CN104488041A - 具有以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造方法。本发明的电缆包括：芯部，可合并多个电力和/或通信导线、加固元件和/或填料元件；第一保护性盖层，包裹所述芯部；至少一个反光带，包括外部可见光回复反射元件，包裹所述第一保护性盖层并形成第二盖层；以及第三保护性盖层，包裹由包括回复反射元件的反光带形成的所述第二盖层和所述第一保护性盖层两者。一旦形成，所述第一保护性盖层、包括回复反射元件的形成所述第二保护性盖层的所述反光带和所述第三保护性盖层就一起形成包围所述芯部的一体盖。

Description

具有以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造方法
技术领域
本发明涉及制造用于采掘和建筑工业的电力和/或通信电缆的技术，更具体地，它涉及具有以低或零能见度在恶劣环境中使用的一体回复反射盖(integral retro-reflective covers)的电力和/或通信电缆，并且涉及其制造工艺。
背景技术
在极其恶劣的工作条件下的设施中，诸如在采掘工业(主要是矿业)以及在建筑工业中，在低或零照明区域中熟知的是对传导电力和/或通信信号的元件的频繁的机械滥用。由于它们所放置位置的严峻的工作条件，以上使具有盖的没有快速简便的可视化效果(因为它们不可见)的元件暴露于碰撞、破碎或其它损害。
为了解决极其恶劣环境诸如矿中的问题，存在着由诸如重型(HD)和超重型应用(XHD)的适用产品标准分类的电缆盖。在诸如矿等设施中，基于终端产品的电缆规格和指定环境，外盖可以用耐磨材料制造，诸如CPE(氯化聚乙烯)、CR(氯丁橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯(chloro-sulphonatedpolyethylene))、NBR-PVC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯)和TPU(热塑性聚氨酯)。
同样地，相对于由于机械滥用带来的抗性，对能源和/或通信电缆盖存在着具有更小抗性要求的其它应用领域。对于这些应用，由不同产品标准限定使用的材料包括但不限于以下材料，诸如PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)和聚酯，作为主要使用的高分子化合物。
在现有技术中，存在着能源和/或通信电缆盖的材料的若干替代，其试图解决这些电缆的盖一旦安装在恶劣和低或零照明环境中的低或零能见度。
在专利申请WO 00/30126中，公开了针对用于电缆的机械加固的可选择方案，由聚氨酯类材料在上述超重型盖材料上的外部施加组成。施加聚氨酯类涂层提供了较高的耐磨性；此外，该涂层是透明的，使之允许看见期望保护的电缆的盖颜色；然而，该解决方案没有考虑带给电缆更好能见度的发光材料的使用。
另一方面，在专利申请WO 82/03942中，公开了一种解决用于矿业中的能源传输电缆的能见度的方式，它在于连续反光带的应用，连续反光带在它经历硫化工艺之前施加于电缆盖上，然后反光带通过以下工艺保持埋嵌于盖的外部，包括：将整个电缆封装在熔融引线覆盖物下面，由此盖被硫化，随后将引线取出，从而留下反光条使之埋嵌于已经硫化的橡胶覆盖物(网状)中。
类似地，在美国专利申请20100282491中，描述了荧光材料的挤压盖在想要受保护的电缆的导线束(芯部)上应用，并且在该第一层上，沉积了由包围第一层的透光热塑性聚氨酯(TPU)制成的第二层。当TPU材料必须阻燃时，该解决方案没有那么好，因为为了带给该抗性所采用的添加剂造成第二层具有不透明的自然色，限制了内层的亮度效果。该专利申请中描述的实施例在于布置于第一层和TPU材料外层之间的层的应用，使得中间层的应用可以是钢筋网，钢筋网拥有的空的空间使之允许显现第一层。在该专利的两个实施例中，第一层可以是具有荧光外部覆盖物的带，所述荧光外部覆盖物包裹着保持在盖下面的导线束。
在专利申请WO 2010 131084中，描述了荧光颜料材料的外盖，提到的是，由于暴露于工作环境，即暴露于空气、水、土壤和紫外线(UV射线)条件(外盖暴露于所述条件下)，该盖具有涉及荧光颜料低耐久性的缺陷。在相同文献中，作为上述问题的解决方案，提出了螺旋地布置在电缆外盖上的反光带的使用。该解决方案的缺点在于，因严重处理或磨料环境，反光带容易被破坏。所阐述的另一实施例是荧光带、反光带或其组合的应用，其螺旋地布置在导线或导线束上，其中带通过沉积包围第一层的透光热塑性聚氨酯(TPU)层而受到保护。当TPU材料必须阻燃时，该解决方案受限，因为为了带给该抗性所使用的添加剂把第二层变成不透明的自然色，大大限制了内层的亮度效果。它还具有的缺陷是，透光的TPU材料因材料的老化效应而变得不透明。
在相同文献WO 2010 131084中，阐述的是，由发光带或聚合物反射材料组成的第一层被沉积于导线或导线束上，并且在后者之上，添加了由透明聚酯带组成的第二层，它在由透光热塑性聚氨酯(TPU)组成的最后盖层的施加期间保护发光或反光带。由此，在该解决方案中，在第一层和第三层之间没有附着，然后，它可以不必考虑为一体盖。另外，与该构造的应用工艺的任何偏离可造成聚酯层涂层的损失，导致TPU材料与第一层接触；并且，因此，它发光或反射的能力可被耗尽。
