KR100280283B1 - 방수 설비를 갖는 케이블 - Google Patents

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Abstract

케이블(20)은 외장 시스템에 둘러싸인 코어(22)에 포함된 다수의 전도체(24)를 구비한다. 전도체 사이의 공동은 0.2 내지 0.5 의 스티렌-고무 비를 갖는 스티렌-고무 블록 공중합체, ASTM 형 104A 오일과 폴리에틸렌 및, 과흡수제 중합체 재료로 특징되는 충전 조성 혼합물로 충전된다. 이 혼합물은 88℃에서 약 400cps 내지 110℃ 에서 11cps 범위의 점성을 가지며 절연된 금속 전도체의 3,000 쌍과 동일한 수를 포함하는 케이블 내의 공동을 충전하도록 사용된다. 과흡수제 중합체는충전 혼합물의 약 10 중량부 내지 100 중량 농도의 겔 조성물에 일체화된다. 플러딩 조성물과 과흡수제 중합체의 혼합물을 포함하는 플러딩 재료는 외장 시스템 층 사이의 공간을 플러드하기 위해 사용된다.

Description

방수 설비를 갖는 케이블
제1도는 외장 시스템 층 사이에 케이블 부분을 밀봉하는 플러딩 조성과 그 코어에 있는 충전 혼합물을 포함하는 케이블의 사시도.
제2도는 제1도 케이블의 단부면도.
제3도는 외장 시스템 층 사이에 케이블의 플러딩 부분과 충전 혼합물을 갖는 코어를 채우는 외장선과 케이블 충전의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 케이블 22 : 코어
25 : 바인더 26 : 플라스틱 재료
30 : 혼합물 40 : 외장 시스템
44 : 플라스틱 재킷
[발명의 배경]
본 발명은 방수 설비를 갖는 케이블에 관한 것이다.
[발명의 배경]
전화 시스템과 같은 통신 산업에 사용되는 케이블은 케이블을 물속으로부터 및/또는 케이블을 따르는 물의 종방향 이동으로부터 보호하기 위해 방수 재료를 필요로 한다. 이는 케이블이 지하에 매설되거나 물속에 위치든지간에 필요하다. 또한, 이는 때때로 공중 케이블의 경우에도 요구된다.
매설된 케이블과 같은 방수 케이블에 대한 시도는 이미 100년전에 시작되었고 1950 년대에 플라스틱 절연 케이블의 도입시까지 실용적 의미로 성공하지 못했다. 특히, 내부 플라스틱 재킷, 알루미늄과 강철 실드 금속 및, 외부 플라스틱 재킷을 갖는 외장 케이블은 성공적으로 사용되어 왔다. 가압 케이블은 또한 방수 문제를 양호하게 해결해 왔다. 그러나, 이들 시도의 모두는 불충분하며, 외장 케이블은 케이블을 취약하게 하며, 가압 케이블은 시스템의 고장시의 위험 노출에 대한 유지 및 보수에 있어서 비싸다.
1970년 이후에, 케이블의 많은 양이 방수 성분으로 채워졌다. 이러한 시도는 플라스틱 절연 케이블에서 케이블 외장 내로의 물의 국부적인 침입이 그 자체로는 심각한 문제가 아니라는 인식을 허용한다. 설비의 붕괴와 열화는 긴 길이의 케이블이 플러딩(flooding)될 때 발생한다. 플러딩은 케이블 외장에 있는 국부적인 개구 내로 침투되는 물이 수백 피트까지 중력을 허용하는한 채널에 대해 자유롭기 때문에 발생한다. 이것은 전송 라인의 용량 평형을 와해시킬 뿐만 아니라 젖은 와이어의 길이에 비례하는 더 잠재적인 부식 위치를 발생시킨다. 부식은 통상 느리게 발생하지만 물에 젖은 와이어의 유효 수명은 건조 와이어의 수명보다 명백하게 더 짧다.
폭넓게 채용되는 용해성은 케이블을 채널링 워터로 간단히 채우는 물 불용해성 충전 재료로 케이블 내의 공간을 채우는 것이다. 그러나, 케이블 충전 재료의 물리적 기능은 간단하지만 재료의 선정은 그렇지 않다. 본원에 사용되는 재료에 대한 중요한 많은 고려 사항 중 하나는 재료의 소수성, 시효에 대한 안전성, 낮은 온도 특성, 상승 온도에서의 유동 특성, 처리 특성, 취급 특성, 절연성, 유독성 및 비용 등이다.
