MXPA99010479A - Recubrimiento resistente de impacto para cables - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un recubrimiento para cables el cual es capaz de proteger el cable en contra de los impactos accidentales. Mediante el insertar en la estructura de un cable de transmisión de energía, un recubrimiento adecuado de un polímero expandido de un espesor adecuado, preferiblemente en contacto con la vaina de recubrimiento de polímero exterior, es posible el obtener un cable en cual tiene una resistencia al impacto superior. El solicitante ha observado además que un material de polímero expandido usado como un recubrimiento para cable se hace posible el obtener una resistencia al impacto superior para este cable que usando un recubrimiento similar basado sobre el mismo polímero el cual no estáexpandido. Un cable con un recubrimiento de este tipo tiene varias ventajas sobre un cable convencional con una armadura de metal, tal como, por ejemplo, un procesamiento más fácil, una reducción en el peso y dimensiones del cable terminado y un impacto ambiental más bajo en relación al reciclado del cable una vez que su ciclo de trabajo se ha acabado.

Description

CABLE CON RECÜBRIMIE TO RESISTENTE AI, IMPACTO La presente invención se refiere a u recubrimiento para cable, el cual es capaz de proteger al cabl de impactos accidentales.

Los impactos accidentales sobre el cable, lo cuales pueden ocurrir por ejemplo, durante su transporte colocación, etc., pueden causar una serie de daños estructurale al cable, incluyendo la deformación de la capa aislante, e desprendimiento de la capa aislante de la capa semiconductora, similares; este daño puede provocar variaciones en el gradient eléctrico del recubrimiento aislante con una disminució consecuente en la capacidad aislante de este recubrimiento.

En los cables, los cuales están actualment disponibles comercialmente, por ejemplo en aquellos para un distribución o transmisión de energía de baja o mediana tensión una armadura de metal, capaz de soportar tales impactos e usualmente aplicada a fin de proteger a los cables de posible daños causados por impactos accidentales. Esta armadura pued estar en la forma de cintas o alambres (generalmente hechos d acero) o alternativamente la forma de una vaina de meta (generalmente hecha de plomo o de aluminio) ; esta armadura es su vez usualmente recubierta con una vaina de polímero exterior.

Un ejemplo de tal estructura de cable está descrita en la patent de los Estados Unidos de América No. 5,153,381.

El solicitante ha observado que la presencia de l armadura de metal arriba mencionada tiene cierto número d desventajas. Por ejemplo, la aplicación de dicha armadura incluy una o más fases adicionales en el procesamiento del cable Además, la presencia de la armadura de metal aumenta el peso de cable considerablemente, además de poner problemas ambientales y que si es necesario reemplazarlo, un cable construido en est forma no es fácil de desechar.

La patente japonesa publicada bajo el númer (Kokai) 7-320550 describe un cable doméstico con un recubrimient a lo impactos de un espesor de 0.2 - 1.4 mm colocado entre e aislante y la vaina exterior. Este recubrimiento resistente a impacto es un material de polímero no expandido que contiene un resina de poliuretano como el componente principal.

Por otro lado, el uso de los materiale poliméricos expandidos en la construcción de cable se conoce po una variedad de propósitos.

Por ejemplo, la solicitud de patente alemana No. P 15 15709 describe el uso de una capa intermedia entre la vain de plástico exterior y la vaina metálica interior de un cable, a fin de aumentar la resistencia de la vaina de plástico interi a las temperaturas bajas. No se hace mención en tal documen acerca de proteger la estructura interior del cable con dic capa intermedia. Como una materia de hecho, tal capa intermed puede conversar por las tensiones elásticas generadas en la vai de plástico exterior debido al descenso de la temperatura y pue consistir de fibras de vidrio colocadas en forma suelta o de material el cual puede ser ya sea expandido o que incorpo esferas de vidrio huecas.

Otro documento, el modelo de utilidad alemán N G 81 03 947.6 describe un cable eléctrico para usarse conexiones dentro de aparatos y máquinas, que tiene un resistencia mecánica y flexibilidad particulares. Dicho cabl está diseñado específicamente para pasar sobre una polea y e suficientemente flexible a fin de recuperar su estructura rect después del paso sobre dicha polea. Por tanto, esta clase d cable está específicamente dirigida a resistir las carga mecánicas de tipo estático (tal como aquéllas generadas durant el paso sobre una polea) y su característica principal es l flexibilidad. Será fácilmente evidente para aquéllos expertos e el arte el que esta clase de cable difiere esencialmente de lo de transmisión o distribución de energía de baja o median tensión que tienen una armadura de metal la cual, más bien qu ser flexible, debe ser capaz de soportar cargas dinámicas debida al impacto de una cierta resistencia sobre el cable.

Además, en los cables de transmisión de señale del tipo de par torcido o coaxial, se conoce el uso de materiale expandidos a fin de aislar un metal conductivo. Los cable coaxiales son usualmente intentados para llevar señales de alt frecuencia tal como los cables coaxiales para TV (CATV) (10-10 MHz) , los cables satelitales (hasta 2 GHz) , los cables coaxiale para las computadoras (arriba de 1 MHz) ; los cables de teléfon tradicionales usualmente llevan señales con frecuencias d alrededor de 800 Hz.

El propósito de usar un aislante expandido e tales cables es el de aumentar la velocidad de transmisión de la señales eléctricas a fin de aproximarse a la velocidad ideal d la transmisión de señal en un metal conductivo aéreo (el cua está cerca de la velocidad de la luz) . La razón para ésto es l de que, en comparación con los materiales de polímero n expandido, los materiales expandidos generalmente tienen un constante dieléctrica inferior (K) la cual es proporcionalment más cercana a aquélla del aire (K=l) el grado superior d expansión del polímero.

Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos d América No. 4,711,811 describe un cable de transmisión de seña que tiene un fluoro polímero expandido como aislador (espesor d 0.05-0.76 mm) recubierto con una película d et i leño/ tetraf luoroet i leño o copolímero d etileno/clorotrifluoroetileno (espesor de 0.013 - 0.254 mm) . Com se describió en esa patente, el propósito del polímero expandid es el de aislar el conductor, mientras que el propósito de l película del polímero no expandido que cubre el polímer expandido es el de mejorar las propiedades de aislamiento. E particular, mediante el impartir la resistencia de compresió necesaria cuando dos conductores aislados son torcidos par aislar el llamado par torcido.

La patente europea 442,346 describe un cable d transmisión de señal con una capa aislante basada sobre e polímero expandido, colocada directamente alrededor de conductor; este polímero expandido tiene una estructur ultramicrocelular con un volumen hueco mayor de 75 (correspondiendo a un grado de expansión de más de 300%) . L estructura ultramicrocelular de este polímero debe ser tal qu éste está comprimida por lo menos por 10% bajo una carga de 6.89 x 10* Pa y recupera por lo menos 50% de su volumen original después de la remoción de la carga; estos valores corresponde aproximadamente a los valores de resistencia de compresió típicos, los cuales requiere tener el material a fin de soportar la compresión durante el torcido de los cables.

En la solicitud de patente internacional WO 93/15512, la también se refiere a un cable de transmisión de señal con un recubrimiento aislante expandido, se declara que mediante el recubrir el aislador expandido con una capa d polímero termoplástico aislante no expandido (como se describió por ejemplo en la patente de los Estados Unidos de América arrib mencionada No. 4,711,811) es obtenida la resistencia d compresión requerida, esto sin embargo reduce la velocidad d propagación de la señal. Esta solicitud de patente WO 93/1551 describe un cable coaxial con una capa doble de recubrimient aislante, en donde ambas las capas consisten de un material d polímero expandido, la capa interior consiste d politetrafluoroetileno microporoso (PTFE) y la capa exterio consiste de un polímero expandido de celda cerrada, en particula polímeros de perfluoroalcoxitetrafluoroetileno (PFA) . E recubrimiento aislante basado sobre el polímero expandido e obtenido mediante el extruir el polímero d perfluoroalcoxitetrafluoroetileno sobre la capa interior de aislador de PTFE, inyectando el gas Freon 113 como el agente d expansión. De acuerdo a los detalles dados en la descripción éste aislador expandido de celda cerrada hace posible el mantene una alta velocidad de transmisión de señal. Esto e adicionalmente definido y en la solicitud de patente resistent a la compresión, aún cuando no se dan datos numéricos en relació a esta resistencia a la compresión. La descripción enfatiza e hecho de que los conductores con tal aislador de capa dobl pueden ser torcidos. Además, de acuerdo a la solicitud de patent en el aumento en el volumen hueco en la capa expandida exterio hace posible el obtener un aumento en la velocidad de l transmisión, dando por tanto lugar a variaciones pequeñas en l capacidad de este recubrimiento para oponerse a la compresión d la capa expandida interior.

