DE3048074C2 - - Google Patents

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DE3048074C2
DE3048074C2 DE19803048074 DE3048074A DE3048074C2 DE 3048074 C2 DE3048074 C2 DE 3048074C2 DE 19803048074 DE19803048074 DE 19803048074 DE 3048074 A DE3048074 A DE 3048074A DE 3048074 C2 DE3048074 C2 DE 3048074C2
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DE19803048074
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Guenter Dr.Phil.Nat. 8034 Germering De Zeidler
Gerhard Dipl.-Chem. Lange
Helmut 8000 Muenchen De Saller
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable

Description

Die Erfindung betrifft ein längswasserdichtes Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a longitudinally watertight cable according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-OS 20 57 106 ist es bekannt, kleine hohle Glasperlen ("ballotini") in die Füllmasse einzufügen. From DE-OS 20 57 106 it is known, small hollow glass beads ( "Ballotini") inserted into the filling. Als Füllmassen sind dort unter anderem Gemische aus Vaseline, mikrokristallinen Petroleumwachsen, Polyisobutylen und Aluminiumstearat erwähnt. As filling materials, among other mixtures of petrolatum, microcrystalline petroleum waxes, polyisobutylene and aluminum are mentioned there. Die Frage des Auftriebs oder einer etwaigen Verlagerung der Glasperlen ist nicht angesprochen. The question of the lift or a possible relocation of the glass beads is not addressed.

Ebenfalls Hohlkugeln sind in der Kabelfüllmasse nach der DE-PS 19 36 872 verwendet. Also hollow spheres are used in the Kabelfüllmasse according to DE-PS 19 36 872nd Die eigentliche Füllmasse besteht dabei entweder aus einer pastösen Masse (z. B. Vaseline) oder aus einem Elastomer. The actual filling compound consists either of a pasty mass (z. B. petrolatum) or from an elastomer. Eine Beimengung nur eines elastomeren Anteils ist nicht vorgesehen. An admixture of only one elastomeric component is not provided.

In der deutschen Offenlegungsschrift 27 16 524 ist ein längswasserdichtes Kabel beschrieben, bei dem die Bewegung der Gasbläschen durch Bestandteile in Faserform, die der Kabelfüllmasse beigemengt werden, gehindert wird. In the German Offenlegungsschrift 27 16 524 a longitudinally watertight cable is disclosed in which the movement of the gas bubbles is prevented by components in fiber form that are admixed with the Kabelfüllmasse. Die Bestandteile sind z. The components are, for. B. Zellulosefasern. As cellulose fibers. Die Aufbereitung dieser beizumischenden Fasern und ihre Einbringung in die Füllmasse erfordern nicht nur einen zusätzlichen Aufwand, sondern sie müssen auch, um die Wirkung zu sichern, etwa in der Größenordnung der Gasbläschen liegen. The preparation of these admixed fibers and their incorporation into the filling not only require an extra effort, but they also need to secure the effect, are roughly the same as the gas bubbles. Es liegt daher auf der Hand, daß diese Art der Fixierung der Bläschen mittels Faserstoffen zu einem aufwendigen Herstellungsverfahren führt. therefore, it is obvious that this kind of fixation of the bubbles by means of fibers leads to a complex manufacturing process.

Für die Auswahl einer Beimengung ergibt sich die Forderung, daß diese einerseits möglichst leicht zu verarbeiten sein soll und andererseits die durch Verknüpfen, Verhaken oder eine Verbindung über thermoplastische Blöcke gebildete räumliche Gitterstruktur so ausgebildet ist, daß für die Gasbläschen ein möglichst fester Halt erreicht wird. For selecting an admixture, the requirement that they should be on the one hand easily possible to process and on the other hand, the spatial lattice structure formed by linking, entanglement, or a connection through thermoplastic blocks is designed so that for the gas bubbles a solid possible hold is achieved results. Diese Sicherung der Gasbläschen gegen eine Bewegung ist notwendig, damit verhindert wird, daß sich die Gasbläschen im Laufe der längeren Zeit und ggf. unter dem Einfluß der herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen in Bewegung setzen und zu größeren Gasblasen vereinigen. This assurance of the gas bubbles against a movement is necessary is prevented so that the gas bubbles set over the longer term and possibly under the influence of temperature and pressure conditions prevailing on the move and combine into larger gas bubbles.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Beimengung anzugeben, die sowohl hinsichtlich ihrer Verarbeitbarkeit als auch hinsichtlich der durch sie gebildeten räumlichen Gitterstruktur besonders vorteilhaft ist. The invention is based on the object to provide an admixture which is particularly advantageous both in terms of processability and with respect to the plane formed by them spatial lattice structure.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem längswasserdichten Kabel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Beimengung aus einem Polyolefinpulver, insbesondere einem Polyäthylenpulver besteht. According to the invention, this object is achieved with a longitudinally watertight cable of the type mentioned that the incorporation of a polyolefin, in particular a polyethylene powder is.

