CZ20023280A3

CZ20023280A3 - Kabelová páska a způsob výroby kabelové pásky

Info

Publication number: CZ20023280A3
Application number: CZ20023280A
Authority: CZ
Inventors: Frederik Emiel Kohn; Peter Hubertus Lamers
Original assignee: Lantor B. V.
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2003-06-18
Also published as: PT1269484E; KR20030003711A; EP1269484A1; NO20024626D0; CA2404928A1; WO2001075906A1; US20030041473A1; JP2003529902A; DE60124688D1; CN1422431A; AU773153B2; US6894218B2; CZ301428B6; AU4695101A; ES2275668T3; DK1269484T3; EP1269484B1; ATE346363T1; CN1217346C; DE60124688T2

Description

Kabelová páska a způsob výroby kabelové pásky

Oblast techniky

Tento vynález se vztahuje ke kabelové pásce založené na vláknité tkanině, jakož i ke způsobu výroby takové kabelové pásky a ke kabelům, do nichž se taková kabelová páska včleňuje.

Dosavadní stav techniky

Při výrobě kabelů, jako jsou například telekomunikační kabely, průmyslové (pružné) kabely nebo elektrické kabely (pro vedení středního, vysokého a velmi vysokého napětí), se páska často umisťuje mezi jádro nebo žílu a plášť společně nebo nikoli s jednou nebo několika dalšími vrstvami, jako je například měděné drátové pletivo v elektrickém kabelu. Funkce této pásky je vždy dvojí, takže v jednom ohledu poskytuje podélnou vodotěsnost a ve druhém ohledu vyplňuje prázdné prostory v kabelu, a proto tato páska může sloužit jako podklad pro usazení překrývající vrstvy, jako je měděné drátové pletivo v elektrickém kabelu.

Podélná vodotěsnost se dosahuje zabudováním materiálu, který bobtná v důsledku styku s vodou a kterým je bobtnající prášek, do pásky, zatímco vyplňovací vlastnosti se často získávají s použitím tlusté pásky, jež se mimo jiné vytváří s použitím pěny nebo pěnové struktury s výsledným zvětšováním podkladu, které se také označuje jako vycpávání.

Současné typy kabelové pásky pro tyto účely použití se téměř vždy zhotovují spojováním dvou vrstev ze základní struktury, přičemž mezi tyto dvě vrstvy se umisťuje vrstva bobtnajícího prášku. V zájmu dosahování vyplňovacrho účinku se často přidává třetí vrstva, která se nanáší v podobě vrstvení a obsahuje základní strukturu nebo v alternativním případě krycí strukturu, popřípadě vrstvu pěny. Je pravidlem, že velký počet činností prodražuje výrobu a stejně tak cena materiálu je příliš vysoká.

Z EP-A-0 271 171 je známa kabelová páska obsahující nosný materiál, ve kterém nebo na kterém jsou vytvořeny tepelně roztažitelné mikrokapsle. Tyto známá kabelová páska má vysoký obsah mikrokapslí (typicky více než 20% celkové hmotnosti) a výhodně se používají

-2rozdílné typy těchto kapslí. Z tohoto důvodu se musí provádět několik výrobních kroků, které jsou nezbytné pro roztahování takové kabelové pásky, což je nevýhodné.

Navíc z německé zveřejněné patentové přihlášky 30 48 912 je známa směs petrolátové technické vazelíny pro použití v elektrických kabelech, přičemž tato směs obsahuje mikrokapsle. Podle uvedené publikace se kabel plní touto směsí petrolátové technické vazelíny a následně se kabel vystavuje účinkům takových podmínek, v nichž se mikrokapsle roztahují. Tento způsob je také pracný a vyžaduje provádění několika výrobních kroků. V souladu s touto publikací se navíc tato mikrokapsle používají k ovlivňování dielektrické konstanty petrolátové technické vazelíny a nezdokonalují podélnou vodotěsnost.

Podstata vynálezu

Na základě uvedených skutečností je jedním z cílů tohoto vynálezu vyvinout kabelovou pásku, jejíž výroba je jednoduchá a kromě vyplňovacích vlastností vykazuje navíc i bobtnací vlastnosti.

V prvním provedení se přihlašovaný vynález zaměřuje na kabelovou pásku založenou na přinejmenším jedné vláknité tkanině, přičemž do této vláknité tkaniny se včleňují termoplastické kuličky, které vykazují podíl přinejmenším 0,5% na celkové hmotnosti kabelové pásky, a, existuje-li takový technický záměr, účinné množství vodou bobtnajícího materiálu.

