发明领域

本发明涉及一种包括至少一个阻塞水传播的微型组件的通讯用光 缆，以及涉及该微型组件。

用于光缆中的传输元件，特别是涂覆的光学纤维通常单独或者作 为群组被容纳在阻尼材料或元件中。

例如，可以将如以光学纤维的群组、束或带布置的一根或多根光 学纤维容纳在可以例如由聚合物材料制成的管子或柔性外壳(下文中 称为“保留元件”)中。在本领域中，光学纤维与保留元件一起被通常 称为“光学元件”、“微型组件”或“模件”。通常，所述保留元件 具有薄的厚度并且被赋予特定的机械性能(特别是弹性模量、极限拉伸 强度和断裂伸长率)以使得能容易地利用光学纤维，以促进光学纤维与 使用者的器件之间的连接和缆线之间的相互连接。所述保留元件还通 常被称为“微型外壳”或“迷你外壳”。

此外，所述保留元件通常具有相对低的轴向劲度，以便轻微地影 响由于在所述纤维通常经受的热循环期间可能出现的机械应力和应变 的纤维衰减。

光缆可以包含单个微型组件或多个微型组件。所述单个微型组件 或所述多个微型组件被通常称为该电缆的光芯。一般而言，将光芯依 次插入通常由聚合物材料制成的保护外壳中。

通常，每一微型组件可通常以2-12的数目包含容纳在上述保留元 件中的光学纤维束。光学纤维平行或者根据开口的螺旋图案(或S-Z 绞合)而排列在微型组件的轴的周围，即光学纤维在微型组件的轴的周 围以伴随着绞合的第一方向(S-型)与伴随着绞合的相反方向(Z-型)交 替地绞合。

在每一微型组件内，光学纤维可以在它们的外包封与微型组件的 保留元件的内表面之间有或没有间隙的情况下排列。如果在光学纤维 与保留元件之间没有留下间隙，则将微型组件称为紧密的，而在相反 情形中即如果在光学纤维与保留元件之间有间隙，则将微型组件称为 松散的。

在本说明书中和在后面的权利要求书中，当将光学纤维从保留元 件上机械分离时，微型组件将被称为松散的。因此，对于合适长度的 松散型微型组件(例如1米)而言，可以与其它光学纤维独立地取出单 根光学纤维。通常，当保留元件的内径比包封其中界定的光学纤维的 最小圆周的直径大至少1％时，可以如上面披露的那样操作，否则微 型组件将被称为紧密的。

正如上面已经报导的那样，通过简单地将保留元件撕开和脱开， 所述微型组件使得在微型组件的自由端和微型组件的中间位置容易获 得容纳在其中的光学纤维。实际上，通过用手指施加适度的组合压力 和拉伸强度，可以容易地将预定长度的保留元件除去以获得保持未覆 盖的光学纤维。

因此，构成保留元件的聚合物材料的机械性能表明，除了保留元件 的容纳作用元件外，在光缆中提供微型组件的主要目的之一是将不同的 光学纤维束分组以使得能够容易地识别不同的束。这类识别可以例如通 过提供带有相应的具有不同颜色的保留元件的微型组件而实现。

光学纤维在微型组件中的排列使得能够将高数目的光学纤维聚集 在相对小的光缆中(例如带有至多144根光学纤维的电缆可以具有低 于或等于约13mm或更小的外径；带有更低数目的纤维的电缆可以具有 相应更小的直径)，这使得包括微型组件的电缆特别适合于城市分布的 网络。

在本说明书中和在后面的权利要求书中，措词“阻塞水传播”是 指在微型组件中和在含有该微型组件的光缆中阻止或限制了水的传 播，意思是微型组件和含有该微型组件的光缆通过了根据由国际标准 IEC 60794-1-2提供的方法F5B的试验：关于以上试验的进一步细节 将在后面的实施例中给出。水的传播主要是指沿着微型组件的纵向扩 散，这导致逐渐将其充满。

现有技术

包含至少一个阻塞水传播的微型组件(通常为多个微型组件)的通 讯用光缆是已知的。例如，美国专利5,671,312披露了包含借助于粘 度为100-5000mPa·s的油例如硅油而阻水的微型组件的光缆。借助于 涂布机元件例如与油进料元件联合并且位于用于将保留元件挤出在光 学纤维周围的挤出头上游的毛毡垫板，使每一光学纤维带有这样的油。

美国专利申请2003/0168243披露了一种包含借助于硅酮或合成 油脂、油或凝胶而阻水的微型组件的电信用光缆。在使光学纤维通过 用于挤出将光学纤维夹在一起的薄的保留外壳的模头之前，用这些填 充化合物涂覆光学纤维。还构思了溶胀粉末和/或溶胀长丝的使用。美 国专利5,751,880披露了一种用于光学纤维电信电缆的光学元件，该 元件包括其中松散地容纳至少一根光学纤维的塑料材料管，其中所述 管的厚度小于或等于0.5mm，并且其中所述材料具有在20℃下小于 1500MPa的弹性模量和没有屈服点的应力/伸长曲线。所述管还可以容 纳没有更好限定的提供凝胶形式密封的材料。

这样的光缆也是已知的：其中光学纤维被插入管中，该管有时被 称为“缓冲管”，其通常具有高于约0.2mm，一般约0.3mm-约0.8mm 的厚度。

例如，国际专利申请WO2004/034115披露了由高度结晶聚丙烯和 冲击改性聚合物的可挤出共混物制成的缓冲管、芯管或开槽铁芯纤维 光缆组件。正如上述专利申请中披露的那样，以3.3mm外径和0.76mm 壁厚进行模塑的所述缓冲管通常充填了光缆烃-基油脂，其将烃油掺入 在纤维周围并且消除了气隙。上述油脂(也称为“凝胶”)据说提供了 对光传输性能不利的水渗透的阻隔。

