KR20030003711A - 케이블 테이프 및 케이블 테이프의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 케이블 테이프의 중량으로 계산하여, 부분적으로 또는 전체적으로 팽창되거나 되지 않은 열가소성 미세구체가 0.5 중량% 이상, 및 원한다면 물-팽창 분말의 유효량이 혼합되는, 하나 이상의 섬유질 망상조직-기저 케이블 테이프, 상기 테이프의 제조를 위한 방법, 및 상기 테이프를 이용하여 제조된 케이블에 관한 것이다.

Description

케이블 테이프 및 케이블 테이프의 제조방법{CABLE TAPE AND METHOD FOR MANUFACTURING A CABLE TAPE}

예를 들어, 원격 통신 케이블, 공업용(유연한) 케이블 또는 에너지 케이블(중위, 고위 및 초고위 전압용) 등의 케이블 제조시, 케이블 테이프는 에너지 케이블에서의 구리선 차벽과 같이, 종종 심(core) 또는 맥(vein) 및 외장 사이에, 하나 이상의 다른 층과 함께 또는 다른 층 없이 제공된다. 이 테이프는 한편으로는 길이방향으로의 방수를 제공하고, 다른 한편으로는 케이블의 빈 공간을 메우는 두가지의 기능을 하므로, 이 테이프는 에너지 케이블에서의 구리선 차벽과 같이, 층을 겹치기 위한 성층(bedding)으로서 이용할 수 있다.

길이방향으로의 방수는 테이프에 물-팽창 물질, 팽창 분말을 혼합하여 얻어지고, 상기 충전 특성은 두꺼운 테이프로 종종 얻어지고, 특히, 완충화라고도 불리는 다층화; 거품 또는 거품 구조로 제공되어 얻어질 수 있다.

이러한 응용 분야에서의 케이블 테이프의 일반적인 유형은 거의 항상 기저 망상조직의 두 층, 두 층 사이에 제공된 팽창 분말의 층을 결합하여 제조된다. 충전 효과를 얻기 위해, 기저 망상조직의 부가적인 세번째 층 또는, 덮히는 망상조직에 대한 대체물, 거품층이 흔히 적층물로 도포된다. 이러한 다수 공정때문에, 재료의 원가는 일반적으로, 이들 응용 분야에 비해 엄청나게 높다.

EP-A-0 271 171에서는, 운반물질 안 또는 위에 열적으로 팽창가능한 마이크로캡슐이 공급되고, 상기의 운반물질로 구성된 케이블 테이프가 공지된다. 이 공지된 케이블 테이프는 높은 함량의 마이크로캡슐(전형적으로 20 중량%이상)를 갖고, 바람직하기는 다른 유형의 마이크로캡슐이 이용된다. 이러한 이유때문에, 여러 공정 단계 또한 이러한 케이블 테이블을 팽창하기 위해 필요하고, 이것은 불리한 점이다.

또한, German Offenlegungsschrift 30 48 912에서는, 에너지 케이블에 이용되는 마이크로캡슐을 포함하는 페트롤레이트(petrolate) 조성물이 알려져 있다. 이 간행물에 의하면, 상기 케이블은 페트롤레이트 조성물로 채워져 있고, 그 후에, 케이블은 마이크로캡슐이 팽창되는 조건에 놓이게 된다. 이 방법 또한 어렵고 여러 공정 단계를 필요로 한다. 더구나, 이 간행물에 의하면, 상기 마이크로캡슐은 페트롤레이트의 유전상수에 영향을 끼치며 길이방향으로의 방수를 향상시키지는 않는다.

본 발명은 섬유질의 망상조직-기저 케이블 테이프 뿐만 아니라, 이러한 케이블 테이프의 제조방법 및 케이블 테이프가 포함된 케이블에 관한 것이다.

첨부된 도면에서는, 본 제조방법을 위한 많은 실행가능한 수단을 제시한다. 다음은 여기에 한정하지는 않지만, 가능성 있는 구현예들이다.

