EP0698221A1 - Füllmasse für ein optisches übertragungselement mit mindestens einem lichtwellenleiter - Google Patents

Füllmasse für ein optisches übertragungselement mit mindestens einem lichtwellenleiter

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EP0698221A1
EP0698221A1 EP94913481A EP94913481A EP0698221A1 EP 0698221 A1 EP0698221 A1 EP 0698221A1 EP 94913481 A EP94913481 A EP 94913481A EP 94913481 A EP94913481 A EP 94913481A EP 0698221 A1 EP0698221 A1 EP 0698221A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling compound
compound according
plasticizer
weight
filling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP94913481A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingeburg Fehn
Rainer Kamps
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP0698221A1 publication Critical patent/EP0698221A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02395—Glass optical fibre with a protective coating, e.g. two layer polymer coating deposited directly on a silica cladding surface during fibre manufacture

Definitions

  • the invention relates to a filling compound for an elongated optical transmission element which contains at least one optical waveguide.
  • a filler for optical transmission elements is known from EP 029 198 B1, which consists of a mixture of an oil, a thixotropic agent and additionally contains an organic thickener which consists entirely or partially of halogenated and / or halogen-free hydrocarbon polymers . Further filling materials also containing oils are described in DE 38 39 596 A1 and US Pat. No. 4,701016. From DE-OS 27 28 642 a longitudinally watertight optical waveguide cable is known, in which swollen polystyrene in oil is used as a wire filling compound.
  • the requirements for such wire filling compounds are that the optical fibers are not subjected to any impermissible tensile and / or compressive forces, ie that the filling compound must not be too stiff. Since this should also apply at relatively low temperatures, for example -30.degree., The oils used have to meet particularly stringent requirements so that they do not harden too much at the low temperatures. Furthermore, these fillings should be sufficiently safe against dripping be (drain test), which is a critical requirement especially at higher temperatures. By using the thixotropic agents in the known wire filling compounds, the behavior can be influenced favorably, especially at higher temperatures, to which the use of thickeners also contributes.
  • the invention has for its object to provide a filling material that is particularly economical to produce. This object is achieved according to the invention in a filling compound of the type mentioned at the outset in that the filling compound has a proportion in the form of a plasticizer.
  • plasticizers are relatively inexpensive because they are used on a large scale in chemistry. They also have the advantage that they are largely indifferent, in particular e.g. Do not attack or impair protective sleeves or cable jackets. Such plasticizers are particularly easy to process, have a low vapor pressure and are mostly odorless, colorless and generally also light, cold and heat resistant. Another advantage of the plasticizers is that they are not hygroscopic, which is particularly important in connection with optical fibers because of their H2 sensitivity. Such plasticizers are also not harmful to health, difficult to ignite and not very volatile. If plasticizers are used, the mass absorption of polyolefin ferrules is ⁇ 1% by weight.
  • plasticizers have a relatively high molecular uniformity of their compounds. So-called monomer plasticizers in particular are absolutely molecularly uniform. However, polymer plasticizers also show a relatively high molecular uniformity of their compounds. The fixing of the properties, such as the temperature behavior, the flash point, the vapor pressure, the viscosity and the dripping behavior, can thus be set and stabilized particularly well. Specifically on that Dripping behavior has a particularly positive effect when using relatively uniformly structured molecules.
  • plasticizers are preferably used which are still liquid at 20 ° C, or a viscosity of below
  • the processing that takes place at room temperature e.g. introduction of the filling compound into a protective sheath or into a cable jacket
  • introduction of the filling compound into a protective sheath or into a cable jacket can thus be carried out in a particularly simple and quick manner.
  • the proportion of plasticizers should be between 30% and 99% by weight, preferably between 80% and 95% by weight of the filling compound.
  • the filling compound thus receives its formative behavior through the proportion of the plasticizer within the overall composition.
  • a filler in particular in the form of an organic thickener, can additionally be added to the filler mass, it being possible advantageously to use hydrocarbon polymers.
  • the proportion of the thickening agent in the filling compound should expediently be chosen between 1 and 5% by weight. Additives in the form of
  • thixotropic agents should not be more than 30% by weight, values between 7 and 12% by weight being particularly advantageous if the use of the invention is a so-called core filling compound for optical waveguides.
  • the filling compound lies between a protective sheath and one or more optical waveguides.
