NL8601149A - Vervaardiging van een langswaterdichte optische kabel. - Google Patents

Description

* I

PHK 153 1 N.K.F.Groep B.V.

"Vervaardiging van een langswaterdichte optische kabel".

De uitvinding heeft betrekking op een methode voor de vervaardiging van een langswaterdichte optische kabel.

Het is bekend om kabels, in het bijzonder telecommunikatiekabels zoals bijvoorbeeld telefoonkabels, 5 langswaterdicht te maken door de kabel te vullen met een stroperige of wasachtige substantie zoals bijvoorbeeld bekend is onder de benaming petrol jelly. Ook worden wel olies toegepast zoals bijvoorbeeld aromatische en/of alifatische koolwaterstoffen die voorzien kunnen zijn van verdikkingsmiddelen zoals fijn verdeeld siliciumdioxyde of van 10 vezelig materiaal zoals glasvezels of asbestvezels. Andere voor dit doel toegepaste stoffen zijn paraffines of materialen die onder invloed van toegetreden water opzwellen zoals bentoniet, dextrine of cellulose derivaten. De in water zwellende stoffen worden ook wel bloksgewijs aangebracht dat wil zeggen op onderling gelijke afstanden gezien in 15 de lengterichting van de kabel.

Het vullen van de kabel met oliën of wasachtige materialen heeft het nadeel dat de kabel beduidend minder flexibel wordt. Bovendien wordt de kabel veel zwaarder wat de hanteerbaarheid vermindert. Een ander bezwaar is dat de montage van de kabel aan bij 20 voorbeeld een elektrisch verbindingslichaam, mof, eindsluiting en dergelijke een moeizaam en onplezierig proces is.

Toepassing van een met water zwellende stof heeft het bezwaar dat bij toetreding van water een ongedefinieerde en oncontrolleerbare drukopbouw plaatsvindt. In geval van een optische 25 kabel leidt dit gemakkelijk tot een druk op de optische vezels wat een sterke signaalvermindering tot gevolg heeft.

Ook bij optische kabels is de toepassing van een voor water ondoordringbaar vulmedium bekend. Zo is in het Engelse octrooischrift 1.445.732 de toepassing van petrol jelly beschreven wat 30 de hierboven genoemde bezwaren heeft. In het Duitse Auslegeschrift 2.728.642 wordt een optische kabel beschreven waarbij de ruimte tussen de vezel en de losse sekundaire mantel voorzien wordt van een zwak 350*149 ΡΗΚ 153 2 verknopende substantie zoals een zwak verknopende silikonhars, polyesterhars of polyurethaanhars.

Volgens de Engelse octrooiaanvrage 2.064.471 wordt binnen de losse sekundaire mantel een vulling aangebracht van een thixotrope 5 olie bestaande uit siliconenolie die voorzien is van fijn verdeeld silikaat. In beide laatstgenoemde publikaties gaat het om het vullen van de sekundaire mantel zodat de kabel of het kabelelement slechts waterdicht is tussen de fiber en de losse sekundaire mantel.

De uitvinding beoogt een methode voor de fabrikage van 10 een langswaterdichte optische kabel te verschaffen waarbij de voornoemde bezwaren niet optreden.

Volgens een doelstelling van de uitvinding wordt een kabel vervaardigd die geheel langswaterdicht is dat wil zeggen over de gehele doorsnede van de kabel.

15 Een andere doelstelling is een kabel te vervaardigen die relatief licht in gewicht is, gemakkelijk hanteerbaar en vooral flexibel is.

Nog een andere doelstelling is een methode te verschaffen die een hoge produktiesnelheid mogelijk maakt en daarenboven een aantal 20 processtappen heeft die zowel ononderbroken in een continuproces kunnen worden uitgevoerd als in een onderbroken, discontinuproces. Hiermede wordt de flexibiliteit van de procesvoering vergroot.