另一方面，在实用新型注册申请CN201886811U中，描述了导线或导线束，其上施加了作为用于电力电缆产品的盖而言满足机械、化学和电力要求的材料层。在该层上方，施加了覆盖空间达30％至60％的螺旋反光带，其由厚度达0.5mm至1.2mm的薄TPU层保护，其功能在于保护反光带。在黑暗环境中解决电力电缆能见度的该方案的缺陷是，所使用的反光带应用为成品电缆的附加物，然后，它导致需要由TPU材料层保护的反光带施加到的电缆具有不超过1.2mm的厚度，以允许反光带可见。所施加的反光带上的TPU附着手段不构成一体盖，其中反射元件形成同一盖的一部分，而不是附加物元件安装在盖上。
在美国专利申请20020012795A1中，公开了一种具有至少一个反光效果面的电线，由足够不透明的材料制成的螺旋或纵向带施加到电线上，使之覆盖100％的施加于其上的芯部。透明化合物借助挤压施加于该反光带上，其通常由PVC制成，或者颜料可使用于该外层之上，外层应该是半透明的，以允许看见同轴地布置在芯部上的反射层。该解决方案的应用受限，因为直接照明需要光反射，另外，PVC盖的机械性能在恶劣环境中使用是不恰当的。值得一提的是，该文献没有涵盖电力或通信电缆的应用。
最后，在美国专利6660378B2中，描述了一种诸如用于动物皮带、行人过街信号、限制壁等等的轻型电线，包裹电线的内层施加到该轻型电线，并且在该层上面，施加了厚度稍微低于第一层(涂层)的层，该轻型电线由暗发光材料的弹性聚合物形成，它粉碎其在涂层中的分散。内层具有发光颜色或反射表面，使得入射于该电缆上的光的最大部分被反射，重大缺点是，该解决方案针对低恶劣环境的使用。如以上文献，该文献没有涵盖电力或通信电缆的应用。
如可看到的，在现有技术中，公开了反射材料的使用，用于涂覆传导电力和/或通信信号的电力电缆；然而，除它们没有形成一体保护盖的事实之外，现有技术中描述的反射材料具有缺点：没有以适当的方式解决这些电缆盖一旦安装在恶劣环境中的差或零能见度，以及低或零照明。
由于以上内容，已经借助改进的电力和/或通信电缆及其制造工艺来寻求抑制现有技术中发现的异议，改进的电力和/或通信电缆具有以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖。
发明内容
本发明的目的
考虑到前述技术的缺点，本发明的目的是提供具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造工艺，这允许电缆通过回复反射效果显现在黑暗环境中。
本发明的另一目的是提供具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造工艺，这允许将具有回复反射元件的反光带施加在保护性盖(一体回复反射盖)中，用于任何电缆装置类型，包括传导能量和/或通信信号的芯部和保护性盖。
本发明的另一目的是提供具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造工艺，这允许进行以实用和连续的方式将具有回复反射元件的反光带合并到电缆盖的工艺，无需修改被合并的材料的物理性能。
本发明的另一目的是提供具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造工艺，这允许以一体的方式将具有回复反射元件的反光带施加到能源和/或通信电缆的保护性盖。
本发明的另一目的是提供具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆及其制造工艺，这允许获得具有保护性盖的电力和/或通信电缆，保护性盖包括具有回复反射元件的反光带，用于保护为了以电力和/或通信导线阵列传导能量和/或通信信号而使用的内元件，由此用于避免信号或能量传导的中断(出于由于所安装工作区的恶劣环境或严重处理而缺少可视化所造成的非自愿损害的原因)。
本发明的简要描述
本发明涉及具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其能够通过可见光回复反射的效果而显现在黑暗环境中。
本发明的电力和/或通信电缆包括：芯部，能够合并多个电力和/或通信导线、加固元件和/或填料元件；第一保护性盖层，包裹所述芯部；至少一个反光带，包括可见外部光回复反射元件并且包裹所述第一保护性盖层，构成第二盖层；以及，第三保护性盖层，包裹由具有回复反射元件的带构成的所述第二盖层和所述第一保护性盖层。
具有所采用的回复反射元件的反光带包括放置在带构造基部上的反射型高亮度微型棱镜，其中微型棱镜由热固性塑料或热塑性聚合物的透明薄膜封装，热固性或热塑性聚合物可来自于独特的聚合物基，诸如乙烯基类芳香间规聚合物、聚氨酯、丙烯酸树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酯或含氟聚合物。封装的薄膜作为产生回复反射效果的反射型微型棱镜的保护性层，另外封装的薄膜充当微型棱镜内面之间中空空间的填料。
同样地，描述了以实用和连续的方式制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，无需修改构成材料的物理性能。
制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺在于，通过聚合物挤压而在电力电缆束和/或通信电缆束上施加具有透明颜色或不透明或任何半透明纯色的第一内保护性盖层。
一旦第一层被挤压，第二层就直接施加在其上，由包括可见外部光回复反射元件的至少一个反光带组成，所述带可包括或可不包括一个或多个彩色形式和色调。带由分布在其表面上的反射型微型棱镜构成，覆盖有与上述不同的聚合物基的保护性层，并且封装布置在这些带上的微型棱镜。在优选实施例中，反光带以螺旋的方式施加。
最后，在带上，通过挤压来施加由透明聚合物构成的第三保护性盖层。
与作为电力和/或通信电缆的保护性盖的这些单层挤压的聚合物盖比较，最后结果是在用回复反射元件产生的一体盖之中具有非独特的物理性能的回复反射一体盖，使得在使用这种元件的同时，具有合并回复反射元件的盖的所述电力和/或通信电缆保留它们的物理性能。
