FI115571B - Monikerroksinen lujitettu ja stabiloitu kaapelirakenne - Google Patents

Description

115571

Monikerroksinen lujitettu ja stabiloitu kaapelirakenne

Keksinnön kohteena on monikerroksinen lujitettu ja stabiloitu kaapelirakenne, joka käsittää sydänosan, ja 5 metallittoman vaippaosan, joka käsittää sulku- ja suoja- kerroksia sekä kaksi tai useampia lujitekerroksia.

Tällaiset kaapelirakenteet ovat nykyään varsin tunnettuja erilaisten kaapeleiden, esimerkiksi optisten kaapeleiden yhteydessä. Nykyiset metallittomat optiset kaape-10 lirakenteet vaativat useita prosessityövaiheita, joista jotkut saattavat olla hyvin hitaita. Erillisinä lisättävät kalliit lujitteet saattavat edellyttää lisäaineiden käyttöä esimerkiksi tartunnan tai vesitiiveyden saavuttamiseksi, mikä edelleen hidastuttaa valmistusprosessia. Kaapeli-15 rakenteen lämpöstabiilisuuden parantamiseksi, ts. lämpöpu- ristuman pienentämiseksi joudutaan usein lisäksi käyttämään tankomaisia lujite-elementtejä, joiden käyttö sinällään tuo kaapeliin tiettyjä, ei aina myönteisiä ominaisuuksia kuten taivutusjäykkyyttä, suuremmat dimensiot, 20 korkean hinnan yms. Erityisen hankalaa näiden erillisten komposiittitankojen käyttö on ns. keskiputkirakenteissa, ; f. joissa niitä on käytettävä sydämen ulkokehällä ja symmet- * I · :v. riasyistä vähintään kahtena kappaleena.

Mikäli kaapelilta vaaditaan lisäksi mekaanista suo- '. 25 jaa jyrsijöitä ja termiittejä vastaan tai öljyn ja kerni- > « * * · ,, ’ kaalien kestoisuutta ja/tai sulkuominaisuuksia kosteutta * '* ja kaasuja vastaan, joudutaan käyttämään kalliita puoli- v : valmisteita, jotka on prosessoitava erillisillä, usein hankalilla työvaiheilla, mikä edelleen monimutkaistaa ra-. · 30 kennetta ja nostaa tuotteen kustannuksia.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan kaapelirakenne, jonka avulla edellä kuvatut tunnetun tekniikan epä-kohdat pystytään eliminoimaan. Tähän on päästy keksinnön mukaisen kaapelirakenteen avulla. Keksinnön mukainen kaa-j : 35 pelirakenne on täsmällisesti sanottuna tunnettu siitä,

> * I

2 115571 että kaapelin mekaanisten ominaisuuksien ja sulkuomi-naisuuksien hallitsemiseksi sulku- ja suojakerrokset ja/tai lujitekerrokset on muodostettu ja orientoitu suulakepuristamalla niin, että kuitumaisilla lujitteilla 5 tai lamellimaisilla suluilla on hallitulla tavalla eri orientaatiokulma kaapelin pituusakseliin nähden.

Keksinnön etuna aiemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna on esimerkiksi se, että kaapelin mekaanisia ominaisuuksia ja sulkuominaisuuksia pystytään säätämään 10 kulloisenkin tarpeen mukaan erittäin edullisella tavalla. Edullisuus johtuu keksinnön yksinkertaisuudesta ja siitä, että valmistus voi tapahtua yhdessä suulakepuristusvai-heessa, jolloin kustannukset muodostuvat alhaisiksi.

Keksinnön etuna on edelleen se, että keksinnön avulla on 15 mahdollista aikaansaada uudelleen sulatettavissa oleva, täysin kierrätettävä rakenne.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen esimerkkien avulla, jolloin 20 kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona aiemmin tunnetun tekniikan mukaista kaapelirakennetta, kuvio 2 esittää periaatekuvantona poikkileikkausta tunnetun tekniikan mukaisesta kaapelivaipasta, .·. kuviot 3-6 esittävät esimerkkejä keksinnön > ,·, 25 mukaisesti toteutetuista optisista kaapelirakenteista, ja kuvio 7 esittää esimerkkiä keksinnön mukaan to- • · 9 9 teutetusta metallisydämellä varustetusta kaapelista.

» • " Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti aiemmin ’·’ * tunnetun tekniikan mukainen kaapelirakenne. Kuviossa 1 on 30 sydänosa merkitty viitenumerolla 1 - 2. Sydänosa voi muo-· dostua esimerkiksi optisista kuiduista 1 ja toi- siopäällysteestä 2. Vaipan muodostamat kerrokset on puolestaan merkitty viitenumeroilla 3 ja 4. Tankomaiset » · lujite-elementit on puolestaan esitetty viitenumeron 5 ’!* 35 avulla. Tankomaisia lujite-elementtejä 5 on symmet- : * * riasyistä kaksi kappaletta ja ne on sijoitettu kaapelin ulkokehälle kuten aiemmin on todettu.

3 115571

Kuvion 1 mukainen kaapelirakenne on muodostettu tyypillisesti suulakepuristamalla toisiopäällysteen 2 päälle funktionaaliset kerrokset, joita on kuvion 1 esimerkissä kuvattu viitenumeroilla 3-4. Suulakepuristami-5 nen on tehty tyypillisesti perinteisellä ristipääsuutti- mella. Tällaisen tekniikan haittapuolena on mm. kerroksiin muodostuvat yhtymäsaumat, jotka vaikuttavat haitallisesti kaapelin ominaisuuksiin. Haittapuolet johtuvat siitä, että yhtymäsaumat aiheuttavat kerroksiin epäjatkuvuuskohtia, 10 jolloin kerrosten ominaisuudet ko. kohdissa ovat erilaisia kuin kerrosten muissa kohdissa. Kuviossa 2 on esitetty poikkileikkauskuvantona kaapelirakenne, jossa näkyy em. epäjatkuvuuskohdat. Epäjatkuvuuskohdat on merkitty kuvioon 2 nuolten N avulla.

15 Keksinnön kohteena on siis kaapelirakenne, jonka avulla edellä kuvatun tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan. Keksinnön perusajatuksen mukaan olennaista on se, että kaapelin mekaanisten ominaisuuksien ja sulkuominaisuuksien hallitsemiseksi sulku- ja suojakerrok-20 set ja/tai lujitekerrokset on orientoitu kuitumaisten lu jitteiden tai lamellimaisten sulkujen avulla hallitulla ; tavalla eri kulmiin. Keksinnön mukaiselle kaapelille on • I t ominaista metallittomille kaapeleille tyypillinen vetolu- • » juus, dimensiostabiilisuus laajalla lämpötila-alueella ja *. 25 äkillisissä lämpötilan vaihteluissa sekä rakenteen kiin teys ja taipuisuus. Keksinnölle on edelleen ominaista se, » * : “ että monikerrosrakenne voidaan valmistaa hallitusti yhdes- v · sä suulakepuristusvaiheessa.

Kaapelisydämen tai vastaavasti ns. toisiovaipan \\ j 30 päälle suulakepuristettava, kaapelirakennetta stabiloiva lujitekerros koostuu esimerkiksi kiinteillä lujitekuiduil-la kuten lasi-, hiili-, boori-, aramidi-, polyolefiini-tai muilla vastaavilla kuiduilla lujitetusta kestomuovis-;·’ ta, joka voi olla esimerkiksi polyolefiini, polyesteri, 35 polyamidi tai muu vastaava materiaali. Lujitekerros voi- 4 115571 daan muodostaa vaihtoehtoisesti termotrooppisesta pääket-juisesta nestekidepolymeeristä (LCP, liquid crystalline polymer) tai sellaisen ja tavanomaisen kestomuovin seoksesta. Tavanomaisten kestomuovien ohella erityisen edulli-5 siä kestomuoveja ovat sellaiset, jotka ovat helposti orientoitavissa ja/tai ekstruusion aikana tai sen jälkeen ristisilloitettavissa. Tämäntyyppiset nestekidemuovit ovat sulatilassa helposti juoksevia ja niitä voidaan työstää kestomuovien tapaan. Materiaalille tyypillisestä sisäises-10 tä järjestäytyneisyydestä johtuen sulan jähmettyessä muo dostuu komposiittimainen kuiturakenne, in-situ. Nestekide-polymeerin kuiduttaminen tapahtuu siis ekstruusioprosessin aikana. Erityisen edullinen ruuvigeometria prosessin aikana tehtävän radiaalisen orientaation aikaansaamiseksi on 15 esitetty patenttihakemuksissa PCT/FI96/00261 ja FI964988.