Překvapivě se ukázalo, že taková kabelová páska, ve které se mikrokuličky nacházejí uvnitř páskové struktury namísto jejich výskytu v podstatě jen na jejím povrchu, se jednoduše zhotovuje v průběhu provádění jednoho kroku, přičemž její kvalita je přinejmenším stejné dobrá nebo lepší, než současné výrobky, jež se vyrábějí v posloupnosti několika kroků z několika oddělených vrstev. Bobtnající prášek, jehož přítomnost je výhodná, se může přidávat do páskové struktury a/nebo na páskovou strukturu, přičemž se dosahují stejné výhody s ohledem na jednoduchost výroby a kvalitu zhotovené kabelové pásky.

Rovněž se překvapivě ukázalo, že v důsledku přítomnosti bobtnajícího prášku ve struktuře a/nebo na struktuře se podstatně zvyšuje účinek bobtnacích vlastností páskové struktury ve vodě,a to zejména rychlost bobtnání. Bobtnací vlastnosti, zejména pak lychlost bobtnání, se obzvláště příznivě ovlivňují tehdy, když se přinejmenším část bobtnajícího prášku vyskytuje na páskové struktuře.

• ·

-3V dalším provedení se kabelová páska podle přihlašovaného vynálezu vyznačuje tím, že se může vyrábět podle postupu zhotovování nelepené základní struktury, přidávání pojivového činidla do páskové struktury a lepení páskové struktury účinkem vysoušení a vytvrzování pojivového činidla, přičemž neroztažené termoplastické mikrokuliěky a, existuje-li takový technický záměr, vodou bobtnající prásek se včleňují do základní struktury a/nebo na základní strukturu před vysoušením a vytvrzováním pojivového činidla a mikrokuličky se roztahují v průběhu nebo po vysoušení nebo v průběhu, popřípadě v průběhu nebo po vysoušení a vytvrzování pojivového činidla.

Přihlašovaný vynález se také vztahuje ke způsobu výroby kabelové pásky, který zahrnuje zhotovování základní struktury, přidáváním pojivového činidla do páskové struktury a lepení páskové struktury účinkem vysoušení a vytvrzování pojivového činidla, přičemž vodou bobtnající prášek a neroztažené termoplastické mikrokuličky se včleňují do základní struktury a v průběhu vysoušení nebo po vysoušení nebo v průběhu vytvrzování nebo po vytvrzování pojivového činidla se mikrokuličky roztahují.

Obzvláště je překvapující, že řečená pásková struktura se může zhotovovat takovým jednoduchým způsobem, protože do současností se v praxi používaly vícekrokové postupy se svými průvodními problémy.

Kabelová páska podle přihlašovaného vynálezu se ve své nejednodušší podobě sestavuje ze dvou nebo tří složek. Základní páskovou strukturou, která je výchozí složkou, je standardní základní struktura, která pochází z mykacího stroje nebo stroje pro výrobu odstředivě lepených textilií. Tkané textilie se mohou také používat.

Vlákna základové struktury se vybírají z různých přírodních vláken a syntetických vláken, popřípadě jejich kombinací. Konkrétněji lze uvést, že se používají polyesterová vlákna, polypropenová vlákna, akrylová vlákna, skleněná vlákna, uhlíková vlákna, polyamidová vlákna, aramidová vlákna a směsi svou nebo tří uvedených typů vláken. Plošná hmotnost základní struktury se může pohybovat v rámci širokého rozmezí v závislosti na účelu použití. Obvyklé plošné hmotnosti se pohybují v rozsahu odlO gin² do 250 g/m², výhodně pak od 25 g/m² do 100 g/m². V průběhu výroby se pásková struktura pojí s použitím pojivového činidla, které po vysoušení nebo po vysoušení a vytvrzování poskytuje pásce potřebnou stavbu. Mezi obvyklá pojivová činidla patří polyakryláty, styren-butadienové pryže, vinylacetát, homo a kopolymeiy a polyvinylalkohol.

