ES2320856T3 - Procedimiento para la produccion de un cable con un recubrimiento recicable. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la producción de un cable provisto de por lo menos un recubrimiento termoplástico, que comprende: - extrudir un material termoplástico que comprende por lo menos un polímero termoplástico y por lo menos un líquido dieléctrico; - pasar dicho material termoplástico a través de por lo menos un mezclador estático (40); - depositar y conformar dicho material termoplástico alrededor de un conductor (2) para obtener una capa de recubrimiento termoplástico sobre dicho conductor.

Description

Procedimiento para la producción de un cable con un recubrimiento reciclable.

La presente inversión se refiere un procedimiento para producir un cable, en particular para la transmisión o distribución de energía de media tensión o de alta tensión.

Más en particular, la presente inversión se refiere un procedimiento para producir un cable, preferentemente para transmisión o distribución de energía de media tensión o alta tensión, que tiene por lo menos una capa de revestimiento hecha de un material polímero termoplástico.

La necesidad de productos que son muy respetuoso del medio ambiente, obtenido partir de materiales que no dañan el ambiente, ni durante la producción ni durante el uso, y que son fácilmente reciclables al final de su vida, se siente particularmente en el sector de los cables de energía, cables de telecomunicaciones, cables de transmisión de datos y/o cables combinados energía/telecomunicaciones.

Sin embargo, el uso de materiales respetuosos del medioambiente está decididamente condicionado por la necesidad de limitar los cortes manteniendo los rendimientos, bajo las condiciones de trabajo más comunes, que son equivalentes bonos mejores que aquellos de materiales convencionales.

En el sector de los cables de transmisión de energía de media tensión o alta tensión, los diferentes revestimientos que rodean al conductor comúnmente consisten en un material polímero reticulado basado en poliolefinas, en particular polietileno reticulado (XLPE) o copolímeros elastoméricos etileno/propileno (EPR) o etileno/propileno/dieno (EPDM), que también están reticulado los. El reticulado, llevado a cabo después de la etapa de extrusión del material polímero alrededor del conductor, brinda dicho material rendimientos mecánicos satisfactorios, aun bajo condiciones de calor el uso continuo y bajo condiciones de sobrecarga de corriente. El material polimérico usualmente se reticulada a través de una ruta radical, añadiendo peróxido orgánico, o a través de una ruta de silano, mediante la introducción sobre las cadenas en poliolefinas de grupos silano hidrolizables, en presencia de agua y de un catalizador de condensación adecuado, dan lugar al reticulado.

Sin embargo, es conocido que los materiales articulados no son reciclables, como resultado de lo cual tanto los desperdicios del procedimiento y el material de revestimiento del cable al final de su vida pueden desecharse sólo mediante incineración.

Se conocen también cables eléctricos que tienen una aislación que consiste en un enrollado multicapa de papel o de laminado papel/polipropileno impregnado con grandes cantidades de líquido dieléctrico (comúnmente conocido como cables de masa impregnada o cable de aceite a presión). Rellenando completamente los espacios presentes dentro del enrollado multicapa, el líquido dieléctrico evita la producción de descargas parciales y por lo tanto la perforación del aislamiento eléctrico. Los líquidos dieléctricos comúnmente utilizados incluyen productos tales como, por ejemplo: aceites minerales, polibutenos, alquilbencenos y similares (ver por ejemplo patentes US-4 543 207, US-4 621 302, EP-A-0 987 718 y WO 98/32137).

Sin embargo, es sabido que los cables de masa impregnada tienen muchas desventajas comparado con cables con aislamiento extruido, como resultado de lo cual su uso actualmente está restringido a campos específicos de aplicación, en particular a la producción de líneas de transmisión de corriente directa de alta tensión y ultra alta tensión, ambas para instalaciones terrestres y, sobre todo, para instalaciones subacuáticas. Específicamente, la producción de cables de más impregnada es muy compleja y cara, no sólo debido al alto costo de los laminados, sino también a las dificultades inherentes a las etapas de enrollado de laminado y su subsiguiente impregnación con el líquido dieléctrico. En particular, se requiere que los líquidos dieléctricos utilizados tengan una baja viscosidad bajo condiciones de frío para permitir una impregnación a alta velocidad y uniforme, y al mismo tiempo se requiere que tengan baja tendencia a la migración durante la colocación y funcionamiento del cable, para evitar pérdidas de dicho líquido desde los extremos del cable o debido a rotura. Además, los cables de más impregnada no son reciclables y su uso está limitado a temperaturas de trabajo inferiores a 90ºC.

En el contexto de cables de energía con un revestimiento extruido no reticulado, se ha propuesto el uso de materiales termo plásticos de diferentes clases en la técnica anterior.

Por ejemplo, la solicitud de patente WO 96/23311 describe un cable de bajo voltaje, alta corriente en el cual el revestimiento aislante, la vaina interior y la vaina exterior están hechos del mismo material polímero no reticulado, coloreado de negro mediante adición de negro de carbón. El uso del mismo material en las diferentes capas no requiere que los componentes antes mencionados sean separados en el procedimiento de reciclaje. Para una temperatura máxima de trabajo de 90ºC, se indica la posibilidad de utilizar elastómero serbo plásticos heterogéneos consistentes en una matriz de polipropileno en la cual se dispersa una fase elastomérica consistente en copolímeros EPR o EPDM.

La solicitud de patente EP-0 893-801, a nombre del solicitante, describe un cable que comprende un conductor y una o más capas de revestimiento, en el cual al menos una de dichas capas de revestimiento comprende, como material de base polímero no reticulado, una mezcla que comprende: (a) un homopolímero o copolímero propileno cristalino; y (b) un copolímero elastomérico etileno con al menos una \alpha-olefina que contiene entre 3 y 12 átomos de carbono, y opcionalmente con un dieno; estando caracterizado dicho copolímero (b) por un valor ajustado de tensión de 200% (medido a 20ºC durante 1 minuto según el estándar ASTM D412) de menos del 30%.

La solicitud de patente EP-A-0 893 802, a nombre del solicitante, describe un cable que comprende un conductor y uno más capas de revestimiento, en las cuales por lo menos una de dichas capas de revestimiento comprende, como material de base polímero no reticulada, una mezcla que comprende: (a) un homo polímero o copolímero propileno cristalino; y (b) un copolímero de etileno con al menos una \alpha-olefina que contiene entre 4 y 12 átomos de carbono, y opcionalmente con un dieno; estando dicho copolímero (b) caracterizado por una densidad de entre 0,90 y 0,86 g/cm^{3}, y por un índice de distribución de la composición, definido como el porcentaje de peso de las moléculas de copolímero que tienen un contenido de \alpha-olefina que no es mayor del 50% del contenido molar promedio total de \alpha-olefina, de más de 45%.

La solicitud de patente WO 00/41187, a nombre del solicitante, describe un cable que comprende un conductor y al menos una capa de revestimiento basada en un material polímero no reticulado que comprende un copolímero heterogéneo que tiene una fase elastomérico la basada en etileno copolimerizado con una \alpha-olefina y una fase termo plástica basada en polipropileno. La fase elastomérico la en dicho copolímero heterogéneo representa al menos el 45% en peso relativo al peso total del copolímero heterogéneo, y el copolímero heterogéneo está sustancialmente libre de cristalinidad derivada de bloques de polietileno. La fase elastomérico preferentemente consiste en un copolímero elastomérico de etileno y propileno que comprende entre 15% y 50% del peso de etileno y entre 50% y 85% en peso de propileno, relativo al peso de la fase elastomérica.