나타내는 모든 변형은 소모 망상조직 또는 결속되지 않은 기저 망상조직으로서 상위 망상조직(1) 및 하위 망상조직(2)을 생산하는 종래의 소모기를 기저로 하고, 이 망상조직들은 압축되고 (5)에서 합쳐진다. 개별적으로 각각의 망상조직, 또는 상위 및 하위 망상조직의 조합은, 이어서, 결합제와 함께, 거품 풀라르 (3)를 통해 제공되고, 아직 팽창되는 않은 미세구체가 분산되고, 망상조직이 건조기(도시되지 않은)에서 건조되거나 또는 건조되고 경화된다.

따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 생산하기 쉽고, 충전 특성 및 팽창 특성을 가질 수 있는 케이블 테이프를 제공하는 것이다.

첫번째 구현예에서, 본 발명은 하나 이상의 섬유질 망상조직-기저 케이블 테이프에 관한 것으로, 상기 섬유질 망상조직은 케이블 테이프의 중량으로 계산하여, 0.5 중량%이상의 열가소성 미세구체(microsphere) 및 원한다면, 물-팽창 물질의 유효량이 혼합된다.

놀랍게도, 상기 미세구체가 실질적으로 단지 표면이 아닌 망상조직 안에서 존재하는, 이러한 케이블 테이프가 한 단계에서 생산될만큼 간단하고, 그것의 질은 다수의 불연속 층으로부터 다수의 분리된 단계에서 제조되는 현재의 생산물보다 뛰어나지는 않더라도, 적어도 그만큼 좋은 것으로 나타난다. 존재하는 것이 바람직한 팽창 분말은 망상조직의 안 및/또는 위에 존재할 수 있고, 동시에 제조의 단순성 및 케이블 테이프의 질에 대해서는 같은 이점이 얻어진다.

놀랍게도, 망상조직 안 및/또는 위에서의 팽창 분말의 존재 하에서, 망상조직의 미세구체는 물에서 망상조직의 팽창 특성, 특히 팽창 속도가 상당히 증가하는 것으로 나타났다. 팽창 특성, 특히 팽창 속도는 적어도 팽창 분말의 일부분이 망상조직 위에 존재하면 특히 유리하게 영향받는다.

다른 구현예에서는, 본 발명에 따른 케이블 테이프는 결속되지 않은 기저 망상조직을 제조하고, 상기 망상조직에 결합제를 제공하고, 그리고 상기 결합제를 경화하고 건조하는 것에 의하여 망상조직을 결합하여 얻어지는 것으로 특징되어지는 동시에, 비팽창된, 열가소성 미세구체, 그리고 원한다면, 물-팽창 분말이 결합제를 건조하기 이전에 또는 건조하고 경화하기 이전에 상기 기저 망상조직 안에 및/또는 위에 혼합되고, 상기 미세구체는 결합제를 건조하는 중에 또는 후에 또는 건조하고 경화하는 중에 또는 후에 팽창된다.

본 발명은 또한 기저 망상조직을 제조하고, 상기 망상조직에 결합제를 제공하고, 결합제를 경화하고 건조하여 망상조직을 결합하여, 케이블 테이프를 제조하는 방법에 관한 것으로, 결합제를 건조하기 이전에, 또는 건조하고 경화하기 이전에, 물-팽창 분말 및 비팽창된 열가소성 미세구체가 기저 망상조직에 혼합되고, 결합제를 건조하는 중에 또는 후에 또는 건조하고 경화하는 중에 또는 후에, 상기 미세구체는 팽창된다.

이 망상조직이 현재까지는, 실질 문제로서, 그들의 고유한 문제점을 가진 상태로 다중 단계의 공정으로 이용되어 온 반면에, 상기의 간단한 방법으로 제조될 수 있다는 것은 특히 놀라운 것이다.

본 발명에 따른 케이블 테이프는, 가장 간단한 형태로, 두개 또는 세개의 구성요소로 이루어진다. 출발 물질인 기저 망상조직은 소모기(梳毛機) 또는 비-직포 망상조직 제조용 스펀본드기계(spunbond machine)로부터 유래된, 표준 기저 망상조직이다. 직포 또한 이용될 수 있다.

