DE60133184T2

DE60133184T2 - Gegen korrosion geschütztes koaxialkabel und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE60133184T2
Application number: DE60133184T
Authority: DE
Inventors: Eddy Maiden HOUSTON; Benedict Belmont MARESCA
Original assignee: Commscope Inc of North Carolina; Commscope Inc
Current assignee: Commscope Inc of North Carolina
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: MXPA02010307A; CN1425182A; CN1897172A; HK1056254A1; CN100561606C; KR20020087999A; TWI243196B; EP1275121B1; BR0110305A; US6596393B1; CN1282975C; AU5701501A; DE60133184D1; NO20025016D0; WO2001082312A1; AU2001257015B2; AR029245A1; AR050372A2; NO20025016L; US6997999B2

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Koaxialkabel und insbesondere ein korrosionsgeschütztes Fern- und Verteilerkabel und Hausanschlußkabel für die Übertragung von HF-Signalen.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
HF-Signale, wie z. B. Kabelfernsehsignale, Mobiltelefonsignale und sogar Internet- und andere Datensignale, werden oft über Koaxialkabel zu einem Teilnehmer übertragen. Insbesondere werden die HF-Signale typischerweise mit Fern- und Verteilerkabeln über große Entfernungen übertragen, und Hausanschlußkabel werden als letzter Leitungsabschnitt benutzt, um die Signale von dem Fern- und Verteilerkabel zum Teilnehmer zu übermitteln. Fern- und Verteilerkabel und Hausanschlußkabel enthalten beide im allgemeinen einen Mittelleiter, eine dielektrische Schicht, einen Außenleiter und oft einen Schutzmantel, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Kabel zu verhindern.
Ein mit diesen Koaxialkabeln verbundenes Problem ist, daß in dem Kabel vorhandene Feuchtigkeit die Leiter korrodieren und auf diese Weise die elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Kabels beeinträchtigen kann. Besonders während der Installation des Kabels kann Feuchtigkeit an den Leitern in das Kabel eindringen. Diese Feuchtigkeit kann sich innerhalb des Kabels durch die dielektrische Schicht oder entlang Grenzflächen in dem Kabel ausbreiten, z. B. zwischen der dielektrischen Schicht und dem Außenleiter.
Es sind verschiedene Methoden vorgeschlagen worden, um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Kabel und ihren Transport durch das Kabel zu verhindern. Zum Beispiel sind an Grenzflächen in dem Kabel hydrophobe Klebstoffzusammensetzungen aufgebracht worden, um die Wanderung von Feuchtigkeit entlang diesen Grenzflächen zu verhindern. Vergußmassen oder Feuchteschutz-Zusammensetzungen sind an anderen Stellen in dem Kabel gleichfalls eingesetzt worden, um den Wassertransport im Kabel zu begrenzen. Außerdem sind hydrophile, feuchtigkeitsabsorbierende Materialien in Kabeln eingesetzt worden, um als Feuchteschutzmaterialien zu wirken. Diese hydrophilen Materialien bilden nicht nur eine Feuchtigkeitssperre für das Kabel, sondern entfernen auch Feuchtigkeit, die in dem Kabel vorhanden ist.
Diese Materialien können zwar hineichenden Schutz gegen Feuchtigkeit bieten und die Korrosion der Leiter in dem Kabel begrenzen, haben aber einen klebrigen oder fettigen Griff und sind daher bei der Installation und beim Leitungsanschluß des Kabels unerwünscht, besonders wenn sie sich auf dem Außenleiter des Kabels befinden. Als Ergebnis müssen diese Materialien im allgemeinen während der Installation und des Leitungsanschlusses des Kabels entfernt oder auf andere Weise behandelt werden. Daher besteht ein Bedarf für die Bereitstellung einer korrosionshemmenden Beschichtung für Kabel, die keinen klebrigen oder fettigen Griff aufweist und daher die Installation und den Leitungsanschluß des Kabels nicht stört.
Das Dokument US 4515992 A offenbart ein Koaxialkabel mit einem metallischen Innenleiter, einem dielektrischen Material, das den Innenleiter umgibt, und einem metallischen Außenleiter oder Mantel , der vorzugsweise aus Aluminium besteht und einen korrosionshemmenden Klebstoff aufweist, der an der Grenzfläche zwischen mindestens einem der Leiter und dem Dielektrikum verteilt ist. Die Klebstoffzusammensetzung weist eine polyfunktionelle Silanverbindung auf, die mit der metallischen Oberfläche des Leiters zur Reaktion gebracht wird und dieser Korrosionsbeständigkeit verleiht, während sie außerdem die Bindung zwischen dem Leiter und dem Dielektrikum fördert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein korrosionsgeschütztes Kabel bereit, das eine korrosionshemmende Beschichtung aufweist, welche die Korrosion der Leiter, und besonders des Außenleiters, des Kabels beschränkt und sogar verhindert. Außerdem beinhaltet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter eines Kabels. Die korrosionshemmende Zusammensetzung bildet, wenn sie erhitzt wird, eine korrosionshemmende Beschichtung auf der Oberfläche des Außenleiters, die nicht klebrig oder fettig und daher in der Technik erwünscht ist. Verschiedene Aspekte der Erfindung sind in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Einige bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei Betrachtung der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen leichter ersichtlich, die sowohl die bevorzugten als auch alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koaxialkabels nach einer Ausführungsform der Erfindung, das ein Laminatband und eine Umflechtung aufweist.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koaxialkabels nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, das ein Laminatband und spiralförmig um das Laminatband herum angeordnete Drähte aufweist.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Koaxialkabels nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, das einen in Längsrichtung verschweißten Außenmantel aufweist.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Koaxialkabels, das der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung entspricht.
Die 5A und 5B zeigen schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Herstellung eines Koaxialkabels, das der in 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung entspricht.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung werden bevorzugte Ausführungsformen ausführlich beschrieben, um die praktische Ausführung der Erfindung zu ermöglichen. Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf diese konkreten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil schließt die Erfindung zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente ein, wie aus der Durchsicht der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden wird. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche Elemente. Die Begriffe "Kupfer" und "Aluminium", wie sie hierin gebraucht werden, schließen nicht nur die reinen Metalle ein, sondern auch Legierungszusammensetzungen, die diese Metalle hauptsächlich enthalten.
1 zeigt ein korrosionsgeschütztes Koaxialkabel 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Kabel 10 ist von dem Typ, der typischerweise als Anschlußkabel verwendet wird, das ein Verbindungsglied für die Übertragung von HF-Signalen, wie z. B. Kabelfernsehsignalen, Mobiltelefonsignalen, Internet, Daten und dergleichen, von einem Fern- und Verteilerkabel zu einem Teilnehmer bildet. Insbesondere ist das Kabel 10 von dem Typ, der vorzugsweise für 50-Ohm-Anwendungen verwendet wird, und hat vorzugsweise eine Stärke von 0,61 und 1,04 cm (0,24 und 0,41 Zoll).
Wie in 1 dargestellt, enthält das Koaxialkabel 10 einen langgestreckten Mittelleiter 14 aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Material und eine umgebende dielektrische Schicht 16. Wie oben erwähnt, wird der Mittelleiter 14 des erfindungsgemäßen Kabels 10 im allgemeinen bei der Übertragung von HF-Signalen eingesetzt. Vorzugsweise besteht der Mittelleiter 14 aus Kupfer, kupferplattiertem Stahldraht oder kupferplattiertem Aluminiumdraht, aber es können auch andere leitfähige Drähte verwendet werden. Der Mittelleiter ist außerdem vorzugsweise ein Draht von 20 AWG (American Wire Gauge) mit einem Nenndurchmesser von etwa 0,81 mm (0,032 Zoll).
