MX2013011470A - Metodos para fabricar alambres, pre-productos de alambre y alambres de capas multiples. - Google Patents

Metodos para fabricar alambres, pre-productos de alambre y alambres de capas multiples.

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Abstract

En la presente se describen métodos ilustrativos para fabricar un alambre y alambres resultantes. El método incluye extrudir un polímero receptor reticulable que está sustancialmente libre del agente de curado sobre un núcleo conductor y extrudir un polímero donante en asociación con un agente de curado. El método incluye disponer el polímero donante sobre el polímero receptor y el núcleo conductor para crear un pre-producto de alambre de capas múltiples. El método incluye además curar por calor del pre-producto de alambre de capas múltiples para formar un alambre.

Description

MÉTODOS PARA FABRICAR ALAMBRES, PRE-PRODUCTOS DE ALAMBRE Y ALAMBRES DE CAPAS MÚLTIPLES REFERENCIA CRUZADA CON LA SOLICITUD RELACIONADA Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente de Estados Unidos núm. 13/085,253, cuya descripción se incorpora en la presente como referencia en su totalidad.
CAMPO TÉCNICO La presente descripción se refiere a métodos ilustrativos para la fabricación de alambres, así como pre-productos de alambre de capas múltiples ilustrativos y de alambres ilustrativos.
ANTECEDENTES El término "alambre" tal como se usa en la presente se refiere a un núcleo conductor, en donde el núcleo conductor está envuelto por al menos una capa aislante. El término "alambre", como se usa en la presente también incluye cables, o grupos de dos o más núcleos conductores aislados.
Los alambres han sido ubicuos, al menos desde la era industrial, para todo tipo de aplicaciones eléctricas. Estas aplicaciones incluyen, sin limitarse a, fuentes comerciales y residenciales de energía, electrodomésticos, ordenadores y electrónica personal de todas las formas y tamaños, vehículos de todo tipo, incluidos los automóviles impulsados por combustibles fósiles y eléctricos y vehículos recreativos.
Históricamente, los alambres se fabricaron por un método sencillo de curado por calor. El método histórico de curado por calor implica suministrar el núcleo conductor en un extrusor en donde al menos se extrude una capa aislante sobre el núcleo conductor. Para formar capas aislantes usando tales métodos, todos los materiales de partida, incluyendo polímeros reticulados y sus agentes de curado asociados, se combinaron en un extrusor con anterioridad a la extrusión. Después, los materiales de partida se extrudaron sobre el núcleo conductor a temperaturas en un intervalo de aproximadamente 80°C a aproximadamente 110°C dependiendo de los materiales particulares. Después, el pre-producto de alambre extrudido se curó con calor a temperaturas en un intervalo de aproximadamente 135°C a aproximadamente 155°C durante un período de tiempo para causar una reticulación suficiente para conferir sobre las capas o capa aislante las propiedades deseadas, incluyendo las propiedades físicas, mecánicas y/o eléctricas.
Tales métodos históricos de curado por calor eran eficientes y relativamente baratos. Por ejemplo, mediante la adición de todos los materiales de partida al extrusor a aproximadamente el mismo tiempo, los fabricantes se han dado cuenta de un aumento en la eficiencia de fabricación. Es decir, los fabricantes podrían evitar la desaceleración de la velocidad de las líneas de fabricación y podrían evitar la compra de equipo adicional para gestionar la adición de materiales separados en diferentes momentos.
Sin embargo, los métodos históricos de curado por calor enfrentan numerosos desafíos. Por ejemplo, los fabricantes intentan para evitar la reticulación prematura durante la extrusión, también conocida como quemado. Un quemado significativo podría dañar el equipo de extrusión y generar un alambre que no cumpliría con las especificaciones técnicas, incluidas las especificaciones físicas, mecánicas y/o eléctricas. En consecuencia, los fabricantes dejaron de experimentar con las combinaciones de polímero y de agentes de curado para minimizar el quemado.
Con el tiempo, las exigencias técnicas sobre los alambres se hicieron más sofisticadas, y el alambre producido por métodos históricos de curado por calor no logró satisfacer una variedad de especificaciones técnicas. Esto ocurrió en muchas industrias. A modo de ejemplo no limitante, en la industria automotriz, ciertos fabricantes de equipos originales (OEM) requieren de alambre para resistir la abrasión por excoriación de tal manera que cuando un núcleo conductor de un alambre tiene un área de sección transversal de 1.5 mm2 o mayor, el aislamiento sobre el alambre permanece intacto después de 1500 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ± 0.01mm. El alambre fabricado por métodos históricos de curado por calor no satisface este estándar.
Para satisfacer las crecientes exigencias técnicas sobre alambres, los fabricantes cada vez se apartan de los métodos históricos de curado por calor hacia los métodos de fabricación con radiación o con haz de electrones (e-beam). De hecho, los métodos de fabricación con haz de electrones permanecen en uso hoy en día.
Los métodos de fabricación con haz de electrones implican típicamente el suministro de un núcleo conductor en un extrusor donde al menos se extrude una capa aislante sobre el núcleo conductor. Para formar una capa aislante, todos los materiales de partida para la capa se adicionan al extrusor. Después, los materiales de partida se extrudan sobre el núcleo conductor. Después, el pre-producto de alambre extrudido se colecta en un carrete antes de ser expuesto a la radiación. La radiación inicia el curado, por lo que los agentes de curado no se usan normalmente en los métodos de fabricación con haz de electrones.
Los métodos de fabricación con haz de electrones tienen ventajas sobre los métodos históricos de curado por calor. Como ejemplos no limitantes, la reacción de reticulación en los métodos de fabricación con haz de electrones es más rápida y más uniforme, especialmente para alambres de pared delgada. Los métodos de fabricación con haz de electrones producen un alambre que satisface las especificaciones técnicas más exigentes. Como un ejemplo no limitante, los métodos de fabricación con haz de electrones son más eficaces en la preparación de alambres resistentes a la abrasión y de alambres con pared ultra delgada con una calificación de la clase de temperatura tipo Clase D o superior.
Los métodos de fabricación con haz de electrones, sin embargo, implican además numerosos retos. El equipo es caro y hay procedimientos de seguridad inherentes y de precauciones cuando sea que la radiación se usa en un método de fabricación. Estos esfuerzos de seguridad se pueden añadir a los gastos y disminuir las velocidades de la línea de producción. Además, los métodos de fabricación con haz de electrones pueden ser más difíciles de usar con los alambres de pared gruesa. Esto puede ser debido a que, a velocidades de línea de fabricación comercialmente aceptables, hay un potencial para una penetración incompleta de los haces de electrones a través de las capas o una capa aislante polimérica densa, la penetración incompleta puede conducir a un curado incompleto, el cual a su vez puede causar que le alambre falle las especificaciones técnicas. Por ejemplo, el aislamiento de los alambres se puede dilatar o agrietarse.