이들 대부분의 기준을 만족시키며, 적용시에 폭넓게 사용되는 재료가 미국 특허 제 3,607,487 호와 제 3,717,716 호에 기술되어 있다. 이들 재료는 조화성을 부여하고 따뜻한 온도에서 유동을 예방하기 위하여 중합체, 보통 폴리에틸렌으로 혼합된 바셀린(petroleum jelly)이 필요하다.
유사한 소수성 충전 재료는 접착 덮개(splice closure)를 충전하기 위해 제안되었다. 예를 들어, 미국 특허 제 3,879,575 호에는 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체에 의해 겔(gel)되며 조화성을 전하고 슬럼프를 감소시키도록 폴리에틸렌 왁스로 다시 부가된 저점성 오일 혼합물이 기술되어 있다.
특히, 바셀린-폴리에틸렌 왁스 케이블 충전 재료에 대한 개선점이 미국 특허 제 4,259,540 호에 기술되어 있다. 상기 특허에는 바셀린-폴리에틸렌 케이블 충전 재료의 적합하지 않은 취급 특성을 극복하는 재료가 기술되어 있다. 예를 들어, 케이블의 설치와 유지가 접착될 케이블을 종종 요구하기 때문에, 상기 접착(splicing)은 케이블이 바셀린 재료로 채워지는 접착 영역에서 각 와이어 또는 광학 파이버로부터 충전 재료의 분리와 제거를 요구한다. 또한 유성 계면은 스플라이스를 둘러싸기 위해 연속적으로 사용되는 와이어와 폴리우레탄 재료 사이에 형성된다. 스플라이스 내로의 물 도입용 통로로 작용하는 이 유성 계면은 서비스 영향에 문제가 있다. 더욱이, 접착을 실행하기 위한 충분한 재료를 제거하는 것은 단지 시간을 소비하고 상기 작업은 일반적으로 불필요하다. 더욱이, 저온에서 취급은 훨씬 더 어렵고, 케이블을 예열하기 위한 토치의 사용과 캡슐화된 코어를 연화시키기 위한 솔벤트의 사용을 종종 필요로 한다. 미국 특허 제 4,259,540 호에 기술된 개량된 재료는 바셀린-폴리에틸렌 재료로 충전된 케이블에 대한 상기 결함을 극복한다. 상기 특허에 따른 재료는 특정 특성을 갖는 나프텐 또는 파라핀 오일, 약 0.2 내지 0.5의 스티렌 고무비를 갖는 스티렌-에티렌 부틸렌-스티렌(S-EB-S) 3중블록 공중합체 및, 110℃에서 130℃의 연화점을 갖는 폴리에틸렌의 혼합물이다. 미국 특허 제 4,176,240 호를 또한 참조하라.
본원에 사용된 스티렌-고무비는 공중합체 내의 고무 블록에 대한 스티렌 블록의 중량비를 언급한다. 더우기, S-EB-S 가 사용될 때마다, 이는 3중 블록 공중합체를 언급하며, 반면에 S-EB는 2중 블록 공중합체를 언급한다.
미국 특허 제 4,259,540 호의 케이블 충전 재료는 케이블에 있는 물의 유동을 차단하는 우수성을 입증하는 반면에, 이것만으로는 방수를 위해 새롭게 확립된 표준에 완전히 적합하지 않다. 상기 표준은 케이블 길이가 24 시간 동안 수면에서 3.658m(12 피트)로 될때 케이블의 2.44m(8 피트) 길이를 통해 물의 유동이 없도록 설정된다.
상기 특허 문헌은 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴아미드, 또는 셀룰로스 유도체와 같은 물팽창 중합체를 포함하는 케이블을 또한 기술하고 있으며, 이 중합체는 전도체 다발(bundle)의 외측에 그리고 외장 시스템의 부분 사이에서 케이블의 길이를 따라 이격된 방습 배리어에 함유되거나 또는 다발 포장에 적용된다. 외장 시스템의 부분 사이와 코어 외측의 영역은 플러딩 영역으로 언급된다.
그러나, 상기 케이블은 소정의 단점과 제한을 갖는다. 상술한 물팽창 중합체중 하나를 포함하는 케이블의 경우에, 중합체는 분말 또는 입자 형태로 공급된다. 케이블 코어를 통해 분배되지 않는다면, 효과적인 물 흡수성은 상기 영역을 통해 보장되지 않는다. 상기 분말을 케이블을 따라 종방향으로 연장되는 테이프 박막에 포함된다.
충전 재료 내에 저 농도의 분말을 사용하면 충전 재료의 방수 성능이 떨어진다. 더욱이, 폴리비닐 알콜과 폴리아크릴아미드와 같은 소정의 팽창제는 케이블 코어가 부분적으로만 충전될 때 적당한 방수를 실행하도록 냉수(cold water) 내에서 충분히 신속히 팽창되지 않는 반면에, 상기 팽창제로 완전히 채워진 코어는 물에 의해 접촉될 때 한정된 공간에서 팽창하는 문제를 야기하며 비경제적이다.