Een andere doelstelling is een optische kabel te vervaardigen die op eenvoudige wijze, zonder dat een vulling verwijderd 25 moet worden, elektrisch verbonden kan worden aan bijvoorbeeld eindafsluiters, verbindingsmoffen en dergelijke.

Deze doelstellingen worden volgens de uitvinding bereikt met een methode voor de vervaardiging van een langswaterdichte optische kabel waarbij een trekkern over zijn gehele lengte voorzien wordt van 30 een dun laagje van een smeltlijm, over de laag van smeltlijm een aantal van een losse sekundaire mantel voorziene optische vezels wordt samengeslagen, een hoeveelheid smeltlijm periodiek wordt aangebracht op de sekundaire mantels van de optische vezels, over het verkregen t samenstel een folie wordt aangebracht en hieropvolgend een 35 kunststofmantel wordt aangebracht door middel van een extrusieproces.

De in de methode volgens de uitvinding toegepaste trekkern is bij voorkeur vervaardigd uit metaal en bevat in het $ M 1 /, ö v v * ; I *7 * i PHK 153 3 bijzonder een staaldraad of een aantal samengeslagen staaldraadjes. De trekkern kan ook vervaardigd zijn uit een met sterktevezels, zoals glasvezels of polyaramide vezels voorziene kunststof. Iedere optische vezel is voorzien van een op het oppervlak aangebracht beschermlaagje 5 van kunststof de zogenaamde primaire coating. Eén of meer optische vezels zijn opgenoaen in de hierboven genoemde losse sekundaire mantel dit is een kunststofmantel of kunststofbuisje waarvan de binnendiameter groter is dan de buitendiameter van de optische vezel zodat de vezel of vezels binnen de sekundaire mantel beweegbaar is of zijn. De ruimte 10 binnen de sekundaire mantel is bij voorkeur gevuld met een vulmiddel dat bijvoorbeeld een paraffine olie bevat waarin zeer fijne Si02 deeltjes zijn verdeeld.

De toegepaste smeltlijm is een op zich bekend produkt dat in de handel verkrijgbaar is, dikwijls onder de Engelse benaming van 15 hotmelt. De smeltlijm is een kunststofsamenstelling zoals een copolymeer van etheen-vinylacetaat die bij verhoogde temperatuur, in vloeibare vorm wordt aangebracht. Bij afkoeling wordt de smeltlijm vast en heeft daarbij een hechtend (lijm-)vermogen.

De in de methode volgens de uitvinding toegepaste folie 20 is bijvoorbeeld een kunststoffolie zoals een polyesterfolie.

In een voorkeursvorm van de methode wordt een metaalfolie, in het bijzonder een aluminiumfolie, toegepast in de vorm van een band die om het samenstel van kern, losse sekpndaire mantels en smeltlijm wordt gevouwen en die ten minste aan het naar 25 de kunststofmantel toegekeerde oppervlak voorzien is van een kunststof laagje dat bij het aanbrengen van de mantel, hiermede versmelt.

In een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de methode volgens de uitvinding worden tezamen met de van een losse sekundaire mantel voorziene optische vezels ook één of meer geïsoleerde 30 elektrische geleiders over de van smeltlijm voorziene kern samengeslagen. De geïsoleerde elektrische geleiders hebben bij voorkeur dezelfde diametrale afmeting als de van fibers (optische vezels) voorziene losse sekundaire mantels.