  • Plasticizer 80% to 95% by weight
  • Thixotropic agent 5% to 15% by weight
  • Thickener 1% to 5% by weight
  • Plasticizer 30% to 90% by weight
  • Thixotropic agent 5% to 15% by weight
  • Thickener 1% to 5% by weight
  • the proportion in the form of a plasticizer is expediently chosen in such a way that the filling composition has a total viscosity at 20 ° C. of between 5,000 mPas and 25,000 mPas, preferably between 10,000 mPas and 15,000 mPas.
  • the viscosity should expediently be below 25,000 mPa-s, while in the highest temperature range (+ 60 ° C) the viscosity should expediently still be 5,000 mPa • s.
  • the viscosity of the filling compound can be increased as required.
  • the molecular composition of the plasticizer in the filler is chosen as uniformly as possible.
  • the filling compound then exhibits a particularly uniform behavior and does not e.g. certain parts already start to drip at certain limit temperatures (separation of low molecular weight parts), while others do not yet tend to drip.
  • the difference in the chain length of the molecules of the plasticizer should expediently be chosen to be smaller than the factor 10.
  • the mo ⁇ lar mass is advantageously / mol chosen between 200 and 2000 g, preferably with values of between 200 and 800 g / mol are applicable.
  • polymeric plasticizers it is expedient to choose the average molar mass between 1,000 and 10,000 g / mol, preferably between 3,000 and 6,000 g / mol.
  • Plasticizers with particularly favorable properties and low prices are PVC plasticizers, i.e. such substances that
  • Acid esters can be used particularly advantageously in this context, the following groups of acid esters in particular being usable:
  • plasticizers made from phthalic acid ester in the context of the above groups are, for example:
  • Diisooctyl phthalate (one or two branches)
  • Azelaic acid 1,9-nona: iicarboxylic acid with 1,3-propanediol
  • Epoxidized soybean oil Epoxidized linseed oil 2-Ethylhexylepoxytallat Diisodecyltetrahydro-4,5-epoxyphthalate
  • the structure of the plasticizers is expediently chosen such that they have at least one polar group in the molecule.
  • the polar group is advantageously a functional group or a heteroatom such as e.g. a carboxyl group, a hydroxyl group, an ester group, ether groups or a hetero atom in the form of a nitrogen, phosphorus or halogen atom.
  • polar behavior of these substances should expediently always be more polar than a pure carbon-hydrogen compound or as a pure polyolefin.
  • the invention also relates to an optical fiber core with at least one optical fiber.
  • the invention further relates to an optical fiber cable with at least one optical fiber.
  • Palatinol AH (BASF) di (2-ethylhexyl) phthalate and 7% by weight of thixotropic agent in the form of colloidal silica were added in portions with intensive Mixing added. After that . the mass is degassed at medium stirring speed.
  • Vapor pressure ⁇ 0.001 mbar
  • Viscosity approx. 4000 mPa-s at 20 ° C
  • the thixotropic gel was filled into 30 cm hollow tube and stored vertically at various temperatures in a circulating air dryer.
  • the dropping point of the thixotropic mass is> 80 ° C.
  • Witamol 500 di-2-ethylhexyl sebacate, from Hüls
  • colloidal silica colloidal silica
  • Vapor pressure ⁇ 0.01 mbar
  • Viscosity approx. 7000 mPa-s at 20 ° C
  • the thixotropic gel was filled into 30 cm hollow tube at various temperatures and stored vertically in a circulating air dryer. No dripping can be observed even at temperatures> 80 ° C.
  • Vapor pressure ⁇ 0.001 mbar
  • Viscosity approx. 4000 mPa-s at 20 ° C
  • Palatinol AH di-phthalic acid (2-ethylhexyl) ester
  • Witamol 500 di-2-ethylhexyl sebacate
  • Vapor pressure ⁇ 0.01 mbar
  • Viscosity approx. 3500 mPa • s at 20 ° C
  • FIG. 1 shows an optical transmission element with a filling compound according to the invention within the protective sheath and
  • FIG. 2 shows an optical cable with a filling compound according to the invention as a core filling compound.
  • optical waveguide wire in which at least one optical waveguide LW is arranged within a protective sheath SH made of plastic material and is surrounded on the outside by a protective layer (coating) CT.
  • a filling compound FC is provided, which surrounds the optical waveguide LW on all sides.
  • This filler contains at least a portion in the form of a plasticizer.
  • the filling compound FC is also characterized by a particularly good dripping behavior, i.e. at an interface at the end of the tube, e.g. with vertical cable routing and correspondingly high temperatures of up to e.g. > 80 ° no filling compound.
  • an optical cable OC which contains three fiber optic wires GA1, GA2, GA3.