Nestekidemuovien tai niiden seosten tapauksessa on edullista pyrkiä prosessoitaessa korkeaan vetosuhteeseen, mikä johtaa suureen kuiduttumisasteeseen. Tällöin on edullisempaa ajaa LCP-lujitekerrokset mahdollisimman moneksi ohuek-20 si kerrokseksi kuin yhdeksi tai kahdeksi paksummaksi ker rokseksi, jolloin vetosuhde voidaan pitää korkeana ja kuiduttaminen tapahtuu tehokkaasti ja läpi koko kerroksen.

> * *

Osan lujittavista kerroksista voi muodostaa myös .! ns. jatkuvakuitulujitteiset kestomuovikomposiitit. Näissä » · * 25 sovellutuksissa tavanomaiseen kestomuoviin tai ad- heesiomuoviin on impregnoitu täysin jatkuvia lasi-, arami- ♦

·’ “ di- tai muita vastaavia kuituja. Orientoiduilla PE ja PP

v ’ kuiduilla on erittäin hyvät lujuusominaisuudet, mutta nii den käyttöä tähän tarkoitukseen on haitannut verrattain : : : 30 matala kristalliittinen sulamispiste, joka aiheuttaa sen, että prosessoinnin aikana tarvittava korkea ekstruusioläm-pötila tuhoaa kuituun aikaansaadun orientoinnin ja lujuu-den. Yllättäen on havaittu, että verrattain matalillakin ·;·’ säteilytystasoilla voidaan orientoituja PE kuituja ris- 35 tisilloittaa siten, että orientaatio jää pysyvämmäksi ja 115571 5 siten voitetaan ratkaisevasti sitä aikaa, jonka kuitu kestää kuumassa menettämättä yli puolta alkuperäisestä lujuudestaan. Vaihtoehtoisesti voidaan myös käyttää materiaaleja, jotka on ensin ristisilloitettu ja siten vasta orien-5 toitu kuiduiksi. Myös kemiallisesti ristisilloitetut poly- eteenit tulevat kysymykseen. Orientoidun ja ristisilloite-tun kuiturakenteen käytöllä saavutetaan yksi erittäin merkittävä mekaaninen etu hinnan lisäksi. On nimittäin yllättäen havaittu, että prosessin aikana kuidun pinta osittain 10 pehmenee ja liittyy ympäröivään matriisimuoviin mekaanisen lujuuden silti pysyessä korkealla tasolla. Tämä hyvä adheesio, jonka saavuttaminen esimerkiksi aramidikuidulla on hyvin vaikeata, takaa mm. hyvän iskulujuuden. Lisäksi puhdas polyeteenirakenne takaa hyvät sähköiset ominaisuudet. 15 Keksinnön mukaisessa edullisessa kaapelirakenteessa täl lainen lujitekerros voidaan valmistaa integroidusti varsinaisen kaapeliekstruusion kanssa impregnoimalla jatkuvat kuidut muovirnatriisiin on-line. Valokaapelirakenteissa edellä kuvattu lujittava kerros voi muodostaa optisia kui-20 tuja suojaavan toisiovaipan.