Además, el uso de métodos de fabricación con haz de electrones para formar un alambre muy flexible presenta retos. Esto puede ser debido a que, al bobinar el alambre extrudido que aún no está curado (es decir, un pre-producto de alambre extrudido), la capa aislante o capas deben ser lo suficientemente duras para evitar ser deformes o deformadas. En general, esto requiere que el pre-producto de alambre extrudido de tenga una dureza de aproximadamente 80 Shore A o superior. Después del curado, el polímero reticulado en el alambre hace que el alambre sea sustancialmente más duro que el pre-producto de alambre extrudido. Como resultado, el alambre hecho por métodos de fabricación con haz de electrones puede fallar para alcanzar las propiedades mecánicas deseadas relacionadas con la flexibilidad para ciertas aplicaciones industriales. A modo de ejemplo no limitante, éste puede ser útil para producir un alambre flexible que tiene una tensión de tracción de rendimiento elástico de menos de 9MPa y un módulo de tracción a 200MPa. No se espera que el alambre producido por los métodos de fabricación con haz de electrones exhiba tales propiedades mecánicas.
Por consiguiente, hay una necesidad de mejorar los métodos de fabricación y los alambres. Se desean métodos eficientes y rentables que pueden producir alambres que puedan cumplir las cada vez más exigentes especificaciones técnicas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Aunque las reivindicaciones no se limitan a los ejemplos ilustrados, se obtiene una mejor apreciación de los diversos aspectos a través de una discusión de los diversos ejemplos de las mismas. Haciendo referencia ahora a los dibujos, los ejemplos ilustrativos se muestran en detalle. Aunque los dibujos representan las ilustraciones a modo de ejemplo, los dibujos no están necesariamente a escala y ciertas características pueden estar exageradas para ilustrar mejor y explicar un aspecto innovador de una modalidad. Además, los ejemplos específicos descritos en la presente no están destinados a ser exhaustivos o de otra manera limitar o restringir a la forma precisa y configuración que se muestra en los dibujos y descrita en la siguiente descripción detallada. Las ilustraciones ejemplo se describen en detalle haciendo referencia a los dibujos, como sigue: La Figura 1 ilustra un método ejemplo de fabricación de alambre.
La Figura 2 ilustra un método ejemplo de fabricación de alambre.
La figura 3 muestra una sección transversal de un pre-producto ilustrativo de un alambre de capas múltiples.
La Figura 4 muestra una sección transversal de un pre-producto ilustrativo de un alambre de capas múltiples.
La Figura 5 muestra gráficamente los resultados de las pruebas terminadas de curado para un ejemplo de alambre.
La Figura 6 muestra gráficamente los resultados de las pruebas de abrasión por excoriación para un ejemplo de alambre.
La Figura 7 muestra gráficamente los resultados de las pruebas de abrasión por excoriación para un ejemplo de alambre.
DESCRIPCIÓN DETALLADA La referencia en la descripción a "una ilustración ilustrativa", un "ejemplo" o un lenguaje similar significa que una particularidad específica, estructura, o característica descrita en conexión con el enfoque ilustrativo se incluye en al menos una ilustración. La aparición de la frase "en una ilustración" o un lenguaje de tipo similar en varios lugares de la descripción no necesariamente se refieren a toda la misma ilustración o ejemplo.
Con referencia a las Figuras 1 y 3, se representa un proceso ilustrativo para la fabricación de alambres, como un pre-producto 25 ilustrativo de un alambre de capas múltiples. En general, un núcleo conductor 15 se suministra en un extrusor 20. Los monómeros, oligómeros o polímeros para formar un polímero receptor reticulable 22 se adicionan a la tolva del extrusor 20. No se adiciona ningún agente de curado. Por separado, se adicionan los monómeros, oligómeros o polímeros para formar un polímero donante 23 a una tolva diferente del extrusor 20. El agente de curado que se asocia con el polímero donante 23 se incluye en la tolva con el polímero donante 23 y cualquier otro material de partida. El receptor del polímero 22 se co-extruda después con el polímero donante 23, el polímero donante 23 está asociado con un agente de curado. Se genera un pre-producto 25 de un alambre de capas múltiples a partir del proceso de co-extrusión. El pre-producto 25 de un alambre de capas múltiples incluye el polímero donante 23 dispuesto sobre el polímero receptor 22, el cual a su vez está dispuesto sobre el núcleo conductor 15. El término "sobre" tal como se usa en la presente significa que envuelve circunferencialmente, pero no necesariamente en contacto directo. El pre-producto 25 de un alambre de capas múltiples es curado con calor en una estación de curado con calor 35 para generar el alambre resultante 40. Inesperadamente, el alambre resultante 40 tiene propiedades que se consideran alcanzables sólo a través de los métodos de fabricación con haz de electrones.
El proceso ilustrativo representado en la Figura 1 no está generalmente limitado por los materiales seleccionados para uso como núcleos conductores 15. Además, a excepción de las temperaturas de fusión, el proceso ilustrativo no se limita igualmente por el polímero particular de reticulación seleccionado para su uso como un polímero receptor 22 o por el polímero seleccionado para su uso como un polímero donante 23.
Núcleos conductores "Núcleo conductor , como se usa en la presente, se refiere a al menos un material tal como un metal o un metaloide que tiene propiedades conductoras o semi-conductoras para su uso en un alambre. Una amplia variedad de núcleos conductores 15 puede ser adecuada para su uso con los métodos y en los alambres descritos en la presente. Es decir, el núcleo conductor 15 puede tener una variedad de composiciones químicas, siempre que el núcleo conductor 15 conduzca la electricidad suficiente para la aplicación. Los núcleos conductores adecuados 15, por ejemplo, pueden incluir un metal que comprende al menos uno de cobre, plata níquel, berilio, bronce fosfórico, níquel, aluminio, o acero. Además, los metales pueden ser chapados con otro material que contiene metal. Por ejemplo, estañado, plateado, dorado, o niquelado pueden ser adecuados para su uso con los métodos y en los alambres descritos en la presente.
Los materiales conductores ilustrativos también pueden incluir aluminio revestido de cobre y acero revestido de cobre.
En aplicaciones donde el núcleo conductor 15 es semi-conductor, el núcleo conductor 15 puede incluir una variedad de materiales semi-conductores adecuados. Tales materiales pueden incluir, sin limitación, silicio, grafito, germanio, antimonio y fosfuro de arseniuro de galio.
Los núcleos conductores 15 pueden estar configurados en cualquiera de una amplia variedad de disposiciones. Por ejemplo, el núcleo conductor 15 puede ser sólido (es decir, comprender una sola hebra de metal), o el núcleo conductor 15 puede ser trenzado. Cuando el núcleo conductor 15 es trenzado, se pueden usar cualquier número de hebras. Por ejemplo, el número de hebras puede ser igual o superior a 6, 19, 37, 50, 154, 494, 741 o 1140 hebras. Las hebras pueden ser todas de la misma composición química, o diferentes hebras pueden tener diferentes composiciones químicas. Una amplia variedad de configuraciones de hebras puede ser adecuada para el uso con los métodos y en los alambres descritos en la presente. Por ejemplo, las hebras dicen ser tejidas o no tejidas. Además, el núcleo conductor 15 puede comprender capas de hebras una sobre otra. La configuración de las capas adyacentes de hebras puede ser la misma como diferente una de otra, ya sea tejida o no tejida.
