專利名稱：用于通訊的光纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括至少一個(gè)阻塞水傳播的微型組件的通訊用光纜，以及涉及該微型組件。
用于光纜中的傳輸元件，特別是涂覆的光學(xué)纖維通常單獨(dú)或者作為群組被容納在阻尼材料或元件中。
例如，可以將如以光學(xué)纖維的群組、束或帶布置的一根或多根光學(xué)纖維容納在可以例如由聚合物材料制成的管子或柔性外殼(下文中稱為“保留元件”)中。在本領(lǐng)域中，光學(xué)纖維與保留元件一起被通常稱為“光學(xué)元件”、“微型組件”或“模件”。通常，所述保留元件具有薄的厚度并且被賦予特定的機(jī)械性能(特別是彈性模量、極限拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率)以使得能容易地利用光學(xué)纖維，以促進(jìn)光學(xué)纖維與使用者的器件之間的連接和纜線之間的相互連接。所述保留元件還通常被稱為“微型外殼”或“迷你外殼”。
此外，所述保留元件通常具有相對(duì)低的軸向勁度，以便輕微地影響由于在所述纖維通常經(jīng)受的熱循環(huán)期間可能出現(xiàn)的機(jī)械應(yīng)力和應(yīng)變的纖維衰減。
光纜可以包含單個(gè)微型組件或多個(gè)微型組件。所述單個(gè)微型組件或所述多個(gè)微型組件被通常稱為該電纜的光芯。一般而言，將光芯依次插入通常由聚合物材料制成的保護(hù)外殼中。
通常，每一微型組件可通常以2-12的數(shù)目包含容納在上述保留元件中的光學(xué)纖維束。光學(xué)纖維平行或者根據(jù)開(kāi)口的螺旋圖案(或S-Z絞合)而排列在微型組件的軸的周圍，即光學(xué)纖維在微型組件的軸的周圍以伴隨著絞合的第一方向(S-型)與伴隨著絞合的相反方向(Z-型)交替地絞合。
在每一微型組件內(nèi)，光學(xué)纖維可以在它們的外包封與微型組件的保留元件的內(nèi)表面之間有或沒(méi)有間隙的情況下排列。如果在光學(xué)纖維與保留元件之間沒(méi)有留下間隙，則將微型組件稱為緊密的，而在相反情形中即如果在光學(xué)纖維與保留元件之間有間隙，則將微型組件稱為松散的。
在本說(shuō)明書中和在后面的權(quán)利要求書中，當(dāng)將光學(xué)纖維從保留元件上機(jī)械分離時(shí)，微型組件將被稱為松散的。因此，對(duì)于合適長(zhǎng)度的松散型微型組件(例如1米)而言，可以與其它光學(xué)纖維獨(dú)立地取出單根光學(xué)纖維。通常，當(dāng)保留元件的內(nèi)徑比包封其中界定的光學(xué)纖維的最小圓周的直徑大至少1％時(shí)，可以如上面披露的那樣操作，否則微型組件將被稱為緊密的。
正如上面已經(jīng)報(bào)導(dǎo)的那樣，通過(guò)簡(jiǎn)單地將保留元件撕開(kāi)和脫開(kāi)，所述微型組件使得在微型組件的自由端和微型組件的中間位置容易獲得容納在其中的光學(xué)纖維。實(shí)際上，通過(guò)用手指施加適度的組合壓力和拉伸強(qiáng)度，可以容易地將預(yù)定長(zhǎng)度的保留元件除去以獲得保持未覆蓋的光學(xué)纖維。
因此，構(gòu)成保留元件的聚合物材料的機(jī)械性能表明，除了保留元件的容納作用元件外，在光纜中提供微型組件的主要目的之一是將不同的光學(xué)纖維束分組以使得能夠容易地識(shí)別不同的束。這類識(shí)別可以例如通過(guò)提供帶有相應(yīng)的具有不同顏色的保留元件的微型組件而實(shí)現(xiàn)。
光學(xué)纖維在微型組件中的排列使得能夠?qū)⒏邤?shù)目的光學(xué)纖維聚集在相對(duì)小的光纜中(例如帶有至多144根光學(xué)纖維的電纜可以具有低于或等于約13mm或更小的外徑；帶有更低數(shù)目的纖維的電纜可以具有相應(yīng)更小的直徑)，這使得包括微型組件的電纜特別適合于城市分布的網(wǎng)絡(luò)。
在本說(shuō)明書中和在后面的權(quán)利要求書中，措詞“阻塞水傳播”是指在微型組件中和在含有該微型組件的光纜中阻止或限制了水的傳播，意思是微型組件和含有該微型組件的光纜通過(guò)了根據(jù)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60794-1-2提供的方法F5B的試驗(yàn)關(guān)于以上試驗(yàn)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)將在后面的實(shí)施例中給出。水的傳播主要是指沿著微型組件的縱向擴(kuò)散，這導(dǎo)致逐漸將其充滿。
現(xiàn)有技術(shù)包含至少一個(gè)阻塞水傳播的微型組件(通常為多個(gè)微型組件)的通訊用光纜是已知的。例如，美國(guó)專利5,671,312披露了包含借助于粘度為100-5000mPa·s的油例如硅油而阻水的微型組件的光纜。借助于涂布機(jī)元件例如與油進(jìn)料元件聯(lián)合并且位于用于將保留元件擠出在光學(xué)纖維周圍的擠出頭上游的毛氈墊板，使每一光學(xué)纖維帶有這樣的油。
美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0168243披露了一種包含借助于硅酮或合成油脂、油或凝膠而阻水的微型組件的電信用光纜。在使光學(xué)纖維通過(guò)用于擠出將光學(xué)纖維夾在一起的薄的保留外殼的模頭之前，用這些填充化合物涂覆光學(xué)纖維。還構(gòu)思了溶脹粉末和/或溶脹長(zhǎng)絲的使用。美國(guó)專利5,751,880披露了一種用于光學(xué)纖維電信電纜的光學(xué)元件，該元件包括其中松散地容納至少一根光學(xué)纖維的塑料材料管，其中所述管的厚度小于或等于0.5mm，并且其中所述材料具有在20℃下小于1500MPa的彈性模量和沒(méi)有屈服點(diǎn)的應(yīng)力/伸長(zhǎng)曲線。所述管還可以容納沒(méi)有更好限定的提供凝膠形式密封的材料。
這樣的光纜也是已知的其中光學(xué)纖維被插入管中，該管有時(shí)被稱為“緩沖管”，其通常具有高于約0.2mm，一般約0.3mm-約0.8mm的厚度。
例如，國(guó)際專利申請(qǐng)WO2004/034115披露了由高度結(jié)晶聚丙烯和沖擊改性聚合物的可擠出共混物制成的緩沖管、芯管或開(kāi)槽鐵芯纖維光纜組件。正如上述專利申請(qǐng)中披露的那樣，以3.3mm外徑和0.76mm壁厚進(jìn)行模塑的所述緩沖管通常充填了光纜烴-基油脂，其將烴油摻入在纖維周圍并且消除了氣隙。上述油脂(也稱為“凝膠”)據(jù)說(shuō)提供了對(duì)光傳輸性能不利的水滲透的阻隔。
美國(guó)專利5,911,023披露了由特征為高熔體流動(dòng)指數(shù)的熱塑性聚烯烴，優(yōu)選丙烯或乙烯均聚物、丙烯-乙烯共聚物或包括丙烯和乙烯的三元共聚物制成的光纜組件，例如緩沖管、嵌條或護(hù)套。所述具有高熔體流動(dòng)指數(shù)的材料的使用使得緩沖管結(jié)晶度和結(jié)晶速率顯著改進(jìn)、導(dǎo)致了改進(jìn)的緩沖管抗碎性、降低的擠出后收縮、改進(jìn)的凝膠相容性和改進(jìn)的過(guò)剩纖維長(zhǎng)度控制。緩沖管中的凝膠據(jù)說(shuō)是觸變性的、可阻水的凝膠例如礦物凝膠或石油凝膠。
發(fā)明概述然而，由上面報(bào)導(dǎo)的現(xiàn)有技術(shù)披露的光纜表現(xiàn)出一些缺陷。
實(shí)際上，在現(xiàn)有技術(shù)的包含例如借助于油而阻水的微型組件的光纜中，通過(guò)油發(fā)揮的阻水作用不令人滿意，因?yàn)樘貏e是出于以下原因而使隨著時(shí)間這種作用是不完全和無(wú)效的。當(dāng)微型組件經(jīng)受水位差時(shí)或者由于在長(zhǎng)的儲(chǔ)存時(shí)間之后油穿過(guò)保留元件的遷移效應(yīng)，油從微型組件中泄漏。本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，即使通過(guò)使用具有高粘度(高于5000mPa·s)的油，也不能避免這類泄漏而是僅僅延遲了時(shí)間。
