(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (13) (51) T3 Int.Cl. G02B 6/44 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2012/23 EP B1 (54) Tytuł wynalazku: KABEL ŚWIATŁOWODOWY ODPOWIEDNI DO INSTALACJI WDMUCHIWANYCH LUB INSTALACJI POPYCHANYCH W MIKRORURKACH O MAŁEJ ŚREDNICY (30) Pierwszeństwo: NL (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2008/43 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/10 (73) Uprawniony z patentu: Draka Comteq B.V., Amsterdam, NL (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 ALEXANDER WEISS, Mönchengladbach, DE KLAUS NOTHOFER, Erkrath, NL PETER LAUSCH, Krefeld, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Jakub Sielewiesiuk AOMB POLSKA SP. Z O.O. ul. E. Plater piętro Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 Opis [0001] Wynalazek dotyczy dziedziny kabli światłowodowych, a w szczególności kabli światłowodowych specjalnie dopasowanych do instalacji wdmuchiwanych lub instalacji popychanych w mikrorurkach o małej średnicy. [0002] Kable światłowodowe powszechnie układane są przez ich instalację w kanałach, albo poprzez wdmuchiwanie, albo poprzez wciąganie, zakopywanie ich w ziemi, lub zawieszanie ich na słupach instalacji napowietrznych. Tradycyjna instalacja w kanałach nie jest jednak wydajna w wykorzystaniu przestrzeni, typowo maksymalną pojemnością jest jeden kabel na kanał wewnętrzny, a w niektórych przypadkach wciągano lub wpychano w kanał dwa kable. Do układania kabli światłowodowych wprowadzona została, rozwinięta ostatnio, technologia mikrokabli światłowodowych w celu zwiększenia wykorzystania przestrzeni kanału i zwiększenia rentowności infrastruktury bieżących i przyszłych systemów telekomunikacji. Technologia ta obejmuje zastosowanie standardowych kanałów wewnętrznych, do których wdmuchiwane są mikrorurki, po czym, w miarę potrzeby, następuje wdmuchiwanie mikrokabli do tych mikrorurek. Chociaż początkowo technologia przeznaczona była dla biznesowych sieci dostępowych (FFTB) i technologii światłowód do domu (FTTH), była ona pomyślnie stosowana również w zastosowaniach dalekiego zasięgu. [0003] Mikrorurki są pustymi rurkami o małej średnicy zewnętrznej/wewnętrznej, na ogół w zakresie od 5/3,5 mm do 10/12 mm, które mogą być wdmuchiwane lub wpychane do pustych lub wypełnionych częściowo standardowych kanałów. Kable dla mikrorurek, lub mikrokable, zaprojektowane specjalnie do tego typu zastosowań, są następnie instalowane, w momencie i w miarę zapotrzebowania, wewnątrz tych mikrorurek za pomocą technik instalacji wdmuchiwanych. [0004] Na rynku istnieje szeroki asortyment mikrokabli, o różnych średnicach zewnętrznych dopasowanych do różnych wymiarów średnic wewnętrznych mikrorurek i mieszczących w swoim wnętrzu wiele światłowodów. Na przykład w patencie US 2002/ , opisany jest mikrokabel zawierający metalową lub plastikową rurkę o bardzo małej średnicy (korzystnie od 3,5 do 5,5 mm) pokrytą 2