Kuten edellä on esitetty, keksinnölle on olennais-: ta, että kunkin lujittavan kerroksen, suojaavan kerroksen t · · tai sulkukerroksen kuiduilla on tietty hallittu oma kier-tyvä orientaatiokulma kaapelin pituusakseliin nähden. Eräs » · · 25 keksinnön mukainen sovellutusesimerkki on kuvattu periaat- * « · · · , ’ teellisesti kuviossa 3. Kuviossa 3 on sydänosa merkitty “ viitenumeroilla 1 ja 11. Sydänosan päälle sovitetut, lu- * jitteilla varustetut kerrokset on merkitty puolestaan vii tenumeroilla 12 ja 13. Vaipan pintakerros on merkitty vii-;,· · 30 tenumerolla 14. Kerroksissa 12 ja 13 olevien lujitekui- : Ί tujen erilaiset orientaatiokulmat näkyvät selvästi kuvios- ;v. sa 3.

Kuitujen kiertymissuunta voi kussakin tai joissakin kerroksissa olla samaan suuntaan mutta orientaatiokulma ' | 35 erisuuruinen. Näin kunkin kerroksen veto- ja taivutusomi- 115571 6 naisuuksia voidaan hallitusti säädellä. Kaapelin keskipistettä lähinnä olevassa kerroksessa, ts. ensimmäisessä lujittavassa kerroksessa, on edullista käyttää olennaisesti kaapelin pituusakselin suuntaisia kuituja, ts. kuituja, 5 joiden orientaatiokulma on pieni. Kuitujen kiertyminen saadaan aikaan esimerkiksi kiertyvällä mandrellilla, jonka läpi kuidut kulkevat kuten FI-patenttihakemuksessa 964989 on esitetty. Vastaavanlainen kiertyvä mandrelli voidaan myös yhdistää patenttihakemuksessa PCT/FI96/00261 esitet-10 tyyn koneratkaisuun, jolloin saavutetaan erittäin tehokas kierteinen molekylaarinen orientaatio jatkuvien kuitujen lisäksi. Tällöin kuitumaisten lujitteiden kaapelin vetolujuutta lisäävä vaikutus on mahdollisimman suuri, kun taas niiden kaapelin taipuisuutta vähentävä, jäykistävä vaiku-15 tus on mahdollisimman pieni pienen keskiöetäisyyden takia.

Vastaavasti ulompien lujittavien tai suojäävien kerrosten kuitujen orientaatiokulmien on edullista olla suurempia, jotta niiden kaapelin taipuisuutta vähentävä vaikutus olisi pienempi ja esimerkiksi kaapelin radiaalista puristus-20 lujuutta kasvattava vaikutus suurempi. Tällainen järjeste ly on esitetty kuviossa 3. Lisäksi ulompien kerrosten kui- ; tujen suurempi orientaatiokulma lisää niiden suojaavaa * » · vaikutusta jyrsijöitä vastaan.

Eri kulmiin orientoituneet lujittavat kuitumaiset 25 kerrokset, jotka itsessään ovat poikittaissuunnassa hau raita ja alhaisen vetolujuuden omaavia, lujittavat toisi-• ** aan eri kerroksissa olevien, erisuuntaisten kuitujen tu- * kiessa toisiaan poikittaissuuntaisissa rasitustiloissa.

Monikerroksinen, hallitulla tavalla orientoiduista kui-'j : 30 duista muodostuva lamellimainen rakenne muodostaa näin ollen eräänlaisen verkkorakenteen, jossa eri kerroksissa Λ olevien kuitujen orientaatiokulmia säätämällä ja hallitse- maila koko lujitteen mekaanisia ominaisuuksia voidaan hal-;* Iita.