  • These optical waveguide conductors have a structure similar to that in FIG. 1 and each contain at least one optical waveguide LW1, LW2, LW3, which is surrounded by a corresponding protective layer (coating) CT1, CT2, CT3.
  • a filling compound FC1-FC3 is provided within the associated protective sheath SH1-SH3, which is provided with a plasticizer and serves as a core filling compound.
  • the outer gusset spaces of the fiber optic wires GAl-GA3, which are expediently stranded together, are filled with a filler FCS, which covers the entire interior up to The inner wall of the CAS cable sheath is completely filled.
  • FCS filler
  • a longitudinally watertight optical fiber optic cable OC is created, which offers optimal protection for both the fiber optic wires GA1 - GA3 and the fiber optic cables LW1 - LW3 they contain.
  • the element OC it is also possible for the element OC to form only one optical conductor bundle, it being possible for several such conductor bundles to be stranded to form a cable, so that an additional protective sheath would have to be applied to the outside of these bundles.

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Abstract

Die Füllmasse für ein mindestens einen Lichtwellenleiter enthaltendes optisches Übertragungselement weist einen Anteil in Form eines Weichmachers und bevorzugt eines Thixotropierungsmittels und eines Verdickungsmittels auf. Der Weichmacher besteht bevorzugt aus einem oder mehreren monomeren oder polymeren polaren Weichmachern aus der Gruppe von PVC Säureester- oder Epoxidweichmachern.

Description

Füllmasse für ein optisches Übertragungselement mit minde¬ stens einem Lichtwellenleiter
Die Erfindung betrifft eine Füllmasse für ein langgestrecktes optisches Obertragungselement, das mindestens einen Lichtwel¬ lenleiter enthält.
Aus der EP 029 198 Bl ist ein Füllmittel für optische Über¬ tragungselemente bekannt, das aus einem Gemisch aus einem Öl, einem Thixotropierungsmittel besteht und zusätzlich ein orga¬ nisches Verdickungsmittel enthält, das ganz oder teilweise aus halogenierten und/oder halogenfreien Kohlenwasserstoffe- Polymeren besteht. Weitere ebenfalls Öle enthaltende Füllmas¬ sen sind in der DE 38 39 596 AI sowie der US-PS 4 701016 be¬ schrieben. Aus der DE-OS 27 28 642 ist ein längswasserdichtes Lichtwellenleiterkabel bekannt, bei dem gequollenes Polyεty- rol in Öl als Aderfüllmasse verwendet wird.
Die Anforderungen an derartige Aderfüllmassen gehen dahin, daß die Lichtwellenleiter möglichst keinen unzulässigen Zug- und/oder Druckkräften ausgesetzt werden, d.h., daß die Füll- masse nicht zu steif sein darf. Da dies auch bei relativ niedrigen Temperaturen z.B. -30° gelten soll, sind an die verwendeten Öle besonders hohe Anforderungen zu stellen, da¬ mit diese bei den tiefen Temperaturen nicht zu sehr verhär¬ ten. Weiterhin sollen diese Füllmassen gegen Austropfen aus- reichend sicher sein (Abtropftest), was insbesondere bei höheren Temperaturen eine kritische Anforderung darstellt. Durch die Verwendung der Thixotropierungsmittel bei den bekannten Aderfüllmassen, läßt sich zwar das Verhalten insbe- sonders bei höheren Temperaturen günstig beeinflussen, wozu schließlich auch der Einsatz von Verdickungsmitteln beiträgt. Nachteilig ist allerdings bei den bekannten Füllmassen, daß ihre molekulare Zusammensetzung aufgrund der unterschiedli- chen verwendeten Grundkomponenten relativ uneinheitlich ist. Weiterhin müssen teuere Grundöle verwendet werden, wenn die Aderfüllmasse hohen Anforderungen genügen soll. Weiterhin zeigen gängige Füllmassen auch Wechselwirkungen mit Polyolefine, d.h. eine Masseaufnahme von > 5 Gew.%. Dadurch ändern sich die Eigenschaften der Polyolefin-Aderhüllen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Füllmasse zu schaffen, die besonders wirtschaftlich herstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Füllmasse der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Füllmasse einen Anteil in Form eines Weichmachers aufweist.