-4Roztažené termoplastické kuličky tvoří druhou skupinu a mají termoplastický plášť obsahující plyn. Tyto mikrokuličky se získávají ohříváním neroztažených kuliček majících nadouvací činidlo na správnou teplotu, při níž se roztahují. Takové mikrokuličky jsou komerčně dostupné mimo jiné pod názvem Expancel™ od firmy „Akzo Nobel“. Termoplastický polymer, který plášť obsahuje může být připravován na bázi methyl-methakiylatu, akiylonitrilu a vinilidenchloridu. Mikrokuličky obsahují nadouvací činidlo, kterým je organické sloučenina jako například isobutan, pentan či iso-octan. Průměr a množství mikrokuliček společně s tloušťkou určují do značné míry vyplňovací vlastnosti (usazovací vlastnosti) pásky. Páska má výhodně tloušťku v rozsahu od přibližně 0,2 do přibližně 5 mm, obzvláště výhodně pak v rozsahu od 0,25 mm do 3 mm. Podíl mikrokuliček představuje nejméně 0,5% celkové hmotnosti a nejvíce 40% celkové hmotnosti. Výhodný podíl je v rozsahu od 5% do 25% celkové hmotnosti, nejvýhodněji pak v rozsahu od 10% do 20% celkové hmotnosti. Mikrokuličky se výhodně přidávají do standardního pojivového materiálu společně se zvláštním přídavným činidlem, které podporuje momentální i trvající rovnoměrnost rozmístění neroztažených kuliček v impregnované páskové struktuře.

Po ohřívání mikrokuliček se bude vláknitá stavba deformovat (tloustnout) zvnitřku páskové struktury a v důsledku toho se budou dosahovat její „vycpávací“ vlastnosti (tloušťka, objem a především pružné nebo usazovací vlastnosti).

Třetí složkou je vodou bobtnající prášek, kteiý se také označuje jako „superabsorbér“. Tyto materiály se v kabelové pásce běžně používají, takže jejich další popis není potřebný.

Bobtnající prášek se výhodně sype na vrch páskové struktury a pokrývá horní vrstvu; pojivo na povrchu bude sloužit jako přilnavé médium.

Projevilo se, že bobtnající prášek v páskové struktuře a/nebo na páskové struktuře spolu s mikrokuličkami v páskové struktuře dodává páskové struktuře podstatně lepší bobtnací vlastnosti, a to zejména vyšší bobtnací rychlost, než by tomu bylo v případě, kdy by pásková struktura neobsahovala žádné mikrokuličky.

Mimo těchto hlavních složek může pásková struktura případně obsahovat další přídavné látky, jako jsou vodivé materiály (například kousky kovu), stínící materiály nebo materiály s malou vodivostí (například saze). Obzvláště při výrobě vodivých pásek, stínících pásek nebo pásek s malou vodivostí je včlenění těchto materiálů potřebné. Tento účinek se může také dosahovat s použitím vodivých vláken, která se zabudovávají vhodným způsobem.

« · • · « *

-5Přihlašovaný vynález se rovněž vztahuje ke kabelu, a to zejména k telekomunikačnímu kabelu, průmyslovému (pružnému) kabelu nebo elektrickému kabelu (pro vedení středního, vysokého a velmi vysokého napětí), který se vyrábí s použitím pásky podle tohoto vynálezu.

Kabelová páska se vyrábí s použitím známého technického vybavení, které pouze vyžaduje úpravy pro zpracovávání mikrokuliček a bobtnajícího prášku.

Přehled obrázků na výkrese

Nyní bude následovat popis provedení přihlašovaného vynálezu s odkazem na připojená vyobrazení, která bez výhradního omezení předvádějí příklady možných provedení a na kterých:

Obr. 1 až obr. 4 předvádějí příslušný počet možností výroby kabelové pásky.

Příklady provedení vynálezu

Všechny předvedené varianty jsou založeny na známém mykacím stroji, který vyrábí v podobě mykaných páskových struktur nebo páskových struktur s nelepeným základem horní páskovou strukturu 1 a dolní páskovou strukturu 2. Tato horní pásková struktura 1 a dolní pásková struktura 2 se lisováním spojují k sobě v úseku 5. Každá pásková struktura zvlášť nebo sestava horní a dolní páskové struktury se následně opatřuje pěnovým nánosem 3 s pojivovým činidlem, ve kterém se rozptylují ještě neroztažené mikrokuličky, po čemž se pásková struktura vysouší ve vysoušeči (není předveden) nebo se vysouší a vytvrzuje.

V případě prvního způsobu se bobtnající prášek sype na spodní páskovou strukturu v úseku 4.