此外，還有可能對(duì)應(yīng)于油粘度降低的環(huán)境溫度的升高可以造成油從微型組件中泄漏。這在電纜的使用壽命期間和在微型組件或引入預(yù)先已盤繞成線軸的微型組件的電纜的可能的長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間期間，這是特別不令人希望的。
如上所述，在美國(guó)專利申請(qǐng)2003/0168243中和在美國(guó)專利5,751,880中，借助于凝膠填充在微型組件內(nèi)位于光學(xué)纖維之間的間隙。
然而，本申請(qǐng)人觀察到，在這些參考文獻(xiàn)中沒(méi)有指出關(guān)于所使用的凝膠的化學(xué)、物理或流變性能、關(guān)于被凝膠填充的微型組件體積的大小，以及關(guān)于這類凝膠阻止沿著微型組件的水傳播的效果。
在本發(fā)明中，本申請(qǐng)人覺(jué)察到通過(guò)使用填充化合物以阻止或限制水傳播通過(guò)微型組件，所述填充化合物需要具有所選擇數(shù)值的特定性能的組合。
特別地，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)適合于在微型組件中使用的填充化合物應(yīng)該是觸變性的，以使得光學(xué)纖維在微型組件中徑向移動(dòng)而不會(huì)減小填充化合物的阻水作用。
實(shí)際上，觸變性填充化合物具有這樣的表觀粘度當(dāng)經(jīng)受恒定的剪切應(yīng)力或剪切速率時(shí)該表觀粘度降低，并且當(dāng)除去剪切應(yīng)力或剪切速率時(shí)該表觀粘度逐漸恢復(fù)至初始值。這樣的觸變性能與時(shí)間有關(guān)。關(guān)于所述觸變性能的另一些細(xì)節(jié)可以例如在H.A.Barnes、J.F.Hutton和K.Walters的“An Introductionto Rheology”(第1版-1989)，24-25頁(yè)中找到。
根據(jù)所述定義，在容納于保留元件里的光學(xué)纖維之間和周圍的間隙中施加的觸變性填充化合物僅僅通過(guò)光學(xué)纖維移動(dòng)而暫時(shí)地局部裂開(kāi)，當(dāng)響應(yīng)于電纜應(yīng)變時(shí)，光學(xué)纖維必須找到新的平衡位置。在已經(jīng)找到所述新的平衡位置之后，填充化合物由于其的觸變性能而因此恢復(fù)其本身的完整性并且重新充滿微型組件的保留元件內(nèi)的所有間隙。
此外，本申請(qǐng)人覺(jué)察到，除了上述觸變性能之外，適合在微型組件中使用的填充化合物應(yīng)該具有特定的粘度以適宜地阻止或限制水傳播通過(guò)微型組件。實(shí)際上，為了阻止或限制水傳播通過(guò)微型組件，應(yīng)該準(zhǔn)確地選擇所述粘度，從而避免在電纜的工作溫度下(通常約-50℃到約70℃)的任何滴落現(xiàn)象，以及從而即使在低溫下也保持光學(xué)纖維的傳輸能力。
此外，本申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，應(yīng)該通過(guò)考慮其與保留元件的聚合物材料的相容性來(lái)選擇填充化合物。實(shí)際上，本申請(qǐng)人注意到通常取決于所述保留元件的特定材料的聚合物性質(zhì)和特別是當(dāng)保留元件的厚度薄時(shí)，用于松散的緩沖管光學(xué)纖維中的(特別是用于填充緩沖管的)填充化合物的使用可能不能賦予預(yù)期的結(jié)果。特別地，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)所述保留元件的機(jī)械性能(特別是極限拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率)可能出現(xiàn)明顯降低。
因此，本申請(qǐng)人覺(jué)察到需要提供這樣一種微型組件其中以有效的方式阻止或限制了水傳播通過(guò)該微型組件，其在電纜的工作溫度范圍內(nèi)(例如約70℃)不會(huì)經(jīng)受滴落現(xiàn)象，并且其即使在低溫(例如約-45℃)下也保持了傳輸能力。此外，本申請(qǐng)人覺(jué)察到需要防止由填充化合物和保留元件的聚合物材料的相互作用造成的保留元件的聚合物材料的機(jī)械性能的降低。
本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用具有預(yù)定流變性能的填充化合物，即具有在20℃下高于預(yù)定值的粘度和在選擇的低溫(例如-45℃)下低于預(yù)定值的損耗模量G″的觸變性填充化合物，可以滿足這些不同的要求。
就阻水性能而言，特別地，本申請(qǐng)人觀察到在電纜的微型組件的工作溫度下(環(huán)境溫度例如20℃是電纜的使用壽命的代表性溫度)填充化合物的零剪切粘度與所述填充化合物阻止或限制水傳播通過(guò)充填了所述填充化合物的微型組件的能力之間有強(qiáng)的相關(guān)性。
就傳輸能力而言，本申請(qǐng)人觀察到，在選擇的低溫下(例如在-45℃下)填充化合物的損耗模量G″與微型組件的光學(xué)性能之間有直接的相關(guān)性。
在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明因此涉及一種通訊的光纜，其包括至少一個(gè)阻塞水傳播的微型組件，其中所述微型組件包括-至少一根光學(xué)纖維；-用于容納所述至少一根光學(xué)纖維的保留元件；和-布置于所述保留元件內(nèi)的觸變性填充化合物，所述填充化合物具有在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下高于或等于700Pa·s的粘度，以及在-45℃的第二溫度下和在1Hz的頻率下低于或等于3000MPa的損耗模量G″，所述觸變性填充化合物與所述保留元件相容。
出于本說(shuō)明書和后面的權(quán)利要求書的目的，除了另外說(shuō)明之外，表示數(shù)目、數(shù)量、百分比等的所有數(shù)值將被理解為在所有情形中由術(shù)語(yǔ)“約”修飾。并且，所有范圍包括所披露的最大和最小點(diǎn)的任意組合并且包括其中的任意中間范圍，這可以在或可以不在本文中特別地列舉。
在本說(shuō)明書中和在后面的權(quán)利要求書中，措詞“與所述保留元件相容”是指填充化合物不會(huì)引起保留元件的能夠使得其機(jī)械性能退化的任何明顯的溶脹，意思是微型組件通過(guò)根據(jù)來(lái)自France Telecom的CM37標(biāo)準(zhǔn)，6.2條的試驗(yàn)關(guān)于以上試驗(yàn)的另外細(xì)節(jié)將在后面的實(shí)施例中給出。
特別地，在零剪切速率下和在20℃下高于或等于700Pa·s的粘度有利地使得能夠獲得相對(duì)于微型組件中水傳播的有效阻隔性能并且避免所不希望的在微型組件(和相應(yīng)的電纜)的使用壽命和可能的儲(chǔ)存時(shí)間期間填充化合物從微型組件中泄漏的現(xiàn)象。優(yōu)選地，在零剪切速率下和在20℃下，填充化合物的粘度為800-40000Pa·s，更優(yōu)選為850-20000Pa·s。
優(yōu)選地，在-45℃的溫度下和在1Hz的頻率下，填充化合物具有300MPa-3000MPa，更優(yōu)選500MPa-2500MPa的損耗模量G″。
優(yōu)選地，填充化合物填充了在保留元件和光學(xué)纖維中限定的至少85％的體積。有利地，以這種方式完全阻止或至少有效地限制了水傳播通過(guò)微型組件。
更優(yōu)選地，填充化合物填充了在保留元件和光學(xué)纖維中限定的至少90％的體積。
優(yōu)選地，填充化合物包括結(jié)構(gòu)化的憎水性材料例如由至少一種液體和由至少一種增稠劑得到的凝膠。
所述液體優(yōu)選選自硅油，優(yōu)選聚二甲基硅氧烷油；氟化油，優(yōu)選全氟聚醚油，或其混合物。
所述增稠劑優(yōu)選選自二氧化硅、膨潤(rùn)土、聚四氟乙烯、或其混合物。
作為選擇，增稠劑可以包括聚合物，優(yōu)選彈性體聚合物，更優(yōu)選嵌段共聚物例如苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP)、苯乙烯-乙烯-丁烯(SEB)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、或其混合物。適用于該目的的聚合物的例子可以在專利US6,278,824、US6,160,939、US4,798,853中和在專利申請(qǐng)WO93/05113中找到。也可以構(gòu)思無(wú)機(jī)和有機(jī)增稠劑的組合，例如二氧化硅和聚合物，優(yōu)選上述類型的彈性體共聚物的混合物。