Derartige Weichmacher sind, da sie in der Chemie im großen Ausmaß gebraucht werden relativ preiswert. Sie haben zudem den Vorteil, daß sie weitgehend indifferent sind, also insbe¬ sondere z.B. Schutzhüllen oder Kabelmäntel nicht angreifen oder beeinträchtigen. Derartige Weichmacher sind besonders gut zu verarbeiten, haben einen geringen Dampfdruck und sind zumeist geruchlos, farblos sowie im allgemeinen auch licht-, kälte- und wärmebeständig. Ein weiterer Vorteil der Weich¬ macher besteht darin, daß sie nicht hygroskopisch sind, was insbesondere im Zusammenhang mit Lichtwellenleitern wegen deren H2-Empfindlichkeit von Bedeutung ist. Derartige Weich- macher sind außerdem nicht gesundheitsschädlich, schwer brennbar und wenig flüchtig. Bei Verwendung von Weichmachern ist die Masseaufnahme von Polyolefin-Aderhüllen < 1 Gew.%.
Ein großer Vorteil der Weichmacher besteht auch darin, daß diese eine relativ große molekulare Einheitlichkeit ihrer Verbindungen aufweisen. Besonders sogenannte Monomerweich¬ macher sind absolut molekular einheitlich. Aber auch Polymer¬ weichmacher zeigen eine relativ große molekulare Einheitlich¬ keit ihrer Verbindungen. Damit läßt sich die Fixierung der Eigenschaften, wie das Temperaturverhalten, der Flammpunkt, der Dampfdruck, die Viskosität und das Austropfverhalten be¬ sonders gut einstellen und stabilisieren. Speziell auf das Abtropfverhalten wirkt sich der Einsatz von relativ einheit¬ lich aufgebauten Molekülen besonders positiv aus.
Bei der Erfindung werden bevorzugt Weichmacher verwendet, die bei 20°C noch flüssig sind, bzw. eine Viskosität von unter
15.000 mPa-s aufweisen. Damit läßt sich die bei Raumtempera¬ tur erfolgende Verarbeitung (z.B. Einbringung der Füllmasse in eine Schutzhülle oder in einen Kabelmantel) in besonders einfacher und schneller Weise durchführen.
Neben den Weichmachern können zusätzliche Stoffe in die Füll¬ masse eingebracht werden, wobei aber der Anteil der Weichma¬ cher zwischen 30 Gew% und 99 Gew% vorzugsweise zwischen 80 Gew% und 95 Gew% der Füllmasse ausmachen sollte. Die Füll- masse erhält also ihr prägendes Verhalten durch den Anteil des Weichmachers innerhalb der GesamtZusammensetzung.
Da die Weichmacher auch untereinander gut verträglich und mischbar sind, können auch Weichmacher unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen in die Füllmasse eingebracht werden. Wenn deshalb nachfolgend von einem Weichmacher die Rede ist, so bedeutet dies, daß es sich auch um ein Gemisch aus mehreren unterschiedlichen Weichmachern handeln kann.
Der Füllmasse kann zusätzlich ein Verdickungsmittel, insbe¬ sondere in Form eines organischen Verdickungsmittels zuge¬ setzt sein, wobei vorteilhaft Kohlenwasserstoff-Polymere ver¬ wendet werden können. Der Anteil der Verdickungsmittel an der Füllmasse sollte zweckmäßig zwischen 1 und 5 Gew.% gewählt werden. Als Verdickungsmittel können auch Zusätze in Form von
Kügelchen in die Füllmasse eingebracht werden, wobei insbe¬ sondere die Verwendung von Hohlkügelchen wegen deren großen Kompressibilität und leichter Verarbeitbarkeit vorteilhaft ist. Die Außendurchmesser derartiger Kügelchen liegen zweck- mäßiger Weise deutlich unter dem Durchmesser des Lichtwellen¬ leiters also unter 100 um. Die Füllmassen lassen sich auch zweckmäßig mit weiteren An¬ teilen mischen, wobei insbesondere ein Zusatz in Form eines Thixotropierungsmittels zweckmäßig ist. Thixotropierungs¬ mittel wirken sich insbesondere günstig auf das Austropfver- halten aus. Als Thixotropierungsmittel ist insbesondere ein Zusatz von hochdispersiven SiC>2 zweckmäßig (sogenannte kol¬ loidale Kieselsäure-z.B. "Aerosil" der Fa. Degussa) . Weiter¬ hin können Thixotropierungsmittel auch aus Aluminiumoxid und/oder Bentoniten sowie Mischungen dieser Stoffe bestehen. Der Zusatz an Thixotropierungsmitteln sollte nicht über 30 Gew% betragen, wobei Werte zwischen 7 und 12 Gew% besonders vorteilhaft sind, wenn es sich beim Einsatz der Erfindung um eine sogenannte Aderfüllmasse für Lichtwellenleiter handelt. Die Füllmasse liegt bei einem derartigen optischen Übertra- gungselement zwischen einer Schutzhülle und einem oder mehre¬ ren Lichtwellenleitern.