35 7 115571

Kaapelisydäntä suojaava ns. barrier-kerros estää kosteuden ja mahdollisesti myös vedyn tunkeutumisen kaape-lisydämeen. Tällainen kerros voi koostua edullisesti ter-motrooppisesta pääketjuisesta nestekidepolymeeristä (LCP), 5 polyolefiinista (lähinnä korkeatiheyksinen polyeteeni, HDPE tai polypropeeni, PP), syklisestä olefiinikopolymee-rista (cyclic olefin copolymer, COC) tai muusta vastaavasta hyvät kosteussulkuominaisuudet omaavasta kestomuovista. Keksinnön mukaisessa symmetrisessä yhtymäsaumattomassa 10 rakenteessa ko. barrierominaisuudet saadaan aikaan hyvin ohuella kerroksella em. muoveja. Tyypillisesti kerrospaksuus voi olla n. 50 - 100 μιη materiaalista riippuen. Symmetrinen homogeeninen rakenne takaa myös sen, että ko. kerros on ohuenakin mekaanisesti riittävän luja pysyäkseen 15 ehjänä ja toimivana kaapelin kohdatessa mekaanisia rasi tuksia. Erityisesti käytettäessä nestekidemuovia barrier-materiaalina voidaan myös tarvittava lujitusvaikutus, ts. veto- ja puristuslujuus, saada aikaan yhdellä kerroksella (lamellaarinen rakenne). Toisaalta nestekidemuovien ja 20 kestomuovien seosten käyttäminen erillisinä lujitekerrok- sina siten, että LCP-kuitujen tai -lamellien orientaa-tiosuunnat menevät keskenään ristikkäin, antaa erinomais-ten mekaanisten ominaisuuksien lisäksi myös kosteussuojaa. Tällainen sovellutus on esitetty kuviossa 4. Kuviossa 4 on 25 sydänosa merkitty viitenumerolla 21. LCP-kuiduilla tai * * -lamelleilla varustettuja kerroksia on merkitty viitenume- ;·, roilla 22 ja 23. Pintakerros on merkitty viitenumerolla t t» 24. LCP-kuitujen tai -lamellien ristikkäiset orientaa- • t ’ tiosuunnat näkyvät selvästi kuviosta 4. Koska kyseeseen 30 tulevat nestekidemuovit ovat kemialliselta koostumuksel- : taan hyvin aromaattisia ja muodostavat kiinteässä tilassa .· tiukasti järjestäytyneen rakenteen, ne antavat erityisen *. hyvän suojan myös pienempiä kaasumolekyylejä vastaan. Suo- ·, jakerros erityisesti vetyä vastaan on optisille kuiduille » 35 ensiarvoisen tärkeä ja metallittomissa rakenteissa se saa- : daan aikaan nestekidemuoveilla.

- » · 115571 8

Useasta erilaisesta kestomuovista koostuvassa moni-kerrosrakenteessa on funktionaalisten kerrosten, ts. sul-kukerrosten, lujitekerrosten jne, välinen adheesio erityisen tärkeää. Keksinnön mukaisessa rakenteessa voidaan tar-5 vittaessa ajaa ohuita adheesiokerroksia paksumpien funk tionaalisten kerrosten väliin. Koska adheesiomuovit ovat pehmeitä, on tärkeää, että niiden kerrospaksuudet pidetään mahdollisimman pieninä. Erityisen edullisia adheesiokerroksia ovat sellaiset, joissa itsessään on funktionaalinen 10 puoli. Esimerkiksi puolijohtava adheesiokerros suojaa säh köisesti sisällä olevaa valokaapelia. Symmetrinen yhty-mäsaumaton rakenne mahdollistaa ohuet tasaiset kerrokset. Keksinnön mukaisissa kaapelirakenteissa voidaan eri luji-tekerrosten välisiä sidoksia säädellä erilaisilla ohuilla 15 adheesio- tai puskurikerroksilla, jolloin kerrosten välis tä vuorovaikutusta voidaan tarpeen mukaan joko lisätä tai vähentää. Adheesiota tai elastisuutta parantavat ainekom-ponentit voivat olla myös sekoitettuna itse lujittaviin kerroksiin. On myös mahdollista, että samassa lujittavassa 20 kerroksessa kuitumaiset segmentit vuorottelevat kehän suuntaisesti elastisempien polymeerisegmenttien kanssa, ; h jolloin saavutetaan hyvä tasapaino pituussuuntaisen luji- » * » tuksen ja taivuteltavuuden välillä. Tällainen sovellutus on esitetty kuviossa 5. Kuviossa 5 on sydänosa merkitty • · · 25 viitenumeroilla 1 ja 31. Viitenumeron 32 avulla on merkit- • · ty lujitekerros, joka on jaettu kuitumaisiin lujiteseg- * · *f(|* mentteihin 32a ja elastisempiin täyteosiin 32b. Viitenume- * i · ’·* * ron 34 avulla on merkitty lujitteilla varustettu kerros, joka vastaa kuvion 3 esimerkin kerrosta 12. Viitenumeron • j 30 33 avulla on merkitty kaapelin pintakerros. Edullinen suo- ritusmuoto on myös sellainen rakenne, jossa elastisen osan tai erillisen puskurikerroksen muodostaa vaahdotettu poly-meeri välittömässä kontaktissa kuitumaisten lujitteiden ;·’ kanssa kaapelin taivutus- ja puristusominaisuuksien halli 35 litsemiseksi. Tyypillisesti tällainen kerros muodostuu 115571 9 vaahdotetusta polyolefiinista, jonka tiheys on 50 - 200 kg/m3.