3 warstwą z tworzywa sztucznego, np. PTFE. Następnie do rurki wprowadzane są optyczne światłowody, albo po ułożeniu pustej rurki, albo w fabryce. [0005] GB 1,529,101 dotyczy przewodu optycznego do zastosowania w kablu optycznym, zawierającego element transmitujący światło w postaci włókna szklanego lub wiązki włókien szklanych i ochronną osłonkę, otaczającą włókno lub wiązkę włókien, przy czym ta ochronna osłonka składa się z dwóch warstw różnych syntetycznych żywic, gdzie warstwa wewnętrzna składa się z polistyrenu lub fluorowanego polimeru, które mogą się swobodnie ślizgać po włóknie szklanym lub wiązce włókien szklanych, a warstwa zewnętrzna składa się z poliamidu, politereftalanu, polipropylenu lub polietylenu. [0006] U.S. nr 6,334,015 dotyczy kabla telekomunikacyjnego zawierającego światłowody w przytrzymującej osłonce, gdzie przytrzymująca osłonka ciasno otacza ustaloną liczbę N światłowodów, na przykład cztery, sześć, osiem lub dwanaście światłowodów, w celu utrzymania światłowodów w grupie, a przez to utworzenia zwartego modułu. Wiele modułów światłowodów może być połączonych wewnątrz ochronnej otuliny kabla telekomunikacyjnego lub może być przytrzymanych w cylindrycznej osłonce w celu utworzenia wiązki kilku modułów, z centralnym elementem wzmacniającym lub bez centralnego elementu wzmacniającego, która to wiązka jest łączona z innymi wiązkami modułów w ochronnej otulinie kabla telekomunikacyjnego, który to kabel nie powinien być uznawany za mikrokabel. [0007] U.S. nr 6,137,935 dotyczy kabla optycznego zawierającego co najmniej jeden światłowód otoczony przez osłonkę rurową, w którym warstwa wewnętrzna i warstwa zewnętrzna są wytłaczane razem wokół światłowodu w pojedynczym etapie technologicznym. Osłonka rurowa utworzona jest przez wewnętrzną warstwę wykonaną z tworzywa sztucznego, po czym następuje bezpośrednio nałożona warstwa zewnętrzna, która również wykonana jest z tworzywa sztucznego; obie warstwy są wytłaczane we wspólnym etapie technologicznym. Elementy wzmacniające, które rozciągają się w kierunku wzdłużnym kabla optycznego, wbudowane są w osłonkę rurową w obszarze między warstwą wewnętrzną i warstwą zewnętrzną. [0008] WO 2005/ dotyczy kabla transmisji optycznej odpowiedniego do instalacji push/pull w mikrorurce zawierającej zewnętrzną osłonkę, która otacza co najmniej jeden światłowód. Wymieniona uprzednio zewnętrzna osłonka wykonana 3

4 jest z mieszanki materiałowej tworzyw termoplastycznych o module sprężystości między 1000 a 2500 MPa w normalnych warunkach eksploatacji, o współczynniku rozszerzalności cieplnej poniżej 1,10 4 / C i o współczynniku skurczu mniejszym od 0,1%. [0009] Inne znane konstrukcje rurek stalowych używane przez firmę układającą kable optyczne w technologii mikro pozwalają na pomieszczenie do 72 włókien w małej 5,5 mm paczce, mieszczącej się w 10/8 mm mikroprodukcie. Istnieją również tak zwane wydmuchiwane wiązki włókien lub wstęgi włókien składające się z wiązek włókien, które są wbudowane w zwykły miękki materiał osnowy. Te ostatnie nie są jednak prawdziwymi kablami i nie są odpowiednie do zastosowań pozafabrycznych, ponieważ nie są przeznaczone do zastosowań pozafabrycznych, gdyż nie są wytrzymałe i są wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne, kiedy są zainstalowane na zewnątrz. [0010] U.S. nr 2005/ dotyczy kabla światłowodowego zawierającego rurkę bufora, zawierającą warstwę wewnętrzną i warstwę zewnętrzną, utworzone z pierwszego i drugiego, różnych materiałów polimerowych. Kable te używane są, jako integralna część większego kabla linkowego z luźną rurką lub kabla z rurką centralną, przy czym większe kable zawierają rozciągające się osiowo elementy wzmacniające. [0011] EP dotyczy małego kabla z rurką bufora wykonaną z materiału zawierającego wypełniacze nieorganiczne rozproszone w miękkiej żywicy. Kabel jest wystarczająco elastyczny, aby mógł być wdmuchiwany. [0012] Przedmiotem wynalazku jest opracowanie mikrokabla odpowiedniego do instalacji wdmuchiwanych w małych mikrorurkach. Kabel powinien pozwalać na pomieszczenie dużej liczby włókien, dobrze zachowywać się przy wdmuchiwaniu i być wystarczająco odporny mechanicznie, aby można go było bezpiecznie instalować w środowisku pozafabrycznym. [0013] Przedmiot ten osiąga się według wynalazku przez mikrokabel do instalacji w małych mikrorurkach, który zawiera osłonkę ochronną przytrzymującą wiele światłowodów, przy czym wymieniona osłonka ochronna składa się z dwóch warstw różnych materiałów syntetycznych, charakteryzujących się tym, że warstwa wewnętrzna wymienionej osłonki ochronnej składa się z materiału o module 4