El núcleo conductor 15 puede tener un área de la sección transversal de una amplia variedad de tamaños. Por ejemplo, las áreas de la sección transversal del núcleo conductor 15 pueden ser tan pequeñas como aproximadamente 0.13, 0.22, o 0.35 mm2. Además, las áreas de la sección transversal de núcleo conductor 15 puede ser tan grandes o mayores que aproximadamente 1 , 2, 3, 4, 5 o 6 mm2.
El núcleo conductor 15 puede tener cualquier conjunto de propiedades deseadas para una aplicación particular. Por ejemplo, con respecto a las propiedades eléctricas, la resistencia conductora de un núcleo conductor 15 puede ser tan baja como aproximadamente 0.1mOhm/m a 20°C o tan alta como aproximadamente 130 mOhm/m a 20°C. En otras palabras, las propiedades tales como propiedades eléctricas de los núcleos conductores 15 no limitan los métodos y los alambres descritos en la presente.
Polímeros receptores reticulables "Polímero receptor reticulable", como se usa en la presente, se refiere a polímeros que tienen una estructura química tal que los polímeros son capaces de reticular tras el curado, donde los polímeros receptores están sustancialmente libres de agente de curado. "Sustancialmente libre", tal como se usa en la presente, abarca la ausencia total de agentes de curado, pero también permite cantidades incidentales y/o trazas de agentes de curado que se detectan en el polímero receptor 22 usando los métodos químico-analíticos estándar. Tales cantidades incidentales y/o trazas de agentes de curado no deben comprender más de aproximadamente 0.2% o más de aproximadamente 1 % en peso del polímero receptor.
Una amplia variedad de polímeros reticulables o combinaciones de polímeros reticulables pueden ser adecuados para su uso como polímero receptor 22, siempre que el polímero receptor 22 tenga una temperatura de fusión más alta que la temperatura de extrusión y mayor que la temperatura de fusión para un polímero donante 23. "Temperatura de fusión", como se usa en la presente, se refiere al intervalo de temperatura cuando tienen lugar las transiciones del polímero de una fase cristalina o semi-cristalina a una fase amorfa viscosa. "Temperatura de extrusión", como se usa en la presente, se refiere a la temperatura a la que las resinas en el extrusor 20 salen del extrusor 20 a través de una tobera.
La diferencia en la temperatura de fusión entre el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 debe ser lo suficientemente grande como para evitar el quemado y lo suficientemente pequeña como para generar un estado de curado suficiente para conferir las propiedades deseadas al aislamiento del alambre 40. La diferencia en la temperatura de fusión entre el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 puede ser al menos aproximadamente 5°C, al menos aproximadamente 10°C al menos aproximadamente 20°C, o al menos de aproximadamente 40°C. La diferencia en la temperatura de fusión entre el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 puede ser mayor o menor, dependiendo de los materiales usados para el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 y el uso previsto del alambre 40.
Para evitar el quemado, las temperaturas de fusión para los polímeros receptores adecuados 22 deben ser mayores que la temperatura de extrusión. Las temperaturas de fusión ilustrativas para los polímeros receptores adecuados 22 pueden ser, en el extremo inferior, tan bajas o inferiores a aproximadamente 125°C, aproximadamente 135°C o aproximadamente 150°C. Las temperaturas de fusión ilustrativas para los polímeros receptores adecuados 22 en el extremo superior pueden ser tan altas como o superior a aproximadamente 200°C, aproximadamente 250°C o aproximadamente 300°C. El intervalo de temperaturas de fusión adecuadas para los polímeros receptores 22 puede variar dependiendo de los materiales usados para el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 y el uso previsto del alambre 40.
Los polímeros receptores reticulables adecuados 22 pueden incluir una o más de poliolefinas reticulables sustituidas o no sustituidas tales como el polietileno (incluyendo a modo de ejemplo no limitante, uno o más de polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE) o de polietileno de alta densidad (HDPE)). Los polímeros receptores adecuados adicionales 22 pueden incluir cloruro de polivinilo (PVC), acetato de viniletileno (EVA) y fluoropolímeros de reticulación. Los polímeros receptores 22 adecuados disponibles comercialmente pueden incluir PETROTHENE® HDPE procedente de Lyondell. Los fluoropolímeros MARLEX© HDPE de Chevron Phillips -Chemical Co., TEFLON® y TEFZEL® de Dupont, o los fluoropolímeros KYNAR® y KYNAR FLEX® de Arkema.
Polímeros Donantes Los "polímeros donantes", como se usa en la presente, se refiere a polímeros que tienen un agente de curado asociado con los mismos para eventualmente migrar del polímero donante 23 al polímero receptor 22.Una amplia variedad de polímeros o combinaciones de polímeros puede ser adecuada para su uso como un polímero donante 23 siempre que el polímero donante 23 tenga una temperatura de fusión más baja que el polímero receptor 22, como se describió anteriormente. Además, el polímero donante 23 puede tener una temperatura de fusión en o por debajo de la temperatura de extrusión. Para evitar la migración prematura del agente de curado y quemado, las temperaturas de fusión para los polímeros donantes adecuados 22 no deben ser demasiado por debajo de la temperatura de extrusión. Las temperaturas de fusión ilustrativas para polímeros donantes adecuados 23 pueden ser, en el extremo inferior, tan bajas o inferiores a aproximadamente 55 °C, aproximadamente 70°C o aproximadamente 80°C Las temperaturas de fusión ilustrativas para los polímeros donantes adecuados 23 en el extremo superior pueden ser tan altas como o superiores a aproximadamente 100°C, aproximadamente 115°C o aproximadamente 125°C. El intervalo de temperaturas de fusión adecuado puede variar dependiendo de los materiales usados para el polímero receptor 22 y el polímero donante 23 y el uso previsto del alambre 40.
Los polímeros donantes 23 puede ser reticulables, pero no necesitan ser reticulables. Los polímeros donantes adecuados 23 pueden incluir una o más de las poliolefinas reticulables sustituidas o no sustituidas tales como el polietileno (incluyendo, a modo de ejemplo no limitante, una o más de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o polietileno de baja densidad (LDPE)). Los polímeros donantes adecuados también pueden incluir copolímeros de etileno-propileno (EPM), etileno-propileno-dieno (EPDM), elastómeros, acetato de etilenvinilo (EVA) o un copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVM). Los polímeros donantes adecuados disponibles comercialmente 23 pueden incluir ELVAX® EVA de Dupont, LEVAPRENE® EVM de LANXESS, PETROTHENE® LDPE de Lyondell. BOREALIS® LDPE de Borealis AG, ROYALENE® EPDM de Lion Copolymer, NEOPRENE®, caucho sintético de Dupont, NORDEL IP® caucho de hidrocarburo de The Dow Chemical Co., ENGAGE® poliolefina de The Dow Chemical Co., TAFMER® copolímero de alfa-olefina de Mitsui Chemical, y TYRIN® resina de polietileno clorado deThe Dow Chemical Co.