Kuten edellä on jo tuotu esille, keksinnön mukainen rakenne voidaan edullisesti valmistaa yhdessä suulakepu-5 ristusvaiheessa, välityövaiheiden, mm. puolausten pois tuessa. Lisäksi on olennaisen tärkeää, että sulan materiaalin virtaussuunta on kaapelisydämen kanssa samansuuntainen eikä sula massavirta jakaannu missään vaiheessa, jolloin vältytään ns. yhtymäsauman muodostumiselta. Yhty-10 mäsauma on muovituotteissa tunnetusti mekaanisesti heikko kohta, josta säröily usein alkaa. Lujuus saumakohdassa on huomattavasti pienempi kuin muualla. Ilman massajakoa saadaan aikaan saumattomia homogeenisia kerroksia, mikä mahdollistaa haluttujen ominaisuuksien saavuttamisen taval-15 lista ohuemmilla kerroksilla. Pienempi materiaalin kulutus on taloudellisesti merkittävää, sillä erityisesti lujite-ja barrierkerroksissa käytetyt ominaisuuksiltaan parhaat polymeerit ovat tunnetusti melko kalliita. Keksinnön mukaisesti voidaan siten valmistaa monikerroksisia kaapeli-20 rakenteita, jotka ovat sekä teknisesti että taloudellises ti edullisempia kuin tunnetut rakenteet.

. Keksinnön mukaisia monikerrosrakenteita voidaan I ( » valmistaa periaatteessa perinteisellä ristipääsuuttimella, * · \ jossa on pyörivät suutintyökalut. Käytännössä useista ker- • I t '\ 25 roksista koostuvan rakenteen valmistaminen hallitusti ky- * * · 4 · seisellä tekniikalla on hyvin vaikeata. Edullisimmin kek-" sinnön mukaisia yhtymä s aumat torni a monikerrosrakenteita • t · v * saadaan aikaan ns. kartioekstruuderilla, jota on kuvattu esimerkiksi EP-julkaisussa 0 422 042 Bl.

; j j 30 Vaikka keksintöä on selostettu edellä pääasiassa optisen kaapelin erilaisten sovellutusten avulla niin on huomattava, että keksintöä voidaan soveltaa myös sellais-ten kaapeleiden yhteydessä, joiden sydänosa on metallijoh- ;·* dinten muodostama.

fi 35 10 115571

Seuraavassa esitetään havainnollisuuden vuoksi muutamia esimerkkejä keksinnön mukaisesti toteutetuista ratkaisuista. Esimerkit on kuvattu nelikerrosrakenteina, mutta on selvää, että kerroksia voi olla käytettävissä olevan 5 monikerrospuristimen rakenteesta riippuen ja tarpeen mu kaan useampiakin. Kerrokset on lueteltu sisältä ulospäin.