기저 망상조직의 섬유는 천연 섬유 및 합성 섬유 또는 그것들의 혼합물로부터 선택되어진다. 더욱 자세히는, 폴리에스터 섬유, 폴리프로펜 섬유, 아크릴 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 및 이러한 종류의 섬유의 둘 또는 그 이상의 혼합물이 이용된다. 상기 기저 망상조직의 중량은 응용 분야에 따라, 폭넓은 한계 안에서 다양할 수 있다. 일반적으로 중량은 10 g/㎡ 내지 250 g/㎡이고, 바람직하기는 25 g/㎡ 내지 100 g/㎡이다. 제조시, 망상조직은 건조한 후에 또는 건조하고 경화한 후에, 테이프의 구조를 형성하는 결합제와 결속된다. 일반적인 결합제는 폴리아크릴레이트, 스틸렌-부타디엔 고무, 비닐 아세테이트, 동종 및 공중합체 및 폴리비닐 알콜이다.

팽창된 열가소성 미세구체는 두번째 그룹을 형성하고, 가스를 포함하는, 열가소성 피막으로 구성된다. 이 미세구체는 발포제와 함께 제공된 비-팽창 구체를 그들이 팽창하는 알맞은 온도로 가열함으로서 얻어진다. 이러한 미세구체는 특히, Akzo Nobel의 Expancel™이라는 상표로 시판 중이다. 외피를 구성하는 열가소성 중합체는 메틸 메타크릴레이트 및 아크릴로니트릴에, 또는 메틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 비닐리덴 클로라이드에 기반을 둘 수 있다. 발포제로서는, 지방성 탄화수소 가스, 예를 들어 이소부탄, 펜탄 또는 이소옥탄과 같은 유기 물질이 미세구체에 제공된다. 두께와 함께 미세구체의 직경과 양은 테이프의 충전 특성(성층 특성)을 크게 결정한다. 상기 테이프는 바람직하기는 0.2 내지 5㎜, 더욱 자세히는 0.25 내지 3㎜의 두께를 가진다. 미세구체의 양은 0.5 중량%이상이고, 많아야 25%이다. 바람직하기는 이 양은 5 내지 25 중량% 사이이고, 가장 바람직하기는 10 및 20 중량%사이이다.

미세구체는 비-팽창된 구체가 유지되고 포화된 망상조직에서 균일하게 분포된 채로 남아 있도록 하는 특별한 보조제와 함께 표준 바인더 제제에 가하여지는 것이 바람직하다.

미세구체를 가열하면서, 망상조직의 내부로부터, 섬유질의 구조 또한 변형될것이고(두꺼워질 것이고), 그러므로 이것의 "완충화" 특성(두꺼움, 부피, 및 그 중에서도, 탄력성 또는 성층 특성)이 얻어진다.

세 번째 구성 성분은 "초흡수재"라 일컫는, 물-팽창 분말이다. 이 물질들은 이미 일반적으로 케이블 테이프에서 이용되므로, 다른 설명이 필요하지 않다.

상기 팽창 분말은 망상조직의 상부에 유포되고 최상층을 덮는 것이 바람직하다; 표면의 결합제는 접착 매체로서 제공될 것이다.

망상조직 위 및/또는 안의 팽창 분말은, 망상조직에서의 미세구체와 함께, 망상조직에 미세구체가 없는 경우보다도, 망상조직에, 특히 더 높은 팽창 속도로, 상당히 나은 팽창 특성을 준다.

이 주요 구성 성분과는 별도로, 망상조직은 임의로 전도성 재료(예를 들어, 금속 입자), 차폐 또는 낮은-전도성 재료(예를 들어, 그을음(soot))과 같은, 다른 보조 물질을 포함한다. 특히, 전도성, 차폐 또는 낮은-전도성 테이프의 제조를 위해, 이러한 종류의 구성 성분과 혼합되는 것이 바람직하다. 이 효과 또한 적합한 방법으로 망상조직에서 전도성 섬유를 제공하는 것으로 얻어질 수 있다.

본 발명은 또한 케이블, 더욱 자세히는 본 발명에 따른 케이블 테이프를 이용하여 제조된, 원격 통신 케이블, 공업용(유연한) 케이블 또는 에너지 케이블(중위, 고위 및 초고위 전압용)에 관한 것이다.

케이블 테이프는 종래 장비를 이용하여 제조되어지고, 그것들은 미세구체 및 팽창 분말을 제공하기 위해 개조될 필요가 있다.