Los polímeros donantes 23 deben estar asociados con al menos un agente de curado. Puede usarse una amplia variedad de agentes de curado. Por ejemplo, los agentes de curado pueden incluir uno o más peróxidos. Los peróxidos ilustrativos pueden incluir peróxido de diacilo, peróxido de dialquilo, hidroperóxidos, peróxido de cetona, peróxido orgánico, peróxido (di) carbonato, peroxiéster y peroxicetal. Los agentes de curado también pueden incluir, azufre, aminas, y diaminas, o cualquier combinación de los mismos. Los agentes de curado adecuados disponibles comercialmente pueden incluir DI-CUP®, LUPEROX LP®, LUPEROX 101®, LUPEROX 224®, VUL-CUP R® and VUL-CUP 40KE® peróxidos de Arkema, VAROX DCP®, VAROX VC-R®, VAROX DBPH® peróxidos de Vanderbilt Co. Inc.
Los coagentes se pueden incluir opcionalmente con uno o más agentes de curado. Puede usarse una variedad de coagentes. Los coagentes pueden incluir, por ejemplo, uno o más de un acrilato o metacrilato di- o tri-funcional, vinilbutadieno, copolímeros de vinilbutadieno-estireno. Los coagentes pueden opcionalmente incluirse con los materiales de partida para el polímero receptor 22 o el polímero donante 23 o ambos.
La cantidad de agente de curado asociado con el polímero donante 23 debería ser suficiente para que suficiente agente de curado migre del polímero donante 23 al polímero receptor 22 durante el curado por calor para causar una reticulación suficiente para conferir las propiedades deseadas sobre el alambre 40. Demasiado poco agente de curado puede conducir a una reticulación insuficiente, generando de ese modo alambres que no satisfacen las especificaciones técnicas. Los ejemplos de los problemas asociados con el curado insuficiente o reticulación pueden incluir hinchamiento o agrietamiento del aislamiento del alambre durante la fabricación o uso.
A modo de ejemplo no limitante, para los alambres que se usan en la industria automotriz, demasiado poco agente de curado puede causar que un alambre 40 falle una o más de las pruebas establecidas en la Organización Internacional de Normalización (ISO) 6722 para los cables de un solo núcleo 60 V y 600V para vehículos de carretera, los cuales se incorporan en la presente como referencia en su totalidad. Entre otras pruebas, las normas ISO delinean una prueba de presión a alta temperatura, pruebas de abrasión, pruebas de envejecimiento con calor, y las pruebas de resistencia a los productos químicos.
Para la prueba de presión que se describe en la Sección 7.1 de la norma ISO 6722, las muestras de alambre se someten a una carga que se calcula como una función del área de la sección transversal del núcleo conductor del alambre (el diámetro exterior del alambre menos el espesor nominal del aislamiento en el alambre), y se calientan durante 4 horas en un horno. La temperatura del horno depende de la clase del alambre que se está probando. Por ejemplo. Un alambre clasificado clase A se calienta a 85±2°C, mientras que un alambre nominal de clase B se calienta a 100±2°C. Las muestras de alambres se sumergen en un baño de agua salada durante 10 segundos, y después se someten a 1 kV durante 1 minuto. Si no se produce degradación de las muestras de alambre, después, las muestras de alambre pasan la prueba.
Hay dos pruebas de resistencia a la abrasión ilustrativas delineadas en la norma ISO 6722, la prueba de la aguja (Sección 9.3) y la prueba del papel de lija (Sección 9.2). Para la prueba de la aguja, una aguja que tiene un diámetro de aproximadamente 0.45 + 0.01 mm se puede seleccionar para hacer abrasiones de aproximadamente 15.5 ± 0.1 mm de longitud a una frecuencia de aproximadamente 55 ± 5 ciclos por minuto. Una fuerza aplicada de 7N ± O.mm2 se ejerce sobre los alambres de muestra. Los proveedores y fabricantes de equipos originales complementan la norma ISO acordando cuántos ciclos de abrasión por excoriación un alambre que tiene un núcleo conductor de un área de sección transversal particular debe soportar, mientras permanece intacto el aislamiento del alambre. Por ejemplo, los fabricantes de equipos pueden requerir al proveedor para fabricar un alambre que tiene un núcleo conductor con un área de sección transversal de 1.5mm2 o mayor, y requieren que el aislamiento de tal alambre permanezca intacto siguiendo por lo menos 1500 ciclos o abrasiones. Del mismo modo, los fabricantes de equipos originales pueden requerir al proveedor para la fabricación de un alambre que tiene un núcleo conductor con un área de sección transversal de aproximadamente 0.22 mm2 o menos, y requieren que el aislamiento de tal alambre permanezca intacto en los siguiente por lo menos 150 ciclos de abrasión por excoriación. Se contemplan otras especificaciones, tales como alambres que tienen un núcleo conductor con un área de sección transversal de aproximadamente 0.35 mm2 o aproximadamente 0.5 mm2, las cuales son tamaños comunes de alambres. Para estos alambres, las especificaciones técnicas pueden requerir un aislamiento para soportar por lo menos 200 o 300 ciclos de abrasión por excoriación, respectivamente.
Para la prueba de papel de lija de la norma ISO 6722, un papel de lija 150 J de granate se aplica a los alambres de muestra a una velocidad de 100 ±75mm/min con una fuerza aplicada de al menos 0.63N. Dependiendo del área de sección transversal del núcleo conductor, se adicional una masa adicional de una magnitud pre-seleccionada al aparato para aplicar una fuerza adicional sobre los alambres de muestra. El papel de lija se desliza a través del alambre hasta que al menos algo del núcleo conductor esté expuesto. La longitud del papel de lija requerido para exponer el núcleo conductor se registra como la medida de la resistencia a la abrasión por papel de lija. La norma ISO 6722 incrementa la longitud de papel de lija necesaria para pasar la prueba con el área de la sección transversal del núcleo conductor de los alambres de muestra. Por ejemplo, un alambre de pared delgada 60V para los alambres de menor calibre requeriría pruebas con un masa adicional de 100g, y la longitud del papel de lija que hace la abrasión en la muestra de Alambre sin exponer el núcleo conductor sería de 200 mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 0.13mm2, 224mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 0.22mm2 y 250 mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 0.35mm2. En comparación, un alambre de pared delgada 60V para alambres de gran calibre requeriría pruebas con una masa adicional de 200 g, y la longitud del papel de lija que hace la abrasión en la muestra de alambre sin exponer el núcleo conductor sería de 300 mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 0.5 mm2, 450 mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 1.5 mm2, y 500 mm de longitud para un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de 2.0 mm2.
Las pruebas de envejecimiento térmico se describen en la Sección 10 de la norma ISO 6722. Por ejemplo, para el envejecimiento a largo plazo, los alambres de muestra se colocan en un horno durante 3000 horas. La temperatura depende de la clasificación de la clase de los alambres de muestra. Por ejemplo, un alambre de clase C se calienta a 125±2°C y el alambre de clase D se calienta a 150±2°C. Esto simula el envejecimiento. Después del envejecimiento simulado, los alambres de muestra se enfrían a temperatura ambiente durante al menos aproximadamente 16 horas, a continuación, los alambres se enrollan en un devanado. Si alguno de los núcleos conductores está expuesto en el devanado (es decir, si el aislamiento tiene grietas), después, el alambre de muestra no pasa la prueba. Si no, el alambre de muestra se sumerge en un baño de agua salada durante 10 minutos, y después se somete a un 1 kV durante 1 minuto. Si no se produce descomposición de los alambres de muestra, después, los alambres de muestra pasan la prueba.