Die dielektrische Schicht 16 kann entweder aus einem verschäumten oder einem massiven dielektrischen Material bestehen. Vorzugsweise ist die dielektrische Schicht 16 ein verlustarmes Dielektrikum, das aus einem Polymermaterial geformt wird, das sich zur Verminderung der Dämpfung und zur Maximierung der Signalausbreitung eignet, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol. Vorzugsweise ist die dielektrische Schicht eine expandierte Schaumstoffzusammensetzung, wie z. B. ein Polyethylenschaumstoff, beispielsweise ein verschäumtes Niederdruckpolyethylen. Eine massive (unverschäumte) Polyethylenschicht kann auch anstelle des Polyethylenschaumstoffs verwendet werden oder kann um den Polyethylenschaumstoff herum aufgebracht werden. Die dielektrische Schicht 16 ist vorzugsweise von dem Mittelleiter 14 bis zur angrenzenden darüberliegenden Schicht kontinuierlich.
Außer der dielektrischen Schicht 16 kann das Kabel 10 eine dünne Polymerschicht 18 enthalten. Vorzugsweise ist die dünne Polymerschicht 18 eine korrosionshemmende Schicht, die ein Polymermaterial und eine korrosionshemmende Verbindung aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in welcher der Mittelleiter 14 ein Kupferdraht oder ein kupferplattierter Draht ist, ist die Polymerschicht 18 vorzugsweise Hochdruckpolyethylen in Kombination mit einem kleinen Anteil einer Benzotriazolverbindung, wie z. B. Benzotriazol (BTA), Benzotriazolsalze (z. B. Ammoniumbenzotriazol), Mercaptobenzotriazole, Alkylbenzotriazole und dergleichen. Vorzugsweise enthält die Polymerschicht etwa 0,1 bis etwa 1,0 Gew.-% BTA. BTA kann z. B. von PMC Specialties unter der Bezeichnung COBRATEC^® 99 bezogen werden. Alternativ kann die Polymerschicht 18 eine Klebstoffzusammensetzung sein, wie z. B. Ethylen-Acrylsäure-(EAA-), Ethylen-Vinylacetat-(EVA-) oder Ethylen-Methylacrylat-(EMA-)Copolymer oder ein anderer geeigneter Klebstoff.
Wie in 1 dargestellt, ist die dielektrische Schicht 16 dicht von einem Außenleiter 20 umgeben. Der Außenleiter 20 verhindert günstigerweise eine Streuung der Signale, die durch den Mittelleiter 14 übertragen werden, und eine Störung von äußeren Signalen. Der Außenleiter 20 enthält vorzugsweise ein laminiertes Abschirmungsband 22, das sich in Längsrichtung entlang dem Kabel 10 erstreckt. Vorzugsweise wird das Abschirmungsband 22 in Längsrichtung so aufgebracht, daß die Kanten des Abschirmungsbands entweder aneinander anstoßen oder einander Überlappen, um für eine 100%-ige Abschirmungsüberdeckung zu sorgen. Stärker bevorzugt überlappen sich die Längskanten des Abschirmungsbands 22. Das Abschirmungsband 22 enthält mindestens eine leitfähige Schicht, wie z. B. eine dünne Metallfolienschicht. Vorzugsweise ist das Abschirmungsband ein verklebtes Laminatband, das eine Polymerschicht 24 mit Metallschichten 26 und 28 aufweist, die mit gegenüberliegenden Seiten der Polymerschicht verklebt sind. Die Polymerschicht 24 ist vorzugsweise ein Polyolefin (z. B. Polypropylen) oder ein Polyesterfilm. Die Metallschichten 26 und 28 sind dünne Aluminiumfolienschichten. Um das Reißen des Aluminiums beim Biegen zu verhindern, können die Aluminiumfolienschichten 26 und 28 aus einer Aluminiumlegierung geformt werden, die im allgemeinen die gleichen Zug- und Dehnungseigenschaften wie die Polymerschicht 24 aufweist.
Das Abschirmungsband 22 wird vorzugsweise mit der dielektrischen Schicht 16 durch eine dünne Klebstoffschicht 30 verklebt (z. B. mit einer Dicke von weniger als 25,4 μm (1 Mil)). Stärker bevorzugt weist das Abschirmungsband 22 einen Klebstoff auf einer Oberfläche auf, wie z. B. ein Ethylen-Acrylsäure-(EAA-), Ethylen-Vinylacetat-(EVA-) oder Ethylen-Methylacrylat-(EMA-)Copolymer, um die Klebstoffschicht 30 zwischen der dielektrischen Schicht 16 und dem Abschirmungsband bereitzustellen. Alternativ kann jedoch die Klebstoffschicht 30 durch andere geeignete Mittel an der Außenfläche der dielektrischen Schicht 16 gebildet werden. Vorzugsweise ist das Abschirmungsband 22 ein verklebtes Aluminium-Propylen-Aluminum-Laminatband mit einer rückseitigen Klebstoffbeschichtung aus EAA-Copolymer.
Wie in 1 dargestellt, weist der Außenleiter 20 vorzugsweise ferner ein Geflecht 40 auf, welches das Abschirmungsband 22 umgibt und durch Verflechten einer ersten Anzahl von langgestreckten Aluminiumdrähten 42 und einer zweiten Anzahl von langgestreckten Aluminiumdrähten 44 geformt wird. Vorzugsweise werden für das Geflecht 40 Aluminiumflechtdrähte von 34 AWG (Durchmesser 0,16 mm) verwendet. Das Geflecht 40 bedeckt vorzugsweise einen wesentlichen Anteil des Abschirmungsbands 22, z. B. mehr als 40% des Abschirmungsbands, und stärker bevorzugt mehr als 65%, um die Abschirmung des Außenleiters 20 zu verstärken.
Als Alternative zur Bildung eines Geflechts 40 können eine große Anzahl langgestreckter Aluminiumdrähte 46 spiralförmig um das darunterliegende Laminatband 22 herum angeordnet werden, wie in 2 dargestellt. Eine zweite Anzahl langgestreckter Aluminiumlitzendrähte (nicht dargestellt) kann außerdem die Vielzahl von langgestreckten Drähten 46 umgeben, vorzugsweise mit einer zu den langgestreckten Drähten 46 entgegengesetzten Spiralorientierung, z. B. einer Orientierung gegen die Uhrzeigerrichtung, im Gegensatz zur Orientierung in Uhrzeigerrichtung. Ebenso wie die Litzendrähte 42 und 44 sind die langgestreckten Drähte 46 vorzugsweise AWG-Aluminiumlitzendrähte und bedecken vorzugsweise einen wesentlichen Anteil des Abschirmungsbands 22, z. B. mehr als 40% des Abschirmungsbands und stärker bevorzugt mehr als 65%, um die Abschirmung des Außenleiters 20 zu verstärken.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, kann wahlweise ein Kabelmantel 50 den Außenleiter 20 umgeben, um das Kabel weiter gegen Feuchtigkeit und andere Umgebungseinwirkungen zu schützen. Der Mantel 50 besteht vorzugsweise aus einem nichtleitenden thermoplastischen Material, wie z. B. Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyurethan und Kautschuken. Alternativ kann eine raucharme Isolierung verwendet werden, wie z. B. fluoriertes Polymer, wenn das Kabel in Luftkammern installiert werden soll, die Übereinstimmung mit den Anforderungen von UL910 erfordern.
3 zeigt ein korrosionsgeschütztes Kabel 60 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Das korrosionsgeschützte Kabel 60 ist von dem Typ, der typischerweise für Fern- und Verteilerkabel für die Fernübertragung von HF-Signalen verwendet wird, wie z. B. Kabelfernsehsignale, Mobiltelefonsignale, Internet, Daten und dergleichen. Das in 3 dargestellte Kabel ist typischerweise von der Art, die gewöhnlich einen Durchmesser zwischen etwa 0,76 und 3,81 cm (0,3 und etwa 1,5 Zoll) aufweist.