첫 번째 방법에서, 팽창 분말은 (4)에서 하위 망상조직 위에 유포된다.

이 방법에서, 미세구체는 결합제를 통해 망상조직에 혼합되는 반면에, 팽창 분말 입자는 결합제와 함께 단일 망상조직 안 및 위에 결속된다. 건조기에서 또는 후에, 상기 미세구체는 팽창된다. 원하는 운반의 형태에 따라, 망상조직은 그 후에 전체 기계의 폭으로 운반되거나 또는 원하는 폭으로 잘리는데, 전형적으로는 5 내지 200㎜이다. 이 절단이 그 후에 케이블 제조업자에 의하여 대신 실행되는 것 또한 가능하다.

두 번째 방법에서, 하위 망상조직이 우선 결합제로 풀라르(foulard)에서 결속되고, 분말이 그위로 유포된 후, 이어서 상위 망상조직(1)과 결합되고 (5)와 함께 압축된다. 공정의 나머지는 상기의 첫 번째 방법에서 기재된 바와 같다.

세 번째 방법에 따르면, 분말은 풀라르(3) 후에 망상조직 위에 단지 유포되고, 임의로 이어서 압축되고, 임의로 얇은 차폐 망상조직(6)을 적용한다.

네 번째 변형에서는, 하위 망상조직(2)과 마찬가지로 상위 망상조직(1)이 개별적으로 풀라르(3)과 결속하고, 그 후 하위 망상조직(2)이 분말과 함께 유포되고, 결합되고 (5)에서 압축되어 첫 번째 방법에서처럼 진행된다.

모든 방법에서, 건조 후에, 또는 건조 및 경화 후에, 임의로 광택이 이루어질 수 있는 반면에, 특별한 변형으로, 하나의 단계에서 얻어진 케이블 테이프는 예를 들어, 2개의 층과 결합하여, 다른 망상조직과 결합하여, 직물 상감 세공을 가하여, 표면 처리되는 등 더 처리될 수 있다.

본 발명은 다음의 두 실시예로 설명될 것이다.

실시예 1

27g/㎡의 중량을 가진 폴리에스터 섬유로 구성된 섬유질 망상조직은 20g/㎡의 폴리아크릴레이트 결합제의 분산으로 거품 풀라르에 의하여 포화되고, 비-팽창된 미세구체(Expancel™007, Akzo Nobel, 14㎛의 입자 크기를 가진)가 첨가되었다. 분산을 위해, 이것은 15g/㎡의 결합제 및 5g/㎡의 미세구체로 분포되었다.

포화 후 직접적으로, 25g/㎡ 함량의 팽창 분말이 아직 젖어있는 망상조직에 유포되었다. 그 후에, 상기 망상조직은 130℃에서 건조되었다. 그리고 그것으로 인하여, 한편으로는 결합제는 경화되고, 다른 한편으로는, 미세구체는 팽창되었다. 망상조직의 두께는 0.45㎜에서 1.2㎜까지 증가되어, 상기 망상조직에서 미세구체를 가진, 낮은 중량(47g/㎡)의 케이블 테이프가 매우 높은 두께(270% 높은) 및 성층을, 거품층을 필요로 하지 않고, 얻을 수 있다는 것을 예시한다.

실시예 2

22g/㎡의 중량을 가진 폴리에스터 섬유로 구성된 섬유질 망상조직은 22g/㎡의 폴리아크릴레이트 결합제의 분산으로 거품 풀라르에 의하여 포화되고, Akzo Nobel의, Expancel™007 형의 낮은 비율의 비-팽창된 미세구체가 첨가되었다: 결합제 95 중량% 및 미세구체 5 중량%. 포화 후 직접적으로, 15g/㎡의 양을 가진 팽창 분말은 젖어있는 망상조직에 유포되었다. 그 후에, 망상조직은 130℃에서 건조되었다. 그리고 그것으로 인하여, 한편으로, 망상조직은 건조되고, 또는 건조되어 경화되고, 다른 한편으로는, 상기 미세구체는 팽창된다. 그 결과, 망상조직은 약 0.30㎜의 두께로 팽창 분말을 가지고 캘린더링(calendaring)되었다. 미세구체가 없는 상태와 비교하여, 이를 낮은 비율로 첨가하는 것으로, 첫 1분동안의 팽창 높이가 최대 팽창 높이의 60% 미만에서 80%이상까지 증가한다.