Volgens de methode van de uitvinding wordt de smeltlijm 35 dus het afdichtingsmateriaal, in twee stappen aangebracht. In de eerste stap wordt de trekkern over de gehele lengte voorzien van een dun laagje van de smeltlijm. Hiermede wordt bereikt dat de moeilijk toegankelijke 8501149 β % ΡΗΚ 153 4 ruimtes tussen de trekkern en de om de kern samengeslagen sekundaire mantels van binnenuit, dus vanaf de trekkern gevuld worden met smeltlijm. De dikte' van de laag van smeltlijm is gering en zodanig dat na het samenslaan van de sekundaire mantels met fibers, de smeltlijm het 5 omtreksvlak van de mantels niet te buiten gaat. Hiermede wordt bereikt dat het tussenprodukt (samenstel) van de trekkern, de smeltlijm en de samengeslagen, van mantels voorziene fibers gemakkelijk getransporteerd en op haspels opgeslagen kan worden. Dit heeft weer tot gevolg dat het proces volgens de uitvinding, indien gewenst, als een discontinu dus 10 onderbroken proces kan worden uitgevoerd. Bij een dikkere laag van smeltlijm waarbij de buitenzijde van de mantels niet geheel vrij is van de smeltlijm, kan het tussenprodukt niet wordden opgewikkeld omdat de windingen op elkaar gaan kleven wat resulteert in een massieve, onverwerkbare bundel.

15 De fibers (optische vezels) met hun sekundaire 'mantels kunnen in elke gewenste configuratie op de met smeltlijm voorziene trekkern worden gefixeerd. Zo kunnen de mantels met fibers spiraalvormig worden aangebracht of in een SZ configuratie. De laatstgenoemde configuratie kan beschreven worden als een spiraalvorm met wisselende 20 draairichting en heeft de vorm van een gebogen sinuslijm. Opgemerkt wordt dat een verkleving van sekundaire mantels met een van een elastische lijm voorziene trekkern als zodanig bekend is uit de Nederlandse octrooiaanvrage nr. 8200126 (PHK 142) ten name van Aanvrager.

Zoals eerder is vermeld wordt volgens het proces van de 25 uitvinding, het afdichtingsmiddel dus de smeltlijm in twee processtappen aangebracht. Na de hierboven beschreven eerste processtap wordt de tweede processtap uitgevoerd. Hierbij wordt op de laag van de om de kern samengeslagen gefixeerde optische vezels met sekundaire mantels, periodiek een hoeveelheid smeltlijm aangebracht en vervolgens 30 wordt om het geheel een folie gevouwen. De periodieke depositie van smeltlijm houdt in dat gezien in de lengerichting van de kabel, op onderling gelijke afstanden van bijvoorbeeld 1-4 m, een hoeveelheid smeltlijm wordt aangebracht. Het periodiek aangebrachte depot van smeltlijm wordt in het vervolg ook wel afdichtingsblok genoemd. De 35 lengte van het afdichtingsblok kan naar wens worden gevarieerd en bedraagt bijvoorbeeld van 1-20 cm, zoals 10 cm.

Ter plaatse van een afdichtingsblok verbindt zich de

ύ v i? I 1 «ί W

PHK 153 5 smeltlijm aangebracht op de sekundaire mantels met de smeltlijm van de kern waardoor een perfekte waterafdichting over de gehele doorsnede van de kabel wordt bereikt. Bovendien is de boven de folie geextrudeerde kunststofaantel ter plaatse van een afdichtingsblok hecht verbonden met 5 de kern. Door de vele afdichtingsblokken zijn kunststofmantel en kern ten opzichte van elkaar gefixeerd en kunnen zich ten opzichte van elkaar niet verplaatsen indien bijvoorbeeld hetzij op de mantel hetzij op de kern een sterke trekkkracht wordt uitgeoefend.

In een eenvoudige uitvoeringsvorm van de methode volgens 10 de uitvinding wordt rechtstreeks op de folie die over het samenstel is aangebracht, een kunststofmantel geextrudeerd.

Het is ook mogelijk om over de folie een tweede laag van geleiders aan te brengen op dezelfde wijze als de eerste laag van geleiders over de trekkern is aangebracht. Hierover dan weer een folie 15 en tot slot een geextrudeerde kunststofmantel. Meer in het bijzonder heeft deze gunstige uitvoeringsvorm van de methode volgens de uitvinding het kenmerk, dat na het aanbrengen van de folie over het samenstel, deze folie over de gehele lengte wordt voorzien van een dunne laag van de smeltlijm, over de laag van smeltlijm een aantal geleiders 20 wordt samengeslagen, een hoeveelheid van de smeltlijm periodiek wordt aangebracht op de geleiders, over het geheel een tweede folie wordt aangebracht en hierop volgend een kunststofmantel wordt aangebracht door middel van een extrusieproces.

