KR101003441B1 - 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 삽입하기 위한 방법 및장치 - Google Patents
압력하의 용융 물질 안으로 액체를 삽입하기 위한 방법 및장치 Download PDFInfo
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Abstract
압력하의 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 방법 및 장치(1)가 기재되어 있다. 그러한 방법 및 그러한 장치(1)는 특히, 그러나 배제적이지 않게, 적어도 하나의 전도체(4)를 포함하는 케이블 요소 상의 코팅층(5,6,7)을 형성하는데 적합하다. 상기 층(5,6,7)은 유전체 액체를 포함하는 연속적인 상을 형성하는 압출된 열가소성 중합체를 포함하고, 예를 들어 전기력의 이송 및/또는 분배를 위한 전기 케이블(3)의 생산에 사용된다. 상기 방법은 액체를 용융 물질의 압력보다 큰 미리 정해진 압력으로 만드는 단계; 다수의 저장 탱크들(12)에 상기 액체를 공급하는 단계; 및 상기 다수의 저장 탱크들(12)과 유체 통로가 연결된 다수의 인젝터들(13)에 의해 상기 미리 정해진 압력과 동일한 주입 압력으로 상기 물질 안으로 상기 액체를 주입하는 단계를 포함한다. 유리하게, 용융 물질 안에서 액체를 가능한한 일정하게 분산시키는 것을 보장하면서, 이것은 기술적으로 간단하고 저렴하게 실질적으로 연속적인 액체의 운반을 달성한다.
용융 물질, 중합체, 인젝터, 저장 탱크, 펌프, 전기 케이블
Description
본 발명의 첫 번째 태양에서, 본 발명은 압력하에서 용융 물질로 액체를 삽입하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 상세한 설명과 뒤따르는 청구범위에서, "액체"라는 용어는 예를 들어 적어도 하나의 액체 내에서 확산된 적어도 하나의 고체 성분의 불균질한 혼합물처럼, 적어도 하나의 액체 성분을 포함하는 균질이거나 불균질한 생산물을 가리키는 것으로 사용된다. 이 생산물은 회로를 막는 것과 같은 과도한 침전물을 야기하거나 생산물의 과도한 유량의 감소에 의한 작동을 위태롭게 하는 것과 같은 경우 없이 순환 회로 내에서 흐를 수 있다. 고체-액체 불균일 혼합물의 경우, 다른 말로, 고체 성분은 본질적으로 액체 성분의 유체역학적 성질을 바꾸지 않으며 과도한 침전 현상을 일으키지 않는 양으로 존재한다.
본 발명의 두 번째 태양으로, 본 발명은 압력하에서 용융 물질로 액체의 삽입을 위한 장치에 관한 것이다.
설명의 목적을 위해, 압력(전형적으로 적어도 약 10bar보다 큼) 하에 있는 용융 물질의 상태들은 예를 들어, 일명 저 전압 형태(저 전압은 약 1kV보다 낮음을 가리킴), 중간 전압 형태(중간 전압은 약 1kV 내지 30kV의 전압을 가리킴) 및 고 전압 형태(고 전압은 약 30kV보다 큰 전압을 가리킴)의 전기력(electrical power)의 이송 및/또는 분배를 위한 케이블 층을 코팅하는 압출 공정에서 찾아질 수 있다.
설명의 목적을 위해, 상기한 코팅층은 절연층 및/또는 전기 케이블 절연층에 대하여 방사상으로 안쪽 및 바깥쪽 위치에, 각각 배치되는 하나 또는 두 개의 반도전성(semi-conductive) 층일 수 있다.
코팅층이 절연층일 경우, 코팅층은 도체 위나 반도전성 층에 대하여 방사상으로 바깥 위치의 도체를 코팅하는 반도전성 층 위 중 하나에 놓인다. 절연층에 관하여, 예를 들어 이것은 유전체 액체를 포함하는 연속적인 상(phase)을 형성하는 압출 성형된 열가소성 중합체(polymer)나 예를 들어 유기 과산화물의 첨가에 의해 방사상으로 교차결합된 압출 성형된 중합체로 이루어질 수 있다. 반도전성(semi-conductive) 층에 대하여, 이들은 상기 절연층과 동일한 조성물을 가질 수 있고 또한 층에 원하는 반도전성 기능을 수여하기 위해 적당한 도체 충전물을 더 포함할 수 있다.
파워의 이송 및/또는 분배를 위한 전기 케이블들이 알려져 있다. 이 케이블들에는 예를 들어 절연 재료로, 열가소성 중합체 및 예를 들어 절연 재료의 층에 알맞은 전기적 성질들-특히 유전체 강성(dielectric rigidity)-을 수여하기에 적합한 유전체 액체와 같은 액체를 포함하는 압출 성형된 교차결합되지 않은 형태로 만들어진 적어도 하나의 코팅층이 제공된다.
코팅이 절연 형태이고 액체가 유전체 액체인 경우, 충족되어야 할 조건들 중 하나는 주지의 사실로 중간 및/또는 저 전압 전기력의 이송 및/또는 분배를 위한 전기 케이블의 절연 코팅의 전체 두께에 걸쳐 유기체 액체를 균일하게 분배하는 것이다. 유기체 액체가 중합체 재료(polymer material)에 걸쳐 균일하게 분배되지 않는다면, 사실 최종 케이블(resulting cable)은 계획했던 것에 대하여 더 낮은 전위(potential)를 가지는 지역을 가진다. 즉, 유전체 강성이 있는 지역은 원했던 것보다 더 낮다. 따라서 그러한 지역은 방전의 발생이 가능한 위치가 된다. 게다가, 중합체 재료 내에서 유전체 액체의 불균일한 분배는 유전체 액체 내에 일반적으로 존재하는 비-산화 작용제의 불균일한 분배 역시 포함한다. 그러므로, 그러한 경우, 케이블은 더욱 노화 현상에 노출되기 쉽고 시간이 흐른 후에도 성능의 상당한 불변성 및 특히 높은 작동 온도(통상적으로 약 80-90℃보다 큼)에서의 원하는 신뢰성을 보장할 수 없다.
특허출원 WO 99/13477은 고체 중합체 구조에서 유동성 있는 침투하는 상을 형성하는 유전체 액체를 포함하는 연속적인 상을 형성하는 열가소성 중합체로 구성되는 절연 물질로 제조된 케이블의 코팅층을 개시한다. 열가소성 중합체와 유전체 액체 사이의 무게 비는 95:5와 25:75 사이에 있다. 절연 물질은 불연속 또는 연속적인 방법으로, 특히 압출기에 의해 열가소성 중합체와 유전체 액체의 물질의 뜨거운 혼합(hot mixing) 단계를 제공하는 방법에 의해 생산된다. 특히, 이런 액체와 이런 중합체의 뜨거운 혼합 단계 후에, 생성 혼합물은 냉각되고, 실온에서 과립화되고, 압출기에 삽입된다. 따라서, 방사성 내부 반도전성 층에 대하여 방사성 외부 위치에 배열된 절연 물질의 층이 압출에 의해 생산된다. 절연 물질의 층은 이어서 방사상 외부 반도전성 층에 의해, 금속 스크린(metal screen)에 의해 및 전기 케이블을 완성하는 외부 덮개에 의해 코팅된다.
중합체 물질을 구성하는 재료들은 열가소성 형태 및 교차결합된 형태로 사용될 수 있다. 열가소성 중합체들 사이에는 다음의 중합체들이 나타난다: 폴리올레핀(polyolefin)들, 아세테이트 중합체(acetate polymer)들, 셀룰로스 중합체(cellulose polymer)들, 폴리에스터(polyester)들, 폴리케톤(polyketone)들, 폴리아크릴레이트(polyacrylate)들, 폴리아마이드(polyamide)들 및 폴리아민(polyamine)들. 특히, 낮은 결정도(cristallinity)를 가진 중합체의 사용이 제안된다. 유전체 액체는 바람직하게는 낮거나 높은 점성을 가진 합성 또는 미네랄 오일, 특히 폴리이소부틸렌(polyisobutylene), 나프텐(naphtenic), 폴리아로마틱(polyaromatic) 또는 실리콘 오일이다.
특허 출원 WO 02/47092는 유전체 액체를 포함하는 적어도 하나의 중합체 코팅층을 가진 케이블의 생산 방법을 개시한다. 그러한 케이블은 유전체 액체와 혼합된 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 물질의 덩어리의 압출 성형, 그리고 고정 혼합기에 의해 유전체 액체와 함께 추가된 열가소성 물질의 뒤따르는 운반을 제공하는 방법에 의해 얻어진다.
특허 출원 US 2002/0167103은 예를 들어, 경화제, 염료, 연화제, 충전제 또는 강화 첨가제와 같은 액체 첨가물을 예를 들어, 용융 가소성 물질과 같은 압력하의 유체 매개체로 이루어지는 용융 물질 속으로 삽입하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 특히, 이와 같은 특허 출원에 의해 상술된 바람직한 실시예에 따라서, 액체는 용융 열가소성 물질의 압력보다 큰 미리 정해진 압력에 놓인다. 다음에 액체를 공급하기 위한 라인으로 공급되고 여기서부터 액체를 공급하기 위한 라인과 유체 통로가 연결된 압력 하의 저장 탱크에 저장된다. 결국, 액체는 상기한 미리 정해진 압력과 같은 주입 압력으로 용융된 열가소성 물질로 주입된다. 특히, 물질은 압출기로 받아들여지고 액체는 서보기구로 제어되는 구동 시스템에 의해 전기적으로 구동되는 다수의 인젝터에 의해 그 안으로 주입된다. 그러므로 압력 하의 용융된 열가소성 물질 안으로의 액체의 삽입은 주입에 의해 일어나고 액체의 분무 및 이것과 용융 물질 사이의 필연적이고 효과적인 혼합 작용을 하도록 한다. 게다가, 저장 탱크의 압력 때문에, 주입된 액체의 압력의 진동의 제동이 뒤따르는 것과 함께, 압력 발생과 액체 주입 사이의 충격흡수가 얻어진다.
