ES2345321T3 - Componente de cable de facil desgarro y cable de telecomunicaciones que comprende dicho componente. - Google Patents
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Abstract
Cable de telecomunicaciones, que comprende un elemento tubular de material polimérico y al menos un elemento de transmisión colocado en el interior de dicho elemento tubular, en donde dicho material polimérico está hecho de una composición polimérica que comprende un copolímero de olefina heterofásico, que comprende: a) al menos una fase amorfa que comprende secuencias derivadas de copolimerización de al menos dos monómeros de olefina diferentes; b) al menos una primera fase cristalina que comprende secuencias derivadas de homopolimerización de un primer monómero de olefina; y c) al menos una segunda fase cristalina que comprende secuencias derivadas de homopolimerización de un segundo monómero de olefina.
Description
Componente de cable de fácil desgarro y cable de
telecomunicaciones que comprende dicho componente.
La presente invención se refiere a un cable de
telecomunicaciones que comprende un componente de cable, en
particular un tubo de protección o una funda que aloja al menos un
elemento de transmisión, comprendiendo dicho componente una
composición polimérica que permite un fácil desgarro de dicho
componente, con el fin de tener acceso al elemento de transmisión
alojado en su interior.
Los elementos de transmisión, en particular las
fibras ópticas recubiertas, utilizados en cables de
telecomunicaciones están generalmente protegidos, ya sea
individualmente o en grupo, mediante materiales o elementos de
protección.
Por ejemplo, una o más fibra óptica, grupo,
conjunto o cinta de fibras ópticas pueden estar protegidas mediante
un material polimérico en forma de un tubo o de una funda flexible.
La fibra óptica, junto con su elemento de protección se indica en
general en la técnica como "unidad óptica". Un cable óptico
puede contener una única unidad óptica o una pluralidad de unidades
ópticas. Dicha única o pluralidad de unidades ópticas se indican en
general como el núcleo óptico del cable. El núcleo óptico está, a su
vez, típicamente insertado en una funda de protección
polimérica.
La patente US 4.909.593 describe un cable óptico
que comprende varias unidades ópticas de múltiples fibras
dispuestas dentro de un tubo hecho de un plástico rígido que apenas
encoge. Cada una de dichas unidades consiste en varias fibras
ópticas y en una cubierta de plástico blando que se puede retirar
fácilmente con los dedos. Plásticos adecuados son elastómeros
termoplásticos vulcanizables a temperatura ambiente, o elastómeros
termoplásticos blandos tal como copolímeros de poliesteramida,
copolímeros de etileno-propileno blandos, o un
caucho de estireno-butadieno.
La solicitud de patente EP 1 024 382 describe un
cable de telecomunicaciones que comprende un tubo de protección
flexible hecho a partir de un elastómero termoplástico de
poliolefina que tiene un módulo de elasticidad por debajo de 500
MPa a temperatura ambiente y un módulo de elasticidad por debajo de
1500 MPa a -40ºC. Ejemplos de elastómeros adecuados son copolímeros
de propileno-etileno, preferentemente con más de 10
por ciento de monómero de etileno, terpolímeros que contienen
propileno-etileno, polietileno de ultra baja
densidad o copolímeros de etileno-octeno, que
contienen preferentemente más del 10% en peso de monómero de
octeno. El elastómero también puede contener rellenos inorgánicos
para el control de parámetros físicos, tal como las propiedades
mecánicas y el retraso de llama.
El documento
WO-A-01/48075 describe composiciones
de poliolefina a prueba de llamas que comprenden (porcentajes en
peso):
A) del 20 al 60% en peso de una composición de
polímero de olefina heterofásica que comprende un polímero de
olefina cristalina (a) y un polímero de olefina elastomérica (b),
estando dicha composición (A) opcionalmente modificada con al menos
un monómero funcional en una cantidad del 0,005% al 0,6% en peso
respecto al peso total de la composición total;
B) del 15 al 40% en peso de uno o más de un
relleno hidratado inorgánico;
C) del 12 al 40% en peso de uno o más de un
retardante de llama orgánico que contiene nitrógeno en la
molécula;
D) del 0 al 40% en peso de uno o más de un
relleno anhidro inorgánico.
El artículo de G. Dallas et al.
"Thermal and Mechanical Optimization of
Easy-Access Flexible Buffering Materials", 49
International Wire & Cable Symposium, 2000, páginas
357-361, describe el uso de mezclas de
polipropileno resistente a impactos duros y un polipropileno
resistente a los impactos de grado suave, opcionalmente en mezcla
con copolímeros de etilvinilacetato blando, para la fabricación de
tubos flexibles de protección ópticos. Como se menciona en dicho
artículo, el acceso mejorado al haz de fibras alojado dentro del
tubo (en comparación con una funda de PVC convencional) se obtiene
mediante una extracción más fácil de la funda de polipropileno
mediante el desgarro de dicha funda con un cordón de apertura
dispuesto dentro de dicha funda.
El solicitante ha encontrado ahora que mediante
el uso de un material polimérico que comprende un copolímero de
olefina heterofásico que tenga al menos una fase amorfa y por lo
menos dos fases cristalinas diferentes, es posible fabricar
elementos tubulares de cables de telecomunicaciones que tengan una
capacidad de desgarro mejorada.
A lo largo de la presente descripción y las
reivindicaciones, el término "elemento tubular" pretende
incluir en su significado cualquier elemento que tiene o puede ser
disponerse en una forma tubular dentro de la estructura del cable.
Ejemplos de estos elementos tubulares son tubos de protección que
alojan por lo menos un elemento de transmisión o fundas poliméricas
dispuestas para rodear porciones internas de un cable de
telecomunicaciones, por ejemplo, uno o más tubos de protección.
Dicha funda polimérica es preferentemente en forma de un tubo (por
ejemplo, extrudido sobre dicha porción interna) o alternativamente
puede ser una cinta dispuesta sobre dicha porción interna (tomando
así una forma tubular), ya sea envuelta helicoidalmente o
preferentemente doblada a lo largo de su dirección longitudinal
sobre dicha porción interna.
Un aspecto de la presente invención se refiere,
así a un cable de telecomunicaciones que comprende un elemento
tubular de material polimérico y al menos un elemento de transmisión
alojado dentro de dicho elemento tubular, en donde dicho material
polimérico está hecho a partir de una composición polimérica que
comprende un copolímero de olefina heterofásica que comprende:
a) al menos una fase amorfa que comprende
secuencias que se derivan de la copolimerización de al menos dos
monómeros de olefina diferentes;
b) al menos una primera fase cristalina que
comprende secuencias derivadas de la homopolimerización de un
primer monómero de olefina; y
c) al menos una segunda fase cristalina que
comprende secuencias que se derivan de la homopolimerización de un
segundo monómero de olefina.
Preferiblemente, dichos al menos dos monómeros
diferentes de la fase amorfa son el primer y el segundo monómero de
la primera y segunda fase cristalina, respectivamente.
El término monómero de olefina incluye dentro de
su significado cualquier olefina que comprende de 2 a 12 átomos de
carbono, preferentemente con la insaturación en el carbono alfa, es
decir, el primer átomo de carbono de la cadena polimérica.
Preferentemente, dicho monómero de olefina es un compuesto de
fórmula CH_{2}=CH-R, donde R es hidrógeno o un
alquilo lineal o ramificado con 1 a 10 átomos de carbono. Ejemplos
de olefinas adecuadas son, por ejemplo, etileno, propileno,
1-buteno, 1-penteno,
1-hexeno,
4-metil-1-penteno,
1-octeno, 1-dodeceno.
Preferentemente, dichas primera y segunda fases
cristalinas tienen un punto de fusión superior a 100ºC, más
preferentemente superior a 110ºC.
