Masa de relleno de almas.

Utilización de por lo menos un polímero formado in situ por reticulación,

como una masa de relleno de almas paracables ópticos, siendo formado el polímero por medio de una reacción catalizada de una mezcla suficientementecapaz de fluir de por lo menos dos componentes de partida en el transcurso de la producción de las almas,comprendiendo los componentes de partida unos monómeros o prepolímeros reactivos, por lo menos uncomponente de partida es un divinilpoli(di-)alquilsiloxano, pudiendo los grupos alquilo ser reemplazadosparcialmente por grupos arilo, y todos los componentes de partida presentan un comportamiento de fluideznewtoniano y una viscosidad de menos que 1.000 mPas, determinada con un viscosímetro Brookfield DV-II, huso 42a 25 ºC, y siendo el catalizador utilizado en el caso de la reacción catalizada, un catalizador constituido sobre la basede platino o un compuesto de iridio, rodio o paladio.

Masa de relleno de almas El invento se refiere a unas masas de relleno de almas para cables ópticos, así como a unos cables provistos de tales masas de relleno de almas y a la utilización de tales masas de relleno de almas para cables ópticos con el fin de emplearlas en condiciones de temperatura elevada y en particular en el caso de una disposición vertical.

Además de esto, el invento se refiere a un procedimiento para la producción de tales almas para cables ópticos.

Unas masas de relleno de almas se han empleado desde hace mucho tiempo en el estado de la técnica, con el fin de proteger a unos conductores, que se encuentran normalmente en el interior de unas almas huecas, contra influencias mecánicas y de la humedad, y para garantizar la calidad de transmisión durante largos períodos de tiempo.

El documento de patente europea EP 0 032 268 describe un procedimiento para la producción de un cable longitudinal estanco al agua con una masa de estanqueidad, que comprende un caucho de silicona vulcanizable, un agente diluyente, así como un material de carga.

El documento de patente alemana DE 41 10 654 describe unos materiales de relleno para cables ópticos con el fin de proporcionar una protección contra solicitaciones mecánicas y para la admisión de unos movimientos de deslizamiento, que pueden tener uno o varios componentes reactivos frente a los rayos UV (ultravioletas) .

El documento DE 33 04 715 divulga un procedimiento para la producción de cables longitudinalmente impermeables al agua y de cuerdas de conductores mediando utilización de una masa de estanqueidad constituida sobre la base de un caucho de silicona.

El documento de patente de los EE.UU. US 3 020 260 comprende unos geles de organosiloxanos para la utilización como material de carga para disposiciones eléctricas.

La moderna fabricación de tales cables establece unos elevados requisitos en cuanto a los materiales utilizados, particularmente allí donde se solicitan unas velocidades lineales extremadamente altas y/o unos diámetros de las almas muy pequeños (tal como p.ej. en el caso del tipo semi-tight buffered = amortiguado semiestanco) . Los geles habituales son viscosos estructuralmente y muestran, al efectuar la aplicación, un comportamiento elástico, lo cual, especialmente bajo la influencia de fluctuaciones de la temperatura, tiene una influencia negativa sobre la constancia de la longitud en exceso de las fibras. Se llega a un arrastre incontrolado de fibras y por consiguiente a unas inestables longitudes en exceso de las fibras.

Las habituales masas de relleno de almas, tal como se describen en el documento de patente europea 0 371 374 que se remonta a la solicitante H.B. Fuller, se componen de unos medios capaces de fluir a lo largo de unos intervalos de temperaturas relativamente grandes, tales como por ejemplo aceites de hidrocarburos, en una mezcla con unos agentes formadores de geles, tales como por ejemplo dióxido de silicio finísimamente dividido (Aerosil) o agentes espesantes orgánicos. Tales sistemas estabilizados físicamente son apropiados para usos habituales, en cuyos casos el cable no está sometido a ninguna clase de cargas térmicas y mecánicas muy grandes. Para altas temperaturas y utilizaciones mecánicamente exigentes, tales habituales masas de relleno de cables son menos adecuadas.