Wie in 3 dargestellt, weist das Koaxialkabel einen Mittelleiter 61 aus einem geeigneten, elektrisch leitenden Material und eine umgebende dielektrische Schicht 62 auf. Der Mittelleiter 61 besteht vorzugsweise aus Kupfer, kupferplattiertem Aluminium, kupferplattiertem Stahl oder Aluminium. Außerdem ist der Mittelleiter 61, wie in 3 dargestellt, typischerweise ein massiver Leiter. Trotzdem kann der Mittelleiter 61 auch eine hohle Röhre sein und kann ferner ein Trägermaterial innerhalb der Röhre aufweisen, wie in dem US-Patent 6800809 beschrieben. In der in 3 veranschaulichten Ausführungsform ist nur ein einziger Mittelleiter 61 dargestellt, da dies die häufigste Anordnung für Koaxialkabel von dem Typ ist, der zur Übertragung von HF-Signalen eingesetzt wird. Fachleute werden jedoch erkennen, daß die vorliegende Erfindung auch auf Koaxialkabel mit mehr als einem Leiter in der Mitte des Kabels 60 anwendbar ist.
Der Mittelleiter 61 ist von einer dielektrischen Schicht 62 umgeben. Die dielektrische Schicht 62 ist ein verlustarmes Dielektrikum, das aus einem geeigneten Kunststoff besteht, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol. Um die Masse des Dielektrikums pro Längeneinheit und damit die Dielektrizitätskonstante zu verringern, ist das dielektrische Material vorzugsweise eine expandierte Schaumstoffzusammensetzung, und besonders bevorzugt wird eine geschlossenzellige Schaumstoffzusammensetzung wegen ihres Widerstands gegen Feuchtigkeitsdurchgang. Die dielektrische Schicht 62 ist vorzugsweise eine durchgehende zylinderförmige Wand aus expandiertem dielektrischem Schaumstoffmaterial und ist stärker bevorzugt ein Polyethylenschaumstoff, z. B. Niederdruckpolyethylen. Wie oben in Bezug auf die 1 und 2 diskutiert, kann das Kabel 60 außer der dielektrischen Schicht 62 eine dünne Polymerschicht 63 enthalten. Vorzugsweise ist die dünne Polymerschicht 63 eine korrosionshemmende Schicht, die ein Polymermaterial und eine korrosionshemmende Verbindung aufweist, aber diese Schicht kann alternativ auch eine Klebstoffzusammensetzung sein.
Die erfindungsgemäße dielektrische Schicht 62 besteht zwar im allgemeinen aus einem Schaumstoffmaterial mit einer im allgemeinen einheitlichen Dichte, aber die dielektrische Schicht 62 kann auch einen Dichtegradienten oder eine abgestufte Dichte aufweisen, so daß die Dichte des Dielektrikums in radialer Richtung vom Mittelleiter 61 zur Außenfläche der dielektrischen Schicht hin zunimmt, entweder kontinuierlich oder stufenweise. Zum Beispiel kann ein Schaumstoff-Massiv-Laminat-Dielektrikum verwendet werden, wobei das Dielektrikum 62 eine dielektrische Schicht aus Schaumstoff von niedriger Dichte aufweist, die von einer massiven dielektrischen Schicht umgeben ist. Diese Konstruktionen können verwendet werden, um die Druckfestigkeit und die Biegeeigenschaften des Kabels zu verbessern und geringere Dichten von nur 0,10 g/cm³ entlang dem Mittelleiter 61 zuzulassen. Die niedrigere Dichte des Schaumstoffdielektrikums 62 entlang dem Mittelleiter 61 erhöht die Ausbreitungsgeschwindigkeit des HF-Signals und vermindert die Signaldämpfung.
Die dielektrische Schicht 62 ist dicht von einem Außenleiter 64 umgeben. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist der Außenleiter 64 ein röhrenförmiger Aluminiummantel. Der Außenleiter 64 ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß er sowohl mechanisch als auch elektrische kontinuierlich bzw. zusammenhängend ist, um zu ermöglichen, daß der Außenleiter 64 das Kabel gegen äußere Einflüsse mechanisch und elektrisch abschließt, sowie um die Streuung von HF-Strahlung zu verhindern. Alternativ kann der Außenleiter 64 perforiert sein, um eine kontrollierte Streuung von HF-Energie für bestimmte spezialisierte Strahlungskabelanwendungen zu ermöglichen. Der Außenleiter 64 ist vorzugsweise ein dünnwandiger Aluminiummantel mit einer Wanddicke, die so ausgewählt ist, daß ein T/D-Verhältnis (Verhältnis der Wanddicke zum Außendurchmesser) von weniger als 2,5 Prozent und vorzugsweise von weniger als 1,6 Prozent aufrechterhalten wird. Der Außenleiter 64 kann zwar gerippt sein, ist aber vorzugsweise glattwandig. Die glattwandige Konstruktion optimiert die Geometrie des Kabels, um den Kontaktwiderstand und die Veränderlichkeit des Kabels beim Anschluß zu reduzieren und eine Signalstreuung am Kabelverbinder zu beseitigen.
Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform besteht der Außenleiter 64 vorzugsweise aus einem Aluminiumband, das zu einer röhrenförmigen Konfiguration mit aneinanderstoßenden gegenüberliegenden Seitenkanten geformt wird, wobei die aneinanderstoßenden Kanten durchgehend durch eine kontinuierliche Längsschweißnaht verbunden sind, die bei 65 angedeutet ist. Die Herstellung des Außenleiters 64 durch Längsschweißen ist zwar für diese Ausführungsform als bevorzugt dargestellt worden, aber der Fachmann wird erkennen, daß auch andere Verfahren zur Herstellung eines mechanisch und elektrisch kontinuierlichen dünnwandigen röhrenförmigen Kupfermantels angewandt werden könnten, wie z. B. die Überlappung der Längskanten des Aluminiumbands.
Die Innenfläche des Außenleiters 64 ist vorzugsweise über ihre gesamte Länge und ihren gesamten Umfang durch eine dünne Klebstoffschicht 66 (z. B. mit einer Dicke von weniger als 25,4 um (1 Mil)) durchgehend mit der Außenfläche der dielektrischen Schicht 62 verklebt, wobei die oben diskutierten Klebstoffe verwendet werden.
Wie in 3 dargestellt, kann wahlweise ein Schutzmantel 68 enthalten sein, um den Außenleiter 64 zu umgeben. Geeignete Zusammensetzungen für den äußeren Schutzmantel 68 sind unter anderem thermoplastische Beschichtungsmaterialien, wie z. B. die oben diskutierten. Der in 3 dargestellte Mantel 68 besteht zwar aus nur einer Materialschicht, aber es können auch mehrere laminierte Mantelschichten verwendet werden, um die Zähigkeit, Ablösbarkeit, Brandfestigkeit, die Verringerung der Rauchentwicklung, Ultraviolett- und Witterungsbeständigkeit, Schutz gegen Nagetierverbiß, Festigkeit, Chemikalienbeständigkeit und/oder Durchdrückfestigkeit zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird mindestens ein äußerer Abschnitt des Außenleiters 20 (1 und 2) und des Außenleiters 64 (3) mit einer korrosionshemmenden Beschichtung überzogen. Die korrosionshemmende Beschichtung wird in einer Menge, die zum Schutz des Außenleiters gegen Feuchtigkeit und zur Verhinderung der Korrosion des Außenleiters ausreichend ist, auf den Außenleiter aufgetragen. Vorzugsweise wird die korrosionshemmende Beschichtung mindestens auf einen wesentlichen Teil der Außenfläche des Außenleiters aufgetragen, um z. B. eine Oberflächenbedeckung von 95% oder mehr des äußeren Abschnitts des Außenleiters zu bilden. Die korrosionshemmende Beschichtung weist eine korrosionshemmende Verbindung auf und wird durch Erhitzen der weiter unten diskutierten korrosionshemmenden Zusammensetzung ausgebildet. Außerdem kann die korrosionshemmende Schicht einen Restanteil eines Öldispersionsmittels und/oder einen Restanteil eines Stabilisators enthalten. Zum Beispiel enthält die korrosionshemmende Beschichtung vorzugsweise weniger als 5 Gew.-% des Öls und weniger als 5 Gew.-% des Stabilisators, stärker bevorzugt weniger als 2 Gew.-% jeder dieser Komponenten.