La solicitud de patente WO 99/13477 describe un material aislante que consiste en un polímero termoplástico que forma una fase continua e incorpora un dieléctrico líquido o fácilmente posible, reforma una fase interpenetrante móvil en la estructura sólida de polímero. La relación de peso entre el polímero termoplástico y el dieléctrico está entre 95:5 y 25:75. El material aislante puede producirse mediante mezcla en caliente de los dos componentes en una forma de tandas o continua (por ejemplo, mediante un extrusor)... la mezcla resultante se granula entonces y se utiliza como material aislante para la producción de un cable eléctrico de alta tensión mediante la extrusión alrededor de un conductor. El material puede utilizarse tanto en forma termo plástica como en forma reticulada. Entre los polímeros termoplásticos se indican los siguientes: poliolefinas, poliacetatos, polímeros de celulosa, poliésteres, poliquetonas, poliacrilatos, poliamidas y poliaminas. Se sugiere particularmente utilizar polímeros de baja cristalinidad. El dieléctrico es preferentemente un aceite sintético o mineral, de baja o alta viscosidad, en particular un aceite polisobuteno, aceite naftenico, aceite poliaromático, aceite \alpha-olefínico o aceite de silicona.

El solicitante cree, sin embargo, que el problema técnico de obtener un cable eléctrico con un revestimiento que consiste en un material polímero termoplástico que tiene propiedades mecánicas y eléctricas que son comparables con aquellas de los cables con un revestimiento aislante hecho de material reticulado, todavía debe resolverse. En particular, el solicitante se plantea el problema de producir un cable con un revestimiento aislante no reticulado que tiene buena flexibilidad y alta resistencia mecánica tanto bajo condiciones calientes y frías, y al mismo tiempo alta rigidez dieléctrica, sin utilizar productos potencialmente contaminantes durante el ciclo de vida del cable, es decir desde su producción hasta su eliminación.

En vista de problema antes mencionado, el solicitante encontrado que a pesar de la adición de líquidos dieléctricos a materiales polímeros termoplásticos incrementar significativamente las propiedades eléctricas del material (en par-
ticular la rigidez dieléctrica), esto presenta muchos problemas desde el punto de vista de la implementación industrial.

Específicamente, el solicitante cree que el líquido dieléctrico añadido al material polímero termoplástico necesita mantener la propiedad del material (propiedades termomecánicas, facilidad de manipulación) sin dar lugar al fenómeno de exudación de dicho líquido dieléctrico. Además, el líquido dieléctrico debe distribuirse uniformemente dentro del material, para asegurar altos rendimientos eléctricos en todo su grosor. Por ejemplo, cuando el revestimiento hecho de material polímero termoplástico es el revestimiento aislante, es importante que el líquido dieléctrico se distribuya uniformemente a través del grosor de revestimiento y debe estar presente, en particular, en las zonas de interfaz entre las capas semiconductoras interior y exterior usualmente presente en un cable de transmisión y/o distribución de energía eléctrica de media tensión y/o alta tensión. De esta forma, el cable resultante puede asegurar sustancialmente rendimientos constantes en el tiempo, y por lo tanto un alto nivel de confiabilidad, aún a temperaturas de trabajo elevadas (de al menos 80ºC, preferentemente de al menos 90ºC).

En particular, el solicitante ha encontrado que la acción de mezclado el líquido dieléctrico en el material termoplástico, que pueden tener lugar durante un procedimiento de extrusión, no hace posible tener un revestimiento con una distribución sustancialmente homogénea del líquido dieléctrico en su grosor. Especialmente, el líquido dieléctrico tiende a concentrarse en las zonas interiores de dicho revestimiento, al detrimento de las zonas más exteriores, que son realmente las zonas más sensibles a descargas parciales y, por lo tanto, a la perforación.

El solicitante ha encontrado que es posible producir un cable con al menos una capa de revestimiento termoplástico en que incluye un líquido dieléctrico distribuido sustancialmente de forma uniforme a través del grosor de dicho revestimiento. Esto se obtiene mediante un procedimiento de comprende extruir un material termoplástico, que comprende un polímero termoplástico mezclado con un líquido dieléctrico, y pasar el material termoplástico a través de un mezclador estático. Luego, el material se deposita alrededor de un conductor mediante una técnica convencional, por ejemplo mediante un cabezal de extrusión. De esta forma, se tiene un cable que es adecuado en particular para la transmisión y/o distribución de energía eléctrica, que tiene un revestimiento termoplástico de alta rigidez dieléctrica que asegura rendimientos sustancialmente constantes en el tiempo, y por lo tanto alta confiabilidad.

Según la presente invención, la expresión "conductor cable" indica un elemento conductor per se, de forma alargada y preferentemente hecho de metal, o un elemento conductor revestido con una capa semiconductoras. Como se indicó anteriormente, la última solución, que implica el uso de una capa semiconductora tanto en el interior como el exterior de la capa de aislamiento, es típicamente utilizada para cables eléctricos de transmisión y o distribución de energía de tensión media y/o tensión alta.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere entonces a un procedimiento para producir un cable provisto con al menos un revestimiento termoplástico, que comprende:

- extrudir un material termoplástico que comprende al menos un polímero termoplástico y al menos un líquido dieléctrico;

- pasar dichos materiales de termoplásticos a través de al menos un mezclador estático;

- depositar y conformar dicho material termoplástico alrededor de un conductor para obtener una capa de revestimiento termoplástico sobre dicho conductor.

Según una primera realización, dicha capa de revestimiento es una capa de aislamiento eléctrico.

Según otra realización, dicha capa de revestimiento es una capa semiconductora.

Según una realización preferida, el líquido dieléctrico se añade al polímero termoplástico cuando dicho polímero está en estado fundido.

La etapa de extrusión según el procedimiento de la presente invención, llevado a cabo en un extrusor que es conocido per se, generalmente comprende las siguientes sub-etapas:

- alimentar el polímero termoplástico en al menos un extrusor;

- transportar el polímero termoplástico a través de dicho al menos un extrusor;

- plastificar el polímero termoplástico que se desplaza a través de dicho al menos un extrusor.

La adición de líquido dieléctrico al polímero termoplástico preferentemente tiene lugar mediante la inyección del líquido en el extrusor, preferentemente en una zona del extrusor en la cual el polímero está en estado fundido, es decir ya plastificado, en particular en una zona inferior del extrusor. Esta solución hace posible medir el líquido dieléctrico de forma precisa para obtener una excelente distribución de este líquido en el polímero termoplástico. Al mismo tiempo, la adición del líquido dieléctrico al polímero ya plastificado asegura estabilidad al procedimiento de extrusión, debido a que la presencia de líquido dieléctrico en las etapas tempranas de extrusión, cuando el polímero todavía no está fundido, puede causar irregularidades en el movimiento del material a través del extrusor a causa de la acción lubricante causada por este líquido.

Preferentemente, la adición del líquido dieléctrico al polímero termoplástico dentro del extrusor tiene lugar en al menos dos puntos separados para distribuir el líquido dieléctrico tan uniformemente como sea posible en el polímero termoplástico.