Como se ve desde los documentos arrib mencionados, el propósito principal de usar materiales d polímero expandido de "celda abierta" como recubrimiento aislantes para los cables de transmisión de señal es el d aumentar la velocidad de transmisión de la señal eléctrica; si embargo, estos recubrimientos expandidos tienen la desventaja d tener una resistencia a la compresión insuficiente. Unos poco materiales expandidos son también genéricamente definidos com "resistentes a la compresión" ya que éstos tienen que asegurar n sólo una alta velocidad de transmisión de señal sino también un resistencia suficiente a las fuerzas de compresión las cuales so generadas típicamente cuando dos conductores recubiertos con e aislamiento expandido arriba mencionado son torcidos juntos; po tanto, también en este caso, la carga aplicada es esencialment de tipo estático.

Por tanto, mientras, por un lado, es necesario qu estos recubrimientos aislantes hechos de polímero expandido par los cables de transmisión de señales tengan características tale de manera que éstos puedan soportar una carga de compresió relativamente modesta (tal como aquélla la cual surge cuando do cables son torcidos juntos) , por el otro lado, no se hace menció en ningún documento conocido por el solicitante de cualesquie tipo de resistencia al impacto que pudiera proporcionarse por u recubrimiento de polímero expandido. Además, aún cuando ta recubrimiento aislante expandido promueve una velocidad superio de transmisión de señal, éste es considerado como menos ventajos que un recubrimiento hecho de un material no expandido similar e relación a la resistencia a la compresión como se reporta en l solicitud de patente arriba mencionada WO 93/15512.

El solicitante ha encontrado ahora que mediante e insertar dentro de la estructura de un cable de transmisión d fuerza un recubrimiento adecuado hecho de un material de polímer expandido de un espesor adecuado y módulo flexural preferiblemente en contacto con la vaina del recubrimiento d polímero exterior, es posible el obtener un cable que tiene un resistencia al impacto superior, haciendo posible por tanto e evitar el uso de la armadura de metal protectora arrib mencionada en la estructura de este cable. En particular, e solicitante ha observado que el material de polímero debe se seleccionado a fin de tener un módulo flexural suficientement alto, medido antes de su expansión como para lograr la propiedades resistentes al impacto deseados y evitar los daño posibles de la estructura interior del cable de vida a lo impactos no deseados sobre la superficie exterior de éste. En l presente descripción, el término "impacto" se intenta que abarqu todas aquéllas dinámicas de una cierta energía capaz de produci daños sustanciales a la estructura de cables no recubierto convencionales mientras que tiene efectos insignificantes sobr la estructura de los cables armados convencionales. Como un indicación, tal impacto puede ser considerado un impacto d alrededor de 20-30 joules producido mediante un punzón de bord redondo de forma de V que tiene un radio de curvatura d alrededor de 1 mm sobre la vaina exterior del cable.

El solicitante además ha observado qu sorprendentemente, un material de polímero expandido usado com un recubrimiento para cables de acuerdo a la invención hac posible el obtener una resistencia al impacto, la cual es mejo que aquélla obtenida usando un recubrimiento similar basado sobr mismo polímero, el cual no está expandido.

Un cable con un recubrimiento de este tipo tien varias ventajas sobre un cable convencional con una armadura d metal, tal como por ejemplo, un procesamiento más fácil, un reducción en el peso y dimensiones del cable terminado y u impacto ambiental reducido en relación al reciclado del cable un vez que su ciclo de trabajo se ha acabado.

Un aspecto de la presente invención por tanto s refiere a un cable de transmisión de energía que comprende: a) un conductor; b) por lo menos una capa de un recubrimient aislante compacto, c) un recubrimiento hecho de un material d polímero expandido en donde dicho material de polímero tien propiedades de resistencia mecánica predeterminadas y un grad predeterminado de expansión como para impartir propiedade resistentes al impacto a dicho cable.

De acuerdo a un aspecto preferido de la present invención, el material de polímero expandido es obtenido de u material de polímero el cual tiene, antes de la expansión, u módulo flexural a la temperatura ambiente, medido de acuerdo a l norma ASTM standard D790, más de 200 MPa, preferiblemente entr 400 MPa y 1500 MPa, siendo particularmente preferido los valore de entre 600 MPa y 1300 MPa.

De acuerdo a un aspecto preferido, dicho materia de polímero tiene un grado de expansión de desde alrededor de 20 a alrededor de 3000%, preferiblemente de desde alrededor de 30 a alrededor de 500%, un grado de expansión de desde alrededor d 50% a alrededor de 200% siendo particularmente preferido.

De acuerdo a una incorporación preferida de l presente invención, el recubrimiento del material de polímer expandido tiene un espesor de por lo menos de 0.5 mm, preferiblemente de entre 1 y 6 mm, en particular de entre 2 y mm. De acuerdo a un aspecto preferido de la presente invención este material de polímero expandido es escogido de polietilen (PE) de polietileno de baja densidad (LDPE) de polietileno d densidad media (MDPE) de polietileno de alta densidad (HDPE) y d polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) de polipropilen (PP) ; de hule de etileno-propileno (EPR) , de copolímero d etileno-propileno (CPM) de terpolímero de etileno-propileno-dien (EPDM) de hule natural, de hule de butilo, de copolímero d etileno/vinil acetato (EVA) de poliestireno; de copolímero d etileno/acrilato, de copolímero de etileno/metil acrilato (EMA de copolímero de etileno/etil acrilato (EEA) de copolímero d etileno/butilacrilato (EBA) de copolímero de etileno/alfa olefina; de resinas de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) d polímero halogenatado, de cloruro de polivinilo (PVC) ; d poliuretano (PUR) ; de poliamida; de poliéster aromático, d tereftalato de polietileno (PET) , de tereftalato de polibutilen (PBT) ; y copolímeros o mezclas mecánicas de los mismos.

De acuerdo a un aspecto preferido adicional, est material de polímero es un polímero de poliolefina o u copolímero basado sobre polietileno y/o polipropileno, preferiblemente modificado por hule de etileno-propileno, en e cual la proporción por peso de polipropileno/hule de etileno propileno es de entre 90/10 y 50/50, preferiblemente de entr 85/15 y 60/40, en particular de alrededor de 70/30.

De acuerdo a un aspecto preferido adicional, ést polímero de poliolefina o copolímero basado sobre polietileno y/ polipropileno contiene una cantidad predeterminada de hul vulcanizado en forma de polvo, preferiblemente de entre 10% y 60 del peso del polímero.

De acuerdo a un aspecto preferido adicional, est cable además comprende una vaina de polímero exterior la cua está preferiblemente en contacto con el recubrimiento de polímero expandido, esta vaina preferiblemente tiene un extruso de por lo menos de 0.5 milímetros, preferiblemente de entre 1 5 mm.

Otro aspecto de la presente invención se refier a un método para impartir resistencia al impacto a un cable e cual comprende el recubrir este cable con un recubrimiento hech de un material de polímero expandido.

De acuerdo a un aspecto preferido, este métod para impartir una resistencia al impacto de un cable, ademá comprende el recubrir este recubrimiento expandido con una vain protectora exterior.

Un aspecto adicional de la presente invención s refiere al uso del material de polímero expandido a fin d impartir una resistencia al impacto a un cable de transmisión d energía.

Un aspecto adicional de la presente invención s refiere a un método para evaluar la resistencia al impacto de u cable que comprende por lo menos un recubrimiento aislante, est método consiste de: a) medir la resistencia de pelado promedio de l capa aislante; b) someter al cable a un impacto de energí predeterminado; c) medir la resistencia al pelado de dicha cap aislante en el punto de impacto; d) verificar que la diferencia entre l resistencia al pelado promedio y la resistencia al pelado medid en el punto de impacto es menor que un valor predeterminado par dicho cable en relación a la resistencia al pelado promedio.