Die erfindungsgemäße korrosionshemmende Zusammensetzung enthält eine in Öl dispergierte korrosionshemmende Verbindung und einen Stabilisator zur Aufrechterhaltung der Dispersion. Die korrosionshemmende Verbindung ist typischerweise eine öllösliche, wasserunlösliche Verbindung und kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Petroleumsulfonaten, Benzotriazolen, Alkylbenzotriazolen, Benzimidazolen, Guanidinobenzimidazolen, Phenylbenzimidazolen, Tolyltriazolen, Mercaptotriazolen, Mercaptobenzotriazolen und deren Salzen besteht. Vorzugsweise ist die korrosionshemmende Verbindung ein Petroleumsulfonatsalz. Die erfindungsgemäßen Petroleumsulfonatsalze werden vorzugsweise durch teilweises Oxidieren einer aliphatischen Petroleumfraktion zur Erzeugung von sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffen hergestellt. Die sauerstoffhaltigen Kohlenwasserstoffe werden dann mit Calcium neutralisiert und mit einer kleinen Menge Natriumpetroleumsulfonat und einem hydrobehandelten schweren Naphthenpetroleumdestillat vermischt, um die Handhabung zu erleichtern. Alternativ können die Petroleumsulfonatsalze durch andere bekannte Verfahren hergestellt werden, wie z. B. Reaktion von Schwefelsäure und Petroleumdestillaten zur Erzeugung von Olefinsulfonsäuren, Neutralisieren der Olefinsulfonsäuren mit einem Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid oder Ammoniumhydroxid, Entfernen der Sulfonate aus dem Öl durch geeignete Extraktionsmittel und dann weitere Konzentration und Reinigung der Petroleumsulfonatsalze. Die Petroleumsulfonatsalze sind typischerweise Calcium-, Barium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze oder Gemische davon. Vorzugsweise sind die Petroleumsulfonatsalze Calciumsalze, entweder allein oder in Kombination mit Barium- und/oder Natriumsalzen. Die Petroleumsulfonatsalze haben vorzugsweise ein Molekulargewicht von mehr als etwa 400. In den bevorzugten Zusammensetzungen, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, weisen die Petroleumsulfonatsalze eine Aktivität von mehr als 0 bis etwa 25% auf, bezogen auf das Calciumsalz. Typischerweise enthält die korrosionshemmende Zusammensetzung etwa 5 bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 30 Gew.-% der korrosionshemmenden Verbindung (z. B. des Petroleumsulfonatsalzes).
Die korrosionshemmende Verbindung wird gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Öl dispergiert. Vorzugsweise ist das Öl ein Paraffinöl, wie z. B. ein Mineralöl. Das Paraffinöl enthält langkettige aliphatische Komponenten und hat vorzugsweise ein niedriges Molekulargewicht von weniger als etwa 600, starker bevorzugt von weniger als etwa 500 (z. B. von etwa 400 bis etwa 500). Außerdem kann das Öl einen kleinen Anteil eines hydrobehandelten schweren Naphthenpetroleumdestillats enthalten, da diese Destillate oft verwendet werden, um die Handhabung der korrosionshemmenden Verbindung zu erleichtern. Das Öl ist in der korrosionshemmenden Zusammensetzung in einem Anteil von etwa 50 bis etwa 90 Gew.-%, stärker bevorzugt von etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% enthalten.
Die korrosionshemmende Zusammensetzung enthält ferner einen Stabilisator, um die Dispersion zwischen der korrosionshemmenden Verbindung und dem Öl aufrechtzuerhalten. Insbesondere ist der Stabilisator aus der Gruppe ausgewählt, die aus Glycolethern auf Propylenbasis, Glycoletheracetaten auf Propylenbasis, Glycolethern auf Ethylenbasis und Glycoletheracetaten auf Ethylenbasis besteht. Ms Stabilisatoren in der vorliegenden Erfindung können z. B. Dipropylenglycolmethyletheracetat, Propylenglycolmethylether, Dipropylenglycolmethylether, Tripropylenglycolmethylether, Propylenglycol-t-butylether, Propylenglycolmethyletheracetat, Ethylenglycolmethylether, Ethylenglycolethylether, Ethylenglycolbutylether, Diethylenglycolmethylether, Diethylenglycolethylether, Diethylenglycolbutylether, Ethylenglycolethyletheracetat, Ethylenglycolbutyletheracetat, Diethylenglycolethyletheracetat, Diethylenglycolbutyletheracetat und Gemische davon verwendet werden. Vorzugsweise ist der Stabilisator zur Verwendung bei der Erfindung ein Dipropylenglycoletheracetat, und stärker bevorzugt Dipropylenglycolmethyletheracetat. Die korrosionshemmende Zusammensetzung enthält vorzugsweise etwa 1 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-% des Stabilisators, stärker bevorzugt etwa 3 bis etwa 8 Gew.-% des Stabilisators.
Es ist festgestellt worden, daß die oben erwähnten Stabilisatoren in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besonders gut verwendbar sind, um zu verhindern, daß die korrosionshemmenden Verbindungen, und besonders die Petroleumsulfonatsalze, aus dem Öl abgeschieden werden. Konkret ermöglichen die Stabilisatoren die Verwendung größerer Anteile der korrosionshemmenden Verbindungen (etwa 15 Gew.-% oder mehr) in den korrosionshemmenden Zusammensetzungen ohne Abscheidung der korrosionshemmenden Verbindungen.
Für die Verwendung bei den erfindungsgemäßen Kabeln hat die korrosionshemmende Zusammensetzung vorzugsweise eine Viskosität von etwa 7 bis 100 mm²s^–1 (50 bis etwa 450 SSU) bei 38°C (100°F). Eine besonders bevorzugte Zusammensetzung zur Verwendung bei den erfindungsgemäßen Kabeln ist eine Kombination aus einem Calciumpetroleumsulfonat, Mineralöl und einem Dipropylenglycolmethyletheracetat-Stabilisator. Diese Zusammensetzung ist im Handel erhältlich, z. B. als Anti Corrosion Lube 310 von ArroChem Inc., Mount Holly; North Carolina, mit einem Flammpunkt > 200°C, einem spezifischen Gewicht von 0,8393, einer Viskosität von 63 bis 68 mm²s^–1 (290 bis 310 SSU) bei 38°C (100°F) und einer Aktivität von 10%, bezogen auf das Calciumsalz.
4 veranschaulicht ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Koaxialkabels 10. Wie in 4 dargestellt, wird der Mittelleiter 14 von einer Trommel 70 auf einem vorgegebenen Transportweg (von links nach rechts in 4) zugestellt. Um ein Koaxialkabel mit einem durchgehenden Mittelleiter 14 herzustellen, wird die Endkante des Mittelleiters von einer Trommel mit der Anfangskante des Mittelleiters von einer nachfolgenden Trommel verbunden und zusammengeschweißt. Beim Formen eines durchgehenden Kabels ist es wichtig, die Mittelleiter von verschiedenen Trommeln zu verschweißen, ohne die Oberflächeneigenschaften und daher die elektrischen Eigenschaften des Mittelleiters 14 zu beeinträchtigen.
