DE2946027C2 - Längswasserdichtes Lichtwellenleiterkabel und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Längswasserdichtes Lichtwellenleiterkabel und Verfahren zu seiner Herstellung

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Description

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Die Erfindung ixsieht sich auf ein längswasserdichtes Lichtwellenleiterkabel, bei dem mindestens ein faserförmiger Lichtwellenleiter im Inneren einer Schutzhülle angeordnet ist und der verbleibende Innenraum mit einer gelartigen öligen oder fettigen Substanz ausgefüllt ist.
Ein Kabel dieser Art ist aus der DE-OS 26 04 307 bekannt, wobei durch die als Füllmedium dienende Substanz eine Gleitbewegung zwischen den Lichtwellenleitern (bei Verwendung als Aderfüllmasse entsprechend der dortigen Fig. 3) und/oder zwischen den die Lichtwellenleiter einhaltenden rohrförmigen Umhüllungen (bei Verwendung als See'enfüllfr isse entsprechend der dortigen Fig. 1) ermöglicht wird. Durch Verwendung einer wasserundurchlässigen Substanz z. B. in Form von Vaseline wird ein derartiges Kabel wasserdicht
Aus der DE-OS 27 28 642 ist ein längswasserdichtes Lichtwellenleiterkabel bekannt, bei dem im Inneren der HQlIe eine zähflüssige, im Kabel nicht mehr fließende oder tropfende Substanz eingebracht ist. Als Substanzen können dabei verwendet werden schwachvernetzende Silikonharze, Polyesterharze, thermoplastischer Polyurethan-Kautschuk oder angequollenes Polystyrol in öl. Mit so aufgebauten Lichtwellenleiterkabeln läßt sich eine gute Längswasserdichtigkeit erzielen.
Es soll auch sichergestellt werden, daß die als Füllmasse dienende Substanz den Aufbau von Zug- oder Druckkräften bei den Lichtwellenleitern vermeidet, weil sonst die Dämpfung der Ader in unzulässiger Weise erhöht würde. Die verwendeten vernetzenden Füllmassen erfordern hierfür einen relativ hohen Anteil von Weichmachen).
Allgemein besteht bei Kabelfüllmassen für Lichtwellenleiterkabeln das Problem, daß während des Füllvorgangs die Substanz hinreichend dünnflüssig sein soll, um den Herstellungsvorgang zu ermöglichen bzw. zu vereinfachen. In dem gefüllten Kabel soll eine weitgehend temperaturunabhängige gelartige Konsistenz erzielt werden, um den Aufbau von Zug- oder Druckkräften, welche die Dämpfung des Lichtweüenlei= tors erhöhen wurden, zu vermeiden. Außerdem bcMcht die Forderung, daß die als Füllmasse verwendete Substanz einfach in der Handhabung und preiswert sein soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine .Substanz zu sthai.en, die gut zu verarbeiten um! besonders wirtschaftlich ist.
Gemäß der Erfindung, welche sich auf ein längswas-
20 serdichtes Lichtwellenleiterkabel der eingangs genannten Art bezieht, wird dies dadurch erreicht, daß die Substanz aus einem Gemisch aus einem öl und einem Thixotropierungsmittel besteht
Das Öl stellt eine weitgehend viskose Flüssigkeit dar, wobei durch das zugesetzte Thixotropierungsmittel der Effekt erzielt wird, daß im Ruhezustand die Substanz einen nicht fließenden (also nahezu festen), jedoch noch gelartigen Körper bildet, der bei mechanischer Beanspruchung vorübergehend die Eigenschaften einer Flüssigkeit annimmt, so daß der Lichtwellenleiter sich dort praktisch frei bewegen kann. Ist die äußere mechanische Beanspruchung dagegen so klein, daß es noch zu keiner Verflüssigung der Substanz kommt, so genügt die gelartige Konsistenz der Substanz für die sehr geringe ungehinderte Bewegung des Lichtwellenleiters und es sind somit auch hierbei unzulässige mechanische Beanspruchungen zu vermeiden.
Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemäßen Substanz besteht darin, daß das Öl bzw. die Substanz so ausgewählt werden kann, daß Wechselwirkungen mit dem als Schutzüberzug auf den Lichtwellenleiter-Fasern verwendeten Beschichtungen (Coatings und Aderpoiymeren) und/oder der Schutzhülle in einfacher Weise vermieden werden können.
Wenn somit bei der Herstellung oder Verarbeitung (z. B. Verlegung) des Kabels mechanische Kräfte in einem bestimmten Bereich auftreten, wird dort der Lichtwellenleiter nicht in seiner Bewegungsmöglichkeit unzulässig gehindert und kann eine mechanische spannungsfreie Position einnehmen. Dadurch bleiben die guten optischen Übertragungseigenschaften des Kabels unverändert. Die erfindungsgemäße Substanz hat auch den besonderen Vorteil, daß ihre vorstehend beschriebenen Eigenschaften in einem weiten Temperaturbereich, z. B. von —10° bis +80° erhalten bleiben.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines derartigen Kabels wird ein Gemisch aus dem öl und dem Thixotropiemngsmitte! erzeugt und über eine dünne Kanüle während des Extrusionsprozcsses der Schutzhülle in diese mit Druck eingefüllt und erstarrt unmittelbar nach dem Austritt aus der Kanüle, so daß es nicht mehr ausfließen kann.
Um sicherzustellen, daß auch unter extremen Bedingungen und für lange Zeit das öl in der Gelphase fixiert bleibt, ist es zweckmäßig, der Substanz zusätzlich ein organisches Verdickungsmittel hinzuzufügen.
Um einen eventuellen ungünstigen Einfluß von Sauerstoff (insbesondere Luftsauerstoff) auf das in der Substanz enthaltene Öl und/oder das Verdickungsmittel vorzubeugen, wird /weckmäßig ein Antioxidans züge fügt. Hierfür eignet sich besonders ein polymer· 2.2.4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin oder 4.4'-Thiobi.--( J-rnethyl-6-tertiärcs Hiitvlphcnol) Benötigt werden hiervon etwa 0,1 Gewuhi^pm/cnic.
Weiterhin kennen 'kr Sub 'an/ /ur Kennzeichnung Farbstoffe hin/.iigcf'igt werden
Insbesondere bei VerwciuJuii.· .ii- Seelenfüürnassf: können zusät/liih der Substai' noch anorganische Füllstoffe ι P, Κ.·'·'!". Krn cir· v], dgl. beigemisch! weiden und zw ■_■>',., ' \) Gc :c>".pmzente.
Sonstige Weit 'M'-Iüirf υ k·. l-.ifindunp sind in den Unteransprüchtii ,. ι,■,;-^ι i_rν l". !;·.(■
Eine Reihe von '^"!Μΐιη,π,·1) i^m'len der Erfindung ist zusammen mi' c■■_-in/enden technischen Angaben in den nachfolgenden Tabellen zusammengestellt, wobei din Tabelle II rechts an die Tabelle 1 angesetzt zu denken ist.
5 29 Silikonöle 46 027 6 halogenfrei Wachse 0.1 η Kohlenstoff modifizierter
Montmoril-
Tabelle I Basisöle Thixotropiermittel Kohlenwasserstoff- Kohlenwasserstoff 0.1 χ lonit
aromatische kolloidale polymere -
u/o alipha- 5-104 halogenierte Kieselsflure 101HO5 /
tische Kohlen Biphenyle mit u. ohne (180 C) ίο'- ίο·*
wasserstofföle _ AIiO3 - >90 ( 20-103 _
5-104
Viskosität (mPa · s) 1-20 - 0-20 - -
— - (100 C) 50-500 >90 C - -
aktive Oberfläche _ 0 20
nr/g - - 0-50 2-40 0,2-10
Mol-Gewicht — 98-50 - - 0 20 2-40 0,2-10
Erweichungspunkt - - 0-50 2-40 0,2-10
Aderiullmasse 98-50 2-20 0 ?()
1. Gew.-% - - - 2-20 0 50 2-40 0,2-JO
2. Gew.-% - 98-30 - 2-20 2-40 0,2-10
3. Gew.-% - 98-50 0- 50 2-40 0,2-10
Seelenfüllmasse 98-30 2-20
l.Gew.-% - - - 2-20 - -
2. Gew.-% - 96 - 2-20 - -
3. Gew.-% - 98-30 - -
Aderfüllmasse 72 3
l.Gew.-% - - - 4 - -
2. Gew.-% - 80 6 - -
3. Gew.-% 90 5
Seelenfüllmasse 78 2
1. Gew.-% - Verdickungsmittel organisch - 10
2. Gew.-% - 10 Farbstoffe Füllstoffe
3. Gew.-% 70 (gegebenenfalls) (anorganisch)
Tabelle II Zusatzstoffe
halogenierte und halogenierte und Antioxidantien
halogenfreie
Viskosiiät (mPa - s)
aktive Oberfläche
mVg X 0,2-2 -
Mol-Gewicht X -
Hrwcichungspunkt X -
Adcrfijllmassc
I. Gew.'7s X _
2. (icw.-% X -
3. Cicw.-% X _
Scclcnfiillmiissc
I. Gew.-7,
2 (icw -"ί
3. Gl1W.-'/,
f-'ortsei/uni!