Según otra realización, el líquido dieléctrico se añade al polímero termoplástico cuando dicho polímero está en estado sólido.

La adición del líquido dieléctrico al polímero termoplástico en el estado sólido puede tener lugar, por ejemplo: a) durante la sub etapa de alimentación antes mencionada; b) antes de dicha sub etapa de alimentación, es decir antes de que el polímero sea alimentado en el extrusor; o c) en una zona del extrusor en la cual el polímero termoplástico está en estado sólido.

En el caso b) antes mencionado, la adición del líquido dieléctrico puede tener lugar, por ejemplo, durante una etapa anterior de composición del polímero en un mezclador (del tipo de tandas o continuo), o mediante la impregnación del polímero en fórmula de gránulos o polvo.

Al final de la etapa de extrusión y antes de la etapa de depositado y formado del revestimiento alrededor del conductor, el material termoplástico es preferentemente sometido a una etapa de filtración, para extraer cualquier impureza, en particular partículas metálicas, que pueden deteriorar las propiedades eléctricas de este material. La etapa de filtración puede llevarse a cabo entre la etapa de extrusión y la etapa de pasaje del material termoplástico a través del mezclador estático, o puede llevarse a cabo entre la etapa de pasaje del material termoplástico a través del mezclador estático y la etapa de depósito y formado del material alrededor del conductor. La etapa de filtración puede llevarse a cabo mediante el uso de dispositivos conocidos, por ejemplo filtros de malla o similares.

El mezclador estático que puede utilizarse en el procedimiento según la presente invención es generalmente un dispositivo de mezclado, que es conocido per se en la técnica, que no contiene partes móviles, en el cual la acción de mezclado se obtiene forzando el material a mezclar a través de elementos estacionarios de mezcla. Mediante el desvío de la dirección del flujo o constriñendo a este flujo a pasar a través de canales preferidos, dichos elementos de mezcla de llevar a cabo numerosas subdivisiones y recombinaciones del flujo, haciendo así posible obtener la uniformidad de propiedades deseada dentro del material que abandona este mezclador.

El mezclador estático es preferentemente un dispositivo que está especialmente diseñado para mezclar fluidos altamente viscosos y comúnmente utilizado en procedimientos de inyección-moldeado de plásticos, por ejemplo un mezclador estático como se describe la patente US-5 564 827. En general, este tipo de mezclador comprende elementos estáticos de mezclado en una única pieza, es decir sin soldaduras o juntas, para evitar tanto como sea posible cualquier deformación y/o ruptura dentro del mezclador, aún cuando el material a mezclar es altamente viscoso y por lo tanto requiere altas presiones de extrusión.

Es importante enfatizar que el uso de un mezclador estático en el procedimiento según la presente invención no implica ninguna desventaja relativa a la manipulación de la planta o la calidad del revestimiento obtenido. Específicamente, el material que pasa a través del mezclador estático no contiene agentes de reticulación, y por lo tanto, a diferencia de los materiales reticulables comúnmente utilizados para revestir cables de energía, no da lugar al fenómeno de chamuscado debido a la presencia de posibles zonas de estancamiento del material dentro del mezclador estático.

La posterior etapa de depósito y formado del material termoplástico alrededor del conductor puede llevarse a cabo según técnicas conocidas, mediante el uso de un cabezal de extrusión de tipo convencional. Preferentemente, el cabezal de extrusión es un cabezal triple, para lograr una codeposición de las tres capas de revestimiento del conductor (capas semiconductora interior, capa aislante y capas semiconductora exterior) que están típicamente presentes en un cable de tensión media y/o de tensión alta.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para mejorar las propiedades eléctricas, en particular la rigidez dieléctrica, de un material termoplástico que comprende al menos un polímero termoplástico y al menos un líquido dieléctrico, comprendiendo dicha procedimiento las etapas de: añadir al menos un líquido dieléctrico al polímero termoplástico, y pasar dicho al menos un polímero termoplástico, al cual se ha añadido dicho al menos un líquido dieléctrico, a través de al menos un mezclador estático.

Según una realización preferida de la presente invención, el material termoplástico comprende una poliolefina.

Dicha poliolefina preferentemente tiene un módulo de flexión elástico, medido según el estándar ASTM D790 a temperatura ambiente, de entre 30 y 1400 MPa y preferentemente entre 60 y 1000 MPa.

Dicha poliolefina preferentemente tiene un índice de flujo fundido (MFI), medido a 230ºC bajo una carga de 21,6 N según el estándar ASTM D1238/L, de entre 0,05 y 10,0 dg/min y más preferentemente de entre 0,5 y 5,0 dg/min.

La poliolefina es adecuada para este propósito puede preferentemente elegirse entre:

(a) un polietileno de alta densidad (RDPE) con una densidad generalmente de entre 0,92 g/cm^{3} y 0,96 g/cm^{3};

(b) un homopolímero propileno o un copolímero de propileno con al menos un comonómero elegido entre etileno y una \alpha-olefina distintos del propileno, teniendo dicho homopolímero o copolímero un punto de fusión mayor o igual a 140ºC, preferentemente entre 145 y 170ºC, y un calor de fusión de entre 30 y 100 J/g, preferentemente entre 30 y
85 J/g.

Cuando se emplea un copolímero de propileno con un comonómero olefínico, dicho comonómero está preferentemente presente en una cantidad de menos o igual a 15 mol%, más preferentemente menor o igual a 10 mol%. El comonómero olefínico es, en particular, etileno o una \alpha-olefina de fórmula CH_{2}=CH-R, donde R es un alquil linear o ramificado que contiene de 2 a 10 átomo de carbono, siendo dicha \alpha-olefina elegida, por ejemplo, entre: 1-buteno, 1-penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno y 1-dodeceno, y similares, o combinaciones de los mismos. Los copolímeros propileno/etileno son particularmente preferidos.

Según una realización particularmente preferida, el polímero termoplástico es una poliolefina elegida entre:

(1) un homopolímero propileno o un copolímero de propileno con al menos un comonómero olefínico elegido entre etileno y una \alpha-olefina distinta de propileno, que tiene un módulo flexural elástico generalmente de entre 30 y 900 MPa y preferentemente entre 50 y 400 MPa;

(2) un copolímero heterogéneo que comprende una fase termoplástica basada en propileno y una fase elastomérica basada en etileno copolimerizado con una \alpha-olefina, preferentemente con propileno, en el cual la fase elastomérica está presente en una cantidad de al menos 45% del peso relativo al peso total del copolímero heterogéneo.

\newpage

Los homopolímeros o copolímeros que caen dentro de la categoría (1) exhiben una estructura microscópica homogénea, es decir una estructura que está sustancialmente libre de fases heterogéneas dispersas en dominios moleculares mayores de un micrón. Específicamente, dichos materiales no exhiben el fenómeno óptico típico de materiales polímeros heterogéneos, y en particular están caracterizados por una transparencia mejorada y un "blanqueamiento por tensión" reducido del material debido a tensiones mecánicas localizadas.