Tales usos exigentes se presentan por ejemplo en la minería o en la técnica de los procesos químicos. Por un lado, se deben de salvar unos grandes tramos verticales y, por otro lado, se deben amortiguar eficazmente las influencias de unas condiciones extremadas de presión, temperatura y cargas alternativas mecánicas (sacudidas) . Los geles apropiados para ello son incorporados preferiblemente en unas usuales almas de materiales sintéticos tales como PBT, PA, PP, COC, etc, así como en almas de acero inoxidable.

Actualmente los sensores y actuadores se conectan en condiciones rudas de empleo industriales mediante cables eléctricos. Estos cables eléctricos están provistos de unas correspondientes armaduras, para que ellos puedan resistir las altas temperaturas (de desde 150 ºC hasta por encima de 200 ºC) y unas altas cargas mecánicas, tal como aparecen en el caso de usos p.ej. en la minería.

Los habituales cables ópticos no se pueden emplear para tales finalidades, por un lado puesto las conocidas masas de relleno de almas no son térmicamente estables de un modo correspondiente, y por otro lado puesto que la disposición, que obligatoriamente es en lo esencial vertical, de cables largos, es decir que discurre por ejemplo en dirección del radio terrestre, p.ej. en la minería (con una longitud hasta de varios kilómetros) , conduce a la rotura de las fibras de los conductores, lo cual conduce a faltas de estanqueidad, etc., en el cable. Para empleos en posiciones verticales son apropiadas en especial las almas de acero, tal como ellas son conocidas a partir de la técnica de OPGW. Las almas de acero tienen, además de esto, la ventaja de que ellas protegen a los conductores de luz y a la masa de relleno contra influencias químicas externas.

Por otro lado, sería deseable, a la vista de la mayor productividad y de la insensibilidad frente a campos electromagnéticos, poder emplear cables ópticos también para tales finalidades de empleo.

Una misión del invento es poner a disposición una masa de relleno de almas así como unos cables correspondientemente rellenos, que sean capaces de aguantar cargas térmicas, en particular se puedan calentar a más altas temperaturas, que los habituales cables ópticos, sin ser dañados en tal contexto.

Otra misión del invento se encuentra en la puesta a disposición de una masa de relleno de almas, que a causa de su estructura química posea una cierta fuerza adhesiva y esté en situación de fijar los conductores en las almas de tal manera se impida un deslizamiento vertical y una carga por tracción, vinculada con él, de los conductores.

Otra misión del invento se encuentra en la puesta a disposición de unos cables ópticos, que pueden ser dispuestos en posición vertical en el caso de grandes longitudes. A las misiones del invento pertenece también la indicación de una masa de relleno de almas y de unos cables, así como de unos correspondientes procedimientos de producción para altas velocidades de fabricación.

Para la resolución de los problemas planteados por estas misiones, se pone a disposición la utilización de por lo menos un polímero formado por reticulación in situ, como una masa de relleno de almas para cables ópticos de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 27, 35 y 36. Por lo demás, se pone a disposición un procedimiento para la producción de un cable óptico equipado con una tal masa de relleno de acuerdo con las reivindicaciones 28 hasta 34.

Dentro del concepto de un polímero formado por reticulación se ha de entender en el marco del invento en particular un polímero reticulado químicamente. En particular, se trata en este contexto de unos geles elásticos, que no experimentan viscofluencia (no se deforman viscoelásticamente) ni fluyen bajo una solicitación mecánica (ni en el sentido de un líquido newtoniano ni en el de un líquido no newtoniano) , sino que más bien se deforman como un cuerpo elástico.

Especialmente en el caso de una disposición vertical de las almas, esto da lugar a una adhesión firme del conductor a la envoltura, de tal manera que el conductor es soportado por la masa de relleno del alma y por consiguiente por la envoltura del alma. El conductor es cargado de este modo por tracción, lo cual impide roturas del conductor, etc.