A. Erillinen valokaapelisydän (PBT, optiset kuidut, geeli) tai metallijohdin, jonka päälle koekstruusiolla 10 monikerrosrakenne (funktionaaliset osat ja ulkovaippa).

1. -adheesiomuovi -LCP tai LCP-seos, orientaatio +45° (lujite) -LCP tai LCP-seos, orientaatio -45° (lujite) 15 -ulkovaippa (esim. PE) keskimmäiset kerrokset muodostavat yhdessä barrier-kerrok-sen 2. -adheesiomuovi -LCP, LCP-seos tai kuitukomposiitti, orient. +45° 20 -LCP tai LCP-seos, ohut laminaarikerros (barrier) -ulkovaippa (esim. PE) ensimmäinen LCP-kerros tai vastaava on varsinainen lujite.

I i i * * *

Erikoisrakenne (lujitteena jatkuva kuitu, sulaimp- * t . 25 regnointi on-line).

• t -tarvittaessa PBT-putken päälle voidaan applikoida « · adheesiomuovi (hot melt) sulapumpulla juuri ennen koekst-ruusiovaihetta.

30 1. -on-line impregnoitu jatkuva lasikuitu, sopivassa : : kulmassa PBT-putken ympärille ,,· -matriisina polyolefiini (voi sis. funktio- v. nalisoitua polyolefiinia, tartunta) >·. -tai matriisina adheesiomuovi (hyvä tartun- • ‘35 ta molempiin pintoihin) 115571 11 -ohut tasainen HDPE, COC, LCP- tai PO/LCP-seosker-ros (barrier) -adheesiomuovi -ulkovaippa (esim. PE) 5 2. (-adheesiomuovi) -ohut LCP tai LCP-seos (kosteusbarrier) -on-line impregnoitu jatkuva lasikuitu, sopivassa kulmassa PBT-putken ympärille (polyolefiini matriisina) 10 (-adheesiomuovi) -ulkovaippa (polyolefiini) B. Tehdään myös toisiopäällystys samassa vaiheessa 15 1. -suojamateriaaliksi LCP-seos tai kuitukomposiitti (sis.optiset kuidut, geeli) 41 -myös lujittava rakenne (aksiaal. orient.) -ohut adheesiokerros 42 -varsinainen lujitekerros (LCP tai kuitukomposiit-20 ti), vino orientaatio 43 -ulkovaippa (esim. PE) 44 Tämä sovellutusmuoto on esitetty kuviossa 6. Numerot 41 - )1 * · ,V. 44 viittavat kuvioon 6.

25 2. -suojamateriaaliksi kestomuovi (sis. optiset kui dut, geeli) • " -eteeni/propeeni-kopolymeeri (sopiva geeli) i » ·

v : tai PBT

-tai: COC (samalla kosteusbarrier) : 30 -ohut adheesiokerros -varsinainen lujitekerros (PO/kuitu t. PO/LCP-seos), vino orientaatio » · -ulkovaippa (esim. PE) 35 * * t 4 115571 12 C. Pelkkä monikerrosvaipparakenne, sydän joko Spiral space tai kerrattu rakenne tai metallijohdin 1. -adheesiomuovi

5 -välivaippa PE

-adheesiomuovi -ulkovaippa PA 12 (esim. termiittisuoja, hankauksen kesto) 10 2. Palonkestävä vaippa -adheesiomuovi -barrier-kerros (HDPE, COC, LCP t. PO/LCP-seos) ja/tai lujitekerros(vrt. edellä) -adheesiomuovi (ei välttämätön) 15 -HFFR-seos 3. Jyrsijöitä kestävä vaippa -adheesiomuovi 52 -polyolefiini/lasikuitu 53 20 -polyolefiini/paljon lasikuitua (katkokuitu t. on- line-impregn. jatkuva kuitu) 54, Suuri poikittainen orientaatio kulma.

