EP0039867B1 - Längswasserdichtes Kabel, insbesondere Nachrichtenkabel - Google Patents

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EP0039867B1
EP0039867B1 EP81103352A EP81103352A EP0039867B1 EP 0039867 B1 EP0039867 B1 EP 0039867B1 EP 81103352 A EP81103352 A EP 81103352A EP 81103352 A EP81103352 A EP 81103352A EP 0039867 B1 EP0039867 B1 EP 0039867B1
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EP
European Patent Office
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gas bubbles
cable
filling material
cable according
powder
Prior art date
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EP81103352A
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English (en)
French (fr)
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EP0039867A2 (de
EP0039867A3 (en
Inventor
Günter Dr. Dipl.-Ing. Zeidler
Gerhard Dipl.-Chem. Lange
Helmut Saller
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Priority claimed from DE19803048074 external-priority patent/DE3048074A1/de
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Publication of EP0039867A3 publication Critical patent/EP0039867A3/de
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2927—Rod, strand, filament or fiber including structurally defined particulate matter
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    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973—Particular cross section
    • Y10T428/2975—Tubular or cellular

Definitions

  • the invention relates to a longitudinally watertight cable, in particular a communication cable, in the interior of which a filling compound containing water-repellent substance is provided, into which gas bubbles are embedded, the filling compound containing an admixture of thermoplastic rubber or rubber-like thermoplastics which melts at its processing temperature as part of the cable filling.
  • the filling compound containing an admixture of thermoplastic rubber or rubber-like thermoplastics which melts at its processing temperature as part of the cable filling.
  • a longitudinally sealed cable of this type is known from DE-A 2243615.
  • gas bubbles When gas bubbles are stored, their position in the filling compound is not readily stable, and there is therefore a risk of gas bubbles forming at certain points due to migration of the gas bubbles, which adversely affect the electrical properties of the cable.
  • the known arrangement provides for the position of the air pockets to be stabilized by adding a stiffening agent to such an extent that at most longitudinal cavities with a length of a few centimeters can form.
  • the admixture serving as a stiffening agent there is the requirement that it should be as easy to process as possible and that the spatial lattice structure formed by linking, hooking or connection via thermoplastic blocks is designed in such a way that the gas bubbles are held as firmly as possible is achieved. This securing of the gas bubbles against movement is necessary in order to prevent the gas bubbles from moving over a longer period of time and possibly under the influence of the prevailing temperature and pressure conditions and combining to form larger gas bubbles.
  • the invention is based on the object of specifying an admixture which is particularly advantageous both in terms of its processability and in terms of the spatial lattice structure formed by it.
  • this object is achieved in the case of a longitudinally watertight cable of the type mentioned at the outset, in that the admixture consists of a polyolefin powder, in particular a polyethylene powder, with a grain size of between 20 and 600 11 m, that the proportion of the polyolefin powder is between 5 and 30 percent by weight of the filler mass is chosen that the volume fraction of the gas bubbles in the filling mass is chosen between 10 and 80% and that the diameter of the gas bubbles is between 1 and 1500 ⁇ m.
  • the use of a powdery admixture with the specified grain sizes and percentages by weight has the advantage that it dissolves more quickly in the filling compound, while at the same time ensuring that the admixture is distributed evenly throughout the entire filling compound.
  • the formation of the spatial lattice structure from the admixture as a result of the smaller particles of the admixture and their better mixing with the filling compound is also favorably influenced.
  • the longitudinally watertight cable thus constructed shows particularly favorable properties with regard to the strength and temporal stability of its lattice structure and the manufacturing possibilities.
  • the specified diameter range and the volume fraction make a decisive contribution to securing the position of the gas bubbles.
  • Polyolefins with a chain length of 25 to 45 carbon atoms can preferably be used as thermoplastic blocks, in particular low molecular weight polyethylene (PE) or paraffin wax.
  • PE low molecular weight polyethylene
  • paraffin wax paraffin wax
  • polyethylene powder When using a polyethylene powder, it is expedient to select a polyethylene whose starting material has between about 5000 and 200,000 carbon atoms per molecule.
  • the invention further relates to a method for producing a longitudinally watertight cable, which is characterized in that the polyolefin powder is added to the filling compound heated to 140 to 150 ° C. with stirring and this is homogeneously distributed, that gas at a pressure of about 1.5 to 15 barü and at a temperature of about 140 ° C is introduced into the filler containing the molten powder, and that after relaxing and cooling to 80 to 120 ° C gas bubbles are formed in a fine, uniform distribution.
