DE3048074C2

DE3048074C2 -

Info

Publication number: DE3048074C2
Application number: DE19803048074
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr.Phil.Nat. 8034 Germering De Zeidler; Gerhard Dipl.-Chem. Lange; Helmut 8000 Muenchen De Saller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1988-12-15
Also published as: DE3048074A1

Description

Die Erfindung betrifft ein längswasserdichtes Kabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a longitudinally waterproof 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. Als Füllmassen sind dort unter anderem Gemische aus Vaseline, mikrokristallinen Petroleumwachsen, Polyisobutylen und Aluminiumstearat erwähnt. Die Frage des Auftriebs oder einer etwaigen Verlagerung der Glasperlen ist nicht angesprochen.From DE-OS 20 57 106 it is known small hollow glass beads ("ballotini") into the filling compound. As fillers are there, inter alia, mixtures of petroleum jelly, microcrystalline petroleum waxes, Polyisobutylene and aluminum stearate mentioned. The question buoyancy or any displacement of the glass beads is not addressed.

Ebenfalls Hohlkugeln sind in der Kabelfüllmasse nach der DE-PS 19 36 872 verwendet. Die eigentliche Füllmasse besteht dabei entweder aus einer pastösen Masse (z. B. Vaseline) oder aus einem Elastomer. Eine Beimengung nur eines elastomeren Anteils ist nicht vorgesehen.Hollow balls are also in the cable filling compound after the DE-PS 19 36 872 used. The actual filling compound exists either from a pasty mass (e.g. petroleum jelly) or made of an elastomer. An admixture of only one elastomer Share 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. Die Bestandteile sind z. B. Zellulosefasern. 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. Es liegt daher auf der Hand, daß diese Art der Fixierung der Bläschen mittels Faserstoffen zu einem aufwendigen Herstellungsverfahren führt.In German Offenlegungsschrift 27 16 524 is described a longitudinally watertight cable, in which the Movement of the gas bubbles through components in Fiber form, which are added to the cable filling compound, is prevented. The ingredients are e.g. B. cellulose fibers. The preparation of these fibers to be mixed and their introduction into the Filling compound not only require additional effort, but they also need to have the effect secure, about the size of the gas bubbles lie. It is therefore obvious that this species fixation of the vesicles using fibrous materials 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. 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.When selecting an admixture, there is a requirement that on the one hand, it should be as easy to process as possible and on the other hand by linking, hooking or a connection spatial lattice structure formed by thermoplastic blocks is designed so that the gas bubbles are as solid as possible Stop is reached. This securing the gas bubbles against movement is necessary to prevent it will that the gas bubbles over the longer Time and possibly under the influence of the prevailing temperature and set pressure conditions in motion and close combine 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, an admixture specify both in terms of their processability as well as in terms of the ones they formed spatial lattice structure is particularly advantageous.

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 above solved that the admixture from a polyolefin powder, in particular a polyethylene powder.

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. 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. Das so aufgebaute längswasserdichte Kabel zeigt somit bezüglich der Festigkeit und zeitlichen Stabilität seiner Gitterstruktur und der Herstellungsmöglichkeiten besonders günstige Eigenschaften.The use of a powdery admixture has the Advantage that this dissolves more quickly in the filling compound, while ensuring that the Admixture evenly distributed throughout the filling compound becomes. Starting from this initial situation, too the formation of the spatial lattice structure from the admixture due to the smaller particles of the admixture and their better blending with the filling mass cheap influenced. The longitudinally watertight cable constructed in this way thus shows in terms of strength and temporal Stability of its lattice structure and manufacturing options particularly favorable properties.

Es ist zweckmäßig, wenn der Anteil der Gasbläschen an der Füllmasse zwischen 10 und 80% (Volumenprozente) gewählt ist.It is expedient if the proportion of gas bubbles is on the filling mass 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 with regard to the electrical and mechanical properties as well as regarding of the material consumption of filling mass and admixture then when the gas bubbles make up a volume fraction make up between 50 and 70% of the filling mass.