De acuerdo a un aspecto preferido, esta resistencia al pelado se mide entre la capa de recubrimiento aislante y la capa exterior del recubrimiento semiconductivo.

En la presente descripción, el término "grado d expansión del polímero" se entiende para referirse a la expansió del polímero determinado en la siguiente manera: G (grado de expansión) = (do/de - 1) • 100 en donde do indica la densidad del polímero n expandido (decir el polímero con una estructura la cual est esencialmente libre de volumen hueco) y ó^ indica la densida aparente medida para el polímero expandido.

Para los propósitos de la siguiente descripción, el término "polímero expandido" es entendido como que se refier a un polímero dentro de la estructura del cual el porcentaje de volumen hueco (es decir el espacio no ocupado por el polímer sino por gas o por aire) es típicamente mayor de 10% del volume total de este polímero.

En la presente descripción, el términ "resistencia al pelado" es entendido para referirse a la fuerz requerida para separar (pelar) una capa de un recubrimiento de conductor o de otra capa de recubrimiento; en el caso de l separación de las dos capas de recubrimiento una de otra, esta capas son típicamente la capa aislante y la capa semiconductor exterior.

Típicamente, la capa aislante de los cables transmisión de energía tiene una constante dieléctrica (K)d más de dos. Además, en contraste con los cables de transmisión señales en los cuales el parámetro de "gradiente eléctrico" presume ninguna importancia, los gradientes eléctricos varian desde alrededor de 0.5 kV/m para la baja tensión, has alrededor de kV/mm para la alta tensión, son aplicados en l cables de transmisión de energía; por tanto, en estos cables, l presencia de la falta de homogeneidad en el recubrimient aislante (por ejemplo volúmenes huecos) que pudiera dar lugar una variación local en la rigidez dieléctrica con una disminució consecuente en la capacidad aislante, tiende a ser evitada. Est material aislante por tanto típicamente será un material d polímero compacto, en el cual en la presente descripción, e término "aislador compacto" es entendido para referirse a u material aislante el cual tiene una rigidez dieléctrica de por l menos de 5 kV/mm, preferiblemente de más de 10 kV/mm e particular de más de 40 kV/mm para los cables de transmisión d energía de tensión media-alta. En contraste con un material d polímero expandido, este material compacto está esencialment libre de volumen hueco dentro de su estructura, en particular este material tendrá una densidad de 0.85 g/cm3 o mayor.

En la presente descripción, el término tensió baja es entendido para referirse a una tensión de hasta (típicamente más de 100 V) , el término tensión media es entendid para referirse a una tensión de desde alrededor de 1 a alrededo de 30 kV tensión alta es entendido para referirse a una tensió arriba de 30 kV. Tales cables de transmisión de energí típicamente operan a frecuencias nominales de 50 o 60 Hz.

Aún cuando en el curso de la descripción, el us del recubrimiento de polímero expandido es ilustrado en detall con referencia a los cables de transmisión de energía, en lo cuales este recubrimiento puede desplazar ventajosamente l armadura de metal actualmente usada en tales cables, es clar para aquellos expertos en el arte que este recubrimient expandido puede ser ventajosamente usado en cualesquier tipo d cable para el cual pudiera ser deseable el impartir un protección al impacto adecuada a tal cable. En particular, l definición de cables de transmisión de energía incluyen no sól aquéllos específicamente del tipo para la tensión baja y medi sino también para cables para la transmisión de energía de alta tensión.

La invención puede además entenderse con la ayuda de las siguientes figuras.

La figura 1 muestra un cable de transmisión de energía de acuerdo al estado del arte, del tipo tripolar con una armadura de metal.

La figura 2 muestra una primera incorporación d un cable de acuerdo a la invención de tipo tripolar.

La figura 3 muestra una segunda incorporación d un cable de acuerdo a la invención tipo unipolar.

La figura 1 es un diagrama en sección transversa de un cable de transmisión de energía de tensión media de acuerd al estado del arte, del tipo tripolar con una armadura de metal Este cable comprende tres conductores (1) , cada uno vestido co un recubrimiento semiconductivo interior (2) , una capa aislant (3), una capa semiconductiva exterior (4) y una rejilla de meta (5) ; por simplicidad esta es la estructura semiterminada ser definida en el resto de la descripción como el núcleo. Los tre núcleos están amarrados juntos y las tareas en forma de estrell entre éstas están llenadas con un material de relleno (9 (generalmente mezclas elastoméricas, fibras de polipropileno similares) a fin de hacer la estructura en sección transversa circular, el todo a su vez estando recubierto con una vaina d polímero interior (8) , una armadura de alambres de metal (7) una vaina de polímero exterior 6.

La figura 2 es un diagrama en sección transversa de un cable de acuerdo a la invención, también del tipo tripola para una transmisión de energía de tensión media. Este cabl comprende los tres conductores 1, cada uno vestido con u recubrimiento semiconductor interior 2, una capa aislante 3, un capa semiconductora exterior 4 y una rejilla de metal 5; la áreas en forma de estrella, los núcleos están llenadas en est caso con un material de polímero expandido resistente al impact 10 el cual está a su vez recubierto con una vaina de polímer exterior 6. El recubrimiento de polímero expandido 10, una cej circular 10a la cual corresponde al espesor mínimo de recubrimiento del polímero expandido en proximidad a l superficie exterior de los núcleos, también está indicada (po medio de una línea punteada) .

La figura 3 es un diagrama en sección transversa de un cable de acuerdo a la invención de tipo unipolar para un transmisión de energía de tensión media. Este cable comprende u conductor de central 1, vestido con un recubrimient semiconductivo 2, una capa aislante 3, una capa semiconductiv exterior 4, una rejilla de metal 5, y una capa de material d polímero expandido 10 y una vaina de polímero exterior 6. En e caso del cable unipolar representado en la figura 3, dado que e núcleo tiene una sección transversal circular, la ceja del cabl 10a, indicada en el caso del cable tripolar coincide con la cap del material de polímero expandido 10.

Estas figuras obviamente solo muestran una cuantas de las posibles incorporaciones del cable en el cual l presente invención puede usarse ventajosamente. Es claro que la modificaciones adecuadas conocidas en el arte pueden hacerse estas incorporaciones sin que se impliquen por tanto ningun limitaciones a la aplicación de la presente invención. Po ejemplo, con referencia a la figura 2, las áreas en forma d estrellas entre los núcleos pueden ser llenadas de antemano co un material de relleno convencional, por tanto obteniendo u cable semiprocesado de una sección transversal que correspond aproximadamente a la sección transversal circular contenid dentro de las cejas circular 10a; es entonces ventajosament posible el extruir sobre este cable semiprocesado de área e sección transversal la capa de polímero expandible 10, en u espesor que corresponde aproximadamente a la ceja circular 10a y subsecuentemente la vaina exterior 6. Alternativamente, puede proporcionarse los núcleos con un sector en sección transversal en una manera tal que cuando estos núcleos son unidos juntos s forma un cable de aproximadamente una sección transversa circular sin la necesidad de usar el material de relleno para la áreas en forma de estrella; la capa del material de polímer expandido resistente al impacto 10 entonces es extruída sobr estos núcleos así unidos juntos, seguido por la capa exterior 6 En el caso de los cables para la transmisión d energía de baja tensión, la estructura de estos cables usualment comprenderán el único recubrimiento aislante colocad directamente en contacto con un conductor, el cual está a su ve recubierto por el recubrimiento de un material de políme expandido con la vaina exterior.

Las soluciones adicionales son muy conocidas a u persona experta en el arte, quien es capaz de evaluar la solució más conveniente, basándose, en los costos, el tipo de colocació del cable (aérea insertado en tubos, enterrar directamente en l tierra, adentro de edificios, bajo el mar, etc.), la temperatur de operación de cable (las temperaturas máxima y mínima, lo rangos de temperatura del ambiente) y similares.