這些優(yōu)選的填充化合物與通常用于形成常規(guī)地涂覆在光學(xué)纖維上的保護(hù)性涂層(例如可UV固化的丙烯酸酯涂層)的材料化學(xué)相容。另外，所述優(yōu)選的填充化合物與用于形成微型組件的保留元件的聚合物材料，例如基于烯烴聚合物的熱塑性聚合物組合物化學(xué)相容。這些組合物優(yōu)選為L(zhǎng)SOH類型(低煙零鹵素，即不含鹵素并且具有低的排煙量)并且優(yōu)選基于任選地包括在下面更詳細(xì)描述的無(wú)機(jī)填料的乙烯共聚物。
優(yōu)選地，意在通過(guò)加入增稠劑而形成凝膠的上述液體是硅油。優(yōu)選地，所述硅油具有在20℃下為100-13000mPa·s，更優(yōu)選在20℃下為1000-6000mPa·s的粘度。
優(yōu)選地，增稠劑包括蒸氣沉積二氧化硅，更優(yōu)選蒸氣沉積二氧化硅和至少部分硅烷化的二氧化硅的混合物。有利地，羥基的部分硅烷化賦予二氧化硅憎水性，這使得能夠獲得提高的耐濕性。
優(yōu)選地，為了不負(fù)面影響由未硅烷化的二氧化硅確保的觸變性效應(yīng)，未硅烷化的二氧化硅與硅烷化的二氧化硅之間的重量比為0.5-5，更優(yōu)選0.65-4.30。
優(yōu)選地，所述液體與增稠劑之間的重量比為20/1-6/1，更優(yōu)選20/1-10/1。
優(yōu)選地，保留元件具有0.05-0.2mm，更優(yōu)選0.1-0.2mm的厚度。
優(yōu)選地，意在形成保留元件的熱塑性聚合物組合物包括(a)至少一種第一烯烴聚合物，和(b)至少一種無(wú)機(jī)填料。
更優(yōu)選地，所述熱塑性聚合物組合物進(jìn)一步包括選自以下物質(zhì)的至少一種第二烯烴聚合物(c)(c1)至少一種α-烯烴、至少一種丙烯酸酯和至少一種α，β-烯屬不飽和二羧酸試劑或其衍生物，例如酸酐、金屬鹽、酰亞胺、酯，或至少一種丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物；(c2)乙烯、至少一種α，β-烯屬不飽和二羧酸酐和至少一種飽和羧酸的乙烯基酯的三元共聚物；(c3)接枝有至少一種烯屬不飽和單體的烯烴聚合物。
優(yōu)選地，在20℃的溫度下所述熱塑性聚合物組合物具有低于或等于500MPa，更優(yōu)選50-500MPa，仍然更優(yōu)選150-400MPa的彈性模量。
優(yōu)選地，所述熱塑性聚合物組合物具有低于或等于12MPa，更優(yōu)選5-10MPa的極限拉伸強(qiáng)度。
優(yōu)選地，所述熱塑性聚合物組合物具有低于或等于100％，更優(yōu)選30-80％的斷裂伸長(zhǎng)率。
優(yōu)選地，所述第一烯烴聚合物(a)可以選自α-烯烴聚合物，包括含有一個(gè)或多個(gè)單體單元的均聚物、共聚物、三元共聚物或其混合物。優(yōu)選含有2-20個(gè)碳原子，優(yōu)選2-8個(gè)碳原子的α-烯烴的聚合物。
所述α-烯烴的特定例子是乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、4-乙基-1-己烯、或其混合物。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，第一烯烴聚合物(a)可以例如選自低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)；無(wú)規(guī)立構(gòu)聚丙烯；高和低密度聚-1-丁烯；聚-4-甲基-1-戊烯；超低分子量聚乙烯；乙烯基離聚物；聚-4-甲基-1-戊烯；乙烯-丙烯共聚物；乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)；乙烯和/或丙烯與其它可共聚單體的共聚物例如乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物；乙烯丙烯酸系彈性體例如乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物；或其混合物。還可以使用鹵代的烯烴、聚合物和共聚物。優(yōu)選乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、或其混合物。
可以使用并且可商購(gòu)獲得的第一烯烴聚合物(a)的例子是已知名為來(lái)自Atofina的Lotryl或來(lái)自Polimeri Europa的Flexirene的產(chǎn)品。
作為選擇，所述第一烯烴聚合物(a)可以選自乙烯與至少一種例如選自丙烯、1-丁烯、異丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-十二碳烯或其混合物的脂族α-烯烴和任選的多烯烴，優(yōu)選二烯烴的共聚物。
以上的乙烯與至少一種脂族α-烯烴的共聚物通常具有以下組成50mol％-98mol％，優(yōu)選60mol％-93mol％的乙烯；2mol％-50mol％，優(yōu)選7mol％-40mol％的脂族α-烯烴；0mol％-5mol％，優(yōu)選0mol％-2mol％的多烯烴。
可在本發(fā)明中使用并且目前可商購(gòu)獲得的乙烯與至少一種脂族α-烯烴的共聚物的例子是來(lái)自DuPont-Dow Elastomers的產(chǎn)品Engage或來(lái)自Exxon Chemical的Exact。
優(yōu)選地，上述無(wú)機(jī)填料(b)意在用于控制保留元件的物理參數(shù)例如機(jī)械性能和阻燃性以及獲得容易剝離的保留元件。出于該目的，無(wú)機(jī)填料(b)可以例如選自金屬，特別是鈣、鎂、鋁或其混合物的氫氧化物、水合氧化物、鹽或水合鹽。所述無(wú)機(jī)填料(b)還可以與其它無(wú)機(jī)填料例如硅酸鹽混合使用。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，無(wú)機(jī)填料(b)可以例如選自氫氧化鎂(包括例如得自于研磨的水鎂石礦物的天然氫氧化鎂)、氫氧化鋁、氧化鋁(包括高嶺土，即水合的硅酸鋁)、三水合氧化鋁、水合碳酸鎂、碳酸鎂、碳酸鎂鈣水合物、碳酸鎂鈣或其混合物。氫氧化鎂、氫氧化鋁、三水合氧化鋁(Al2O3·3H2O)或其混合物是特別優(yōu)選的。可以有利地加入少量，通常小于25wt％的一種或多種無(wú)機(jī)氧化物或鹽，例如CoO、TiO2、Sb2O3、ZnO、Fe2O3、CaCO3或其混合物。上述金屬氫氧化物，特別是鎂和鋁氫氧化物優(yōu)選以尺寸可以為0.1μm-20μm，優(yōu)選0.5μm-10μm的顆粒形式使用。
無(wú)機(jī)填料(b)可以有利地以涂覆的顆粒形式使用。優(yōu)選的涂覆材料是含有8-24個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸或其金屬鹽，例如油酸、棕櫚酸、硬脂酸、異硬脂酸、月桂酸；鎂或鋅硬脂酸鹽或油酸鹽；或其混合物。
相對(duì)于100重量份的第一烯烴聚合物(a)，無(wú)機(jī)填料(b)優(yōu)選以40重量份-200重量份，優(yōu)選75重量份-150重量份的數(shù)量存在于熱塑性聚合物組合物中。
可以使用并且可商購(gòu)獲得的無(wú)機(jī)填料(b)的例子是已知名為來(lái)自Sima的Hydrofy或來(lái)自O(shè)mya的Atomfor的產(chǎn)品。
必須注意的是相對(duì)于100重量份第一烯烴聚合物(a)，特別地加入數(shù)量等于或高于100重量份的無(wú)機(jī)填料(b)還可以賦予熱塑性聚合物組合物以有利的阻燃性。
優(yōu)選地，三元共聚物(c1)可以包含50wt％-99wt％的至少一種α-烯烴、0.5wt％-40wt％的至少一種丙烯酸酯，和0.3wt％-10wt％的至少一種二羧酸試劑或其衍生物，或者至少一種丙烯酸縮水甘油酯。
可有利地用于制備三元共聚物(c1)的α-烯烴可以例如選自含有2-20個(gè)碳原子，優(yōu)選2-8個(gè)碳原子的α-烯烴。乙烯、丙烯或者乙烯和丙烯的混合物是優(yōu)選的。