특히, 국제 공개 제 WO 90/12406 호인 PCT/US 90/01863 에는 화합물의 충전 및 캡슐화에 사용되는 겔 케이블을 조성물을 기술하고 있다. 상기 조성물은 유체, 겔 매트릭스를 형성하는 유체를 혼합하기 위한 시키너(thickener) 및, 물 흡수제 중합체로 이루어져 있으며, 물 흡수제 중합체는 미세 분말 형태로 공급되는 중합체 중추에 부착된 음이온 그룹을 갖는다. 이 분말 탄화수소 중합체는 유전체 겔 매트릭스와 혼합된다. 여러 경우에, 유전체 겔 매트릭스는 소수성이 있고 다른 보조 친수성 물질의 첨가가 유용하다.
상기 겔 조성물은 겔이 배치되는 한정된 공간 내로 물의 도입에 대한 초기 배리어를 스스로 구비한다. 물이 공간으로 들어간다면, 상기 공간이 광섬유 케이블, 하우징 또는 스플라이스의 내측에 있거나, 통신 케이블의 충전 또는 플러딩 영역에 있든지 간에 겔에 있는 물 흡수제 중합체는 활성화되며 물은 흡수된다. 물이 겔 내의 중합체에 의해 접촉되면, 겔 조성물의 점성에 의존하여 유체 이동을 불가능하게 하는 높은 점성의 반 고체 재료가 형성된다.
상술한 PCT 명세서의 겔 조성물은 물 손상으로부터 케이블 또는 하우징과 같은 한정된 공간 내의 내용물 또는 성분을 보호하는 역할을 한다. 먼저, 침입 습기가 있다면 겔 조성물은 물에 저항한다. 부가적으로, 물의 존재시 겔의 물 흡수성 중합체는 물을 흡수하기 위해 활성화되어 부가의 이동을 방지한다.
상기 PCT 명세서에서, 겔의 점성 범위는 100℃에서 약 2센티스토크로부터 40℃에서 약 90,000 센티스토크까지 이다. 상기 PCT 명세서에 있는 조성물의 점성은 시키너의 함유물로부터 비교적 높게 판단되어야 한다. 또한, 비교적 높은 점성은 케이블을 충전하는데 사용되는 방법으로 명백해진다. 상기 PCT 명세서의 겔 조성물은 20 전도체 쌍 범위에 있는 케이블을 충전하기 위해 사용된다. 오늘날 케이블을 3,000 이상의 전도체 쌍을 포함한다. 물론, 다수의 20 쌍 유니트는 각각 충전되며, 그 후 이 유니트는 매우 큰 전도체 쌍 치수 케이블로 조립된다. 그러나 이 기술은 모든 간격, 특히 유니트 사이의 간격을 충전하지 못하는 결과를 초래한다.
필요하지만 이용 가능하지 않은 것은, 코어 내의 간격을 충전하는 방수 재료와, 새로운 방수 조건하에서 케이블의 전기적 특성을 유지하도록 케이블의 외장 시스템의 층 사이에서 플러딩되는 플러딩 재료를 포함하는 큰 전도체 쌍 치수 케이블이다. 특히, 수요가 많은 케이블은 충전 및 플러딩하기 적합할 뿐만 아니라 케이블이 제조되는 제조 라인에도 적용 가능한 방수 성분을 포함해야만 한다.
[발명의 요약]
종래 기술의 상기 문제점은 청구범위에 기술된 바와 같이 본 발명의 케이블에 의해 극복된다.
[상세한 설명]
제1도 및 제2도를 참조하면, 케이블(20)은 다수의 절연 금속 전도체 쌍(24)을 갖는 코어(22)를 포함한다. 전도체는 유니트로 함께 일체화되고, 이 유니트는 코어(22)에서 함께 조립된다. 바인더(25)는 전도체를 함께 묶도록 사용된다. 코어(22)는 그 부근에서 감싸이고 보통 코어 외피로서 참조되는 플라스틱 재료(26)내에 배치되어 있다. 코어 외피는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 플라스틱 재료로 만들어진다.
코어(22)는 보통 충전 재료 또는 충전 조성물로 언급되는 물질의 충전 조성물을 포함하는 혼합물(30)로 충전되어 있다. 혼합물은 플렉스겔(FLEXGEL) 충전 조성물으로 언급되는 충전 조성물과 분말 형태인 과흡수성 중합체를 포함한다. 플렉스겔 충전 조성물은 상술되고 본원에 참조로 언급된 미국 특허 제 4,176,240 호에 기술되어 있다.