Bei Verwendung als thixotropierte Aderfüllmasse sind folgende Werte zweckmäßig:
Weichmacher: 80 Gew% bis 95 Gew%
Thixotropierungsmittel: 5 Gew% bis 15 Gew% Verdickungsmittel: 1 Gew% bis 5 Gew%
Bei thixotropierten Seelenfüllmassen sind folgende Werte zweckmäßig:
Weichmacher: 30 Gew% bis 90 Gew%
Thixotropierungsmittel: 5 Gew% bis 15 Gew% Verdickungsmittel: 1 Gew% bis 5 Gew%
Der Anteil in Form eines Weichmachers wird zweckmäßig derart gewählt, daß die Füllmasse insgesamt bei 20°C eine Viskosität zwischen 5.000 mPa-s und 25.000 mPa-s, vorzugsweise zwischen 10.000 mPa-s und 15.000 mPa-s aufweisen. Im Bereich der un¬ tersten Temperatur eines Übertragungselementes (-30°C) sollte die Viskosität zweckmäßig unter 25.000 mPa-s liegen, während im obersten Temperaturbereich (+60°C) die Viskosität zweck¬ mäßig noch bei 5.000 mPa•s liegen sollte.
Durch den Zusatz in Form eines Verdickungsmittels kann die Viskosität der Füllmasse je nach Bedarf erhöht werden.
Es ist vorteilhaft, wenn die molekulare Zusammensetzung des Weichmachers in der Füllmasse möglichst einheitlich gewählt ist. Dies hat zur Folge, daß die Füllmasse dann ein besonders einheitliches Verhalten zeigt und nicht z.B. bestimmte Antei¬ le schon bei gewissen Grenztemperaturen beginnen auszutropfen (Separation niedermolekularer Anteile) , während andere noch nicht zum Austropfen neigen. Dabei sollte zweckmäßig der Un¬ terschied in der Kettenlänge der Moleküle des Weichmachers kleiner als der Faktor 10 gewählt werden.
Wenn monomere Weichmacher verwendet werden, dann wird die mo¬ lare Masse vorteilhaft zwischen 200 und 2000 g/mol gewählt,, wobei bevorzugt Werte zwischen 200 und 800 g/mol anwendbar sind. Bei Verwendung polymerer Weichmacher ist es zweckmäßig die mittlere molare Masse zwischen 1.000 und 10.000 g/mol, vorzugsweise zwischen 3.000 und 6.000 g/mol zu wählen.
Weichmacher mit besonders günstigen Eigenschaften und niedri- gen Preis sind PVC-Weichmacher, d.h. solche Stoffe, die
Kunststoffmaterialien auf PVC Basis zugesetzt werden. PVC- Weichmacher haben auch den Vorteil, daß sie besonders migra¬ tionsarm sind. Besonders aromatische und/oder aliphatische Mehrfachcarbonsäureester sind als Weichmacher indifferente und besonders preiswerte organische Substanzen mit geringem Dampfdruck, die in großen Mengen hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft lassen sich in diesem Zusammenhang Säu¬ reester verwenden, wobei insbesondere folgende Gruppen an Säureestern einsetzbar sind:
Phthalsäureester, Tri ellitsäureester,
Polyester aus Adipin, Sebacin und Azelain,
Phosphorsäureester,
Hydroxycarbonsäureester,
Fettsäureester.