Dentro de la categoría (1) antes mencionada, particularmente preferido es un propileno hompolímero o un copolímero de de propileno con al menos un comonómero olefínico elegido entre etileno y una \alpha-olefina distinta de propileno, teniendo dicho homopolímero o copolímero:

un punto de fusión de entre 140 y 165ºC;

un punto de fusión de entre 30 y 80 J/g;

una fracción que es soluble en dietil éter hirviendo, en una cantidad de menos o igual al 12% en peso, preferentemente entre 1 y 10% en peso, que tiene un calor de fusión de menos o igual a 4 J/g y preferentemente menos de o igual a 2 J/g;

una fracción es soluble en n-heptano hirviendo, en una cantidad de 15 a 60% en peso y preferentemente entre 20 y 50% en peso, que tiene un calor de fusión de entre 10 y 40 J/g y preferentemente entre 15 y 30 J/g; y

una fracción que es insoluble en n-heptano hirviendo, en una cantidad de entre 40 y 85% en peso y preferentemente entre 50 y 80% en peso, teniendo un calor de fusión mayor o igual a 45 J/g y preferentemente entre 50 y 95 J/g.

Detalles adicionales referentes a dichos materiales y su uso para revestir cables se brindan en la solicitud de patente europea Nº 99122840 presentada el 17.11.1999 a nombre del mismo solicitante, que se incorpora aquí como referencia.

Los copolímeros heterogéneos dentro de la categoría (2) son elastómeros termoplásticos obtenidos mediante copolimerización en bloque de: (i) propileno, opcionalmente conteniendo pequeñas cantidades de al menos un comonómero olefínico elegido entre etileno y una \alpha-olefina distinta de propileno; y luego de: (ii) una mezcla de etileno con una \alpha-olefina, en particular propileno y opcionalmente con pequeñas porciones de un dieno. Dicha categoría de productos también es comúnmente conocida como "elastómeros termoplásticos reactores".

Dentro de la categoría (2) antes mencionada, es particularmente preferido un copolímero heterogéneo en el cual la fase elastomérica consiste en un copolímero elastomérico de etileno y propileno que comprende entre 15 y 50% en peso de etileno y entre 50 y 85% en peso de propileno, relativos al peso de la fase elastomérica. Detalles adicionales referentes a dichos materiales y su uso para revestir cables se brindan en la solicitud de patente WO 00/41187 a nombre del solicitante, que se incorpora aquí como referencia.

Los productos de la categoría (1) están comercialmente disponibles como, por ejemplo, bajo el nombre comercial Rexflex® de Huntsman Polymer Corp.

Los productos de la categoría (2) están comercialmente disponibles, por ejemplo, bajo el nombre comercial Hifax® de Montell.

El polímero termoplástico base descrito con anterioridad puede utilizarse como una mezcla mecánica con un polímero de cristalinidad, generalmente con un calor de fusión de menos de 30 J/g, cuya función principal es incrementar la flexibilidad del material. La cantidad de polímero de baja cristalinidad es realmente menor al 70% el peso, preferentemente entre 20% y 60% en peso, relativo al peso total del material termoplástico.

El polímero de baja cristalinidad es preferentemente un copolímero de etileno con una \alpha-olefina que contiene entre 3 y 12 átomos de carbono, y opcionalmente con un dieno. La \alpha-olefina es preferentemente elegida entre: propileno, 1-hexeno y 1-octeno. Cuando está presente un comonómero dieno, este generalmente contiene entre 4 y 20 átomos de carbono y preferentemente se elige entre: diolefinas lineares conjugadas o no conjugadas, por ejemplo 1,3-butadieno, 1,4-hexadieno o 1,6-octadieno, o mezclas de los mismos, y similares; dienos monocíclicos o policíclicos, por ejemplo 1,4-ciclohexadieno, 5-etilideno-2-norborneno, 5-metileno 2-norborneno, 5-vinil-2-norborneno, o mezclas de los mismos, y similares.

Entre los copolímeros etileno que son particularmente preferidos, están:

(i) copolímeros que tienen la siguiente composición de monómero: 35-90 mol% de etileno; 10-65 mol% de una \alpha-olefina, preferentemente propileno; 0-10 mol% de un dieno, preferentemente 1,4-hexadieno o 5-hexadieno o 5-etilideno-2-norborneno (cauchos EPR y EPDM entran dentro de esta categoría);

(ii) copolímeros que tienen la siguiente composición de monómero: 75-97 mol%, preferentemente 90-95 mol%, de etileno; 3-25 mol%, preferentemente 5-10 mol% de una \alpha-olefina; 0-5 mol%, preferentemente 0-2 mol% de un dieno (por ejemplo copolímeros etileno/1-octeno, tales como los productos Engage® de Dow-DuPont Elastomers).

El líquido dieléctrico que puede emplearse para llevar a cabo la presente invención es un aceite aromático y/o alifático que generalmente tiene una constante vía eléctrica de menos o igual a 8, preferentemente menos de 3,5 (medida a 25ºC según el estándar IEC 247).

El líquido dieléctrico preferentemente comprende:

(i) un hidrocarburo alquilaril que contiene al menos dos, preferentemente al menos tres, anillos aromáticos no fusionados y que tienen una relación entre el número de átomos de carbono aril y el número total de átomos de carbono mayor o igual a 0,6, preferentemente mayor o igual a 0,7, como se describe en la solicitud de patente europea también en trámite Nº 00113661.3, publicada el 28/06/2000 a nombre del solicitante, que se incorpora como referencia; o

(ii) un éter difenil, que está no sustituido o sustituido con al menos un radical hidrocarburo lineal o ramificado al linfático, aromático o mezclado al linfático y aromático, que contiene entre 1 y 30 átomo de carbono o preferentemente entre 1 y 24 átomos de carbono, como se describe en la solicitud de patente europea también en trámite Nº 00121110.1, presentada en 28/09/2000 a nombre del solicitante, que se incorpora aquí como referencia,

o mezclas de (i) y (ii).

Aún más preferentemente, el líquido dieléctrico según la invención comprende al -1 hidrocarburo alquilaril que contiene al menos tres anillos aromáticos no fusionados en una cantidad de no menos del 10% en peso, relativo al peso total del líquido dieléctrico.

Ejemplos de hidrocarburos alquilaril pertenecientes a la categoría (i) que pueden emplearse según la presente invención son: benziltolueno, benzilsileno, (metilbenzil)tolueno, (metilbenzil)xileno , dibenziltolueno, dibenzilxileno, di(metilbenzil)tolueno, di(metilbenzil)xileno, y similares, o mezclas de lo mismo.

Ejemplos de éteres difenil pertenecientes a la categoría (ii) que pueden emplearse según la presente invención son: fenil tolil éter, 2,3'-ditolil éter, 2,2'-ditolil éter, 2,4'-ditolil éter, 3,3'-ditolil éter, 3,4'-ditolil éter, 4,4'-ditolil éter, octadecil difenil éter, y similares, o mezclas de lo mismo.

El líquido dieléctrico que puede emplearse para llevar a cabo la presente invención tiene una viscosidad predeterminada tal como para evitar la difusión rápida del líquido a través de la capa aislante y así la migración hacia fuera del dicho líquido, y al mismo tiempo es tal para permitir que sea fácilmente alimentado y mezclado dentro del material de polímero. Generalmente, el líquido dieléctrico tiene una viscosidad cinemática de entre 1 y 500 mm^{2}/s y preferentemente entre 5 y 100 mm^{2}/s (medida a 20ºC según el estándar ISO 3104).