5 sprężystości od 1500 do MPa w temperaturze pokojowej, oraz tym, że warstwa zewnętrzna wymienionej osłonki ochronnej składa się materiału o module sprężystości od 600 do 1200 MPa w temperaturze pokojowej. [0014] Korzystne konfiguracje wynalazku wynikają z zastrzeżeń zależnych, poniższego opisu i rysunków. [0015] Kabel o właściwościach opisanych w wynalazku spełnia również wszystkie główne wymagania dla kabli do zastosowań zewnętrznych: nie jest wrażliwy na uszkodzenia mechaniczne, ma dużą wytrzymałość na rozciąganie, odporność na zgniatanie i może pracować w zakresie temperatury od -30 C do +60 C. Inną korzyścią jest to, że jest łatwy do manipulacji dla typowego personelu instalacyjnego. [0016] Mikrokabel według wynalazku wykonany jest z połączenia materiałów rurki bufora i osłonki, które są przetwarzane w sposób, który zapewnia ciasne połączenie rurki bufora i osłonki, i jednocześnie pozwala na łatwe usuwanie osłonki. Konstrukcja niniejszego mikrokabla jest taka, że mikrokabel jest wystarczająco sztywny, aby umożliwić duże odległości popychania bez wsparcia ciągiem powietrznym i jest wystarczająco elastyczny, aby umożliwić instalacje wdmuchiwane na duże odległości w zagiętych kanałach. Ponadto, mikrokabel według wynalazku ma niski współczynnik rozszerzalności cieplnej i skurcz, co umożliwia szeroki zakres temperatury eksploatacji. [0017] W korzystnym przykładzie wykonania mikrokabla według wynalazku, mikrokabel ma skurcz po ekstruzji mniejszy od 0,3% i współczynnik rozszerzalności cieplnej mniejszy od 1,5 x 10-4 /K. [0018] Materiał na warstwę wewnętrzną wybrany jest z grupy składającej się z poli(tereftalanu butylenu) (PBT), poli(tereftalanu etylenu) (PET), poliamidu 6 (PA 6), poliamidu 12 (PA 12) i poliwęglanu (PC) lub ich mieszanek. Materiał na warstwę zewnętrzną osłonki ochronnej wybrany jest z grupy składającej się z polietylenu o dużej gęstości (HDPE) i polipropylenu (PP), lub ich mieszanek. Jeśli jest to konieczne, dodane mogą być dodatki do materiałów warstwy wewnętrznej i/lub materiałów warstwy zewnętrznej, przy czym dodatki wzmacniające wybrane są z grupy składającej się z włókien szklanych lub włókien z tworzyw sztucznych, szklanych perełek, włókien węglowych i dodatków mineralnych, lub ich mieszanek. 5

6 [0019] Materiał warstwy wewnętrznej wykonany jest korzystnie z PA12, zaś materiał warstwy zewnętrznej wykonany jest korzystnie z HDPE. Tak twarda warstwa wewnętrzna, np. z PA12, zapewnia wyjątkowo gładką wewnętrzną powierzchnię, co zapobiega mikrozagięciom w światłowodach. Dzięki konstrukcji o podwójnej koszulce, skurcz i współczynnik rozszerzalności cieplnej mikrokabla mogą być dopasowane w szerokim zakresie poprzez dobór kombinacji materiałów i wymiarów na warstwę wewnętrzną i zewnętrzną. Kiedy mikrokabel według wynalazku wykonany jest na linii podwójnej ekstruzji, koszty produkcji są wyjątkowo niskie. Ponadto, adhezja warstwy wewnętrznej do zewnętrznej jest w zakresie idealnym dla łatwego usuwania powłoki i wystarczająco wysoka dla odporności na ścieranie. Dzięki zastosowanej technologii, mikrokabel według wynalazku zapewnia bardzo małe wahania średnicy i stałą geometrię na całej długości, skutkującą zmniejszeniem tarcia. [0020] Gęstość włókien kabla, tj. przekrój włókien w kablu podzielony przez przekrój kabla, korzystnie znajduje się w zakresie od 0,1 do 0,2. Większa gęstość, tj. wartość <0,2 ogranicza zakres temperatury eksploatacji. [0021] Wyjaśniony teraz zostanie przykład wykonania z pomocą figur 1 i 2. Fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przykładowego układania mikrokabla optycznego. Fig. 2 przedstawia przekrój poprzeczny mikrokabla według wynalazku. Fig. 1 przedstawia przykład technologii mikrokabli do układania kabli światłowodowych. Konfiguracja na figurze przedstawia kanał 1, w którym umieszczonych zostało siedem mikrorurek 2, a cztery z tych mikrorurek zawierają wewnątrz mikrokable 3. Fig. 2 przedstawia mikrokabel 3 według wynalazku. Zawiera on pojedynczą rurkę bufora 4 przytrzymującą wiele światłowodów 5, przy czym wymieniona rurka bufora lub osłonka ochronna składa się z dwóch warstw różnych materiałów syntetycznych, tj. z warstwy wewnętrznej 7 i warstwy zewnętrznej 6. [0022] Rurka 4 bufora wypełniona jest generalnie żelem hydrofobowym. Ma ona względnie dużą średnicę w porównaniu do przekroju całego kabla, co pozwala na pomieszczenie dużej liczby światłowodów 5. 6