코어(22)의 둘레에는 외장 시스템(40)이 배치되어 있다. 외장 시스템은 주름진 금속층(42)과 플라스틱 재킷(44)을 포함한다. 코어 외피(26)와 금속층(42)사이 및/또는 금속층과 재킷(44) 사이에서와 같은 외장 시스템 층 사이에 플러딩 재료(46)가 배치되어 있다.
플렉스겔 충전 조성물은 선 리파이닝 앤드 마켓팅 캄파니(Sun Refining and Marketing Company)에 의해 시판되는 선파(Sunpar) LW 120과 같은 ASTM D2226 당 익스텐더 오일 형 104B를 포함한다. 오일 익스텐더는 88.5 내지 89.5 중량부 만큼 포함된다. 또한, 5.4 내지 5.6 중량부의 스티렌 고무 블록 공중합체가 포함되어 있다. 적합한 고무는 셀 케미칼 캄파니(Shell Chemical Copmpany)에 의해 시판되는 크라톤(Kraton) G 1652 인 3중 블록이다. 충전 조성물은 폴리에틸렌의 약 4.9 내지 5.1 중량부를 포함한다. 적합한 폴리에틸렌은 얼라이드 시그날 캄파니(Allied Signal Company)에 의해 시판되는 AC-9 또는 AC-9A 이다. 0.4 내지 0.6 중량부의 조화기와 1 중량부의 산화 방지제를 포함한다. 적합한 조화기가 에프엠씨 코포레이션 (FMC Corporation)에 의해 시판되는 크로니텍스(Kronitex) 100 인 반면에 적합한 산화 방지제는 시바 가이기 코포레이션 (Ciba-Geigy Corporation)에 의해 시판되는 일가녹스(Irganox)이다. 적합한 조성물은 익스텐서 오일의 89.0 중량부와, 고무의 5.5 중량부와, 폴리에틸렌 5 중량부와 조화기의 0.5 중량부 및 일가녹스 1035 안정기의 1 중량부를 포함한다.
재료는 적당한 점성을 갖는 것이 중요하다. 충전 공정을 상승된 온도에서 실행된다. 공정 설비의 관점과 충전 공정의 유효성으로부터, 온도를 상승시키는 것보다 충전 재료의 점성을 낮게하는 것이 더 필요하다. 작동 온도는 전도체를 절연시키기 위해 보통 사용되는 재료에 의해 110℃ 부근에 한정된다. 따라서, 다른 변화는 조성물의 선정에 의해 얻어진다. 88℃ 에서 400첸 내지 110℃ 에서 11첸가 적합한 범위이다. 제2표준은 세 온도 범위 즉 50°, 60°, 70℃ 에서 2시간 노출된 후의 슬럼프 특성이다. 이것은 상승된 설비 온도에서 수용 가능한 고체 상태인 충전 재료의 유지를 측정한다. 지시된 충전 조성물의 기계적 성질은 대개의 경우에 적당한 것을 알았다. 재료의 기계적 특성은 더욱 의미있는 방법으로 요약될 수 있다. 종래 기술의 바셀린 재료는 유성(grease-like) 물질인 반면에 본문에 기술한 재료는 연성의 고무 지우개와 유사한 경도를 갖는다.
재료의 중요한 물리적 성질은 그 취급성이다. 이 성질은 자체적으로 증가하여 스티렌 에틸렌-부티렌-스티렌 블록 공중합체를 선정하기 위한 하나의 기본이다. 다른 것은 상승 온도에서 유동하고 조성 한계를 선정하기 위한 기본이다.
플렉스겔 충전 조성물과 혼합되는 과흡수성 분말은 켐달 코포레이션(Chemdal Corporation)에 의해 시판되는 ARIDALL 1125-J 과흡수성 중합체이다. 충전 조성물과 과흡수성 중합체의 혼합물은 과흡수성 중합체가 혼합물의 100 중량부당 약 10 중량부 정도의 양에 포함되도록 되어 있다.
ARIDALL 중합체는 보통 과흡수제로 불리는 제품의 종류인 가교 결합된 아크릴이다. 이 종류는 또한 전분 이식 중합체, 가교 결합된 글리콜산 및 셀룰로스 에테르를 포함한다. 이 중에서, 가교 결합된 아크릴이 과흡수제로 가장 널리 보급된다. ARIDALL 중합체는 높은 흡수 능력과 적합한 겔 강성의 장점을 조합하여 개인주의와 의료 처치의 폭넓은 범위에 대한 이상적인 흡수제를 만든다.