Según un aspecto preferido adicional, el líquido dieléctrico tiene una capacidad de absorción de hidrógeno de más de o igual a 5 mm^{3}/min y preferentemente mayor o igual a 50 mm^{3}/min (medida según el estándar IEC 628-A).

Según un aspecto preferido, puede añadirse al líquido dieléctrico es adecuado para llevar a cabo la presente invención, generalmente en una cantidad de menos o igual al 1% en peso relativo al peso del líquido, una resina epoxi, que principalmente sirve para reducir la velocidad de migración de los iones en un campo eléctrico, y por lo tanto las pérdidas dieléctricas del material aislante.

La relación de peso entre el líquido dieléctrico y el polímero termoplástico según la invención generalmente está entre 1:99 y 25:75, preferentemente entre 2:98 y 20:80 y aún más preferentemente entre 3:97 y 15:85.

Para llevar a cabo el procedimiento según la invención, otros componentes convencionales pueden añadirse al material termoplástico, por ejemplo antioxidantes, coadyuvantes del procedimiento y retardantes libres de agua, y similares.

Los antioxidantes convencionales que son adecuados para este propósito son, por ejemplo, distearil tiopropionato y pentaeritritil tetrakis[3-(3,5-tert-butil-4-hidroxifenil) propionato] y similares, o mezclas de los mismos.

Los coadyuvantes del procedimiento que pueden añadirse al polímero base incluyen, por ejemplo, estearato de calcio, estearato de zinc, ácido esteárico, cera de parafina, y similares, o mezclas de los mismos.

Cuando se desee preparar una capa semiconductora, un relleno semiconductor generalmente se dispersa en el material termoplástico, en particular negro de carbón, en una cantidad tan de dar ha dicho material propiedad es semiconductoras (es decir para obtener una resistividad de menos de 5 Ohm*m a temperatura ambiente). Esta cantidad está generalmente entre 5% y 80% en peso, preferentemente entre 10% y 50% en peso, relativo al peso total de la mezcla.

La posibilidad de utilizar el mismo tipo de material termoplástico tanto para la capa aislante y para las capas semiconductoras es particularmente ventajosa en la producción de cables de media tensión o de alta tensión, debido a que asegura la adhesión óptima entre capas adyacentes y por lo tanto mejor comportamiento eléctrico, especialmente en la interfaz entre la capa aislante y la capa semiconductor el interior, en la cual el campo eléctrico y por lo tanto el riesgo de descargas parciales es mayor.

Para los propósitos de la presente invención, el término "media tensión" realmente significa un voltaje de entre 1 y 35 kV, mientras que "alta tensión" significa voltajes de más de 35 kV.

A pesar de que la presente invención está principalmente enfocada a la producción de cables de transmisión o distribución de energía de media tensión o de alta tensión, el procedimiento según la presente invención puede utilizarse para preparar el revestimiento aislante de dispositivos eléctricos en general. En particular, el procedimiento por utilizarse para producir cables de diferente tipo, por ejemplo cables de baja tensión, cables de telecomunicaciones o cables combinados de energía/telecomunicaciones, o para producir componentes de accesorios utilizados en la producción de líneas de energía, tales como mangas elásticas para terminales o juntas.

Detalles adicionales se apreciarán mediante la siguiente descripción detallada, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- La figura 1 es una vista en perspectiva de un cable eléctrico que es particularmente adecuado para media tensión o alta tensión, y que puede prepararse según la presente invención;

- La figura 2 es una vista parcial en planta superior de una línea de producción según la invención;

- La figura 3 es una sección transversal parcial de una capa aislante de un cable de energía, en cuya sección transversal se muestran los puntos donde se determinó la concentración del líquido dieléctrico.

En la figura 1, el cable 1 comprende un conductor 2; una capa interna 3 con propiedades semiconductoras; una capa intermedia 4 con propiedades aislantes; una capa exterior 5 con propiedades semiconductoras; un blindaje metálico 6; y una vaina exterior 7.

El conductor 2 generalmente consiste en cables de metal, preferentemente cables de cobre o aluminio, trenzados juntos según técnicas convencionales.

Por lo menos una capa de revestimiento elegida entre la capa aislante 4 y las capas semiconductoras 3 y 5 comprende la composición de la invención como se definió anteriormente.

Alrededor de la capa semiconductor exterior 5 usualmente se coloca un blindaje 6 que consiste en cables o cintas eléctricamente conductores, enrollados helicoidalmente. Dicho blindaje se cubre luego con una vaina 7, consistente en material termoplástico, por ejemplo polietileno no reticulado (PE) o, preferentemente, un homopolímero o copolímero de propileno como se definió anteriormente.

El cable puede además tener una estructura protectora exterior (no mostrada en la figura 1) cuya función principal es proteger el cable contra impactos mecánicos y/o con presiones. Esta estructura protectora puede ser, por ejemplo, un blindaje mecánico o una capa de material polímero expandido, como se describe la solicitud de patente WO 98/52197. En general, esta estructura protectora exterior es en una posición radialmente interna relativa a la vaina exterior 7.

La figura 2 representa esquemáticamente una planta 100 según una realización particular del procedimiento según la presente invención.

En detalle, la planta 100 ilustrada en la figura 2 principalmente comprende: un extrusor 10, una línea 20 para suministrar el líquido dieléctrico, un dispositivo 90 para alimentar el líquido dieléctrico al extrusor 10, un mezclador estático 40 y un cabezal de extrusión 50, desde la salida del cual (flecha A), según la realización ilustrada, se obtiene el llamado "núcleo" del cable, es decir la combinación del conductor 2, capa semiconductora interior 3, revestimiento aislante 4 y capa semiconductora exterior 5 del cable 1 en la figura 1.

El extrusor 10, mostrado esquemáticamente, comprende un barril 11, dentro del cual un medio de motor adecuado 12, rota un tornillo 13 previsto para procesar y plastificar el material polímero termoplástico con el cual se realiza un revestimiento predeterminado del cable eléctrico 1.

Dicho material polímero se introduce en el extrusor 10 a través de una tubería de alimentación 14, por ejemplo una tolva, y se somete al procedimiento pasando dicho material dentro del espacio entre la superficie interior del barril 11 y la superficie exterior del tornillo 13.

El extrusor 10 además tiene una pluralidad de unidades de calentamiento 15 distribuidas a lo largo de la longitud del tornillo 13, que proporciona la cantidad de temperatura requerida para plastificar el material polímero antes mencionado, es decir para llevarlo al estado hundido.

En la realización específica ilustrada en la figura 2, el extrusor 10 comprende una unidad de procesamiento adicional 17 dentro de la cual se alimenta el líquido dieléctrico. Esta unidad de procesamiento adicional 17 está conectada al extrusor 10 por uno o más rebordes 16.

Tal como se mencionó con anterioridad, la planta 100 también incluye un dispositivo 90 para alimentar el líquido dieléctrico. Dicho dispositivo 90 preferentemente comprende al menos un inyector. Aún más preferentemente, dicho dispositivo 90 comprende al menos un par de inyectores, para distribuir el líquido dieléctrico tan homogéneamente como sea posible en el material polímero fundido.

La figura 2 ilustra esquemáticamente un dispositivo 90 que comprende tres inyectores separados ubicados sobre la misma sección transversal del extrusor 10. Preferentemente, dichos tres inyectores están ubicados sobre la misma sección transversal del extrusor 10 de forma de estar separados 120º entre sí.