Die Verwendung einer pulverförmigen Beimengung hat den Vorteil, daß diese sich schneller in der Füllmasse auflöst, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß die Beimengung gleichmäßig in der ganzen Füllmasse verteilt wird. The use of a powdered admixture has the advantage that it dissolves quickly in the filling compound, wherein at the same time ensure that the admixture is uniformly distributed throughout the filler mass. Ausgehend von dieser Anfangssituation wird auch die Bildung der räumlichen Gitterstruktur aus der Beimengung infolge der kleineren Teilchen der Beimengung und deren besserer Vermengung mit der Füllmasse günstig beeinflußt. Starting from this initial situation, the formation of the spatial lattice structure of the solute due to the smaller particles of the admixture and their better mixing is favorably influenced with the filling. Das so aufgebaute längswasserdichte Kabel zeigt somit bezüglich der Festigkeit und zeitlichen Stabilität seiner Gitterstruktur und der Herstellungsmöglichkeiten besonders günstige Eigenschaften. The thus constructed along watertight cable will thus in the strength and temporal stability of its lattice structure and the production possibilities particularly favorable properties.

Es ist zweckmäßig, wenn der Anteil der Gasbläschen an der Füllmasse zwischen 10 und 80% (Volumenprozente) gewählt ist. It is advantageous if the proportion of the gas bubbles in the filling material between 10 and 80% (volume percent) is selected.

Besonders vorteilhafte Werte hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie bezüglich des Materialverbrauchs an Füllmasse und Beimengung ergeben sich dann, wenn die Gasbläschen einen Volumenanteil zwischen 50 und 70% der Füllmasse ausmachen. Particularly advantageous values ​​as regards the electrical and mechanical properties as well as with respect to material consumption on the filling compound and the admixture then result, when the gas bubbles comprise a volume fraction between 50 and 70% of the filling compound.

Die Beimengung der Gasbläschen sowie die Auswahl der Füllmasse werden zweckmäßig so vorgenommen, daß sich möglichst niedrige relative Dielektrizitätszahlen nicht über 1,5 bis 1,7 ergeben. The addition of the gas bubbles and the selection of the filling material are made appropriately so that the lowest possible relative dielectric constants do not surrender more than 1.5 to 1.7.

Bei Verwendung eines Polyäthylenpulvers ist es zweckmäßig, ein Polyäthylen auszuwählen, dessen Ausgangsmaterial zwischen etwa 5000 und 200 000 C-Atome pro Molekül aufweist. When using a polyethylene powder, it is expedient to select a polyethylene, the starting material comprises between about 5,000 and 200,000 C-atoms per molecule.

Ein Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels ist dadurch gekennzeichnet, A method of manufacturing a longitudinally watertight cable is characterized in
daß der erhitzten Füllmasse unter Umrühren die notwendige Menge an Polyolefinpulver zugegeben und dieses homogen verteilt wird, that the filling compound heated with stirring added the necessary amount of polyolefin powder and this is homogeneously distributed,
daß Gas unter Überdruck in die das geschmolzene Pulver enthaltende Füllmasse eingebracht wird, und that gas is introduced under pressure into the molten powder-containing massecuite, and
daß nach dem Entspannen und Abkühlen Gasbläschen in feiner, gleichmäßiger Verteilung gebildet werden. that gas bubbles are formed in a fine, uniform distribution after the expansion and cooling.