Preferentemente, dicha al menos primera fase
cristalina tiene un punto de fusión de al menos 140ºC o más, más
preferiblemente de al menos 150ºC o más.
Según un aspecto preferido, dicho elemento
tubular es un tubo de protección que aloja dicha al menos una fibra
óptica. Preferentemente, dicho tubo de protección está definido
mediante una pared perimetral que tiene un espesor de menos de
aproximadamente 0,5 mm, preferiblemente de menos de unos 0,2 mm, por
debajo de aproximadamente 0,05 mm.
Ventajosamente, la cantidad de fase amorfa en el
copolímero heterofásico es de al menos un 50 por ciento del peso
total del polímero heterofásico. La cantidad de dicha fase amorfa es
preferiblemente menor del 90 por ciento del peso total del
copolímero heterofásico. Preferentemente, la cantidad de dicha fase
amorfa es de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 90% del
peso total del copolímero heterofásico, más preferiblemente de
aproximadamente el 65% a aproximadamente el 85%.
La cantidad de cada una de dichas primera y
segunda fases cristalinas es preferiblemente de al menos un 2 por
ciento aproximadamente del peso total del copolímero. Dicha cantidad
es, sin embargo, preferentemente no superior a aproximadamente un
30 por ciento del peso total. Más preferiblemente, dicha cantidad es
de aproximadamente un 5 por ciento a aproximadamente un 25 por
ciento del peso total del copolímero heterofásico.
Preferiblemente, la relación relativa en peso
entre dichas primera y segunda fases cristalinas es de
aproximadamente 1:2 a aproximadamente 7:1, más preferiblemente de
2:3 a aproximadamente 3:1.
Preferentemente, dicho copolímero de olefina
heterofásica es un copolímero de base de
etileno-propileno que comprende una fase cristalina
de homopolímero de polipropileno y una fase cristalina de
homopolímero de polietileno.
Dicho copolímero basado en
etileno-propileno puede comprender opcionalmente un
comonómero \alpha-olefina, diferente de
polipropileno preferentemente seleccionado entre:
1-buteno, 1-penteno,
1-hexeno,
4-metil-1-penteno,
1-octeno y 1-dodeceno.
Opcionalmente, dicho copolímero de base de
etileno-propileno también puede contener un
co-monómero de dieno, que se selecciona
preferentemente entre: diolefinas lineales, conjugadas o no
conjugadas, por ejemplo, 1,3-butadieno,
1,4-hexadieno, 1,6-octadieno; dienos
monocíclicos o policíclicos, por ejemplo
1,4-ciclohexadieno,
5-etilideno-2-norborneno,
5-metileno-2-norborneno.
Opcionalmente, dicha composición polimérica
comprende además un homopolímero de dicho primer o segundo monómero
de olefina que tiene una fase cristalina que comprende secuencias
que se derivan de la homopolimerización de dicho primer o segundo
monómero respectivo. La cantidad de fase cristalina en dicho
homopolímero es aproximadamente del 20% a aproximadamente un 50%
del peso total del homopolímero. La relación en peso entre dicho
homopolímero y dicho copolímero heterofásico es preferentemente
aproximadamente de 1:2 a aproximadamente 1:1. Dicho homopolímero es
preferentemente de polietileno, más preferiblemente un polietileno
lineal de baja densidad.
Preferiblemente, dicha composición polimérica
comprende además un relleno inorgánico dispersado en la misma.
Preferiblemente, la cantidad de relleno inorgánico es
aproximadamente del 40% a aproximadamente el 90% del peso total de
la composición polimérica, más preferiblemente aproximadamente del
50% a aproximadamente el 85%, aún más preferentemente de
aproximadamente el 60% al 80% aproximadamente.
Según un aspecto preferido, el material
polimérico que forma el elemento tubular según la invención tiene
una elongación de ruptura no superior al 500%, preferentemente no
mayor al 400%.
En la presente descripción y en las
reivindicaciones el término "secuencias que se derivan de la
homopolimerización de un monómero" incluye en su significado
cadenas poliméricas o porciones de las mismas constituidas
esencialmente por la misma unidad monomérica, donde
"esencialmente" significa que dichas secuencias puede contener,
además de dicha unidad monomérica, también cantidades menores de
otro(s) co-monómero(s), que sin
embargo no perjudican la capacidad de dichas secuencias para formar
la fase cristalina deseada.
De manera similar, el término "secuencias
derivadas de copolimerización de al menos dos monómeros" incluye
en su significado cadenas poliméricas o porciones de las mismas
constituidas por al menos dos unidades monoméricas diferentes.
En la presente descripción y en las
reivindicaciones, el término "fase cristalina" se refiere a
cualquier fracción del polímero heterofásico que muestra, bajo
análisis de calorimetría diferencial de escaneado (DSC), una
entalpía de fusión apreciable, por ejemplo, de al menos 3 J/g,
preferentemente de al menos 5 J/g, en correspondencia con la
temperatura de fusión típica del homopolímero respectivo.
La figura 1 muestra un ejemplo de un elemento
tubular según la invención;
La figura 2 muestra otro ejemplo de un elemento
tubular según la invención;
La figura 3 muestra un ejemplo de un cable de
telecomunicaciones según la invención;
La figura 4 muestra un ejemplo de un cable de
telecomunicaciones según la invención;
Las figuras 5-8 muestran los
diagramas de DSC de algunos polímeros;
La figura. 9 muestra un aparato para el ensayo
de las propiedades de desgarro de tubos de protección.
La figura 1 muestra un ejemplo de un elemento
tubular según la invención. En esta realización, dicho elemento
tubular en forma de un tubo de protección 10 constituido por una
funda polimérica 11 que envuelve una pluralidad de elementos de
transmisión 12. La funda polimérica 11 está hecha de un material
polimérico tal como se ha definido anteriormente. Los elementos de
transmisión son preferentemente fibras ópticas que se pueden
colocar en el interior del tubo de forma individual, tal como
cintas, o agrupadas en haces. Las fibras ópticas pueden ser, por
ejemplo, fibras de modo simple, fibras de modo múltiple, fibras de
cambio de dispersión (DS), fibras de dispersión distinta de cero
(NZD), o fibras con una gran área efectiva en función de los
requerimientos de aplicación del cable. Son generalmente fibras con
un diámetro exterior de entre 230 y 270 \mum. Si se desea,
algunas de las fibras ópticas alojadas en el interior de dicho tubo
de protección pueden reemplazarse fibras de vidrio que no
transmiten, para alcanzar el recuento óptimo dentro del tubo, sin
variar las dimensiones del tubo. El tubo de protección puede
contener también medios de bloqueo del agua, en forma de relleno a
modo de grasa, o preferentemente en forma de composiciones en polvo
que se hinchan con agua. Por ejemplo, se puede utilizar una
composición que comprende una mezcla de partículas de poliacrilato
que se hinchan con agua y partículas de talco inertes, tal como se
describe en la solicitud de patente internacional WO 00/58768.
En una realización preferida, un tubo de
protección según la invención tiene un diámetro interno, que es
ligeramente mayor (típicamente menor de aproximadamente 0,2 mm) que
el diámetro externo del haz de fibras alojadas en el mismo, es
decir, según la configuración llamada
"semi-apretada" o "casi apretada". Por
ejemplo, mientras un haz de doce fibras ópticas (cada una con un
diámetro de aproximadamente 0,250 mm) tiene un diámetro externo de
aproximadamente 1,05 mm, el diámetro interno del respectivo tubo de
protección que aloja dicho haz de fibras será de aproximadamente
1,15.