另外，可使用被雕刻的回复反射带，从而允许从任何照明入射角的更好回复反射系数，进一步，回复反射带中多样的彩色色调和雕刻所造成的形状效果允许将电缆的类别与多种颜色和构造的回复反射关联至就它们的应用而言被限定的盖颜色的代码。
附图说明
考虑本发明特征的新颖方面将特别建立在所附权利要求中。然而，当结合附图阅读时，一些实施例、特性和一些目的及其优点将从详细描述中更好地理解，其中：
图1是电力和/或通信电缆装置的布置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明优选实施例的原理构建。
图2是图1示出的电力和/或通信电缆装置的前视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖。
图3是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明另一实施例构建。
图4是图3示出的电力和/或通信电缆装置的前视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖。
图5是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第三另一实施例构建。
图6是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第四另一实施例构建。
图7是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第五另一实施例构建。
图8是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第六另一实施例构建。
图9是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第七另一实施例构建。
图10是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第八另一实施例构建。
图11是电力和/或通信电缆装置的透视图，具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖，根据本发明第九另一实施例构建。
图12是位于带基板中的多个回复反射元件配置的透视图。
图13是制造根据本发明优选实施例具有一体回复反射盖的电力和/或通信电缆的工艺框图。
具体实施方式
回复反射效果在于电磁辐射向一元件中的入射，在朝向入射束的平行方向上，该元件朝向所产生的源反射辐射束，该矢量平行反射甚至以低于0°(零度)的照明角度发生。放置在表面上的微型棱镜是所采用的元件来执行本发明的这种效果，其通常被称为“回复反射器”，但它们也已知为“向后反射器(retroflectors)”和/或“向下照射(cataphotos)”。回复反射器的反射效果不同于平面镜的反射，因为在后者中，在入射角等于0°的情况下并且只有在入射角等于0°的情况下，反射才被发射给发射器。
电力和/或通信电缆盖采用聚合物材料制造而成，聚合物材料可以是热塑性塑料、热固性塑料或弹性体和热塑性弹性体，并且它的挑选按照管理电力和/或通信电缆的产品标准。而且，制造一些电力和/或通信电缆所使用的热塑性弹性体也已知为TPE或热塑性橡胶，并且它们的类型是共聚物或聚合物(一般是热塑性塑料和热固性塑料或弹性体)的物理混合物，导致材料具有热塑性和弹性特性。虽然多数的弹性体是网状的，因此是热固性塑料，并且它们一旦硫化就可以不必再次进行处理，但是热塑性弹性体又相对易于处理并且通过塑料成型的普通工艺例如挤压、注射、滚塑等等而重新使用；热塑性弹性体结合了网状弹性体和这些热塑性材料的通常优点。
热固性弹性体与热塑性弹性体之间的主要区别是它们结构的交联类型，即，耐高温聚合物的交联由硫化工艺期间形成的共价键形成，热塑性弹性体的交联由弱偶极或氢桥键形成，并且只有交联发生在材料的一个阶段之中。
六种类型的热塑性弹性体可商业考虑：苯乙烯嵌段共聚物、聚烯烃混合物、弹性合金、热塑性聚氨酯、热塑性共聚酯和聚酰胺-聚醚共聚物。
热塑性聚氨酯是聚氨酯内的现有品种之一。它是直的、非交联型弹性聚合物，然后，它是热塑性塑料。该弹性体可以通过普通热塑性工艺诸如注射、挤压和吹塑形成。它通常被称为TPU(Thermoplastic Polyurethane，热塑性聚氨酯)。热塑性聚氨酯由其高耐磨、磨损、撕裂、氧化、臭氧化和低温抗性来表征。该性能组合使热塑性聚氨酯成为工程塑料；由于这个原因，它使用于特殊应用中。热塑性聚氨酯通过三种主要原料的反应而形成，它们是：
a.多元醇(长链二元醇)
b.二异氰酸酯
c.短链二元醇
如所有普通热塑性塑料，TPU也可包含添加剂或填料以实现特殊性能：增塑剂、阻燃剂、纤维等等。TPU对其处理不需要硫化，但是在2008，引入了其新颖的网状物工艺，以在必要的情况下使其成网状。
本发明涉及具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其通过可见光回复反射的效果、通过使用包括放置在带构造基部上的高亮度反射型微型棱镜的回复反射带能够显现在黑暗环境中，其中微型棱镜封装在热固性或热塑性聚合物透明薄膜中，这可来自于不同的聚合物基，诸如乙烯基类芳香间规聚合物、聚氨酯、丙烯酸树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酯或氟聚合物。