  • the lowest limit for adding a powder is about 5% of polyolefin or polyethylene, while the upper limit is about 30% (percent by weight).
  • a suitable range in percentages by weight for the powdery admixture is between 6 and 20%, with optimal values being achieved by admixture between 8 and 10 percent by weight.
  • compositions which consist entirely or in mixtures of petrolates, hydrocarbon waxes, aliphatic or cycloaliphatic paraffins or polymeric olefins can advantageously be used.
  • the filling compound is first heated to 140-150 ° C.
  • the required amount of polyolefin powder, in particular polyethylene powder, is added with constant stirring.
  • the stirring process is complete when the powder is melted and homogeneously distributed in the filling compound.
  • the mass is placed in a conventional foaming device and a gas (C0 2 , N 2 ) is dissolved under pressure (1.5-15 barg) at about 140 ° C.
  • the gas bubbles correspondingly finely divided then have a diameter in the range of 1-1500 ⁇ m, preferably between 20 and 200 11 m.
  • the gas bubbles are advantageously formed in a temperature range of 80-120 ° C.
  • the described foaming of the mass can take place either by means of a filling pipe in the cable core or in the stranding point.
  • the gas bubbles can be mixed in (as in cell PE production) in a known manner either by gas injection, ie they are added to the mass flow under high pressure as nitrogen or free gas before the actual filling pipe.
  • gas injection ie they are added to the mass flow under high pressure as nitrogen or free gas before the actual filling pipe.
  • the cable filling compound When the cable is cooled, e.g. After the downstream extruder, as already mentioned, a rubber network forms in the cable filling compound, the nodes of which are mainly formed by the then solidified thermoplastic blocks.
  • the gas bubbles in the oil mass are held in place by the network threads.
  • the proportion of the polyolefin powder must be sufficiently high, namely between 3 to 30 percent by weight.
  • the filling compound must be sufficiently viscous, and clearly above 5 Pa s.
  • thermoplastic blocks TB are provided, which e.g. be formed by PE waxes. These thermoplastic blocks link the existing rubber-elastic molecular threads of the rubber network, which in turn has the effect that the gas bubbles present in the filling compound are held in place.
  • thermoplastic rubber composition forming the network is produced by block polymerization of thread-like, rubber-elastic molecules with the thermoplastics melting at about 60 to 80 ° C. Below their melting temperature, these thermoplastic blocks attach to one another and thus contribute to the formation of networks.
  • the velocity therefore increases with the square of the bubble size and decreases with the viscosity ⁇ .
  • the bubbles must be as small as possible, ideally less than a tenth of a mm, and the viscosity ⁇ should be as high as possible. It is not the dynamic viscosity that is important, but the resting viscosity that arises at very low shear rates and speeds. This rest value is the greater than the dynamic value (which determines the processability) if the «liquid» contains more thread-like, elongated components. The resting value can become very large to infinite if the threads can form a real gel by cross-linking. The mass then behaves like a solid body of extremely low strength for small mechanical loads.
  • the rubber-like mass described behaves differently than the flowable mass of non-crosslinked polymers.
  • both the network that provides stability at rest and the added liquid must be taken into account.
  • the network In the idle state, however, the network can only absorb tensile and shear stresses up to a very low tear limit, while the liquid phase remains mobile within the mesh and approximates the laws of hydrostatics.
  • the bubbles embedded in the liquid in turn experience a buoyancy which is transmitted to the network via the surface tension in the vicinity of the bubble and puts it under tensile, shear and possibly also compressive stresses.
  • the fracture mechanics of the network must be used here.
  • the tensile stress a z below the bladder is approximate, for example
  • the buoyancy K can thus be adjusted in a particularly simple manner by selecting the size of the bubbles so that the network structure cannot be torn apart by this driving force K.
  • the still permissible bubble size for a given substance can be determined simply by creating samples with gas bubbles of different sizes and by observing which diameter value no longer occurs.

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein längswasserdichtes Kabel, insbesondere Nachrichtenkabel, in dessen Innerem eine wasserabweisende Substanz enthaltende Füllmasse vorgesehen ist, in die Gasbläschen eingelagert sind, 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 Verknüpfen, Verhaken oder eine Verbindung über thermoplastische Blöcke mit einem entsprechend niedrigen, d.h. knapp unter der Fülltemperatur liegenden Schmelzbereich verfestigt ist und wobei die Gasbläschen durch das sich so in der Füllmasse ausbildende Gumminetzwerk dadurch festgehalten sind, dass dessen Verknüpfungsstellen die Auftriebskräfte der Gasbläschen ohne Zerreissen übernehmen können.