Beispiele für Weichmacher aus Phthalsäureester im Rahmen der vorstehenden Gruppen sind z.B.:
Dibutylphthalat Diisononylphthalat
Diisobutylphthalat (dreifach verzweigt)
Benzylbutylphthalat Diisononylphthalat
Dipentylphthalat (zwei-dreifach verzweigt)
Di (2-ethylhexyl) hthalat Diisononylphthalat
Diisooctylphthalat (ein-zwei-fach verzweigt)
Dicaprylphthalat Diisononylphthalat
Di-n-octylphthalat Dinonylphthalat
Dialphanylphthalat (unverzweigt)
Di-n-alkyl (AlfolβlO)phthalat Diisodecylphthalat
Di-n-alkyl (AlfolβlO) hthalat (Trimerpropylen)
Di-n-alkyl (79)phthalat (Shell) Diundecylphthalat
Di-n-alkyl (711)phthalat (Shell) Diisotridecylphthalat
Di-n-alkyl (911) hthalat (Shell) (Tetramerpropylen) Dimethoxyglykolphthalat
Beispiele für Weichmacher auf der Basis von Polyester aus Adipin, Sebacin und Azelain:
Sebacinsäure: 1,10-Decandicarbonsäure mit 1,2-Ethandiol (Ethylenglykol)
1, 3-Propandiol 1, 4-Butandiol
1, 3-Butandiol (Neopentylglykol) 2,2-Dimethyl-l, 3-propandiol
Di (2-ethylhexyl)adipat Diisononyladipat Diisodecyladipat Benzyl-2-ethylhexyladipat
Azelainβäure: 1,9-Nona: iicarbonsäure mit 1,3-Propandiol
1,2 Propandiol 1,4-Butandiol 1,3-Butandiol 1, 6-Hexandiol 1, 5-Pentandiol
Di-2-ethylhexylazelat
Diisooctylazelat
Di-n-hexylazelat
Adipinsäure: 1,6-Hexandicarbonsäure mit
1,3-Propandiol
1,2-Propandiol
1,3-Butandiol 1,4-Butandiol
1, 6-Hexandiol:
Hexamethylenglykol
Neopentylglykol:
2,2-Dimethyl- 1,3-Propandiol
Dibutylsebacat Dioctylsebacat
Beispiele für Weichmacher aus Phosphorsäureestern:
Trikresylphosphat Diphenylkresylphosphat Triphenylphosphat Diphenyl-2-ethylhexylphosphat
Tributylphosphat Tri(2-ethylhexyl) hosphat Auch Epoxidweichmacher sind im Rahmen der Erfindung mit Vor¬ teil einsetzbar.
Beispiele für Epoxidweichmacher:
Epoxidiertes Sojabohnenöl Epoxidiertes Leinöl 2-Ethylhexylepoxytallat Diisodecyltetrahydro-4,5-epoxyphthalat
Die Struktur der Weichmacher wird im Rahmen der Erfindung zweckmäßig so gewählt, daß diese mindestens eine polare Grup¬ pe im Molekül aufweisen. Vorteilhaft handelt es sich bei der polaren Gruppe um eine funktionelle Gruppe oder ein He- teroatom wie z.B. eine Carboxyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Estergruppierung, Ethergruppen oder ein Heteroatome in Form eines Stickstoff-, Phosphor- oder Halogenatoms.
Das polare Verhalten dieser Stoffe sollte zweckmäßig immer polarer sein, als eine reine Kohlen-Wasserstoffverbindung bzw. als ein reines Polyolefin.
Die Erfindung betrifft auch eine Lichtwellenleiterader mit mindestens einem Lichtwellenleiter.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Lichtwellenleiterkabel mit mindestens einem Lichtwellenleiter.
Nachfolgend wird der Aufbau erfindungsgemäßer Füllmassen für ein optisches Übertragungselement (sei es als Ader- oder See¬ lenfüllmasse) anhand von Einzelbeispielen näher erläutert:
1. Beispiel:
93 Gew.% Palatinol AH (BASF) Phthalsäure-di-(2-ethyl¬ hexyl)ester und 7 Gew.% Thixotropierungsmittel in Form von kolloidaler Kieselsäure wurden portionsweise unter intensivem Vermischen zugegeben. Danach . rde unter mittlerer Rührge- schwindigkeit die Masse entgast.
Die Eigenschaften des so enthaltenen thixotropen Gels sind wie folgt:
Dampfdruck: < 0,001 mbar Viskosität: Ca. 4000 mPa-s bei 20°C
(Platte/Kegel 50 1/sec) Gefrierpunkt: - 45°C
Konuspenetration bei -30°C: ca. 200 1/10 mm
Das thixotrope Gel wurde in 30 cm Hohladerröhrchen gefüllt und bei verschiedenen Temperaturen im Umlufttrockenschrank senkrecht gelagert. Der Tropfpunkt der thixotropen Masse liegt bei > 80°C.
2. Beispiel:
90 Gew.% Witamol 500 (Di-2-ethylhexyl-sebacat, Fa. Hüls) und 10 Gew.% kolloidale Kieselsäure wurden intensiv vermischt. Die Masse wurde unter mäßigem Rühren entgast.
Die Eigenschaften des so enthaltenen thixotropen Gels sind wie folgt:
Dampfdruck: < 0,01 mbar Viskosität: ca. 7000 mPa-s bei 20°C
(Platte/Kegel 50 1/sec) Gefrierpunkt: < -65°C
Konuspenetration bei -30°C: ca. 190 1/10 mm
Das thixotrope Gel wurde in 30 cm Hohladerröhrchen gefüllt bei verschiedenen Temperaturen und im Umlufttrockenschrank senkrecht gelagert. Auch bei Temperaturen > 80°C ist kein Abtropfen zu beobach¬ ten.