封装的薄膜作为产生回复反射效果的反射型微型棱镜的保护性层，并且封装的薄膜还充当微型棱镜内面之间中空空间的填料。所获得的带可具有一种或多种彩色色调，可包含图形、符号或一些表示所采用的带的类型的指示物，以便获得最好的回复反射系数连同任何可见光入射角度下的微型棱镜，并且获得关联于可见彩色色调的电缆类别的具体鉴定。
同样地，描述了以实用和连续的方式制造以低或零能见度用于恶劣环境中的电力和/或通信电缆的回复反射一体盖的工艺，无需修改构成材料的物理性能。
具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的制造工艺在于：将形成具有透明颜色或不透明或半透明纯色的第一内保护性盖层的聚合物组合物挤压施加在电力电缆束和/或通信电缆束上。
取决于应用和相应标准，第一保护性盖层的聚合物组合物选自：CPE(氯化聚乙烯)、CR(氯丁橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯)、NBR-PVC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯)、TPU(热塑性聚氨酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和/或PVC(聚氯乙烯)。
一旦第一层被挤压，第二层直接施加在其上，由包括可见外部光回复反射元件的至少一个反光带组成，所述带可包括或可不包括一种或多种彩色色调。带由分布在其表面上的反射型微型棱镜构成，覆盖有如上所述的不同聚合物基的保护性层，并且封装布置在这些带上的微型棱镜。
最后，在施加回复反射带之后，通过挤压施加保护透明或半透明聚合物的第三盖层，使得该第三盖层保持直接接触在第一盖层上，并且同时直接接触在第二盖层上。
与作为电力和/或通信电缆的保护性盖的这些单层挤压聚合物盖比较，最后结果是在用回复反射元件产生的一体盖之中具有非独特的物理性能的回复反射一体盖，使得在使用这种元件的同时，使具有合并回复反射元件的盖的所述电力和/或通信电缆保留它们的物理性能。另外，可使用被雕刻的回复反射带，从而允许从任何照明入射角的更好回复反射系数，进一步，回复反射带中多样的彩色色调和雕刻所造成的形状效果允许将电缆的类别与多种颜色和构造的回复反射关联至就它们的应用而言被限定的盖颜色的代码。
使用本发明该类型盖的理由已成为事实：它们在拥有极其恶劣环境的设施中应用为任何种类和构造的芯部或电缆束的保护性盖，其采用为该类型的盖所应用的电力能源和/或通信电缆，其中以低或零闪光在基础设施中的机械滥用使具有不发光盖不被看见的元件因所定位地点的条件而暴露于碰撞、破碎或其它损害。
除以上内容外，当最终电缆故障发生时，多数设施中的电缆缺少允许它们快速而精确鉴定的任何媒介，然后，如果存在所铺设的类似电缆构造和直径，则视觉上不可区分的盖在需要更换时会经历混乱，因此，各种彩色和形状效果鉴定组合将能够高效地鉴定电缆线以修正用于复原或更换。
为了解决诸如矿等极其恶劣环境中的问题，存在由诸如重型(HD)和超重型应用(XHD)的适用产品标准分类的电缆盖。在诸如矿等设施中，基于作为终端产品并且在指定环境下的电缆的规格，外盖可以用耐磨材料制造，诸如CPE(氯化聚乙烯)、CR(氯丁橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯)、NBR-PVC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯)和TPU(热塑性聚氨酯)。
另一方面，相对于能源和/或通信电缆盖的抗性要求不太相关机械滥用的抗性的应用，取决于应用环境由不同产品标准限定的材料可以使用为本发明的另一实施例。
有用材料可选自但不限于：PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)和聚酯。这些材料具有透明或半透明的物理性能，能够恰当地看见具有回复反射元件的反光带。
现在参考附图，更具体地参考其中的图1和2，示出的电力和/或通信电缆1包括：芯部10，能够合并多个电力和/或通信导线、加固元件和/或填料元件；第一保护性盖层20，包裹芯部10；至少一个反光带30，包括可见外部光回复反射元件并且包裹第一保护性盖层20，从而构成第二盖层；以及，第三保护性盖层40，包裹由具有回复反射元件的带30构成的第二盖层和第一保护性盖层20两者。
所描述实施例中的第一保护性盖层20由TPU材料的第一层组成，它可以是透明的或具有任何纯色，通过挤压施加到芯部10上。在该第一保护性盖层20上方，直接且螺旋地施加反光带30，反光带30包括回复反射元件，使得空的空间形成在带或轨道的每个区段之间，从而符合第二盖层。在具有回复反射元件的带30和第一保护性盖层20上方，施加了第三保护性盖层40，在所描述的本实施例中，第三保护性盖层40是由透明TPU材料制成的挤压层，使得一旦被挤压，就允许第一保护性盖层20和第二盖层30可见，其中第三层40的厚度代表分别由第一、第二和第三盖层20、30和40形成的一体盖的总厚度的至少50％。
一旦被挤压，第一保护性盖层20、具有回复反射元件由至少一个带构成的第二盖层30以及第三保护性盖层40就一起形成包围芯部10的一体盖。
参考图3和4，示出的电力和/或通信电缆1'包括：芯部10'，能够合并多个电力和/或通信导线、加固元件和/或填料元件；第一保护性盖层20'，包裹芯部10'；一对反光带30'和30"，包括可见外部光回复反射元件并且包裹保护性盖20'，反光带30'和30″构成第二盖层；以及，第三保护性盖层40'，包裹由具有回复反射元件的反光带30'和30"构成的第二盖层和第一保护性盖20'两者。