El recubrimiento de polímero expandido resistent al impacto puede consistir de cualesquier tipo de polímer expandible, tal como, por ejemplo, las poliolefinas, lo copolímeros de olefina/ester, los poliésteres, lo policarbonatos, los polisulfonas, las resinas fenólicas, la resinas ureícas y mezclas de los polímeros adecuados so polietileno (PE) , en particular el polietileno de baja densida (LDPE) , el polietileno de densidad media (MDPE) , el polietilen de alta densidad (HDPE) y el polietileno de baja densidad linea (LLDPE) ; polipropileno (PP) ; el hule de etileno-propileno (EPR) en particular el polímero de etileno (EPM) o el terpolímero propileno-dieno (EPDM) ; el hule natural; el hule de butilo; e copolímero de etileno/vinil acetato (EVA) copolímero; e poliestireno; el copolímero de etileno/acrilato, en particular e copolímero de etileno/metil acrilato (EMA) , el copolímero d etileno/etil acrilato (EEA) , el copolímero de etileno/buti acrilato (EBA) ; el copolímero de etielno/a-olefina, las resina de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) ; los polímero halogenados, en particular el cloruro de polivinilo (PVC) ; e poliuretano (PUR) ; las poliamidas; los poliésteres aromáticos ta como el tereftalato de polietileno (PET) o el tereftalato d polibutileno (PBT) ; y los copolímeros o las mezclas mecánicas d los mismos. Preferiblemente, los polímeros de poliolefina o lo copolímeros son usados, en particular aquéllos basados sobr polietileno y/o polipropileno mezclados con hules de etileno propileno. Ventajosamente, el polipropileno modificado con hul de etileno-propileno (EPR) puede ser usado, la proporción po peso de polipropileno/hule de etileno-propileno es de entre 90/1 y 50/50, preferiblemente de entre 85/15 y 60/40, una proporció por peso de alrededor de 70/30 es particularmente preferida.

De acuerdo a un aspecto adicional de la present invención, el solicitante ha observado además de que es posibl el mezclar mecánicamente el material de polímero el cual s somete a la expansión, en particular en el caso de los polímero de olefina, específicamente el polietileno y el polipropileno, con una cantidad predeterminada de hule en forma de polvo, po ejemplo hule natural vulcanizado.

Típicamente, estos polvos están formados d partículas con tamaños de entre 10 y 1000 µm, preferiblemente d entre 300 y 600 µm. Ventajosamente, los rechazos de hul vulcanizado derivado del procesamiento de llantas pueden se usados. El porcentaje de hule en forma de polvo puede variar d desde 10% a 60% por peso en relación al polímero que va a se expandido, preferiblemente de entre 30% y 50%.

El material de polímero que va a ser expandido, e cual es ya sea usado sin un procesamiento adicional o el cual e usado como una base expandible en una mezcla con hule en polvo tendrá una rigidez tal que una vez que se ha expandido, ést asegura una cierta magnitud de resistencia al impacto deseada como para proteger la parte interior del cable (ésto es, la cap del aislador y las capas semiconductivas las cuales pueden esta presentes) del daño después de impactos accidentales que puede ocurrir. En particular, este material tendrá una capacida suficientemente alta de absorber la energía del impacto, com para transmitir a la capa aislante subyacente una cantidad d energía la cual es tal que las propiedades aislantes de lo recubrimientos subyacentes no son modificados de un valo predeterminado. La razón para esto, como se ilustró en mayo detalle en la descripción que sigue, es la de que el solicitant ha observado que en un cable sometido a un impacto, es observad a una diferencia entre el valor promedio y el valor medido en e punto de impacto de la resistencia al pelado de lo recubrimientos aislantes subyacentes; ventajosamente, est resistencia al pelado puede medirse entre la capa aislante y l capa semiconductiva exterior. La diferencia en esta resistenci es proporcionalmente mayor entre mayor es la energía de impact transmitida a las capas subyacentes. En el caso en donde l resistencia al pelado es medida entre la capa aislante y la cap semiconductiva exterior, se ha evaluado que el recubrimient protector ofrece una proporción suficiente a las capas interiore cuando la diferencia en la resistencia al pelado en el punto d impacto, en relación al valor promedio es de menos de 25%.

El solicitante ha observado que un material d polímero escogido de aquéllos mencionados arriba, e particularmente adecuado para este propósito, este materia tiene, antes de la expansión, un módulo de flexión a l temperatura ambiente, además de 200 MPa, preferiblemente de po lo menos de 400 MPa medido de acuerdo a la norma ASTM D790. Po otro lado, dado que una rigidez excesiva del material expandid puede hacer al producto terminado difícil de manejar, se prefier el usar un material de polímero el cual tenga un módulo d flexión a la temperatura ambiente de menos de 2,000 MPa. Lo materiales de polímero los cuales son particularmente adecuado para este propósito son aquéllos los cuales tienen, antes de l extensión, un módulo de flexión a la temperatura ambiente d entre 400 y 1800 MPa, un material de polímero con un módulo d flexión a la temperatura ambiente de entre 600 y 1500 MPa e particularmente preferido.

Estos valores de módulo de flexión pueden se característicos de un material específico o pueden resultar de mezclado de dos o más materiales que tienen módulos diferentes mezclados en una proporción tal como para obtener el valor d rigidez deseado para el material. Por ejemplo, el polipropileno el cual tiene un módulo de flexión de más de 1500 MPa, puede se modificado apropiadamente en cantidades adecuadas de hule d etileno-propileno (EPR) , teniendo un módulo de alrededor de 10 MPa, para el propósito de bajar su rigidez en una forma adecuada Los ejemplos de los compuestos de polímer comercialmente disponibles son: polietileno de baja densidad: Riblene FL 3 (Enichem) ; polietileno de alta densidad: DGDK 3364 (Unio Carbide) ; polipropileno: PF 814 (Montell) ; polipropileno modificado con hule de etileno propileno: Moplen EP-S 30R, 33R y 81R (Montell) ; Fina-Pro 5660G, 4660G, 2660S y 2660S (Fina-Pro) .

El grado de expansión del polímero y el espesor d la capa de recubrimiento tendrá que ser tal como para asegurar en combinación con la vaina de polímero exterior, la resistenci a los impactos típicos que ocurren durante el manejo y colocació del cable.

Como se mencionó previamente, el grado d expansión del polímero es determinado en la siguiente manera: G (grado de expansión) = (do/de - 1) • 100 en donde do indica la densidad del polímero n expandido y de indica la densidad aparente medida para el polímer expandido.

El solicitante ha observado que, en cuanto a l que permite el mantenimiento de las características d resistencia en el pacto deseadas, para un espesor igual de l capa expandida, es preferible el usar un material de polímero qu tiene un alto grado de expansión ya que, en esta forma, e posible limitar la cantidad de material de polímero usado, co las ventajas en los términos de ambos la economía y el pes reducido del producto terminado.

El grado de expansión es muy variable tanto com una función del material de polímero específico usado y como un función del espesor del recubrimiento el cual se intenta usar; e general, este grado de expansión puede variar de desde 20% 3000%, preferiblemente de desde 30% a 500%, a un grado d expansión de entre 50% y 200% siendo particularmente preferido. El polímero expandido tiene generalmente una estructura de celd cerrada.

El solicitante ha observado que más allá de u cierto grado de expansión, la capacidad del recubrimiento d polímero para dar la resistencia al impacto requerida disminuye. En particular, se ha observado que la posibilidad de obtener grados altos de expansión del polímero mediante el mantener una alta eficacia de protección en contra de los impactos puede estar correlacionada con el valor del módulo de flexión del polímero que va a ser expandido. La razón para ésto es la de que el solicitante ha observado que el módulo del material de polímero disminuye al aumentar el grado de expansión de este material, aproximadamente de acuerdo a la siguiente fórmula: E2/E1=(p2/p1)2 en donde: E2 representa el módulo de flexión del polímero en el grado superior de expansión; Ex representa el módulo de flexión del polímero en el grado más bajo de expansión. p2 representa la densidad aparente del polímero grado superior de expansión; t representa la densidad aparente del polímero grado más bajo de expansión; Como una guía, para un polímero con un módulo flexión de 1000 MPa, una variación en el grado de expansión desde 25% a 100% involucra una división aproximada del valor d módulo de flexión para el material. Los materiales de políme los cuales tienen un módulo de lexión alto pueden por tanto s expandidos a un grado mayor que los materiales de polímeros, l cuales tienen valores de módulo bajo, sin que éstos pre-juzgue capacidad del recubrimiento para soportar los impactos.