Claims (16)

1. 케이블 테이프의 중량으로 계산하여, 0.5 중량%이상의 비-팽창, 선팽창 또는 팽창된 열가소성 미세구체, 및 원한다면, 물-팽창 분말의 유효량이 혼합된 하나 이상의 섬유질 망상조직-기저 케이블 테이프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 케이블 테이프는 기저 망상조직을 제조하고, 상기 망상조직에 결합제를 제공하고, 그리고 결합제를 건조하는 것으로 또는 건조하고 경화하는 것으로 망상조직을 결합하여 얻어지고, 여기서 비-팽창된, 열가소성 미세구체, 및 원한다면, 물-팽창 분말이 결합제가 건조하기 이전에 또는 건조하고 경화하기 이전이면 어느 때나 기저 망상조직에 혼합되고, 상기 미세구체는 결합제가 건조하는 동안 또는 그 후, 또는 건조 및 경화하는 동안 또는 그 후에 팽창되는 케이블 테이프.
3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물-팽창 분말의 양이 케이블 테이프의 중량으로 계산하여, 5 내지 70 중량%인 케이블 테이프.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 0.2 내지 5㎜의 두께, 바람직하기는 0.25 내지 3㎜의 두께를 가지는 케이블 테이프.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 2 내지 4000㎜의 폭, 바람직하기는 10 내지 1000㎜의 폭을 가지는 케이블 테이프.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기의 팽창된 열가소성 미세구체의 양이 케이블 테이프의 중량으로 계산하여, 0.5 내지 40 중량%이고, 바람직하기는 1 내지 25 중량%이고, 더욱 바람직하기는 5 내지 20 중량%인 케이블 테이프.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기의 아직 팽창돠지 않은 열가소성 미세구체의 평균 직경이 10 내지 100㎛인 케이블 테이프.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유질 망상조직의 섬유는 천연 섬유 및 합성 섬유로 구성된 군, 특히 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아크릴 섬유, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리아미드 섬유, 아라미드 섬유 및 이러한 종류의 섬유의 둘 또는 그 이상의 혼합물로부터 선택되는 케이블 테이프.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 망상조직이 충전 특성 및 성층 특성을 가지는 케이블 테이프.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 테이프는 원격 통신 케이블, 공업용(유연한) 케이블 및/또는 에너지 케이블(중위, 고위 및 초고위 전압용)에 이용하기에 적합한 케이블 테이프.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 망상조직은 낮은 전도성 또는 전도성을 가지거나, 절연성인 케이블 테이프.
12. 기저 망상조직을 제조하고, 망상조직에 결합제를 제공하고, 그리고 결합제를 건조하거나 또는 건조 및 경화하여 상기 망상조직을 결합하는 단계로 이루어지고, 물-팽창 분말 및 비-팽창된 열가소성 미세구체가 결합제를 건조하기 이전에 또는 건조하고 경화하기 이전의 어느 때나 기저 망상조직에 혼합되고, 상기 미세구체는 결합제가 건조되는 동안 또는 그 후 또는 건조하고 경화되는 동안 그 후에 팽창되는, 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 케이블 테이프를 제조하기 위한 방법.
13. 제 12항에 있어서, 상기의 비-팽창된, 선팽창된 또는 팽창된 열가소성 미세구체가 결합제에 분산되고, 결합제와 함께 기저 망상조직에서 혼합되는 방법.
14. 제 12항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 또는 건조 및 경화가 100 내지 250℃, 바람직하기는 120 내지 160℃의 온도에서 일어나고, 상기 미세구체의 팽창이 75 내지 200℃의 온도에서 일어나는 방법.
15. 하나 이상의 심 또는 맥, 제 1항 내지 제 11항에 따른 케이블 테이프 및 절연 외장과 같은 외장을 포함하는 케이블.
16. 제 15항에 있어서, 원격 통신 케이블, 공업용(유연한) 케이블 및/또는 에너지 케이블(중위, 고위, 초고위 전압용)의 형태인 케이블.