在所描述的另一实施例中，第一保护性盖层20'由TPU材料的第一层组成，它可以是透明的或具有一些纯色，挤压施加到芯部10'上。在该第一保护性盖层20'上方，直接施加了一对反光带30'和30"，反光带30'和30"包括回复反射元件，螺旋地且逆流地布置，使得它们在第一保护性盖20'上彼此交叉，所以带或轨道每个区段之间的空的空间得以形成，并且反光带30'和30"构成第二盖层。在具有回复反射元件的反光带30'和30"和第一保护性盖层20'上方，施加了第三保护性盖层40'，在所描述的本实施例中，第三保护性盖层40'是透明TPU材料的挤压层，使得一旦被挤压，它就允许第一保护性盖层20'和由反光带30'和30″形成的第二盖层两者可见，其中第三层40'的厚度代表分别由第一、第二和第三盖层20'；30'和30″；及40'；形成的一体盖的总厚度的至少50％。相对于具有包含螺旋地施加地且非交叉的单个反光带的一体盖的电缆实施例，该实施例给予的电缆所具有的一体盖示出了明确区分的彩色和能见度效果。
一旦被挤压，第一保护性盖层20'、由具有回复反射元件的反光带30'和30"构成的第二盖层以及第三保护性盖层40'就一起形成包围芯部10'的一体盖。
值得一提的是，本发明设想了装置的不同实施例，呈现具有回复反射元件的反光带的应用形式并且呈现其彩色色调的连续性，如图1、3、5、6、7、8、9、10和11所示。
分别将包括回复反射元件的反光带30或30'和30"施加在第一保护性盖层20或20'上可以呈现螺旋或螺旋交叉的方式，如图1和3所示；或者另外，在第一保护性盖层20或20'上呈现具有交替和限定的区域的连续纵向或断断续续的方式；或者另外，借助任何另一装置确保它们在与第一保护性盖层相同的沉积水平可以被看见，在通过挤压施加第三保护性盖层40或40'之前。
同样地，在回复反射元件彩色色调的连续性方面，带构造可采取不同变形，正如它们在表I中表明的：
表I
向回复反射电缆一体盖，回复反射带彩色色调连续性及其应用形式的变形
参考图12，示出了具有回复反射元件的反光带30、30'或30"的结构，比如一个由3M制造商标为HIGH GLOSS，由具有彩色色调的支撑多个微型棱镜60的带50组成，带50在下侧用透明聚合物盖70封装，而在顶侧用透明聚合物盖80封装，其又填充了微型棱镜空隙并且充当对它的内部支撑。借助丝网印刷或不损坏微型棱镜60的另一印刷方法，雕刻物90可形成在透明聚合物盖80的外表面处。
作为示例，支持本发明的该类型盖的一个应用示出如下，能源和/或通信电缆的保护性盖的主要目的是保护内部能量或信号传导元件，以避免因电缆所安装区域中的恶劣环境和/或重度管理而导致的中断。
能源电缆和通信电缆包括由外层隔离和覆盖的一个或多个传导元件。能源电缆由隔离并连在一起(捆绑)的一个或多个电力传导元件形成。通信电缆由连在一起的传导元件形成，相对大小小于意在发射电力信号的能源电缆，通信电缆的选择是使用光纤来发射光学信号。
放置该类型电缆且更好地代表低或零闪光条件、恶劣使用条件以及快速和容易的鉴定安装及电缆要求环境之一是矿山中，其中电缆经历严重磨损，这是由于在其它之中所采用的设备和机械、车辆和人流跌落的效果；另外，电缆在黑暗条件下的低能见度使之尤其容易定位得破碎或磨损，由重型机械步进所导致；进一步，如果存在需要鉴定电缆故障的情况，则维修人员不得不在恶劣条件下紧随电线，而在两个或更多个电缆的情况下，当鉴定电缆时，会很混乱，因此，除通过回复反射可见之外，回复反射元件的彩色组合将允许高效地鉴定被修正的电缆。
在优选实施例中，本发明提出的技术解决方案在于施加第一保护性盖层，其具有挤压的聚合物材料，或者具有透明或任何纯色，或者是半透明的，使得第一内盖层形成在电缆束上。
然后，在该第一保护性盖上紧随着施加第二盖层，第二盖层由具有回复反射元件的螺旋形式的至少一个带构成，其在前侧和后侧具有间规聚合物涂层，提供不滑动的静电附着，无需为将它固定在第一TPU层上所需要的粘合剂，同时免受通过挤压沉积透明聚合物材料外层而造成的高温高压。
具有回复反射元件的带可具有独特颜色，每个带具有断断续续的彩色效果，或者是交叉网形状的双带，使得空的空间存在于该第二盖层的表面上，暴露出构成第一盖层的聚合物材料，以在视觉上鉴定该内层，使得具有回复反射元件的反光带涂层占用高达91％的沉积表面，以这样的方式使第一盖层和第三盖层之间紧密接触的最低限度的空的空间为第一层外表面的一半。轨道之间的距离可以是所施加的带的宽度的至少20％，以上已知为不连续的百分比。
最后，施加透明聚合物材料的第三保护性盖层或外层，在高压(高的附着挤压)下挤压，为此可见光的导线直接接触，并且封装和允许看见由具有回复反射元件的反光带构成的第二盖层和第一保护性盖层，同时允许该第三被挤压聚合物保护性盖层直接接触所述第一被挤压聚合物保护性盖层。
通过在85℃至225℃之间、以3.5m/min至100m/min之间的通常工艺速度挤压熔融材料来施加第三保护性盖层或透明聚合物材料外层，在高温下带给足够停留时间温度，以部分地熔融覆盖具有回复反射元件的反光带的聚合物层，并且促进它们附着到第一和第三保护性盖层；另外，无损害会由具有回复反射元件的带的微型棱镜结构的高温的暴露时间导致。
根据透明聚合物材料的第三保护性盖层的高压挤压和具有回复反射元件的带中轨道之间的空的表面，两个被挤压聚合物层之中的接触将促进它们之间的牢固附着，另外，回复反射带由通过第三被挤压保护性盖层的热效应部分地熔融的聚合物材料埋嵌，并且此外，该涂层与第三和第一TPU层兼容，这是针对根据相应产品规范的电缆外盖外部的要求。
制造本发明具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺包括：通过挤压施加聚合物材料(具有或不具有颜料的聚合物组合物)，以将透明颜色或任何不透明或半透明纯色的第一保护性内盖层形成到电力能源电缆束和/或通信电缆束上。
