pari a 25,5 g/m e che il rivestimento primario delle fibre ottiche non presentava alcun distacco su tutte le fibre ottiche.
SAGGIO VI
Capacità di assorbire Idrogeno Gassoso La capacità di assorbire idrogeno gassoso è stata misurata con il dispositivo ed il metodo descritto nelle domande di brevetto europeo EP-A-0466230 e 0464918.
La misura è stata eseguita sulla Composizione dell'Esempio 3 ed è risultato che essa assorbe 2,38 cc(stp)/g in 2A giorni; "stp" significa "standard temperature pressure".
E' stato accertato che l'indurimento della Composizione dell1invenzione, causato dall'assorbimento di acqua, non pregiudica la sua capacità di assorbire anche l'idrogeno gassoso.
Claims (21)
- RIVENDICAZIONI 1. Un cavo ottico, comprendente (a) almeno un primo alloggiamento longitudinale chiuso contenente almeno una fibra ottica ed (b) un rivestimento esterno permeabile all'acqua, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo alloggiamento longitudinale che comprende una composizione idroassorbente che, dopo aver assorbito più del 50% in peso di acqua, rilascia meno del 5% in peso di acqua a 60°C in due ore.
- 2. Un cavo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il secondo alloggiamento è disposto fra detto primo alloggiamento longitudinale e detto rivestimento esterno.
- 3. Un cavo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta composizione idroassorbente comprende dal 45 al 60% in peso di un composto fluido idrofobo (Componente A) e dal 40 al 55% di un composto idroassorbente (Componente B).
- 4. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che detta composizione idroassorbente comprende anche un agente addensante (Componente C).
- 5. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che, quando il Componente A è insaturo, detta composizione idroassorbente comprende anche un catalizzatore (Componente D) capace di favorire l'assoi— bimento di idrogeno gassoso da parte del Componente A-
- 6. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il Componente A è scelto dal gruppo comprendente le poliolefine sature ed insature aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 200 e 3.000, i poiisilossani saturi ed insaturi aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 1.000 e 10.000, i polioli, gli oli idrocarburici alifatici, aromatici e naftenici la cui viscosità è compresa fra 50 e 30.000 centistoke, gli esteri liquidi quali il diottil ftalato, i poliesteri liqidi e gli oli animali e vegetali.
- 7. Un cavo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il Componente A è un poiiisobutilene avente peso molecolare da 300 a 2.000, un polibutadiene o un polidimetilsilossano eventualmente vinil terminato.
- 8. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il Componente B è un poliacrilato o un poiimetacrilato di sodio.
- 9. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che il Componente C è una silice pirogenica.
- 10. Un cavo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, caratterizzato dal fatto che il Componente 0 è un derivato di un metallo nobile.
- 11. Un cavo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il Componente D è costituito da paLLadio metallico su carbone attivo.
- 12. Una composizione idroassorbente caratterizzata dal fatto che detta composizione , dopo aver assorbito più del 50% in peso di acqua, rilascia meno del 5% in peso di acqua a 60°C in due ore.
- 13- Una composizione idroassorbente secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto di comprendere dal 45 al 60% in peso di un composto fluido idrofobo (Componente A) e dal 40 al 55% di un composto idroassorbente (Componente 8).
- 14. Una composizione idroassorbente secondo la rivendicazione 12 o 13, caratterizzata dal fatto di comprendere anche un agente addensante (Componente C).
- 15. Una composizione idroassorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14, caratterizzata dal fatto che, quando il Componente A è insaturo, essa comprende anche un catalizzatore (Componente D) capace di favorire l'assorbimento di idrogeno gassoso da parte del Componente A.
- 16. Una composizione idroassorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 15, caratterizzata dal fatto che il Componente A è scelto dal gruppo comprendente le poliolefine sature ed insature aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 200 e 3.000, i polisilossani saturi ed insaturi aventi un peso molecolare medio numero compreso fra 1.000 e 10.000, i polioli, gli oli idrocarburici alifatici, aromatici e naftenici la cui viscosità è compresa fra 50 e 30.000 centistoke, gli esteri Lìquidi quali il diottil ftalato, i poliesteri liqidi e gli oli animali e vegetali.
- 17. Una composizione idroassorbente secondo la rivendicazione 16, caratterizzata dal fatto che il Componente A è un poliisobutilene avente peso molecolare da 300 a 2.000, un polibutadiene o un polidimetiIsilossano eventualmente vinil terminato.
- 18. Una composizione idroassorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 17, caratterizzata dal fatto che il Componente B è un poliacrilato o un polimetacrilato di sodio.
- 19. Una composizione idroassorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 18, caratterizzata dal fatto che il Componente C è una silice pirogenica.
- 20. Una composizione idroassorbente secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 19, caratterizzata dal fatto che il Componente D è un derivato di un metallo nobile.
- 21. Una composizione idroassorbente secondo la rivendicazione 20, caratterizzata dal fatto che il Componente D è costituito da palladio metallico su carbone attivo.
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