Otra variable la cual es factible que influenc la resistencia al impacto del cable es el espesor d recubrimiento expandido; el espesor mínimo el cual es capaz asegurar la resistencia del impacto la cual es deseada pa obtenerse con tal recubrimiento dependerá principalmente d grado de expansión y del módulo de flexión de este polímero. general, el solicitante ha observado que, para el mismo políme y para el mismo grado de expansión, mediante el aumentar espesor del recubrimiento extendido es posible el alcanz valores superiores de resistencia al impacto. Sin embargo, pa los propósitos de usar una cantidad limitada de material recubrimiento, disminuyendo por tanto ambos los costos y l dimensiones del producto terminado, el espesor de la capa d material expandido ventajosamente será el espesor mínimo pa asegurar la resistencia al impacto deseada. En particular, pa los cables del tipo de tensión media, se ha observado que espesor de recubrimiento expandido de alrededor de 2 mm usualmente capaz de asegurar una resistencia suficiente a l impactos normales a los cuales se somete cable de este tip Preferiblemente, el espesor del recubrimiento será mayor de 0. mm, en particular entre alrededor de 1 mm y alrededor de 6 mm, espesor de entre 2 mm y 4 mm siendo particularmente preferido.

El solicitante ha observado que es posible definir, a una aproximación razonable, la relación entre e espesor de recubrimiento y el grado de expansión del material polímero para los materiales con varios valores de módulo d flexión, de manera que el espesor del recubrimiento expandido e dimensionado adecuadamente como una función del qrado d expansión y el módulo del material de polímero en particular par el espesor del recubrimiento expandido de alrededor de 2-4 mm Tal relación puede ser expresada como sigue: V • d„ > N en donde V representa el volumen de material de polímer expandido por metro lineal de cable (m3/m) , este volumen siend relativo a la ceja circular definida por el espesor mínimo de recubrimiento expandido que corresponde a la ceja circular (10a de la Figura 2 para los cables multipolares o al recubrimiento 1 definido en la figura 3 para los cables unipolares; de representa la densidad aparente medida para e material de polímero expandido (kg/m3) ; y N es el resultado del producto de los dos valore arriba mencionados, los cuales tendrán que ser mayores que igual a: 0.03 para materiales con un módulo > 1000 MPa, 0.04 para materiales con un módulo de 800-100 MPa, 0.05 para materiales con un módulo de 400-800 MPa 0.06 para materiales con un módulo de < 400 MPa El parámetro V está relacionado al espesor (S) de recubrimiento expandido por la siguiente relación: V = tr(2Ri*S + S2) en donde R¿ representa el radio inferior de la cej circular 10a.

El parámetro de está relacionado al grado d expansión del material de polímero mediante la relación previa G = (do/de - 1) • 100 Basándose sobre la relación arriba mencionada para el recubrimiento expandido de alrededor de 2 milímetros d espesor, colocado sobre una sección circular del cable con u diámetro de alrededor de 22 milímetros, para varios materiale teniendo diferentes módulos de flexión a la temperatura ambient (Mf) , se encontró que este recubrimiento tendrá que tene aparente mínima de alrededor de: 0.40 g/c3 para LDPE (Mf de alrededor de 200); 0.33 g/c3 para una mezcla de 70/30 d polipropileno/hule de etileno-propileno (Mf de alrededor de 800) ; 0.26 g/c3 para polietileno de alta densidad (Mf d alrededor de 1000) ; 0.20 g/c3 para polipropileno (Mf de alrededor d 1500) ; Estos valores de densidad aparente del políme expandido corresponden a un grado máximo de expansión alrededor de: 130% para polietileno de baja densidad (do 0.923) 180% para la mezcla de polipropileno/hule etileno-propileno (do = 0.945) 260% para polietileno de alta densidad (do 0.945) 350% para polipropileno (do = 0.900) Similarmente, para un espesor del recubrimien expandido de alrededor de 3 mm colocados sobre un cable dimensiones idénticas, fueron obtenidos los siguientes valores densidad aparente mínima: 0.25 g/c3 para el polietileno de baja densidad; 0.21 g/c3 para la mezcla de polipropileno/hule etileno-propileno; 0.17 g/c3 para el polietileno de alta densidad; 0.13 g/c3 para el polipropileno; correspondiendo a un grado máximo de expansión d alrededor de: 270% para el polietileno de baja densidad; 320% para la mezcla de polipropileno/hule etileno-propileno; 460% para el polietileno de alta densidad; 600% para el polipropileno.

Los resultados mostrados arriba indican que a fi de optimizar las características de resistencia al impacto de u recubrimiento expandido de un espesor predeterminado, debe tomarse en cuenta ambas las características de resistenci mecánica del material (en particular su módulo de flexión) ) y e grado de expansión del material. Sin embargo, los valore determinados mediante el aplicar la relación mencionada arriba n deben considerarse como limitantes del alcance de la present invención. En particular, el grado máximo de expansión de lo polímeros que tienen valores de módulo de flexión cercanos a l límites superiores de los intervalos definidos para la variació del número N (es decir 400, 800 y 1000 MPa) puede en realidad se aún mayor que aquel calculado de acuerdo a la relación dad arriba; por tanto, por ejemplo, una capa de polipropileno/hule d etileno propileno de alrededor de 2 mm de espesor (con Mf d alrededor de 800 MPa) aún será capaz de proporcionar l protección de impacto deseada aún con un grado de expansión d alrededor de 200%.

El polímero es usualmente expandido durante fase de extrusión; esta expansión puede ya sea tener lug químicamente por medio de la adición de un compuesto "expanso adecuado, es decir uno el cual es capaz de generar un gas ba condiciones de temperatura y de presión definidas, o puede tom lugar físicamente por medio de la inyección del gas a una presi alta directamente en el cilindro de extrusión.

Los ejemplos de los "expansores" químic adecuados son la asodicarboamida, las mezclas de los ácid orgánicos (por ejemplo ácido cítrico) con carbonatos y/ bicarbonatos (por ejemplo bicarbonato de sodio) .

Los ejemplos de los gases que van a ser inyectado a alta presión en el cilindro de extrusión son el nitrógeno, e dióxido de carbono, el aire y los hidrocarburos de hervido baj tal como el propano y el butano.

La vaina exterior protectora la cual cubre la cap de material expandido puede convenientemente ser del tip normalmente usado. Los materiales para el recubrimiento exterior los cuales pueden ser usados son el polietileno (PE) , e particular el polietileno de densidad media (MDPE) y e polietileno de alta densidad (HDPE) , el cloruro de polivinil (PVC) , las mezclas de elastómeros y similares. El polietileno d densidad media o el cloruro de polivinilo son usado preferiblemente. Típicamente, el material de polímero el cu forma esta vaina exterior tiene un módulo de flexión de ent alrededor de 400 y alrededor de 1200 MPa, preferiblemente entre alrededor de 600 MPa y de alrededor de 1000 MPa.

El solicitante ha observado que la presencia de vaina exterior contribuye a proporcionarla el recubrimiento c las características de resistencia al impacto deseadas, combinación con el recubrimiento expandido. En particular, solicitante ha observado que esta contribución de la vaina a resistencia al impacto para el mismo espesor de recubrimien expandido, aumenta al aumentar el grado de expansión del políme que forma este recubrimiento expandido. El espesor de esta vai exterior es preferiblemente mayor de 0.5 mm, en particular de y 5 milímetros, preferiblemente entre 2 y 4 mm.

La preparación de un cable con una resistencia impacto de acuerdo a la invención está descrita con referencia diagrama de la estructura de cable de la estructura de cable la figura 2, en el cual, sin embargo, los espacios en forma estrella entre los núcleos que van a ser recubiertos est llenados, no directamente con el polímero expandido 10 sino má bien con un rellenador convencional; el recubrimiento expandi es entonces extruído sobre este cable semiprocesado para forma una ceja circular 10a alrededor de este cable semiprocesado y e recubierto subsecuentemente con la vaina de polímero exterior 2 La preparación de los núcleos de cable, es decir el conjunto d conductor 4, la capa semiconductora interior 9, el aislador 5, l capa semiconductora exterior 8, y la rejilla de metal 4, se llev a cabo como se conoce en el arte, como por ejemplo por medio d extrusión. Estos núcleos son entonces atados juntos y lo espacios en forma de estrella son llenados con un materia rellenador convencional (por ejemplo mezclas elastoméricas, fibras de polipropileno y similares) . Típicamente por medio de l extrusión del rellenador sobre los núcleos atados, como par obtener un cable semiprocesado con una sección transversa circular. El recubrimiento del polímero expandido 10 es entonce extruído sobre el material rellenador, preferiblemente, la matri de la cabeza extrusora tendrá un diámetro ligeramente más pequeñ que el diámetro final del cable con el recubrimiento expandido, a fin de permitir al polímero expanderse hacia afuera del extrusor.