Eine Füllmasse für die Beimengung des pulverförmigen Zusatzes kann beispielsweise folgendermaßen aufgebaut sein: A filling compound for the incorporation of the powdery additive may be constructed for example as follows:

  • 77% Paraffin-Öl 77% paraffin oil
  • 19,9% Polypropylen 19.9% ​​polypropylene
  • 3% feindisperse Kieselsäure 3% finely dispersed silicic acid
  • 0,1% Stabilisator (zum Schutz gegen Oxydation) 0.1% of stabilizer (to protect against oxidation)

Gemäß der Erfindung wird die Stabilisierung der Gasbläschen in der beschriebenen Füllmasse durch eine pulverförmige Zugabe von Polyolefin, insbesondere Polyäthylen mit einem Dichtebereich von 0,915 bis etwa 0,96 g/ml erreicht. According to the invention the stabilization of the gas bubbles in the filling material described by addition of a powdered polyolefin, in particular polyethylene with a density range of 0.915 to about 0.96 g / ml is achieved. Diese erfolgt vorzugsweise in fein verteilter Form, dh mit etwa 20-600 µ Korngröße. This is preferably done in finely divided form, ie with about 20 to 600 μ grain size. Die Zugabe erfolgt bei einer Temperatur der übrigen Mischungskomponenten, die über dem Kristallit-Schmelzpunkt des zugesetzten Polyolefins, dh oberhalb ca. 135° C, liegt. The addition takes place at a temperature of the remaining mixture components that is above about 135 ° C, above the crystallite melting point of the added polyolefin. Dann wird unter entsprechendem Überdruck Gas, beispielsweise CO₂, N₂ oder Luft in der heißen Mischung gelöst. Then, for example CO₂, N₂ or air is dissolved in the hot mixture under suitable pressure gas. Beim gleichzeitigen Abkühlen und Entspannen (dh Überdruck wird aufgehoben) der Mischung bilden sich nunmehr feinverteilte Gasblasen aus, die durch das zusammenhängende flexible Gerüst aus im wesentlichen Kohlenwasserstoffen fixiert werden. During simultaneous cooling and decompression (ie, pressure is released) of the mixture to form now finely distributed gas bubbles, which are fixed by the continuous flexible backbone of substantially hydrocarbons.

Beispiel example

  • 69,8% Paraffin-Öl 69.8% paraffin oil
  • 18,1% (ataktisches) Polypropylen 18.1% (atactic) polypropylene
  • 2,7% (feindisperse) Kieselsäure 2.7% (finely dispersed) silica
  • 0,3% Stabilisator (Schutz gegen Oxydation unter anderem des PE) 0.3% of stabilizer (resistance to oxidation, inter alia, of the PE)
  • 9,1% Polyäthylen-Pulver 9.1% Polyethylene powder

Bei einer so aufgebauten Mischung kristallisiert die Beimengung nicht wieder in diskreten Bereichen oder ungleichmäßig aus, sondern bildet eine die ganze Füllmasse weitgehend gleichmäßig erfüllende räumliche Gitterstruktur, welche die Gasbläschen gegen Bewegung sichert. In a thus constructed mixture, the admixture is not crystallized again in discrete areas or unevenly, but forms a whole filling composition substantially uniformly fulfilling spatial lattice structure that secures the gas bubbles against movement.

Die unterste Grenze für den Zusatz eines Pulvers liegt bei etwa 5% von Polyolefin bzw. Polyäthylen, während die obere Grenze etwa 30% (Gewichtsprozente) beträgt. The lowest limit for the addition of a powder is about 5% of polyolefin or polyethylene, is while the upper limit about 30% (weight percent). Ein zweckmäßiger Bereich in Gewichtsprozenten für die pulverförmige Beimengung liegt zwischen 6 und 20%, wobei optimale Werte durch Beimengung zwischen 8 und 10 Gewichtsprozenten erreicht worden sind. A useful range in percentage by weight of the powdered admixture is between 6 and 20%, with optimum values ​​have been obtained by admixing 8-10 percent by weight.

Für die Füllmassen sind an sich keine einschränkenden Bedingungen zu beachten. For the filling materials no limiting conditions must be observed as such. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die Füllmasse nicht die Bildung der räumlichen Gitterstruktur bei der Beimengung verhindert. It is only necessary to ensure that the filling does not prevent the formation of the spatial lattice structure in the admixture. So lassen sich beispielsweise vorteilhaft solche Massen verwenden, die ganz oder in Gemischen aus Petrolaten, Kohlenwasserstoff- Wachsen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Paraffinen oder polymeren Olefinen bestehen. Thus, such compositions can be used advantageously, for example, which consist entirely or in mixtures of petrolatum, hydrocarbon waxes, aliphatic or cycloaliphatic paraffins or polymeric olefins.