Während sich der Mittelleiter 14 vorwärts bewegt, bringt eine geeignete Vorrichtung 72, wie z. B. eine Extrudervorrichtung oder eine Spritzvorrichtung, die dünne Polymerschicht 18 auf. Der beschichtete Mittelleiter bewegt sich dann weiter vorwärts zu einer Extrudervorrichtung 74, die eine Polymerschmelzen-Zusammensetzung rund um den Mittelleiter 14 und die Polymerschicht 18 aufträgt. Wie oben beschrieben, ist die Polymerschmelzen-Zusammensetzung vorzugsweise eine verschäumbare Polyethylen-Zusammensetzung. Wenn der beschichtete Mittelleiter die Extrudervorrichtung 74 verläßt, expandiert die Polymerschmelzen-Zusammensetzung, um die dielektrische Schicht 16 zu bilden. Der Mittelleiter 14, die Polymerschicht 18 und die dielektrische Schicht 16 bilden den Kabelkern 76 des Kabels 10. Wenn der Kabelkern 76 die Extrudervorrichtung 74 verläßt und richtig abgekühlt wird, kann er dann kontinuierlich durch den in 4 dargestellten Prozeß transportiert oder vor dem weiteren Transport durch den Prozeß auf einer Trommel aufgewickelt werden.
Wie in 4 dargestellt, wird bei der Vorwärtsbewegung des Kabelkerns 76 ein Abschirmungsband 22 von einer Trommel 78 zugeführt und in Längsrichtung oder "zigarettenpapierartig" um den Kabelkern gewickelt, um eine elektrisch leitfähige Abschirmung zu bilden. Wie oben erwähnt, ist das Abschirmungsband 22 ein verklebtes Aluminium-Polymer-Aluminium-Laminatband mit einem Klebstoff auf einer Oberfläche. Das Abschirmungsband 22 wird so aufgebracht, daß die Klebstoffoberfläche angrenzend an den darunterliegenden Kabelkern 76 angeordnet ist. Wenn das Abschirmungsband 22 nicht bereits eine Klebstoffschicht aufweist, kann eine Klebstoffschicht durch geeignete Mittel aufgetragen werden, wie z. B. durch Extrusion vor dem Aufwickeln des Abschirmungsbandes in Längsrichtung um den Kabelkern 76. Eine oder mehrere Führungsrollen 80 lenken das Abschirmungsband 22 um den Kabelkern 76 herum, wobei sich die Längskanten des Abschirmungsbands vorzugsweise überlappen, um eine leitfähige Abschirmung mit 100%-iger Abschirmungsbedeckung des Kabelkerns zu bilden.
Wenn das Abschirmungsband 22 um den Kabelkern 76 herum aufgebracht wird, kann die erfindungsgemäße korrosionshemmende Zusammensetzung wahlweise durch geeignete Mittel auf die Außenfläche des Abschirmungsbands aufgebracht werden, wie z. B. durch Verwendung eines Filzes 81 zum Aufstreichen der Zusammensetzung auf die Außenfläche. Alternativ können andere Mittel angewandt werden, wie z. B. Extrudieren oder Aufsprühen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Außenfläche des Abschirmungsbands, oder Eintauchen des Kabels in die Zusammensetzung. Wie weiter unten für das Kabel 10 beschrieben, wird die erfindungsgemäße korrosionshemmende Zusammensetzung vorzugsweise auf die umgebenden geflochtenen oder spiralförmig zugestellten Drähte aufgebracht, und das Abschirmungsband 22 wird mit einer korrosionshemmenden Zusammensetzung vorbeschichtet. Abschirmungsbänder, die mit korrosionshemmenden Zusammensetzungen vorbeschichtet sind und sich zur Verwendung bei der Erfindung eignen, sind z. B. von Facile Holdings, Inc., Paterson, NU, beziehbar.
Wie oben erwähnt, wird bei der in 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Umflechtung 40 um das Abschirmungsband 22 herum ausgebildet und bildet in Kombination mit dem Abschirmungsband den Außenleiter 20 des Kabels 10. Wie in 4 schematisch dargestellt, wird die Umflechtung 40 durch Zuführung einer ersten Anzahl von Aluminiumdrähten 42 und einer zweiten Anzahl von Aluminiumdrähten 44 von mehreren Spulen 82 und Flechten der Drähte zur Bildung der Umflechtung geformt. Vorzugsweise werden die Flechtdrähte 42 und 44 vor dem Flechten mit der erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Zusammensetzung beschichtet. Vorteilhafterweise wirkt die korrosionshemmende Verbindung auch als Gleitmittel und unterstützt auf dieses Weise das Flechten der Drähte. Die erfindungsgemäße korrosionshemmende Zusammensetzung kann entweder beim Drahtziehen, Spulen oder Flechten auf die Flechtdrähte 42 und 44 aufgetragen werden, z. B. durch Aufstreichen der Zusammensetzung auf die Oberfläche der Flechtdrähte. Beispielsweise können Filze 84 benutzt werden, um die korrosionshemmende Zusammensetzung auf die Außenfläche der Flechtdrähte 42 und 44 aufzustreichen. Alternativ kann die korrosionshemmende Zusammensetzung durch Besprühen der Flechtdrähte 42 und 44 oder durch Eintauchen der Flechtdrähte in die Zusammensetzung vor dem Flechten, durch Bestreichen oder Besprühen des Geflechts mit der Zusammensetzung nach seiner Ausbildung oder durch Eintauchen des umflochtenen Kabels in die Zusammensetzung nach der Ausbildung der Umflechtung aufgebracht werden.
Als Alternative zu der Ausführungsform von 1 können anstelle der Ausbildung eines Geflechts eine Vielzahl von langgestreckten Aluminiumdrähten 46 spiralförmig um das Abschirmungsband 22 herum angeordnet oder "zugestellt" werden, wie in 2 dargestellt. In dieser Ausführungsform werden die von den Spulen 82 abgezogenen langgestreckten Drähte 46 nicht zu einem Geflecht verflochten, sondern werden statt dessen spiralförmig um das Abschirmungsband 22 herumgewickelt. Die langgestreckten Drähte 46 werden vorzugsweise auf die gleiche Weise wie die oben beschriebenen Flechtdrähte 42 und 44 mit der korrosionshemmenden Zusammensetzung beschichtet, indem die Zusammensetzung z. B. mit den Filzen 81 auf die Drähte aufgestrichen wird oder durch die anderen oben beschriebenen Mittel aufgebracht werden kann. Obwohl in 4 nicht dargestellt, kann eine zusätzliche Spulengruppe verwendet werden, um eine zweite Anzahl von langgestreckten Drähten um die erste Anzahl langgestreckter Litzendrähte 46 herum aufzubringen, vorzugsweise mit einer Spiralorientierung, die derjenigen der ersten Gruppe von langgestreckten Litzendrähten entgegengesetzt ist, und kann mit der korrosionshemmenden Zusammensetzung beschichtet werden.
