Optisten kuitukaapeleiden (OFC) suunnittelussa oikeiden raaka-aineiden valinta on ratkaisevan tärkeää. Erilaiset käyttöympäristöt – kuten äärimmäinen kylmyys, korkeat lämpötilat, kosteus, ulkoasennus, jatkuva taivutus tai tiheä liike – asettavat optisten kaapelien materiaaleille erilaisia vaatimuksia. Tässä esittelemme useita teollisuudessa yleisesti käytettyjä ydinmateriaaleja ja analysoimme niiden suorituskykyominaisuuksia ja käytännön sovelluksia, joiden avulla voimme optimoida optisten kuitukaapeleiden suunnittelun ja materiaalivalinnan.
1. PBT (polybuteenitereftalaatti) – yleisin materiaali irtoputkille
PBT-on yleisimmin käytetty materiaali irtonaisissa putkissa optisissa kuitukaapeleissa. Tavalliset kaapelimuovit haurastuvat matalissa lämpötiloissa ja pehmenevät korkeissa lämpötiloissa. Modifioitu PBT, esimerkiksi joustavilla ketjusegmenteillä, parantaa merkittävästi iskunkestävyyttä matalissa lämpötiloissa ja voi täyttää vaatimukset jopa -40 °C:een asti. Lisäksi PBT tarjoaa erinomaisen jäykkyyden ja mittapysyvyyden korkeissa lämpötiloissa, mikä varmistaa kuitujen luotettavan suojan lämpörasituksessa. Sen tasapainoinen suorituskyky, kohtuullinen hinta ja monipuolisuus tekevät siitä tyypillisen valinnan ulkokäyttöön tarkoitettuihin tietoliikennekaapeleihin, pitkän matkan kaapeleihin ja ADSS-kaapelirakenteisiin.
2. PP (polypropeeni) — Erinomainen kestävyys matalissa lämpötiloissa ja hydrolyysin kestävyys
PP on herättänyt huomiota optisissa kaapelimateriaaleissa erinomaisen kylmänkestävyytensä ansiosta, joka estää halkeilua erittäin kylmissä olosuhteissa. Sen hydrolyysinkestävyys on myös PBT:tä parempi, joten se soveltuu kosteisiin tai vesipitoisiin ympäristöihin. PP:llä on kuitenkin hieman alhaisempi moduuli ja jäykkyys verrattuna PBT:hen, joten sen käytössä tulisi ottaa huomioon tietty kaapelirakenne. Esimerkiksi kevyet kaapelit, sisä-ulkokäyttöön tarkoitetut hybridikaapelit tai suurempaa joustavuutta vaativat irralliset putkirakenteet voivat valita PP:n vaihtoehdoksi.
3. LSZH (Low Smoke Zero Halogen) – Yleinen ympäristöystävällinen kaapelikuoren materiaali
LSZHon yleisimmin käytetty ympäristöystävällinen kaapelivaippamateriaali. Korkealaatuiset LSZH-formulaatiot, jotka on saatu aikaan erikoistuneiden polymeerijärjestelmien ja täyteaineteknologioiden avulla, täyttävät -40 °C:n alhaisen lämpötilan iskunkestävyysvaatimukset ja kestävät pitkäaikaista käyttöä 85 °C:ssa. Tulipalon sattuessa LSZH vapauttaa vähän savua eikä lainkaan halogeenikaasuja, mikä parantaa huomattavasti sisäkaapeleiden, datakeskuskaapeleiden ja julkisten laitosten johdotuksen turvallisuutta. Se tarjoaa myös erinomaisen kestävyyden ympäristön aiheuttamaa jännityshalkeilua ja kemiallista korroosiota vastaan, joten se on monipuolinen valinta sekä sisä- että ulkokaapeleiden vaippoihin.