그러한 결과의 달성에도 불구하고, 특허 출원 US 2002/0167103에 개시된 방법과 장치는 예를 들어 서보기구로 제어되는 전자 구동 시스템의 복잡성과 가격과 같은 많은 단점들을 경험한다. 그러한 것들은 인젝터들에 의한 액체의 연속적인 이송을 확보하는데 필수적이다.
상기한 선행기술의 단점들을 극복하기 위해, 출원인은 실질적인 연속적인 이송을 확보할 수 있게 하는 압력 하에서 용융 물질 안으로 액체의 삽입 및 기술적으로 간단한 방법과 낮은 가격으로 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 방법과 장치를 제공하는 동시에 압력하의 용융 물질 내에서 가능한 균일한 액체의 분산을 확보하는 필요성을 확인해 왔다.
본 발명의 상세한 설명과 뒤따르는 청구범위에서, "실질적인 연속적인 이송 및 압력 하에서 용융 물질 안으로 액체의 삽입"은 액체가 이송되거나 뚜렷한 방해 없이 용융 물질 안으로 삽입된다는 사실을 가리키는데 사용된다. 예를 들어, 동일한 인젝터에 의한 두 개의 연속하는 이송들 사이에서 경과하는 시간 범위는 일반적으로 수십 초보다 작다.
출원인은, 바람직하게는 압력하에서 다수의 저장 탱크들에 액체를 공급하는 것에 의해, 그리고 바람직하게는 약 30bar에서 약 1500bar까지의 압력인 용융 물질의 압력보다 큰 주입 압력으로 액체를 주입하는 것에 의해 실질적으로 연속적인 방법으로 일반적으로 약 10bar에서 약 1400bar까지인 압력 하에서 용융 물질 안으로 액체를 삽입하는 것이 가능하다는 것을 발견했다.
다시 말해서, 출원인은 적어도 압력하에서 두 개의 저장 탱크 및 적어도 두 개의 인젝터의 공급 때문에, 즉 액체의 압력을 형성하는 단계 및 서로 독립적인 액체를 주입하는 단계(단일 저장 탱크를 공급하기에 충분함)에 의하지 않고, 또한 서로 독립적인 적어도 두 개의 인젝터를 만드는 것에 의해서 실질적인 연속적인 방법 및 복잡하고 비싼 구동 수단의 제공의 필요없이 압력하에서 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 확보할 수 있다는 것을 발견했다.
본 발명의 첫 번째 태양에 따라, 본 발명은 압력 하에서 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 다음 단계를 포함한다:
a) 상기 액체를 상기 용융 물질의 압력보다 큰 미리 정해진 압력으로 만드는 단계;
b) 상기 액체를 다수의 저장 탱크들에 공급하는 단계;
b) 상기 액체를 다수의 저장 탱크들에 공급하는 단계;
c) 상기 다수의 저장 탱크들과 각각의 유체 통로가 연결된 다수의 인젝터들에 의해 상기 미리 정해진 압력보다 큰 인젝터 압력으로 상기 물질 안으로 상기 액체를 주입하는 단계.
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압력하에서 용융 물질로 주입되는 액체가 액체 자체를 주입하는 단계에 선행하여 다수의 저장 탱크들에 저장되는 사실 때문에, 용융 물질 안으로 삽입되는 액체의 압력을 형성하는 단계 및 용융 물질 안으로 액체를 주입하는 단계는 독립적이다. 이들은 유리하게 액체가, 예를 들어 700bar 또는 그보다 큰 등급인 용융 물질이 놓이는 압력값에 의존하는 고압으로 용융 물질 안으로 주입되게 한다.
액체의 주입 압력값들과 같이, 이것은 유리하게 분무 상태에 놓인다. 즉, 뒤따르는 용융 물질과 함께 액체를 혼합하는 단계를 유리하게 향상시키기 위해 미세하게 작은 물방울들의 형태로 분산된다. 혼합 단계는 다음에 더욱 상세히 설명할 본 발명의 바람직한 방법의 실시예에 따라 제공된다.
게다가, 용융 물질 안으로 삽입되는 압력 하의 액체의 저장고(reservoir)들처럼 작용하는 다수의 액체 저장 탱크들의 공급 때문에, 다수의 액체 저장 탱크와 각각의 유체 통로가 연결된 대응하는 다수의 인젝터들의 공급 때문에, 특허 출원 US 2002/0167103에 개시된 장치에 쓰이는 전자식 형태의 구동 수단과 같은 정밀한 구동 수단을 공급할 필요성 없이, 실질적으로 연속적이고 잘 계측된 방법 내의 압력하에서 용융 물질 안으로 액체를 삽입하는 것이 유리하게 가능하다. 사실, 특허 출원 US 2002/0167103에 개시된 방법과 장치는 전자식 형태의 구동 시스템의 공급 때문에 작동 가능하다. 그러한 전자식 형태의 구동 시스템이 미리 정해진 임계압(threshold pressure)으로 간단한 교정에 근거한 기계적 형태의 덜 복잡한 기계 구동 시스템에 의해 대체되어야 한다면, 인젝터들은 모두 동일 압력을 느끼고, 결과적으로 주어진 시간에서 그것들은 모두 저장 탱크에 저장된 액체의 압력값이, 소정의 시간 범위 내에서 가능한 액체 운반의 부족 및 열가소성 물질 안으로 액체를 주입하는 연속적 과정의 방해, 그러므로 뒤따르는 압력하에서 용융 물질로 불충분하고 불균질한 액체 첨가제의 분배와 함께 미리 정해진 임계압보다 더 크거나 더 작다는 사실에 따라 열리거나 닫힐 것이다. 다른 한편으로는, 압력하의 다수의 저장 탱크들의 존재로 인한 본 발명의 방법과 장치는, 유리하게, 예를 들어 본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따라 각각 기계적으로 인젝터들의 사용에 의해, 압력하의 용융 물질이 놓이는 압력보다 더 큰 미리 정해진 임계압으로 조정된 스프링에 의해 기술적으로 간단한 방법으로 액체를 주입하도록 한다. 게다가, 서로 독립적인 다수의 인젝터들에 의한 액체의 주입 단계의 제공 때문에, 본 발명의 방법은 상기 다수의 저장 탱크들 중 적어도 하나의 저장 탱크 내의 액체 압력이 실질적으로 연속적인 방법으로 미리 정해진 임계압보다 더 크게 하도록 한다. 그러한 방법으로, 실질적으로 각 순간마다, 적어도 하나의 인젝터는 액체를 용융 물질 안으로 주입하는 작동 상태에 있게 된다.
액체와 상기한 용융 물질 사이의 무게비는 바람직하게는 약 1:99에서 약 25:75, 더욱 바람직하게는 약 2:98에서 약 20:80 및, 더욱 바람직하게는 약 3:97에서 약 15:85이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상술한 액체는 물질, 예를 들어 중합체에 필요한 유전체 강성, 유전체를 포함하는 물질이 전기 케이블의 코팅층을 형성하려 하는 경우에 특히 요구되는 특성을 공급하는 유전체 액체이다. 게다가, 그것에 관한 화학-물리적 성질들 때문에, 유전체 액체는 액체가 흐르는 전체 회로를 따라 유리한 자체-윤활 작용을 나타낸다.
그러므로, 특히 본 발명의 바람직한 실시예는 저, 중간 또는 고전압의 전기력의 이송 및/또는 분배를 위한 전기 케이블의 코팅층을 만들기 위해 압력하에서 용융 물질 안으로 유전체 액체의 삽입을 제공하는 것이다. 상기 층은 바람직하게는 중합체, 더 바람직하게는 유전체 액체를 포함하는 연속적인 상을 형성하는 열가소성 중합체를 포함한다.
상기한 코팅층은 케이블의 절연 층 또는, 적당한 전도성 충전제를 첨가함으로써, 케이블의 절연 층에 대하여 각각 방사상 내부 및 외부 부분에 배열된 하나 또는 두 개의 반도전성 층들 중 어느 하나일 수 있다.
예를 들어, 유전체 액체는 다음을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 예를 들어 지방족(aliphatic : 예를 들어 파라핀) 오일, 나프타(nphtenic) 오일, 방향족(aromatic) 오일, 폴리아로마틱(polyaromatic) 오일, 혼합된 지방족 및 방향족 오일과 같은 미네랄 오일들(mineral oils). 상기 미네랄 오일들은 선택적으로 산소, 질소 및 황으로부터 선택된 적어도 하나의 헤테로원자(heteroatom)를 포함한다; 액체 파라핀들(liquid paraffines); 예를 들어 콩(soybean) 오일, 아마인유(linseed oil), 피마자유(castor oil)과 같은 야채 기름; 올리고메트릭 아로마틱 폴리올레핀(oligometric aromatic polyolefins); 예를 들어 폴리에틸렌 왁스(polyethylene wax), 폴레프로필렌(polypropylene) 왁스와 같은 파라핀(paraffinic) 왁스들; 예를 들어 실리콘 오일, 알킬 벤젠(예를 들어 디벤질톨루엔(dibenzyltoluene), 도데실벤젠(dodecylbenzene), 디옥틸벤질톨루엔(dioctylbenzyltoluene)), 지방족 에스테르(예를 들어 펜타에리스롤(pentaerythrol)의 테트라에스테르(tetraesthers), 세바식 산(sebacic acid)의 에스테르, 프탈산(phthalic) 에스테르), 올레핀 올리고머(olefin oligomer : 예를 들어 선택적으로 수소첨가(hydrogenated) 폴리부텐(polybutenes) 또는 폴리이소부텐(plyisobutene)); 및 그것들의 혼합물들.