  • Ein längsdichtes Kabel dieser Art ist aus der DE-A 2243615 bekannt. Bei der Einlagerung von Gasbläschen ist deren Lage in der Füllmasse nicht ohne weiteres stabil und es besteht somit die Gefahr, dass durch Wandern der Gasbläschen sich an bestimmten Stellen grössere Gasblasen bilden, welche die elektrischen Eigenschaften des Kabels ungünstig beeinflussen. Deshalb ist bei der bekannten Anordnung vorgesehen, die Lufteinschlüsse durch Zusatz eines Versteifungsmittels in ihrer Lage so weit zu stabilisieren, dass sich höchstens Längshohlräume in der Länge von einigen Zentimetern ausbilden können.
  • Für die Auswahl der als Versteifungsmittel dienenden 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 Lauf der längeren Zeit und ggf. unter dem Einfluss der herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen in Bewegung setzen und zu grösseren Gasblasen vereinigen.
  • 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. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem längswasserdichten Kabel der eingangs gennannten Art dadurch gelöst, dass die Beimengung aus einem Polyolefinpulver, insbesondere einem Polyäthylenpulver, mit einer Korngrösse zwischen 20 und 600 11m besteht, dass der Anteil des Polyolefinpulvers zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent der Füllmasse gewählt ist, dass der Volumenanteil der Gasbläschen an der Füllmasse zwischen 10 und 80% gewählt ist und dass der Durchmesser der Gasbläschen zwischen 1 und 1500 µm liegt.
  • Die Verwendung einer pulverförmigen Beimengung mit den angegebenen Korngrössen und Gewichtsprozenten 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. Zur Lagesicherung der Gasbläschen tragen der angegebene Durchmesserbereich und der Volumenanteil in entscheidendem Masse mit bei.
  • Als Thermoplastblöcke können bevorzugt Polyolefine in einer Kettenlänge von 25 bis 45 C-Atomen verwendet werden, und zwar insbesondere niedermolekulares Polyäthylen (PE) oder Paraffinwachs.
  • 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.
  • Bei Verwendung eines Polyäthylenpulvers ist es zweckmässig, ein Polyäthylen auszuwählen, dessen Ausgangsmaterial zwischen etwa 5000 und 200 000 C-Atome pro Molekül aufweist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass der auf 140 bis 150 °C erhitzten Füllmasse unter Umrühren das Polyolefinpulver zugegeben und dieses homogen verteilt wird, dass Gas bei einem Druck von etwa 1,5 bis 15 barü und bei einer Temperatur von etwa 140 °C in die das geschmolzene Pulver enthaltende Füllmasse eingebracht wird, und dass nach dem Entspannen und Abkühlen auf 80 bis 120°C Gasbläschen in feiner, gleichmässiger Verteilung gebildet werden.
  • Eine Füllmasse für die Beimengung des pulverförmigen Zusatzes kann beispielsweise folgendermassen aufgebaut sein:
    • 77 % Paraffin-Öl
    • 19,9% Polypropylen
    • 3 % feindisperse Kieselsäure
    • 0,1% Stabilisator (zum Schutz gegen Oxydation)

    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 in fein verteilter Form, d.h. mit etwa 20-600 pm 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 C02, 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. Beispiel:
    • 69,8% Paraffin-Öl
    • 18,1% (ataktisches) Polypropylen
    • 2,7% (feindisperse) Kieselsäure
    • 0,3% Stabilisator (Schutz gegen Oxydation u.a. des PE)
    • 9,1 % Polyäthylen-Pulver

    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.
  • 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.
  • 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 cykloaliphatischen Paraffinen oder polymeren Olefinen bestehen.
  • 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 (C02, 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 1-1500 µm, vorzugsweise zwischen 20 und 200 11m 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.
  • Es ist aber auch möglich, den Vorgang nach dem Einbringen und Verrühren des Pulvers abzubrechen und die Masse im erkalteten Zustand zu laaern.