Al mismo tiempo, el gel polimérico reticulado químicamente se puede ajustar, en cuanto a sus propiedades mecánicas, de tal manera que haga posible un empotramiento flexible y suave de conductores sensibles mecánicamente, tales como en particular fibras ópticas, de un modo similar a como ocurría esto en las masas de relleno de cables conocidas constituidas sobre la base de geles tixotrópicos.

El gel polimérico químicamente reticulado se puede cargar térmicamente, mediante una elección apropiada de los componentes de partida, de una manera mucho más alta que las habituales masas de relleno de almas, sin recibir de esta manera daños. Se pueden conseguir unas temperaturas de funcionamiento por encima de 200 ºC, eventualmente hasta por encima de 230 ºC.

Los polímeros reticulados del invento están esencialmente exentos de porciones capaces de fluir y volátiles de bajo peso molecular, y no tienden por lo tanto a la “exudación” ni a la constitución de unas presiones de vapor dignas de mención a una temperatura elevada.

En este caso, los geles reticulados del invento son... [Seguir leyendo]

1. Utilización de por lo menos un polímero formado in situ por reticulación, como una masa de relleno de almas para cables ópticos, siendo formado el polímero por medio de una reacción catalizada de una mezcla suficientemente capaz de fluir de por lo menos dos componentes de partida en el transcurso de la producción de las almas, 5 comprendiendo los componentes de partida unos monómeros o prepolímeros reactivos, por lo menos un componente de partida es un divinilpoli (di-) alquilsiloxano, pudiendo los grupos alquilo ser reemplazados parcialmente por grupos arilo, y todos los componentes de partida presentan un comportamiento de fluidez newtoniano y una viscosidad de menos que 1.000 mPas, determinada con un viscosímetro Brookfield DV-II, huso 42 a 25 ºC, y siendo el catalizador utilizado en el caso de la reacción catalizada, un catalizador constituido sobre la base de platino o un compuesto de iridio, rodio o paladio.

2. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1, pudiendo los grupos alquilo ser reemplazados parcialmente por grupos fenilo.

3. Utilización de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, siendo formado el polímero en el interior de un alma hueca a 15 base de un acero o de unos polímeros termoplásticos, de tal manera que empotra a los conductores.

4. Utilización de acuerdo con la reivindicación 3, siendo los conductores unas fibras conductoras de luz.

5. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, siendo la masa un gel.

6. Utilización de acuerdo con la reivindicación 5, siendo el gel elástico.

7. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, siendo el polímero reticulado estable 20 térmicamente hasta por lo menos 200 ºC.

8. Utilización de acuerdo con la reivindicación 7, siendo el polímero reticulado estable térmicamente hasta por lo menos 230 ºC.

9. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 8, comprendiendo los componentes de partida unos prepolímeros.

10. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 9, comprendiendo por lo menos un componente de partida un monómero o prepolímero monofuncional, con el fin de disminuir la densidad de reticulación del gel.

11. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 ó 10, comprendiendo los componentes de partida por lo menos un prepolímero con un peso molecular medio de menos que 100.000 Dalton.

12. Utilización de acuerdo con la reivindicación 11, comprendiendo los componentes de partida por lo menos un 30 prepolímero con un peso molecular medio de menos que 50.000 Dalton.

13. Utilización de acuerdo con la reivindicación 11, comprendiendo los componentes de partida por lo menos un prepolímero con un peso molecular medio de menos que 25.000 Dalton.

14. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13, comprendiendo por lo menos un componente de partida un divinilpolidimetilsiloxano, pudiendo los grupos metilo ser reemplazados parcialmente por grupos arilo.

15. Utilización de acuerdo con la reivindicación 14, pudiendo los grupos metilo ser reemplazados parcialmente por grupos fenilo.

16. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 15, siendo los grupos alquilo reemplazados parcialmente por grupos vinilo con el fin de ajustar la densidad de reticulación y las propiedades mecánicas del gel formado.

17. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 13, consistiendo por lo menos uno de los componentes en un poli (di-) alquilsiloxano reticulable, que contiene una o varias funciones Si-H.