美国专利5,911,023披露了由特征为高熔体流动指数的热塑性聚 烯烃，优选丙烯或乙烯均聚物、丙烯-乙烯共聚物或包括丙烯和乙烯的 三元共聚物制成的光缆组件，例如缓冲管、嵌条或护套。所述具有高 熔体流动指数的材料的使用使得缓冲管结晶度和结晶速率显著改进、 导致了改进的缓冲管抗碎性、降低的挤出后收缩、改进的凝胶相容性 和改进的过剩纤维长度控制。缓冲管中的凝胶据说是触变性的、可阻 水的凝胶例如矿物凝胶或石油凝胶。

发明概述

然而，由上面报导的现有技术披露的光缆表现出一些缺陷。

实际上，在现有技术的包含例如借助于油而阻水的微型组件的光 缆中，通过油发挥的阻水作用不令人满意，因为特别是出于以下原因 而使随着时间这种作用是不完全和无效的。当微型组件经受水位差时 或者由于在长的储存时间之后油穿过保留元件的迁移效应，油从微型 组件中泄漏。本申请人发现，即使通过使用具有高粘度(高于 5000mPa·s)的油，也不能避免这类泄漏而是仅仅延迟了时间。

此外，还有可能对应于油粘度降低的环境温度的升高可以造成油 从微型组件中泄漏。这在电缆的使用寿命期间和在微型组件或引入预 先已盘绕成线轴的微型组件的电缆的可能的长储存时间期间，这是特 别不令人希望的。

如上所述，在美国专利申请2003/0168243中和在美国专利 5,751,880中，借助于凝胶填充在微型组件内位于光学纤维之间的间隙。

然而，本申请人观察到，在这些参考文献中没有指出关于所使用 的凝胶的化学、物理或流变性能、关于被凝胶填充的微型组件体积的 大小，以及关于这类凝胶阻止沿着微型组件的水传播的效果。

在本发明中，本申请人觉察到通过使用填充化合物以阻止或限制 水传播通过微型组件，所述填充化合物需要具有所选择数值的特定性 能的组合。

特别地，本申请人发现适合于在微型组件中使用的填充化合物应 该是触变性的，以使得光学纤维在微型组件中径向移动而不会减小填 充化合物的阻水作用。

实际上，触变性填充化合物具有这样的表观粘度：当经受恒定的 剪切应力或剪切速率时该表观粘度降低，并且当除去剪切应力或剪切 速率时该表观粘度逐渐恢复至初始值。这样的触变性能与时间有关。 关于所述触变性能的另一些细节可以例如在H.A.Barnes、J.F.Hutton 和K.Walters的“An Introduction to Rheology”(第1版-1989)， 24-25页中找到。

根据所述定义，在容纳于保留元件里的光学纤维之间和周围的间 隙中施加的触变性填充化合物仅仅通过光学纤维移动而暂时地局部裂 开，当响应于电缆应变时，光学纤维必须找到新的平衡位置。在已经 找到所述新的平衡位置之后，填充化合物由于其的触变性能而因此恢 复其本身的完整性并且重新充满微型组件的保留元件内的所有间隙。

此外，本申请人觉察到，除了上述触变性能之外，适合在微型组 件中使用的填充化合物应该具有特定的粘度以适宜地阻止或限制水传 播通过微型组件。实际上，为了阻止或限制水传播通过微型组件，应 该准确地选择所述粘度，从而避免在电缆的工作温度下(通常约-50℃ 到约70℃)的任何滴落现象，以及从而即使在低温下也保持光学纤维 的传输能力。

此外，本申请人还发现，应该通过考虑其与保留元件的聚合物材 料的相容性来选择填充化合物。实际上，本申请人注意到：通常取决 于所述保留元件的特定材料的聚合物性质和特别是当保留元件的厚度 薄时，用于松散的缓冲管光学纤维中的(特别是用于填充缓冲管的) 填充化合物的使用可能不能赋予预期的结果。特别地，本申请人发现 所述保留元件的机械性能(特别是极限拉伸强度和断裂伸长率)可能出 现明显降低。

因此，本申请人觉察到需要提供这样一种微型组件：其中以有效 的方式阻止或限制了水传播通过该微型组件，其在电缆的工作温度范 围内(例如约70℃)不会经受滴落现象，并且其即使在低温(例如约-45 ℃)下也保持了传输能力。此外，本申请人觉察到需要防止由填充化合 物和保留元件的聚合物材料的相互作用造成的保留元件的聚合物材料 的机械性能的降低。

本申请人发现，通过使用具有预定流变性能的填充化合物，即具 有在20℃下高于预定值的粘度和在选择的低温(例如-45℃)下低于预 定值的损耗模量G″的触变性填充化合物，可以满足这些不同的要求。

就阻水性能而言，特别地，本申请人观察到在电缆的微型组件的 工作温度下(环境温度例如20℃是电缆的使用寿命的代表性温度)填 充化合物的零剪切粘度与所述填充化合物阻止或限制水传播通过充填 了所述填充化合物的微型组件的能力之间有强的相关性。

就传输能力而言，本申请人观察到，在选择的低温下(例如在-45 ℃下)填充化合物的损耗模量G″与微型组件的光学性能之间有直接的 相关性。

在本发明的第一方面，本发明因此涉及一种通讯的光缆，其包括 至少一个阻塞水传播的微型组件，其中所述微型组件包括：

-至少一根光学纤维；

-用于容纳所述至少一根光学纤维的保留元件；和

-布置于所述保留元件内的触变性填充化合物，所述填充化合物 具有在零剪切速率下和在20℃的第一温度下高于或等于700Pa·s的 粘度，以及在-45℃的第二温度下和在1Hz的频率下低于或等于 3000MPa的损耗模量G″，所述触变性填充化合物与所述保留元件相容。