아로마, 파라핀 및 나프탈렌 오일들은 특히 바람직하다.
바람직하게 본 발명을 수행하는데에 사용되는 유전체 액체는 바람직하게는 8과 같거나 더 작은, 더욱 바람직하게는 3.5보다 작은 유전체 상수(dielectric constant)를 가지는 방향족 및/또는 지방족 오일이다. 그러한 바람직한 유전체 상수 값들은 표준 ICE 247(1978년판)에 따른 25℃에서 측정된 유전체 상수를 참조한다.
바람직하게, 유전체 액체는 다음을 포함하는 그룹에서 선택된다;
(i) 출원인의 이름으로 유럽 특허 출원 EP 1 295 301에 기재된 것과 같이, 바람직하게 아릴 탄소 원자들(aryl carbon atoms)의 수와 0.6보다 큰, 바람직하게는 0.7 이상인 탄소 원자들의 전체 수 사이의 비율을 가진 두 개, 더욱 바람직하게는 세 개의 융합되지 않은 방향족 고리들(non-fused aromatic rings)을 가진 알킬아릴 탄화수소;
(ii) 출원인의 이름으로 특허 출원 WO 02/27731에 기재된 것과 같이, 적어도 하나의 직선의 또는 가지모양의 탄화수소 라디칼(radical)과 치환되거나 치환되지 않는, 1 내지 30 탄소 원자들, 바람직하게는 1 내지 24 탄소 원자들을 가지는 디페닐 에테르(diphenyl ether);
(iii) (i)과 (ii)의 혼합물.
여전히 더욱 바람직하게, 유전체 액체는 유전체 액체의 전체 중량에 대하여 10중량％ 이상인 양으로 적어도 세 개의 혼합되지 않은 아로마틱 링들을 가지는 적어도 하나의 알킬아릴 탄화수소를 포함한다.
본 발명에 사용되는 그룹(i)에 속하는 알킬아릴 탄화수소들의 예들은 벤질톨루엔(benzyltoluene), 벤질자일렌(benzylxylene), 메틸벤질톨루엔((methybenzyl)toluene), 메틸벤질자일렌((methybenzyl)xylene), 디벤질톨루엔(dibenzyltoluene), 디벤질자일렌(dibenzylxylene), 디메틸벤질톨루엔(di(methylbenzyl)toluene), 디메틸벤질자일렌(di(methylbenzyl)xylene) 등, 또는 그것들의 혼합물들이다.
본 발명에 사용되는 그룹(ii)에 속하는 디페닐 에테르의 예들은 페닐 톨루일 에테르(phenyl toluyl ether), 2,3'-디톨루일(ditoluyl) 에테르, 2,2'-디톨루일 에테르, 2,4'-디톨루일 에테르, 3,3'-디톨루일 에테르, 3,4'-디톨루일 에테르, 4,4'-디톨루일 에테르, 옥타데실(octadecyl) 디페닐 에테르 등, 또는 그것들의 혼합물들이다.
바람직하게 본 발명의 방법을 수행하기 위해 사용되는 유전체 액체는 압력하의 용융 물질을 통해 액체의 빠른 확산과 그에 의한 바깥으로의 이탈을 막고, 동시에 액체가 쉽게 공급되고 중합체 재료 안에서 섞이게 하기 위해 미리 정해진 점성을 가진다. 바람직하게, 유전체 액체는 표준 ISO 3104(1997년 7월 ISO 3104/AC1)에 따라 20℃에서 측정된, 약 1 내지 약 500㎟/s, 더 바람직하게 약 5 내지 약 100㎟/s의 동적 점성도(kinematic viscosity)를 가진다.
본 발명의 더욱 바람직한 실시예에 따르면, 유전체 액체는 표준 IEC 628(1985년의 12판)에 따라 측정된, 약 5㎣/min 이상, 더 바람직하게는 약 50㎣/min 이상의 산소-흡수 용량(hydrogen-absorbing capacity)을 가진다.
바람직하게, 본 발명의 방법을 수행하기에 적합한 유전체 액체에, 에폭시 수지가 바람직하게 액체의 중량에 대하여 1중량％ 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 이러한 수지는 전기장 하에서 이온들의 이동 속도를 감소시키는 주요 기능을 수행하도록 고려되고 그러므로 절연 재료의 유전체 감소를 수행하도록 고려된다.
본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해, 물질이 중합체 재료를 포함할 때, 예를 들어 물질의 노화의 바람직하지 않은 현상에 대항할 목적의 항산화제(anti-oxidants), 처리 보조제(processing adjuvant), 워터 트리(water tree) 반응 지연 첨가제 등과 같은 다른 전통적인 구성요소들이 이 재료에 첨가될 수 있다.
종래의 상기 목적에 적합한 항산화제들은, 예를 들어 디스테아릴-디오프로피오네이트(distearyl-thiopropionate) 및 펜타에리스릴-테트라키스(pentaerythryl-tetrakis)[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] 등, 또는 그것들의 혼합물들이다.
중합체 주성분(base)에 첨가될 수 있는 처리 보조제들은, 예를 들어 칼슘 스테아르산염(stearate), 아연 스테아르산염, 스테아르산, 파라핀 왁스(paraffinic wax) 등, 또는 그것들의 혼합물이다.
반도전성 층이 만들어지는 경우, 도전성 충전제가, 중합체 재료에 반도전성 특성들을 주기 위한, 즉 실온에서 5옴(Ω)보다 작은 저항을 얻기 위한 것과 같은 양으로 예를 들어 카본 블랙(carbon black)과 같은 중합체 재료 안에서 분산된다. 그러한 양은 바람직하게는 혼합물의 전체 중량에 대하여 약 5중량％와 약 80중량％ 사이에서, 더욱 바람직하게는 약 10중량％와 약 50중량％ 사이에서 포함된다.
동일한 형태의 중합체 재료가 절연층과 반도전성 층들 양자 모두에 사용될 때, 중간 또는 고전압 케이블들의 생산의 이점이 달성된다. 왜냐하면 동일한 형태의 중합체 재료의 사용은 인접한 층들 사이의 최상의 접착 그리고 그에 따라 특히 전기장과 그에 따른 부분 방전 위험이 더욱 높은 절연층과 내부 반도전성 층 사이의 접촉면에서 더 좋은 전기적 작동을 보장한다.
비록 본 발명의 상세한 설명이 주로 중간 또는 고전압 전기력의 이송 및/또는 분산을 위한 케이블들의 제조에 초점이 맞추어진 것이라도, 본 발명에 따른 방법은 일반적인 전기 장치들의 절연 코팅을 제조하기 위해 수행된다. 특히, 상기 방법은 예를 들어 저전압 케이블들, 원격통신(telecommunication) 케이블들, 혼합된 파워/원격통신 케이블들과 같은 다른 형태의 케이블을 제조하기 위해 수행될 수 있다. 또는 예를 들어 단자(terminal)이나 접합부(joints)용 탄성 슬리브(elastic sleeve)들과 같은 전기 라인(electric line)들의 제조에 사용되는 부속물들의 구성요소들의 제조를 위해 수행될 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 압력하의 용융 물질은 예를 들어 열가소성 중합체와 같은 적어도 하나의 중합체를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 그러한 열가소성 중합체는 용융 상태와 압력하에서 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함한다.
바람직하게, 그러한 폴리올레핀은, 약 30 내지 약 1400MPa, 더욱 바람직하게는 약 30 내지 약 1000MPa인, 실온에서 표준 ASTM D790-91에 따라 측정된 잘 휘는 탄성 계수를 가진다.
바람직하게, 상기한 폴리올레핀은, 약 0.05 내지 약 10.0dg/min, 더욱 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5.0dg/min인, 표준 ASTM D1238-90b(1990 12월)에 따라 21.6N의 부하와 함께 230℃에서 측정된 용융 흐름 지수(MFI : melt flow index)를 가진다.
상기 목적을 위한 폴리올레핀들은 바람직하게 다음을 포함하는 그룹에서 선택될 수 있다:
(a) 약 0.93g/㎤ 및 약 0.96g/㎤ 사이에서 일반적으로 포함되는 밀도를 가진 고밀도 폴리에틸렌(HDPE : high density polyethylene);
(b) 프로필렌(propylene) 또는 에틸렌 및 프로펠렌과 다른 알파(α)-올레핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 올레핀 코모노머(comonomer)를 가진 프로필렌 혼성중합체(propylene copolymer), 상기 호모중합체 또는 혼성중합체는 약 140℃ 이상의, 바람직하게는 약 145 ℃와 약 170℃ 사이에 포함되는 녹는점를 가지고 약 30 내지 약 100J/g, 바람직하게는 약 30 내지 약 85J/g의 용융엔탈피(melting enthalpy)를 가진다.
올레핀 코모노머를 가진 프로필렌 코폴로머가 사용되는 경우, 올레핀 코모노머는 바람직하게 약 15％몰(mol) 이하의, 더욱 바람직하게는 10％몰 이하의 양으로 존재한다. 올레핀 모노머는 바람직하게는 에틸렌이나 분자식 CH₂=CH-R인 알파(α)-올레핀 중 하나이다. 여기서 R은 예를 들어 1-부탄, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-에센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센 등 또는 그것들의 혼합물들인 그룹으로부터 선택된 2 내지 10의 탄소 원자들을 가진 직선 또는 가지형인 알킬이다. 프로필렌/에틸렌 혼성중합체들이 특히 바람직하다.