La funda que forma los tubos de protección, en
particular en la configuración "casi apretada", tiene
preferentemente un espesor inferior a 0,2 mm, más preferiblemente
entre 0,05 mm y 0,15 mm. Particularmente preferido es un espesor de
0,075 mm a 0,1 mm.
Por motivos de concisión, los tubos poliméricos
de protección que alojan directamente al menos una fibra óptica en
los mismos, tal como el que se muestra en la figura 1, se indicarán
en la presente descripción como "sub-unidades
ópticas". En términos más generales, la expresión
"sub-unidad óptica" indica en la presente
descripción y en las reivindicaciones cualquier elemento tubular que
aloja directamente por lo menos un elemento de transmisión en el
mismo.
El tubo de protección mostrado en la figura 1 se
puede utilizar e instalar como tal o, preferiblemente, como una
sub-unidad en un cable de fibra óptica.
La figura. 2 muestra otro ejemplo de un elemento
tubular según la invención. Dicho elemento es un tubo 20 que
comprende una funda polimérica 21 hecha de una composición
polimérica tal como se define anteriormente, que contiene una o más
sub-unidades ópticas 22, que son preferentemente en
forma de un tubo. Dichas sub-unidades pueden
comprender una funda polimérica de materiales conocidos (por ejemplo
polietileno, copolímeros de etileno-propileno,
copolímeros de etilenvinilacetato o mezclas de los mismos) que rodea
las fibras ópticas o, preferiblemente, la funda polimérica está
hecha de una composición polimérica como una de la
sub-unidad 10 que se muestra en la figura 1. Los
espacios intersticiales entre las sub-unidades
ópticas pueden estar vacíos o, preferentemente, llenos de un
material que bloquea el agua, como por ejemplo polvos o hilos que se
hinchan con agua. El grupo de sub-unidades ópticas
también puede envolverse mediante una cinta de bloqueo de agua, por
ejemplo, una cinta de material no tejido que comprende partículas
que absorben agua. Si se desea, en particular cuando el tubo 20 se
utiliza como un cable de telecomunicaciones, es decir, sin funda
adicional externa de protección, un par de elementos de refuerzo
longitudinal (no representados) se pueden incrustar en la funda
polimérica, de manera similar a los elementos de refuerzo 33 que se
muestran en la figura 3. Opcionalmente, además o alternativamente a
los elementos longitudinales de refuerzo anteriores, se puede
colocar un elemento de resistencia adicional (no representado), por
ejemplo, en forma de hilos poliméricos (por ejemplo, Kevlar®) entre
dicho revestimiento externo y el haz de
sub-unidades, que rodean total o parcialmente el haz
de sub-unidades.
Por motivos de concisión, un tubo polimérico con
una funda polimérica que aloja al menos una
sub-unidad óptica en el mismo se indicará a
continuación en esta memoria y en las reivindicaciones como
"unidad óptica". Dependiendo del número y de las dimensiones
de las sub-unidades que se alojan en el mismo, el
tubo que forma la unidad óptica puede tener un diámetro externo de
entre 3 y 25 mm y un espesor de entre 0,5 y 3 mm. En términos más
generales, la expresión "unidad óptica" se refiere a cualquier
elemento tubular que aloja por lo menos una
sub-unidad óptica en su interior.
Una unidad óptica según la invención pueden se
puede utilizar e instalar, como tal o como un elemento de un cable
de fibra óptica.
Una unidad óptica puede utilizarse por ejemplo
en un cable óptico según la figura 3, donde dicha unidad óptica 31
está rodeada por una cubierta polimérica externa 32, hecha por
ejemplo de polietileno (por ejemplo, polietileno de media o alta
densidad, MDPE o HDPE), opcionalmente con rellenos inorgánicos
añadidos para optimizar su resistencia al fuego y su emisión de
humos. La unidad óptica 31 puede comprender una funda polimérica
según la invención (por ejemplo, como la unidad mostrada en la
figura 2) o, cuando la funda polimérica está hecha de un material
convencional, contiene al menos una sub-unidad
óptica según la invención, tal como, por ejemplo, la que se muestra
en la figura 1. Elementos de refuerzo 33, por ejemplo dos varillas
de GRP (polímero reforzado con vidrio) y, opcionalmente, ripcords
34 están incrustadas en la cubierta externa 32. Una capa de material
no adherente 35 está ventajosamente insertada entre dicha funda
externa 32 y dicha unidad óptica 31, evitando esta capa que la
funda y el tubo interno se peguen entre sí durante la extrusión del
cable. Este material es, por ejemplo, una cinta de papel.
Opcionalmente, un elemento de refuerzo adicional
(no representado), por ejemplo en forma de hilos poliméricos (por
ejemplo, Kevlar®) se dispone entre dicha cubierta externa 32 y dicho
tubo 31.
Alternativamente, tal como se muestra en la
figura 4, una pluralidad de unidades ópticas 41, como la que se
muestra en la figura 2 o, en caso de que la funda polimérica esté
hecha de un material convencional, que contiene una
sub-unidad óptica tal como se muestra en la figura
1, se pueden hilar alrededor de un elemento de refuerzo central 42,
por ejemplo, una alambre metálico recubierto de plástico o GRP. Las
unidades ópticas están preferentemente dispuestas en un patrón de
espiral abierta (o hilado S-Z) alrededor del eje del
cable, es decir, los tubos están agrupados alrededor del eje del
cable en secciones con una primera dirección de hilado (en forma de
S), alternando con secciones con una dirección opuesta de hilado (en
forma Z). Las unidades ópticas hiladas opcionalmente se envuelven
con una cinta de bloqueo de agua 43 y una capa 44 de hilos
poliméricos de alta resistencia (por ejemplo, Kevlar®) está
opcionalmente dispuesta para rodear el núcleo óptico. El cable se
protege a continuación mediante una cubierta externa 45, por ejemplo
de MDPE o HDPE. Opcionalmente, una funda polimérica interna (no
representada), por ejemplo de MDPE o HDPE, puede colocarse entre la
capa que bloquea el agua y la capa de hilos poliméricos.
Un elemento tubular según la invención, por
ejemplo un tubo de protección 10 o un tubo 20 tal como se muestra
anteriormente, comprende así, o preferentemente está definido por,
una funda que aloja al menos una fibra óptica en la misma, estando
hecha dicha funda polimérica a partir de una composición polimérica
que comprende un copolímero de olefina heterofásica que tiene una
fase amorfa y al menos dos fases cristalinas diferentes, tal como
se ha definido anteriormente y tal como se ilustra en detalle a
partir de ahora.
La presencia y cantidad de fases cristalinas en
el copolímero heterofásico se puede determinar mediante un análisis
de DSC de acuerdo con los procedimientos de análisis estándar.
La cantidad de fase amorfa se puede determinar
mediante la diferencia entre el peso total de polímero y el peso de
las fases cristalinas, según lo determinado por ejemplo mediante el
análisis DSC.
La presencia de una fase cristalina se puede
determinar alternativamente mediante otros análisis, por ejemplo
mediante difractometría de rayos-X. La presencia de
la reflexión típica de células cristalinas en los ángulos
característicos indica la presencia de una fase cristalina
correspondiente en el copolímero heterofásico, que también puede
ser cuantificada de acuerdo con esta técnica. Por ejemplo, los
ángulos de reflexión típicos son 2\theta = 21,5º y 23,3º para
polietileno cristalino y 2\theta = 14,1º y 16,9º para fase alfa de
polipropileno cristalino isotáctico (véase, por ejemplo
Macromolecular Chem. 75 134 (1964), T. Jones et al, y 23 4114
(1990) para obtener detalles sobre picos difractométricos de fase
alfa y gamma PP, respectivamente).