모든 아크릴제 과흡수제처럼, ARIDALL 중합체는 중합체의 스파인(spine) 상에 배치된 카르복실레이트 그룹으로부터 흡수성을 유도한다. 수성 매체가 중합체와 접촉할때, 카복실레이트 그룹은 급속하게 용매화되어 상호 반발하는 음전하를 발생시킨다. 이것은 종종 그 중량으로 매체를 풀고 흡수하는 중합체를 만든다. 가교 결합은 중합체의 용해를 예방한다. 매체는 수소 결합에 의해 중합체의 표면상에 급속하게 배향된다. 최종 겔은 압력하에서 물을 유지하는 뛰어난 능력을 갖는다. ARIDALL 중합체는 물리-화학적 기구에 의해 유체를 유지한다.
상기 과흡수제 중합체 재료는 35g/g 염분의 흡수 성능, 6±2%의 수분함량, 600ppm 의 최대 잔류 아크릴 모노머, 7±0.3 의 pH(0.1% 고체) 및 100 내지 1000 미크론의 미립자 분포를 갖는다.
다른 적합한 과흡수제 중합체는 어브솔번트 테크놀러지 인코포레이티드(Absorbent Rechnologies, Inc.)에 의해 시판되며, 아쿠아 키프(Aqua Keep) J-550 과흡수제 중합체를 나타낸다. 후자는 65ml/g 의 성능(0.9% 염분), 43ml/g 의 보유력, 7.5 의 pH, 75ppm 의 잔류 모노머 및 200 메시를 통과하는 3.7% 를 갖는 32 내지 200 메시의 미립자 분포를 갖는다.
적합한 다른 플렉스겔 충전 재료는 ASTM D2226 당 익스텐더 오일형 104B 의 77.5 내지 78.5 중량부를 포함하는 것 중 하나이다. 적합한 익스텐더 오일은 상술한 SUNPAR LW120 이다. KRATON G-1726 스티렌-고무 이중 블록 공중합체의 3.9 내지 4.1 중량부와 KRATON G1652 스티렌 고무 3 중블록 공중합체의 0.9 내지 1.1 중량부를 또한 포함하고 있으며, 이들 둘 모두는 셸 케미칼 캄파니에 의해 이용 가능하다. 6.9 내지 7.1 중량부 양인 폴리에틸렌, 9.8 내지 10.2 의 중량부 양인 폴리부텐 및 1 중량부의 산화방지제가 또한 포함되어 있다. 폴리부텐은 아모코 케미칼 캄파니(Amoco Chemical Company)에 의해 시판되고 H-300 으로 지시된 것이다. 적합한 폴리에틸렌은 상술한 AC-9 또는 AC-9A 이며, 산화방지제는 일가녹스 1035 이다. 본문에서 참조하고 있는 미국 특허 제 4,259,540 호를 참조하라.
다른 충전 조성물은 스티렌-고무-스티렌 3 중블록 공중합체 중 모두 또는 부분적으로 대체하기 위한 스티렌-고무 이중블록 공중합체를 사용하며 이는 본 명세서에서 참조로 하고 있는 미국 특허 제 4,870,117 호에 기술되어 있다. 상기 조성은 ASTM D2226 당 104B형 익스텐더 오일의 약 80 내지 87 중량부를 포함한다. 적합한 익스텐더 오일은 지시된 선파 LW110 하에서 선 리파이닝 앤드 마켓팅 캄파니로 부터 이용가능한 것이다. 두 개의 스티렌-고무 블록 공중합체 구조가 사용되는데 이중 하나는 0.4 내지 0.6 중량부의 크라톤(Kraton) G1726 이고 다른 하나는 4.9 내지 5.1 중량부인 크라톤 G1652 이며, 이들 모두는 셸 케미칼 캄파니에 의해 시판된다. 얼라이드-시그날 캄파니에 의해 시판되는 AC-9 또는 AC-9A 폴리에틸렌의 6.9 내지 7.1 중량부와 아모코 케미칼 캄파니에 의해 시판되는 H-300 폴리부텐의 6.9 내지 7.1 중량부가 또한 포함된다. 1 중량부의 산화 방지제가 포함되며, 이것은 시바-가이기 캄파니에 의해 시판되는 일가녹스 1035 이다.