De over de folie aangebrachte geleiders kunnen 25 geïsoleerde elektrische geleiders zijn en/of optische vezels die voorzien zijn van een losse sekundaire mantel. De tweede folie is bij voorkeur een metaalfolie die voorzien is van een kunststoflaagje dat samensmelt met de geextrudeerde kunststofmantel. De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvormen, maar moet ruim 30 worden geïnterpreteerd. Verdere uitvoeringsvormen worden geacht deel uit te maken van de uitvinding bijvoorbeeld een uitvoeringsvorm waarbij op de tweede folie een derde laag van geleiders is aangebracht omgeven door een derde folie en afgedekt met een kunststofmantel. Voorts kan de volgens de uitvinding vervaardigde optische kabel voorzien worden van 35 extra berschermingslagen of armeringslagen. Hiertoe wordt bij wijze van voorbeeld om de geextrudeerde kunststofmantel een laag van sterktevezels of sterktebanden aangebracht zoals een laag van samengeslagen 8601149 PHK 153 6 staaldraden. Deze wordt afgedekt met een kunststofmantel van bijvoorbeeld polyethyleen die op zijn beurt voorzien kan worden van een buitenmantel van een sterke kunststof zoals een laag van geextrudeerde polyamide (nylon skin).

5 De uitvinding wordt aan de hand van de tekening toegelicht, waarbij

Fig. 1 een dwarsdoorsnede is van een volgens de uitvinding vervaardigde optische kabel;

Fig. 2 een dwarsdoorsnede is van een verdere 10 uitvoeringsvorm van de vervaardigde kabel; en

Fig. 3 een schematische weergave is van het proces volgens de uitvinding.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een trekkern weergegeven vervaardigd uit een aantal samengeslagen staaldraadjes.

15 De kern heeft bijvoorbeeld een diameter van 1,5 mm. Op de kern is een laagje 2 aangebracht van een smeltlijm.. Over de met smeltlijm voorziene kern zijn zes optische vezels 3 spiraalvormig samengeslagen. Iedere optische vezel heeft een op het glasoppervlak hechtende, niet weergegeven kunststoflaag, de zgn. primaire coating. Elke optische vezel 20 is omgeven met een losse kunststofmantel 4, de zgn. sekundaire mantel waarbinnen de vezel 3 zich vrij bewegen kan. De diameter van de sekundaire mantel bedraagt 1,5 mm. Laag 2 van smeltlijm vult de ruimtes op tussen de kern en de samengeslagen optische vezels met sekundaire mantels. Over de sekundaire mantels 4 is periodiek een hoeveelheid 25 smeltlijm 5 aangebracht. Over het verkregen samenstel (1-5) is met overlap een aluminiumfolie 6 overlangs gevouwen. Folie 6 is aan het naar buiten gerichte oppervlak voorzien van een niet weergegeven kunststoflaagje. Als gevolg van het aanbrengen van folie 6 wordt het smeltlijmdepot 5 naar binnen gedrukt en vormt één geheel met 30 smeltlijmlaag 2. Over folie 6 wordt een kunststofmantel 7 van bijvoorbeeld polyethyleen geextrudeerd die hecht,op het kunststoflaagje van folie 6. De kabel wordt verder afgewerkt met een zgn. armering gevormd door samengeslagen staaldraadjes 8, een geextrudeerde kunststofmantel 9 van bijvoorbeeld polyethyleen en een buitenmantel 10 35 van polyamide.

In figuur 2 is met het verwijzingscijfer 11 een trekkern van samengeslagen staaldraadjes weergegeven met een diameter van 2,5 mm.