可有利地用于制備三元共聚物(c1)的丙烯酸酯可以例如選自具有下式的化合物CH2＝C(R)COOR′其中R表示氫，或者含有1-4個(gè)碳原子的低級(jí)烷基例如甲基或乙基，R′表示具有1-6個(gè)碳原子的低級(jí)烷基。
丙烯酸酯的特定例子是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸乙酯、或其混合物。可有利地用于制備該第一三元共聚物的α，β-烯屬不飽和二羧酸試劑或其衍生物可以例如選自馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、中康酸、衣康酸、檸康酸、衣康酸酐、檸康酸酐、馬來(lái)酸單甲酯、馬來(lái)酸單鈉、或其混合物。優(yōu)選馬來(lái)酸酐。
可有利地用于制備三元共聚物(c1)的丙烯酸縮水甘油酯可以例如選自具有下式的化合物 其中R1是氫或含有1-6個(gè)碳原子的低級(jí)烷基。優(yōu)選地，R1是氫、甲基或乙基。
丙烯酸縮水甘油酯的特定例子是丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙基丙烯酸縮水甘油酯、或其混合物。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，三元共聚物(c1)可以例如選自乙烯-丙烯酸甲酯-馬來(lái)酸酐、乙烯-丙烯酸乙酯-馬來(lái)酸酐、乙烯-丙烯酸丁酯-馬來(lái)酸酐、丙烯-丙烯酸甲酯-馬來(lái)酸酐、丙烯-丙烯酸乙酯-馬來(lái)酸酐、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸縮水甘油酯、乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸縮水甘油酯、或其混合物。
可使用的三元共聚物(c1)可以通過(guò)已知技術(shù)，例如借助于高壓自由基聚合工藝而制備。所述工藝的更詳細(xì)描述可以例如在專利US4,644,044和US4,617,36中或在專利申請(qǐng)GB2,091,745中找到。
可使用并且可商購(gòu)獲得的三元共聚物(c1)的例子是已知名為來(lái)自Atofina的LotaderMAH或LotaderGMA的產(chǎn)品。
可有利地用于制備三元共聚物(c2)的α，β-烯屬不飽和二羧酸酐可以選自檸康酸酐、衣康酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、馬來(lái)酸酐、或其混合物。優(yōu)選馬來(lái)酸酐。
可有利地用于制備三元共聚物(c2)的飽和羧酸的乙烯基酯可以例如選自含有2-6個(gè)碳原子的飽和羧酸的乙烯基酯。優(yōu)選乙酸乙烯酯。
三元共聚物(c2)優(yōu)選為乙烯-乙酸乙烯酯-馬來(lái)酸酐。
可根據(jù)本發(fā)明使用并且可商購(gòu)獲得的三元共聚物(c2)的例子是已知名為來(lái)自Atofina的Orevac9305或Orevac9307的產(chǎn)品。
關(guān)于接枝有至少一種烯屬不飽和單體的烯烴聚合物(c3)，該烯烴聚合物可以例如選自乙烯均聚物；丙烯均聚物；乙烯和丙烯的共聚物，尤其是正如在沖擊性和無(wú)規(guī)丙烯共聚物中那樣的丙烯與少量乙烯的共聚物；乙烯、丙烯和二烯烴的三元共聚物(例如所謂的EPDM)；乙烯與至少一種C3-C10烴α-烯烴的共聚物；乙烯和乙酸乙烯酯、丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物。
C3-C10烴α-烯烴的特定例子是1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、或其混合物。
丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的烷基的特定例子是甲基、乙基、丙基、丁基、或其混合物。
乙烯共聚物可以包括線性低密度聚乙烯(LLDPE)和極低密度聚乙烯(VLDPE)。
烯屬不飽和單體可以例如選自烯屬不飽和羧酸或其衍生物、烯屬不飽和羧酸酐、或其混合物。
可選自單-、二-或多羧酸的羧酸的特定例子是丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來(lái)酸、富馬酸、衣康酸、巴豆酸、或其混合物。
酸酐的特定例子是衣康酸酐、馬來(lái)酸酐、取代的馬來(lái)酸酐(例如二甲基馬來(lái)酸酐)、納迪克(nadic)甲基酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、或其混合物。優(yōu)選馬來(lái)酸酐。
不飽和羧酸衍生物的特定例子是鹽、酰胺、酰亞胺或酯，例如馬來(lái)酸單和二鈉、丙烯酰胺、馬來(lái)酰亞胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、富馬酸二甲酯、或其混合物。
用于將這些單體接枝在烯烴聚合物上的技術(shù)是本領(lǐng)域已知的并且描述于例如專利US4,612,155中或者歐洲專利申請(qǐng)EP-A-0398604中。
可根據(jù)本發(fā)明使用并且可商購(gòu)獲得的接枝有至少一種烯屬不飽和單體的烯烴聚合物(c3)的例子是已知名為來(lái)自DuPont的Fusabond或來(lái)自Atofina的OrevacG的產(chǎn)品。
優(yōu)選地，相對(duì)于100重量份第一烯烴聚合物(a)，第二烯烴聚合物(c)以3重量份-10重量份，更優(yōu)選5重量份-8重量份的數(shù)量存在于熱塑性聚合物組合物中。
意在用于形成保留元件的熱塑性聚合物組合物可以有利地包含抗氧劑添加劑，該抗氧劑添加劑優(yōu)選選自聚合的三甲基二氫喹啉、4，4′-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚；季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、2，2′-硫代二亞乙基-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、或其混合物。
可以有利地將其它常規(guī)添加劑例如加工助劑、潤(rùn)滑劑、顏料、滑爽劑、抗氧劑和其它填料加入所述熱塑性聚合物組合物中。
通常加入熱塑性聚合物組合物中的加工助劑例如為硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸、石蠟、硅橡膠、或其混合物。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的光纜包括至少一個(gè)包含光學(xué)纖維束的微型組件。
根據(jù)另一個(gè)特別適用于具有中-高傳輸能力的電纜的優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的光纜包括多個(gè)微型組件和至少一個(gè)布置在相對(duì)于所述多個(gè)微型組件的徑向外側(cè)位置的外殼。
在光纜包括多個(gè)微型組件和至少一個(gè)布置在相對(duì)于微型組件的徑向外側(cè)位置的外殼的情形中，該光纜優(yōu)選進(jìn)一步包括至少一個(gè)縱向嵌入在所述外殼中的，更優(yōu)選與外殼內(nèi)徑成切線嵌入的增強(qiáng)元件。
根據(jù)另一個(gè)特別適用于具有高-極高傳輸能力的電纜的優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的光纜進(jìn)一步包括多根管子。每一根所述管子布置在相對(duì)于多個(gè)所述微型組件的徑向外側(cè)位置和相對(duì)于所述至少一個(gè)外殼的徑向內(nèi)側(cè)位置。
在光纜包括如此布置的多個(gè)微型組件的情形中，該光纜優(yōu)選進(jìn)一步包括在相對(duì)于所述外殼的中心徑向內(nèi)側(cè)位置縱向延伸的中心增強(qiáng)元件，所述多根管子絞合在所述中心增強(qiáng)元件的周圍。
根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明還提供一種阻塞水傳播的微型組件，其包括-至少一根光學(xué)纖維；-用于容納所述至少一根光學(xué)纖維的保留元件；和-布置于所述保留元件內(nèi)的觸變性填充化合物，所述填充化合物具有在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下高于或等于700Pa·s的粘度，以及在-45℃的第二溫度下和在1Hz的頻率下低于或等于3000MPa的損耗模量G″，所述觸變性填充化合物與所述保留元件相容。