18. Utilización de acuerdo con la reivindicación 17, siendo el componente un dimetilsiloxano con una o varias funciones Si-H.

19. Utilización de acuerdo con la reivindicación 17, siendo el componente un dihidrógenopoli (di-) metilsiloxano.

20. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 17, teniendo los componentes de partida una viscosidad de 500 mPas, determinada con un viscosímetro Brookfield DV-II, huso 42, a 25 ºC.

21. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 20, siendo el polímero reticulado el producto de reacción de dos componentes de partida, ambos de los cuales comprenden un divinilpolidimetilsiloxano con una viscosidad de 500 mPas y con un peso molecular medio de 15.000 Dalton, y uno de los cuales tiene un contenido adicional de un agente de reticulación, y el otro tiene un cierto contenido de un catalizador de reticulación.

22. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 hasta 20, siendo el polímero reticulado el producto de reacción de dos componentes de partida, uno de los cuales contiene un hidrógenosiloxano con un contenido adicional de un agente de retardo, y el otro contiene unos polidialquilsiloxanos sustituidos con vinilo con múltiples funcionalidades, así como eventualmente también unos monómeros o polímeros monofuncionales que contienen vinilo y el catalizador.

23. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 21 ó 22, siendo el agente de reticulación un polidimetilsiloxano que tiene grupos Si-H.

24. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 23, teniendo la masa de relleno de almas una penetración del cono, determinada con un penetrómetro SETA a 21 ºC, 105 g, de aproximadamente 20 a 500 con una densidad de 0, 98.

25. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 24, teniendo la masa de relleno de almas un cierto contenido de un material de carga destinado a la disminución de la dilatación térmica de la masa de relleno de almas.

26. Utilización de acuerdo con la reivindicación 25, estando el material de carga en forma de nanopartículas.

27. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 26, para el empleo en condiciones de temperatura elevada y en particular en el caso de una disposición del cable en posición vertical.

28. Procedimiento para la producción de un cable óptico provisto de una masa de relleno de almas, en el que se ponen a disposición por lo menos dos componentes de partida suficientemente capaces de fluir, que muestran un comportamiento de fluidez newtoniano, y de los cuales por lo menos un componente de partida es un divinilpoli (di-) alquilsiloxano, pudiendo los grupos alquilo ser reemplazados parcialmente por grupos arilo, y comprendiendo todos los componentes de partida unos monómeros o prepolímeros reactivos con una viscosidad de menos que 1.000 mPas, determinada con un viscosímetro Brookfield DV-II, huso 42, a 25ºC, y que pueden ser hechos reaccionar unos con otros para la formación de un polímero reticulado; a partir de los componentes de partida antes, durante o después de su reunión con los componentes del cable óptico, se produce una mezcla de reacción; y la mezcla de reacción es hecha reaccionar in situ catalíticamente para la formación de la masa de relleno de cables, siendo el catalizador utilizado en el caso de la reacción catalizada, un catalizador constituido sobre la base de platino o de un compuesto de iridio, rodio o paladio.

29. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 28, pudiendo los grupos alquilo ser reemplazados parcialmente por grupos fenilo.

30. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 28 ó 29, en el que los componentes de partida son conducidos mediante unas bombas dosificadoras a un puesto de mezcladura y antes de la incorporación en una envoltura de cable, que ya contiene los conductores, son elaborados para formar una mezcla de reacción suficientemente líquida para la incorporación.

31. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 28 hasta 30, en el que la mezcla de reacción es convertida químicamente en un gel.

32. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 31, siendo el gel elástico.

33. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 28 hasta 32, con una velocidad lineal de por lo menos 300 m/min al efectuar la fabricación del cable.

34. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 33, siendo la velocidad lineal de 400 m/min.

35. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 27, para la fijación de los conductores en un cable óptico y para la disminución de la carga por tensiones mecánicas de los conductores.

36. Utilización de acuerdo con la reivindicación 35 en el caso de un montaje vertical.