7 [0023] Mikrokabel według wynalazku jest odpowiedni do instalacji wdmuchiwanych i/lub popychanych w małych mikrorurkach o średnicy wewnętrznej od 3,5 do 5,5 mm. Średnica i masa niniejszego mikrokabla muszą być jak najmniejsze i powinien on mieścić odpowiednio, do minimum 12 włókien lub do 24 włókien. Dzieje się tak w szczególności dzięki nieobecności dodatkowej warstwy elementów wzmacniających między warstwami osłonki, tj. warstwą wewnętrzną 6 i warstwą zewnętrzną 7. [0024] Zastosowane światłowody 5 korzystnie są standardowymi światłowodami jednomodowymi lub gradientowymi o średnicy nominalnej od 200 do 250 µm. [0025] Mikrokabel 3 zaprojektowany według wynalazku oferuje korzyść możliwości uzyskania kabla o bardzo małej średnicy zewnętrznej D szczególnie pasującej do instalacji w małych mikrorurkach 2, który jest wystarczająco elastyczny do jego łatwego wdmuchiwania w mikrorurki w zastosowaniach zewnętrznych. Ponadto umożliwia on eksploatację w niskich temperaturach i zapewnia pewną ochronę włókien przed uszkodzeniami mechanicznymi, mikrozagięciami i wodą. 7

8 Zastrzeżenia patentowe 1. Zastosowanie mikrokabla (3) zawierającego osłonkę ochronną (4) mieszczącą wiele światłowodów (5), gdzie wymieniona osłonka ochronna (4) składa się z dwóch warstw różnych materiałów syntetycznych (6, 7), przy czym warstwa wewnętrzna (7) wymienionej osłonki ochronnej (4) składa się z materiału o module sprężystości w zakresie od 1600 do 3000 MPa w temperaturze pokojowej, zaś warstwa zewnętrzna (6) wymienionej osłonki ochronnej (4) składa się z materiału o module sprężystości w zakresie od 800 do 1200 MPa w temperaturze pokojowej, do instalacji w małych mikrorurkach za pomocą popychania i/lub wdmuchiwania. 2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że skurcz wymienionego mikrokabla jest mniejszy od 0,3%. 3. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że współczynnik rozszerzalności cieplnej jest mniejszy od 1.5 x 10-4 /K. 4. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że wymieniony obszar między światłowodami (5) i warstwą wewnętrzną (7) wymienionej osłonki ochronnej (4) wypełniony jest żelem blokującym wodę. 5. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że wymieniona warstwa wewnętrzna (7) wybrana jest z grupy składającej się z PBT, PET, PA 8, PA 12 i PC, lub ich mieszanek. 6. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz. od 1 do 4, znamienne tym, że wymieniona warstwa zewnętrzna (8) wybrana jest z grupy składającej się z HOPE i PP, lub ich mieszanek. 7. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że dodatki wzmacniające wbudowane są w warstwę wewnętrzną (7) i/lub warstwę zewnętrzną (6). 8. Zastosowanie według zastrz. 7, znamienne tym, że wymienione dodatki wzmacniające wybrane są z grupy składającej się z włókien szklanych, szklanych perełek, włókien węglowych i dodatków mineralnych, lub ich mieszanek. 8

9 9. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że w warstwie wewnętrznej (7), warstwie zewnętrznej (6) i/lub między warstwą wewnętrzną i zewnętrzną (6, 7) brak jest wbudowanych ciągłych, rozciągających się osiowo elementów o wysokiej wytrzymałości na rozciąganie. 10. według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że gęstość włókien wymienionego mikrokabla (3) znajduje się w zakresie od 0,1 do 0, Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że gęstość włókien wymienionego mikrokabla (3) znajduje się w zakresie od 0,1 do 0,2, mikrokabel mieści liczbę włókien 24, przy średnicy zewnętrznej wymienionego mikrokabla (3) wynoszącej od 1,6 do 3,2 mm. 12. Zastosowanie według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienne tym, że grubość ścianki, określona przez proporcję między średnicą zewnętrzną i wewnętrzną osłonki ochronnej (4) znajduje się w zakresie od 1,6 do 2,0. 9

10 Fig. 1 Fig. 2 10

11 WCZEŚNIEJSZE PUBLIKACJE WYMIENIONE W OPISIE Niniejsza lista publikacji przywołanych przez Zgłaszającego przygotowana jest wyłącznie dla wygody czytelników. Nie stanowi ona części europejskiego dokumentu patentowego. Chociaż dołożono wielkiej staranności przy układaniu listy przywołanych publikacji, nie można wykluczyć błędów lub pominięć, a Europejski Urząd Patentowy uchyla się od wszelkiej odpowiedzialności w tym względzie. Dokumenty patentowe wymienione w opisie 11