본 발명의 방법의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 열가소성 중합체는 다음을 포함하는 그룹들로부터 선택된 폴리 올레핀이다:
(1) 바람직하게는 약 30 및 약 900MPa 사이에서, 더욱 바람직하게는 50 및 400MPa 사이에서 이루어지는 잘 휘는 탄성 계수를 가지는, 에틸렌과 프로필렌이 아닌 알파-올레핀을 포함하는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 올레핀 코모노머를 가진 프로필렌 호모중합체 또는 프로필렌 혼성중합체;
(2) 프로필렌-기반 열가소성 상(phase) 및 함께 중합된 에틸렌-기반(ethylene-based) 알파-올레핀을 가진, 바람직하게는 프로필렌을 가진 탄성적인 상을 포함하는 불균질한(heterogeneous) 혼성중합체. 여기서 탄성적인 상은 불균질한 혼성중합체의 전체 중량에 대해서 적어도 45중량％의 양으로 존재한다.
그룹(1) 내의 호모중합체들 또는 혼성중합체들은 실질적으로 1 마이크론(micron)보다 큰 사이즈의 분자 범위에서 분산되는 불균질한 상들 없이 모노페이직(monophasic) 미소 구조를 보여준다. 사실, 그러한 재료들은 불균질한 중합체 재료들의 전형적인 광학 현상을 겪지 않는다. 그리고 특히 그러한 재료들은 더 큰 투명도 및 국소화된 기계적 응력 때문에 재료의 감소한 응력 백화(stress whitening)를 특징으로 한다.
상기한 그룹(1) 내에서, 프로필렌보다 에틸렌과 알파-올레핀으로부터 선택된 적어도 하나의 올레핀 코모노머를 가진 프로필렌 호모중합체 또는 프로필렌 혼성중합체가 특히 바람직하다. 상기 호모중합체 또는 혼성중합체는 다음의 것들을 가진다.
-약 140℃ 내지 약 165℃의 녹는점;
-약 30J/g 내지 약 80J/g의 용융엔탈피;
-약 4J/g 이하의, 바람직하게는 약 14J/g 내지 30J/g인 용융엔탈피를 가지는, 12중량％, 바람직하게는 약 1중량％와 약 10중량％ 사이의 양으로 끓는 디에틸 에테르에 녹는 소량의 부분;
-약 10J/g 내지 약 40J/g, 바람직하게는 약 15J/g 내지 약 30J/g의 융용엔탈피를 가지는, 약 15중량％ 내지 약 60중량％ 사이, 바람직하게는 약 20중량％ 내지 50중량％ 사이에서 이루어진 양으로 끓는 n-헵탄에서 녹는 소량의 부분;
-약 45J/g 이상, 바람직하게는 약 50J/g 내지 약 65J/g의 용융엔탈피를 가지는, 약 40중량％ 내지 약 85중량％ 사이, 바람직하게 50중량％ 내지 80중량％ 사이에서 이루어진 양으로 끓는 엔(n)-헵탄에서 녹지않는 소량 부분.
케이블들의 코팅을 위한 이 재료들과 그것의 사용에 대한 더 상세한 설명들은 출원인의 이름으로 유럽 특허 출원 EP 1 230 647에 개시되어 있다.
그룹(2)의 불균질한 혼성중합체들은 (i)프로필렌보다 에틸렌 및 알파-올레핀에서 선택된 적어도 하나의 올레핀 코머노머의 더 작은 양을 선택적으로 포함하는 프로필렌 (ii)알파-올레핀, 특히 프로필렌, 및 선택적으로 더 작은 양의 디엔(diene)을 가진 에틸렌 혼합물의 블록 혼성중합반응(block copolymerisation)에 의해 획득된 열가소성 탄성체들이다. 이 생산물들의 그룹들은 또한 일반적으로 "리액터 열가소성 탄성체들(reactor thermoplastic elastomers)"로 알려져 있다.
상기한 그룹(2) 내에서, 엘라스토머 상은 엘라스토머 상의 중량에 대해 약 15중량％ 내지 50중량％의 에틸렌 및 약 50중량% 내지 약 85중량%의 프로필렌을 포함하는 에틸렌 내지 프로필렌의 엘라스토머 혼성중합체로 이루어지는 불균질한 혼성중합체가 특히 바람직하다. 케이블들의 코팅을 위한 이러한 재료들과 그것들의 사용에 대한 더욱 상세한 설명은 출원인의 이름으로 특허 출원 WO 00/41187에 개시되어 있다.
그룹(1)의 생산물은 예를 들어 헌트스만 폴리머 코포레이션(Huntsman Polymer Corp.)의 상표 Rexflex® 하에서 상업적으로 이용할 수 있다.
그룹(2)의 생산물은 예를 들어 몬텔(Montell)의 상표 Hifax® 하에서 상업적으로 이용할 수 있다.
상술한 기초 열가소성 중합체는 낮은 결정도를 가지는 중합체를 가진, 일반적으로 약 30J/g보다 낮은 용융엔탈피를 가진 기계적 혼합물에 사용될 수 있다. 이것은 재료의 유연성을 증가시키는 주 기능을 한다. 낮은 결정도를 가지는 중합체의 양은 열가소성 재료의 전체 중량에 대해, 바람직하게 약 70중량％보다 작고, 더욱 바람직하게는 약 20중량％ 내지 약 60중량％를 포함한다.
바람직하게, 낮은 결정도를 가진 중합체는 3 내지 12 탄소 원자들을 가지는 알파-올레핀을 가진, 그리고 선택적으로 디엔을 가진 에틸렌 혼성중합체이다. 바람직하게 알파-올레핀은 프로필렌, 1-헥센(1-hexene) 및 옥텐(octene)을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 디엔 코모노머가 존재하는 경우, 이것은 일반적으로 4 내지 20의 탄소 원자들을 가지고, 바람직하게 예를 들어 1,3-부타디엔, 1,4-헥사디엔, 1,6-옥타디엔 등 또는 그것들의 혼합물들과 같은 접합된 또는 비접합된 선행 디올레핀들, 모노사이클릭(monocyclic), 또는 예를 들어 1,4-사이클로헥사디엔, 5-에틸리디엔, 5-메틸렌-2-노보넨(norbornene), 5-비닐-2-노보넨 등 또는 그것들의 혼합물들과 같은 폴리사이클릭(polycyclic) 디엔들을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
특히 바람직한 에틸렌 혼성중합체들 사이에는 다음의 것들이 있다:
(i) 다음의 모노머 혼합물을 가지는 혼성중합체들: 35-90％ 몰(mol)의 에틸렌; 10-65％ 몰의 알파-올레핀, 바람직하게는 프로필렌; 0-10％ 몰의 디엔, 바람직하게는 1,4-헥사디엔 또는 5-에틸디엔-2-노보넨(EPR 및 EPDM 고무들은 그러한 그룹에 속함);
(ii) 다음의 모노머 혼합물을 가지는 혼성중합체들: 75-97％, 바람직하게는 90-95％ 몰(mol)의 에틸렌; 3-25％, 바람직하게는 5-10％ 몰의 알파-올레핀; 0-5％, 바람직하게는 0-2％ 몰의 디엔(예를 들어 에틸렌/옥텐 혼성중합체들, 예를 들어 도우-두폰트 엘라스토머스(Dow-DuPont Elastomers)의 생산물 Engage®);
본 발명에 따른 방법의 선택적인 실시예에 따르면, 액체는 압출 성형된 중합체를 원래 교차결합시키는 유기 과산화물(예를 들어 디쿠밀(dicumyl) 과산화물)이다.
그러한 방법으로, 실질적으로 연속적인 방법으로 저, 중간 또는 고전압 전기력의 이송 및/또는 배분을 위한 전기 케이블의 코팅층을 생산하는 것이 유리하게 가능하다. 그러한 코팅층은 뒤따르는 중합체의 근본적인 교차 결합을 위한 유기 과산화물을 포함하는 압출 성형된 중합체로 이루어진다. 바람직하게, 교차 결합 단계가 압출 성형 단계 후에 제공되는 경우, 교차 결합된 중합체 재료는 바람직하게 특히, 교차 결합된 폴리에틸렌(XLPE) 또는 에틸렌/프로필렌 탄성 혼성중합체들(EPR) 또는 역시 교차 결합된 에틸렌/프로필렌/디엔(EPDM)과 같은 폴리올레핀-기반이다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 용융 물질의 압력은 약 10bar 내지 1400bar 사이에서 이루어진다.
바람직하게, 액체가 용융 물질의 압력보다 더 큰 미리 정해진 압력이 되게 하는 상기한 단계 a)는 적어도 하나의 펌프, 더욱 바람직하게는 왕복동 정변위(positive-displacement) 펌프에 의해 수행된다. 상기 펌프는 바람직하게는 액체를 공급하기 위한 각각의 다수의 라인들을 통해, 압력하의 다수의 저장 탱크들과 각각의 유체 통로가 연결된, 예를 들어 피스톤 유닛들과 같은 다수의 펌핑 유닛(pumping unit)을 포함한다.
그러한 방법으로, 다수의 펌프 순환을 작동함으로써 및/또는 펌핑 유닛으로 들어가는 액체의 양을 변화시키는 가속 장치의 피스톤을 작동시킴으로써, 자연적인 그리고 중합체 안으로 삽입되는 액체의 점성의 기능으로서 변하기 쉬운 이용의 폭넓은 다양함으로 본 발명에 따른 방법을 수행하는 것이 유리하게 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기한 펌핑 유닛을 엇갈리게 배치하는 단계가 적용이 요구되는 별개의 순간에 액체가 다른 펌핑 유닛에 의해 펌프되는 방법에 의해 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기한 액체를 공급하는 단계 b)는 액체를 공급하기 위한 적어도 한 쌍의 라인을 통해 압력하의 다수의 저장 탱크들 중 각각의 저장 탱크로 액체를 공급함으로써 수행된다. 즉, 공급 라인들은 바람직하게 쌍으로 그룹이 지어져 있고 공급 라인들의 각 쌍은 각각의 저장 탱크와 연결되어 있다. 그러므로, 각각의 저장 탱크에는 바람직하게 대응하는 공급 라인들의 쌍과 유체 통로가 연결된 두 개의 입구들 및 적어도 하나의 인젝터와 유체 통로가 연결된 적어도 하나의 출구가 제공된다. 그러한 방법으로, 쌍으로 있는 펌프의 펌핑 유닛들을 그룹 짓는 것이 유리하게 가능하다. 이것은 액체의 압력이 떨어진 때에도, 동시에 작용하는 그룹 지어진 펌핑 유닛에 속하는 두 개의 피스톤들이 저장 탱크들에 공급할 수 있게 한다. 결론적으로, 뒤잇는 주입을 위해 저장 탱크에는 항상 충분한 양의 액체가 있다. 이것은 실질적으로 연속적인 운반과 뒤이은 실질적으로 연속적인 용융 물질 내로의 액체의 삽입을 보장하게 한다.