Při používání tohoto způsobu se mikrokuličky včleňují do páskové striktury pomocí pojivového činidla, zatímco částečky bobtnajícího prášku ulpívají v nebo na jediné páskové struktuře spolu s pojivovým činidlem. V průběhu vysoušení nebo po vysoušení se mikrokuličky zvětšují. V závislosti na požadované podobě přemisťování se pásková struktura následně odvádí při své plné strojové šířce nebo se řeže na stanovenou šířku, která se typicky pohybuje v rozsahu od 5 mm do 20 mm. Takové řezání se rovněž může provádět následně v příslušném provozu výrobce kabelů.

-6V případě druhého způsobu se dolní pásková struktura nejdříve slepuje ve fuláru s použitím pojivového činidla, po čemž se na tuto páskovou strukturu nanáší prášek, a poté následuje její spojování s horní páskovou strukturou 1 s použitím lisování v úseku 5. Zbývající část úpravy se provádí stejně, jak je to popsáno v předcházejícím textu v souvislosti s prvním způsobem.

Podle třetího způsobu se prášek sype na páskovou strukturu jen po úpravě ve fuláru 3, po čemž případně následně lisování nebo případné nanášení tenké krycí vrstvy 6.

V případě čtvrté varianty se honu pásková struktura 1, jakož i dolní pásková struktura 2 se lepí zvlášť s použitím fuláru 3, po čemž se na dolní páskovou strukturu 2 sype prášek, pak následuje spojování a lisování v úseku 5 a další zpracovávání jako v případě prvního způsobu.

Ve všech uvedených způsobech se po vysoušení nebo po vysoušení a vytvrzování může provádět kalandrování, zatímco v případě zvláštních variantách se může kabelová páska, která se zhotovuje v průběhu jediného kroku, dále upravovat například kombinováním dvou vrstev, kombinováním s jinou páskovou strukturou, přidáním textilové mezivrstvy, prováděním povrchové úpravy a podobně.

Nyní bude přihlašovaný vynález vysvětlen na dvou příkladech.

Příklad 1. Vláknitá pásková struktura obsahují polyesterová vlákna mající plošnou hmotnost 27 g/m² byla impregnována s použitím prostředků pěnového fuláru roztokem polyakrylového pojivá v množství 20 g/m², do něhož byly přimíchány neroztažené mikrokuličky (Expancel™ 007 od firmy „Akzo Nobel“, velikost částeček 14 pm). V podobě disperze toto představuje spotřebu 15 g/m² pojivá a 5 gm² mikrokuliček,

Přímo po impregnování se na ještě vlhkou páskovou strukturu sype bobtnající prášek v množství 25 g/m². Následně se pásková struktura vysouší při teplotě 130° C, přičemž dochází jednak k vytvrzování činidla a jednak k roztahování mikrokuliček. Tloušťka páskové struktury se zvětšuje u 0,45 mm na 1,2 mm, což dokazuje, že s přítomností mikrokuliček v páskové struktuře získává kabelová páska s malou hmotností (27 g/m²) ještě větší tloušťku (270%) a vyplňovací vlastnosti, aniž by byla pěnová vrstva nutná.

Příklad 2. Vláknitá pásková struktura obsahují polyesterová vlákna mající plošnou hmotnost 22 g/m² byla impregnována s použitím prostředků pěnového fuláru roztokem polyakrylového pojivá v množství 22 g/m², do něhož bylo přimícháno malé procentuální množství neroztažených mikrokuliček Expancel™ 007 od firmy „Akzo Nobel“, přičemž pojivo • · · 4