出于本说明书和后面的权利要求书的目的，除了另外说明之外， 表示数目、数量、百分比等的所有数值将被理解为在所有情形中由术 语“约”修饰。并且，所有范围包括所披露的最大和最小点的任意组 合并且包括其中的任意中间范围，这可以在或可以不在本文中特别地 列举。

在本说明书中和在后面的权利要求书中，措词“与所述保留元件 相容”是指填充化合物不会引起保留元件的能够使得其机械性能退化 的任何明显的溶胀，意思是微型组件通过根据来自France Telecom 的CM37标准，6.2条的试验：关于以上试验的另外细节将在后面的实 施例中给出。

特别地，在零剪切速率下和在20℃下高于或等于700Pa·s的粘 度有利地使得能够获得相对于微型组件中水传播的有效阻隔性能并且 避免所不希望的在微型组件(和相应的电缆)的使用寿命和可能的储存 时间期间填充化合物从微型组件中泄漏的现象。优选地，在零剪切速 率下和在20℃下，填充化合物的粘度为800-40000Pa·s，更优选为 850-20000Pa·s。

优选地，在-45℃的温度下和在1Hz的频率下，填充化合物具有 300MPa-3000MPa，更优选500MPa-2500MPa的损耗模量G″。

优选地，填充化合物填充了在保留元件和光学纤维中限定的至少 85％的体积。有利地，以这种方式完全阻止或至少有效地限制了水传 播通过微型组件。

更优选地，填充化合物填充了在保留元件和光学纤维中限定的至 少90％的体积。

优选地，填充化合物包括结构化的憎水性材料例如由至少一种液 体和由至少一种增稠剂得到的凝胶。

所述液体优选选自硅油，优选聚二甲基硅氧烷油；氟化油，优选 全氟聚醚油，或其混合物。

所述增稠剂优选选自：二氧化硅、膨润土、聚四氟乙烯、或其混 合物。

作为选择，增稠剂可以包括聚合物，优选弹性体聚合物，更优选 嵌段共聚物例如苯乙烯-乙烯-丙烯(SEP)、苯乙烯-乙烯-丁烯(SEB)、 苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)、或其混合物。适用于该目的的聚合 物的例子可以在专利US 6,278,824、US 6,160,939、US4,798,853中和 在专利申请WO93/05113中找到。也可以构思无机和有机增稠剂的组 合，例如二氧化硅和聚合物，优选上述类型的弹性体共聚物的混合物。

这些优选的填充化合物与通常用于形成常规地涂覆在光学纤维上 的保护性涂层(例如可UV固化的丙烯酸酯涂层)的材料化学相容。另 外，所述优选的填充化合物与用于形成微型组件的保留元件的聚合物 材料，例如基于烯烃聚合物的热塑性聚合物组合物化学相容。这些组 合物优选为LSOH类型(低烟零卤素，即不含卤素并且具有低的排烟量) 并且优选基于任选地包括在下面更详细描述的无机填料的乙烯共聚 物。

优选地，意在通过加入增稠剂而形成凝胶的上述液体是硅油。优 选地，所述硅油具有在20℃下为100-13000mPa·s，更优选在20℃下 为1000-6000mPa·s的粘度。

优选地，增稠剂包括蒸气沉积二氧化硅，更优选蒸气沉积二氧化 硅和至少部分硅烷化的二氧化硅的混合物。有利地，羟基的部分硅烷 化赋予二氧化硅憎水性，这使得能够获得提高的耐湿性。

优选地，为了不负面影响由未硅烷化的二氧化硅确保的触变性效 应，未硅烷化的二氧化硅与硅烷化的二氧化硅之间的重量比为0.5-5， 更优选0.65-4.30。

优选地，所述液体与增稠剂之间的重量比为20/1-6/1，更优选 20/1-10/1。

优选地，保留元件具有0.05-0.2mm，更优选0.1-0.2mm的厚度。

优选地，意在形成保留元件的热塑性聚合物组合物包括：

(a)至少一种第一烯烃聚合物，和

(b)至少一种无机填料。

更优选地，所述热塑性聚合物组合物进一步包括选自以下物质的 至少一种第二烯烃聚合物(c)：

(c1)至少一种α-烯烃、至少一种丙烯酸酯和至少一种α，β-烯属 不饱和二羧酸试剂或其衍生物，例如酸酐、金属盐、酰亚胺、酯，或 至少一种丙烯酸缩水甘油酯的三元共聚物；

(c2)乙烯、至少一种α，β-烯属不饱和二羧酸酐和至少一种饱和 羧酸的乙烯基酯的三元共聚物；

(c3)接枝有至少一种烯属不饱和单体的烯烃聚合物。

优选地，在20℃的温度下所述热塑性聚合物组合物具有低于或等 于500MPa，更优选50-500MPa，仍然更优选150-400MPa的弹性模量。

优选地，所述热塑性聚合物组合物具有低于或等于12MPa，更优 选5-10MPa的极限拉伸强度。

优选地，所述热塑性聚合物组合物具有低于或等于100％，更优 选30-80％的断裂伸长率。

优选地，所述第一烯烃聚合物(a)可以选自α-烯烃聚合物，包括 含有一个或多个单体单元的均聚物、共聚物、三元共聚物或其混合物。 优选含有2-20个碳原子，优选2-8个碳原子的α-烯烃的聚合物。

所述α-烯烃的特定例子是：乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、4- 甲基-1-戊烯、1-辛烯、1-癸烯、4-乙基-1-己烯、或其混合物。