바람직하게, 상기한 용융 물질 내로 액체를 주입하는 단계 c)는 용융 물질이 약 10bar와 약 1400bar 사이에서 이루어진 압력에 놓일 때 약 30bar와 약 1500bar 사이에서 이루어지는 주입 압력에서, 용융 물질이 약 300bar와 약 900bar 사이에서 이루어지는 압력에 놓일 때 약 400bar와 1000bar 사이에서 이루어지는 주입 압력에서, 그리고 용융 물질이 약 400bar와 650bar 사이에서 이루어지는 압력 하에 놓일 때 약 500bar와 750bar 사이에서 이루어지는 주입 압력에서 수행된다.
바람직하게, 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 주입하는 단계 c)는 기계적으로 구동된다.
그러한 특성들 덕택에, 각 인젝터들을 여는 것이 간단하고 가격-효율적인 방법으로 유리하게 이루어진다. 그러한 방법은 압력하의 저장 탱크 안의 액체의 압력이 미리 정해진 입계압을 초과할 때, 즉 용융 물질이 놓이고 바람직하게는 액체가 분무되도록 하는 압력 이상일 때, 액체가 압력하의 용융 물질 안으로 삽입되는 것이다.
바람직하게, 액체를 주입하는 단계 c)는 열림이 원하는 주입 압력과 동일한 미리 정해진 임계압으로 조정된 스프링에 의해 구동되는 기계적 형태의 다수의 인젝터들에 의해 수행된다.
본 발명에 따른 방법의 선택적인 실시예에 따르면, 상기한 액체를 주입하는 단계 c)는 다수의 전기밸브들을 제공함에 의해 전자적으로 구동되는데, 이러한 전기밸브들은 예를 들어, 특히 각 저장 탱크 상의 열림 순간과 주기를 설정하기 위해 전기 밸브를 구동하기에 적합한 전자 제어 유닛에 의해 작동된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 압력하의 용융 물질과 함께 액체를 혼합하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 액체는 압력하의 중합체 용융 물질 안으로 삽입되고 액체를 주입하는 단계는 압력하의 용융 물질이 수용되는 압출기 내에서 수행된다. 본 발명에 따른 방법의 그러한 바람직한 실시예에 따르면, 액체는 중합체 물질이 녹아 있는 상태, 즉 벌써 가소성 상태인 압출기의 구역에서, 압출기 안의 인젝터에 의해 중합체 물질 안으로 삽입된다.
바람직하게, 액체의 주입은 압출기를 따라 중합체 물질의 통로에 대한 압출기의 끝 구역에서 일어난다. 이러한 해결책(solution)은 압출 단계로 인해 액체가 삽입되는 용융 물질을 구비한 액체를 혼합하고, 액체를 정확히 측정하고, 상기 물질이 압출기의 끝 구역에서 완전히 용융된 상태로 있다는 사실로 인해서 중합체 내에서 액체의 최상의 분배가 이루어지도록 한다.
유리하게, 동시에, 이미 가소성이 된 중합체에 액체를 첨가하는 것은 압출 공정의 안정성에 영향을 미치지 않는다. 반대로, 즉 액체의 삽입이 첫 번째 압출 단계에서 수행되는 경우, 중합체가 아직 용융되지 않았을 때, 액체에 의해 결정되는 윤활 작용으로 인해 압출기 내에서 재료의 불규칙한 움직임이 있을 수 있다.
바람직하게, 상기한 액체를 주입하는 단계 c)는 상기 물질이 용융된 상태로 있는 압출기의 구역 안에서 미리 정해진 각도에 의해서 경사지게 엇갈리게 배치된 다수의 주입 지점들에서 수행된다.
선택적으로 또는 상기한 주입 지점들의 경사진 엇갈린 배치와 결합하여, 상기한 액체를 주입하는 단계 c)는 상기 물질이 용융된 상태로 있는 압출기의 구역 안에서 미리 정해진 거리에 의해 세로 방향으로 엇갈리게 배치된 다수의 주입 지점들에서 수행된다.
즉, 상기 세로 방향의 엇갈리게 배치된 주입 지점들은 압출기를 한정하는 원통형 표면의 동일한 모점(generatrix) 또는 압출기 몸체를 한정하는 원통형 표면의 다른 모점들에 속한다.
그러한 방법으로, 적절히 떨어져서 용융 물질 내에서 액체의 분배를 촉진시키는 적어도 두 개의 별개의 상기 물질의 지점들에서, 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 삽입하는 것이 유리하게 가능해졌다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 예를 들어 펌핑 장치를 손상시키고/또는 액체의 순환 둘레를 막을 수 있는 침전물을 형성할 수 있는 액체 내에 존재하는 가능한 오염 외부 작용제(possible polluting external agent)를 제거하기 위해 액체를 여과하는 예비 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 상기 방법은 미리 정해진 온도, 바람직하게는 약 70℃와 80℃ 사이로 액체를 유지하는 단계를 더 포함한다.
이 바람직한 온도 범위는 특히-제한적이지 않더라도- 액체가 유전체 액체일 경우에 더욱 적합하다. 일반적으로, 사실, 유전체 액체는 항-산화제 물질 또는 방 온도에서 고체 분말 형상인 다른 첨가제가 첨가되는 미네랄 오일을 포함한다. 항-산화제 분말들을 녹이고 원하지 않는 뒤이은 그것들의 침전을 피하기 위해, 액체는 바람직하게 예비적으로 가열되고 뒤이어 바람직하게는 상기 바람직한 온도 범위인 70-80℃인 항-산화제 분말의 침전 온도 이상으로 유지된다.
액체가 과산화물인 경우, 항-산화제 물질의 첨가 또는 방 온도에서 고체 상태인 물질의 경우, 과산화물 자체는 방 온도에서 고체이다. 또한 그러한 경우, 그러므로, 과산화물과 가능한 액체 상태의 첨가물들 모두를 유지하기 위해 온도를 증가시키는 것이 바람직하다.
용융 물질 안으로 삽입되는 액체의 성질을 고려하지 않고, 액체를 가열하는 단계는 유리하게 액체의 점성을 감소시키고 그로 인해 그것들의 유동 성질들을 증가시킨다.
본 발명의 두 번째 태양에 따라, 본 발명은 압력하의 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 장치를 언급한다. 상기 장치는 다음을 포함한다:
a) 상기 액체를 용융 물질의 압력보다 더 큰 미리 정해진 압력으로 만들기 위한 적어도 하나의 펌프;
b) 상기한 적어도 하나의 펌프와 유체 통로가 연결된 다수의 액체 저장 탱크; 및
c) 상기한 미리 정해진 압력과 동일한 주입 압력으로 상기 물질 안으로 액체를 주입하기 위한 상기한 다수의 저장 탱크와 각각의 유체 통로가 연결된 다수의 인젝터들.
바람직하게, 펌프는 각각의 다수의 공급 라인들을 통해 상기한 다수의 저장 탱크와 유체 통로가 연결된 다수의 펌핑 유닛을 포함하는 왕복동 정변위 펌프이다.
바람직하게, 공급 라인들은 다수의 쌍으로 배열되어 있다. 그러한 공급 라인들의 각각의 쌍들은 각각의 펌프의 펌핑 유닛의 쌍과 유체 통로가 연결되고, 바람직하게는 압력하의 다수의 저장 탱크들 중 각각의 저장 탱크와 유체 통로가 연결된다.
설명을 목적으로, 펌프는 세 개의 인젝터들과 각각의 유체 통로가 연결된 압력하의 세 계의 독립적인 저장 탱크들과, 바람직하게 쌍으로 짝지어지는 여섯 개의 공급 라인들을 통하여, 유체 통로가 연결된 여섯 개의 펌핑 유닛을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 각각의 인젝터는 적어도 하나의 운반 노즐을 포함한다. 적어도 하나의 인젝터가 다수의 운반 노즐들을 포함할 때, 압력하의 용융 물질 안으로의 액체의 운반 지점들의 수는 유리하게 증가한다.
본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에 따르면, 압력하의 다수의 저장 탱크들의 제공으로 인하여, 인젝터들은 유리하게 기계적 형태일 수 있다. 그러한 특징들로 인하여, 본 발명의 장치는 기술적으로 간단하고 경제적으로 유리한 방법으로 액체를 압력하의 용융 물질 안으로 삽입할 수 있다.
바람직하게, 인젝터는, 바람직하게는 약 30bar와 약 1500bar 사이에서 이루어지는 원하는 주입 압력과 동일한 미리 정해진 압력으로 조정된 스프링에 의해 구동된다.
그러한 특성들로 인하여, 액체의 압력이 용융 물질이 놓이는 압력보다 더 큰 상기한 미리 정해진 압력을 초과할 때, 인젝터들은 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 삽입하기 위해 열린다.
본 발명에 따른 장치의 선택적인 바람직한 실시예에 따르면, 상기한 인젝터들은 예를 들어 전기밸브들의 형상과 같은 전자 형태이다. 인젝터가 전자 형태일 때, 인젝터는 바람직하게 전자 제어 유닛에 의해 구동된다.