810114 9 PHK 153 7

De trekkern is voorzien van een laagje smeltlijm 12 met een dikte van 0,1 tot 0,2 ma waarover zes optische vezels 13 en twee geïsoleerde elektrische geleiders 14 zijn samengeslagen. Smeltlijm 12 vult de ruimte op tussen de kern en de samengeslagen geleiders. De optische 5 vezels 13 zijn ieder voorzien van een niet weergegeven primaire coating en van een losse sekundaire mantel 15 met een diameter van 1,5 mm. De elektrische geleiders 14 zijn bijvoorbeeld vervaardigd uit een litze van samengeslagen koperdraadjes en voorzien van een isolerende kunststofmantel 16 van bijvoorbeeld polyethyleen. De diameter van de 10 geleiders met isolatielaag is 1,5 mm. Op de plaats waar in de kabel een afdichtingsblok moet komen - en deze plaats is in dwarsdoorsnede in figuur 2 weergegeven - wordt op de sekundaire mantels 15 een hoeveelheid smeltlijm 17 aangebracht. Over het geheel wordt een folie 18 aangebracht die met overlap is gevouwen. Bij het aanbrengen van 15 folie 18 wordt een radiale, naar binnen gerichte kracht uitgeoefend op de smeltlijm 17 waardoor deze zich verbindt met het laagje 12 van smeltlijm. Op folie 18, zoals een polyesterfolie, wordt een dun laagje 19 van smeltlijm aangebracht. Hierover worden geïsoleerde elektrische geleiders 20 samengeslagen. Iedere geïsoleerde geleider bevat een 20 koperkern 21 en een kunststof isolatiemantel 22. Bij het samenslaan van de elektrische geleiders 20 worden de ruimtes tussen de folie en de geleiders opgevuld met smeltljm 19. Een hoeveelheid smeltlijm 23 wordt periodiek aangebracht op de geïsoleerde geleiders 20. Over de van smeltlijm voorziene geleiders wordt een metaalfolie 24 met overlap 25 gevouwen. Hierbij verbindt smeltlijm 23 zich met de laag 19 van smeltlijm. Tot slot wordt over folie 24 een kunststofmantel 25 geextrudeerd die hecht op een op folie 24 aanwezig en niet weergegeven kunststoflaagje.

In figuur 3A is met het verwijzingscijfer 26 een 30 stalen kern weergegeven die in de met een pijl aangegeven richting wordt verplaatst met een snelheid van 10-15 m per sekonde. Kern 26 doorloopt een doseemippel 27 die via een buis 28 verbonden is met reservoir 29. Reservoir 29 bevat een smeltlijm 30. Het reservoir wordt tezamen met buis 28 en nippel 27 op een temperatuur gehouden van 120-140°C. Door 35 een niet weergegeven pompinrichting wordt de in nippel 27 aanwezige smeltlijm op een geringe overdruk gehouden. Als gevolg van de passage van kern 26 door doseemippel 27 wordt de kern over zijn gehele lengte 9 8601149 PHK 153 8 en over de volle omtrek voorzien van een niet weergegeven, dun laagje van de heetsmeltlijm met een dikte van ongeveer 0,1 tot 0,2 mm. Een gelijkmatige dikte wordt ingesteld met behulp van de afstrijknippel 31. Na passage van de afstrijknippel wordt om de van een smeltlijmlaag 5 voorziene kern een zestal van een van een losse sekundaire mantel voorziene optische vezels 32 samengeslagen. De optische vezels lopen hierbij af van de klossen 33 en worden spiraalvormig over de kern samengeslagen. Hiertoe zijn klossen 33, waarvan er in figuur 3 een tweetal is weergegeven, draaibaar om kern 26. De op de kern aanwezige 10 smeltlijm heeft ter plaatse van het aanbrengen van de optische vezels een temperatuur van omstreeks 25-40°C. In het in figuur 3 weergegeven discontinue vervaardigingsproces wordt het verkregen samenstel 33 van kern, smeltlijm en optische vezels, als een tussenprodukt opgewikkeld op haspel 34. Op een gewenst tijdstip kan het tussenprodukt onderworpen 15 worden aan de verdere processtappen die in figuur 3B schematisch worden weergeven. Het is evenzeer mogelijk om het samenstel 33 niet op te haspelen maar direkt verder te gaan met de volgende processtappen volgens fig. 3B en zodoende een ononderbroken vervaardigingsproces te realiseren.