Las al menos primera y segunda fases cristalinas
en el copolímero heterofásico produce dos grupos de células
cristalinas distintas que se pueden detectar según al menos uno de
los procedimientos analíticos. Por ejemplo, la presencia de estos
dos grupos diferentes de células cristalinas puede detectarse a
través del análisis DSC mencionado anteriormente, donde las dos
fases cristalinas muestran dos picos de fusión distintos
correspondientes con las temperaturas de fusión respectivas, o, en
caso de que las dos fases cristalinas tengan temperaturas similares
de fusión (produciendo así posiblemente a un pico superpuesto en el
diagrama DSC), mediante la difractometría de rayos X, donde las
fases cristalinas se pueden distinguir a través de sus respectivos
ángulos de reflexión característicos.
Ejemplos de diferentes fases cristalinas son,
por ejemplo, las fases cristalinas a partir de secuencias
sustancialmente homoplásmicas de diferentes
a-olefinas, tales como etileno, propileno o
1-buteno.
Para permitir una adecuada capacidad de
procesamiento del material polimérico y para conferir la
flexibilidad deseada al tubo de protección, la cantidad de fase
amorfa es de al menos un 50 por ciento del peso total del
copolímero heterofásico. Sin embargo, la cantidad de dicha fase
amorfa es preferiblemente inferior al 90 por ciento del peso total
del polímero, para, por ejemplo, conferir la capacidad de
procesamiento deseada al material. Cantidades preferidas de dicha
fase amorfa pueden ser del 60% al 90% del peso total de copolímero
heterofásico, más preferiblemente del 65% al 85%.
Para permitir una interacción efectiva entre las
al menos dos fases cristalinas diferentes, se ha observado que la
cantidad de cada una de las al menos dos fases cristalinas debe ser
preferentemente de al menos un 2 por ciento del peso total del
polímero. Más preferentemente, cada uno de las al menos dos fases
cristalinas está presente en una cantidad de al menos un 5 por
ciento del peso total, hasta una cantidad de, por ejemplo, un
25%.
La cantidad total de fases cristalinas, es
decir, la suma de las diferentes fases cristalinas presentes en el
polímero heterofásico, es preferentemente de aproximadamente un 50
por ciento o menos, más preferentemente de aproximadamente un 40
por ciento o menos, del peso total del polímero, para no aumentar de
manera excesiva la rigidez del tubo de protección. Dicha cantidad
total de fase cristalina preferentemente representa al menos
aproximadamente un 15 por ciento del peso total del polímero
heterofásico, más preferiblemente al menos 18 por ciento. Según una
realización preferida, dicha cantidad total de fase cristalina es
del 20% al 30% del peso total del polímero heterofásico.
Preferiblemente, la relación relativa en peso
entre la primera y la segunda fase cristalina es 1:2 a 7:1, más
preferiblemente de 2:3 a 3:1.
Si se desea, la cantidad relativa de una fase
cristalina comprendida en dicho copolímero puede aumentar mediante
añadiendo por separado al copolímero heterofásico, por ejemplo
mediante mezcla mecánica con el mismo, una cierta cantidad de un
segundo polímero que incluye dicha fase cristalina. Por ejemplo, se
puede añadir un homopolímero cristalino al menos parcial,
correspondiente al homopolímero que forma la fase cristalina del
copolímero heterofásico a aumentar.
Los copolímeros de olefinas heterofásicos se
pueden obtener a partir de la copolimerización de al menos dos
monómeros de olefinas diferentes, comprendiendo dicho monómero de
olefina de 2 a 12 átomos de carbono, preferentemente con la
instauración en el carbono alfa. Preferentemente, dicho monómero de
olefina es un compuesto de fórmula CH_{2}=CH-R,
donde R es hidrógeno o un alquilo lineal o ramificado con 1 a 10
átomos de carbono. Ejemplos de olefinas adecuadas son, por ejemplo,
etileno, propileno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
4-metil-1-penteno,
1-octeno, 1-dodeceno.
Por ejemplo, se puede utilizar un copolímero de
etileno-propileno, que comprende secuencias
homopolimerizadas de propileno que definen una primera fase
cristalina, secuencias homopolimerizadas de etileno que definen una
segunda fase cristalina y una secuencia copolimerizada de
etileno-propileno que define la fase amorfa.
Preferiblemente, el material polimérico heterofásico adecuado para
la fabricación de tubos de protección o fundas de protección según
la invención es un copolímero de etileno-propileno,
que comprende opcionalmente un \alpha-olefina
diferente del polipropileno y, además, opcionalmente, pequeñas
cantidades de un monómero de dieno.
\newpage
A modo de ejemplo, un polímero heterofásico
adecuado para la fabricación de un tubo de protección según la
invención puede comprender del 60% al 75% de su peso total de una
fase amorfa (por ejemplo, EPR), del 5% al 25% de una primera fase
cristalina (por ejemplo, de secuencias de propileno
homopolimerizado) y del 5% al 25% de una segunda fase cristalina
(por ejemplo, de secuencias de etileno homopolimerizado), siendo la
cantidad total de las fases cristalinas menor del 40% en peso.
Las fases cristalinas del copolímero
heterofásico preferentemente tienen un punto de fusión superior a
100ºC, más preferentemente superior a 110ºC.
La ausencia sustancial de fases cristalinas que
se funden a una temperatura inferior a 100ºC, preferiblemente por
debajo de 110ºC, reduce sustancialmente el riesgo de fusión parcial
del material polimérico durante las siguientes etapas de
fabricación, por ejemplo, cuando una funda polimérica externa tiene
que extrudirse alrededor de un elemento tubular polimérico según la
invención.
Preferentemente, al menos dicha primera fase
cristalina tiene un punto de fusión de al menos 140ºC o superior,
preferentemente de al menos 150ºC o superior. De esta manera, la
estabilidad térmica del material polimérico puede incrementarse aún
más, evitando aún más que el material se funda parcialmente cuando
una funda polimérica externa se extrude a temperaturas más altas
alrededor de un componente que comprende dicho material
polimérico.
Copolímeros de olefinas heterofásicos adecuados
se pueden obtener mediante copolimerización secuencial de:
(a) un monómero de
\alpha-olefina (propileno, por ejemplo), que puede
contener pequeñas cantidades de un comonómero de olefina diferente
(por ejemplo, etileno), y luego de:
(b) una mezcla de un monómero de olefina, igual
o diferente al comonómero de olefina de la etapa (a), con un
monómero de \alpha-olefina (propileno, por
ejemplo) y, opcionalmente, con pequeñas cantidades de un dieno.
La término olefina se refiere a etileno o una
\alpha-olefina. El término
"\alpha-olefina" significa una olefina de
fórmula CH_{2}=CH-R, donde R es un alquilo lineal
o ramificado que contiene 1 a 10 átomos de carbono. La
\alpha-olefina se puede seleccionar, por ejemplo,
de: propileno, 1-buteno, 1-penteno,
4-metil-1-penteno,
1-hexeno, 1-octeno,
1-dodeceno.
El dieno opcionalmente presente como comonómero
generalmente contiene de 4 a 20 átomos de carbono y se selecciona
preferentemente entre: diolefinas lineales, conjugadas o no
conjugadas, por ejemplo, 1,3-butadieno,
1,4-hexadieno, 1,6-octadieno; dienos
monocíclicos o policíclicos, por ejemplo,
1,4-ciclohexadieno,
5-etilideno-2-norborneno,
5-metileno-2-norborneno.
La composición de la fase amorfa es generalmente de la siguiente
manera: del 15 al 85% molar de etileno, del 15 al 85% molar de
\alpha-olefina, del 0 al 5% molar de un dieno.