根据另一个优选实施方案，第一烯烃聚合物(a)可以例如选自：低 密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯 (ULDPE)；无规立构聚丙烯；高和低密度聚-1-丁烯；聚-4-甲基-1-戊 烯；超低分子量聚乙烯；乙烯基离聚物；聚-4-甲基-1-戊烯；乙烯- 丙烯共聚物；乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)；乙烯和/或丙烯与其它可 共聚单体的共聚物例如乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物 (EVA)、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙 烯-乙酸乙酯共聚物、丙烯-4-甲基-1-戊烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚 物；乙烯丙烯酸系弹性体例如乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸三元共聚物； 或其混合物。还可以使用卤代的烯烃、聚合物和共聚物。优选乙烯- 丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、或其混合物。

可以使用并且可商购获得的第一烯烃聚合物(a)的例子是已知名 为来自Atofina的或来自Polimeri Europa的的 产品。

作为选择，所述第一烯烃聚合物(a)可以选自乙烯与至少一种例如 选自丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1- 辛烯、1-十二碳烯或其混合物的脂族α-烯烃和任选的多烯烃，优选二 烯烃的共聚物。

以上的乙烯与至少一种脂族α-烯烃的共聚物通常具有以下组成： 50mol％-98mol％，优选60mol％-93mol％的乙烯；2mol％-50mol％， 优选7mol％-40mol％的脂族α-烯烃；0mol％-5mol％，优选0mol％ -2mol％的多烯烃。

可在本发明中使用并且目前可商购获得的乙烯与至少一种脂族α -烯烃的共聚物的例子是来自DuPont-Dow Elastomers的产品 或来自Exxon Chemical的

优选地，上述无机填料(b)意在用于控制保留元件的物理参数例如 机械性能和阻燃性以及获得容易剥离的保留元件。出于该目的，无机 填料(b)可以例如选自：金属，特别是钙、镁、铝的氢氧化物，水合氧 化物，盐或水合盐，或其混合物。所述无机填料(b)还可以与其它无机 填料例如硅酸盐混合使用。

根据另一个优选实施方案，无机填料(b)可以例如选自：氢氧化镁 (包括例如得自于研磨的水镁石矿物的天然氢氧化镁)、氢氧化铝、氧 化铝(包括高岭土，即水合的硅酸铝)、三水合氧化铝、水合碳酸镁、 碳酸镁、碳酸镁钙水合物、碳酸镁钙或其混合物。氢氧化镁、氢氧化 铝、三水合氧化铝(Al2O3·3H2O)或其混合物是特别优选的。可以有利 地加入少量，通常小于25wt％的一种或多种无机氧化物或盐，例如 CoO、TiO2、Sb2O3、ZnO、Fe2O3、CaCO3或其混合物。上述金属氢氧化物， 特别是镁和铝氢氧化物优选以尺寸可以为0.1μm-20μm，优选 0.5μm-10μm的颗粒形式使用。

无机填料(b)可以有利地以涂覆的颗粒形式使用。优选的涂覆材料 是含有8-24个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸或其金属盐，例如：油酸、 棕榈酸、硬脂酸、异硬脂酸、月桂酸；镁或锌硬脂酸盐或油酸盐；或 其混合物。

相对于100重量份的第一烯烃聚合物(a)，无机填料(b)优选以40 重量份-200重量份，优选75重量份-150重量份的数量存在于热塑性 聚合物组合物中。

可以使用并且可商购获得的无机填料(b)的例子是已知名为来自 Sima的或来自Omya的的产品。

必须注意的是：相对于100重量份第一烯烃聚合物(a)，特别地加 入数量等于或高于100重量份的无机填料(b)还可以赋予热塑性聚合 物组合物以有利的阻燃性。

优选地，三元共聚物(c1)可以包含50wt％-99wt％的至少一种α- 烯烃、0.5wt％-40wt％的至少一种丙烯酸酯，和0.3wt％-10wt％的至 少一种二羧酸试剂或其衍生物，或者至少一种丙烯酸缩水甘油酯。

可有利地用于制备三元共聚物(c1)的α-烯烃可以例如选自含有 2-20个碳原子，优选2-8个碳原子的α-烯烃。乙烯、丙烯或者乙烯 和丙烯的混合物是优选的。

可有利地用于制备三元共聚物(c1)的丙烯酸酯可以例如选自具有 下式的化合物：

CH2＝C(R)COOR′

其中R表示氢，或者含有1-4个碳原子的低级烷基例如甲基或乙 基，R′表示具有1-6个碳原子的低级烷基。

丙烯酸酯的特定例子是：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、 甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸乙酯、或其混合物。 可有利地用于制备该第一三元共聚物的α，β-烯属不饱和二羧酸试剂 或其衍生物可以例如选自：马来酸、马来酸酐、富马酸、中康酸、衣 康酸、柠康酸、衣康酸酐、柠康酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单钠、 或其混合物。优选马来酸酐。

可有利地用于制备三元共聚物(c1)的丙烯酸缩水甘油酯可以例如 选自具有下式的化合物：

其中R1是氢或含有1-6个碳原子的低级烷基。优选地，R1是氢、 甲基或乙基。

丙烯酸缩水甘油酯的特定例子是：丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯 酸缩水甘油酯、乙基丙烯酸缩水甘油酯、或其混合物。

根据一个优选实施方案，三元共聚物(c1)可以例如选自：乙烯-丙 烯酸甲酯-马来酸酐、乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐、乙烯-丙烯酸丁酯- 马来酸酐、丙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐、丙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐、 乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸甲酯-丙烯酸 缩水甘油酯、或其混合物。

可使用的三元共聚物(c1)可以通过已知技术，例如借助于高压自 由基聚合工艺而制备。所述工艺的更详细描述可以例如在专利 US4,644,044和US4,617,36中或在专利申请GB2,091,745中找到。

可使用并且可商购获得的三元共聚物(c1)的例子是已知名为来自 Atofina的MAH或GMA的产品。

可有利地用于制备三元共聚物(c2)的α，β-烯属不饱和二羧酸酐 可以选自：柠康酸酐、衣康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、马来酸酐、或 其混合物。优选马来酸酐。

