DD158285A5 - Verfahren zur herstellung eines laengswasserdichten kabels - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines laengswasserdichten Kabels, bei dem in der Kabelseele und zwischen der Kabelseele und dem Aussenmantel ein Abdichtungsgemisch eines vulkanisierbaren Silikongummis, eines Verduennungsmittels und eines Fuellmittels angebracht wird, das nach Aushaertung eine wasserdichte Abdichtung bildet. Nach der Erfindung wird als Fuellmittel ein Salz eines zwei- oder dreiwertigen Metalls und einer hoeheren Fettsaeure oder eines Gemisches hoeherer Fettsaeuren verwendet. Vorzugsweise wird bei diesem Verfahren ein Abdichtungsgemisch verwendet, das 15 bis 25 Gew.-% eines Mehrkomponenten-Silikongummis, 35 bis 45 Gew.-% Silikonenoel und 35 bis 45 Gew.-% Calciumstearat enthaelt. Das Abdichtungsgemisch kann blockweise mit Hilfe einer Einspritztechnik angebracht werden.

Description

Berlin, den.17. 8. 81 59 134 17

Verfahren zur Herstellung eines längswasserdiohten Kabels Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels, das eine Anzahl innerhalb eines Außenmantels liegender Adern enthält,-wobei in dem Raum, zwischen den Adern untereinander und zwischen den Adern und dem Außenmantel ein flüssiges Abdichtungsgemisch, das einen vulkanisierbaren Silikongummi,, ein Verdünnungsmittel und"ein Füllmittel enthält, angebracht wird, das nach Vulkanisierung des Gummis eine wasserdichte Abdichtung bildet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein derartiges Verfahren ist u. a» in der niederländischen Patentanmeldung 7 705 840 (PHK. 124) im Warnen der Anmelderin beschrieben· Zum Erzielen günstiger Ergebnisse ist die Wahl der Bestandteile des silikongummihaltigen Abdichtungsgemisches von großer Bedeutung*

Vor allem das Füllmittel und die Kompativilität' des Füllmittels mit den anderen Bestandteilen des Abdiohtungsgemisches üben einen wesentlichen Einfluß auf die Endergebnis« se, d. h. auf den V/asserdichtigkeitsgrad, auch auf längere Frist, und die Aufrechterhaltung des biegsamen Charakters des Kabels aus. · ' ·

Die bisher in silikongummihaltigen Abdiciitungsgemischen verwendeten Füllmittel,. v\iiθ Pyrogen,' Kieselsäure, Kreide, Talk, Quarzmehl und Ton,· weisen alle Nachteile auf, die insbesondere mit Verarbeitungseigenschaften des Abdichtungsgemisches, der Haftkennlinie des Abdichtungsgemisches

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nach Vulkanisierung des Gummis und den elektrischen Eigenschaften der angebrachten wasserdichten Abdichtung zusammenhängen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannten Mangel zu beseitigen,

^ der'Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, durch das auf optimale Weise längswasserdichte Kabel mit günstigen elektrischen Eigenschaften hergestellt werden können,,

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren eingangs genannter Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Füllmittel ein Salz, das von einem zwei- oder dreiwertigen Metall und einer höheren Fettsäure oder einem Gemisch höherer Fettsäuren abgeleitet ist, oder ein Gemisch solcher Salze verwendet wird«, .

Ein Beispiel eines geeigneten Füllmittels ist Aluminiumstearat, Aluminiumpalmitat, Zinkstearat oder. Zinkpalmitat,

Als besonders geeignet hat sich ein Erdalkalimetallsalz einer höheren Fettsäure oder eines Gemisches höherer Fettsäuren erwiesen. Ein Beispiel eines solchen Salzes ist Calciumpalmitat. Sehr günstige Ergebnisse werden mit CaI-ciumstearat erzielt. Dieses Salz kann in reiner Form ver-

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wendet werden. Vorzugsweise wird das technische Gemisch von Calciumsalzen höherer Fettsäuren verwendet, das im großen ganzen die folgende Zusammensetzung aufweist:

C₁₂ - 0,5 %; C₁₃ - 0,5 %; C_±4 - 2,5 %i

C₁₅ - 1,0 %i C₁₆ -" 47 %; C₁₇ - 4,5 %;

C₁₈ - 38 %', C₁₈ (ölsäure) - 5,0 %i

C_ig - 1,0 % und C₂₀ - 0,5 SK. ·

Unter dem Ausdruck "höhere Fettsäure" ist eine aliphatische oder olephinische Carbonsäure mit 12 - 24 Kohlenstoffatomen zu verstehen.