바람직하게, 상기한 다수의 인젝터들은, 바람직하게는 압출기를 따라 중합체의 통로에 대해 압출기의 끝 구역에서 상기 물질이 용융 상태에 있는, 즉 이미 소성화된 압출기의 구역에 있는 압출기와 연결되어 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 장치는 서로 경사지게 엇갈려 배치된 다수의 인젝터들을 포함한다. 그러한 방법으로, 액체는 별개의 지점에서 용융 물질 안으로 삽입될 수 있다.
더 바람직하게, 본 발명에 따른 장치는 서로 120°로 경사지게 엇갈려 배치된 세 개의 인젝터들을 포함한다.
선택적으로 또는 경사지게 엇갈려 배치된 인젝터들과 결합하여, 인젝터들은, 압출기의 세로 방향의 연장부에 따라, 특히 상기 물질이 용융 상태로 있는 압출기의 부분의 세로 방향의 연장부의 함수로서 결정되는 미리 정해진 거리에 의해 세로 방향으로 떨어져 있을 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 펌프의 상류부분(upstream)에, 유리하게 본 발명의 장치의 최소한의 공급 펌프 압력을 보장하는 방법으로 적절한 가압 장치에 의해 바람직하게 약 1-5bar와 동일한 미리 정해진 압력으로 유지되는 펌프를 공급하기 위한 탱크를 더 포함한다.
본 발명의 상세한 설명과 뒤이은 청구범위에서, "상류부분" 및 "하류부분(downstream)이라는 용어는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 구성요소들에 의해, 즉 용융 물질에 의해 또는 경우에 따라 그 안으로 삽입되는 액체에 의해 각각 첫 번째 그리고 마지막으로 통과하는 본 발명에 따른 장치의 부분들을 가리키는데 사용된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 장치는 불충분한 액체의 가열 또는 공급 탱크에 존재할 수 있는 외부 작용제로 인하여 침전할 수 있는 액체에 첨가되는 분말에 의해 야기되는 원치 않는 막힘 현상으로부터 펌프를 보호하기 위해, 그리고 이러한 방법으로 펌프의 정상적인 작동을 보장하기 위해 공급 탱크와 펌프 사이에 위치하는 여과기를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 펌프에 공급하기 위한 탱크의 상류부분에, 가압 장치들이 제공되고 상기한 펌프에 공급하기 위한 탱크와 유체 통로가 연결된 선행-저장(pre-loading) 탱크를 더 포함한다.
그러한 방법으로, 펌프에 공급하기 위한 탱크 안에 액체의 적절한 저장 과정에 의해, 일정한 압력하에서 펌프에 공급하기 위한 탱크를 유지하고 그로 인하여 펌프에 정확한 공급을 보장하는 것이 유리하게 가능하다. 바람직하게, 액체의 그러한 저장 과정은 액체를 선행-저장 탱크 안으로 삽입하는 단계, 그러한 탱크를 폐쇄하는 단계, 예를 들어 가압 장치에 의해 약 2와 약 2.5bar 사이에서 이루어진 미리 정해진 압력하에 액체를 놓는 단계, 선행-저장 탱크가 펌프에 공급하기 위한 탱크와 유체 통로로 연결되게 하는 단계, 펌프에 공급하기 위한 탱크로 선행-저장 탱크의 내용물을 옮기는 단계, 두 탱크 사이의 유체 전달을 차단하는 단계, 선행-저장 탱크의 압력을 제거하는 단계 및 펌프에 공급하기 위한 탱크에 예를 들어 약 2와 약 2.5bar 사이의 압력을 가하는 단계를 포함한다.
펌프 상류부분에 압력하의 상기한 두 개의 탱크를 사용하는 것의 대안으로서, 펌프에 연속적이고 효율적인 액체의 공급을 보장할 수 있게 하는 펌프의 상류부분에 선행-펌프(pre-pump)가 사용될 수 있다. 유리하게, 펌프 상류부분에 압력하의 탱크의 대안으로서 선행-펌프의 사용은 가격이 덜 나가는 대기압에서의 탱크의 사용이 가능하게 한다.
선행-저장 탱크에 들어가는 또는, 후자의 실시예에 따라 선행-펌프에 들어가는 액체 내에 원치않는 외부 작용제가 존재하는 것을 피하기 위해, 장치는 바람직하게 선행-저장 탱크 또는 선행-펌프 각각의 입구에 여과기를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 장치는 적어도 하나의 펌프, 다수의 공급 라인들, 다수의 저장 탱크들 및 다수의 인젝터들과, 그리고 존재한다면 선행-저장 탱크들과 열교환 관계에 있는 가열 장치들 및 펌프에 공급하기 위한 탱크를 더 포함한다.
예를 들어, 펌프에 공급하기 위한 탱크와 선행-저장 탱크에는 가열 코일들이 수용된 각각의 덮개들이 제공되지만, 펌프, 펌핑 유닛들 및 순환 라인들 및 인젝터들은 자동온도조절 환경(thermostated environment)에서 배열된다.
본 발명의 추가적인 특징들과 이점들은 본 발명에 따라 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 주입하기 위한 방법의 바람직한 실시예들의 설명으로 더욱 분명해질 것이다. 그러한 설명들은 이후에 설명을 위한 그리고 목적을 제한하지 않는 상기 방법을 수행하기 위한 장치가 나타나 있는 도면을 참조하여 이루어진다.
도 1은 부분적으로 횡단면인, 본 발명에 따른 압력하의 용융 물질 안으로 액체를 주입하기 위한 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 장치에 의해 생산된 코팅층이 제공된 전기력의 이송 및/또는 분배를 위한 케이블의 사시도이다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 압력하의 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 장치는 일반적으로 1로 표시되어 있다. 설명을 목적으로, 이후에 더욱 잘 묘사될 압출기(2)와 적절히 연결된 장치(1)는 전기력의 이송 및/또는 분배를 위한 전기 케이블의 코팅층을 형성하려 한다.
도 2는 일반적으로 3으로 표시된, 특히 중간 또는 고전압에 적합한 그러한 전기 케이블을 도시한다. 도면에서, 케이블(3)은, 방사상의 가장 안쪽 위치에서 방사상의 가장 바깥 위치까지, 전도체(4), 방사상의 내부 반도전성 층(5), 절연층(6), 방사상의 반도전성 층(7), 금속 스크린(8) 및 보호 덮개(9)를 포함한다.
도 2에 도시된 전도체(4)는 바람직하게는 구리나 알루미늄으로 만들어진 소형 금속 요소(로드 : rod)로 이루어진다. 선택적으로, 전도체(4)는 바람직하게는 구리나 알루미늄으로 만들어진, 전통적인 방법에 따라 함께 있는 적어도 두 개의 전선들을 포함한다. 전도체(4)의 횡단면 영역은 미리 정해진 전압으로 이송되는 전류에 따라 결정된다. 바람직하게, 저, 중간, 고전압력의 이송 및/또는 분배를 위한 케이블을 위하여, 그러한 영역은 16㎟와 1000㎟ 사이에 있다.
절연층(6) 그리고 방사상의 내부(5) 및 방사상의 외부(7) 반도전성 층들로부터 선택된 적어도 하나의 코팅층은 유전체 액체를 포함하는 연속적인 상을 형성하는 압출된 열가소성 중합체를 포함한다. 도 2에 도시된 케이블(3)의 실시예에 따르면, 세 개의 모든 층들(5, 6 및 7)은 본질적으로 예를 들어 디벤질톨루엔과 같은 그 안에서 분산되는 유전체 액체를 포함하는 열가소성 중합체 재료, 바람직하게는 폴리프로필렌을 포함한다. 폴리프로필렌 및 디벤질톨루엔에 추가하여, 방사상의 내부(5) 및 방사상의 외부(7) 반도전성 층들은, 상기 층들에 반도전성 특성들을 줄 수 있는 양으로 예를 들어 카본 블랙과 같은 전도성 충전제를 더 포함한다.
스크린(8)은 방사상 외부 반도전성 층(7)에 대하여 방사상 외부 위치에 배열된 전기적 전도성 재료로 이루어지고, 도 2의 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 바람직하게는, 바람직하게는 알루미늄 또는 선택적으로 구리로 만들어진, 케이블 자체의 필요한 기밀성(air-tightness)을 보장하기 위해 주변 단부들(perimetric ends)이 함께 용접되고 접착된 관 모양의 연속적인 금속 판(sheet)으로 이루어진다. 선택적으로, 금속 스크린은 외부 반도전성 층(7)에 대하여 방사상의 외부 위치에 나선형으로 감겨진 다수의 금속 전선들 또는 금속 밴드로 이루어질 수 있다.
따라서, 스크린(8)은, 바람직하게는 예를 들어 교차결합되지 않은 폴리에틸렌(PE)과 같은 열가소성 재료로 이루어진 보호 덮개(9)에 의해 덮인다.
케이블(3)에는 또한, 도 2에는 도시되지 않았지만 보호 덮개(9)에 대하여 방사상 내부 위치에 배열된, 충격 및/또는 압축으로부터 케이블(3)을 기계적으로 보 호하는 주 기능을 수행하는 보호 구조가 제공된다. 예를 들어, 그러한 보호 구조는 특허 출원 WO 98/52197에 개시된 것처럼 금속 장갑(armour) 또는 연장된 중합체 재료의 층 중 하나일 수 있다.
압력하의 용융 물질 안으로 액체의 주입을 위한 장치(1)를 참조하여, 순수한 설명을 위해 이것은 이후에, 예를 들어 폴리프로필렌과 같은 도 2에 도시된 전기 케이블(3)의 절연층(6)을 형성하는 압력하의 용융 물질 안으로 예를 들어 디벤질톨루엔과 같은 유전체 액체의 주입을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명에 따르면, 장치(1)는, 액체가 개략적으로 도시되고 10으로 표시된 용융 물질의 압력보다 미리 정해진 더 큰 압력을 갖게 하는 펌프를 포함한다. 용융 물질이 약 100bar와 약 600bar 사이에서 이루어진 압력에 놓일 때, 액체는 바람직하게 약 200bar와 약 700bar 사이에서 이루어진 압력이 된다.