  • Die Gasblasen können (wie bei der Zell-PE-Herstellung) in bekannter Weise entweder durch Gasinjektion eingemischt werden, d.h. sie werden vor dem eigentlichen Füllrohr in den Massestrom unter hohem Druck als Stickstoff- oder Freongas zugegeben. Es ist jedoch auch möglich, durch ein Treibmittel geeigneter Temperatur-Druckabhängigkeit die Gasblasen zu erzeugen. Wichtig ist dabei, dass die Gasblasen in der Füllapparatur noch verschwindend klein sind (dieses wird durch Zugabe von Ti02 oder Si02 als Kicker erreicht) und somit in alle Zwickel der Kabelseele gleichmässig transportiert werden können, aber nach Entspannen der Masse auf Normaldruck, d.h. nach dem Austritt der gefüllten Seele aus dem Füllrohr oder den nachgeschalteten Mantelextruder auf ihre Endgrösse expandieren.
  • Wenn das Kabel abgekühlt wird, z.B. nach dem nachgeschalteten Extruder, bildet sich, wie bereits erwähnt, in der Kabelfüllmasse ein Gumminetzwerk aus, dessen Knoten hauptsächlich durch die dann erstarrten thermoplastischen Blöcke gebildet werden. Die in der Ölmasse befindlichen Gasblasen werden von den Netzwerkfäden festgehalten. Dazu muss der Anteil des Polyolefinpulvers ausreichend hoch sein, und zwar zwischen 3 bis 30 Gewichts-Prozenten. Darüber hinaus muss die Füllmasse ausreichend viskos sein, und zwar deutlich über 5 Pa s.
  • Zur Erläuterung der Erfindung wird auf eine Zeichnung Bezug genommen, in der eine Gasblase G B dargestellt ist, welche sich in einer Füllmasse FM eines Kabels ausgebildet hat. Diese einige Zehntel bis maximal einen Millimeter grosse Gasblase GB wird in der Füllmasse FM gehalten durch gummielastische Molekülfäden GF, welche durch eine Beimengung von Polyolefinpulver gebildet werden. Da diese Fäden GF jedoch innerhalb der Öl- und/oder Wachs enthaltenden Füllmasse FM nicht ausreichend lagestabil wären und dadurch ein Wandern der Gasblasen, z.B. infolge der Auftriebskraft zulassen würden, sind thermoplastische Blöcke TB vorgesehen, welche z.B. durch PE-Wachse gebildet werden. Diese thermoplastischen Blöcke verknüpfen die vorhandenen gummielastischen Molekülfäden des Gumminetzwerkes, was seinerseits bewirkt, dass die in der Füllmasse vorhandenen Gasblasen an ihrem Ort festgehalten werden.
  • Die kurze Zeit nach der Herstellung, bei der noch höhere Temperaturen (bis zur Abkühlung) vorhanden sind und bei der sich thermoplastische Blöcke TB durch Abkühlung noch nicht gebildet haben, ist unschädlich, weil in diesen kleinen Zeiträumen eine unerwünscht grosse Wanderungsbewegung der Gasbläschen nicht eintritt. Die das Netzwerk bildende, thermoplastische Gummimasse wird durch Blockpolymerisation von fadenförmigen, gummielastischen Molekülen mit den bei etwa 60 bis 80 °C schmelzenden Thermoplasten hergestellt. Unterhalb ihrer Schmelztemperatur lagern sich diese thermoplastischen Blöcke aneinander an und tragen so zur Netzwerkbildung bei.
  • Bezüglich der erzielbaren Langzeitstabilität von auf diese Art und Weise gebildeten schaumartigen Füllmassen sind die nachfolgenden Überlegungen zu beachten:
    • Ein Gasbläschen mit Radius r wird durch die Auftriebskraft K bei einer Viskosität η mit einer Geschwindigkeit
      Figure imgb0001
      in einem fliessfähigen Körper bewegt. Mit dem Auftrieb (p = Dichte; g = Fallbeschleunigung)
      Figure imgb0002
      folgt
      Figure imgb0003
  • Die Geschwindigkeit nimmt also mit dem Quadrat der Blasengrösse zu und mit der Viskosität η ab. Die Blasen müssen also so klein wie möglich sein, am besten unter einem Zehntel mm, die Viskosität η soll so hoch wie möglich sein. Dabei'ist nicht die dynamische Viskosität bedeutend, sondern die Ruheviskosität, die sich bei sehr kleinen Schergefällen und Geschwindigkeiten einstellt. Dieser Ruhewert ist um so grösser als der dynamische Wert (der ja die Verarbeitbarkeit bestimmt), wenn die «Flüssigkeit» um so mehr fadenförmige, längliche Bestandteile enthält. Der Ruhewert kann sehr gross bis unendlich werden, wenn die Fädchen durch Vernetzen ein echtes Gel bilden können. Die Masse verhält sich dann für kleine mechanische Beanspruchungen wie ein fester Körper extrem niedriger Festigkeit. Die Masse aus Gummimischungen würde etwa diesem Bild entsprechen, während die Massen aus nichtvernetzten Polymeren mit gummiähnlichen Eigenschaften eher als Flüssigkeiten mit hoher Ruheviskosität anzusehen sind. Das Einbringen von fadenförmigen Bestandteilen hat neben der Erhöhung der Ruheviskosität noch einen weiteren Vorteil im Hinblick auf die Blasenstabilität: Die Bläschen erleiden bei ihrer Bewegung ständige Umlenkungen und Richtungsänderungen, so dass der effektiv zurückgelegte Weg wesentlich kleiner als der tatsächlich zurückgelegte Weg ist. Nehmen wir z.B. an, dass aus diesem Grund ein tatsächlicher Weg von 1 mm in 30 Jahren erlaubt ist, so folgt aus (3) eine notwendige Ruheviskosität von über 106 Pas für einen Blasendurchmesser von etwa 0,05 mm.