In dem bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendeten Abdichtungsgemisch wird vorzugsweise Silikonenöl als Verdünnungsmittel angewandt»

Sehr günstige Ergebnisse werden insbesondere bei Anwendung eines Abdichtungsgemisches erzielt, das 15 - 25 Gevw-% vulkanisierbaren Silikongummi, 35 - 45 Gew.-% Silikonenöl und 35 - 45 Gew_e-% Calciumstearat enthält.

Die Viskosität dieses Abdichtungsgemisches kann durch Änderung der Gewichtsprozentsätze der verschiedenen Bestandteile innerhalb der obengenannten Grenzen geändert werden. Im .großen ganzen weist das Abdichtungsgemisch eine günstige verhältnismäßig niedrige Viskosität mit einem Mindestwert von etwa 1500 m Pa.s in Vereinigung mit einer verhältnismäßig hohen Streckspannung auf, die sogar einen Wert von mehr als 200 N/m erreichen kann« Die Streckspannung (T 6 ) ist die maximale Scherspannung in einer Flüssigkeitsschicht

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mit einer Dicke χ, wobei die Geschwindigkeit sänderung dv/dx den Wert Null aufweist,

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Viskosität und die Streckspannung in günstigem Sinne durch den gewählten Vorgang zum Mischen der Bestandteile des Abdichtungsgemisches beeinflußt werden. So haben Versuche ergeben, daß ein durch Rühren erhaltenes homogenes Gemisch von 20 Gew_e-% Silikongummi t 40 Gew,-% Silikonenöl und 40 Gew.-% Calciumstearat eine Viskosität von 3000 m Pa.s und eine Streckspannung von 80 U/m aufweist. Nach einer intensiven Mischbearbeitung stellte sich heraus, daß die Viskosität auf etwa 1500 m Pa,s abgenoi hatte«

abgenommen und die Streckspannung auf 230 N/m zugenommen

Die günstige Kombination einer verhältnismäßig niedrigen Viskosität und einer hohen Streckspannung ermöglicht es auf sehr zweckmäßige Weise, das Abdichtungsgemisch mit Hilfe einer Spritztechnik in der fertigen Kabelseele, d« h, in dem Gebilde von verseilten isolierten Leitern, blockweise anzubringen. So kann"in regelmäßigen Abständen, z« B, jeweils nach 1 oder 2 m Kabellänge, eine Abdichtung mit einer Längsabmessung von z, B. 20 cm angebracht werden. Das Abdichtungsgemisch kann vom Umfang der Kabelseele her durch eine Spritztechnik bis in das Herz der Kabelseele eingeführt werden, ohne daß dabei das Abdichtungsgemisch in der Längsrichtung (axial) der Kabelseele über einen zu großen Abstand abfließt und ohne daß das Gemisch aus der Kabelseele heraustropft. Es ist zu bedenken, daß der Strömungswiderstand der Kabelgeele- in axialer Richtung wesentlich niedriger als in radi-aler Richtung ist«

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Ein anderer überraschender Aspekt des vorgenannten Abdichtungsgemisches ist der, daß nach Vulkanisierung des Silikongummis eine genügende Haftung auf den Materialien des Außenmantels erhalten wird. Das Ergebnis ist eine formfeste, aber biegsame Abdichtung, die wegen der gerade genügenden Haftung eine dauernde Längswasserdichtigkeit unter Beibehaltung einer genügenden Biegsamkeit bewirkt. .

Das in dem Abdichtungsgemisch verwendete Füllmittel ist genügend weich, um eine unerwünschte Abnutzung der Einspritzeinrichtung zu vermeiden." Weiter wird trotz "der großen Menge Füllmittel, die in dem Abdichtungsgemisch verarbeitet ist, nach Vulkanisierung eine biegsame weiche Gummiabdichtung erhalten, die keine Stoffe enthält, die in störenden Mengen ausschwitzen können. Die Vulkanisierungszeit des in dem Mittel verarbeiteten Silikongummis, die.von dem Prozentsatz des angewandten Katalysators und des angewandten Vernetzungsmittels abhängt, wird nicht ungünstig durch das Füllmittel beeinflußt* Auch die dielektrischen Eigenschaften des verwendeten Gummis werden im Gegensatz zu den meisten bekannten Füllmitteln nur in geringem Maße durch das nach der Erfindung verwendete Füllmittel beeinflußt.