De manera similar, los copolímeros de
etileno-propileno heterofásicos preferidos pueden
obtenerse mediante copolimerización secuencial de:
(a) propileno, que contiene opcionalmente
pequeñas cantidades de al menos un comonómero de olefina un
seleccionado de etileno y \alpha-olefinas
diferentes del propileno, y luego de:
(b) una mezcla de etileno con una
\alpha-olefina, en particular propileno y,
opcionalmente, con pequeñas cantidades de un dieno.
Esta clase de productos también se conocen
comúnmente como "elastómeros termoplásticos reactores".
La preparación de dichos copolímeros
heterofásicos normalmente se realiza mediante copolimerización de
los monómeros correspondientes en presencia de catalizadores
Ziegler-Natta basados en compuestos halogenados de
titanio soportados en cloruro de magnesio. Los detalles relativos a
la preparación de estos copolímeros se proporcionan, por ejemplo,
en la patente europea no. 400 333.
Con referencia a la preparación de un copolímero
de etileno-propileno heterofásico, durante la etapa
(a) citada anteriormente del proceso, se produce una fase cristalina
(termoplástica) que consiste en un homopolímero o un copolímero de
propileno cristalino de propileno con un comonómero de olefina
seleccionado entre etileno y \alpha-olefinas
diferentes del propileno. El comonómero de olefina es
preferentemente etileno. La cantidad de comonómero de olefina
introducido en esta primera etapa es preferiblemente menor del 10%
molar respecto al número total de moles de la fase termoplástica,
para no afectar negativamente a la formación de la fase
cristalina.
Dicha fase termoplástica comprende homopolímeros
o copolímeros de propileno con índices isotácticos relativamente
altos (normalmente superiores a 90 para el homopolímero y superiores
a 85 para los copolímeros), resultando así en la primera fase
cristalina deseada del polímero heterofásico.
La fase amorfa del copolímero de olefina
heterofásico, producida principalmente durante la etapa (b) citada
anteriormente del proceso, es preferentemente al menos un 50% en
peso, más preferiblemente al menos un 60% en peso, y más
preferiblemente al menos un 65% en peso, con relación al peso total
del copolímero heterofásico, y consiste en un copolímero
elastomérico de etileno con una \alpha-olefina tal
como se define anteriormente, y opcionalmente con un dieno tal se
ha definido anteriormente. Dicha \alpha-olefina es
preferentemente propileno. El dieno opcionalmente presente es
preferentemente 1,3-butadieno. La composición de la
fase amorfa es generalmente de la siguiente manera: del 15 al 85%
molar de etileno, del 15 al 85% molar de
\alpha-olefinas, del 0 al 5% molar de un
dieno.
Durante dicha segunda etapa (b) del proceso, una
segunda fase cristalina, que se deriva esencialmente de secuencias
de etileno homopolimerizado, también se produce. La cantidad de
dicha segunda fase cristalina depende de la cantidad relativa de
etileno presente en la mezcla de etileno y la
\alpha-olefina que se introduce en dicha etapa
(b) del proceso. En general, si la cantidad relativa de etileno es
menor que aproximadamente el 40% del peso total de la mezcla, la
cantidad de la fase cristalina a partir de las fracciones
homopolimerizados de etileno en el copolímero heterofásico final
será insignificante. Para disponer de una cantidad efectiva de la
fase cristalina a partir de secuencias de etileno homopolimerizado
en el copolímero heterofásico final, la cantidad de etileno en
dicha mezcla, por lo tanto, será de al menos un 40%, preferentemente
entre el 45% y el 75% del peso total de la mezcla. En una
realización preferida, la mezcla empleada en dicha etapa (b) del
proceso es, pues, rica en unidades de etileno, siendo la cantidad de
unidades de etileno preferentemente del 40% al 80% en peso, más
preferiblemente 45 a 75% en peso respecto al peso total de la mezcla
de reacción durante dicha etapa (b).
La cantidad de polipropileno cristalino en el
copolímero final es preferiblemente menor del 20% en peso del peso
total del copolímero, preferentemente del 10% al 18%, para evitar
una excesiva rigidez del componente extrudido. Por otro lado, para
conferir las propiedades de fácil desgarro deseables, la cantidad de
polietileno cristalino es preferentemente de al menos un 2% del
peso total del copolímero, más preferentemente entre el 5% y el
12%.
Como se mencionó anteriormente, la cantidad de
una de las dos fases cristalinas, en particular la derivada de las
secuencias de etileno homopolimerizado, se puede aumentar mezclando
mecánicamente una cierta cantidad de un homopolímero cristalino
parcial respectivo con el copolímero heterofásico. Por ejemplo, un
polietileno lineal de baja densidad parcial cristalino de se puede
añadir a un copolímero de etileno-propileno
heterofásico (por ejemplo, en una cantidad en peso del 50% al 120%
respecto a la cantidad de copolímero), para incrementar la cantidad
de la fase cristalina PE.
Los copolímeros de olefinas heterofásicos con
dos fases cristalinas diferentes (en particular, PP y PE
cristalino) adecuadas para la fabricación de un componente de cable
de telecomunicaciones según la presente invención se pueden
encontrar en el mercado entre la gran clase de las llamadas
"mezclas de reactor de polipropileno" vendidas, para ejemplo,
por Basell bajo la marca Hifax®.
Aunque no se desea estar limitado por cualquier
teoría particular, el solicitante considera que la presencia de las
dos fases cristalinas dispersas en la matriz amorfa del copolímero
heterofásico confiere ventajas particulares al material polimérico
que forma unos elementos tubulares según la invención. Por ejemplo,
la presencia simultánea de las dos fases cristalinas, en comparación
con copolímeros heterofásicos que tienen una única fase cristalina,
confieren unas propiedades mejoradas de "fácil desgarro" a un
componente que comprende dicho polímero, probablemente debido a una
incompatibilidad relativa entre las dos fases cristalinas
diferentes. Por otro lado, se cree que la formación "in
situ" de las fases cristalinas en el copolímero heterofásico
permite obtener una mejor compatibilización de las fases
cristalinas dentro de la fase amorfa. Esta mejor compatibilización
puede producir, por ejemplo, propiedades de capacidad de
procesamiento óptimas del material. Además, cantidades sustanciales
de rellenos inorgánicos se pueden incorporar en el material
polimérico sin perjudicar de manera indeseada las propiedades
mecánicas de la composición polimérica, en particular, evitando la
rotura no deseable de la funda durante las operaciones de
desgarro.
Como se mencionó anteriormente, la cantidad de
una fase cristalina se puede determinar mediante un análisis DSC.
Por ejemplo, se puede utilizar una instrumentación DSC de
Mettler-Toledo, que comprende un instrumento DSC
30, un procesador de tipo PC11 y software Graphware TA72AT.1. El
polímero se calienta primero por encima de su temperatura de fusión
(por ejemplo, a unos 200ºC para los copolímeros de
etileno-propileno), para eliminar su historia
térmica; a continuación, se enfría lentamente a 10ºC y se calienta
de nuevo por encima de su temperatura de fusión con un índice de
exploración de 10ºC/min. El área generada mediante cada pico de
fusión en el termograma resultante se integra a continuación y la
entalpía de fusión de cada pico (correspondiente a una fase
cristalina respectiva) se calcula así. La cantidad de cada fase
cristalina se determina (como porcentaje del peso total del
polímero) dividiendo la entalpía de fusión medida para el pico de
fusión correspondiente por la entalpía de referencia de la fusión
del respectivo polímero teóricamente 100% cristalino. Por ejemplo,
la entalpía de referencia de fusión de un polietileno teóricamente
100% cristalino es de 290 J/g, mientras que para un polipropileno
teóricamente 100% cristalino es de 190 J/g.