  • Die beschriebene gummiartige Masse verhält sich anders als die fliessfähige Masse aus nichtvernetzten Polymeren. Es liegt ein Netzwerk aus Gummifäden vor, dessen weite Maschen von den Öl- oder Wachsbestandteilen ausgefüllt sind. Bei der Analyse dieses 2-Phasen-Systems ist sowohl das die Ruhefestigkeit bewirkende Netzwerk als die beigemischte Flüssigkeit zu beachten. Im Ruhezustand kann das Netzwerk Zug- und Scherspannnungen allerdings nur bis zu einer recht niedrig liegenden Reissgrenze aufnehmen, während die Flüssigkeitsphase innerhalb der Maschen beweglich bleibt und angenähert den Gesetzen der Hydrostatik folgt. Die in die Flüssigkeit eingebetteten Blasen erfahren wiederum einen Auftrieb, der im Nahbereich der Blase über die Oberflächenspannung auf das Netz übertragen wird und es unter Zug-, Scher- und eventuell auch Druckspannungen setzt. Anstelle der oben durchgeführten Viskositätsanalyse muss hier die Bruchmechanik des Netzes treten. Die Zugspannung az unterhalb der Blase beträgt z.B. angenähert
    Figure imgb0004
  • Ausser von der Erdbeschleunigung g und der Dichtedifferenz p hängt sie nur noch vom Blasenradius ab. Für r = 0,05 mm folgt eine Zugbean-N spruchungvonnur2,72- Die genaue Analyse muss den vollständigen Spannungszustand (inklusive Scherbeanspruchung) rund um die Blase einschliessen und wird zu niedrigeren lokalen Beanspruchungen führen. Eine Massendimensionierung nach (4) ist deshalb zunächst ausreichend. Für jede Ruhefestigkeit (beeinflusst durch Art und Mengenanteil des Netzwerks) folgt aus (4) eine maximal erlaubte Blasengrösse, oder, wenn diese technologisch vorgegeben ist, folgt wegen (4) ein mindestens notwendiges Mengenverhältnis für die Beimischung eines vorgegebenen Netzwerkbildners.
  • Da die Grösse der Auftriebskraft vom Durchmesser der Gasbläschen abhängt, ist somit in besonders einfacher Weise durch die Wahl der Bläschengrösse die Auftriebskraft K so einzustellen, dass die Netzstruktur durch diese Antriebskraft K nicht zerrissen werden kann. Im übrigen lässt sich die noch zulässige Bläschengrösse für eine gegebene Substanz einfach dadurch bestimmen, dass Proben mit unterschiedlich grossen Gasbläschen erstellt werden und durch Beobachtung festgestellt wird, unterhalb welchen Durchmesserwertes keine Wanderung mehr auftritt.