Las pruebas de resistencia a los agentes químicos se describen en la Sección 11 de la norma ISO 6722. Por ejemplo, para la resistencia al agua caliente, los alambres de muestra estrechamente enrollados de una longitud determinada se sumergen en un baño de agua salada a 185±5°C durante 7 días, que completa un ciclo. Después de cinco ciclos, los alambres de muestra se enfrían, se inspeccionan visualmente, después, sometidos a 1 kV durante 1 minuto. Si no hay ninguna formación de agrietamiento en el aislamiento, los alambres de muestra pasan la inspección visual. Si no se produce descomposición de los alambres de muestra, después, los alambres de muestra pasan la prueba.
Inesperadamente, los alambres 40 fabricados por los métodos descritos en la presente pasaron la batería de pruebas descritas en la norma ISO 6722 con aislamiento reticulado de los alambres 40 que tiene un estado de curado tan bajo como 50%. En general, para pasar una batería de pruebas, tales como las descritos anteriormente y detalladas en la norma ISO 6722, suficiente agente de curado debe estar asociado con el polímero donante 23 para garantizar un estado de curado de al menos aproximadamente 50% del polímero receptor 22 colectivamente con cualquier y todos los otros polímeros reticulables aislantes en el alambre 40. Puede haber casos en los que las especificaciones técnicas pueden ser satisfechas con un estado de curado aún más bajo. Además, puede haber casos en los que se desea un estado de curado de al menos aproximadamente 75% para satisfacer especificaciones técnicas particulares. En el extremo inferior, los agentes de curado pueden comprender aproximadamente 0.25% en peso del polímero o polímeros que comprenden el polímero receptor 22 junto con cualesquiera de otros polímeros reticulables en el alambre 40, pero los porcentajes en peso pueden ser de aproximadamente 0.5%, aproximadamente 1.0%, 2.0% o aproximadamente el 3.5% de los materiales de partida reticulables totales. Dependiendo de la aplicación particular para el alambre 40 y las especificaciones técnicas para el alambre 40 a fabricar, se puede adicionar menos o más del agente de curado que los intervalos específicos ejemplificados en la presente.
Materiales Opcionales A excepción de los problemas específicos de los agentes de curado, como se describe en la presente, una amplia variedad de ingredientes adicionales puede ser colocado en el extrusor 20 para ser extrudido con el polímero receptor 22 o el polímero donante 23. Tales ingredientes pueden incluir, a modo de ejemplo no limitante, monómeros, oligómeros o polímeros para formar una o más capas poliméricas termoplásticas aislantes, retardantes de fuego, coadyuvantes de procesamiento, antioxidantes, estabilizadores térmicos, elastómeros, materiales de reforzamiento, antiozonantes, aceleradores, agentes de vulcanización, inhibidores de agrietamiento, óxidos metálicos y pigmentos.
Pre-producto de alambre de capas múltiples En un pre-producto de alambre de capas múltiples 25, los polímeros receptores 22 y los polímeros donantes 23 pueden estar dispuestos en cualquier configuración de la capa, siempre y cuando el polímero receptor 22 esté entre el núcleo conductor 15 y el polímero donante 23. El polímero receptor 22 y el polímero donante 23 no necesitan estar en contacto directo uno con el otro o con el núcleo conductor 15.
Con referencia a las Figuras 3 y 4, se representan las configuraciones ilustrativas de capas aislantes que comprenden polímeros receptores 22 y polímeros donantes 23. En la Figura 3, se muestra un pre-producto de múltiples capas 25 a modo de ejemplo. El polímero receptor 22 está en contacto directo con el núcleo conductor 15, y el polímero donante 23 está en contacto directo con el polímero receptor 22. En la Figura 4, se muestra un pre-producto de múltiples capas 25' a modo de ejemplo. La capa aislante 26 está dispuesta entre el núcleo conductor 15 y el polímero receptor 23, y la capa aislante 27 está dispuesta entre el polímero receptor 22 y el polímero donante 23. Las capas aislantes 26 y 27 pueden ser las mismos o diferentes, y pueden comprender cualquiera de una amplia variedad de polímero o polímeros, ya sean reticulados o no. Las capas de polímero adicionales se pueden disponer también opcionalmente sobre al menos una porción del polímero donante 22.
Las capas aislantes, incluyendo el polímero donante 23 y el polímero receptor 22, pueden tener cualquiera de una amplia variedad de dimensiones, individual o colectivamente. Por ejemplo, con respecto al espesor colectivo de las capas aislantes, al menos, los alambres 40 de pared gruesa, de pared delgada, de pared ultra delgada, y los de pared ultra ultra delgada pueden ser fabricados de acuerdo con los métodos descritos en la presente. Los espesores ilustrativos de las capas aislantes colectivas puede variar desde aproximadamente 0.16mm hasta aproximadamente 1.28mm. La relación de espesor del polímero donante 23 al polímero receptor 22 puede variar. Si el polímero receptor 22 es más caro, puede ser ventajoso usar solo lo suficiente del polímero receptor 22 para satisfacer las especificaciones técnicas para que el alambre particular 40 sea fabricado. Los ejemplos de relaciones de espesor (por volumen) del polímero receptor 22 al polímero donante 23 pueden ser de aproximadamente 1 :1 , aproximadamente 1 :1.5, aproximadamente 1 :2 o aproximadamente 1 :5. El extremo inferior de este intervalo puede tener una aplicación más directa para los alambres de menor calibre, tales como los alambres de encendido de automóviles, y el extremo superior de este intervalo puede tener una aplicación más directa para los alambres de gran calibre, por ejemplo, los alambres para batería. Dependiendo de las especificaciones técnicas para el alambre resultante 40, las relaciones de grosor pueden ser más bajas o más altas que los intervalos específicos ejemplificados en la presente.
Las capas aislantes, que incluyen las capas que comprenden el polímero donante 23 y el polímero receptor 22, pueden tener una amplia variedad de propiedades, que incluyen las propiedades eléctricas, individual o colectivamente. Por ejemplo, la constante dieléctrica promedio para las capas aislantes colectivas hechas usando los métodos descritos en la presente puede ser tan baja como o inferior a aproximadamente 1.2, y la constante dieléctrica puede ser tan alta como o superior a aproximadamente 7.
Las capas aislantes distintas de las capas que comprenden el polímero donante 23 y el polímero receptor de 22 pueden comprender una amplia variedad de materiales. Por ejemplo, se contempla que las cintas, separadores, láminas, escudos y trenzas hechas a partir de diferentes materiales se pueden incluir como capas aislantes. Tales capas aislantes pueden residir entre el núcleo conductor 15 y la capa que comprende el polímero receptor 22, entre el polímero receptor 22 y el polímero donante 23, y/o fuera del polímero donante 23.
Métodos de fabricación Una amplia variedad de métodos de fabricación puede ser usada para crear un pre-producto 25 de alambre de capas múltiples y finalmente el alambre resultante 40.