Se pueden encontrar métodos de cálculo de la
cristalinidad del polímero y los valores de referencia para un
polímero teóricamente 100% cristalino en una serie de libros de
referencia y manuales operativos de instrumentos DSC, como, por
ejemplo, el boletín de aplicación de Mettler-Toledo
GmbH "Collected Applications, Thermal Analysis, Thermoplastics,
Marzo de 1997".
Preferentemente, se añaden rellenos inorgánicos
a la composición polimérica, para modificar convenientemente las
propiedades mecánicas del material polimérico, en particular para
reducir la elongación a la rotura del material polimérico,
mejorando también el desgarro manual del componente polimérico. La
adición de relleno inorgánico, particularmente en cantidades
iguales o superiores al 50% en peso respecto al peso total de la
composición polimérica, también puede conferir propiedades
retardantes de llama ventajosaws a la composición polimérica.
Los rellenos inorgánicos que generalmente se
pueden utilizar son hidróxidos, óxidos hidratados, sales o sales de
hidratación de metales, en particular, de calcio, magnesio o
aluminio, también en mezcla con otros rellenos inorgánicos, tal
como silicatos. Ejemplos de rellenos inorgánicos adecuados son
hidróxido de magnesio (incluyendo hidróxido de magnesio natural,
por ejemplo, de mineral de brucita molido), hidróxido de aluminio,
óxido de aluminio (incluyendo caolina, es decir, un silicato de
aluminio hidratado), alúmina trihidratada, carbonato de magnesio
hidratado, carbonato de magnesio, hidrato de carbonato calcio y
magnesio, carbonato de magnesio calcio, o mezclas de los mismos.
Hidróxido de magnesio, hidróxido de aluminio y trihidrato de
alúmina (Al_{2}O_{3}\cdot3H_{2}O) y sus mezclas son
especialmente preferidos. Pequeñas cantidades, generalmente menores
del 25% en peso, de uno o más óxidos inorgánicos o sales tales como
CoO, TiO_{2}, Sb_{2}O_{3}, ZnO, Fe_{2}O_{3}, CaCO_{3} o
mezclas de los mismos, ventajosamente se pueden añadir a estos
compuestos. Los hidróxidos metálicos mencionados anteriormente, en
particular los hidróxidos de magnesio y aluminio, se utilizan
preferentemente en forma de partículas con tamaños que pueden variar
entre 0,1 y 20 \mum, preferentemente entre 0,5 y 10 \mum.
Los rellenos inorgánicos se pueden usar
ventajosamente en forma de partículas recubiertas. Los materiales
de revestimiento que se utilizan preferentemente son ácidos grasos
saturados o insaturados que contienen de 8 a 24 átomos de carbono y
sales metálicas de los mismos, tal como, por ejemplo: ácido oleico,
ácido palmítico, ácido esteárico, ácido isosteárico, ácido láurico,
estearato u oleato de magnesio o zinc.
La cantidad de relleno inorgánico es
preferentemente del 40% al 90% del peso total de la composición
polimérica, más preferiblemente del 50% al 85%, aún más
preferiblemente del 60% al 80%.
Si se desea, pequeñas cantidades de un agente de
acoplamiento también se pueden añadir a la mezcla para mejorar la
compatibilidad entre el relleno inorgánico y el material polimérico.
La cantidad de agente de acoplamiento que se añade a la mezcla
puede variar principalmente en función del tipo del agente de
acoplamiento y de la cantidad de relleno ignífugo añadido. Sin
embargo, para no afectar negativamente a la capacidad de
procesamiento de la composición polimérica, la cantidad de agente de
acoplamiento, cuando está presente, se mantiene generalmente por
debajo del 5% en peso con relación al peso total de la mezcla de
polímero base, preferentemente del 0,01 al 3%, e incluso más
preferiblemente del 0,02 al 1%.
Dicho agente de acoplamiento se selecciona, por
ejemplo, de compuestos de silano saturados o compuestos de silano
que contienen al menos una insaturación etilénica; epóxidos que
contienen una insaturación etilénica; titanatos orgánicos; ácidos
mono- o dicarboxílicos que contienen al menos una insaturación
etilénica, o sus derivados, tales como, por ejemplo, anhídridos o
ésteres.
Las composiciones preferentemente contienen
aditivos antioxidantes, preferiblemente seleccionados entre
trimetildihidroquinolina polimerizada, 4,4'-tiobis
(3-metil-6-terc-butilo)
fenol; pentaeritritiltetraquis
[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)]
propionato, 2,2'-tiodietilenebis
[3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)]
propionato, o mezclas de los mismos.
Otros componentes convencionales, tales como
coadyuvantes de procesamiento, lubricantes, pigmentos, otros
rellenos, se pueden añadir a las composiciones poliméricas según la
presente invención.
Los coadyuvantes de procesamiento que
normalmente se añaden a la composición polimérica son, por ejemplo,
estearato de calcio, estearato de zinc, ácido esteárico, cera de
parafina, cauchos de silicona o mezclas de los mismos.
La composición polimérica puede prepararse
mezclando el componente(s) polimérico(s), el relleno y
los aditivos según técnicas conocidas en la técnica. La mezcla
puede realizarse, por ejemplo, utilizando un mezclador interno del
tipo con rotores tangenciales (Banbury) o con rotores
interpenetrantes, o alternativamente en mezcladores continuos, tal
como Ko-Kneader (Buss) o mezcladores de doble
husillo co-rotativos o
contra-rotativos.
La composición así puede aplicarse como un
elemento tubular tal como se conoce en la técnica, por ejemplo
puede ser extrudido en forma de tubo de protección que aloja fibras
ópticas.
La composición polimérica que forma el elemento
tubular preferentemente debe tener una elongación a la rotura
reducida con el fin de permitir que el instalador desgarre con
facilidad manualmente el elemento, por ejemplo, sin el riesgo de
tensar las fibras ópticas alojadas en el mismo. En consecuencia,
dicho material polimérico debe tener preferiblemente una elongación
a la rotura inferior a 500%, más preferiblemente por debajo de
400%, frente a, por ejemplo 100%. Sin embargo, el fácil desgarro del
material no debe hacer en el material se rompa en piezas de corta
longitud cuando se intenta desgarrar el elemento; más bien, es
preferible que una vez que el desgarro de la funda se ha iniciado
(por ejemplo, cuando una porción inicial de un tubo de protección
se ha pinchado y se ha separado en dos partes diferentes), la funda
polimérica se retira con una sola operación en una única banda de
material, en una longitud de, por ejemplo por lo menos 10 cm.
Un tubo de protección según la invención, hecho
a partir de una composición polimérica tal como se ha descrito
anteriormente, se puede así retirar fácilmente manualmente por un
operador para acceder a las fibras ópticas alojadas en el mismo. En
particular, la composición polimérica anterior permite una fácil
retirada manual de la funda de protección no sólo en los extremos
respectivos del tubo de protección, sino también en cualquier
posición intermedia del tubo de protección (es decir, el llamado
acceso al espacio medio).
\global\parskip0.900000\baselineskip
Aunque el uso de la composición polimérica
anterior se ha ilustrado con referencia específica a la fabricación
de tubos de protección aptos para alojar por lo menos una fibra
óptica dentro del mismo, en particular que tiene una pared de
contención relativamente delgada, puede entenderse que dicha
composición polimérica puede ser utilizada para la fabricación de
cualquier elemento polimérico tubular, tal como tubos o fundas, en
cualquier tipo de cable óptico, que debe retirarse con facilidad
mediante desgarro manual. En particular, se puede apreciar que la
presente invención está dirigida a cualquier tubo o funda hecha de
dicha composición polimérica, a cualquier cable que comprende dicho
tubo o funda, sean cuales sean las dimensiones del tubo o funda, y
sea cual sea la retirada del tubo o funda dentro de la estructura
del cable.