Sobald die Umflechtung 40 um das Abschirmungsband 22 herum ausgebildet ist oder die langgestreckten Drähte 46 spiralförmig um das Abschirmungsband 22 gewickelt sind, um den Außenleiter 20 zu bilden, kann das Kabel zu einer Extrudervorrichtung 86 transportiert werden, und eine Polymerschmelze kann bei erhöhter Temperatur (z. B. höher als 121°C (250°F)) um die langgestreckten Stränge herum extrudiert werden, um den Kabelmantel 50 zu formen. Die Hitze der Polymerschmelze aktiviert den Klebstoff zwischen dem Laminatband 30, um eine Verklebung zwischen dem Laminatband und dem darunterliegenden Dielektrikum 16 zu bilden. Außerdem bewirkt die Hitze der Polymerschmelze, daß das Öl und das Dispersionsmittel in der korrosionshemmenden Zusammensetzung verdampfen und die korrosionshemmende Zusammensetzung auf der Oberfläche des Außenleiters 20 zurücklassen. Den Kabelmantel 50 kann man dann abkühlen lassen, und das fertiggestellte Kabel 10 kann auf einer Trommel 88 zur Lagerung und zum Versand aufgewickelt werden.
Obwohl vorzugsweise ein Mantel aufgebracht wird, wie oben diskutiert, kann das Kabel auch erhitzt werden, um das Öl und das Dispersionsmittel in der korrosionshemmenden Zusammensetzung zu verdampfen, ohne einen Mantel auf das Kabel aufzubringen. Außerdem kann, obwohl dies weniger bevorzugt wird, die korrosionshemmende Zusammensetzung ohne Erhitzen des Kabels auf dem Kabel belassen werden.
Die 5A und 5B veranschaulichen eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kabels, die Kabeln wie z. B. dem in 3 dargestellten Kabel 60 entspricht. Wie in 5A dargestellt, wird der Mittelleiter 61 von einer geeigneten Zufuhrquelle, wie z. B. einer Trommel 90, zugeführt. Wie oben erwähnt, wird zur Bereitstellung eines Koaxialkabels mit einem kontinuierlichen bzw. durchgehenden Mittelleiter 14 die Endkante des Mittelleiters von einer Trommel mit der Anfangskante des Mittelleiters von einer nachfolgenden Trommel verbunden und zusammengeschweißt, vorzugsweise ohne die Oberflächeneigenschaften und daher die elektrischen Eigenschaften des Mittelleiters zu beeinträchtigen.
Der Mittelleiter 61 wird dann vorzugsweise zu einer Extrudervorrichtung 98 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung transportiert, in der er mit einem Polymermaterial beschichtet wird, um die dünne Polymerschicht 63 zu formen. Der beschichtete Mittelleiter 61 wird dann zu einer Extrudervorrichtung 100 transportiert, die kontinuierlich eine verschäumbare Polymerzusammensetzung konzentrisch um den beschichteten Mittelleiter herum aufbringt. Vorzugsweise werden Niederdruckpolyethylen und Hochdruckpolyethylen mit Nukleierungsmitteln in der Extrudervorrichtung 100 kombiniert, um die Polymerschmelze zu bilden. Nach dem Austritt aus dem Extruder 100 schäumt die verschäumbare Polymerzusammensetzung auf und expandiert, um eine dielektrische Schicht 62 um den Mittelleiter 61 herum zu bilden.
Zusätzlich zu der verschäumbaren Polymerzusammensetzung wird vorzugsweise eine Ethylen-Acrylsäure-(EAA-)Klebstoffzusammensetzung oder eine andere geeignete Zusammensetzung mit der verschäumbaren Polymerzusammensetzung um den Mitteileiter herum koextrudiert, um die Klebstoffschicht 66 zu bilden. Die Extrudervorrichtung 100 extrudiert kontinuierlich die Klebstoffzusammensetzung konzentrisch um die Polymerschmelze herum, um einen klebstoffbeschichteten Kern 102 zu bilden. Die Koextrusion der Klebstoffzusammensetzung mit der verschäumbaren Polymerzusammensetzung wird zwar bevorzugt, aber es können auch andere geeignete Verfahren, wie z. B. Sprühen, Tauchen oder Extrusion in einer getrennten Vorrichtung, angewandt werden, um die Klebstoffschicht 66 auf die dielektrische Schicht 62 aufzubringen und den klebstoffbeschichteten Kern 102 zu formen.
Zur Erzeugung niedriger Dichten des Schaumstoffdielektrikums entlang dem Mittelleiter 61 des Kabels 60 kann das oben beschriebene Verfahren geändert werden, um ein Dielektrikum mit Dichtegradient oder abgestufter Dichte bereitzustellen. Für ein mehrschichtiges Dielektrikum, das eine innere Schaumstoffschicht von niedriger Dichte und eine äußere Schaumstoffschicht von hoher Dichte oder eine massive äußere Schicht aufweist, können z. B. die Polymerzusammensetzungen, welche die Schichten des Dielektrikums bilden, zusammen koextrudiert werden und können ferner mit der Klebstoffzusammensetzung koextrudiert werden, welche die Klebstoffschicht 66 bildet. Alternativ können die Schichten des Dielektrikums getrennt mit aufeinanderfolgenden Extrudervorrichtungen extrudiert werden. Es können auch andere geeignete Verfahren angewandt werden. Zum Beispiel kann die Temperatur des Innenleiters 61 erhöht werden, um die Zellen entlang dem Innenleiter zu vergrößern und daher ihre Dichte zu verringern, um ein Dielektrikum mit einer in Radialrichtung ansteigenden Dichte zu formen.
Nach dem Austritt aus der Extrudervorrichtung 100 wird der klebstoffbeschichtete Kern 102 vorzugsweise abgekühlt und dann auf einen geeigneten Behälter, wie z. B. eine Trommel 110, aufgenommen, bevor er zu dem in 5 dargestellten Herstellungsprozeß transportiert wird. Alternativ kann der klebstoffbeschichtete Kern 102 kontinuierlich zu dem Fertigungsprozeß gemäß 5B transportiert werden, ohne auf einer Trommel 110 aufgenommen zu werden.
Wie in 5B dargestellt, kann der klebstoffbeschichtete Kern 102 von der Trommel 110 abgezogen und weiterverarbeitet werden, um das Koaxialkabel 60 zu formen. Ein schmales, aus Aluminium bestehendes, langgestrecktes Band S aus einer geeigneten Zufuhrquelle, wie z. B. der Trommel 114, wird durch Führungsrollen 116 um den vorrückenden Kern 102 herumgeführt und in eine im allgemeinen zylindrische Form gebogen, um den Kern locker zu umschließen und einen röhrenförmigen Mantel 64 zu formen. Einander gegenüberliegende Längskanten des Bands S können dann auf Stoß angeordnet werden, und das Band kann durch eine Schweißvorrichtung 118 transportiert werden, die eine Längsschweißnaht 65 ausbildet, indem sie die aneinanderstoßenden Kanten des Bands S verbindet, um einen elektrisch und mechanisch kontinuierlichen Mantel 64 zu formen, der den Kern 102 locker umgibt. Alternativ kann das Band S so angeordnet werden, daß sich die gegenüberliegenden Längskanten des Bands S überlappen, um den elektrisch und mechanisch kontinuierlichen Mantel 64 zu formen.
Sobald der Mantel 64 in Längsrichtung verschweißt ist, kann der Mantel 64 in eine ovale Konfiguration gebracht werden, und der Schweißgrat kann von dem Mantel abgeflämmt werden, wie in US-Patent Nr. 5959245 dargelegt, besonders wenn dünnwandige Mantel geformt werden. Alternativ, oder nach dem Abklemmvorgang, können sich der Kern 102 und der umgebende Mantel 64 direkt durch mindestens ein Senkwerkzeug 120 vorwärts bewegen, das den Mantel auf den Kern 102 ansenkt, wodurch eine Verdichtung des Dielektrikums 16 verursacht wird. Auf die Oberfläche des Mantels 64 wird bei seinem Transport durch das Senkwerkzeug 120 vorzugsweise ein Gleitmittel aufgebracht. Das Kabel bewegt sich dann vorwärts von dem Senkwerkzeug 120 zu einer geeigneten Vorrichtung zum Aufbringen der erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Außenfläche des Mantels 64. Vorzugsweise wird die korrosionshemmende Zusammensetzung auf den Mantel 64 aufgebracht, indem die Zusammensetzung auf den Mantel aufgestrichen wird, z. B. mit dem Filz 122, wie in 5B dargestellt. Alternativ können andere Mittel angewandt werden, wie z. B. Extrudieren oder Aufsprühen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Außenfläche des Außenmantels 64 oder Eintauchen des so gebildeten Kabels 60 in die Zusammensetzung.