Ein weiterer Vorteil des angewandten Füllmittels ist das günstige spezifische Gewicht* das. nur in geringem Maße von dem spezifischen Gewicht der anderen Bestandteile im vorgenannten Abdichtungsgemisch verschieden ist, wodurch bei Lagerung oder beim Gebrauch des Abdichtungsgemisches keine Entmischung und insbesondere kein Absacken des Füllmittels auftritt. Das Abdichtungsgemisch enthält weiter keine für die Gesundheit schädlichen Stoffe und greift'das aus Kunst-

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Stoff bestehende Isoliermaterial der Adern und die Materia-, lien des Außenmantels nicht an»

Das Abdichtungsgemisch eignet sich zur Anwendung bei allen üblichen Materialien für Aderisolierung, u, a* Polythen und PVC* Das Gemisch kann bei symmetrischen Kabeln mit Paaren und Sterngruppen in Schichten- und Bündelaufbau und zum Ausfüllen von Räumen zwischen Koaxialrohren verwendet werden, D.ie Adern können mit Isolierung versehene elektrische Leiter, wie Kupferdraht/ aber auch optische Lichtleiter sein. Der Außenmantel der Kabelseele kann auf verschiedene, aber übliche Weise aufgebaut sein« Meistens enthält der Außenmantel eine mit Überlappung, um die Kabelseele herum gewickelte Kunststoffolie, insbesondere eine Polyesterfolie, die ihrerseits mit einem oder mehreren Kunststoffmänteln, z, B* aus Polythen, abgedeckt ist» Zwischen den Kunststoffmänteln kann weiter zum Erhalten einer radi-alen Wasserdichtigkeit und/ oder einer erhöhten Zugfestigkeit ein Metallmantel, wie ein Blei- oder Aluminiummantel, erwünschtenfalls in Vereinigung mit anderen Schichten, wie einer Schicht einer gewickelten Folie, angebracht sein. Zwischen den Schichten des Außen« mantels kann das Abdichtungsgemisch angebracht werden.

In einer weiteren günstigen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein Abdichtungsgemisch der obengenannten Art verwendet, das 15 - 25 Gew»-% eines bei.Zimmertemperatur vulkanisierbaren M_ehrkomponehten-Silikongummis enthält, das bei Vulkanisierung eine Additionsreaktion aufweist, bei der keine niedrigmolekularen Reaktionsprodukte gebildet werden.

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Ein derartiger Gummi ist als solcher bekannt. Der Gummi enthält insbesondere eine Gummikomponente auf Basis von Polydimethylsiloxan mit endständigen Vinylgruppen, ein Vernetzungsmittel auf Basis eines Polysiloxans mit reaktiven Wasserstoffatomen in einem maximalen Gewichtsprozentsatz von 1 % und einen Platinkatalysator in einem maximalen Gewichtsprozentsatz von 0,02 %, Der Gummi kann weiter einen Farbstoff enthalten. Dieser bekannte Gummi wird als Gußgummi empfohlen.

Es wäre an sich attraktiv, diesen Gummi als Wasserabdichtungsmaterial in Kabeln zu verwenden, weil keine niedrigmolekularen Produkte ausgelöst werden, die die Materialien der Aderisolierung und des Außenmantels angreifen können. Der Gummi haftet jedoch als solcher oder in Vereinigung mit den üblichen Füllstoffen nicht auf den genannten Materialien, so daß keine genügende Längswasserdichtigkeit erhalten werden kann.

Überraschenderweise wird wohl eine genügende Haftung erhalten, wenn der Gummi in dem bei dem Verfahren nach der Erfindung angewandten Abdichtungsgemisch verwendet wird, das außer dem Gummi 35 - 45 Gew,-% Calciumstearat und 35 - 45 Gew.~% Silikonenöl enthält*

Das bei dem Verfahren nach der Erfindung angewandte Abdichtungsgemisch wird bei Lagerung in zwei einzelne Komponenten geteilt, die je einen Teil der Gummikomponente, des Verdünnungsmittels und des Füllmittels enthalten, wobei eine Komponente das Vernetzungsmittel und die andere Komponente den Katalysator enthält«, De für sich sind beide