La línea 20 para suministrar líquido dieléctrico se describirá en detalle a continuación en la presente descripción.

A continuación del dispositivo 90 para alimentar el líquido dieléctrico, la planta 100 ventajosamente tiene una sección de penetración 60 que, como se mencionó anteriormente, tiene el propósito de extraer cualquier impureza contenida en el material polímero termoplástico, cuya presencia podría causar una disminución en las propiedades eléctricas del revestimiento que se produce.

Según la presente invención, la planta 100 comprende además un mezclador estático 40 cuya función es optimizar la mezcla del líquido dieléctrico en el material termoplástico de forma tal que dicho líquido dieléctrico puede ser uniformemente distribuido a través del grosor del revestimiento a producir.

Finalmente, a continuación del mezclador estático 40, la planta 100 incluye un cabezal de extrusión 50 previsto para dar forma a uno o más revestimientos de material polímero termoplástico alrededor del conductor, dependiendo el número de dichos revestimientos del tipo de cable que se procesa.

Por ejemplo, cuando la planta 100 en la figura 2 se destina a la producción del cable 1 mostrado en la figura 1, el conductor 2 debe alimentarse a través de dicho cabezal de extrusión 50, y es generalmente desenrollado desde una bobina de alimentación (no mostrada en la figura 2) colocada sobre la línea, sobre cuyo conductor se deposita la combinación de la capa semiconductora interior 3, la capa aislante 4 y la capa semiconductora exterior 5, siendo dicha combinación técnicamente definida mediante el término "núcleo" del cable 1.

Para depositar el "núcleo" antes mencionado, el cabezal de extrusión 50 es ventajosamente un cabezal de extrusión triple, que significa que entran en el interior del mismo, no sólo el conductor 2 sino también tres líneas separadas de extrusión para procesar el material que, una vez depositado sobre dicho conductor mediante el preformado impartido mediante dicho cabezal, conducirá a la formación de la capa semiconductora interior, el revestimiento aislante y la capa semiconductora exterior que constituyen el "núcleo" antes mencionado del cable.

En la realización ilustrada en la figura 2 y prevista para la producción del cable 1 en la figura 1, el extrusor 10 de la planta 100 está previsto para el procesamiento, según la presente invención, del material termoplástico que constituye el revestimiento aislante 4 de dicho cable 1, mientras que las flechas B y C generalmente indican la confluencia en el triple cabezal de extrusión 50 de dos líneas de extrusión separadas que producen las capas semiconductoras interior 3 y exterior 4 respectivamente.

La flecha A en la figura 2 indica la salida de la planta 100 según la invención del "núcleo" del cable 1 como se definió anteriormente.

Según una diferente realización según la cual, no se mencionó anteriormente, la capa de revestimiento obtenida mediante el procedimiento según la invención también puede ser una o ambas de las capas semiconductoras, las líneas para procesar y plastificar el material que constituyen la capa semiconductora interna 3 y la capa semiconductora externa 5 antes mencionadas (indicadas diagramáticamente mediante las flechas B y C) pueden ser totalmente análogas a la línea mostrada en detalle en la figura 2 y descritas anteriormente con referencia particular a la producción del revestimiento aislante 4 del cable 1.

Generalmente, el "núcleo" del cable así obtenido, cuando abandona el cabezal de extrusión 50, se somete a una etapa de enfriado que puede llevarse a cabo, por ejemplo, pasando el núcleo antes mencionado a través de un canal de enfriado, en el cual se coloca un líquido adecuado, típicamente agua de pozo o agua enfriada a una temperatura de aproximadamente 12-15ºC.

Después una etapa de secado, el "núcleo" del cable usualmente se somete a etapas sucesivas de revestimiento con otros elementos típicamente presentes en un cable de energía.

En particular, con referencia al cable la figura 1, el "núcleo" del cable se almacena en una bobina adecuada y se conduce a una línea para aplicar el blindaje metálico 6. Este blindaje generalmente se obtiene mediante una máquina de apantallado de cinta, que coloca helicoidalmente finas bandas de cobre (aproximadamente 0,1-0,2 mm de grosor), a través de cabezales rotativos adecuados, preferentemente mediante una superposición de los bordes de dichas bandas de aproximadamente 33% de su superficie. Alternativamente, el blindaje de metal consiste en una pluralidad de cables de cobre aplicados helicoidalmente sobre el núcleo del cable.

El cable 1 se completa entonces mediante la aplicación, por ejemplo mediante extrusión, de la vaina de polímero exterior 7 colocada sobre el blindaje metálico 6.

La figura 2 muestra además una posible disposición de la línea 20 para suministrar el líquido dieléctrico que forma una parte de la planta 100 según la presente invención.

Con mayor detalle, dicha línea 20 comprende un primer tanque de alimentación 21 en el cual se almacena, y se rellena al consumirse, el líquido dieléctrico utilizado en la planta 100. Dicho tanque 21 está conectado, a través de la línea 22, a un segundo tanque de trabajo 23.

La presencia de los tanques diferentes es particularmente ventajosa ya que hace posible alimentar la línea 20 con el líquido dieléctrico a una presión de trabajo sustancialmente constante. Específicamente, cada vez que el líquido dieléctrico fresco se alimenta dentro del primer tanque 21 hasta el nivel superior, la presión dentro de dicho primer tanque necesita llevarse al valor de trabajo deseado. La presencia de un segundo tanque 23, no conectado al primer tanque 21, hace por lo tanto posible tener en dicho tanque 23 de líquido dieléctrico siempre a la presión de trabajo, ciento dicho líquido dieléctrico a la presión requerida de trabajo transferido desde el primer tanque 21 al segundo tanque 23 sólo cuando el primer tanque 21, una vez cargado, se ha llevado a la presión de trabajo deseada.

Para asegurar la regulación adecuada del flujo del líquido dieléctrico a liberar dentro de la línea 20, el segundo tanque 23 está provisto de un instrumental adecuado, tal como un manómetro 24 y una termo cumpla 25, así como un dispositivo de medición de nivel (no mostrados) y una válvula de escape (no mostrada) que se acciona automáticamente en caso de que haya un exceso de presión dentro del segundo tanque 23.

El líquido dieléctrico que abandona el segundo tanque 23 se alimenta dentro de una bomba 26 accionada mediante medios de motor 27. Dicha bomba 26 es preferentemente una bomba de membrana.

Ventajosamente, y como se ilustra en la figura 2, la bomba 26 tiene tres cabezales de bombeo separados 26'. Cada cabezal de bombeo 26', provisto con una línea de entrada separada 28 y con una línea de salida separada 29, está destinada a hacer que el líquido dieléctrico fluya hacia el dispositivo de alimentación 90 antes mencionado. Como se representa diagramáticamente, dicho dispositivo 90 consiste en tres inyectores separados, cada uno de los cuales está conectado a una línea de salida diferente 29 de los cabezales de bombeo 26'.

Cada línea de salida 29 también está provista con un manómetro 30 (para monitorizar la presión del líquido dieléctrico a la línea), una válvula de no retorno 31 y una válvula 32, estando destinada la última válvula a separar la línea 20 del resto de la planta 100.