Se ha observado que, bajo condiciones de extrusió idénticas (tal como velocidad de girado del tornillo, la velocidad de la línea de extrusión, el diámetro de la cabeza de extrusión y similares) , la temperatura de extrusión es una de las variables de proceso que tiene una influencia considerable sobre el grado de expansión. En general, para las temperaturas de extrusión abajo de 160°C, es difícil el obtener un grado suficiente de expansión; la temperatura de extrusión es preferiblemente por lo menos de 180°C, en particular de alrededor de 200°C. Usualmente, un aumento en la temperatura de extrusió corresponde a un grado superior de expansión.

Además, es posible el controlar en algun extensión el grado de expansión del polímero mediante el actua sobre la tasa de enfriamiento, ya que, mediante el desacelera apropiadamente o mediante el acelerar el enfriamiento si e polímero que forma el recubrimiento expandido en la salida d extrusor, es posible el aumentar o disminuir el grado d expansión de dicho polímero.

Como se mencionó, el solicitante ha observado qu es posible el determinar cuantitativamente los efectos de u impacto sobre un recubrimiento de cable por medio del medir l resistencia al pelado de las capas de recubrimiento de cable, la diferencias entre los valores promedio de esta resistencia a pelado y el valor medido en el punto de impacto que está siend evaluado. En particular, para los cables del tipo de tensió media, con una estructura que comprende una capa semiconductor interior, una capa aislante y una capa semiconductora exterior la resistencia al pelado (y la diferencia relativa) puede medirs ventajosamente entre la capa del material semiconductivo exterio y la capa aislante.

El solicitante ha observado que los efectos de lo impactos severos particularmente a los cuales puede someterse u cable, en particular un cable de tensión media armado, puede reproducirse por medio de una prueba de impacto basada sobre e standard francés HN 33-S-52, en relación a cables armados para l transmisión de energía de alta tensión que permite a una energí de impacto sobre el cable de alrededor de 72 joules (J) .

La resistencia al pelado de la capa recubridor puede medirse de acuerdo a la norma Francesa HN 33-S-52 d acuerdo a la cual la fuerza necesaria para ser aplicada par separar la capa semiconductora exterior de la capa aislante e medida. El solicitante ha observado que mediante el medir est fuerza continuamente en los puntos en los cuales tiene lugar e impacto, son medidos los picos de fuerza los cuales indican un variación en la fuerza cohesiva entre las dos capas. Se observ que estas variaciones están generalmente asociadas con un disminución en la capacidad aislante del recubrimiento. L variación que será apropiadamente más grande entre más pequeño e la resistencia al impacto proporcionada por la cubierta exterio (la cual en el caso de la presente invención) consiste de recubrimiento expandido y la vaina exterior) . El tamaño de l variación de esta fuerza medida en los puntos de impacto, e relación al valor promedio medido a lo largo del cable, por l tanto proporciona una indicación del grado de protecció proporcionado por el recubrimiento protector. En general, la variaciones y la resistencia al pelado de hasta 20-25% e relación al valor promedio se consideran que son aceptables.

Las características del recubrimiento expandid (material) grado de expansión, espesor que pueden se ventajosamente usadas junto con una vaina de polímero exterio protector adecuada pueden ser seleccionadas apropiadamente d acuerdo a la protección de impacto que se intenta proporcionar la estructura de cable subyacente y también dependiendo de la características del material específico usado como aislador y/ semiconductor, tal como la dureza del material, y similares.

Como puede apreciarse a través de la siguient descripción, el cable de la invención es particularmente adecuad para reemplazar cables armados convencionales, debido a la propiedades ventajosas del recubrimiento de polímero expandid con respecto a la armadura de metal. Sin embargo, su uso no deb limitarse a tal aplicación específica. Como un hecho, el cable d la invención puede ser empleado ventajosamente en todas aquella aplicaciones en donde un cable que tiene propiedades resistentes al impacto incrementadas es deseable. En particular, el cable resistente al impacto de la invención puede reemplazar los cables no armados convencionales en todas aquellas aplicaciones en donde hasta ahora, el uso de los cables armados había sido ventajoso pero se había desalentado debido a las desventajas de la armadura de metal.

Unos cuantos ejemplos ilustrativos se dan aquí abajo a fin de describir la invención en mayor detalle.

Blemolo 1 Preparación del cable con el recubrimient expandido A fin de evaluar la resistencia al impacto de u recubrimiento de polímero expandido de acuerdo a la invención, s prepararon varias piezas de prueba mediante el extruir espesore variables de unos pocos polímeros con varios grados de expansió sobre un núcleo compuesto de un conductor de alambres múltiple de alrededor de 14 mm en espesor recubierto con una capa de 0. mm de material semiconductivo, una capa de 3 mm de una mezcl aislante basada sobre hule de etileno-propileno y una cap adicional de 0.5 milímetros de un material semiconductor d "desvestido fácil" basado sobre EVA complementado con negro d humo para un espesor de núcleo total de alrededor de 22 mm.

El polietileno de baja densidad (LDPE) , e polietileno de alta densidad (HDPE) , el polipropileno (PP) , un mezcla de 70/30 por peso mecánica de polietileno de baja densida y de hule natural vulcanizado finamente en polvo (tamaño d partícula de 300-600 µm) (PE-polvo) , polipropileno modificado co hule de etileno-propileno (PP-EPR como una mezcla de 70/30 po peso) se usaron como materiales de polímero que van a se expandidos; estos materiales son identificados en el siguient texto por las letras A E y están descritas en detalle en la Tabl siguiente: El polímero fue expandido químicament alternativamente usando dos compuestos de expansión diferent (CE) , estos compuestos siendo identificados como sigue: El polímero que va a ser expandido y el compues expansor fueron cargados (en proporciones indicadas en la Tabl 2) a una extrusor de tornillo único 25 D de 80 mm (Bandera) este extrusor equipado con un tornillo de transferencia rosca caracterizado por una profundidad en la zona final de 9.6 mm. sistema de extrusión consiste de una matriz macho capaz proporcionar una producción suave del núcleo que va a se recubierto (generalmente con un diámetro el cual es de alrededo de 0.5 mm mayor que el diámetro del núcleo que va a se recubierto) , y una matriz hembra en la cual el diámetro e escogido como para tener un tamaño de alrededor de 2 mm menos qu el diámetro del cable con el recubrimiento expandido; en est forma, el material extruído se expande al salir de la cabeza d extrusión más bien que dentro de la cabeza del extrusor. L velocidad de producción del núcleo que va a ser recubiert (velocidad de la línea de extrusión) se pone como una función de espesor deseado del material expandido (véase la Tabla 2) . A un distancia de alrededor de 500 mm desde la cabeza de extrusió está a una tubería de enfriamiento (conteniendo agua fía) a fi de detener la expansión y enfriar el material extruído. El cabl es entonces enrollado sobre una bovina.

La composición de la mezcla de expansor/materia de polímero y las condiciones de extrusión (velocidad temperatura) se variaron apropiadamente como se describe en l Tabla 2 dada abajo.

Tabla 2 : Mezcla de expansión y condiciones de extrusión Cable No. Material + % y tipo de Velocidad de "* Temperatura de Velocidad de füaea expansor Extrusor (rcv/min) Extrusor ("Q (m/min) A + 2WCE1 6.4 165 A + 2SCE1 11.8 190-180 3 A + 29CE1 5.5 190-180 3 4 A + 2»CE1 6.8 190-180 2 5 A + 2*CE1 6.4 165 1.5 6 A + 0.8 *CE2 5.7 225-200 2 7 C + 0.8XCB2 3.7 200 2 8 C + 0.8KCE2 6.3 200 2 9 E + 1.2*CB2 4.9 225-200 1.8 10 B + 1.2SCB2 8.2 225-200 2 11 D + 2%c 8 225-200 2 ">: La temperatura de extrusión se refiere al cilindro y la cabeza de extrusión. Cuando sólo se da un valor, estas temperaturas so idénticas. En la zona inicial del extrusor, la temperatura es de alrededor d 150°C La muestra 1 no sufrió expansión, presumiblement debido a que la temperatura del extrusor fue muy baja (165°C) similares por la misma razón la muestra 5 sufrió una expansió limitada (sólo 5%) .