-Ί představuje 95 % celkové hmotnosti a mikrokuličky předsavují 5 °/o celkové hmotnosti. Přímo po impregnování se na vlhkou páskovou strukturu sype bobtnající prášek v množství 15 g/m². Následně se pásková struktura vysouší při teplotě 130° C, přičemž dochází jednak k vytvrzování činidla a jednak k roztahování mikrokuliček. Následně byla pásková struktura kaladnrována s bobtanjícím práškem na tloušťku přibližně 0,30 mm. Ve srovnám se situací bez mikrokuliček se projevuje to, že přidávám malého procentuálního množství se bobtnací výška zvyšuje v první minutě z méně než 60 % na více než 80 % maximální bobtnací výšky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Kabelová páska založená na přinejmenším jedné vláknité tkanině, vyznačující se tím , že do této vláknité tkaniny se včleňují termoplastické kuličky, které vykazují podíl přinejmenším 0,5% na celkové hmotnosti kabelové pásky, a, existuje-li takový technický záměr, účinné množství vodou bobtnajícího prášku.
2. Kabelová páska podle nároku 1, vyznačující se tím ,žese může vyrábět podle postupu zhotovování základní páskové struktury, přidávání pojivového činidla do páskové struktury a lepení páskové struktury účinkem vysoušení a vytvrzování pojivového činidla, přičemž neroztažené termoplastické mikrokuličky a, existuje-li takový technický záměr, vodou bobtnající prášek se včleňují do základní páskové struktury v některém časovém úseku před vysoušením nebo vysoušením a vytvrzováním pojivového činidla a mikr okuličky se roztahují v průběhu nebo po vysoušení, případně v průběhu nebo po vysoušení a vytvrzování pojivového činidla.
3. Kabelová páska podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím , že množství vodou bobtnajícího prášku je v rozsahu od 5 % do 70 %, přičemž toto množství se vypočítává z celkové hmotnosti kabelové pásky.
4. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků laž3, vyznačující se tím , že má tlouštíku v rozsahu od 0,2 mm do 5 mm, výhodně pak v rozsahu od 0,25 mm do 3 mm.
5. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 4, vyznačující se tím , že má šířku v rozsahu od 2 mm do 4000 mm, výhodně pak v rozsahu od 10 mm do 3 mm.
6. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 5, vyznačující se tím , že množství roztažených, termoplastických kuliček je v rozsahu od 0,5 % do 40 % hmotnosti, výhodněji pak v rozsahu od 1 % do 25 % hmotnosti a dokonce ještě • · • · · ·

-9výhodněji v rozsahu 5 % do 20% hmotnosti, přičemž toto množství se vypočítává z celkové hmotnosti kabelové pásky.
7. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků laž6, vyznačující se tím , že střední průměr ještě neroztažených termoplastických kuliček je v rozsahu od 10 pm do 100 pm.
8. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 7, vyznačující se tím , že vlákna vláknité páskové struktury se vybírají ze skupiny, do které patří přírodní a syntetická vlákna, a to konkrétněji polyesterová vlákna, polypropenová vlákna, akrylová vlákna, skleněná vlákna, uhlíková vlákna, polyamidová vlákna, aramidová vlákna a směsi svou nebo více uvedených typů vláken.
9. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků laž8, vyznačující se tím , že pásková struktura má vyplňovací a vycpávací vlastnosti.
10. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 9, vyznačující se tím , že páska je výhodně použitelná v telekomunikačním kabelu, průmyslovém (pružném) kabelu a/nebo elektrickém kabelu (pro vedení středního, vysokého a velmi vysokého napětí).
11. Kabelová páska podle kteréhokoli z předcházejících nároků lažlO, vyznačující se tím , že pásková struktura je izolační, málo vodivá nebo vodivá.
12. Způsob výroby kabelové pásky podle každého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím , že zahrnuje zhotovování základní páskové struktury, přidávání pojivového činidla do páskové struktury a lepem páskové struktury účinkem vysoušení a vytvrzování pojivového činidla, přičemž vodou bobtnající prášek a neroztažené termoplastické mikrokuličky se včleňují do základní páskové struktury v některém časovém úseku před vysoušením nebo vysoušením a vytvrzováním pojivového Činidla a mikrokuličky se

-10roztahují v průběhu nebo po vysoušení, případně v průběhu nebo po vysoušení a vytvrzování pojivového činidla.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím , že neroztažené, částečně předem roztažené nebo roztažené termoplastické kuličky se rozptylují v pojivovém činidle a včleňují se do základní páskové struktury společně s pojivovým Činidlem.
14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím , že vysoušení nebo vysoušení a vytvrzování se provádí při teplotě v rozsahu odlOO⁰ C do 250° C, výhodně pak v rozsahu od 120° C do 160° C, a roztahování mikrokulíček se koná při teplotě v rozsahu od 75° C do 200° C.
15. Kabel obsahující přinejmenším jedno jádro nebo žílu a plášť, jako je izolační plášť, vyznačující se tím , že se v něm používá taková kabelová páska, jako je páska podle kteréhokoli z patentových nároků 1 až 11.
16. Kabel podle nároku 15, vyznačující se tím , že se používá v provedení telekomunikačního kabelu, průmyslového (pružného) kabelu a/nebo elektrického kabelu (pro vedení středního, vysokého a velmi vysokého napětí).