게다가, 본 발명에 따르면, 장치(1)는 다수의 저장 탱크들(12 : 상기 저장 탱크들은 압력하에 있고 펌프(10)에서 액체를 전달받는다) 및 상기한 미리 정해진 압력, 즉 예를 들어 약 200-700bar와 동일한 주입 압력으로 상기 물질 안으로 액체를 주입하기 위한 다수의 저장 탱크들(12)에서 각각의 액체를 전달받는 다수의 인젝터들(13)을 더 포함한다.
액체는 유리하게, 유리하게 압력하의 액체의 저장고를 구성하는 압력하의 저장 탱크들(12)의 제공으로 인하여 그러한 주입 압력값 또는 (용융 물질이 놓이는 압력보다 더 큰 경우) 더 큰 값으로 주입될 수 있다.
도 1에 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 펌프(10)는 세 개의 각각의 인젝터들(13)에 연결된 세 개의 저장 탱크들(12)과, 대응하는 세 개의 쌍들에 배열된 여섯 개의 공급 라인들(11)과 유체 통로가 연결된 세 개의 쌍으로 배열된, 실시예에서 여섯 개로 설명된 다수의 펌핑 유닛들(14)을 포함하는 왕복동 정변위 펌프이다. 각각의 펌핑 유닛(14)은, 본질적으로 전통적인 방법으로 a)펌프의 축과 결합된 캠(cam)에 의해 움직임이 결정되는 피스톤(미도시); b)크기가 적절히 조절될 수 있는 흡인포트(suction port:미도시); 및 c)미리 정해진 크기의 운반포트(delivery port:미도시)를 포함한다.
펌프(10)는 예를 들어 약 200bar와 700bar 사이에서 이루어진 미리 정해진 압력으로, 그리고 약 0.5kg/h와 약 100kg/h 사이에서 이루어진 유량으로 액체를 펌핑할 수 있다.
도 1의 바람직한 실시예에 따르면, 인젝터들(13)은 기계적 형태이다. 각각의 인젝터(13)는 유전체 액체를 압력하의 용융 물질 안으로 주입하기 위한 적어도 하나의 운반 노즐(15)을 포함한다.
바람직하게, 인젝터들(13)은 미리 정해진 압력이 초과하면 인젝터(13)를 열도록 구동하기 위해 상기한 주입 압력과 동일한 미리 정해진 압력으로 조정된 (본질적으로 전통적이고 도시되지 않은)스프링에 의해 구동된다.
도 1에 도시된 것처럼, 도 2의 전기 케이블(3)의 절연층(6)을 생산하기 위해, 세 개의 인젝터들(13)은 중합체 재료가 용융된 상태로, 즉 이미 가소성이 된 상태인 구역에서 압출기(2) 안으로 액체를 주입하는 그러한 방법으로 배열된다. 그러한 목적을 위해, 도 1에 도시된 것처럼, 세 개의 인젝터들(13)이 압출기(2)를 따 라 용융 물질의 통로에 대한 압축기(2)의 끝 구역에 배열되고, 바람직하게는 서로 120°로 경사지게 엇갈려 배치되어 있다.
장치(1)의 도시된 바람직한 실시예에 따르면, 장치(1)는 펌프(10)의 상류부분에, 적절한 가압 장치(예를 들어 전통적인 질소 실린더)의 사용에 의해 예를 들어 약 1-5 bar인 미리 정해진 압력으로 유지하는 펌프(10)에 공급하고, 액체를 공급하기 위한 라인(17)을 통해 펌프(10)와 유체를 주고 받는 탱크(16)를 더 포함한다.
게다가, 장치(1)는 바람직하게, 본질적으로 전통적이고 도시되지 않은, 공급 탱크(16)와 펌프(10) 사이에 위치한 여과기를 더 포함한다.
도 1에 도시된 실시예에서, 장치(1)는 공급 탱크(16)의 상류부분에, 차단밸브(intercepting valve:23)가 제공된 연결 라인(19)을 통해 공급 탱크(16)와 유체를 주고 받는 선행-저장 탱크(18)를 더 포함한다.
오염시키는 외부 작용제와 같은, 원하지 않는 물질들의 통과를 피하기 위해, 선행-부하 탱크(18)의 입구에, 본질적으로 전통적이고 도시되지 않은 여과기가 배열된다.
바람직하게, 본 발명의 장치(1)의 상기한 각각의 구성요소들은, 선행-부하 탱크(18) 및/또는 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16) 및/또는 펌프(10) 및/또는 공급 라인들(11) 및/또는 인젝터들(13)을 막히게 할 수 있는 일반적으로 유전체 액체에 첨가되는 비산화제들의 원치 않는 침전을 피하기 위해 장치(1)의 순환로를 따라가는 액체를 가열하는, 본질적으로 전통적이고 도시되지 않은 적절한 가열 장치 들과 열교환 관계에 있다.
예를 들어, 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)와 선행-부하 팅크(18)에는 가열 코일들(미도시)이 수용되는 각각의 덮개가 제공된다. 그런데, 펌프(10), 펌핑 유닛(14), 순환 라인들(11) 및 인젝터들(13)은 본질적으로 전통적이고 도시되지 않은 자동온도조절 챔버(thermostated chamber) 안에 수용될 수 있다.
본질적으로 전통적인 압출기(2)는 도식적인 방법으로 도시되어 있고, 인젝터들(13)의 하류의 압출기 부분에 수용되는 일반적으로 40으로 표시된 이미 유전체 액체가 주입된 압출되는 재료뿐만 아니라 인젝터들(13)의 상류의 압출기 부분(2)에 수용되는 일반적으로 30으로 표시된 압출되는 재료를 개략적으로 보여주기 위해 부분적으로 단면으로 도시되어 있다.
특히, 압출기(2)는 실질적으로 모터 수단(21)에 의해 스크류(미도시)가 회전하는 원통형 몸체(20)를 포함한다. 이는 예를 들어 약 100 bar와 약 600 bar 사이에서 이루어지는 압력에 놓인 중합체 물질을 가공하고 플라스틱화(plastify)한다.
압출기(2)는 또한 중합체 재료를 압출기(2)안으로 공급하기 위한 호퍼(hopper: 미도시), 및 설명된 실시예에 따라 전기 케이블(3)의 절연층(6)이 얻어지는 출력 내의 압출 헤드(22)를 포함한다. 설명된 바람직한 실시예에서, 압출 헤드(22)에는 내부 반도전성 층(5)에 의해 코팅되는 전도체(4)를 수용하는 경로(channel:25)가 제공된다. 상기 경로(25)는 압출기(2)의 세로 방향에 실질적으로 수직인 방향으로, 즉 압출기(2) 내의 물질의 덮는 방향에 수직으로 배열되어 있다.
상기한 장치를 참조하여, 압력하의 용융 물질 안으로 액체의 삽입을 위한 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예는 다음의 단계를 포함한다.
오염 외부 작용제가 원하지 않게 들어가는 것을 피하기 위해, 액체는 바람직하게 선행-저장 탱크(18)의 입구에서 미리 걸러진다. 그런데, 예를 들어 항산화 기능을 가지는 액체에 첨가되는 가능한 고체 첨가제들을 녹이기 위해서, 그리고 그것의 원치않는 침전을 피하기 위해서, 액체는 바람직하게 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)의 덮개들을 제공하는 상기한 가열 코일들 및 선행-저장 탱크(18)에 의해, 그리고 펌프(10), 펌핑 유닛들(14), 순환 라인들(11) 및 인젝터들(13)을 수용하는 상기한 자동온도조정 챔버에 의해 예를 들어 약 70℃와 약 80℃ 사이의 미리 정해진 온도로 유지된다.
게다가, 본 발명에 따른 방법의 단계 이전에, 다음의 장치(1) 안으로의 액체의 저장 절차(loading procedure)가 바람직하게 수행된다. 이 절차는 펌프(10)의 입구에서 적절한 최소한의 공급 압력을 보장하려는 목적이다. 액체를 선행-저장 탱크(18) 안으로 삽입한 후에, 이것은 폐쇄되고 예를 들어 약 2와 약 2.5bar 사이의 미리 정해진 압력에 놓인다. 이어서, 선행-저장 탱크(18)는 차단밸브(23)를 개방함으로써 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)와 유체 통로가 연결된다. 선행-저장 탱크(18)의 내용물은 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)로 이송된다. 두 개의 탱크들(18 및 16) 사이의 유체 전달은 차단밸브(23)를 폐쇄함으로써 차단된다. 선행-저장 탱크(18)의 압력이 제거되고 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)가 예를 들어 약 2와 2.5 bar 사이에서 이루어진 압력에 놓인다.
본 발명에 따른 방법의 제 1 단계에서, 액체는 펌프(10)에 의해, 특히 그것의 펌핑 유닛(14)에 의해 예를 들어 약 200bar와 700bar 사이의 미리 정해진 압력이 된다.
본 발명에 따른 방법의 제 2 단계에서, 액체는 여섯 개의 공급 라인들(11)을 통하여 압력하의 세 개의 저장 탱크들(12)로 공급된다.
더욱 특별히, 도 1에 설명된 바람직한 실시예에 따르면, 액체는 공급 라인들(11)의 쌍들을 통하여 압력하의 각각의 저장 탱크(12)에 공급된다. 저장 탱크들(12)에 공급되는 액체는 그 안에 저장된다.