可有利地用于制备三元共聚物(c2)的饱和羧酸的乙烯基酯可以例 如选自含有2-6个碳原子的饱和羧酸的乙烯基酯。优选乙酸乙烯酯。

三元共聚物(c2)优选为乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐。

可根据本发明使用并且可商购获得的三元共聚物(c2)的例子是已 知名为来自Atofina的9305或9307的产品。

关于接枝有至少一种烯属不饱和单体的烯烃聚合物(c3)，该烯烃 聚合物可以例如选自：乙烯均聚物；丙烯均聚物；乙烯和丙烯的共聚 物，尤其是正如在冲击性和无规丙烯共聚物中那样的丙烯与少量乙烯 的共聚物；乙烯、丙烯和二烯烃的三元共聚物(例如所谓的EPDM)；乙 烯与至少一种C3-C10烃α-烯烃的共聚物；乙烯和乙酸乙烯酯、丙烯酸 烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的共聚物。

C3-C10烃α-烯烃的特定例子是：1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、或其 混合物。

丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的烷基的特定例子是：甲基、乙基、丙 基、丁基、或其混合物。

乙烯共聚物可以包括线性低密度聚乙烯(LLDPE)和极低密度聚乙 烯(VLDPE)。

烯属不饱和单体可以例如选自烯属不饱和羧酸或其衍生物、烯属 不饱和羧酸酐、或其混合物。

可选自单-、二-或多羧酸的羧酸的特定例子是：丙烯酸、甲基丙 烯酸、马来酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸、或其混合物。

酸酐的特定例子是：衣康酸酐、马来酸酐、取代的马来酸酐(例如 二甲基马来酸酐)、纳迪克(nadic)甲基酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、或 其混合物。优选马来酸酐。

不饱和羧酸衍生物的特定例子是：盐、酰胺、酰亚胺或酯，例如 马来酸单和二钠、丙烯酰胺、马来酰亚胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、 富马酸二甲酯、或其混合物。

用于将这些单体接枝在烯烃聚合物上的技术是本领域已知的并且 描述于例如专利US 4,612,155中或者欧洲专利申请EP-A-0398604中。

可根据本发明使用并且可商购获得的接枝有至少一种烯属不饱和 单体的烯烃聚合物(c3)的例子是已知名为来自DuPont的或 来自Atofina的G的产品。

优选地，相对于100重量份第一烯烃聚合物(a)，第二烯烃聚合物 (c)以3重量份-10重量份，更优选5重量份-8重量份的数量存在于热 塑性聚合物组合物中。

意在用于形成保留元件的热塑性聚合物组合物可以有利地包含抗 氧剂添加剂，该抗氧剂添加剂优选选自聚合的三甲基二氢喹啉、4，4′- 硫代双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚；季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟 基苯基)丙酸酯]、2，2′-硫代二亚乙基-双[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯 基)丙酸酯]、或其混合物。

可以有利地将其它常规添加剂例如加工助剂、润滑剂、颜料、滑 爽剂、抗氧剂和其它填料加入所述热塑性聚合物组合物中。

通常加入热塑性聚合物组合物中的加工助剂例如为硬脂酸钙、硬 脂酸锌、硬脂酸、石蜡、硅橡胶、或其混合物。

根据一个优选实施方案，本发明的光缆包括至少一个包含光学纤 维束的微型组件。

根据另一个特别适用于具有中-高传输能力的电缆的优选实施方 案，本发明的光缆包括多个微型组件和至少一个布置在相对于所述多 个微型组件的径向外侧位置的外壳。

在光缆包括多个微型组件和至少一个布置在相对于微型组件的径 向外侧位置的外壳的情形中，该光缆优选进一步包括至少一个纵向嵌 入在所述外壳中的，更优选与外壳内径成切线嵌入的增强元件。

根据另一个特别适用于具有高-极高传输能力的电缆的优选实施 方案，本发明的光缆进一步包括多根管子。每一根所述管子布置在相 对于多个所述微型组件的径向外侧位置和相对于所述至少一个外壳的 径向内侧位置。

在光缆包括如此布置的多个微型组件的情形中，该光缆优选进一 步包括在相对于所述外壳的中心径向内侧位置纵向延伸的中心增强元 件，所述多根管子绞合在所述中心增强元件的周围。

根据另一个方面，本发明还提供一种阻塞水传播的微型组件，其 包括：

-至少一根光学纤维；

-用于容纳所述至少一根光学纤维的保留元件；和

-布置于所述保留元件内的触变性填充化合物，所述填充化合物 具有在零剪切速率下和在20℃的第一温度下高于或等于700Pa·s的 粘度，以及在-45℃的第二温度下和在1Hz的频率下低于或等于 3000MPa的损耗模量G″，所述触变性填充化合物与所述保留元件相容。

本发明的微型组件的优选实施方案中，所述保留元件和填充化合 物如上所述。

附图简述

参照附图，从一些优选实施方案的描述中将更容易地看出本发明 的另一些特征的优点，在附图中出于说明和非限制性目的示出了微型 组件以及包括多个该微型组件的光缆的优选实施方案。

在附图中：

-图1是根据本发明的通讯用光缆的阻塞水传播的微型组件的横 截面图；

-图2是包括多个图1的微型组件的第一类型的通讯用光缆的横 截面图；

-图3是包括多个图1的微型组件的第二类型的通讯用光缆的横 截面图。

优选实施方案的详述

参照图1，意在用于制造根据本发明的通讯周光缆的阻塞水传播 的微型组件通常以1表示。

微型组件1包括多根光学纤维2(例如光学纤维束)，和用于容 纳光学纤维2的保留元件3，该保留元件3布置于相对于多根光学纤 维2的径向外侧位置。根据图1中所示的优选实施方案，微型组件1 的保留元件3由在20℃下弹性模量低于500MPa、极限拉伸强度为 5-10MPa和断裂伸长率为30-80％的热塑性聚合物组合物制成。