Haciendo referencia a la Figura 1 , la co-extrusión se muestra como un método de fabricación ilustrativo para crear un pre-producto 25 de alambre de capas múltiples que comprende una capa aislante que incluye un polímero receptor 22 y que comprende una capa aislante que incluye un polímero donante 23. Un núcleo conductor 15 se suministra en un extrusor 20. Los monómeros, oligómeros o polímeros para formar un polímero receptor reticulable 22 se adicionan a una tolva del extrusor 20. No se adiciona ningún agente de curado. Por separado, se adicionan los monómeros, oligómeros o polímeros para formar un polímero donante 23 a una tolva diferente del extrusor 20. En este ejemplo, el agente de curado que estará asociado con el polímero donante 23 se incluye en la tolva con los materiales de partida para formar el polímero donante 23 y cualesquiera otros materiales de partida. Un polímero receptor 22 es co-extrudido con un polímero donante 23, el polímero donante 23 está asociado con un agente de curado al ser extrudido con el agente de curado. Un pre-producto 25 de alambre de capas múltiples se genera a partir del proceso de co-extrusión, donde un polímero donante 23 está dispuesto alrededor del polímero receptor 22 el cual a su vez esta dispuesto alrededor del núcleo conductor 15.
Con referencia a la Figura 2, la extrusión en serie, también conocida como extrusión en tándem, se muestra como un método de fabricación ilustrativo para crear un pre-producto 25 de alambre de capas múltiples. Dos extrusores se usan, extrusor 20 y extrusor 21. El extrusor 20 acepta un suministro del núcleo conductor 15, y acepta materiales de partida en una tolva para extrudir, al menos, un polímero receptor 22 sobre el núcleo conductor 15. No se adiciona ningún agente de curado. El producto del extrusor 20 se suministra al extrusor 21. En el ejemplo de la Figura 2, los materiales de partida para formar el polímero donante 23 se adicionan a la tolva con un agente de curado para ser asociado con el polímero donante 23 al ser procesado en el extrusor 20, junto con el polímero donante 23. Un pre-producto 25 de alambre de capas múltiples se genera a partir de la extrusión en serie, donde un polímero donante 23 está dispuesto alrededor del polímero receptor 22, el cual a su vez esta dispuesto alrededor del núcleo conductor 15.
Se contemplan métodos de fabricación adicionales para generar el pre-producto 25 de alambre de capas múltiples. Por ejemplo, un polímero receptor 22 puede ser extrudido alrededor de un núcleo conductor 15 en un proceso completamente separado de la extrusión de un polímero donante 23, y las capas se unen de forma manual o por otros métodos, incluyendo el trabajo manual, antes del curado por calor.
Si un polímero receptor 22 se extruda en un proceso independiente de la extrusión del polímero donante 23, después, la temperatura de extrusión para el polímero receptor 22, sustancialmente libre de agente de curado, no se limita a esas temperaturas por debajo de la temperatura de curado para un polímero reticulable en particular y la combinación con el agente de curado. Las temperaturas de extrusión por debajo de las temperaturas de curado todavía se pueden usar, pero las temperaturas de extrusión superiores pueden ser útiles para, por ejemplo, aumentar la velocidad de la línea de fabricación. A modo de ejemplo no limitante, las temperaturas de extrusión para un polímero receptor 22 pueden ser tan altas o mayores que aproximadamente 125CC, aproximadamente 200°C, o aproximadamente 300°C.
Si el polímero receptor 22 y el polímero 23 donantes son coextrudidos, los tiempos y temperaturas de extrusión deben fijarse para minimizar la migración de los agentes de curado del polímero donante 23 al polímero receptor 22 durante la extrusión para evitar el quemado. La temperatura puede depender de los materiales seleccionados para el polímero donante 23 y el polímero receptor 22. Las temperaturas típicas de extrusión son menos de aproximadamente 125°C, menos de aproximadamente 100°C, o menos de aproximadamente 80°C. El tiempo de la extrusión debe maximizar la velocidad de la línea sin sacrificar las propiedades deseadas en el alambre resultante 40 por debajo de las especificaciones técnicas.
En dependencia del método particular de fabricación del pre-producto 25 de alambre de capas múltiples, se pueden seleccionar, diferentes extrusores 20 . Se pueden usar extrusores de tolva individual y de doble tolva. Los extrusores ilustrativos 20 nuevos y usados están disponibles comercialmente de muchas fuentes, incluyendo pero no limitados a Davis Standard o Progressive Machinen/, Inc.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, después de que se ha formado el pre-producto 25 de alambre de capas múltiples, este es curado con calor en la estación de curado 35, la cual puede comprender una estación de curado con vapor. A medida que el pre-producto de multi-capas 25 se desplaza a través de la estación de curado con calor 35, el polímero donante 23 comienza a fundirse. Después, el agente de curado en el polímero donante 23 migra desde el polímero donante 23, a través de cualquiera de las capas intermitentes, hacia el polímero receptor 22. La reacción de reticulación comienza en, al menos, el polímero receptor 22. La reticulación de los otros polímeros reticulables también se produce durante el curado. Colectivamente, las capas aislantes 15 sobre el núcleo conductor son el aislamiento del alambre resultante 40. El estado del curado del aislamiento de alambre resultante 40 dependerá, en parte, del tiempo y la temperatura del curado.
Una vez más, velocidades de línea más rápidas son generalmente más deseables comercialmente que las velocidades de línea más lentas, las altas temperaturas de curado y tiempos de curado cortos se puede usar siempre y cuando el tiempo y la temperatura para el curado permitan una reticulación suficiente de modo que el aislamiento del alambre resultante 40 pueda satisfacer las especificaciones técnicas. Los tiempos de curado típicos pueden variar de aproximadamente 20 segundos o 30 segundos a aproximadamente 2 minutos a aproximadamente 5 minutos a aproximadamente 10 minutos. Las temperaturas típicas de curado pueden ser tan bajas como aproximadamente 130°C o aproximadamente 140°C, y pueden ser tan altas como aproximadamente 170°C, aproximadamente 180°C o aproximadamente 200°C. Las especificaciones técnicas para el alambre resultante 40 accionan los tiempos de curado y las temperaturas de curado. Por lo tanto, se contempla que tanto los tiempos de curado como las temperaturas de curado pueden ser mayores o menores que los intervalos ilustrativos descritos en la presente.
Se puede usar una amplia variedad de equipos y métodos de curado por calor. Tal equipo puede incluir un equipo de curado con tubo de vapor Davis Standard, se contempla que en la necesidad de calor para el curado no se aplica calor a partir de una fuente externa. Es decir, el calor que inicia el curado puede ser generado a partir de una reacción exotérmica en los materiales. Cualquier velocidad de la línea de fabricación comercialmente razonable se puede seleccionar para usar en la presente. Las velocidades típicas de la línea de fabricación pueden ser de aproximadamente 300 m/min a aproximadamente 1250 m/min. Inesperadamente, cuando las velocidades de la línea de fabricación eran tan altas como aproximadamente 900 m/min o superior, y el grado de reticulación en la capa aislante que incluye el polímero receptor de 22 era menos de 75%, los alambres resultantes 40 hechos por los métodos descritos en la presente eran excepcionalmente resistentes a la abrasión por excoriación y pasaban las pruebas establecidas en la norma ISO 6722 como se ha expuesto anteriormente.