4. TPU (termoplastinen polyuretaani) — Matalien lämpötilojen joustavuuden ja kulutuskestävyyden "kuningas"
TPU tunnetaan joustavuudestaan ja kestävyydestään erittäin alhaisissa lämpötiloissa. Toisin kuin PVC, TPU pysyy erittäin taipuisana eikä halkeile. Sillä on myös erinomainen hankauksen-, öljyn- ja repäisykestävyys, minkä ansiosta se sopii erinomaisesti liikkuviin kaapeleihin, kuten vetoketjukaapeleihin, ajoneuvokaapeleihin, kaivoskaapeleihin, robottikaapeleihin ja teollisuusautomaatiosovelluksiin. Huomaa, että TPU:n korkeiden lämpötilojen ja hydrolyysin kestävyys riippuvat tietystä luokasta, joten korkealaatuisten koostumusten valitseminen on ratkaisevan tärkeää.
5. PVC (polyvinyylikloridi) — kustannustehokas kaapelivaippavaihtoehto, jolla on rajoitukset alhaisessa lämpötilassa
PVC:tä käytetään edelleen tietyissä optisissa kaapeleissa sen alhaisen hinnan ja helpon prosessoitavuuden vuoksi. Tavallinen PVC kuitenkin kovettuu ja voi halkeilla alle -10 °C:ssa, mikä tekee siitä sopimattoman äärimmäisiin kylmiin olosuhteisiin. Matalan lämpötilan tai kylmänkestävä PVC voi alentaa lasittumislämpötilaa pehmittimien avulla, mutta tämä voi heikentää mekaanista lujuutta ja ikääntymisenkestävyyttä. Siksi PVC sopii paremmin kustannusherkkiin projekteihin suhteellisen vakaissa ympäristöissä, kuten tavallisiin sisäasennuksiin tai väliaikaisiin kaapeliasennuksiin.
6. TPV (termoplastinen vulkanisaatti) – Kumin elastisuuden ja muovisen prosessoitavuuden yhdistelmä
TPV yhdistää kumin elastisuuden muovin prosessoitavuuteen. Se tarjoaa erinomaisen korkeiden ja matalien lämpötilojen kestävyyden sekä erinomaisen sään- ja otsoninkeston. TPV:n joustavuus ja kestävyys tekevät siitä sopivan ulkokäyttöön tarkoitettuihin optisiin kaapeleihin, autokaapeleihin ja taipuisiin kaapeleihin. Materiaalina TPV tasapainottaa TPU:n ja PVC:n ominaisuuksia tarjoten erinomaisen rakenteellisen joustavuuden ja ympäristön sietokyvyn.
7. XLPE (ristisilloitettu polyeteeni) – korkean lämpötilan eristemateriaali optisille ja tehokaapeleille
XLPEristisilloittumisen kautta parantaa lämmönkestävyyttä ja voi toimia jatkuvasti yli 90 °C:n lämpötilassa. Se tarjoaa myös erinomaisen mekaanisen lujuuden ja rasituksenkestävyyden. Vaikka XLPE:tä käytetään yleisemmin tehokaapeleiden eristykseen (esim. 1 kV–35 kV), sitä käytetään joskus optisissa kaapeleissa vahvistuksiin tai korkean lämpötilan sovelluksiin. Sen lämpö- ja mekaaniset ominaisuudet tekevät siitä sopivan erikoistuneille optisille kaapeleille ankarissa ympäristöissä.
Optisten kaapelien vaippamateriaalien valinta — sovellusskenaariot ovat avainasemassa
Oikeiden optisten kaapelimateriaalien valinta vaatii enemmän kuin teknisten tietojen tarkastelua; siinä on otettava huomioon myös todelliset sovellustilanteet:
Kiinteä asennus (ulkoasennus, kanava-asennus, antenniasennus): LSZH, TPV, XLPE
Liikkuvat sovellukset (vetoketjut, robotiikka, ajoneuvot, kaivostoiminta): TPU
Äärimmäinen kylmyys (-40 °C tai alle): Modifioitu PBT, PP, TPU
Sisäkaapelointi, vakiokäyttö, kustannusherkät projektit: PVC (suositellaan vain tietyissä olosuhteissa)
Optisten kaapelien materiaaleille ei ole olemassa yhtä ainoaa ratkaisua. Valinnan tulisi perustua kattavaan arviointiin kaapelirakenteesta, asennusolosuhteista, budjetista ja pitkän aikavälin luotettavuudesta.
Julkaisun aika: 20.11.2025