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 admixture of the gas bubbles as well as the selection of the Filling mass are appropriately made so that the lowest possible relative permittivities not over 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 advisable to choose a polyethylene, the starting material between about 5000 and 200,000 carbon atoms per Has molecule.

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

Eine Füllmasse für die Beimengung des pulverförmigen Zusatzes kann beispielsweise folgendermaßen aufgebaut sein:A filling compound for the admixture of the powder Additions can be constructed as follows, for example be:

77% paraffin oil
19.9% polypropylene
3% finely dispersed silica
0.1% 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. Diese erfolgt vorzugsweise in fein verteilter Form, d. h. mit etwa 20-600 µ Korngröße. Die Zugabe erfolgt bei einer Temperatur der übrigen Mischungskomponenten, die über dem Kristallit-Schmelzpunkt des zugesetzten Polyolefins, d. h. oberhalb ca. 135° C, liegt. Dann wird unter entsprechendem Überdruck Gas, beispielsweise CO₂, N₂ oder Luft in der heißen Mischung gelöst. Beim gleichzeitigen Abkühlen und Entspannen (d. h. Überdruck wird aufgehoben) der Mischung bilden sich nunmehr feinverteilte Gasblasen aus, die durch das zusammenhängende flexible Gerüst aus im wesentlichen Kohlenwasserstoffen fixiert werden.According to the invention, the stabilization of the gas bubbles in the filler described by a powder Add polyolefin, especially polyethylene with a density range from 0.915 to about 0.96 g / ml reached. This is preferably done in fine distributed form, d. H. with about 20-600 µ grain size. The Addition takes place at a temperature of the other mixture components, those above the crystallite melting point the polyolefin added, d. H. above approx. 135 ° C. Then under appropriate pressure Gas, for example CO₂, N₂ or air in the hot mixture solved. While cooling and relaxing at the same time (i.e. overpressure is released) the mixture finely divided gas bubbles now form, the through the coherent flexible framework of essentially Hydrocarbons are fixed.

example

69.8% paraffin oil
18.1% (atactic) polypropylene
2.7% (finely dispersed) silica
0.3% stabilizer (protection against oxidation including the PE)
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.With a mixture constructed in this way, the Do not mix again in discrete areas or uneven, but forms a whole filling mass largely evenly fulfilling spatial Lattice structure, which prevents the gas bubbles from moving backs up.

Die unterste Grenze für den Zusatz eines Pulvers liegt bei etwa 5% von Polyolefin bzw. Polyäthylen, während die obere Grenze etwa 30% (Gewichtsprozente) beträgt. 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.The lowest limit for adding a powder is at about 5% of polyolefin or polyethylene, while the upper limit is about 30% (weight percent). A convenient range in weight percent for that powdery admixture is between 6 and 20%, whereby optimal values through admixture between 8 and 10 Percentages by weight have been achieved.

Für die Füllmassen sind an sich keine einschränkenden Bedingungen zu beachten. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die Füllmasse nicht die Bildung der räumlichen Gitterstruktur bei der Beimengung verhindert. 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.There are no restrictions per se for the filling compounds Conditions to be observed. It is just towards it make sure that the filling compound does not form the spatial Lattice structure prevented when adding. For example, such masses can advantageously be used use whole or in mixtures of petrolates, hydrocarbon Waxing, aliphatic or cycloaliphatic Paraffins or polymeric olefins exist.