Con mayor detalle, la presencia de dicha válvula 32 en cada línea 29 asegura que, especialmente cuando la planta 100 arranca, el líquido dieléctrico se alimenta dentro del dispositivo 90 a la presión de trabajo correcta. Específicamente, cerrando las válvulas 32 en cada línea 29 y abriendo la válvula 33 ubicada en la línea de reciclado 34 hacia el segundo tanque 23, la línea 20 es separada del resto de la planta 100. Esta situación operativa se mantiene hasta que la presión del líquido dieléctrico alcanza el valor deseado, en cuyo momento la válvula 33 puede cerrarse y las válvulas 32 pueden abrirse.

Cuando se desea producir un cable multipolar, el procedimiento hasta aquí descrito para un cable unipolar puede modificarse apropiadamente sobre la base de las indicaciones dadas y el conocimiento técnico de una persona entendida en la técnica.

Se darán ahora una serie de ejemplos de preparación para describir la invención en mayor detalle.

Ejemplo 1

Se produjo un cable de tensión media de tipo ilustrado en la figura 1.

La línea de producción utilizada tenía la configuración ilustrada en la figura 2, y comprendía tres extrusores separados fluyendo juntos en un cabezal de extrusión triple para obtener la codeposición de los revestimientos semiconductores y del revestimiento aislante para formar el núcleo del cable.

En la zona siguiente al extrusor utilizado para depositar la capa aislante se insertaron tres inyectores ubicados sobre la misma sección transversal a 120º unos de otros, conectado como se ilustra en la figura 2 a una línea para alimentar el líquido dieléctrico.

En la salida del extrusor, después de la sección de filtración, se colocó un mezclador estático para uso de inyección-moldeado, de la compañía Sulzer, modelo SMK-R 30, que tiene un diámetro interior de 30,1 mm, un diámetro exterior de 45 mm y que comprende 4 elementos mezcladores en series con una longitud total de 135,5 mm.

Mediante el uso de esta planta, un conductor Cu/Sn (consistente en una pluralidad de cables trenzados puntos para formar una sección transversal de 70 mm^{2}) se revistió con:

- Una capa semiconductora interior de 0,5 mm de grosor;

- una capa aislante de 5,5 mm de grosor;

- una capa semiconductora exterior de 0,5 mm de grosor.

El material del cual se realizaron ambas capas semiconductoras tenían la siguiente composición:

1

En la cual:

Hilfax® KS 081: copolímero heterogéneo polipropileno, con un contenido de fase elastomérica etileno/propileno igual a aproximadamente 65% en peso (72% en peso de propileno en la fase elastomérica), un calor de fusión de 32 J7g, un punto de fusión de 163ºC, un MFI de 0,8 dg/min y un módulo de flexión de aproximadamente 70 MPa (producto comercial de Montell);

Jarylec® EXP3: dibeziltolueno (DBT) (producto comercial de Elf Atochem);

Black Y-200: negro de carbón acetileno de la compañía SN2A, con un área de superficie específica de 70 m^{2}/g;

Irganox® 1330: 1,3,5-trimetil-2,4,6-tris-(3,5-di-tert-butil-4-hidroxibenzil) benceno (antioxidante de Ciba Geigy).

El término "phr" indica partes en peso de cada componente por 100 partes en peso de polímeros.

Este material se preparó mezclando los componentes puntos en un mezclador interno Werner (volumen interno: 6000 cm^{3}) durante 10 min a 200ºC (velocidad del rotor: 44 rpm).

Un extrusor de tornillo único Bandera de 45 mm en configuración 20 D, que tiene tres zonas de regulación de temperatura con aceite diatérmico, se utilizó para la capa semiconductora interior, y un extrusor de tornillo único Bandera de 60 mm en configuración 20 D SE utilizó para la capa semiconductora exterior. El perfil de temperatura de cada extrusor se da en la Tabla 1.

La capa aislante consiste en un material termoplástico que comprende Rexflex® WL105 y 7,5% en peso de Jarylec® EXP3, en la cual:

Rexflex® WL105: hompolímero propileno, que tiene un punto de fusión de 160ºC, un calor de fusión de 56,7 J7h, un MFI de 1,8 dg/min y un módulo flexural elástico de 290 MPa (producto comercial de Huntsman Plymer Corp.);

Jarylec® EXP3: como el anterior.

La capa aislante se extrudió utilizando un extrusor 100 mm Bandera de tornillo único en configuración 25 D, que tenía un perfil de temperatura como se indica en la Tabla 1.

TABLA 1

2

Se llevaron a cabo las siguientes pruebas sobre el cable así obtenido.

Distribución del líquido dieléctrico en la capa aislante

Se cortaron muestras en forma de rodajas (indicadas mediante 70 en la figura 3) de 150 \mum de grosor a partir de una sección transversal del cable utilizando un micrótomo y se analizaron mediante espectroscopia infrarroja cuantitativa (macro FTIR) para determinar la cantidad y la distribución del líquido dieléctrico en el material. En particular, mediante el uso de las bandas de absorción típicas del líquido dieléctrico (anillos aromáticos a 696 cm^{-1}) y de polipropileno (ramas alquil a 901 cm^{-1}) como referencia, se utilizaron curvas de calibración para determinar la concentración del líquido dieléctrico en, respectivamente:

Cuatro puntos (identificados mediante las letras a-d en la figura 3) ubicados a 90º uno de otro y ubicados sobre la misma circunferencia 60 de la capa aislante 4, y por lo tanto a la misma distancia del conductor;

Cinco puntos (identificados mediante las letras e-h en la figura 3) ubicados adyacentes entre sí, aproximadamente separados 1 mm, sobre el mismo radio definiendo el grosor de la capa aislante 4.

Los resultados obtenidos se dan en la Tabla 2.

Medición de la rigidez dieléctrica del cable

Se cortaron tres piezas del cable obtenido como anteriormente, cada una con una longitud útil de 20 m. Dichas piezas de sometieron a una prueba de rigidez dieléctrica utilizando un voltaje alternante a frecuencia industrial (50 Hz), a temperatura ambiente. Un voltaje gradualmente creciente se aplicó entre el conductor y el blindaje metálico a tierra. En detalle, comenzando desde un valor inicial de 0 kV, el voltaje se incrementó gradualmente cada 10 min en una cantidad de 10 kV hasta que se produjo la perforación de la capa aislante. Los resultados de esta prueba (como el promedio de las tres piezas de cable) se brindan en la Tabla 2.

Ejemplo 2

Se produjo un cable de tensión media como se describió en el ejemplo 1, siendo la única diferencia que la capa aislante consistía en un material termoplástico que comprende Hifax® KS081 y 6,5% en peso de Jarylec® EXP3.

Se llevaron a cabo las mismas pruebas que en el Ejemplo 1 sobre el cable así producido. Los resultados se brindan en la Tabla 2.

Ejemplo 3

Se produjo un cable de tensión media como se describió en el ejemplo 1, siendo la única diferencia que la capa aislante consistía en un material termoplástico que comprendía Hifax® KS081 y 9% en peso de Jarylec® EXP3.

Se llevó a cabo una medición de la rigidez dieléctrica sobre el cable así producido, como se describió en el ejemplo 1. Los resultados se brindan en la Tabla 2.

Ejemplo 4

(Comparativo)

Se produjo un cable de tensión media como se describió en el ejemplo 1, siendo las únicas diferencias que la planta de producción no comprendía un mezclado estático y la cantidad de aditivo en el material aislante era igual al 4% en peso.