Sobald die korrosionshemmende Zusammensetzung auf den Mantel 64 aufgebracht ist, kann das Kabel wahlweise zu einer Extrudervorrichtung 124 transportiert werden, und eine Polymerschmelze kann konzentrisch um den Mantel herum extrudiert werden, um einen Polymerschutzmantel 68 herzustellen. Wenn zur Bildung des Mantels 68 mehrere Polymerschichten verwendet werden, können die Polymerzusammensetzungen, welche die mehreren Schichten bilden, zusammen und einander umgebend koextrudiert werden, um den Schutzmantel zu formen. Außerdem kann ein längsgerichtetes Markierungsband aus einer Polymerzusammensetzung, die in der Farbe mit dem Schutzmantel 68 kontrastiert, zu Markierungszwecken mit der Polymerzusammensetzung, die den Mantel bildet, koextrudiert werden.
Die Hitze der Polymerschmelze, die den Mantel 68 erzeugt, aktiviert die Klebstoffschicht 66 zwischen dem Mantel 64 und der dielektrischen Schicht 62, um eine Verklebung zwischen dem Mantel und der dielektrischen Schicht herzustellen. Außerdem führt die Hitze der Polymerzusammensetzung zum Verdampfen des Öls und des Dispersionsmittels in der korrosionshemmenden Zusammensetzung und läßt die korrosionshemmende Zusammensetzung auf der Oberfläche des Außenleiters 20 zurück. Sobald der Schutzmantel 68 aufgebracht worden ist, wird das Koaxialkabel anschließend abgekühlt, um den Mantel zu härten. Wie oben diskutiert, kann jedoch das Kabel ohne Aufbringen eines Mantels erhitzt werden oder, weniger bevorzugt, ohne Erhitzen weiterlaufen. Das so erzeugte Kabel kann dann auf einem geeigneten Behälter, wie z. B. einer Trommel 126, zur Lagerung und zum Versand aufgenommen werden.
Im Gegensatz zu den Vergußmassen und Nässeschutzmassen nach dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße korrosionshemmende Beschichtung keinen fettigen oder klebrigen Griff oder keine fettige oder klebrige Textur in dem fertigen Kabel auf. Insbesondere verdampfen das Öl und der Stabilisator im allgemeinen nach dem Erhitzen des Kabels (z. B. durch das Aufbringen des Kabelmantels) weitgehend auf die gleiche Weise, wie das beim Umflechten verwendete Schmieröl verdampft, wenn es erhitzt wird, so daß der Außenleiter, wenn überhaupt, nur einen Restanteil des Öls und/oder des Stabilisators enthält. Als Ergebnis weist der Außenleiter des fertigen Kabels im allgemeinen nicht den öligen Griff auf, den die korrosionshemmende Zusammensetzung zum Zeitpunkt des Aufbringens hat. Im Gegensatz zu korrosionshemmenden Beschichtungen nach dem Stand der Technik stört daher die erfindungsgemäße korrosionshemmende Beschichtung nicht die Installation oder den Leitungsanschluß des Kabels. Wie der Fachmann erkennen wird, ist dies ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung und bietet einen realen Vorteil gegenüber korrosionshemmenden Verbindungen nach dem Stand der Technik. Wie der Fachmann erkennen wird, kann in Konstruktionen, die keine Kabelmäntel verwenden, das Kabel in einem getrennten Verfahrensschritt erhitzt werden, um das Öl zu verdampfen und die erfindungsgemäßen korrosionsgeschützten Kabel zu liefern.
Es hat sich gezeigt, daß die erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Zusammensetzungen bei Außenleitern, die aus Aluminium bestehen, besonders gut verwendbar sind. Konkret ist in Bezug auf Aluminiumaußenleiter festgestellt worden, daß die korrosionshemmende Verbindung eine Verklebung mit dem Aluminium erzeugt, so daß sie gut auf der Oberfläche des Außenleiters gehalten wird.
Die erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Zusammensetzungen bieten hervorragenden Schutz für den Außenleiter des Kabels und das Kabel als Ganzes. Obwohl die vorliegende Erfindung oben für die Verwendung bei Hausanschlußkabel und Fern- und Verteilerkabel beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere kann die korrosionshemmende Zusammensetzung bei jedem Kabeltyp angewandt werden, wo eine Einschränkung der Korrosion an Leitern in dem Kabel wichtig ist. Außerdem sind die korrosionshemmenden Zusammensetzungen zwar für die Verwendung bei dem Außenleiter von Koaxialkabeln beschrieben worden, aber der Fachmann wird erkennen, daß sie auch auf die Innenleiter aufgebracht werden könnten oder bei Metallen in anderen Anwendungstypen eingesetzt werden könnten, um Korrosionsschutz zu bieten.
Es versteht sich, daß beim Durchlesen der obigen Beschreibung der vorliegenden Erfindung und bei der Durchsicht der beigefügten Zeichnungen ein Fachmann Änderungen und Abweichungen davon vornehmen könnte. Diese Änderungen und Abweichungen sind im Umfang der nachstehend beigefügten Ansprüche enthalten.

Claims

Koaxialkabel (10, 60), das aufweist: einen langgestreckten Mittelleiter (14, 61); eine den Mittelleiter (14, 61) umgebende dielektrische Schicht (16, 62); einen die dielektrische Schicht umgebenden Außenleiter (20, 64), wobei der Außenleiter aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gebildet wird; und eine korrosionshemmende Zusammensetzung zumindest auf einem äußeren Abschnitt des Außenleiters, dadurch gekennzeichnet, daß die korrosionshemmende Zusammensetzung eine wasserunlösliche korrosionshemmende Verbindung, die in einem Öl dispergiert ist, und einen Stabilisator aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Glycolethern auf Propylenbasis, Glycoletheracetaten auf Propylenbasis, Glycolethern auf Ethylenbasis und Glycoletheracetaten auf Ethylenbasis besteht.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 1, wobei die wasserunlösliche korrosionshemmende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Petroleumsulfonaten, Benzotriazolen, Alkylbenzotriazolen, Benzimidazolen, Guanidinobenzimidazolen, Phenylbenzimidazolen, Tolyltriazolen, Mercaptotriazolen, Mercaptobenzotriaziolen und Salzen davon besteht.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die korrosionshemmende Verbindung ein Petroleumsulfonatsalz ist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 3, wobei das Petroleumsulfonatsalz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Calcium-, Barium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalzen und deren Gemischen besteht.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 3, wobei das Petroleumsulfonatsalz ein Calciumsalz aufweist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 5, wobei das Petroleumsulfonatsalz eine Aktivität von mehr als 0 bis etwa 25% aufweist, bezogen auf das Calciumsalz.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 5, wobei das Petroleumsulfonatsalz ferner ein Salz aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Barium- und Natriumsalzen besteht.
Koaxialkabel (10, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ferner eine korrosionshemmende Schicht (18, 63) zwischen dem Mittelleiter (14, 61) und der dielektrischen Schicht (16, 62) aufweist, die eine Benzotriazolverbindung und eine polymere Verbindung aufweist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 8, wobei die Benzotriazolverbindung Benzotriazol ist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 8, wobei die polymere Verbindung Hochdruckpolyethylenschaumstoff ist.