本發(fā)明的微型組件的優(yōu)選實(shí)施方案由從屬權(quán)利要求31和32限定。本發(fā)明的這些優(yōu)選的微型組件的實(shí)施方案對(duì)應(yīng)于已經(jīng)在上面論述的本發(fā)明的包括至少一個(gè)微型組件的光纜的優(yōu)選實(shí)施方案。
附圖簡(jiǎn)述參照附圖，從一些優(yōu)選實(shí)施方案的描述中將更容易地看出本發(fā)明的另一些特征的優(yōu)點(diǎn)，在附圖中出于說(shuō)明和非限制性目的示出了微型組件以及包括多個(gè)該微型組件的光纜的優(yōu)選實(shí)施方案。
在附圖中-

圖1是根據(jù)本發(fā)明的通訊用光纜的阻塞水傳播的微型組件的橫截面-圖2是包括多個(gè)圖1的微型組件的第一類型的通訊用光纜的橫截面圖；-圖3是包括多個(gè)圖1的微型組件的第二類型的通訊用光纜的橫截面圖。
優(yōu)選實(shí)施方案的詳述參照?qǐng)D1，意在用于制造根據(jù)本發(fā)明的通訊用光纜的阻塞水傳播的微型組件通常以1表示。
微型組件1包括多根光學(xué)纖維2(例如光學(xué)纖維束)，和用于容納光學(xué)纖維2的保留元件3，該保留元件3布置于相對(duì)于多根光學(xué)纖維2的徑向外側(cè)位置。根據(jù)圖1中所示的優(yōu)選實(shí)施方案，微型組件1的保留元件3由在20℃下彈性模量低于500MPa、極限拉伸強(qiáng)度為5-10MPa和斷裂伸長(zhǎng)率為30-80％的熱塑性聚合物組合物制成。
保留元件3具有優(yōu)選為0.05-0.2mm，更優(yōu)選0.1-0.2mm的厚度。在例如圖1中所示的那樣微型組件含有12根光學(xué)纖維的情形中，微型組件1具有最大橫向尺寸為1.25mm-1.45mm的總尺寸。
微型組件1進(jìn)一步包括觸變性填充化合物4。根據(jù)本發(fā)明，填充化合物4在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下具有高于700Pa·s的粘度。在零剪切速率下的該粘度值對(duì)應(yīng)于Ellis模型的第一參數(shù)C1的值，這將在下文中更詳細(xì)地論述。填充化合物4在-45℃的第二溫度下和在1Hz的頻率下具有低于3000MPa的損耗模量G″。
填充化合物4包括例如優(yōu)選粘度為5000mPa·s的硅油，和優(yōu)選包含蒸氣沉積二氧化硅(例如可從CabotCorporation，Boston，Massachusetts獲得的CAB-O-SILH-5)和用二甲基二氯硅烷處理的憎水性蒸氣沉積二氧化硅(例如CAB-O-SILTS-610)的組合的二氧化硅。未處理的二氧化硅優(yōu)選具有300m2/g的B.E.T.表面積，處理的二氧化硅優(yōu)選具有120m2/g的B.E.T.表面積。
優(yōu)選地，硅油與二氧化硅之間的重量比為20/1-6/1，更優(yōu)選20/1-10/1。
特別地，如此形成的填充化合物4的粘度在零剪切速率下和在20℃下為900Pa·s，并且具有在-45℃的溫度下和在1Hz的頻率下測(cè)量的1500MPa的損耗模量G″。
特別地，根據(jù)圖1中所示的優(yōu)選實(shí)施方案，多根光學(xué)纖維2以松散的方式容納在保留元件3中。更特別地，保留元件3的內(nèi)徑比包封其中界定的光學(xué)纖維2的最小圓周的直徑大1.50-21％。
在保留元件3的內(nèi)徑與光學(xué)纖維束2的最大橫向尺寸之間限定了平均厚度為0.1mm的間隙，該間隙便利地被填充化合物4阻水。為了填充在容納于保留元件3中的光學(xué)纖維2之間和周圍的所有間隙，在它們通過(guò)用于擠出保留元件3的模頭之前優(yōu)選用填充化合物4涂覆光學(xué)纖維2。
參照?qǐng)D2和3，分別示出了在本領(lǐng)域中已知為術(shù)語(yǔ)“中心松散管中的微型組件(M-CLT)”的松散光纜，特別為第一類型的光纜5，和在本領(lǐng)域中已知為術(shù)語(yǔ)“絞合的松散管中的微型組件(M-SLT)”的第二類型的松散光纜105。
參照?qǐng)D2，從徑向最內(nèi)側(cè)位置到徑向最外側(cè)外置，光纜5包括根據(jù)“SZ”型螺旋絞合的多個(gè)微型組件1、保護(hù)管6、帶子7、外殼8，在該外殼中嵌入了與外殼8的內(nèi)徑成切線布置的兩個(gè)相對(duì)的增強(qiáng)縱向元件9和兩個(gè)相對(duì)的用于切割外殼的割繩(rip-cord)10。任選地，在管子6與外殼8之間可以布置織物增強(qiáng)鎧裝，例如由芳酰胺纖維或玻璃纖維制成的鎧裝。在與具有第二相反絞合方向(Z-型)的絞合部分交替的具有第一絞合方向(S-型)的絞合部分中，根據(jù)“SZ”型螺旋圖案絞合的微型組件1布置在電纜5的縱軸周圍。
參照?qǐng)D3，光纜105包括外殼15和布置在相對(duì)于多個(gè)上述微型組件1的徑向外側(cè)位置以及相對(duì)于外殼15的徑向內(nèi)側(cè)位置的多根管子12。因此，根據(jù)圖3中所示的說(shuō)明性例子，從徑向最內(nèi)側(cè)位置到徑向最外側(cè)外置，光纜105包括中心增強(qiáng)元件11、絞合在中心增強(qiáng)元件11周圍的6根管子12(每一管子12容納根據(jù)“SZ”型螺旋絞合的4個(gè)微型組件1)、帶子13、織物增強(qiáng)鎧裝14和外殼15，在該外殼中嵌入了與外殼15的內(nèi)徑成切線布置的兩個(gè)相對(duì)的用于切割外殼15的割繩16。
如下文中披露那樣測(cè)量填充化合物在零剪切速率下的粘度值和損耗模量G″。
便利地，借助于由下式表示的Ellis方程測(cè)量在零剪切速率下填充化合物的粘度值η=C1/(1+γ·/C2)C3-1]]>其中η是粘度； 是剪切速率；C1是第一參數(shù)，其表示填充化合物在零剪切速率下的粘度；C2是第二參數(shù)，其涉及在其下填充化合物根據(jù)牛頓模型表現(xiàn)(即該填充化合物具有根據(jù)該模型粘度與剪切速率無(wú)關(guān)的性能)的剪切速率范圍的寬度；C3是第三參數(shù)，其表示填充化合物的假塑性性能。
因此，為了測(cè)量填充化合物在零剪切速率下的粘度值，借助于帶有錐板2°/40mm測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)力控制流變儀Bohlin CVO120對(duì)填充化合物進(jìn)行流變性測(cè)量。更具體地，流變性測(cè)量由借助于上述旋轉(zhuǎn)應(yīng)力控制流變儀Bohlin CVO120對(duì)一組填充化合物樣品進(jìn)行連續(xù)剪切試驗(yàn)而組成。在600s的時(shí)間內(nèi)在20℃的溫度下施加從1Pa起始掃到7000Pa的應(yīng)力。這些流變性測(cè)量的結(jié)果使得能夠獲得以Ellis方程為模型的流動(dòng)曲線，以確定參數(shù)C1的值和因此在零剪切速率下和在20℃下的粘度值。
正如已知的那樣，損耗模量G″與填充化合物的粘性相關(guān)，其通過(guò)測(cè)量在預(yù)定的施加剪切應(yīng)力與所得的測(cè)量剪切應(yīng)變之間的相位滯后而確定。
在振動(dòng)試驗(yàn)中，應(yīng)力和應(yīng)變不斷變化并且僅僅可以測(cè)量所謂的粘彈性或復(fù)合模量G*的瞬時(shí)值，這不同于由Hooke定律示出的性能，根據(jù)該定律，應(yīng)變通過(guò)被稱為彈性模量的材料常數(shù)而與應(yīng)力相關(guān)。G*如下定義G*＝G′+iG″其中G′是儲(chǔ)能(或彈性)模量，即代表彈性固體的性能的模量，其給出了能量的彈性儲(chǔ)存的度量；G″是損耗(或粘性)模量，即代表粘性流體的性能的模量，其給出了通過(guò)流動(dòng)中持久的變形而能量粘性耗散的度量；i是假想的復(fù)數(shù)單位。
正如已知的那樣，通過(guò)下式，G′和G″還與相角相關(guān)tanδ＝G″/G′其中G′和G″如上定義并且tanδ與由于滯后的能量耗散成正比。