Verdickungsmittel organisch /usal/slofle
halogeniert und h.ilogenierte und Antioxidantien
hiilogcnlreie halogenide ie
Kohlen wiisserstnIT- Kohlen«, t>-.erslolT- Polvmcre Wachse
I ,irlislolVe (gegebenenfalls)
I iilNtoll'e (anorganisch)
Aderfiillmasse
1. GeW1-1Vn
2. Ge\v.-%
3. (iCW.-n.'n
Scclcnfiillmnssc
1. Gew.-%
2. (ic».·*« .<. Cicu.-"„
2.S
20
(I.I 0.1 0.1 O.I IO IO
Die Viskosität des Kohlenwasserstofföls usw. des Silikonöls wird zweckmäßig zwischen 200 bis mPa · s gewählt.
Als modifizierter Montmorillonit kann vorteilhaft das unter dem Handelsnamen »Bentonit« bekannte Erzeugnis der Fa. Kronos-Titan eingesetzt werden.
Die in der Tabelle angegebenen Thixotropierungsmittel können sowohl jeweils allein als auch gemeinsam verwendet werden. Das gleiche gilt für die Verdichtungsmittel.
Die für die Ader- und Seelenfüllmassen angegebenen jewnih 3 Rezepturen ergaben bei der Erprobung besonders günstige Werte.

Claims (32)

Patentansprüche:
1. Lichtwellenleiterkabel, bei dem mindestens ein faserförmiger Lichtwellenleiter im Inneren einer Schutzhülle angeordnet ist und der verbleibende Innenraum mit einer gelartigen öligen oder fettigen Substanz ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz aus einem Gemisch aus einem Ol und einem Thixotropierungsmittel besteht.
2. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das öl aus aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffölen besteht
3. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als öl Paraffinöl is verwendet ist
4. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das öl aus Silikonöl besteht
5. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 1, da- >o durch gekennzeichnet daß das öl aus halogenierten, insbesondere chlorierten Biphenylen besteht
6. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Inneren der Adern befindlichen Aderfüllmassen zwischen 98 und 50 Gewichtsprozent und bei die Zwickel zwischen den einzelnen Adern füllenden Seelenfüllmassen zwischen 98 und 30 Gewichtsprozent der Substanz auf das Öl entfallen.
7. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thixotropierungsmittel ganz oder teilweise aus kolloidaler Kieselsäure besteht
8. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die kolloidale Kieselsäu- » re einen Zusatz von AI2Q] aufweist
9. Lichtwellenleiterkabel nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet daß 2 bis 20 Gewichtsprozente der Substanz auf kollidale Kieselsäure entfallen.
10. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thixotropierungsmittel ganz oder teilweise aus Kohlenstoff besteht.
11. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 10, da- 4; durch gekennzeichnet, daß 2 bis 40 Gewichtsprozente der Substanz auf Kohlenstoff entfallen.
12. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Thixotropierungsmittel ganz oder teilweise aus ν modifiziertem Montmorillonit besteht.
13. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß 0.2 bis lOGew'-htspro-/cnte der Substanz auf modifizierten Mcntmnriüonit entfallen. v>
14. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zusätzlich ein organisches Verdikkungsmittel enthält.
15. Lichtwellenleiterkabel naeh Anspruch 14. da- h> durch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel ganz oder teilweise aus halogenierten und/oder halogenfreien Kohlenwasserstoff-Polymeren besteht.
16. I ichtwellenlcitcrkabel nach Anspruch 15, da- «-. durch gekennzeichnet, daß 0 bis 50 Gewichtsprozen le der Substanz auf Kohlenwasserstoff-Polymere entfallen.
17. Lichtwellenleiterkabel nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel aus halogenierten und/oder halogenfreien Kohlenwasserstoff-Wachsen besteht
18. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß 0 bis 20 Gewichtsprozente der Substanz auf Kohlenwasserstoff-Wachse entfallen.
19. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz ein Antioxidans etwa in der Größenordnung von 0,1 Gewichtsprozent enthält
20. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Substanz, insbesondere bei Verwendung als Seelenfüllmasse, einen anorganischen Füllstoff enthält
21. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff bis zu 10 Gewichtsprozent der Substanz ausmacht
22. Lichtwellenleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Substanz zusätzlich zur Kennzeichnung Farbstoffenthält.
23. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zu etwa 72 Gewichtsprozent aus aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffölen, zu etwa 3 Gewichtsprozent aus kolloidaler Kieselsäure und zu etwa 25 Gewichtsprozent aus Kohlenwasserstoff-Poly meren als Verdickungsmittel besteht.
24. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zu etwa 96 Gewichtsprozent aus Silikonöl und zu etwa 4 Gewichtsprozent aus kolloidaler Kieselsäure besteht
25. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruch), dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zu etwa 90 Gewichtsprozent aus halogenierten Biphenylen, zu etwa 6 Gewichtsprozent aus kolloidaler Kieselsäure und zu etwa 4 Gewichtsprozent aus Kohlenwasserstoff-Wachsen als Verdickungsmittel besteht.
26. Lichtwellenleiterkabel nach einem der Ansprüche 23 bis 25, gekennzeichnet durch die Verwendung als Adcrfüllmasse.
27. l.ichtwellcnleiterkabel nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz zu etwa 78 Gewichtsprozent aus aromatischen oder aliphatischen Kohlenwasserstoffölen, zu jtwa 2 Gewichtsprozent aus KohlenwasscTMofi-Polyrnuren ais Verdickungsmittel bestellt.
28. LichtwcllenleiicrK.ibel nach Λί,.>ρρ.ΐ'Λ 1, dadurch gekeilt /cichnei, da3 du: Sub.idii/. /.u etAa 80 Gewichtsprozent uus Silikono!, ?n etwa 10 Gewichtsprozent aus kolloidaler Kieselsäure und zu etwa 10 Gewichtsprozent aus anorganischem Füllstoff besteht.
29. Lichtwcilenieiterkabcl nach Anbruch 1. dadurch gekennzeichnet, daf! die Substanz zu etwa 70Gewichlspr<i7Pnt aus \\z ogcnieri'jM iJiptior.ylen. /u etwa 10 Gewichtsprozent aus kolk/iJalcr Kieselsäure, zu etwa 5 Gewichtsprozent aus Montmorillonit, zu etwa 5 Gewichtsprozent aus Aohienwasser stoff-Wachsen und zu etwa IOGewicni.,pr»/ent aus einem anorganischen Tüllstoff besieht.
30. Lichtwellenleiterkabel nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daü die Viskosität des Kohlenwasserstofföls bzw. des SiIi-
konöls zwischen 5 bis 1 · 10* mPa · s, vorzugsweise zwischen 200 bis 400 mPa · s gewählt ist.
31. Lichtwellenleiterkabel nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Biphenyls zwischen 1 bis 20 mPa · s gewählt ist ■">
32. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus einem öl und einem Thixotropieningsmittel erzeugt und über eine dünne Kanüle während des Extrusionsprozesses der ι ο Schutzhülle in diese mit Druck eingefüllt wird und unmittelbar nach dem Ausfließen erstarrt.
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