3. Beispiel:
91 Gew.% Paltinol Z (Phthalsäure-di isodecylester, BASF) wur¬ den mit 9 Gew.% kolloidaler Kieselsäure zu einem thixotropen Gel verrührt. Die Masse wurde unter mäßigem Rühren entgast.
Die Eigenschaften des so erhaltenen Gels sind wie folgt:
Dampfdruck: < 0,001 mbar Viskosität: ca. 4000 mPa-s bei 20°C
(Platte/Kegel 50 1/sec) Gefrierpunkt: < -40°C
Konuspenetration bei -30°C: ca. 200 1/10 mm
Auslaufverhalten der Aderfüllmasse nach FTZ TL 6015-3003, An¬ hang E (Sieb-Methode) : bestanden.
4. Beispiel
44 Gew.% Palatinol AH (Phthalsäure-di- (2-ethylhexyl) ester) und 44 Gew.% Witamol 500 (Di-2-ethylhexyl-sebacat) wurden mit 12 Gew.% kolloidaler Kieselsäure intensiv vermischt. Die thixotrope Masse wurde unter mäßigem Rühren entgast.
Die Eigenschaften des so erhaltenen Gels sind wie folgt:
Dampfdruck: < 0,01 mbar
Viskosität: ca. 3500 mPa•s bei 20°C
(Platte/Kegel 50 1/sec) Gefrierpunkt: < -45°C Konuspenetration bei -30°C: ca. 200 1/10 mm
Es zeigen: Figur 1 ein optisches Übertragungselement mit einer Füllmasse gemäß der Erfindung innerhalb der Schutzhülle und Figur 2 ein optisches Kabel mit einer erfindungsgemäßen Füll¬ masse als Seelenfüllmasse.
In Figur 1 ist eine sogenannte Hohlader GA
(Lichtwellenleiterader) dargestellt, bei der innerhalb einer Schutzhülle SH aus Kunststoffmaterial mindestens ein Licht- Wellenleiter LW angeordnet ist, der außen von einer Schutz- Schicht (Coating) CT umgeben ist. Zur weichen Einbettung die¬ ses Lichtwellenleiters ist eine Füllmasse FC vorgesehen, die den Lichtwellenleiter LW allseitig umgibt. Diese Füllmasse enthält mindestens einen Anteil in Form eines Weichmachers. Infolge der günstigen Eigenschaft der so hergestellten Füll- masse ist diese in einem weiten Temperaturbereich nämlich von -40° bis +80° ausreichend weich, so daß mechanische Beanspru¬ chungen der Schutzhülle den Lichtwellenleiter LW nicht oder nur in stark abgeschwächter Form erreichen. Die Füllmasse FC zeichnet sich außerdem durch ein besonders gutes Austropfver- halten aus, d.h. an einer Schnittstelle am Ende der Hohlader tritt auch z.B. bei senkrechter Leitungsführung und entspre¬ chend hohen Temperaturen von bis z.B. >80° keine Füllmasse aus.
In Figur 2 ist ein optisches Kabel OC dargestellt, das drei Lichtwellenleiteradern GA1, GA2, GA3 enthält. Dies Lichtwel¬ lenleiteradern zeigen einen ähnlichen Aufbau wie in Figur 1 und enthalten jeweils mindestens einen Lichtwellenleiter LWl, LW2, LW3, der mit einer entsprechenden Schutzschicht (Coating) CTl, CT2, CT3 umgeben ist. Weiterhin ist jeweils innerhalb der zugehörigen Schutzhülle SH1 - SH3 eine Füll¬ masse FC1 - FC3 vorgesehen, die mit einem Weichmacher verse¬ hen ist und als Aderfüllmasse dient.
Die äußeren Zwickelräume der zweckmäßig miteinander verseil¬ ten Lichtwellenleiteradern GAl - GA3 sind mit einer Seelen¬ füllmasse FCS gefüllt, die den_ gesamten Innenraum bis zur Innenwand des Kabelmantels CAS vollständig ausfüllt. Auf diese Weise entsteht ein längswasserdichtes optisches Licht- wellenleiterkabel OC, das einen optimalen Schutz sowohl der Lichtwellenleiteradern GA1 - GA3 und zusätzlich der ihnen enthaltenen Lichtwellenleiter LW1 - LW3 bietet.