20 Volgens het schema van fig. 3B wordt het samenstel 33 door een doseernippel 35 gevoerd die via een stalen pijp 36 verbonden is met een smeltlijm reservoir 37. De in het reservoir 37, pijp 36 en nippel 35 aanwezige smeltlijm wordt op een temperatuur van 120-140°C gehouden. Door middel van een niet weergegeven perspomp worden op de in 25 reservoir 37 aanwezige smeltlijm drukstoten uitgeoefend. Bij iedere drukstoot wordt via nippel 35 een hoeveelheid smeltlijm 38 gedeponeerd op samenstel 33. De frequentie van de drukstoten is zodanig dat gezien in de lengterichting van de kabel op afstanden van 1-4 m, een smeltlijmdepot 38 wordt aangebracht. Onmiddellijk na het aanbrengën van 30 het smeltlijmdepot 38 wordt een van een voorraadrol 39 afkosmtige Al-band 40 met overlap over het samenstel 33 gevouwen met behulp van de vouwinrichting 41. Het van het samenstel 33 afgekeerde oppervlak van de Al-band 40 is voorzien van een niet weergegeven kunststoflaag. De Al-band 40 wordt door een aandruknippel 42 vast aangedrukt op het 35 samenstel 33. Als gevolg van het vouwen en aandrukken van de Al-band zal een radiale binnenwaartse kracht worden uitgeoefend op de smeltlijm. De lengte van het smeltlijmdepot na het aanbrengen van de Al-band is 6101140 PHK 153 9 ’ J, ongeveer 10 cm. Vanzelfsprekend kan ook een andere lengte worden ingesteld. De kabel wordt vervolgens door een extrusie inrichting 43 gevoerd en daarbij voorzien van een kunststofmantel 44. Tot slot wordt de vervaardigde optische kabel opgewikkeld op een haspel 45. Zoals 5 eerder is vermeld kan desgewenst de vervaardigde kabel volgens gebruikelijke processen worden voorzien van een armering bijvoorbeeld bestaande uit opeenvolgend een laag van staaldraadjes, een kunststofmantel van polyethyleen en een buitenmantel van polyamide.

8601149

Claims (4)

1. Methode voor de vervaardiging van een langswaterdichte optische kabel waarbij een trekkern over zijn gehele lengte voorzien wordt van een dun laagje van een smeltlijm, over de laag van smeltlijm een aantal van een losse sekundaire mantel voorziene optische vezels 5 wordt samengeslagen, een hoeveelheid smeltlijm periodiek wordt aangebracht op de sekundaire mantels van de optische vezels, over het verkregen samenstel een folie wordt aangebracht ea hieropvolgend een kunststofmantel wordt aangebracht door middel van een extrusieproces.

2. Methode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een 10 metaalfolie wordt toegepast in de vorm van een metaalband die om het samenstel wordt gevouwen en die aan het naar de kunststofmantel toegekeerde oppervlak is voorzien van een laagje kunststof dat bij extrusie van de kunststofmantel, hiermede versmelt.

3. Methode volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 15 tezamen met de van een losse sekundaire mantel voorziene optische vezels ook één of meer geïsoleerde elektrische geleiders worden samengeslagen over de op de kern aangebrachte laag van smeltlijm.

4. Methode volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat na het aanbrengen van de folie om het samenstel, deze folie over de gehele 20 lengte wordt voorzien van een dunne laag van de smeltlijm, over de laag van smeltlijm een aantal geleiders wordt samengeslagen, een hoeveelheid van de smeltlijm periodiek wordt aangebracht op de geleiders, over het geheel een tweede folie wordt aangebracht en hieropvolgend een kunststofmantel wordt aangebracht door middel van een extrusieproces. 8301149