종래 기술의 3 중블록 고무 분자는 스티렌에 의해 양단부를 덮는다. 이 재료는 충전 조성물에서 사용되는 스티렌 고무 2 중블록 공중합체 보다 높은 보조 가교 결합 밀도를 가지며 고무는 일단부 상에서만 스티렌 캡을 갖는다. 이 가교 결합은 이들이 용융되지 않고 분리 스티렌으로부터 나타나기 때문에 물리적 특성이 있고, 그 고무 블록 분야는 두 형태 블록이 원래 양립하지 않기 때문에 형성된다. 스티렌 블록이 약 90℃ 의 유리 천이 온도 즉, Tg 이하에서 고체이므로, 이들은 스티렌 블록이 분자(3 중 블록)의 양단부상에 있는 스티렌 Tg 이하에서 물리적 가교 결합으로써 작동한다. 더 낮은 물리적 가교 결합 밀도는 조성물에 일체화되며 더 효과적으로 겔되는 오일을 형성시킨다. 따라서 거품 절연의 분리와 셀 충전은 충분히 감소되거나 제거된다.
더욱이, 종래의 스티렌-고무-스티렌 공중합체의 분자의 절반이지만 동일한 고무 블록에 대한 스티렌 블록비를 갖는 스티렌-고무 이중블록 공중합체를 선정할 수 있다. 낮은 점성 재료는 절연성 셀 충전을 방지하고 높은 온도 유동 특성을 개량하는 충전 조성물에 폴리에틸렌 왁스와 폴리부텐 오일을 첨가하는 것을 가능하게 한다. 상기 저 점성 재료는 저 점성 처리 오일을 사용하여 얻을 수 있지만, 발화점 및 휘발성과 같은 파라미터에 대해 중대한 손실을 초래한다. 충분한 스티렌-고무 공중합체가 사용된다면, 폴리부텐 오일의 첨가가 필요하지 않다. 그러나, 공중합체는 경제적 관점에서 폴리부텐 오일보다 일반적으로 더 비싸므로, 거품 절연의 셀 충전을 예방하는 두 재료의 조합을 사용할 것이 고려된다. 그러나, 접착된 캡슐제의 화합성과 충전 화합물의 처리성을 고려할 때, 폴리부텐 오일 레벨을 최소화하는 것이 적합하다. 사용자에 대해 가장 중요한 고려점에 관해서, 상기 공식화는 여러 방법으로 조절된다. 종래의 스티렌-고무 스티렌 3 중 블록 공중합체 모두 또는 일부에 대한 스티렌-고무 이중블록 공중합체의 치환이 극단적으로 고려되는 것이 명백하다. 낮은 레벨의 스티렌-고무 이중블록 공중합체(약 1%)는 합음이 문제인 방화제 특성을 요구하는 공식화에서 특히 유용하다는 것을 알았다.
비록 이중 블록 공중합체의 사용이 점성을 감소시킬지라도, 이것은 소정의 소비자에게 적합하지 않는 다소의 유성 재료를 초래하는 경향이 있다. 증가된 점성은 겔성을 충전 재료에 제공하도록 사용도는 3 중블록 공중합체에 의해 발생된다. 적은 유성의, 감소된 점성 조성물은 이중블록 공중합체 함량을 감소시킴으로써 그리고 저점성 오일을 포함시킴으로써 달성된다는 것을 알았다.
충전 조성물의 취급성은 3 중 블록 공중합체에 대한 이중 블록 공중합체 비율을 변화시킴으로써 변경된다. 이중 블록 공중합체 함량이 많을수록 충전 성분은 더욱 유성을 갖는다. 한편, 높은 3 중 블록 공중합체 함량은 높은 겔 충전 재료를 발생시킨다. 적합한 실시예에서, 3 중 블록 공중합체에 대한 이중 블록 공중합체의 중량비는 약 0.05 내지 5 정도이다.
점성 측정은 재료의 처리성을 지시한다. 케이블은 충전 재료를 와이어 쌍 사이의 공동 내로 주입함으로써 충전된다. 구리 와이어 케이블에서, 이것은 다수의 와이어 유니트로 이루어진 코어를 형성한 후에 행해진다. 따라서, 재료가 적합한 점성을 갖는 것이 중요하다. 충전 공정은 온도 상승을 야기한다. 충전 공정의 처리 설비와 효율성의 관점에서, 온도를 상승시키는 것보다 충전 재료의 점성을 하강시키는 것이 더 필요하다. 작동 온도는 일반적으로 사용되는 절연재에 의해 110℃ 부근에서 한정된다. 따라서, 다른 변화는 조성물의 선정에 의해 얻어진다. 110℃ 에서 최대 60 센티푸아즈는 적합한 공정을 위해 조성물에 제공된다.
3,000 절연 금속 전도체 쌍을 포함하며 상술한 혼합물로 충전 및 플러딩되는 케이블은 BELLCORE 3.658m(12 피트) 수두 시험을 양호하게 통과한다. 이 시험은 충전 재료가 상승된 온도에 유지되는 라인에 인접한 공급 챔버에 첨가된 분말로 재킷 라인상에 충전되는 케이블에 의해 통과된다.