Es ist auch möglich, daß das Element OC nur ein optisches Leiterbündel bildet, wobei mehrere derartige Leiterbündel zu einem Kabel verseilt werden können, so daß außen um diese Bündel nochmals zusätzlich ein äußerer Schutzmantel aufzu¬ bringen wäre.

Claims

Patentansprüche
1. Füllmasse für ein langgestrecktes, optisches Übertragungs¬ element, das mindestens einen Lichtwellenleiter enthält, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse einen Anteil in Form eines Weichmachers aufweist.
2. Füllmasse nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Weichmacher bei 20° C flüssig ist.
3. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Weichmacher zwischen 30 Gew% und 99 Gew%, vorzugs¬ weise zwischen 80 Gew% und 95 Gew% der Füllmasse ausmacht.
4. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse einen Zusatz in Form eines Thixotropie- rungsmittels enthält.
5. Füllmasse nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil von hochdispersiven SiC>2 bis zu 30 Gew.% beträgt.
6. Füllmasse nach den Ansprüchen 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil des hochdispersiven SiÖ2 zwischen 7 und 12 Gew% gewählt ist.
7. Füllmasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse einen Zusatz von hochdispersiven Siθ2 auf¬ weist.
8. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse ein Verdickungsmittel enthält.
9. Füllmasse nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein organisches Verdickungsmittel vorgesehen ist.
10. Füllmasse nach einem der Ansprüche 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Verdickungsmittel Kügelchen, insbesondere Hohlkügel- chen verwendet werden.
11. Füllmasse nach einem der Ansprüche 8, 9, 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil der Verdickungsmittel zwischen 1 und 5 Gew% gewählt ist.
12. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil in Form eines Weichmachers derart gewählt ist, daß die Füllmasse insgesamt eine Viskosität bei 20°C zwischen 5.000 mPa-s und 25.000 mPa-s, vorzugsweise zwischen 10.000 mPa-s und 15.000 mPa-s aufweist.
13. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die molekulare Zusammensetzung des Weichmachers in der Füllmasse möglichst einheitlich gewählt ist.
14. Füllmasse nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Unterschied in der Kettenlänge kleiner gewählt als der Faktor 10 ist.
15. Füllmasse nach Ansprch 13 und 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung monomerer Weichmacher die molekulare Masse zwischen 200 und 2000 g/mol, vorzugsweise zwischen 200 und 800 g/mol gewählt ist.
> 16. Füllmasse nach Anspuch 13 und 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung polymerer Weichmacher die mittlere molare
Masse 10.000 g/mol, vorzugsweise zwischen 3.000 und
6.000 g/mol gewählt ist.
17. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Weichmacher ein oder mehrere PVC-Weichmacher verwen¬ det sind.
18. Füllmasse nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher mindestens ein Säureester enthalten ist.
19. Füllmasse nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher ein Karbonsäureester enthalten ist.
20. Füllmasse nach Anspruch 18 oder 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher mindestens ein Phthalsäureester enthalten ist.
21. Füllmasse nach einem der Anspruch 18 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher ein Trimellitsäureester enthalten ist.
22. Füllmasse nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , 5 daß im Weichmacher ein Polyester aus Adipin, Sebacin oder Azelain enthalten ist.
23. Füllmasse nach Anspruch 19 bis 24, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher ein Fettsäureester enthalten ist.
24. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher ein Epoxidweichmacher enthalten ist.
25. Füllmasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß im Weichmacher mindestens eine polare Gruppe im Molekül vorhanden ist.
26. Füllmasse nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die polare Gruppe in Form einer funktionellen Gruppe oder eines Heteroatoms vorhanden ist.
27. Füllmasse nach den Anspruch 25 und 26, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Carboxyl-Gruppe, eine Hydroxyl-Gruppe, eine Ester- Gruppierung oder eine Ether-Gruppe verwendet ist.
28. Füllmasse nach einem der Ansprüche 26 bis 27, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Heteroatom ein Stickstoff-, Phosphor- oder Halogen¬ atom verwendet ist.
29. Füllmasse nach einem der .Ansprüche 25 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die polaren Moleküle der Weichmacher stärker polar sind als einer reinen Kohlenwasserstoffverbindung bzw. als reine Polyolefine.
30. Lichtwellenleiterader mit mindestens einem Lichtwellen¬ leiter, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Aderfüllmasse mit einem Anteil in Form eines Weich¬ machers.
31. Lichtwellenleiterkabel mit mindestens einem Lichtwellen- ι leiter, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Seelenfüllmasse mit einem Anteil in Form eines Weich¬ machers.
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