Bei der Herstellung wird die Füllmasse zunächst auf 140-150° C erhitzt. Unter ständigem Rühren wird die erforderliche Menge Polyolefinpulver, insbesondere Polyäthylenpulver zugegeben. Der Rührprozeß ist abgeschlossen, wenn das Pulver geschmolzen und homogen in der Füllmasse verteilt ist. 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. 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. Die Gasbläschenbildung erfolgt vorteilhaft in einem Temperaturbereich von 80 -120°C. Das beschriebene Aufschäumen der Masse kann entweder mittels Füllrohr in der Kabelseele oder im Verseilpunkt erfolgen.During manufacture, the filling compound is first opened Heated 140-150 ° C. With constant stirring, the required amount of polyolefin powder, especially polyethylene powder admitted. The stirring process is complete when the powder is melted and homogeneous in the Filling mass is distributed. With direct processing the mass is placed in a conventional foaming device given and a gas (CO₂, N₂) is under pressure (1.5-15 barg) at about 140 ° C. After relaxing and at the same time the mass cools down accordingly the gas bubbles, some Diameter in the range of 1 µ-1500 µ, preferably have between 20 and 200 µ. The formation of gas bubbles is advantageously carried out in a temperature range of 80 -120 ° C. The described foaming of the mass can either by means of a filling pipe in the cable core or in Stranding point.

Es ist aber auch möglich, den Vorgang nach dem Einbringen und Verrühren des Pulvers abzubrechen und die Masse im erkalteten Zustand zu lagern.But it is also possible to post the process and stirring the powder to break off and the mass to store in the cooled state.

Claims

1. Longitudinally watertight cable, in particular communication cable, in the interior of which a filling compound containing a water-repellent substance is provided, in which gas bubbles are embedded and in which means are provided which prevent movement of the gas bubbles, the filling compound melting at its processing temperature within the framework of the cable filling Contains admixture made of thermoplastic rubber or rubber-like thermoplastics, the condition of which is solidified in the operating temperature range of the cable by a connection via additionally added thermoplastic block polymers in the form of low molecular weight, isotactic polymers with side chains with more than two methyl groups and with a melting range just below the respective filling temperature, and the proportion of the admixture in the filling compound is between three and thirty percent by weight and the gas bubbles are retained by the network thus formed in the filling compound in that its connection ngs the buoyancy forces of the gas bubbles can take over without tearing according to Patent 30 18 141, characterized in that the admixture consists of a polyolefin powder, in particular a polyethylene powder.

2. Longitudinal waterproof cable according to claim 1, characterized characterized in that the Volume fraction of the gas bubbles in the filling mass between 10 and 80% is selected.

3. Longitudinal waterproof cable according to claim 2, characterized characterized in that the Volume fraction of the gas bubbles between 50 and 70% the filling mass.

4. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the admixture of the gas bubbles as well as the Selection of the filling mass are made so that relative dielectric constant not exceeding 1.5 to 1.7 surrender.

5. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that when using a polyethylene powder a material is selected that is between approximately 5000 and has 200,000 carbon atoms per molecule.

6. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the powder used as an additive in a density range between 0.915 to 0.96 g / ml.

7. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the powder used as an additive in a grain size between 20 and 600 μ is provided.

8. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the crystallite melting point of the added Polyolefin powder above processing temperature the remaining components of the filling compound.

9. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the proportion of powdered polyolefin is between 5 and 30 percent by weight of the filling mass.

10. Longitudinally waterproof cable according to claim 9, characterized characterized that the powdery admixture between 6 and 20 percent by weight, preferably between 8 and 10 percent by weight lies.

11. Longitudinally waterproof cable according to one of the preceding Claims, characterized, that the diameter of the gas bubbles between 1 µ and 1500 µ, preferably between 20 µ and 200 µ lies.

12. A method for producing a longitudinally watertight cable according to one of the preceding claims, characterized in that
that the necessary amount of polyolefin powder is added to the heated filling compound while stirring and this is distributed homogeneously,
that gas is introduced under excess pressure into the filling compound containing the molten powder and
that after relaxing and cooling gas bubbles are formed in a fine, uniform distribution.

13. The method according to claim 12, characterized in that that the filling mass when added of the polyolefin powder to a temperature of 140 ° C to 150 ° C is heated.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized characterized in that the gas at a Pressure from about 1.5 to 15 barg and at a temperature of about 140 ° C is solved.

15. The method according to any one of claims 12 to 14, characterized in that the formation of gas bubbles in the temperature range between 80 ° C and 120 ° C is made.