一旦第一盖层被挤压，至少一个带直接施加到其上，包括可见外部光回复反射元件，从而形成第二盖层。具有回复反射元件的反光带可包括或可不包括一个或多个彩色形式和色调。回复反射带由分布在表面上的反射型微型棱镜构成，并且覆盖有与上面提到的不同的聚合物基的保护性层，并封装布置在这些带中的微型棱镜。
最后，透明聚合物材料(透明聚合物组合物)的第三保护性盖层通过挤压施加在具有回复反射元件的反光带上。
在图11中，示出了本发明工艺的框图，包括待处理的(具有或不具有颜料的聚合物组合物)的聚合物材料的第一干燥步骤100。一旦聚合物材料干燥，就将用于具有或不具有颜料的第一保护性盖层的主体的聚合物组合物供给到挤压设备，并且在主挤压器中经历挤压步骤200，其中在从85℃至225℃的温度下以及挤压头中105巴至245巴(1500psi至3500psi)之间的压力下处理材料。
一旦第一保护性盖层被挤压，所获得的产品供给到编带步骤300，以将具有回复反射元件的至少一个反光带合并在第一保护性盖层上，以形成第二盖层，使用编带机根据所需要的阵列将具有回复反射元件的至少一个反光带合并在第一保护性盖层上。
一旦产品已经拥有施加在第一保护性盖层上的具有回复反射元件的反光带，它就与半透明或透明聚合物组合物一起供给到最后的挤压步骤400，以进行第三保护性盖层的挤压。挤压器中的温度介于85℃至225℃之间，而挤压头中的压力从105巴到245巴(1500psi至3500psi)。
从该挤压工艺获得的产品具有优异的物理特性，用于将具有回复反射带的一体盖施加在电力和/或通信电缆阵列中，在黑暗和/或恶劣环境中使用，诸如：地下矿山、矿走廊、水下设施、屋顶停车场、石化厂、热电设施、水力发电站、核电站、地下分站和地下站等等，或在另一种应用中使用。
表(II)示出了具有用以上程序获得的盖的平均值，与在具有回复反射元件的一体盖中执行的测量比较，使用TPU单层涂层，在内层和外层两者之中进行测量，两者由TPU材料制成，这要在本发明的电力和/或通信电缆盖中使用并且与满足根据ICEA S 75 381标准的超重型盖的要求比较。
表II
相对于根据标准ICEA S-75 381的XHD类型盖的对比评估，评估TPU单层和具有回复反射元件的TPU一体盖所获得的结果。
所施加的具有回复反射元件的反光带具有回复反射系数(RA)，如表(III)所示，基于标准ASTM E 809和ASTM E 810执行这些测量。(RA)是表明基于撞击这些元件的光量反射到发射器的光量效率的测量值。
表III
针对回复反射带，在入口测量的RA值以及ASTM E809和ASTM E 810标准指定的观察角度。
入口角度 观察角度 带中的通常RA 最低限度RA
+5.0° 0.2° 700 330
表(III)表明，所采用的带遵从并超过了回复反射光的效率，多于100％，这使这些元件通过回复反射成为一些高效辉度设备，并且超过需要采用为照明不利条件下的信号元件的最低限度效率。
当安装具有一体回复反射盖的矿电缆时，在安装地点(矿山)以多种类型的照明进行测试：低强度光源(采矿头盔的灯)、中等强度光源(来自工作车的照明点)和强光光源(日光)。以平均和强光光源，通过回复反射鉴定电缆的最佳距离高达100米；当使用低强度光源时，最佳距离高达50米。具有回复反射盖的这些电缆与不具有该系统的这些矿电缆(导致：在中等和强光照明条件下从30米，而在低强度照明下从20米)比较，非回复反射电缆在安装地点不可区分，反之，本发明的回复反射电缆除可见之外，暴露于照明的辉度和多种彩色效果允许并促成它们的定位及所关注电缆类型的区分。
相对于以低或零能见度用于恶劣环境的解决方案选择的区别在于，本发明能够牢固地附着在构成电缆盖的所有构成层之中，导致一体盖组件实现在产品ICEA S 75 381标准中描述的超重型(XHD)电缆盖标准，其中依从这些要求暗示，所产生的盖抵抗着在极其恶劣环境诸如矿中存在的应力，在极其恶劣环境中电缆要经历恶劣的拉伸、扭转、变形、磨损和破碎使用；同时允许快速和容易地鉴定电缆，因为这在可见光任何入射角之前具有高的光反射率(回复反射)，以及能够关联至为快速鉴定被修正电缆而施加在其上的每种类型电缆的多种彩色组合。
该应用可施加的盖材料包括所有橡胶或热塑性弹性体(TPE)，诸如：基于聚酯基于聚醚或基于二异氰酸酯的TPU，用于改进光的稳定性；基于苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的TPE(SBS)、基于聚烯烃的TPE(TPO)、硫化TPE(TPV)、乙烯-丙烯、乙烯-丁二烯类型的基于共聚物的TPE。可优选地，考虑物理机械特性以及这些对恶劣环境的抗性，已知为热塑性聚氨酯(TPU)的材料是可优选地使用在本发明中的材料，在第一保护性盖层和第三保护性盖层两者之中，虽然使用了其它聚合物材料作为第三保护性盖层是可能的，但这样的透明度或半透明度允许第一和第二盖层可视化。
本发明的另一优点在于，在高压高温下，所使用的热塑性橡胶需要无硫化工艺，从而消除了生产链中的一个步骤，与TPU硫化材料比较，导致更少的能量消耗过程、更高的生产速度，以及最后，导致更低的成本。
虽然本发明的优选实施例已经描述和示出于以上描述中，但是重点应放在对它的若干可能修改中，诸如在第一和第三保护性盖层中使用不同聚合物组合物，而不会脱离本发明的真正范围；因此，本发明应该不受限制，除非现有技术和所附权利要求所需要。
已经描述了本发明，应考虑新颖性，并且内容因此限定在以下权利要求中。

Claims (29)