케이블 코어 내로의 물 진입을 차단하기 위해 사용되는 충전 조성물에 더하여, 플러딩 조성물은 외장 계면 내로 물 진입에 대한 말봉을 제공하고 배치 작업 중에 외부 플라스틱 케이블 재킷의 미끄러짐을 예방하도록 사용된다. 본원의 상세한 설명에 기술된 과흡수제 중합체는 물에 직면하여 팽창을 발생시키도록 충전 성분과 동일한 농도 범위로 플러딩 조성물에 첨가된다. 외장 계면 내의 방수제는 재킷 미끄러짐의 예방을 위해 필요한 연성을 손상하지 않고 증가한다.
과흡수제 중합체는 아모코 케미칼 캄파니로부터 양호하게 이용 가능한 어택틱 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌인 프럴딩 조성 물질과 혼합된다. 본문의 충전 혼합물과 같이, 과흡수제 분말은 혼합물의 10% 중량 만큼의 양으로 포함된다.
충전 혼합물은 케이블 코어를 포함하는 전도체의 절연 재료와 친밀하게 접촉한다. 따라서, 충전 혼합물은 절연 재료의 전기적 또는 기계적 특성을 저하시키지 않아야 한다. 시험은 상세한 설명에 기술된 과흡수제 중합체를 함유하는 플렉스겔 조성물이 이들 특성의 저하를 일으키지 않는 것을 나타낸다. 특히, 시험은 소정의 절연 재료의 산화 안전성이 28 일 동안 70℃ 에서(미국 케이블 제조 산업에서 사용하는 에이징 표준) 과흡수제 중합체를 포함하는 FLEXGEL 충전 조성물에 대해 높은 노출을 유지하는 것을 도시하고 있다. 또한, 본 발명의 케이블의 전기 특징은 매우 수용 가능하다. 유전체 상수는 약 2.3 미만이며 소산 계수는 10-4마이크로라디안 미만이다.
제3도를 참조하면, 유니트가 케이블 코어에 함께 조립된 후에 유니트에서 함께 그룹화되는 전도체 쌍을 포함하는 코어가 재킷을 포함하는 외장 시스템을 구비하는, 도면 부호 50 으로 나타낸 제조 라인을 개략적으로 도시하고 있다. 물론, 상술한 바와 같이, 케이블 외장 시스템은 재킷에 부가되는 소자를 포함한다.
코어(22)는 코어 트럭(52)으로부터 충전 챔버(54)를 통해 이동된다. 충전 챔버(54)에서, 약 100℃ 의 상승 온도에서 공급 탱크(56)로부터 제공된 과흡수제 분말과 플렉스겔 충전 조성물의 혼합물은 코어를 결합시키도록 압력하에서 유동된다. 혼합물의 점성과 온도는 상기 혼합물이 코어의 간격을 충전하도록 되어 있다.
충전된 코어는 충전 챔버 외부로 이동하여 충전된 코어에 주위에 감싸여지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 플라스틱 재료와 같은 플라스틱 재료의 테이프(58)를 에워싼다. 코어 랩은 하나 이상의 주름진 금속층을 포함하는 보호 시스템으로 배치된다. 예를 들어, 내부층은 주름진 알루미늄 테이프(61)를 포함하고, 외부층은 주름진 강철 테이프(63)를 포함한다. 금속층에 걸쳐서, 압출기(65)는 외부 플라스틱 재킷을 적용한다. 소정의 케이블에서, 내부 재킷이 또한 사용된다. 플라스틱 재킷 케이블은 캡스턴(69)에 의해 냉각 트로프(67)를 통해 이동하여 릴(71)에 권취된다.
외장 시스템의 상술한 층 사이에 케이블의 방수 성능을 증가시키는 상술한 플러딩 재료가 배치되어 있다. 플러딩 재료는 외장 시스템 부분 사이에서 장치(73)에 의해 선택적으로 공급된다.

Claims (13)

  1. 다수의 종방향 연장 전송 매체와, 상기 전송 매체 사이의 간격 내에 배치되며, 스티렌-고무 블록 공중합체와, 케이블 충전 조성물을 제공하기 위한 비율의 화합성 오일과 폴리에틸렌 및, 100 중량부당 10 중량부 이하의 양으로 포함된 과흡수성 중합체를 구비하는 충전 조성물을 갖는 혼합물을 구비하는 방수 재료를 포함하며, 상기 혼합물의 점성은 3000 금속 전도체 쌍을 포함하는 전송 매체로서의 케이블 코어가 상기 혼합물에 의해 충전되도록 형성되며, 상기 케이블은 10-4마이크로라디안의 소산 계수와 2.3 미만의 유전체 상수를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스티렌-고무 공중합체는 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무 비를 갖는 케이블.