保留元件3具有优选为0.05-0.2mm，更优选0.1-0.2mm的厚度。 在例如图1中所示的那样微型组件含有12根光学纤维的情形中，微型 组件1具有最大横向尺寸为1.25mm-1.45mm的总尺寸。

微型组件1进一步包括触变性填充化合物4。根据本发明，填充 化合物4在零剪切速率下和在20℃的第一温度下具有高于700Pa·s 的粘度。在零剪切速率下的该粘度值对应于Ellis模型的第一参数C1 的值，这将在下文中更详细地论述。填充化合物4在-45℃的第二温度 下和在1Hz的频率下具有低于3000MPa的损耗模量G″。

填充化合物4包括例如优选粘度为5000mPa·s的硅油，和优选包 含蒸气沉积二氧化硅(例如可从Cabot Corporation，Boston，Massachusetts获得的CAB-O-H-5)和用二 甲基二氯硅烷处理的憎水性蒸气沉积二氧化硅(例如CAB-O- TS-610)的组合的二氧化硅。未处理的二氧化硅优选具有300m2/g的 B.E.T.表面积，处理的二氧化硅优选具有120m2/g的B.E.T.表面积。

优选地，硅油与二氧化硅之间的重量比为20/1-6/1，更优选 20/1-10/1。

特别地，如此形成的填充化合物4的粘度在零剪切速率下和在20 ℃下为900Pa·s，并且具有在-45℃的温度下和在1Hz的频率下测量 的1500MPa的损耗模量G″。

特别地，根据图1中所示的优选实施方案，多根光学纤维2以松 散的方式容纳在保留元件3中。更特别地，保留元件3的内径比包封 其中界定的光学纤维2的最小圆周的直径大1.50-21％。

在保留元件3的内径与光学纤维束2的最大横向尺寸之间限定了 平均厚度为0.1mm的间隙，该间隙便利地被填充化合物4阻水。为了 填充在容纳于保留元件3中的光学纤维2之间和周围的所有间隙，在 它们通过用于挤出保留元件3的模头之前优选用填充化合物4涂覆光 学纤维2。

参照图2和3，分别示出了在本领域中已知为术语“中心松散管 中的微型组件(M-CLT)”的松散光缆，特别为第一类型的光缆5，和在 本领域中已知为术语“绞合的松散管中的微型组件(M-SLT)”的第二类 型的松散光缆105。

参照图2，从径向最内侧位置到径向最外侧外置，光缆5包括： 根据“SZ”型螺旋绞合的多个微型组件1、保护管6、带子7、外壳8， 在该外壳中嵌入了与外壳8的内径成切线布置的两个相对的增强纵向 元件9和两个相对的用于切割外壳的割绳(rip-cord)10。任选地，在 管子6与外壳8之间可以布置织物增强铠装，例如由芳酰胺纤维或玻 璃纤维制成的铠装。在与具有第二相反绞合方向(Z-型)的绞合部分交 替的具有第一绞合方向(S-型)的绞合部分中，根据“SZ”型螺旋图案 绞合的微型组件1布置在电缆5的纵轴周围。

参照图3，光缆105包括：外壳15和布置在相对于多个上述微型 组件1的径向外侧位置以及相对于外壳15的径向内侧位置的多根管子 12。因此，根据图3中所示的说明性例子，从径向最内侧位置到径向 最外侧外置，光缆105包括：中心增强元件11、绞合在中心增强元件 11周围的6根管子12(每一管子12容纳根据“SZ”型螺旋绞合的4 个微型组件1)、带子13、织物增强铠装14和外壳15，在该外壳中 嵌入了与外亮15的内径成切线布置的两个相对的用于切割外壳15的 割绳16。

如下文中披露那样测量填充化合物在零剪切速率下的粘度值和损 耗模量G″。

便利地，借助于由下式表示的Ellis方程测量在零剪切速率下填 充化合物的粘度值：

$\eta =C_1/{(1+\stackrel{·}{\gamma }/C_2)}^{C_3-1}$

其中：

η是粘度；

是剪切速率；

C1是第一参数，其表示填充化合物在零剪切速率下的粘度；

C2是第二参数，其涉及在其下填充化合物根据牛顿模型表现(即该 填充化合物具有根据该模型粘度与剪切速率无关的性能)的剪切速率 范围的宽度；

C3是第三参数，其表示填充化合物的假塑性性能。

因此，为了测量填充化合物在零剪切速率下的粘度值，借助于带 有锥板2°/40mm测量系统的应力控制流变仪Bohlin CVO120对填充化 合物进行流变性测量。更具体地，流变性测量由借助于上述旋转应力 控制流变仪Bohlin CVO120对一组填充化合物样品进行连续剪切试验 而组成。在600s的时间内在20℃的温度下施加从1Pa起始扫到7000Pa 的应力。这些流变性测量的结果使得能够获得以Ellis方程为模型的 流动曲线，以确定参数C1的值和因此在零剪切速率下和在20℃下的粘 度值。

正如已知的那样，损耗模量G″与填充化合物的粘性相关，其通过 测量在预定的施加剪切应力与所得的测量剪切应变之间的相位滞后而 确定。

在振动试验中，应力和应变不断变化并且仅仅可以测量所谓的粘 弹性或复合模量G*的瞬时值，这不同于由Hooke定律示出的性能，根 据该定律，应变通过被称为弹性模量的材料常数而与应力相关。G*如 下定义：