Koaxialkabel (10, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Außenleiter (20) ein verklebtes Aluminium-Polymer-Aluminium-Laminatband (22) enthält, das sich in Längsrichtung des Kabels erstreckt.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 11, wobei das Laminatband (22) überlappende Längskanten aufweist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 11, wobei die korrosionshemmende Beschichtung (18) auf eine Außenfläche des Laminatbands (22) aufgebracht ist.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 11, wobei der Außenleiter (20) ferner eine Umflechtung (40) aufweist, die das Laminatband (22) umgibt und aus Drähten (42) besteht, die mit der korrosionshemmenden Beschichtung überzogen sind.
Koaxialkabel (10, 60) nach Anspruch 11, das ferner mehrere Drähte aufweist, die spiralförmig um das Laminatband (22) angeordnet und mit der korrosionshemmenden Beschichtung überzogen sind.
Koaxialkabel (10, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Außenleiter (20, 64) einen längsgeschweißten Mantel (64) aufweist und die korrosionshemmende Schicht auf eine Außenfläche des Mantels (64) aufgebracht ist.
Koaxialkabel (10, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, das ferner eine Polymerhülle (68) aufweist, die den Außenleiter umgibt.
Koaxialkabel (10, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei die korrosionshemmende Zusammensetzung durch Erhitzen einer Zusammensetzung gebildet wird, die eine in einem Öl dispergierte wasserunlösliche korrosionshemmende Verbindung und einen Stabilisator aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Glycolethern auf Propylenbasis, Glycoletheracetaten auf Propylenbasis, Glycolethern auf Ethylenbasis und Glycoletheracetaten auf Ethylenbasis besteht, so daß ein wesentlicher Anteil des Öls und des Stabilisators verdampfen um eine korrosionshemmende Beschichtung, welche die korrosionshemmende Verbindung aufweist, auf dem Außenleiter zurücklassen.
Verfahren zur Herstellung eines Koaxialkabels (10, 60), mit den folgenden Schritten: Transportieren eines Mittelleiters (14, 61) auf einem vorgegebenen Laufweg; Aufbringen einer dielektrischen Schicht (16, 62) um den Mittelleiter (14, 61) herum; Aufbringen eines aus Aluminium oder Aluminiumlegierung bestehenden Außenleiters (20, 64) um die dielektrische Schicht herum; und Aufbringen einer korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß die korrosionshemmende Zusammensetzung eine in einem Öl dispergierte wasserunlösliche korrosionshemmende Verbindung und einen Stabilisator aufweist, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Glycolethern auf Propylenbasis, Glycoletheracetaten auf Propylenbasis, Glycolethern auf Ethylenbasis und Glycoletheracetaten auf Ethylenbasis besteht.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner den Schritt zum Erhitzen des Kabels (10, 60) aufweist, um das Öl und den Stabilisator in der korrosionshemmenden Verbindung zu verdampfen.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Erhitzungsschritt das Aufbringen einer Polymerschmelze bei erhöhter Temperatur um den Außenleiter (20, 64) herum aufweist, um das Kabel (10, 60) zu erhitzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der Stabilisator aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Dipropylenglycolmethyletheracetat, Propylenglycolmethylether, Dipropylenglycolmethylether, Tripropylenglycolmethylether, Propylenglycol-t-butylether, Propylenglycolmethyletheracetat, Ethylenglycolmethylether, Ethylenglycolethylether, Ethylenglycolbutylether, Diethylenglycolmethylether, Diethylenglycolethylether, Diethylenglycolbutylether, Ethylenglycolethyletheracetat, Ethylenglycolbutyletheracetat, Diethylenglycolethyletheracetat, Diethylenglycolbutyletheracetat und Gemischen daraus besteht.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Stabilisator Dipropylenglycoletheracetat ist.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei der Stabilisator Dipropylenglycolmethyletheracetat ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei die korrosionshemmende Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Petroleumsulfonaten, Benzotriazolen, Alkylbenzotriazolen, Benzimidazolen, Guanidinobenzimidazolen, Phenylbenzimidazolen, Tolyltriazolen, Mercaptotriazolen, Mercaptobenzotriazolen und Salzen davon besteht.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die korrosionshemmende Verbindung ein Petroleumsulfonatsalz ist.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Petroleumsulfonatsalz aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Calcium-, Barium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalzen und deren Gemischen besteht.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Petroleumsulfonatsalz ein Calciumsalz aufweist.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Petroleumsulfonatsalz eine Aktivität von mehr als 0 bis etwa 25% aufweist, bezogen auf das Calciumsalz.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Petroleumsulfonatsalz ferner ein Salz aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Barium- und Natriumsalzen besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, wobei das Öl ein Paraffinöl ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Paraffinöl ein Molekulargewicht von weniger als etwa 600 aufweist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Paraffinöl ein Mineralöl ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 33, wobei die korrosionshemmende Verbindung in einem Anteil von etwa 5 bis etwa 40 Gew.-% anwesend ist, das Öl in einem Anteil von etwa 50 bis etwa 90 Gew.-% anwesend ist und der Stabilisator in einem Anteil von etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% anwesend ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 34, wobei die korrosionshemmende Verbindung in einem Anteil von etwa 15 bis etwa 30 Gew.-% anwesend ist, das Öl in einem Anteil von etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% anwesend ist, und der Stabilisator in einem Anteil von etwa 3 bis etwa 8 Gew.-% anwesend ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 35, wobei die korrosionshemmende Zusammensetzung eine Viskosität von 7 bis 100 mm²s^–1 (etwa 50 bis etwa 450 SSU) bei 37,8°C (100°F) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 36, wobei der Schritt zum Aufbringen eines Außenleiters (20, 64), der Schritt zum Herumführen eines Aluminium-Polymer-Aluminium-Laminatbands um die dielektrische Schicht und zum Überlappen der Längskanten des Laminatbands einschließt, um den Außenleiter zu formen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 37, wobei der Schritt zum Aufbringen einer korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter (20, 64) das Reiben der Außenfläche des Außenleiters (20, 64) mit der korrosionshemmenden Zusammensetzung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 37, wobei der Schritt zum Aufbringen einer korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter (20, 64) das Eintauchen des Kabels in die korrosionshemmende Zusammensetzung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei der Schritt zum Aufbringen eines Außenleiters (20) ferner den Schritt zum Formen von Drähten (46) zu einer Umflechtung (40) um das Laminatband (22) nach dem Schritt zum Herumführen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 40, wobei der Schritt zum Aufbringen einer korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter (20) den Schritt zum Aufbringen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Drähte vor dem Schritt zum Formen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei der Schritt zum Aufbringen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Drähte das Reiben der Drähte (44) mit der korrosionshemmenden Zusammensetzung (18) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei der Schritt zum Aufbringen eines Außenleiters (20) ferner den Schritt zum spiralförmigen Anordnen mehrerer Drähte (46) um das Laminatband herum nach dem Schritt zum Herumführen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 43, wobei der Schritt zum Aufbringen einer korrosionshemmenden Zusammensetzung auf den Außenleiter den Schritt zum Aufbringen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Drähte (46) vor dem Anordnungsschritt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 44, wobei der Schritt zum Aufbringen der korrosionshemmenden Zusammensetzung auf die Drähte (46) das Reiben der Drähte (46) mit der korrosionshemmenden Zusammensetzung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 36, wobei der Schritt zum Aufbringen eines Außenleiters (64) das Herumführen eines Aluminiumstreifens (64) um die dielektrische Schicht und das Längsschweißen aneinanderstoßender Kanten des Streifens (64) aufweist, um den Außenleiter zu formen.