  3. 제1항에 있어서, 상기 충전 조성물은, 0.860의 최소 비중과, 45의 99℃(210℉)에서의 최소 SUS 점성과, -6.6℃(20℉)의 최대 유출점 및, 최대 5 퍼센트 방향족 오일을 갖는 파라핀 또는 나프텐 오일 또는 파라핀-나프텐 혼합물과, 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무 비를 갖는 스티렌-에틸렌 부틸렌-스티렌 블록 공중합체 및, 110℃ 내지 130℃의 연화점을 갖는 폴리에틸렌을 포함하는 케이블.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오일은 88.5 내지 89.5 중량부의 상기 충전 조성물과, 5.4 내지 5.6 중량부의 상기 블록 공중합체 및, 4.9 내지 5.1 중량부의 폴리프로필렌을 포함하는 케이블.
  5. 제3항에 있어서, 상기 오일은 77.5 내지 78.5 중량부의 상기 충전 조성물과, 3중블록 공중합체의 0.9 내지 1.1 중량부의 블록 공중합체 및, 6.9 내지 7.1 중량부의 폴리프로필렌을 포함하며, 상기 충전 조성물은 9.8 내지 10.2 중량부의 폴리부텐을 또한 포함하는 케이블.
  6. 제1항에 있어서, 상기 충전 조성물은 스티렌-고무 이중블록 공중합체의 혼합물을 포함하며, 상기 스티렌 블록은 스티렌 단일 중합체를 포함하며, 상기 고무 블록은 포화 올레핀 공중합체를 포함하며, 상기 스티렌 고무 이중 블록 공중합체는 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무 비를 갖는 케이블.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스티렌 고무 이중블록 공중합체는 스티렌-에틸렌 부틸렌 이중블록 공중합체인 케이블.
  8. 제7항에 있어서, 상기 오일은 0.85의 최소 비중과, 40의 99℃(210℉)에서의 최소 SUS 점성 및, -6.6℃(20℉)의 최대 유출점을 가지며, 상기 폴리에틸렌은 110℃ 내지 130℃의 연화점을 갖는 케이블.
  9. 전도체 사이 및 상기 전도체와 외장 시스템 사이에 공동을 남기는 상기 외장 시스템 내에 배치된 다수의 절연성 전도체와, 상기 공동을 충전하는 충전 재료를 포함하는 케이블에 있어서, 이중 블록 공중합체의 스티렌 블록이 단일 중합체를 포함하며 이중블록 공중합체의 고무 블록이 포화 올레핀 공중합체를 포함하는 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무비를 갖는 스티렌-고무 이중블록 공중합체와, 3중블록 공중합체에 대한 상기 이중블록 공중합체의 중량 퍼센트의 비가 0,5 내지 5의 범위 내에 있는 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무 비를 갖는 스티렌-고무-스티렌 3중 블록 공중합체 및, 화합성 오일을 구비하며, 4 내지 12%의 폴리에틸렌은 110℃ 내지 130℃의 연화점을 가지며, 상기 충전 재료는 충전 온도에서 60 센티푸아즈 미만의 점성을 갖는 충전 조성물 및, 상기 충전 재료의 100 중량부당 10 중량부 이하로 포함되는 과흡수성 공중합체를 포함하며, 상기 케이블은 10-4마이크로라디안의 소산 계수와 2.3 미만의 유전체 상수를 갖는 케이블.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외장 시스템의 부분 사이에 형성된 공동은 플러딩 재료와 과흡수성 중합체를 포함하는 혼합물로 충전되는 케이블.
  11. 제10항에 있어서, 상기 과흡수성 중합체는 상기 혼합물의 100 중량부 당 10 중량부 이하의 양으로 포함되는 케이블.
  12. 제10항에 있어서, 상기 플러딩 재료는 활성 폴리프로필렌과 폴리부틸렌으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 케이블.
  13. 전도체 사이 및 상기 전도체와 외장 사이에 공동을 남기는 상기 외장 시스템 내에 포함된 다수의 전도체와, 상기 공동을 충전하는 충전 재료를 포함하는 케이블에 있어서, 상기 충전 재료는, 스티렌-고무 이중블록 공중합체와, 화합성 오일 및, 상기 케이블의 충전을 용이하게 하는 점성을 갖는 케이블 충전 재료를 제공하기 위한 비율의 폴리에틸렌을 구비하는 충전 조성물과 과흡수성 중합체의 혼합물을 포함하며, 상기 스티렌-고무 이중블록 공중합체는 0.2 내지 0.5의 스티렌-고무 비를 갖는 케이블.
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