G*＝G′+iG″

其中

G′是储能(或弹性)模量，即代表弹性固体的性能的模量，其给出 了能量的弹性储存的度量；

G″是损耗(或粘性)模量，即代表粘性流体的性能的模量，其给出 了通过流动中持久的变形而能量粘性耗散的度量；

i是假想的复数单位。

正如已知的那样，通过下式，G′和G″还与相角相关：

tanδ＝G″/G′

其中G′和G″如上定义并且tanδ与由于滞后的能量耗散成正比。

特别地，借助于振动试验使用上述的旋转应力控制流变仪Bohlin CVO120、在所谓的线性应力响应区中采用扫温度试验(temperature sweep test)，使用间隙为250μm的25mm平行板几何结构测量在-45 ℃下和在1Hz的频率下填充化合物的损耗模量G″值。为了该目的，首 先在恒定的1Hz频率下和在不同的温度下，即在25℃下、在0℃下和 在-20℃下伴随着2s的延迟时间施加在1-10000Pa范围内渐增的应力 而进行扫振幅试验(amplitude sweep test)，以确定初始应力极限。 随后，在1Hz的频率下采用0.03的目标应变、在+25℃至-60℃的温度 范围内伴随着3℃/min的冷却速率操作而进行扫温度试验。

如上所述，损耗模量是重要的参数，因为其便利地与由在光学纤 维中测量的光衰减的测量得到的结果相关。实际上，我们发现当在1Hz 和-45℃下G″等于或低于或者等于3000MPa时，根据光学信号衰减的 填充化合物的光学性能处于可接受的数值内。在这种条件下，在容纳 于保留元件中的光学纤维之间和周围的间隙中存在的填充化合物仍然 表现出吸收作用于微型组件上和容纳于其中的光学纤维上的应力的剩 余能力。

有利地，这些优选的损耗模量G″值使得能够使用带有改进的耗散 能力，即带有能够吸收和补偿施加在电缆上的外部应力的灵活性的填 充化合物。

由于上述特征，根据本发明的微型组件以及包括该微型组件的光 缆有利地以有效并且持久的方式阻塞水传播，并且确保了在整个温度 范围(包括微型组件和包含该微型组件的光缆在它们的使用寿命期间 可能经受的低温)内充足的传输能力。

所选的填充化合物的特定流变性能使得能够阻止水沿着微型组件 的传播，并且进一步使得当光缆暴露于热-机械应力下时光学纤维能够 容易地在微型组件内移动。

在以下实施例中进一步描述本发明，这些实施例仅仅为了说明并 且不必以任何方式看作是限制本发明。

实施例1(本发明)

通过将在20℃下粘度为5000mPa·s的硅油(AK 5000， 可从Wacker-Chemie GmbH，München，Germany获得)和二氧化硅以 19/1重量比混合而制备填充化合物。该二氧化硅由蒸气沉积二氧化硅 (B.E.T.表面积为300m2/g的CAB-O-H-5，可从Cabot Corporation，Boston，Massachusetts获得)和用二甲基二氯硅烷处 理的憎水性蒸气沉积二氧化硅(例如CAB-O-TS-610)以2/3重量 比的组合制得。

通过使用Ellis模型，借助于上述旋转应力控制流变仪Bohlin CVO120通过在20℃温度下在600s时间内施加从1Pa扫到7000Pa的应 力，而由在20℃下进行的一组流变性测量计算在零剪切速率下在20 ℃下填充化合物的粘度：

$\eta =C_1/{(1+\gamma /C_2)}^{C_3-1}$

所述流变测量结果定义了以Ellis模型为模型的流动曲线，以确 定C1即在零剪切速率下在20℃下的粘度。

在零剪切速率下在20℃下的粘度在表I中报导。通过借助于上面 报导的旋转应力控制流变仪进行振动试验而测量在-45℃下和在1Hz 下的损耗模量G″。首先，为了确定初始应力极限，在1Hz的恒定频率 下和在不同的温度：25℃、0℃和-20℃下伴随着2s的延迟时间施加在 1-10000Pa范围内渐增的应力而进行扫振幅试验。随后，在1Hz的频 率下采用0.03的目标应变、在+25℃至-60℃的温度范围内伴随着3℃ /min的冷却速率操作而进行扫温度试验。

在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″的测量结果在表II中报导。

实施例2(本发明)

通过将在20℃下粘度为5000mPa·s的硅油(Wacker AK 5000，可 从Wacker-Chemie GmbH，München，Germany获得)和二氧化硅以13/1 重量比混合而制备填充化合物。该二氧化硅由蒸气沉积二氧化硅 (B.E.T.表面积为300m2/g的CAB-O-H-5，可从Cabot Corporation，Boston，Massachusetts获得)和用二甲基二氯硅烷处 理的憎水性蒸气沉积二氧化硅(例如CAB-O-TS-610)以5/2.2重 量比的组合制得。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

实施例3(比较例)

将在20℃下粘度为6000mPa·s的硅油AK 6000(可从 -Chemie GmbH，München，Germany获得)用作填充化合物。 该填充化合物具有牛顿流变性能，因此它的粘度与剪切速率无关。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

实施例4(本发明)

通过将在20℃下粘度为5000mPa·s的硅油(Wacker AK 5000，可 从Wacker-Chemie GmbH，München，Germany获得)和二氧化硅以9.5/1 重量比混合而制备填充化合物。该二氧化硅由蒸气沉积二氧化硅 (B.E.T.表面积为300m2/g的CAB-O-H-5，可从Cabot Corporation，Boston，Massachusetts获得)和用二甲基二氯硅烷处 理的憎水性蒸气沉积二氧化硅(例如CAB-O-TS-610)以7.3/2.2 重量比的组合制得。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

实施例5(本发明)

通过将在20℃下粘度为4500mPa·s的硅油(Bayer Silopren U5， 可从Bayer AG，Leverkusen，Germany获得)和二氧化硅以6.8/1重 量比混合而制备填充化合物。该二氧化硅由蒸气沉积二氧化硅(B.E.T. 表面积为300m2/g的CAB-O-H-5，可从Cabot Corporation， Boston，Massachusetts获得)和用二甲基二氯硅烷处理的憎水性蒸气 沉积二氧化硅(例如CAB-O-TS-610)以10.3/2.4重量比的组合制 得。所得的填充化合物还含有0.25wt％的炭黑。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