S « -ohut HDPE t.PAl2 skin 55 « Tällainen sovellutus on esitetty kuviossa 7. Viite- • · 25 numerolla 51 on esitetty metallijohtimista muodostettu sydänosa. Viitenumerot 52 - 55 kuvaavat edellä lueteltuja ·' " kerroksia. Viitenumerot 52 - 55 on esitetty myös edellä V · esitetyssä esimerkin kerroskuvauksessa.

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mi-: 30 tenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin ..\ vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen kaapelirakenteen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellainen kuin kuvioissa on esitetty, 35 vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia.

Claims (17)

115571

1. Monikerroksinen lujitettu ja stabiloitu kaapelirakenne, joka käsittää sydänosan (1, 11, 21, 31, 41, 5 51), ja metallittoman vaippaosan, joka käsittää sulku- ja suojakerroksia sekä kaksi tai useampia lujitekerroksia, tunnettu siitä, että kaapelin mekaanisten ominaisuuksien ja sulkuominaisuuksien hallitsemiseksi sulku- ja suojakerrokset ja/tai luj itekerrokset (12, 13, 22, 23, 32, 10 53, 54) on muodostettu ja orientoitu suulakepuristamalla niin, että kuitumaisilla lujitteilla tai lamellimaisilla suluilla on hallitulla tavalla eri orientaatiokulma kaapelin pituusakseliin nähden.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapelirakenne, 15 tunnettu siitä, että luj itekerrokset on muodostettu lyhyt- tai pitkäkuitulujitetuista kestomuoveista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että lujitteet ovat lasi-, hiili-, boori- tai aramidikuituja.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että luj itekerrokset on muodostettu materiaalista, joka on ainakin osaksi nestekidemuovia.

5. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kaapelira- V: kenne, tunnettu siitä, että katkokuidut tai jatkuvat 25 kuidut ovat orientoitua polyolefiinia, joka on ristisil-, . loitettu yli 5 %:n geelipitoisuuteen.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että kuitulujitus on hitsattu kiinni , , matriisiin siten, että kuidun ja matriisin välinen ad- ;;/ 30 heesioenergia on suurempi kuin matriisin lujuus.

’·** 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-6 mu- kainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että vetolujuu-den ja taivuteltavuuden säätämiseksi ainakin yksi lujite-. kerros on jaettu segmenttimäisiin osiin, joissa vuorotte- ; 35 levät jäykät luj iteosat (32a) ja elastisemmat täyteosat (32b) . 115571

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-8 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että elastiset täyteosat tai erilliset puskurikerrokset on muodostettu vaahdotetusta polymeeristä.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että sulkukerrokset on muodostettu materiaalista, joka on ainakin osaksi nestekidemuovia.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-9 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että kerros- 10 ten väliin on sovitettu kerrosten välistä adheesiota parantavia adheesiokerroksia (42).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että sulku- ja adheesiokerrokset sekä lujitekerrokset ovat ohuita, symmetrisiä ja yhty- 15 mäsaumattomia kerroksia.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että ainakin yksi lujitekerros on muo- S dostettu jatkuvakuitulujitteisesta komposiitista, jossa on tavanomainen kestomuovi- tai adheesiomuovimatriisi.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-12 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että kaapelin keskipistettä lähinnä olevassa kerroksessa (12) olevat lujitekuidut on sovitettu olennaisesti kaapelin pituus-suuntaisesti ja ulommissa kerroksissa (13) enemmän kehän '/· 25 suuntaan orientoituneiksi.

:**: 14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että sy-dänosa (11, 21, 31) on optisten kuitujen muodostama osa.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen kaapeliraken- ; 30 ne, tunnettu siitä, että optiset kuidut sisäänsä sulkeva * * · ja niitä suojaava kerros on sovitettu muodostamaan ensim- • » mäisen lujite- ja/tai sulkukerroksen.

16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-13 mukainen kaapelirakenne, tunnettu siitä, että sydänosa ’•t 35 (51) on metallijohdinten muodostama osa. »

17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen • 5 » * » kaapelirakenne, tunnettu siitä, että ainakin yksi osa matriiseista tai kuiduista on ristsilloitettu. 115571