1.具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其特征为包括：芯部，能够合并多个电力和/或通信导线、加固元件和/或填料元件；第一保护性盖层，包裹所述芯部；至少一个反光带，包括外部可见光回复反射元件并且包裹所述第一保护性盖层，以形成第二盖层；以及，第三保护性盖层，包裹由具有回复反射元件的所述反光带构成的所述第二盖层和所述第一保护性盖层。
2.根据权利要求1所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第一保护性盖层和所述第三盖层借助挤压工艺而获得，合并具有回复反射元件的、形成两个盖层之间的所述第二盖层的至少一个反光带，从而形成将所述芯部包围在各层之间的一体盖。
3.根据权利要求2所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第二盖层包括反光带，所述反光带具有包裹所述第一保护性盖层的回复反射元件。
4.根据权利要求2所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第二盖层包括一对反光带，这对反光带具有包裹所述第一保护性盖层的回复反射元件。
5.根据权利要求3所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是螺旋地施加的单彩色带。
6.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是两条螺旋且逆流施加的单彩色带，使得这两条单彩色带彼此交叉。
7.根据权利要求3所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是具有两种连续彩色色调且螺旋地施加的带。
8.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是两条各具有两种连续彩色色调、螺旋且逆流施加的带，使得这两条带彼此交叉。
9.根据权利要求3所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是具有两种断断续续彩色色调且螺旋地施加的带。
10.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是两条各具有两种断断续续彩色色调、螺旋且逆流施加的带，使得这两条带彼此交叉。
11.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是螺旋且逆流施加的、一条具有两种断断续续彩色色调的带和一条具有两种连续彩色色调的带，使得这两条带彼此交叉。
12.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是螺旋且逆流施加的、单彩色带和一条具有两种连续彩色色调的带，使得这两条带彼此交叉。
13.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是螺旋且逆流施加的、一条单彩色带和具有两种断断续续彩色色调的带，使得这两条带彼此交叉。
14.根据权利要求3所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述反光带以交替且限定的区域纵向或断断续续地施加在所述第一盖层上，或者借助保证其在与所述第一盖层相同的沉积水平被观察到的任何另一阵列。
15.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带以交替且限定的区域纵向或断断续续地施加在所述第一盖层上，或者借助保证其在与所述第一盖层相同的沉积水平被观察到的任何另一阵列。
16.根据权利要求3所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第一保护性盖层由具有或不具有颜料的聚合物材料或组合物组成，形成透明颜色或任何不透明或半透明纯色的层；由包括所述回复反射元件的所述反光带构成的所述第二盖层被螺旋地施加在所述第一保护性盖层上，使得带轨道的每个区段之间的空的空间得以形成；并且，在具有回复反射元件的所述反光带和所述第一保护性盖层上，施加了由透明或半透明聚合物材料或组合物层组成的所述第三保护性盖层，使得一旦被挤压，所述第三保护性盖层允许所述第一保护性盖层和具有回复反射元件的所述反光带可见。
17.根据权利要求4所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第一保护性盖层由具有或不具有颜料的聚合物材料或组合物组成，形成透明颜色或任何不透明或半透明纯色的层；所述第二盖层由螺旋且逆流布置的包括所述回复反射元件的两条反光带构成，使得这两条反光带在所述第一盖层上彼此交叉，从而在带或轨道的每个区段之间形成空的空间；并且，在具有回复反射元件的所述反光带和所述第一保护性盖层上，施加了由透明或半透明聚合物材料层组成的所述第三保护性盖层，使得一旦被挤压，所述第三保护性盖层允许所述第一保护性盖层和具有回复反射元件的所述反光带可见。
18.根据权利要求16或17所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第一保护性盖层的聚合物材料选自：CPE(氯化聚乙烯)、CR(氯丁橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯)、NBR-PVC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯)、TPU(热塑性聚氨酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和/或PVC(聚氯乙烯)；可优选地使用TPU(热塑性聚氨酯)。