Los siguientes ejemplos se dan para ilustrar
mejor la invención.
Los siguientes polímeros, copolímeros o mezclas
poliméricas se han utilizado:
Cop. A (Hifax CA10A, Basell): copolímero
heterofásico de etileno-propileno que comprende una
fase amorfa de EPR y una sola fase cristalina de PP;
Cop. B (Hifax KS081, Basell): copolímero
heterofásico de etileno-propileno que comprende una
fase amorfa de EPR y una sola fase cristalina de PP;
Cop. 1 (Hifax 7320, Basell): copolímero
heterofásico de etileno-propileno que comprende una
fase amorfa de EPR, una fase cristalina de PP y una fase cristalina
de PE;
Cop. 2: copolímero heterofásico de
etileno-propileno que comprende una fase amorfa de
EPR, una fase cristalina de PP y una fase cristalina de PE;
Cop. 3 (Hifax CA12A, Basell): copolímero
heterofásico de etileno-propileno que comprende una
fase amorfa de EPR, una fase cristalina de PP y una fase cristalina
de PE;
PE 1 (Flexirene CL 10, Polimeri Europa):
polietileno lineal cristalino parcial;
MIX 1: una mezcla mecánica 1:1 (w/w) de Cop. 3 y
PE 1;
La cristalinidad de los materiales poliméricos
anteriores se ha determinado mediante el uso de una instrumentación
DSC de Mettler (que comprende un instrumento DSC 30, un procesador
de tipo PC11 y software Graphware TA72AT.1) según la metodología
previamente ilustrada. Las figuras 5 y 6 muestran los diagramas DSC
relevantes para algunos de los materiales anteriores. En particular,
la figura 5 muestra los diagramas DSC de Cop. A y cop. B (líneas A
y B, respectivamente) y la figura 6 muestra los diagramas DSC de
Cop. 1 y Cop. 2 (líneas 1 y 2, respectivamente); la figura 7
muestra los diagramas DSC de Cop. 3 (línea 3) y la figura 8 de la
mezcla polimérica Mezcla 2. La figura 8 muestra también la
integración de ejemplo de los picos. Por motivos de claridad, sólo
el eje de la temperatura se ha indicado en los diagramas.
La siguiente tabla 1 muestra las cantidades de
las fases cristalinas calculadas para cada uno de los materiales
poliméricos anteriores:
Tal como se muestra en la tabla anterior y en
los diagramas DSC, es evidente que los materiales poliméricos Cop.A
y Cop.B tienen una única fase cristalina (es decir, PP,
correspondiente al pico de fusión único del diagrama), mientras que
el resto o los materiales poliméricos probados muestran la presencia
de dos fases cristalinas diferentes, con una cantidad total de
20-30% de fase cristalina. Además, a partir de los
diagramas DSC de las figuras 6 y 7, también es evidente que la
segunda fase cristalina (PP) tiene un punto de fusión superior a
150ºC.
\global\parskip1.000000\baselineskip
A partir de los diagramas DSC, también se puede
observar que algunos picos de fusión de las fases cristalinas son
relativamente más estrechos respecto a otros que son más amplios
(por ejemplo, los picos de fusión de PE de Cop.1 y Cop. 2, el pico
de fusión del PE Mezcla o la fusión de PP única de Cop. A). Las
"colas" más o menos pronunciadas por debajo de la temperatura
máxima de los picos de fusión de PE cristalino o PP cristalino son
atribuibles a las fases de menor cristalinidad, que consisten
presumiblemente por secuencias más cortas de las unidades de
etileno o propileno, respectivamente, capaces de desarrollar sólo
una cristalinidad limitada.
La cristalinidad de algunos de los materiales
antes mencionados también se ha determinado mediante análisis de
rayos X difratométrico, utilizando un difractómetro Philips para
polvos, con la radiación Ka filtrada con Ni de Cu, índice de
escaneado de 0,05º, entre rango 20 entre 4º y 40º. Debido al
diferente procedimiento de análisis, se ha determinado el aumento
de los valores para cada fase cristalina. Además de este aumento de
los porcentajes calculados de cristalinidad, los resultados de los
análisis de rayos X difratométricos son similares a los resultados
de los análisis DSC, lo que confirma la presencia en los materiales
probados de una sola fase cristalina (Cop. A. y Cop. B) o de dos
fases cristalinas (Cop. 2, Cop. 3 y Mezcla), con similares
porcentajes de peso relativo.
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Los gránulos de los materiales poliméricos se
muestran en la tabla 1 han sido presionados a 190ºC con
10-15' de calentamiento previo, para obtener
muestras de 1 mm de espesor, que han sido probados según la norma
CEI 20-11 Par. B4 para la determinación de la
respectiva resistencia al desgarro. Los resultados se indican en la
tabla 3.
Tal como se muestra en la tabla 3 anterior, los
materiales poliméricos heterofásicos con dos fases cristalinas
muestran una reducida resistencia al desgarro respecto a los que
tienen una única fase cristalina.
\vskip1.000000\baselineskip
Los materiales poliméricos de la tabla 1 se han
utilizado para la preparación de ocho composiciones poliméricas a
probar.
Las composiciones se han preparado mediante la
mezcla de los componentes tal como se muestra en la tabla 4, en un
mezclador cerrador de tipo Werner de 8 litros, que tiene una
relación volumétrica de empaquetado de aproximadamente 0,74, con un
ciclo de desgasificación de agua de 2' y la posterior adición de
óxido de calcio, si se requiere mediante la formulación.
La mezcla se granula a continuación y se
almacena en bolsas de plástico para su posterior utilización.
Los siguientes aditivos, en las cantidades
indicadas en la tabla 3, se han utilizado:
Hydrofy GS 1.5 (Sima): hidróxido de magnesio
recubierto con ácido esteárico;
Kezadol GR (Kettliz): lote maestro elastomérico
de óxido de calcio, agente deshidratante;
Rhodorsil MF175U (Rhone Poulenc): caucho de
silicona, adyuvante de proceso, agente lubricante;
Millad 3988 (Milliken Chemicals):
3,4-di (metilbencilideno) sorbitol, un agente
nucleante orgánico;
Irganox PS 802 e Irganox®1010 (Ciba Geigy):
antioxidantes;
Atomfor S (Omya): carbonato de calcio recubierto
con ácido esteárico;
La siguiente tabla 3 muestra la formulación para
cada una de las ocho composiciones poliméricas a probar (las
cantidades están en partes en peso).
\newpage
Los gránulos de las composiciones poliméricas
preparadas como anteriormente se han presionado a 190ºC con
10-15' de calentamiento previo, para obtener
muestras de 1 mm de espesor, que han sido probados según la norma
CEI 20-11 Par. B4 para la determinación de la
respectiva resistencia al desgarro. Los resultados se indican en
la
tabla 5.
tabla 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como puede deducirse de las tablas 5
anteriores, las materiales poliméricas que comprenden materiales
heterofásicos con dos fases cristalinas muestran un desgarro
mejorado respecto a las que tienen una única fase cristalina.
\vskip1.000000\baselineskip
Los gránulos de las composiciones poliméricas
preparadas según el ejemplo 2 se han utilizado para la fabricación
de tubos de protección que contienen doce fibras ópticas (250 micras
de diámetro cada una), teniendo dichos tubos un diámetro externo de
aproximadamente 1,4 mm y un espesor de aproximadamente 0,12 mm,
utilizando una matriz de tubo con una relación de aproximadamente
2. La velocidad lineal se fijó en aproximadamente 50 m/min, la
temperatura de la composición polimérica a la salida del extrusor
era de aproximadamente 220ºC y la temperatura del agua de
refrigeración era de aproximadamente 20ºC.