特別地，借助于振動(dòng)試驗(yàn)使用上述的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力控制流變儀BohlinCVO120、在所謂的線性應(yīng)力響應(yīng)區(qū)中采用掃溫度試驗(yàn)(temperaturesweep test)，使用間隙為250μm的25mm平行板幾何結(jié)構(gòu)測(cè)量在-45℃下和在1Hz的頻率下填充化合物的損耗模量G″值。為了該目的，首先在恒定的1Hz頻率下和在不同的溫度下，即在25℃下、在0℃下和在-20℃下伴隨著2s的延遲時(shí)間施加在1-10000Pa范圍內(nèi)漸增的應(yīng)力而進(jìn)行掃振幅試驗(yàn)(amplitude sweep test)，以確定初始應(yīng)力極限。隨后，在1Hz的頻率下采用0.03的目標(biāo)應(yīng)變、在+25℃至-60℃的溫度范圍內(nèi)伴隨著3℃/min的冷卻速率操作而進(jìn)行掃溫度試驗(yàn)。
如上所述，損耗模量是重要的參數(shù)，因?yàn)槠浔憷嘏c由在光學(xué)纖維中測(cè)量的光衰減的測(cè)量得到的結(jié)果相關(guān)。實(shí)際上，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)在1Hz和-45℃下G″等于或低于或者等于3000MPa時(shí)，根據(jù)光學(xué)信號(hào)衰減的填充化合物的光學(xué)性能處于可接受的數(shù)值內(nèi)。在這種條件下，在容納于保留元件中的光學(xué)纖維之間和周圍的間隙中存在的填充化合物仍然表現(xiàn)出吸收作用于微型組件上和容納于其中的光學(xué)纖維上的應(yīng)力的剩余能力。
有利地，這些優(yōu)選的損耗模量G″值使得能夠使用帶有改進(jìn)的耗散能力，即帶有能夠吸收和補(bǔ)償施加在電纜上的外部應(yīng)力的靈活性的填充化合物。
由于上述特征，根據(jù)本發(fā)明的微型組件以及包括該微型組件的光纜有利地以有效并且持久的方式阻塞水傳播，并且確保了在整個(gè)溫度范圍(包括微型組件和包含該微型組件的光纜在它們的使用壽命期間可能經(jīng)受的低溫)內(nèi)充足的傳輸能力。
所選的填充化合物的特定流變性能使得能夠阻止水沿著微型組件的傳播，并且進(jìn)一步使得當(dāng)光纜暴露于熱-機(jī)械應(yīng)力下時(shí)光學(xué)纖維能夠容易地在微型組件內(nèi)移動(dòng)。
在以下實(shí)施例中進(jìn)一步描述本發(fā)明，這些實(shí)施例僅僅為了說(shuō)明并且不必以任何方式看作是限制本發(fā)明。
實(shí)施例1(本發(fā)明)通過(guò)將在20℃下粘度為5000mPa·s的硅油(WackerAK 5000，可從Wacker-Chemie GmbH，München，Germany獲得)和二氧化硅以19/1重量比混合而制備填充化合物。該二氧化硅由蒸氣沉積二氧化硅(B.E.T.表面積為300m2/g的CAB-O-SILH-5，可從CabotCorporation，Boston，Massachusetts獲得)和用二甲基二氯硅烷處理的憎水性蒸氣沉積二氧化硅(例如CAB-O-SILTS-610)以2/3重量比的組合制得。
通過(guò)使用Ellis模型，借助于上述旋轉(zhuǎn)應(yīng)力控制流變儀BohlinCVO120通過(guò)在20℃溫度下在600s時(shí)間內(nèi)施加從1Pa掃到7000Pa的應(yīng)力，而由在20℃下進(jìn)行的一組流變性測(cè)量計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度η=C1/(1+γ/C2)C3-1]]>所述流變測(cè)量結(jié)果定義了以Ellis模型為模型的流動(dòng)曲線，以確定C1即在零剪切速率下在20℃下的粘度。
在零剪切速率下在20℃下的粘度在表I中報(bào)導(dǎo)。通過(guò)借助于上面報(bào)導(dǎo)的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力控制流變儀進(jìn)行振動(dòng)試驗(yàn)而測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″。首先，為了確定初始應(yīng)力極限，在1Hz的恒定頻率下和在不同的溫度25℃、0℃和-20℃下伴隨著2s的延遲時(shí)間施加在1-10000Pa范圍內(nèi)漸增的應(yīng)力而進(jìn)行掃振幅試驗(yàn)。隨后，在1Hz的頻率下采用0.03的目標(biāo)應(yīng)變、在+25℃至-60℃的溫度范圍內(nèi)伴隨著3℃/min的冷卻速率操作而進(jìn)行掃溫度試驗(yàn)。
在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″的測(cè)量結(jié)果在表II中報(bào)導(dǎo)。
實(shí)施例2(本發(fā)明)通過(guò)將在20℃下粘度為5000mPa·s的硅油(Wacker AK 5000，可從Wacker-Chemie GmbH，München，Germany獲得)和二氧化硅以13/1重量比混合而制備填充化合物。該二氧化硅由蒸氣沉積二氧化硅(B.E.T.表面積為300m2/g的CAB-O-SILH-5，可從CabotCorporation，Boston，Massachusetts獲得)和用二甲基二氯硅烷處理的憎水性蒸氣沉積二氧化硅(例如CAB-O-SILTS-610)以5/2.2重量比的組合制得。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
實(shí)施例3(比較例)將在20℃下粘度為6000mPa·s的硅油WackerAK 6000(可從Wacker-Chemie GmbH，München，Germany獲得)用作填充化合物。該填充化合物具有牛頓流變性能，因此它的粘度與剪切速率無(wú)關(guān)。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
實(shí)施例4(本發(fā)明)
通過(guò)將在20℃下粘度為5000mPa·s的硅油(Wacker AK 5000，可從Wacker-Chemie GmbH，München，Germany獲得)和二氧化硅以9.5/1重量比混合而制備填充化合物。該二氧化硅由蒸氣沉積二氧化硅(B.E.T.表面積為300m2/g的CAB-O-SILH-5，可從CabotCorporation，Boston，Massachusetts獲得)和用二甲基二氯硅烷處理的憎水性蒸氣沉積二氧化硅(例如CAB-O-SILTS-610)以7.3/2.2重量比的組合制得。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
實(shí)施例5(本發(fā)明)通過(guò)將在20℃下粘度為4500mPa·s的硅油(Bayer Silopren U5，可從Bayer AG，Leverkusen，Germany獲得)和二氧化硅以6.8/1重量比混合而制備填充化合物。該二氧化硅由蒸氣沉積二氧化硅(B.E.T.表面積為300m2/g的CAB-O-SILH-5，可從Cabot Corporation，Boston，Massachusetts獲得)和用二甲基二氯硅烷處理的憎水性蒸氣沉積二氧化硅(例如CAB-O-SILTS-610)以10.3/2.4重量比的組合制得。所得的填充化合物還含有0.25wt％的炭黑。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
實(shí)施例6(比較例)將可從Huber-gruppe獲得的聚α烯烴-基油LA444用作填充化合物。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
實(shí)施例7(比較例)將可從Shennzhen Unigel Telecommunication獲得的烴-基油Unigel 200N用作填充化合物。
如實(shí)施例1中所述借助于Ellis模型計(jì)算在零剪切速率下在20℃下填充化合物的粘度，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表I中。如實(shí)施例1中那樣測(cè)量在-45℃下和在1Hz下的損耗模量G″，并且將所得的結(jié)果報(bào)導(dǎo)在表II中。