El cable con el recubrimiento expandido fu entonces frecuentemente recubierto con una vaina convencional d polietileno de densidad media (CE 90 - Materie Plastich Bresciane) de espesor variable. (Véase la Tabla 3) por medio d métodos de extrusión convencionales, obteniendo por tant muestras de cable con las características definidas en la Tabl 3 ; el cable No. 1, en el cual el polímero no sufrió expansión, fue tomado como un recubrimiento de polímero no expandid comparativo. En la Tabla 3, también da, para propósito comparativos, las características de un cable careciendo de llenado expandido y recubierto sólo con la vaina exterior (cabl No. 0).

Tabla 3: Características del recubrimiento Cable Grado de expansión Espesor del Espesor de la No. del relleno (%) relleno (mm) vaina (mm) 0 - 0 3 1 0 1 3 2 31 4.3 3 3 61 1 3 4 48 2.5 3 5 3 3 6 35 2 2 7 52 2 2 8 29 3 2.2 9 23 2.5 2 78 4 2 En una manera similar a aquélla descrita arrib usando un recubrimiento de polímero expandido con un módu flexural de 600 MPa consistiendo de polipropileno modificado c alrededor de 30% un hule EPR, otras muestras de cable 6 fuer preparadas como se reportó en la Tabla 4 (ejemplos 12-17) ; Tabla 4 también da dos ejemplos comparativos de cables c recubrimiento expandido pero careciendo de la vaina exteri (Ejemplos 16a y 17a) .

Tabla 4: Características de recubrimiento Cable Grado de expansión Espesor del Espesor de la No. del relleno (%) relleno (mm) vaina (mm) 12 71 3 1.9 13 22 2 2 14 167 3 1.8 124 2 2 16 56 2 2 16a 56 2 - 17 84 2 2 17a 84 2 - Pruebas de Resistencia de impacto A fin de evaluar la resistencia de impacto de lo cables preparados de acuerdo al ejemplo 1, las pruebas de impact se llevaron a cabo sobre el cable con la evaluación subsecuent del daño. Los efectos del impacto fueron evaluados ambos po medio del análisis visual del cable y por medio de la medición d la variación en la resistencia al pelado de la capa del materia semi-conductivo en el punto de impacto. La prueba de impacto s basó sobre el standard francés HN 33-S-52, el cual proporcion una energía de impacto sobre el cable de alrededor de 72 joule (J) , que se obtuvo mediante el tirar un peso de 27 kilogramo desde una altura de 27 centímetros para la presente prueba, ta energía de impacto se produjo mediante una caída de un peso de kilogramos desde una altura de 97 centímetros. El extremo d impacto del peso se proporcionó con una cabeza perforadora de u borde redondeado de forma de V (un radio de curvatura de 1 mm) Para los propósitos de la presente invención, la resistencia a impacto se evaluó sobre un impacto único. Para las muestras 6-12 la prueba se repitió una segunda vez una distancia de 100 m desde la primera.

La resistencia al pelado se midió de acuerdo a l norma francesa HN 33-S-52 de acuerdo a la cual la fuerz necesaria que se debe aplicar a fin de separar la cap semiconductiva exterior de la capa aislante se midió. Mediante medir esta fuerza continuamente, los picos de fuerza son medi en los puntos en los cuales ocurrió el impacto. Para cada pi de prueba, en el punto de impacto, se midió un pico de fue "positivo" correspondiendo a un aumento en la fuerza (en relac al valor promedio) requerido para separar las dos capas, y pico de fuerza "negativo" (disminución en relación al va promedio) . Desde la diferencia entre el máximo (Fmax) y el mín (Fmin) de los picos de fuerza medidos, la variación máxima en resistencia al pelado en el punto del impacto se obtuvo.

La variación en la resistencia al pelado es tanto calculada mediante el determinar la proporción porcentaje entre la diferencia arriba mencionada (Fmax-Fmin) y valor de resistencia al pelado promedio medido para el cab (F<>) , de acuerdo a la siguiente relación: % variación = 100 (Fmax-Fmin) /F<> El tamaño de la variación de esta fuerza medida los puntos de impacto, en relación al valor promedio medido a largo del cable por tanto da una indicación del grado protección proporcionado por el recubrimiento expandido. general, las variaciones de hasta 20-25% se consider aceptables. La tabla 5 da los valores de la variación en resistencia al pelado para las muestras 0-17a.

Tabla 5: % de variación en la resistencia al pelado Cable Primera prueba Segunda prueba 0 62 78 1 40 - 2 18 - 3 27 - 4 13 - 5 21 - 6 17 23 7 9 12 8 4 5 9 19 15 10 9.8 12.5 11 4.3 2.5 12 7 14 13 16 17 14 14 12 15 10 10 16 16 18 16a 30 55 17 15.5 13 17a 116 103 Como se ve en la Tabla 3, para la muestra 1 (l cual no fue obtenida una expansión) , el porcentaje de variació en la resistencia de pelado es extremadamente alto; esto indic que un polímero no expandido tiene una capacidad decididament más baja para absorber los impactos que una capa de un espeso idéntico del mismo polímero el cual está expandido (véase e ejemplo 3, con un recubrimiento de 61% expandido). La muestra mostró una variación en la resistencia al pelado la cual es ligeramente arriba de 25% del valor límite; la resistencia impacto limitada proporcionada por la muestra puede atribuirs principalmente al espesor, de sólo un milímetro, de recubrimiento expandido, en relación a el espesor de 2-3 mm d las otras muestras.

La muestra 5 con un espesor de recubrimiento de mm, tiene un valor superior de resistencia al pelado debido a grado bajo de expansión del polímero (5%) , demostrando por tant la resistencia al impacto limitada proporcionada por u recubrimiento con un grado bajo de expansión. La muestra 4 aú cuando tiene un espesor de material extendido el cual es meno que aquél de la muestra 5 (2.5 mm) en oposición a 3 mm) n obstante tiene una resistencia al impacto superior, con un variación en la resistencia al pelado de 13% en comparación co 21% para la muestra 5 demostrando por tanto el hecho de que u grado superior de expansión proporciona una resistencia a impacto superior.

Mediante el comparar la muestra 13 con la muestr 15, se ve como un incremento en el grado de expansión de polímero (de 22 a 124%) para el mismo espesor de la capa d material expandido y de la vaina exterior, involucra un aument en la resistencia al impacto del recubrimiento (yendo de desd 16-17% a 10% de variación en la resistencia al pelado) . Est tendencia es confirmada mediante el comparar la muestra 16 con l muestra 17. Sin embargo, mediante el comparar las muestras 16a 17a (sin la vaina exterior) con las muestras respectivas 16 y 17, puede verse como la contribución proporcionada por la vain exterior hacia la protección al impacto aumenta al aumentar e grado de expansión.

EJEMPLO 3 Prueba de comparación de resistencia al impacto con el cabl armado El cable No. 10 se ha probado en contra de u cable armado convencional a fin de verificar la eficiencia de l resistencia al impacto de la capa de recubrimiento expandido.

El cable armado tiene el mismo cable que el cable No. 10 (por ejemplo un conductor de alambres múltiples de alrededor de 14 mm en espesor recubierto con una capa de 0.5 mm de un material semiconductor, una capa de 3 mm de una mezcla aislante basada sobre EPR y una capa adicional de 0.5 mm de un material semiconductivo de "desvestido fácil" basado sobre EVA complementado con negro de humo, para una espesor de núcleo total de alrededor de 22 mm) . Dicho núcleo está rodeado, desde el interior hacia el exterior del cable por: a) una capa de material de relleno a base de hu alrededor de un espesor de alrededor de 0.6 mm; b) una vaina de PVC de alrededor de un espes de 0.6 mm; c) dos cintas de acero de armado de alrededor 0.5 mm de espesor cada una; d) una vaina exterior de polietileno de densid media de alrededor de 2 mm de espesor.

Para la prueba de comparación, se ha empleado u máquina dinámica del tipo de peso que cae (CEAST, modelo 6758) Dos juegos de prueba se han llevado a cabo mediante el dejar cae 11 kilogramos de peso desde una altura de 60 cm (energía d impacto de alrededor de 54 joules) y 20 centímetros (impacto d energía de alrededor de 21 joules) , respectivamente, el peso s proporcionó en su extremo de impacto con una cabeza semiesféric de alrededor de 1 radio de 10 mm.