펌프(10)에 의해 발생한 압력이 압력하의 다수의 저장 탱크(12) 안에 저장되는 사실로 인하여, 액체의 압력을 형성하는 단계와 액체를 주입하는 단계가 유리하게 독립적으로 이루어진다. 액체를 주입하는 단계에 대하여 액체의 압력을 형성하는 단계가 독립적이라는 것으로 인하여, 펌프(10)의 펌핑으로 인한 압력 진동과 인젝터들(13)을 여는 것으로 인한 진동 양자 모두는 유리하게 둔화된다. 따라서, 이후에 더욱 잘 설명되듯이, 저장된 액체를 고압으로 주입할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서, 액체는 다수의 인젝터들(13)에 의해서 그리고 바람직한 값들의 그러한 범위 내에서 이루어진 압력으로 조정된 상기한 스프링들에 의해서 물질의 압력보다 더 큰 주입 압력으로, 특히 약 200bar와 300bar 사이에서 이루어지는 주입 압력으로 압력하의 용융 물질로 주입된다.
다수의 저장 탱크들(12)의 공급과 각각의 다수의 인젝터들(13)의 공급으로 인하여, 인젝터들(13)은 또한 유리하게 서로 독립적이다. 이것은 복잡하고 값비싼 전자 구동 장치들의 사용 필요 없이 상기한 고압력값으로 유지되는 동안 적어도 하 나의 인젝터(13)로 실질적으로 연속적인 액체의 운반 및 용융 물질 안에서 실질적으로 연속적인 액체의 측정을 보장하게 한다.
압력하의 용융 물질 안으로 액체를 주입하는 상기한 단계에 이어서, 압출기(2)의 스크루의 존재로 인하여, 액체는 상기 물질 안에서 혼합되고 그 안에서 혼합된 액체를 포함하는 상기 물질은 내부 반도전성 층(5) 상으로 압출된다. 지금까지 전도체(4)와 내부 반도전성 층(5)을 포함하는 지금까지 생성된 케이블은 압출 헤드(22)의 경로(25)를 따라 미리 운반된다.
설명된 예시들에 따르면, 그러므로 본 발명에 따른 방법은 실질적으로 연속적인 방법으로 전기 케이블(3)의 방사상의 내부 반도전성 층(5) 상으로 절연층(6)을 형성할 수 있게 한다.
이어서, 본 발명에 따른 방법은 또한 지금까지 얻어진 전기 케이블 요소(3)의 절연층(6) 상으로 방사상의 반도전성 층(7)을 형성하기 위해 수행될 수 있다.
다음에 도 2의 전기 케이블(3)이 상세히 설명되지 않은 전통적인 작동 방법에 따라 금속 스크린(8)과 외부 덮개(9)를 공급함으로써 완성된다.
설명을 목적으로, 상기한 본 발명에 따른 방법에 따르면, 6％의 비율로 디벤질톨루엔을 포함하는 폴리프로필렌(특히 바셀 에스피에이(Basell S.p,A)에 의해 공급되는 HIFAX 7320 XEP)으로 이루어진 코팅층은 실질적으로 연속적인 방법으로 생산되었다. 케이블은 약 150㎟와 동일한 단면적을 가지는 구리로 이루어진 전도성 요소 및 약 0.5㎜와 동일한 두께를 가지는 재료에 기반을 둔 중합의 폴리프로필렌으로 이루어진 방사상의 내부 반도전성 층을 포함하였다.
상기한 절연층은 60g/min의 유량과 약 300bar의 주입 압력에서 세 개의 인젝터들에 의해, 약 200bar의 용융된 폴리프로필렌이 수용되는 압출기 안으로 디벤질톨루엔을 주입함으로써 약 3m/min의 비율로 생산되었다. 유전체 액체의 그러한 유량과 주입 압력 값들을 얻기 위해서, 여섯 개의 펌핑 유닛을 가지며 340rpm으로 설정된 90cc 왕복동 정변위 펌프가 사용된다.
절연층을 만들기 위해 사용되는 압출기는 45㎜의 실린더 지름과 20의 L/D(길이/지름)비를 가졌다. 압출기 스크루의 회전수는 44.4rpm이다.
따라서 절연체의 두께는 4.5㎜이다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
Claims (33)
- a)액체를 용융 물질의 압력보다 큰 미리 정해진 압력으로 만드는 단계;b)상기 미리 정해진 압력으로 유지되는 다수의 저장 탱크들(12)에 상기 미리 정해진 압력으로 액체를 공급하는 단계; 및c)상기 다수의 저장 탱크들(12) 중 각각의 하나와 유체 통로가 연결된 다수의 인젝터들(13)에 의해 상기 미리 정해진 압력과 동일한 주입 압력으로 상기 물질 안으로 상기 액체를 주입하는 단계를 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체와 상기 용융 물질의 무게 비가 1:99 내지 25:75인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체가 유전체 액체인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 용융 물질은 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 4항에 있어서,상기 열가소성 중합체는 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 용융 물질의 압력이 10bar 내지 1400bar인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 6항에 있어서,상기 액체를 상기 미리 정해진 압력으로 만들고 상기 액체는 30 내지 1500bar의 범위 이내에서 주입되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체를 미리 정해진 압력으로 만드는 상기 a)단계는 적어도 하나의 펌프(10)에 의해 수행되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 8항에 있어서,상기 펌프(10)는 다수의 공급 라인들(11)을 통해 상기 다수의 저장 탱크들(12)과 유체 통로가 연결된 다수의 펌핑 유닛들(14)을 포함하는 왕복동 정변위 펌프인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체를 공급하는 상기 b)단계는 적어도 하나의 액체 공급 라인(11)쌍 을 통해 상기 다수의 저장 탱크들(12)의 각각의 저장 탱크(12)에 상기 액체를 공급하는 것에 의해 수행되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,액체를 주입하는 상기 c)단계는 기계적으로 구동되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체를 주입하는 상기 c)단계는 상기 용융 물질이 수용되는 압출기(2) 안으로 수행되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 압출기(2) 내에서 상기 용융 물질을 가진 상기 액체를 혼합하는 단계를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 12항에 있어서,상기 압출기(12)는 전기력의 이송 또는 분배를 위한 전기 케이블 요소(3) 상으로 용융 물질의 층을 압출하고, 상기 전기 케이블 요소(3)는 적어도 하나의 전도성 요소(4)를 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 14항에 있어서,상기 액체를 주입하는 상기 c)단계는 상기 물질이 용융 상태로 있는 상기 압출기(2)의 구역 내에서 미리 정해진 각도로 경사지게 엇갈려 배치된 다수의 주입 지점들에서 수행되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 14항 또는 15항에 있어서,상기 액체를 주입하는 상기 c)단계는 상기 물질이 용융 상태로 있는 압출기(2)의 구역 내에서 미리 정해진 거리에 의해 세로 방향으로 엇갈려 배치된 다수의 주입 지점들에서 수행되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 액체를 미리 여과하는 단계를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- 제 1항에 있어서,상기 액체를 미리 정해진 온도로 유지하는 단계를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 방법.
- a)액체를 용융 물질의 압력보다 더 큰 미리 정해진 압력으로 만들기 위한 적어도 하나의 펌프;b)상기 적어도 하나의 펌프(10)의 하류와 유체 통로가 연결된 상기 미리 정해진 압력으로 유지되는 액체의 다수의 저장 탱크들(12); 및c)상기 미리 정해진 압력과 동일한 주입 압력으로 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 주입하기 위한 상기 다수의 저장 탱크들(12) 중 각각의 하나와 유체 통로가 연결된 다수의 인젝터들(13)을 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 19항에 있어서,상기 펌프(10)는 각각의 다수의 공급 라인들(11)을 통해 상기 다수의 저장 탱크들(12)과 유체 통로가 연결된 다수의 펌핑 유닛들(14)을 포함하는 왕복동 정변위 펌프인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 20항에 있어서,상기 공급 라인들(11)은 다수의 쌍들로 배열되어 있고, 상기 각각의 공급 라인들(11)의 쌍들은 펌핑 유닛(14)의 각각의 쌍, 그리고 상기 다수의 저장 탱크들(12)의 탱크(12)와 유체 통로가 연결되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 19항에 있어서,상기 인젝터들(13)은 기계적 형태인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 22항에 있어서,상기 인젝터들(13)은 상기 주입 압력으로 조정된 스프링에 의해 구동되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 19항에 있어서,상기 다수의 인젝터들(13)은 상기 액체를 압출기(2) 안으로 주입하려는 압력 하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 24항에 있어서,상기 인젝터들(13)이 상기 물질이 용융 상태로 있는 상기 압출기(2)의 구역 내에서 미리 정해진 각도로 경사지게 엇갈려 배치된 다수의 주입 지점들에 배열되는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 25항에 있어서,서로 120°로 경사지게 엇갈려 배치된 세 개의 인젝터들(13)을 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 24항 또는 25항에 있어서,상기 인젝터들(13)이 상기 물질이 용융 상태로 있는 압출기(2)의 구역 내의 미리 정해진 거리로 세로 방향으로 엇갈려 배치된 다수의 주입 지점들에 배열된 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 19항에 있어서,미리 정해진 압력으로 유지되는 펌프(10)에 공급하기 위한 탱크(16)를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 28항에 있어서,상기 공급 탱크(16)의 상기 미리 정해진 압력이 1 내지 5bar의 범위 내인 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 28항에 있어서,상기 공급 탱크(16)와 상기 펌프(10) 사이에 위치하는 여과기를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
- 제 28항에 있어서,상기 펌프(10)에 공급하기 위한 상기 탱크(16)와 유체 통로가 연결된 선행-저장 탱크(18)를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치.
- 제 31항에 있어서,상기 선행-저장 탱크(18)의 입구에 여과기를 더 포함하는 압력하의 상기 용융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치.
- 제 19항에 있어서,상기 적어도 하나의 펌프(10), 상기 다수의 저장 탱크들(12) 및 상기 다수의 인젝터들(13)과 열교환 관계에 있는 가열 장치들을 더 포함하는 압력하의 상기 용 융 물질 안으로 상기 액체를 삽입하기 위한 장치(1).
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