Bei der Herstellung wird die Füllmasse zunächst auf 140-150° C erhitzt. In the preparation of the filling material is first heated to 140-150 ° C. Unter ständigem Rühren wird die erforderliche Menge Polyolefinpulver, insbesondere Polyäthylenpulver zugegeben. With continuous stirring, the required amount of polyolefin, in particular polyethylene powder is added. Der Rührprozeß ist abgeschlossen, wenn das Pulver geschmolzen und homogen in der Füllmasse verteilt ist. The stirring process is completed, when the powder is melted and homogeneously distributed in the filling compound. Bei direkter Weiterverarbeitung wird die Masse in eine herkömmliche Verschäumvorrichtung gegeben und ein Gas (CO₂, N₂) wird unter Druck (1,5-15 barü) bei etwa 140° C gelöst. When directly processing the mass is placed in a conventional foaming devices and a gas (CO₂, N₂) under pressure (1.5-15 barg) at about 140 ° C dissolved. Nach Entspannen und gleichzeitigem Abkühlen der Masse bilden sich dann entsprechend feinverteilt die Gasbläschen, die einen Durchmesser im Bereich von 1 µ-1500 µ, vorzugsweise zwischen 20 und 200 µ aufweisen. After releasing the pressure and simultaneously cooling the mass then correspondingly finely distributes the gas bubbles have a diameter in the range of 1 μ-1500 μ, preferably between 20 and 200 μ form. Die Gasbläschenbildung erfolgt vorteilhaft in einem Temperaturbereich von 80 -120°C. The gas bubbling is advantageously carried out in a temperature range of 80 -120 ° C. Das beschriebene Aufschäumen der Masse kann entweder mittels Füllrohr in der Kabelseele oder im Verseilpunkt erfolgen. The foaming of the composition described can be performed either by means of the filling tube in the cable core or in stranding.

Es ist aber auch möglich, den Vorgang nach dem Einbringen und Verrühren des Pulvers abzubrechen und die Masse im erkalteten Zustand zu lagern. However, it is also possible to cancel the operation, after the introduction and stirring of the powder and to support the mass in the cooled state.

Claims (15)