Los tubos de protección han sido probados para
medir la elongación a la rotura y las propiedades de desgarro de la
composición extrudida bajo condiciones de instalación simuladas.
Todas las composiciones probadas 1 a 4 muestran
una elongación en valores de rotura inferior a aproximadamente un
500%, según la norma CEI 20-34, par. 5.1.
Para la prueba de desgarro, un tubo de 300 mm de
longitud se ha colocado en un dispositivo tal como se muestra en la
figura 9. Dicho dispositivo comprende un primer tubo de acero 81 que
tiene un diámetro ligeramente más grande que el tubo de protección
(aproximadamente 2 mm) y un segundo tubo de acero 82 que tiene un
diámetro ligeramente más grande que el del haz de fibras ópticas
(aproximadamente 1,5 mm), teniendo los dos tubos de acero una
longitud de aproximadamente 100 mm. El tubo de protección se inserta
primero en el primer tubo de acero 81 través de una abertura A y se
retira a través de la abertura B. Después, la funda polimérica del
tubo de protección se desgarra y el haz de fibras expuestas se
inserta en el tubo de acero 82 desde la abertura C y retira por la
abertura D. La distancia entre las aberturas C y D se ajusta a unos
7-8 mm y los tubos se bloquean mediante tornillos
83 y 84. El dispositivo se coloca a continuación en un dinamómetro
(por ejemplo, INSTRON mod. 4502) y un tramo de unos
4-5 cm de la funda polimérica desgarrada (a la
izquierda entre las aberturas C y D) se inserta a continuación en
una abrazadera, conectada a una célula de carga, que se mueve
verticalmente hacia arriba a una velocidad de 15 mm/min. Cuando la
abrazadera comienza a moverse, la funda se desgarra y, mientras se
produce el desgarro de la funda, el tubo de protección y el haz de
fibras (debido a la corta distancia entre las aberturas C y D) se
ven obligados a moverse a través de respectivos tubos de acero 81 y
82, desde la apertura A hacia la abertura D. Una longitud continua
de al menos 10 cm de la funda debe desgarrarse, sin la rotura de la
funda.
Los resultados de la prueba se indican en la
siguiente tabla 6. La tabla muestra la fuerza de desgarro inicial,
es decir, la fuerza máxima medida por el dinamómetro durante el
desgarro inicial de la funda polimérica, y la "fuerza de desgarro
de equilibrio", es decir, la fuerza medida por el dinamómetro
durante el desgarro de la funda polimérica después del pico del
desgarro inicial.
Tal como se muestra en la tabla anterior, los
tubos de protección según la invención muestran una fuerza de
desgarro reducida respecto a los tubos de protección hechos de
polímeros heterofásicos que comprenden una única fase cristalina.
Los tubos de protección de las pruebas 1 y 3 han sido desgarrados en
una longitud mayor de 10 cm, sin rotura de la funda polimérica.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no
forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto
el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este
respecto.
\bullet US 4909593 A [0004]
\bullet EP 1024382 A [0005]
\bullet WO 0148075 A [0006]
\bullet WO 0058768 A [0028]
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Claims (29)
1. Cable de telecomunicaciones, que comprende un
elemento tubular de material polimérico y al menos un elemento de
transmisión colocado en el interior de dicho elemento tubular, en
donde dicho material polimérico está hecho de una composición
polimérica que comprende un copolímero de olefina heterofásico, que
comprende:
a) al menos una fase amorfa que comprende
secuencias derivadas de copolimerización de al menos dos monómeros
de olefina diferentes;
b) al menos una primera fase cristalina que
comprende secuencias derivadas de homopolimerización de un primer
monómero de olefina; y
c) al menos una segunda fase cristalina que
comprende secuencias derivadas de homopolimerización de un segundo
monómero de olefina.
2. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en donde dichos al menos dos monómeros diferentes
de la fase amorfa son el primer y el segundo monómeros de la primera
y segunda fase cristalina, respectivamente.
3. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en donde cada uno de dichos monómeros de olefina
de la fase amorfa y de dichas primera y segunda fases cristalinas se
seleccionan independientemente entre una olefina que comprende
desde 2 a 12 átomos de carbono y una insaturación en el carbono
alfa.
4. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 3, en el que dicha olefina es un compuesto de fórmula
CH_{2}=CH-R, donde R es hidrógeno o un alquilo
lineal o ramificado que contiene 1 a 10 átomos de carbono.
5. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 3, en el que dicha olefina se selecciona entre el
grupo que consiste de etileno, propileno, 1-buteno,
1-penteno, 1-hexeno,
4-metil-1-penteno,
1-octeno y 1-dodeceno.
6. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dichas primera y segunda fases
cristalinas tienen un punto de fusión superior a 100ºC.
7. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dicha primera y segunda fases
cristalinas tienen un punto de fusión superior a 110ºC.
8. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dicha primera fase cristalina tiene un
punto de fusión de al menos 140ºC.
9. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dicha primera fase cristalina tiene un
punto de fusión de al menos 150ºC.
10. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la cantidad de la fase amorfa es entre
un 50 por ciento y un 90 por ciento del peso total del copolímero
heterofásico.
11. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la cantidad de la fase amorfa es entre
un 60 por ciento y un 90 por ciento del peso total del copolímero
heterofásico.
12. Componente de cable de telecomunicaciones
según la reivindicación 1, en el que la cantidad de la fase amorfa
es entre un 65 por ciento y un 85 por ciento del peso total del
copolímero heterofásico.
13. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la cantidad de cada una de dichas
primera y segunda fases cristalinas es de al menos un 2 por ciento
del peso total del polímero.
14. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en donde la cantidad de cualquiera de las al menos
dos fases cristalinas comprendidas en el copolímero heterofásico es
de un 5 por ciento a un 25 por ciento de la relación relativa del
peso total del polímero.
15. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la relación relativa en peso entre
dichas primera y segunda fases cristalinas es entre 1:2 y 7:1.
16. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la proporción relativa en peso entre
dichas primera y segunda fases cristalinas es entre 2:3 y 3:1.
17. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dicho copolímero heterofásico es un
copolímero de base de etileno-propileno, que
comprende una fase cristalina de homopolímero de polipropileno y una
fase cristalina de homopolímero de polietileno.
\newpage
18. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 17, en el que dicho copolímero de base de
etileno-propileno también comprende un comonómero
de \alpha-olefina.
19. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 17, en el que dicho copolímero de base de
etileno-propileno también comprende un comonómero
de dieno.
20. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que dicha composición polimérica también
comprende un relleno inorgánico disperso en la misma.
21. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 20, en el que la cantidad de relleno inorgánico es
del 40% al 90% del peso total de la composición polimérica.
22. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 20, en el que la cantidad de relleno inorgánico es
del 50% al 85%.
23. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 20, en el que la cantidad de relleno inorgánico es
del 60% al 80%.
24. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 1, en el que la composición polimérica que forma
dicha funda tiene una elongación a la rotura del 500% o
inferior.
25. Cable de telecomunicaciones según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores 1 a 24, en el que dicho elemento
tubular se aloja en una funda polimérica externa.
26. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 25, en el que dicho elemento tubular es una subunidad
óptica que aloja por lo menos una fibra óptica en su interior.
27. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 25, en el que dicho elemento tubular es una unidad
óptica que aloja por lo menos una subunidad óptica en su
interior.
28. Cable de telecomunicaciones según cualquiera
de las reivindicaciones anteriores 1 a 20, en el que dicho elemento
tubular es un tubo de protección que aloja dicha por lo menos una
fibra óptica.
29. Cable de telecomunicaciones según la
reivindicación 28, en el que dicho tubo de protección está definido
por una pared periférica que tiene un espesor de 0,05 mm a 0,5
mm.
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