实施例6(比较例)

将可从Huber-gruppe获得的聚α烯烃-基油LA444用作填充化合物。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

实施例7(比较例)

将可从Shennzhen Unigel Telecommunication获得的烃-基油 Unigel 200N用作填充化合物。

如实施例1中所述借助于Ellis模型计算在零剪切速率下在20℃ 下填充化合物的粘度，并且将所得的结果报导在表I中。如实施例1 中那样测量在-45℃下和在1Hz下的损耗模量G″，并且将所得的结果 报导在表II中。

表I

  在20℃下的零剪切速率粘度(Pa·s)   (C1)   实施例1(本发明)   9.2 102   实施例2(本发明)   1.2 104   实施例3(比较)   6.0   实施例4(本发明)   1.7 104   实施例5(本发明)   4.1 104   实施例6(比较)   3.8 104   实施例7(比较)   1.5 104

表II

  填充化合物   在-45℃下和在1Hz下测量的损耗模量G″(MPa)   实施例1(本发明)   1600   实施例2(本发明)   1450   实施例3(比较)   -   实施例4(本发明)   1800   实施例5(本发明)   3000   实施例6(比较)   830   实施例7(比较)   540000

实施例8

(水通过的抗性试验)

测试实施例1-3、6和7的填充化合物以评价含有其的微型组件的抗 水传播性。通过在根据“SZ”技术绞合的12根光学纤维的束中嵌入大量 填充化合物而制造微型组件。出于该目的，将光学纤维通入包含填充化 合物并且温度调节在100℃下的腔室中。将填充化合物施加在间隙中和 光学纤维的周围。在140-180℃的挤出温度下，将由在表VI中报导的 热塑性聚合物组合物制成的保留元件(所述保留元件具有在20℃下为 260MPa的弹性模量、7.8MPa的极限拉伸强度和75％的断裂伸长率)挤出 在嵌入填充化合物中的光学纤维束的周围。涂覆有填充化合物的光学纤 维束的前进速度为50m/min。该填充化合物填充了在保留元件中限定的 90％的体积。将以该方式得到的微型组件冷却至20℃的温度。

根据由国际标准IEC 60794-1-2提供的方法F5B进行抗性试验。 特别地，通过在长度为1-3m的微型组件样品的末端施加1m水头24 小时而测试对微型组件水传播的抗性。

还根据改进的方法F5B进行抗性试验，根据该方法，将1m水头施 加在长度为1m的样品上15天。

测试结果示于表III中。在涉及到低于样品长度的长度的传播的 任何情形中，当在微型组件中没有观测到或者观测到轻微的水传播时， 将测试结果看作是积极的。

表III

实施例9(滴落试验)

测试实施例1-3、6和7的填充化合物以评价它们对从微型组件中 滴落的抗性。如实施例8中所述那样制造微型组件。

根据由国际标准IEC 60794-1-2提供的方法E14进行垂直滴落试 验。特别地，将长度为30cm的微型组件样品垂直定向并且使其经受 70℃的温度24小时。在第一次试验中将样品的顶部自由端密封，而在 第二次试验中将顶部自由端保持敞开。

结果在表IV中报导。

表IV

实施例10(热循环试验)

测试实施例1-3、6和7的填充化合物以评价在微型组件中光学纤 维的衰减。如实施例8中所述那样制造微型组件。

通过使1000m长度的微型组件样品经受-40℃至+60℃的热循环而 进行热循环试验。

在热循环期间，在-40℃、+20℃和+60℃的上述温度下在1550nm 下和在1625nm下测量衰减。就在+20℃下的衰减而言和就在测试的温 度范围内(-40℃至+60℃)的衰减变化而言，观测到电缆中光学纤维的 规则性能。结果在表V中报导。

表V

实施例11(相容性试验)

测试实施例1和实施例6的填充化合物与在表VI中披露的热塑性 聚合物组合物制成的保留元件的相容性。如实施例8中所述那样制造 微型组件。

为了该目的，根据来自France Telecom的CM37标准，6.2条对 得到的微型组件进行试验。特别地：

-在70℃下将长度30cm的充填有实施例1的填充化合物的微型 组件样品浸入实施例1的填充化合物中10天；

-在70℃下将长度30cm的充填有实施例6的填充化合物的微型 组件样品浸入实施例6的填充化合物中10天。

测量保留元件的极限拉伸强度和断裂伸长率的变化百分比。得到 的结果如下：

-极限拉伸强度(％变化)：2.5％(实施例1的填充化合物)，-40 ％(实施例6的填充化合物)

-断裂伸长率(％变化)：-1.5％(实施例1的填充化合物)，-22 ％(实施例6的填充化合物)。

以上报导的结果清楚地表明只有实施例1的填充化合物可与保留 元件的聚合物组合物相容。

表VI

*：数量以phr，即每100份烯烃聚合物(a)的重量份表示。

17BA07(Atofina)：含有16-19wt％丙烯酸酯的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；

30BA02(Atofina)：含有28-32wt％丙烯酸酯的乙烯-丙烯酸丁酯共聚物；

CL10(Polimeri Europa)：线性低密度聚乙烯；

3410(Atofina)：乙烯-丙烯酸正丁酯-马来酸酐三元共聚物；

GS1.5(Sima)：用硬脂酸涂覆的氢氧化镁；

GUM901(Rhodia)：二甲基硅氧烷、甲基乙烯基封端的树胶；

AMEO(Sivento-Chemie)：3-氨基丙基三乙氧基硅烷；

20(Great Lakes Chemical)：季戊四醇四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基) 丙酸酯](抗氧剂)。