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Komponenten während langer Zeit haltbar» Das nach Mischung erhaltene Abdichtungsmittel ist bei Zimmertemperatur vulka nisierbar und noch während eines Tages verarbeitbar.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Einer Menge von 20 kg eines Silikongummis auf Basis von Folydirnethylsiloxan werden 40 kg Silikonenöl und 40 kg' technisches Calciumstearat zugesetzt. Das Ganze wird während einer Stunde gemischt,Wobei eine erste Portion von 100 kg Gemisch erhalten wird. Auf entsprechende Weise wird eine zweite Portion von 100 kg hergestellt* Der ersten Portion werden 2 kg Vernetzungsmittel sowie 400 g eines blauen Phthalocyaninfarbstoffes zugesetzt. Nach einstündiger Mischung ist die sogenannte V-Komponente (Vernetzungskomponente) erhalten» Die zweite Portion von 100 kg wird mit 30 g eines Platinkatalysators versehen. Nach Mischung wird die sogenannte K-Komponente (Katalysatorkomponente) erhalten.

Die V- und die K-Komponente werden dann z, B„ in einer Kugelmühle gemischt. Das erhaltene Abdichtungsgemisch, das nach etwa einer Woche völlig vulkanisiert ist, weist eine Viskosität von etwa 3000 m Pa<,s und eine Streckspannung von etwa 80 N/m² auf»

Das Abdichtungsgemisch wird wie -folgt blockweise in einem Fernsprechkabel angebracht.

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Die Kabelseele eines Fernsprechkabels, das aus fünfzig Sterngruppen von Adern besteht, die einen Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm sowie eine um den Kupferdraht angebrachte Isolierschicht aus Polythen mit einer Dicke von 0,32 mm enthalten, wurde dadurch aufgebaut, daß um einen aus vier Sterngruppen bestehenden Kern Schichten von nacheinander zehn, fünfzehn und einundzwanzig Sterngruppen mit abwechselnd links- und rechtsgängigem Gewinde angebracht wurden«

Das obengenannte Abdichtungsgemisch wird in regelmäßigen Abständen von 2 m über eine Länge von 20 cm in der Kabelseele dadurch angebracht, daß das Gemisch von der Außenoberfläche bis in den Kern der Kabelseele eingespritzt wird. Dabei, wird der Raum zwischen den Andern völlig ausgefüllt,. Um die Kabelseele herum wird mit Überlappung eine Polyesterfolie gewickelt, die auf der Außenseite mit einem Kleber versehen ist, der auf der Innenoberfläche des anschließend durch Fließpressen angebrachten Polytheninnenmantels haftet. Auf dem Innenrnantel wird das Abdichtungsgemisch angebracht, worauf eine mit Überlappung gefaltete Aluminiumfolie angebracht wird, die auf der Außenseite mit einem Kleber versehen ist, der auf dem anschließend angebrachten Polythenzwischenmantel haftet, Schließlich wird um den Zwischenmantel eine Schicht von Armierungsdrähten herumgeschlungen, die das Kabel vor Beschädigungen schützt.

Claims (3)

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- 10 ErfindunqsanSpruch

!♦ Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels, das eine Anzahl innerhalb eines Außenmantels liegender Adern enthält, wobei in dem Raum zwischen den Adern untereinander und zwischen den Adern und dem Außenmantel ein flüssiges Abdichtungsgemisch angebracht wird_s das einen vulkanisierbaren Silikongummi, ein Verdünnungsmittel und ein Füllmittel enthält und das nach ,Vulkanisierung des Gummis eine wasserdichte Abdichtung bildet, g.ekennzeichnet dadurch, daß als Füllmittel ein Salz, -das von einem zwei- oder dreiwertigen Metall und von einer höheren Fettsäure oder einem Gemisch höherer Fettsäuren abgeleitet ist, oder ein Gemisch solcher Salze verwendet wird« '

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Erdalkalimetallsalz einer höheren Fettsäure oder eines Gemisches höherer Fettsäuren verwendet wird»

3« Verfahren nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Füllmittel technisches Calciumstearat verwendet wird,

4· Verfahren nach den Punkten 1 und 3, gekennzeichnet da~ durch, daß ein Abdichtungsgemisch verwendet wird, das 15 - 25 Gew,-% Vulkanisierbaren Silikongummi, 35-45 Gew.-% Silikonenöl und 35 - 45 Gew„-% Calciumstearat enthält.

5, Verfahren nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß 15 bis 25-Gew.~% eines bei Zimmertemperatur vulkanisierbaren

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Mehrkornponenten-Silikongummis verwendet wird, der bei Vulkanisierung eine Additionsreaktion aufweist, bei der keine niedrigmolekularen Reaktionsprodukte gebildet werden.