表I
表II
實(shí)施例8(水通過(guò)的抗性試驗(yàn))測(cè)試實(shí)施例1-3、6和7的填充化合物以評(píng)價(jià)含有其的微型組件的抗水傳播性。通過(guò)在根據(jù)“SZ”技術(shù)絞合的12根光學(xué)纖維的束中嵌入大量填充化合物而制造微型組件。出于該目的，將光學(xué)纖維通入包含填充化合物并且溫度調(diào)節(jié)在100℃下的腔室中。將填充化合物施加在間隙中和光學(xué)纖維的周圍。在140-180℃的擠出溫度下，將由在表VI中報(bào)導(dǎo)的熱塑性聚合物組合物制成的保留元件(所述保留元件具有在20℃下為260MPa的彈性模量、7.8MPa的極限拉伸強(qiáng)度和75％的斷裂伸長(zhǎng)率)擠出在嵌入填充化合物中的光學(xué)纖維束的周圍。涂覆有填充化合物的光學(xué)纖維束的前進(jìn)速度為50m/min。該填充化合物填充了在保留元件中限定的90％的體積。將以該方式得到的微型組件冷卻至20℃的溫度。
根據(jù)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60794-1-2提供的方法F5B進(jìn)行抗性試驗(yàn)。特別地，通過(guò)在長(zhǎng)度為1-3m的微型組件樣品的末端施加1m水頭24小時(shí)而測(cè)試對(duì)微型組件水傳播的抗性。
還根據(jù)改進(jìn)的方法F5B進(jìn)行抗性試驗(yàn)，根據(jù)該方法，將1m水頭施加在長(zhǎng)度為1m的樣品上15天。
測(cè)試結(jié)果示于表III中。在涉及到低于樣品長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的傳播的任何情形中，當(dāng)在微型組件中沒(méi)有觀測(cè)到或者觀測(cè)到輕微的水傳播時(shí)，將測(cè)試結(jié)果看作是積極的。
表III
實(shí)施例9(滴落試驗(yàn))測(cè)試實(shí)施例1-3、6和7的填充化合物以評(píng)價(jià)它們對(duì)從微型組件中滴落的抗性。如實(shí)施例8中所述那樣制造微型組件。
根據(jù)由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60794-1-2提供的方法E14進(jìn)行垂直滴落試驗(yàn)。特別地，將長(zhǎng)度為30cm的微型組件樣品垂直定向并且使其經(jīng)受70℃的溫度24小時(shí)。在第一次試驗(yàn)中將樣品的頂部自由端密封，而在第二次試驗(yàn)中將頂部自由端保持敞開(kāi)。
結(jié)果在表IV中報(bào)導(dǎo)。
表IV
實(shí)施例10(熱循環(huán)試驗(yàn))測(cè)試實(shí)施例1-3、6和7的填充化合物以評(píng)價(jià)在微型組件中光學(xué)纖維的衰減。如實(shí)施例8中所述那樣制造微型組件。
通過(guò)使1000m長(zhǎng)度的微型組件樣品經(jīng)受-40℃至+60℃的熱循環(huán)而進(jìn)行熱循環(huán)試驗(yàn)。
在熱循環(huán)期間，在-40℃、+20℃和+60℃的上述溫度下在1550nm下和在1625nm下測(cè)量衰減。就在+20℃下的衰減而言和就在測(cè)試的溫度范圍內(nèi)(-40℃至+60℃)的衰減變化而言，觀測(cè)到電纜中光學(xué)纖維的規(guī)則性能。結(jié)果在表V中報(bào)導(dǎo)。
表V
實(shí)施例11(相容性試驗(yàn))測(cè)試實(shí)施例1和實(shí)施例6的填充化合物與在表VI中披露的熱塑性聚合物組合物制成的保留元件的相容性。如實(shí)施例8中所述那樣制造微型組件。
為了該目的，根據(jù)來(lái)自France Telecom的CM37標(biāo)準(zhǔn)，6.2條對(duì)得到的微型組件進(jìn)行試驗(yàn)。特別地-在70℃下將長(zhǎng)度30cm的充填有實(shí)施例1的填充化合物的微型組件樣品浸入實(shí)施例1的填充化合物中10天；-在70℃下將長(zhǎng)度30cm的充填有實(shí)施例6的填充化合物的微型組件樣品浸入實(shí)施例6的填充化合物中10天。
測(cè)量保留元件的極限拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的變化百分比。得到的結(jié)果如下-極限拉伸強(qiáng)度(％變化)2.5％(實(shí)施例1的填充化合物)，-40％(實(shí)施例6的填充化合物)-斷裂伸長(zhǎng)率(％變化)-1.5％(實(shí)施例1的填充化合物)，-22％(實(shí)施例6的填充化合物)。
以上報(bào)導(dǎo)的結(jié)果清楚地表明只有實(shí)施例1的填充化合物可與保留元件的聚合物組合物相容。
表VI
*數(shù)量以phr，即每100份烯烴聚合物(a)的重量份表示。
Lotryl17BA07(Atofina)含有16-19wt％丙烯酸酯的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；Lotryl30BA02(Atofina)含有28-32wt％丙烯酸酯的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；FlexireneCL10(Polimeri Europa)線性低密度聚乙烯；Lotader3410(Atofina)乙烯-丙烯酸正丁酯-馬來(lái)酸酐三元共聚物；HydrofyGS1.5(Sima)用硬脂酸涂覆的氫氧化鎂；RhodorsilGUM901(Rhodia)二甲基硅氧烷、甲基乙烯基封端的樹膠；DynasylanAMEO(Sivento-Chemie)3-氨基丙基三乙氧基硅烷；Anox20(Great Lakes Chemical)季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯](抗氧劑)。
權(quán)利要求
1.用于通訊的光纜(5，105)，其包括至少一個(gè)阻塞水傳播的微型組件(1)，其中所述微型組件(1)包括-至少一根光學(xué)纖維(2)；-用于容納所述至少一根光學(xué)纖維(2)的保留元件(3)；和-布置于所述保留元件(3)內(nèi)的觸變性填充化合物(4)，所述填充化合物(4)具有在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下高于或等于700Pa·s的粘度，以及在-45℃的第二溫度下和在1Hz的頻率下低于或等于3000MPa的損耗模量G″，所述觸變性填充化合物(4)與所述保留元件(3)相容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)在零剪切速率下和在20℃下的粘度為800-40000Pa·s。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)在零剪切速率下和在20℃下的粘度為850-20000Pa·s。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)在-45℃的溫度下和在1Hz的頻率下具有300MPa-3000MPa的損耗模量G″。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)在-45℃的溫度下和在1Hz的頻率下具有500MPa-2500MPa的損耗模量G″。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)填充了所述保留元件(3)中界定的至少85％的體積。