Se llevaron a cabo las mismas pruebas que en el ejemplo 1 sobre el cable así producido. Los resultados se brindan en la tabla 2.

Ejemplo 5

(Comparativo)

Se produjo un cable de tensión media como se describió en el ejemplo 1, siendo la única diferencia que la planta de producción no comprendía un mezclador estático y tanto la capa aislante y las capas semiconductoras no comprendían líquido dieléctrico.

Se llevó a cabo la medición de la rigidez dieléctrica sobre el cable así producido, como se describió en el ejemplo 1. Los resultados se brindan en la Tabla 2.

A partir de los datos dados en la Tabla 2, puede observarse lo siguiente.

En primer lugar, puede deducirse que el procedimiento según la presente invención hace posible lograr una distribución uniforme del líquido dieléctrico tanto circunferencialmente relativo al cable conductor como radialmente en el grosor del revestimiento del polímero termoplástico que comprende dicho líquido dieléctrico. Dicho resultado no se obtiene cuando (ver Ejemplo 4) el procedimiento para producir este cable se lleva a cabo sin un mezclador estático.

En segundo lugar, la Tabla 2 demuestra la relación que existe entre la rigidez dieléctrica y la distribución del líquido dieléctrico: específicamente, obtener una distribución uniforme del líquido dieléctrico en la capa de revestimiento del cable (ver ejemplos 1 y 2) incrementa la rigidez dieléctrica del cable.

TABLA 2

3

\vskip1.000000\baselineskip

Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet US 4543207 A [0007]

\bullet US 4621302 A [0007]

\bullet EP 0987718 A [0007]

\bullet WO 9832137 A [0007]

\bullet WO 9623311 A [0010]

\bullet EP 0893801 A [0011]

\bullet EP 0893802 A [0012]

\bullet WO 0041187 A [0013] [0047]

\bullet WO 9913477 A [0014]

\bullet US 5564827 A [0033]

\bullet EP 99122840 A [0045]

\bullet EP 00113661 A [0054]

\bullet EP 00121110 A [0054]

\bullet WO 9852197 A [0074]

Claims (29)

1. Procedimiento para la producción de un cable provisto de por lo menos un recubrimiento termoplástico, que comprende:

- extrudir un material termoplástico que comprende por lo menos un polímero termoplástico y por lo menos un líquido dieléctrico;

- pasar dicho material termoplástico a través de por lo menos un mezclador estático (40);

- depositar y conformar dicho material termoplástico alrededor de un conductor (2) para obtener una capa de recubrimiento termoplástico sobre dicho conductor.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho líquido dieléctrico se añade a dicho por lo menos un polímero termoplástico en el estado fundido.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho líquido dieléctrico se añade a dichos por lo menos un polímero termoplástico en el estado sólido.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha etapa de extrusión comprende las siguientes subetapas:

- suministrar dicho por lo menos un polímero termoplástico en por lo menos un extrusor (10);

- transportar dicho por lo menos un polímero termoplástico a través de dicho por lo menos un extrusor;

- plastificar dicho por lo menos un polímero termoplástico que se desplaza a través de dicho por lo menos un extrusor.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho líquido dieléctrico se añade en una zona de dicho por lo menos un extrusor, en la cual dicho por lo menos un polímero termoplástico está en el estado fundido.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que dicho líquido dieléctrico se añade en por lo menos dos puntos separados de dicha zona de dicho por lo menos un extrusor (10).

7. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho líquido dieléctrico se añade a dicho por lo menos un polímero termoplástico durante dicha subetapa de alimentación.

8. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho líquido dieléctrico se añade a dicho por lo menos un polímero termoplástico antes de dicha subetapa de alimentación.

9. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho líquido dieléctrico se añade en por lo menos una zona de dicho por lo menos un extrusor (10), en la cual dicho por lo menos un polímero termoplástico está en el estado sólido.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que también comprende una etapa de filtración de dicho material termoplástico.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa de filtración se realiza antes de dicha etapa de paso de dicho material termoplástico a través de por lo menos un mezclador estático (40).

12. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha etapa de filtración se realiza después de dicha etapa de paso de dicho material termoplástico a través de por lo menos un mezclador estático (40).

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho por lo menos un recubrimiento termoplástico es una capa de aislamiento eléctrico (6).

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que dicho por lo menos un recubrimiento termoplástico es una capa semiconductora (5).

15. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho material termoplástico comprende por lo menos una poliolefina.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha poliolefina tiene un módulo de flexión elástico, medido según el estándar ASTM D790 a temperatura ambiente, de entre 30 y 1400 MPa.

\newpage

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho módulo de flexión elástico está comprendido entre 60 y 1000 MPa.

18. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha poliolefina tiene un índice de flujo fundido (MFI), medido a 230ºC bajo una carga de 21,6 N según el estándar ASTM D1238/L, de entre 0,05 y 10,0 dg/min.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, caracterizado por el hecho de que dicho índice y flujo fundido está comprendido entre 0,5 y 5,0 dg/min.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, caracterizado por el hecho de que dicha poliolefina se elige entre grupo que comprende:

a) polietileno de alta densidad (HDPE) con una densidad de entre 0,93 g/cm^{3} y 0,96 g/cm^{3};

b) un homopolímero de propileno o un copolímero de propileno con por lo menos un comonómero olefínico elegido entre inquilino y una \alpha-olefina diferente que el propileno, teniendo dicho homopolímero o copolímero un punto de fusión mayor o igual a 140ºC y un calor de fusión de entre 30 y 100 J/g.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho líquido dieléctrico es un aceite aromático, un aceite alifático o un aceite alifático y aromático con una constante dialéctica (medida a 25ºC según el estándar IEC 247) no mayor de 8.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que dicha constante dialéctica es menor de 3,5.

23. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado por el hecho de que dicho líquido dieléctrico comprende:

(i) un hidrocarburo alquilaril que contiene por lo menos dos anillos aromáticos no fundidos y que tiene una relación entre el número de átomos de carbono arilo y el número total de átomos de carbono es mayor o igual a 0,6; o

(ii) un éter difenil, que es no sustituido o sustituido con por lo menos un radical de hidrocarburo alifático lineal o ramificado, aromático o mezclado alifático y aromático, que contiene entre 1 y 30 átomos de carbono, una mezcla de (i) y (ii).

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que se añade una resina epoxi a dicho líquido dieléctrico.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado por el hecho de que dicha resina epoxi se añade en una cantidad no mayor del 1% en peso respecto al peso de dicho líquido dieléctrico.

26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la relación en peso entre dicho líquido dialéctico y dicho por lo menos un polímero termoplástico está comprendida entre 1:99 y 25:75.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado por el hecho de que dicha relación en peso está comprendida entre 2:98 y 20:80.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado por el hecho de que dicha relación en peso está comprendida entre 3:97 y 15:85.

29. Procedimiento para mejorar las propiedades eléctricas, en particular la rigidez dieléctrica, de un material termoplástico que comprende por lo menos un polímero termoplástico, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- añadir por lo menos un líquido dieléctrico a dicho por lo menos un polímero termoplástico;

- pasar dicho por lo menos un polímero termoplástico, al cual se ha añadido dicho por lo menos un líquido dieléctrico, a través de por lo menos un mezclador estático (40).