Claims (11)

1. Längswasserdichtes Kabel, insbesondere Nachrichtenkabel, in dessen Innerem eine eine wasserabweisende Substanz enthaltende Füllmasse vorgesehen ist, in die Gasbläschen eingelagert sind, wobei die Füllmasse (FM) eine bei ihrer Verarbeitungstemperatur der Kabelfüllung schmelzende Beimengung aus thermoplastischem Gummi oder gummiartigen Thermoplasten enthält, deren Zustand im Betriebstemperaturbereich des Kabels durch Verknüpfen, Verhaken oder eine Verbindung über thermoplastische Blöcke mit einem entsprechend niedrigen, d.h. knapp unter der Fülltemperatur liegenden Schmelzbereich verfestigt ist und wobei die Gasbläschen (GB) durch das sich so in der Füllmasse ausbildende Gumminetzwerk dadurch festgehalten sind, dass dessen Verknüpfungsstellen die Auftriebskräfte der Gasbläschen ohne Zerreissen übernehmen können, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimengung aus einem Polyolefinpulver, insbesondere einem Polyäthylenpulver, mit einer Korngrösse zwischen 20 und 600 11m besteht, dass der Anteil des Polyolefinpulvers zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent der Füllmasse gewählt ist, dass der Volumenanteil der Gasbläschen an der Füllmasse zwischen 10 und 80% gewählt ist und dass der Durchmesser der Gasbläschen zwischen 1 und 1500 11m liegt.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Beimengung Polyefine in einer Kettenlänge von 25 bis 45 C-Atomen, insbesondere niedermolekulares Polyäthylen oder Paraffinwachs verwendet sind.
3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenanteil der Gasbläschen zwischen 50 und 70% der Füllmasse beträgt.
4. 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. 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. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kristallit-Schmelzpunkt des zugesetzten Polyolefinpulvers über der Verarbeitungstemperatur der übrigen Komponenten der Füllmasse liegt.
7. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die pulverförmige Beimengung zwischen 6 und 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 8 und 10 Gewichtsprozent liegt.
8. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Gasbläschen zwischen 20 und 200 µm liegt.
9. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ka- be!füllmasse aus einem Gemisch aus Wachsen und Ölen besteht.
10. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllmasse eine Viskosität deutlich über 5 Pa s aufweist.
11. Verfahren zur Herstellung eines längswasserdichten Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der auf 140 bis 150°C erhitzten Füllmasse unter Umrühren das Polyolefinpulver zugegeben und dieses homogen verteilt wird, dass Gas bei einem Druck von etwa 1,5 bis 15 barü und bei einer Temperatur von etwa 140 °C in die das geschmolzene Pulver enthaltende Füllmasse eingebracht wird, und dass nach dem Entspannen und Abkühlen auf 80 bis 120° C Gasbläschen in feiner, gleichmässiger Verteilung gebildet werden.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0081248A1 (de) * 1981-12-09 1983-06-15 Witco Chemical Corporation Geschäumte Petrolatum-Kabelfüllmasse
EP0160778B2 (de) * 1984-03-03 1996-07-24 Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Wasserfestes optisches Kabel
DE4136617C2 (de) * 1991-11-07 1997-08-14 Henkel Kgaa Füllmasse und deren Verwendung
DE19500467A1 (de) * 1995-01-05 1996-07-11 Siemens Ag Optisches Kabel und Verfahren zu dessen Wiederverwertung

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE18863C (de) * GEBRÜDER FORSTREUTER in Oschersleben Neuerungen an Verdampfapparaten
US1524124A (en) * 1920-07-03 1925-01-27 Standard Underground Cable Co Canada Construction of cables
US3607487A (en) * 1968-12-02 1971-09-21 Bell Telephone Labor Inc Waterproof electrical cable
GB1308778A (en) * 1969-11-28 1973-03-07 British Insulated Callenders Telecommunication cables
US3830953A (en) * 1970-02-16 1974-08-20 Inmont Corp Cable sealant
US3683104A (en) * 1971-01-07 1972-08-08 Dow Chemical Co Heat resistant cable
US3733427A (en) * 1972-05-11 1973-05-15 Union Carbide Canada Ltd Waterproof electrical cable
DE2243615A1 (de) * 1972-09-01 1974-03-07 Siemens Ag Laengsdichtes nachrichtenkabel
CA991716A (en) * 1973-04-24 1976-06-22 George S. Eager (Jr.) Filled telephone cables with irradiated polyethylene insulation
JPS5014347A (de) * 1973-06-06 1975-02-14
US3875323A (en) * 1973-10-01 1975-04-01 Gen Cable Corp Waterproof telephone cables with pliable non-flowing filling compound
DE2361207A1 (de) * 1973-12-06 1975-06-12 Aeg Telefunken Kabelwerke Kunststoffisoliertes fernmeldekabel
US3893961A (en) * 1974-01-07 1975-07-08 Basil Vivian Edwin Walton Telephone cable splice closure filling composition
DE2716524A1 (de) * 1977-04-12 1978-10-19 Siemens Ag Laengsdichtes kabel
JPS5528164A (en) * 1978-08-18 1980-02-28 Tokico Ltd Pressure control unit

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