Ejemplo 1 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard y PETROTHENE® HDPE se adicionó a la tolva. El alambre suministrado tenía un área de sección transversal de aproximadamente 0. 5mm2. El polietileno de alta densidad, HDPE, se extrude a 200 ± 5°C durante 120 minutos y se colecta para su uso como polímero receptor para las muestras de alambre a ser preparadas. Una primera muestra de polietileno de baja densidad PETROTHENE® LDPE que comprende 0.5 % en peso del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para su uso como un polímero donante de baja concentración. Una segunda muestra de polietileno de baja densidad PETROTHENE® LDPE que comprende 1.5% en peso del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para su uso como un polímero donante alta concentración. El polímero receptor se inserta en el polímero donante de baja concentración y se curó a 200 ± 5°C durante aproximadamente 1.5 minutos. Se colectaron tres muestras curadas y se probaron para el estado de curado por la norma ASTM D2765 de extracción por solvente, en cada caso, se logró un estado de curado de más del 50%. Muestras adicionales del polímero receptor se insertaron en el polímero donante de alta concentración y se curó a 200 ± 5°C durante aproximadamente 1.5 min. Se colectaron tres muestras de alambre curadas y se probaron para el estado de curado por la norma ASTM D2765 de extracción por disolvente. En cada caso, se logró un estado de curado de aproximadamente 70%. Los resultados se representan gráficamente en la Figura 5.
Ejemplo 2 Un alambre curado con un polímero donante con baja concentración producido en el Ejemplo 1 se probó para determinar la abrasión por excoriación. Del mismo modo, un alambre curado con un polímero donante con alta concentración producido en el Ejemplo 1 se probó para determinar la abrasión por excoriación. Las capas aislantes colectivas del alambre curado hecho con el polímero donante de baja concentración se mantuvieron intactas después de más de 700 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ±0.01 mm. Las capas aislantes colectivas del alambre curado hecho con el polímero donante de baja concentración se mantuvieron intactas después de más de 600 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ±0.01 mm. Inesperadamente, ambas muestras curadas con calor exceden un requisito técnico que la capa aislante o capas alrededor de un núcleo conductor permanecen intactas siguiendo más de 600 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ±0.01 mm. Los resultados se representan gráficamente en la Figura 6.
Ejemplo 3 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard, y se adicionó PETROTHENE® HDPE a la tolva. El alambre suministrado tenía un área de sección transversal de aproximadamente 0.35 mm2. El HDPE fue extrudido a 200 ± 5°C por 60 minutos y se colectó para usar como un polímero receptor para las muestras de alambre a ser preparadas. El polietileno LDPE BOREALIS® que comprende 1.5 %p del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para usar como un polímero donante a baja concentración a 100°C por 20 min. El HDPE extrudido se insertó en el LDPE extrudido antes del curado con vapor de agua. Las temperaturas de curado se ajustaron a 200 ± 5°C. En un ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 98 m/min. En un segundo ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 457 m/min. En el primer ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 73%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 250 excoriaciones de aguja. En el segundo ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 60%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 250 excoriaciones de aguja. Inesperadamente, a través del intervalo de velocidades de línea, el alambre curado excedió los requisitos técnicos de la capacidad de soportar 200 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja con un diámetro de 0.45 ±0.01 mm.
Ejemplo 4 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard, y se adicionó PETROTHENE® HDPE a la tolva. El alambre suministrado tenía un área de sección transversal de aproximadamente 0.5 mm2. El HDPE fue extrudido a 200 ± 5°C por 60 minutos y se colectó para usar como un polímero receptor para las muestras de alambre a ser preparadas. El polietileno LDPE BOREALIS® que comprende 1.5 %p del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para usar como un polímero donante a baja concentración a 100 ± 5°C por 20 minutos. El HDPE extrudido se insertó en el LDPE extrudido antes del curado con vapor de agua. Las temperaturas de curado se ajustaron a 200 ± 5°C. En un ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 98 m/min. En un segundo ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 457 m/min. En el primer ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 65%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 700 excoriaciones de aguja. En el segundo ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 53%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 700 excoriaciones de aguja. Inesperadamente, a través del intervalo de velocidades de línea, el alambre curado excedió los requisitos técnicos de la capacidad de soportar 300 ciclos de abrasión por excoriación de con una aguja con un diámetro de 0.45 ±0.01 mm.
Ejemplo 5 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard, y se adicionó PETROTHENE® HOPE a la tolva. El alambre suministrado tenía un área de sección transversal de aproximadamente 1.0 mm2. El HDPE fue extrudido a 200 ± 5°C por 60 minutos y se colectó para usar como un polímero receptor para las muestras de alambre a ser preparadas. El polietileno LDPE BOREALIS® que comprende 1.5 %p del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para usar como un polímero dador a baja concentración a 100 ± 5°C por 20 minutos. El HDPE extrudido se insertó en el LDPE extrudido antes del curado con vapor de agua. Las temperaturas de curado se ajustaron a 200 ± 5°C. En un ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 98 m/min. En un segundo ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 457 m/min. En el primer ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 64%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 800 excoriaciones de aguja. En el segundo ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 62%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 800 excoriaciones de aguja. Inesperadamente, a través del intervalo de velocidades de línea, el alambre curado excedió los requisitos técnicos de la capacidad de soportar 500 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja con un diámetro de 0.45 ±0.01 mm.
Ejemplo 6 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard, y se adicionó PETROTHENE® HDPE a la tolva. El alambre suministrado tenía un área de sección transversal de aproximadamente 1.5 mm2. El HDPE fue extrudido a 200 ± 5°C por 60 minutos y se colectó para usar como un polímero receptor para las muestras de alambre a ser preparadas. El polietileno LDPE BOREALIS® que comprende 1.5 %p del agente de curado VULCUP R® fue extrudido para usar como un polímero donante a baja concentración a 100 ± 5°C por 20 minutos. El HDPE extrudido se insertó en el LDPE extrudido antes del curado con vapor de agua. Las temperaturas de curado se ajustaron a 200 ± 5°C. En un ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 98 m/min. En un segundo ensayo, las velocidades de la línea se ajustaron a aproximadamente 457 m/min. En el primer ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 66%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 3000 excoriaciones de aguja. En el segundo ensayo, se determinó que el estado de curado era mayor que 60%, y se determinó que la resistencia a la abrasión por excoriación era mayor que 3000 excoriaciones de aguja. Inesperadamente, a través del intervalo de velocidades de línea, el alambre curado excedió los requisitos técnicos de la capacidad de soportar 1500 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja con un diámetro de 0.45 ±0.01 mm.
Ejemplo 7 El alambre de cobre se suministró a un extrusor Davis Standard El alambre suministrado tenía un área de la sección transversal de aproximadamente 1.5mm2. Se adicionó PETROTHENE© HDPE a la tolva y fue extrudido a 200°C durante 60 minutos y después se colectó para su uso como un polímero receptor. El polietileno BOREALIS® LDPE que contiene 1.5% en peso de agente de curado VULCUP R® fue extrudido a 100 ± 5°C durante 20 minutos y se colecta para su uso como un polímero donante de baja concentración. El HDPE extrudido se insertó en el LDPE extrudido antes del curado con vapor de agua. Las temperaturas de curado se ajustaron a 200 ± 5°C. Cada una de las muestras se probó para determinar la abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ±0.01 mm. Las pruebas se realizaron a 38°C, 43°C, 49°C y 54°C. Inesperadamente, las capas aislantes colectivas que comprenden tanto el polímero donante como el receptor permanecieron intactas después de más de 3400 excoriaciones. Además inesperadamente, el rendimiento se mantuvo sustancialmente constante a lo largo del intervalo de temperatura probado. Los resultados se representan gráficamente en la Figura 7.