19.根据权利要求16或17所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带是商用带，具有由3M公司制造的商标HIGH GLOSS，并且在间规聚合物的前区和后区中具有涂层，以提供防滑静电附着将它们固定在所述第一盖层上，同时通过挤压沉积透明聚合物材料外层来免受高温高压。
20.根据权利要求16或17所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第三保护性盖层是TPU聚合物组合物(热塑性聚氨酯)，引导可见光并且在高压(高的附着挤压)下被挤压，以便一体地封装并能够看见由具有回复反射元件的反光带构成的所述第二盖层和所述第一保护性盖层，进一步允许该第三保护性盖层与所述第一保护性盖层直接接触。
21.根据权利要求16或17所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述第三保护性盖层选自：PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)和/或聚酯，使得一旦被挤压，所述第三保护性盖层允许所述第一保护性盖层和具有回复反射元件的所述反光带可见。
22.根据权利要求19所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，具有回复反射元件的所述反光带可以具有单一颜色，在每条带上具有交替的彩色效果，或者是网状交叉形状的双带，使得空的空间存在于所述第二盖层的表面上，其中构成所述第一盖层的聚合物材料被暴露，以便在视觉上鉴定该内层，使得涂覆有回复反射元件的所述反光带占用了高达91％的沉积表面，从而在所述第一盖层与所述第三盖层之间用于紧密接触的空的空间是与所述第一层对应的外部区域的9％。
23.根据权利要求22所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，带轨道之间的距离至少是所施加的带的宽度的20％。
24.根据前述权利要求任一所述的具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆，其中，所述电缆通过回复反射拥有远程鉴定：在强光和中等光源下高达100米；并且在低强度光源下高达50米。
25.一种制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，其特征为包括：待处理的具有或不具有颜料的聚合物材料或组合物的第一干燥步骤；一旦材料被干燥，将用于具有或不具有颜料的所述第一盖层的主体的聚合物组合物供给到挤压设备并且经历挤压步骤，其中在从85℃至225℃的温度下以及挤压头处从105巴至245巴(1500psi至3500psi)的压力下处理材料；一旦所述第一盖层已经被挤压，将所获得的产品供给到编带步骤，以便将具有回复反射元件的至少一个反光带合并在所述第一盖层上，为此使用编带机根据需要的阵列将至少一个回复反射带合并在所述第一盖层上；一旦产品已经具有至少一个所施加的带，产品就要与透明聚合物组合物一起经历最后的挤压步骤，在挤压器中从85℃至225℃的温度下以及所述挤压头处从105巴至245巴(1500psi至3500psi)的压力下进行所述第三盖层的挤压。
26.根据权利要求25所述的制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，其中，具有或不具有所述第一保护性盖层颜料的聚合物材料或聚合物组合物形成透明颜色或任何不透明或半透明纯色的层，并且选自：CPE(氯化聚乙烯)、CR(氯丁橡胶)、CSM(氯磺化聚乙烯)、NBR-PVC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/聚氯乙烯)、TPU(热塑性聚氨酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)和/或PVC(聚氯乙烯)。
27.根据权利要求25所述的制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，其中，所述第一保护性盖层的聚合物组合物可优选地由TPU(热塑性聚氨酯)组成；由具有回复反射元件的至少一个反光带构成的所述第二盖层是具有由3M公司制造的商标HIGH GLOSS的商用带；并且所述第三保护性盖层的聚合物组合物可优选地由TPU(热塑性聚氨酯)组成，使得一旦被挤压，所述第三保护性盖层允许所述第一保护性盖层和具有回复反射元件的所述带可见。
28.根据权利要求27所述的制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，其中，所获得的产品拥有优异的物理特性，用于在电力和/或通信电缆阵列中施加具有回复反射元件的反光带盖，所述反光带盖在黑暗和/或恶劣环境中使用，诸如：地下矿山、矿走廊、水下设施、屋顶停车场、石化厂、热电设施、水力发电站、核电站、地下分站和地下站等等。
29.根据权利要求27所述的制造具有要以低或零能见度在恶劣环境中使用的回复反射一体盖的电力和/或通信电缆的工艺，其中，所述第三保护性盖层的聚合物组合物选自：PE(聚乙烯)、PA(聚酰胺)、PP(聚丙烯)、PVC(聚氯乙烯)和/或聚酯，使得一旦被挤压，所述第三保护性盖层允许所述第一保护性盖层和具有回复反射元件的所述反光带可见。
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