7.根據(jù)權(quán)利要求7的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)填充了所述保留元件(3)中界定的至少90％的體積。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述填充化合物(4)包括由至少一種液體和由至少一種增稠劑獲得的凝膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的光纜(5，105)，其中所述液體選自硅油、氟化油、或其混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的光纜(5，105)，其中所述增稠劑選自二氧化硅、膨潤(rùn)土、聚四氟乙烯，或其混合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的光纜(5，105)，其中所述液體是硅油。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的光纜(5，105)，其中所述硅油在20℃下具有100-13000mPa·s的粘度。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的光纜(5，105)，其中所述增稠劑是蒸氣沉積二氧化硅和至少部分硅烷化的二氧化硅的混合物。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述液體與增稠劑之間的重量比為20/1-6/1。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述保留元件(3)具有0.05-0.2mm的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的光纜(5，105)，其中所述保留元件(3)具有0.1-0.2mm的厚度。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述保留元件(3)由包含以下物質(zhì)的熱塑性聚合物組合物制成(a)至少一種第一烯烴聚合物，和(b)至少一種無(wú)機(jī)填料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的光纜(5，105)，其中所述熱塑性聚合物組合物進(jìn)一步包含至少一種選自以下物質(zhì)的第二烯烴聚合物(c)(c1)至少一種α-烯烴、至少一種丙烯酸酯和至少一種α，β-烯屬不飽和二羧酸試劑或其衍生物，例如酸酐、金屬鹽、酰亞胺、酯或至少一種丙烯酸縮水甘油酯的三元共聚物；(c2)乙烯、至少一種α，β-烯屬不飽和二羧酸酐和至少一種飽和羧酸的乙烯基酯的三元共聚物；(c3)接枝有至少一種烯屬不飽和單體的烯烴聚合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的光纜(5，105)，其中所述第二烯烴聚合物(c)以相對(duì)于100重量份第一烯烴聚合物(a)為3重量份-10重量份的數(shù)量存在于熱塑性聚合物組合物中。
20.根據(jù)權(quán)利要求17-19任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述第一烯烴聚合物(a)選自低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)；無(wú)規(guī)立構(gòu)聚丙烯；高和低密度聚-1-丁烯；聚-4-甲基-1-戊烯；超低分子量聚乙烯；乙烯基離聚物；聚-4-甲基-1-戊烯；乙烯-丙烯共聚物；乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)；乙烯和/或丙烯與其它可共聚單體的共聚物例如乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯-乙酸乙酯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物；乙烯丙烯酸系彈性體例如乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物；或其混合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求17-20任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述無(wú)機(jī)填料(b)選自金屬例如鈣、鎂、鋁或其混合物的氫氧化物、水合氧化物、鹽或水合鹽。
22.根據(jù)權(quán)利要求17-21任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述熱塑性聚合物組合物在20℃溫度下具有低于或等于500MPa的彈性模量。
23.根據(jù)權(quán)利要求17-22任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述熱塑性聚合物組合物具有低于或等于12MPa的極限拉伸強(qiáng)度。
24.根據(jù)權(quán)利要求17-23任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述熱塑性聚合物組合物具有低于或等于100％的斷裂伸長(zhǎng)率。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其中所述至少一根光學(xué)纖維(2)以疏松的方式容納在該保留元件(3)中。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5，105)，其進(jìn)一步包括至少一個(gè)在相對(duì)于多個(gè)所述微型組件(1)的徑向外側(cè)位置布置的外殼(8，15)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的光纜(5)，其進(jìn)一步包括至少一個(gè)縱向嵌入所述外殼(8)中的增強(qiáng)元件(9)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的光纜(105)，其進(jìn)一步包括在相對(duì)于多個(gè)所述微型組件(1)的徑向外側(cè)位置和在相對(duì)于所述至少一個(gè)外殼(15)的徑向內(nèi)側(cè)位置布置的多根管子(12)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的光纜(105)，其進(jìn)一步包括在相對(duì)于所述外殼(15)的中心徑向內(nèi)側(cè)位置縱向延伸的中心增強(qiáng)元件(11)，所述多根管子(12)絞合在所述中心增強(qiáng)元件(11)的周圍。
30.阻塞水傳播的微型組件(1)，其包括-至少一根光學(xué)纖維(2)；-用于容納所述至少一根光學(xué)纖維(2)的保留元件(3)；和-布置于所述保留元件(3)內(nèi)的觸變性填充化合物(4)，所述填充化合物(4)具有在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下高于或等于700Pa·s的粘度，以及在-45℃的第二溫度下和在1Hz的頻率下低于或等于3000MPa的損耗模量G″，所述觸變性填充化合物(4)與所述保留元件(3)相容。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的微型組件(1)，其中所述保留元件(3)根據(jù)權(quán)利要求15-25任一項(xiàng)所定義。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31的微型組件(1)，其中所述填充化合物(4)根據(jù)權(quán)利要求2-14任一項(xiàng)所定義。
全文摘要
描述了一種包括至少一個(gè)微型組件(1)的用于通訊的光纜(5，105)，所述微型組件阻塞水傳播。該至少一個(gè)微型組件(1)包括至少一根光學(xué)纖維(2)、用于容納至少一根光學(xué)纖維(2)的保留元件(3)、和布置于保留元件(3)內(nèi)的觸變性填充化合物(4)。根據(jù)本發(fā)明，填充化合物(4)是觸變性的、具有在零剪切速率下和在20℃的第一溫度下高于或等于700Pa·s的粘度以及在1Hz下和在－45℃的第二溫度下低于或等于3000MPa的損耗模量G″，并且與所述保留元件相容。
文檔編號(hào)G02B6/44GK101061408SQ200480044441
公開(kāi)日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者M·帕萬(wàn), M·皮佐爾諾, A·吉諾基奧, D·切斯基亞特 申請(qǐng)人:普雷斯曼電纜及系統(tǒng)能源有限公司