La deformación resultante de los cables est mostrada en las figuras 4 y 5 (50 cm y 20 de altur respectivamente) , en donde el cable de acuerdo a la invenció está indicado con a) mientras que el cable armado convenciona está indicado con b) .

La deformación del núcleo se ha medido a fin evaluar los daños de la estructura de cable. Como una materia hecho, las deformaciones superiores de la vaina semiconductor aislante-semiconductora son más factibles de provocar defect eléctricos en las propiedades aislantes del cable. Los resultad están reportados en la Tabla 6.

Tabla 6: por ciento de reducción de la capa semiconducto después del impacto.

Como es evidente de los resultados reportados e la Tabla 6, el cable de la invención muestra un funcionamiento d resistencia de impacto mejores que un cable armado convencional

Claims (28)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S Un cable de transmisión de energía q comprende : a) un conductor; b) por lo menos una capa de un recubrimien aislante compacto colocada alrededor de dicho conductor; c) un recubrimiento hecho de un material polímero expandido colocado alrededor del recubrimiento aislan compacto, en donde dicho material de polímero tiene módulo de flexión predeterminado y un grado predeterminado expansión como para impartir protección a los impactos a recubrimiento aislante subyacente.
2. 2. El cable tal y como se reivindica en cláusula 1, caracterizado porque el recubrimiento del material polímero expandido es obtenido de un material de polímero cual, antes de la expansión tiene un módulo de flexión a temperatura ambiente, medido de acuerdo a la norma ASTM de 790 por lo menos de 200 MPa.
3. 3. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 2, caracterizado porque dicho módulo de flexiones d entre alrededor de 400 MPa y 1800 MPa.
4. 4. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 2, caracterizado porque dicho módulo de flexión es d entre 600 MPa y 1500 MPa.
5. 5. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque el grado de expansión de dich material de polímero es de desde alrededor de 20% alrededor d 3000%.
6. 6. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque el grado de expansión de dich material de polímero es desde alrededor de 30% a alrededor d 500%.
7. 7. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque el grado de expansión de dich material de polímero es de desde alrededor de 50% a alrededor d 200%.
8. 8. El cable tal y como se reivindica en una cualesquiera de las cláusulas precedentes 1 a 7, caracterizad porque el recubrimiento de material de polímero expandido tien un espesor de 0.5 mm.
9. 9. El cable tal y como se reivindica en una cualesquiera de las cláusulas precedentes 1 a 7, caracterizad porque dicho recubrimiento de material de polímero expandid tiene un espesor de entre 1 y 6 mm.
10. 10. El cable tal y como se reivindica en una cualesquiera de las cláusulas precedentes 1 a 7, caracterizad porque el recubrimiento del material de polímero expandido tien un espesor de entre 2 y 4 mm.
11. 11. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque dicho material de polímer expandido es escogido de polietielno (P) de polietileno de baj densidad (LDPE) , de polietileno de densidad media (MDPE) , d polietileno de alta densidad (HDPE) y de polietileno de baj densidad lineal (LLDPE) ; de polipropileno (PP) ; de hule d etileno-propileno (EPR) , de copolímero de etileno-propilen (EPM) , de terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) ; de hul natural; de hule butilo; de copolímero de etileno/vinil acetat (EVA) ; de poliestireno, de copolímero de etileno/acrilato, d copolímero de etileno/metil acrilato (EMA) , de copolímero d etileno/etil acrilato (EEA) , de copolímero de etileno/butil acrilato (EBA) ; de copolímero de etileno/a-olefina; de resinas acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) ; de polímero halogenado de cloruro de polivinilo (PVC) ; de poliuretano (PUR) ; d poliamida; de poliéster aromático, de tereftalato de polietilen (PET) , de tereftalato de polibutileno (PBT) ; y de copolímeros de mezclas mecánicas de los mismos.
12. 12. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque dicho material de polímer expandido es un polímero de poliolefina o un copolímero basad sobre polietileno y/o polipropileno.
13. 13. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 1, caracterizado porque dicho material de polímer expandido es un polímero de poliolefina o un copolímero basad sobre polietileno y/o polipropileno modificado con hule etileno propileno.
14. 14. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 13, caracterizado porque dicho material de polímer expandido es polipropileno modificado con hule etileno-propilen (EPR) , la proporción por peso de polipropileno/hule etileno propileno es de entre 90/10 y 50/50.
15. 15. El cable tal y como se reivindica en l cláusula 14, caracterizado porque dicha proporción por peso d polipropileno/hule-etileno-propileno es de entre 85/15 y 60/40
16. 16. El cable tal y como se reivindica en cláusula 14, caracterizado porque dicha proporción por peso polipropileno/hule etileno-propileno es de alrededor de 70/30
17. 17. El cable tal y como se reivindica en cláusula 12, caracterizado porque dicho polímero de poliolefi o copolímero basado sobre PE y/o PP también contiene una cantid predeterminada de hule vulcanizada en forma de polvo.
18. 18. El cable tal y como se reivindica en cláusula 17, caracterizado porque la cantidad predeterminada hule vulcanizado en forma de polvo es de entre 10% y 60% del pe del polímero.
19. 19. El cable tal y como se reivindica en una cualesquiera de las cláusulas precedentes 1 a 18 , caracteriza porque dicho cable comprende una vaina de polímero exterior.
20. 20. El cable tal y como se reivindica en cláusula 19, caracterizado porque dicha vaina está en contac con el recubrimiento de polímero expandido.
21. 21. El cable tal y como se reivindica en l cláusulas 19 o 20, caracterizado porque dicha vaina tiene espesor de más de 0.5 mm.
22. 22. El cable tal y como se reivindica en la cláusulas 19 o 20, caracterizado porque dicha vaina tiene u espesor de entre 1 y 5 mm.
23. 23. Un método para impartir una resistencia a impacto a una estructura interior de un cable de transmisión d energía, el cual comprende el colocar alrededor de dich estructura interior un recubrimiento que comprende un material d polímero expandido que tiene un módulo de flexión predeterminad y un grado de expansión predeterminado.
24. 24. El método tal y como se reivindica en l cláusula 23, caracterizado porgue comprende un recubrimiento de recubrimiento expandido con una vaina de polímero exterior.
25. 25. El uso de un material de polímero expandid para impartir resistencia al impacto aun cable de transmisión d energía.
26. 26. Un método para evaluar la resistencia a impacto de un cable que comprende por lo menos un recubrimient aislante el cual consiste de: a) medir la resistencia al pelado promedio d dicha capa aislante; b) someter el cable a un impacto de una energ predeterminada; c) medir la resistencia al pelado de dicha ca aislante en el punto de impacto; d) verificar que la diferencia entre resistencia al pelado promedio y la resistencia al pelado medi en el punto de impacto es de menos que un valor predeterminad
27. 27. El método tal y como se reivindica en cláusula 26, caracterizado porque la resistencia al pelado medida entre la capa de recubrimiento aislante y la capa d recubrimiento semiconductivo.
28. 28. El método tal y como se reivindica en l cláusula 27, caracterizado porque la diferencia entre l resistencia pelado al promedio y la aquélla medida en el punto impacto es de menos de 25%. R E S U M E La presente invención se refiere a recubrimiento para cables el cual es capaz de proteger el cabl en contra de los impactos accidentales. Mediante el insertar la estructura de un cable de transmisión de energía, recubrimiento adecuado de un polímero expandido de un espeso adecuado, preferiblemente en contacto con la vaina recubrimiento de polímero exterior, es posible el obtener u cable en cual tiene una resistencia al impacto superior. E solicitante ha observado además que un material de polímer expandido usado como un recubrimiento para cable se hace posibl el obtener una resistencia al impacto superior para este cabl que usando un recubrimiento similar basado sobre el mism polímero el cual no está expandido. Un cable con un recubrimient de este tipo tiene varias ventajas sobre un cable convenciona con una armadura de metal, tal como, por ejemplo, u procesamiento más fácil, una reducción en el peso y dimensione del cable terminado y un impacto ambiental más bajo en relació al reciclado del cable una vez que su ciclo de trabajo se h acabado.