  1. 1. Längswasserdichtes Kabel, insbesondere Nachrichtenkabel, in dessen Innerem eine eine wasserabweisende Substanz enthaltende Füllmasse vorgesehen ist, in die Gasbläschen eingelagert und bei der Mittel vorgesehen sind, welche eine Bewegung der Gasbläschen hindern, wobei die Füllmasse eine bei ihrer Verarbeitungstemperatur im Rahmen der Kabelfüllung schmelzende Beimengung aus thermoplastischem Gummi oder gummiartigen Thermoplasten enthält, deren Zustand im Betriebstemperaturbereich des Kabels durch eine Verbindung über zusätzlich zugefügte thermoplastische Blockpolymere in Form von niedermolekularen, isotaktischen Polymeren mit Seitenketten mit mehr als zwei Methylgruppen und mit einem knapp unter der jeweiligen Fülltemperatur liegenden Schmelzbereich verfestigt ist, und wobei der Anteil der Beimengung an der Füllmasse zwischen drei und dreißig Gewichtsprozent liegt und die Gasbläschen durch das sich so in der Füllmasse ausbildende Netzwerk dadurch festgehalten sind, daß 1. Longitudinal Waterproof cables, particularly communications cables, a water-repellent substance-containing filling mass is provided in the interior of which are embedded in the gas bubbles and in which means which prevent a movement of the gas bubbles, wherein the fill mass is a melts at its processing temperature during the cable filling contains admixture of thermoplastic rubber or rubber-like thermoplastics whose state is solidified in the operating temperature range of the cable through a connection through additionally added thermoplastic block polymers in the form of low molecular weight, isotactic polymers with side chains with more than two methylene groups and with a lying just below the respective filling temperature melting range, and wherein the proportion of the solute is located on the filling material between three and thirty weight percent, and the gas bubbles are by so forming in the filling compound network held in that dessen Verbindungsstellen die Auftriebskräfte der Gasbläschen ohne Zerreißen übernehmen können nach Patent 30 18 141, dadurch gekennzeichnet , daß die Beimengung aus einem Polyolefinpulver, insbesondere einem Polyäthylenpulver besteht. the joints can take over the lifting forces of the gas bubbles without breaking according to patent 30 18 141, characterized in that the admixture of a polyolefin, in particular a polyethylene powder is.
  2. 2. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil der Gasbläschen an der Füllmasse zwischen 10 und 80% gewählt ist. 2. Longitudinally watertight cable according to claim 1, characterized in that the volume fraction of gas bubbles is selected at the filling material between 10 and 80%.
  3. 3. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil der Gasbläschen zwischen 50 und 70% der Füllmasse beträgt. 3. longitudinally watertight cable according to claim 2, characterized in that the volume fraction of gas bubbles between 50 and 70% of the filling compound is.
  4. 4. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimengung der Gasbläschen sowie die Auswahl der Füllmasse so vorgenommen sind, daß sich relative Dielektrizitätszahlen nicht über 1,5 bis 1,7 ergeben. 4. longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the admixture of the gas bubbles as well as the selection of filling material are made so that relative dielectric constants do not result more than 1.5 to 1.7.
  5. 5. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Polyäthylenpulvers ein Material ausgewählt wird, das zwischen etwa 5000 und 200 000 C-Atome pro Molekül aufweist. 5. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that when using a polyethylene powder, a material is selected which has between about 5000 and 200,000 C-atoms per molecule.
  6. 6. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Beimengung verwendete Pulver in einem Dichtebereich zwischen 0,915 bis 0,96 g/ml liegt. 6. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the powder used as the addition lies in a density range of between 0.915 to 0.96 g / ml.
  7. 7. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Beimengung verwendete Pulver in einer Korngröße zwischen 20 bis 600 µ vorgesehen ist. 7. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the powder used as an admixture is provided μ in a particle size between 20 to 600 bar.
  8. 8. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristallit-Schmelzpunkt des zugesetzten Polyolefinpulvers über der Verarbeitungstemperatur der übrigen Komponenten der Füllmasse liegt. 8. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the crystallite melting point of the polyolefin powder is added above the processing temperature of the remaining components of the filling compound.
  9. 9. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des pulverförmigen Polyolefins zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent der Füllmasse liegt. 9. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the powdered polyolefin is between 5 and 30 weight percent of the filling compound.
  10. 10. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Beimengung zwischen 6 und 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 8 und 10 Gewichtsprozent liegt. 10. Longitudinally watertight cable according to claim 9, characterized in that the powdered admixture of 6-20 weight percent, preferably between 8 and 10 weight percent.
  11. 11. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Gasbläschen zwischen 1 µ und 1500 µ, vorzugsweise zwischen 20 µ und 200 µ liegt. 11. Longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the gas bubbles is between 1 μ and 1500 μ, preferably between 20 μ and 200 μ is.
  12. 12. Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 12. A method for manufacturing a longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that
    daß der erhitzten Füllmasse unter Umrühren die notwendige Menge an Polyolefinpulver zugegeben und dieses homogen verteilt wird, that the filling compound heated with stirring added the necessary amount of polyolefin powder and this is homogeneously distributed,
    daß Gas unter Überdruck in die das geschmolzene Pulver enthaltende Füllmasse eingebracht wird und that gas is introduced under pressure into the molten powder-containing massecuite, and
    daß nach dem Entspannen und Abkühlen Gasbläschen in feiner, gleichmäßiger Verteilung gebildet werden. that gas bubbles are formed in a fine, uniform distribution after the expansion and cooling.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse bei Zugabe des Polyolefinpulvers auf eine Temperatur von 140° C bis 150° C erhitzt wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that the filler material is heated to a temperature of 140 ° C to 150 ° C upon addition of the polyolefin powder.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei einem Druck von etwa 1,5 bis 15 barü und bei einer Temperatur von etwa 140° C gelöst wird. 14. The method of claim 12 or 13, characterized in that the gas barg at a pressure of about 1.5 to 15 and is dissolved at a temperature of about 140 ° C.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Gasbläschen im Temperaturbereich zwischen 80° C und 120° C vorgenommen wird. 15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the formation of the gas bubbles is carried out in the temperature range between 80 ° C and 120 ° C.
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