Con respecto a los procesos, sistemas, métodos, heurística, etc. descritos en la presente, se debe entender que, aunque los pasos de tales procesos, etc. han sido descritos como que ocurren de acuerdo a una cierta secuencia ordenada, estos procesos podría ser practicados con los pasos descritos realizados en un orden distinto del orden descrito en la presente. Debe entenderse adicionalmente que ciertas etapas pudieran realizarse simultáneamente, que otras etapas se pudieran adicionar, o que ciertas etapas descritas en la presente pudieran omitirse. En otras palabras, las descripciones de los procesos en la presente se proporcionan para el propósito de ilustrar ciertas modalidades, y no deben de ninguna manera interpretarse como limitantes de la invención reivindicada.
Correspondientemente se debe entender que la descripción anterior pretende ser ilustrativa y no restrictiva. Muchas modalidades y aplicaciones distintas a los ejemplos proporcionados serían evidentes a partir de la lectura de la descripción anterior. El alcance de la invención debe determinarse no con referencia a la descripción anterior, sino en su lugar debe determinarse con referencia a las reivindicaciones anexadas, conjuntamente con el alcance completo de los equivalentes a los cuales tales reivindicaciones tienen derecho. Se espera y se pretende que desarrollos futuros ocurrirán en las técnicas discutidas en la presente, y que los sistemas y métodos descritos se incorporaran en dichas modalidades futuras. Resumiendo, se debe entender que a la invención se le pueden realizar modificaciones y variaciones y está limitada solamente por las siguientes reivindicaciones.
Todos los términos utilizados en las reivindicaciones están destinados a ser dado sus más amplias construcciones razonables y sus significados ordinarios como se entiende por los expertos en la técnica a menos que se indique explícitamente lo contrario hecho en la presente. En particular, el uso de los artículos singulares como "a", "la", "dicho," etc. deben leerse para mencionar uno o varios de los elementos indicados a menos que una reivindicación declare una limitación explícita de lo contrario.

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1 . Un método para fabricar un alambre, que comprende: extruir un polímero receptor reticulable, sustancialmente libre del agente de curado, alrededor de un núcleo conductor; extruir un polímero donante; asociar un agente de curado con él polímero donante; disponer el polímero extrudido donante y el agente de curado asociado sobre el polímero receptor, formando de este modo un pre-producto de alambre de capas múltiples; y curar por calor el pre-producto de alambre de capas múltiples.
2. El método de la reivindicación 1 en donde la extrusión del polímero receptor comprende disponer el polímero receptor en contacto directo con el núcleo conductor.
3. El método de la reivindicación 1 en donde el núcleo conductor comprende un material semi-conductor.
4. El método de la reivindicación 1 en donde el núcleo conductor comprende al menos uno de cobre sólido o trenzado, plata níquel, berilio, bronce fosfórico, níquel, aluminio revestido de cobre, acero revestido de cobre, aluminio y acero.
5. El método de la reivindicación 1 en donde el polímero donante tiene una temperatura de fusión más baja que la temperatura de fusión del polímero del receptor.
6. El método de la reivindicación 5 en donde el polímero donante tiene una temperatura de fusión más baja que la temperatura de fusión del polímero receptor en al menos aproximadamente 5°C.
7. El método de la reivindicación 1 en donde disponer el polímero donante sobre el polímero receptor comprende co-extrudir el polímero receptor y del polímero donante.
8. El método de la reivindicación 1 en donde disponer el polímero donante sobre el polímero receptor comprende extrudir en serie del polímero receptor y del polímero donante.
9. El método de la reivindicación 1 en donde disponer el polímero donante sobre el polímero receptor comprende colocar el polímero donante en contacto directo con el polímero receptor.
10. El método de la reivindicación 1 en donde asociar el agente de curado con el polímero donante comprende extrudir el polímero donantes con el agente de curado.
11. El método de la reivindicación 1 en donde el núcleo conductor tiene un área de sección transversal de al menos aproximadamente 1.5 mm2 y donde el curado por calor comprende someter el pre-producto de alambre de capas múltiples a una temperatura elevada durante un tiempo suficiente para formar un alambre que incluye aislamiento capaz de permanecer intacto al menos en los siguientes 1500 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de alrededor de 0.45 ±0.01 mm.
12. El método de la reivindicación 1 en donde el núcleo conductor tiene un área de sección transversal no mayor de 0.22 mm2 y en donde el curado por calor comprende someter el pre-producto de alambre de capas múltiples a una temperatura elevada durante un tiempo suficiente para formar un alambre que incluye el aislamiento capaz de permanecer intacto al menos en los siguientes 150 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de alrededor de 0.45 ±0.01 mm.
13. El método de la reivindicación 12 en donde la temperatura elevada es al menos aproximadamente 125°C y el tiempo suficiente es al menos aproximadamente 20 segundos.
14. El método de la reivindicación 1 en donde el núcleo conductor tiene un área de sección transversal de no más de aproximadamente 0.13 mm2 y en donde el curado por calor comprende someter el pre-producto de alambre de capas múltiples a una temperatura elevada durante un tiempo suficiente para formar un alambre que incluye el aislamiento capaz de permanecer intacto después de una abrasión por excoriación raspadura con un papel de lija de granate 150J que tiene una longitud de aproximadamente 200 mm que se ejerce con una fuerza aplicada de al menos aproximadamente 0.63N.
15. Un alambre fabricado por el método de la reivindicación 1.
16. Un artículo de fabricación, que comprende: un núcleo conductor; un polímero receptor reticulable extrudido sustancialmente libre del agente de curado, el polímero receptor está dispuesto alrededor del núcleo conductor; y un polímero donante extrudido que comprende un agente de curado, el polímero donante está dispuesto alrededor del polímero receptor, en donde el polímero donante tiene una temperatura de fusión más baja que la temperatura de fusión para el polímero receptor.
17. El artículo de la reivindicación 16 que comprende además al menos una capa aislante entre el polímero receptor y el polímero donante.
18. El artículo de la reivindicación 16 que comprende además al menos una capa aislante entre el polímero receptor y el núcleo conductor.
19. El artículo de la reivindicación 16 en donde el agente de curado es un peróxido.
20. Un artículo de fabricación, que comprende: un alambre curado por calor que tiene al menos dos capas aislantes poliméricas alrededor de un núcleo conductor que tiene un área de sección transversal de no más de aproximadamente 0.22 mm2, las capas aislantes colectivamente permanecen intactas al menos en los siguientes 150 ciclos de abrasión por excoriación con una aguja que tiene un diámetro de 0.45 ± 0.01 mm o después de una abrasión por excoriación con un papel de lija granate 150J con una longitud de aproximadamente 225 mm que se ejerce con una fuerza aplicada de al menos aproximadamente 0.63N.
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