NL8000084A - Werkwijze voor de vervaardiging van een langswaterdichte kabel alsmede de aldus verkregen langswaterdichte kabel. - Google Patents

Description

' ^ * # PHK 134 1 NKF Groep B.V.

•'Werkwijze voor de vervaardiging van een langswaterdichte kabel alsmede de aldus verkregen langswaterdichte kabel”.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een langswaterdichte kabel welke een aantal binnen een ommanteling gelegen aders bevat, waarbij in de ruimte tussen de aders onderling en tussen de 5 aders en de ommanteling een vloeibaar afdichtingsmengsel dat een vulkaniseerbare silikonenrubber, een verdunnings-middel en een vulstof bevat, wordt aangebracht, hetwelk na vulkanisatie van de rubber een waterdichte stop vormt.

Een dergelijke werkwijze is onder meer beschreven in 10 de Nederlandse octrooiaanvrage 7705840 ten name van Aanvraagster. Voor het verkrijgen van goede resultaten is de keuze van de ingrediënten van het silikonenrubber bevattende afdichtingsmengsel van grote betekenis.

Vooral de vulstof en de verenigbaarheid van de vul-15 stof met de andere ingrediënten van het afdichtingsmengsel hebben een belangrijke invloed op de eindresultaten d.w.z. op de mate van langswaterdichtheid ook op langere termijn en het behoud van een flexibel karakter van de kabel.

De tot dusver in silikonenrubber bevattende af-20 dichtingsmengsels toegepaste vulstoffen zoals pyrogeen- kiezelzuur, krijt, talk, kwartsmeel en klei hebben alle nadelen die vooral verband houden met de verwerkingseigenschappen van het afdichtingsmengsel, de hechtkarakteristiek van het afdichtingsmiddel na vulkanisatie van de rubber en 25 de elektrische eigenschappen vein de aangebrachte waterdichte stop.

De huidige uitvinding verschaft een werkwijze waarmede op optimale wijze langswaterdichte kabels met goede elektrische eigenschappen vervaardigd kunnen worden.

30 Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking O op een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort die hierdoor is gekenmerkt dat als vulstof een zout afgeleid 1 \ van een twee- of driewaardig metaal en van een hoger vet- \ 80 0 0 0 84 W-~’ τ PHK 134 2 zuur of van een mengsel van hogere vetzuren wordt toegepast of een mengsel ervan.

Een voorbeeld van een geschikte vulstof is aluminiums tearaat, aluminiumpalmitaat, zinkstearaat of zink-5 palmitaat.

Bijzonder goed toepasbaar is een aardalkalimetaal-zout van een hoger vetzuur of een mengsel van hogere vetzuren. Een voorbeeld hiervan is calciumpalmitaat. Zeer goede resultaten worden bereikt met calciumstearaat. Dit zout kan 10 in zuivere vorm worden toegepast. Het verdient de voorkeur, vanwege de gunstige prijsstelling, het in de handel onder de benaming "calciumstearaat” verkrijgbare technische mengsel · van calciumzouten van hogere vetzuren toe te passen dat globaal de volgende samenstelling heeft: 0^-0,5^5 — 0,5$ 15 Ci4-2,5£; C15-1,0*j Ci6-47$; C1?-4,5^ï Ci8-38$; Cl8(olie-zuur)-5,0$; C^-1,0^ en c20-°>5#.

Onder de benaming "hoger vetzuur" wordt een ali-fatische of olefinisch carbonzuur met 12-24 koolstofatomen verstaan.

20 In het in de werkwijze volgens de uitvinding toege paste afdichtingsmengsel wordt bij voorkeur silikonenolie als verdunningsmiddel gebruikt.

Uitstekende resultaten worden in het bijzonder bereikt bij toepassing van een afdichtingsmengsel dat 15-25 25 gew.$ vulkaniseerbare silikonenrubber, 35-45 gew.$ silikonenolie en 35-45 gew.$ calciumstearaat bevat.

De viscositeit van dit afdichtingsmengsel kan door verandering van de gewichtspercentages van de verschillende ingrediënten binnen de bovengenoemde grenzen, worden ge-30 varieerd. Gemiddeld genomen heeft het afdichtingsmengsel een gunstige, relatief lage viscositeit, met een minimale waarde van omstreeks 1500 m Pa.S, in combinatie met een relatief hoge zwichtspanning die zelfs een waarde groter dan 200 N/m kan bereiken. De zwichtspanning (T<r) is de 35 maximale schuifspanning in een laagje vloeistof met dikte x, G\ waarbij de snelheidsverandering / dx de waarde nul heeft.

Verrassenderwijs is gebleken dat de viscositeit en de zwichtspanning in gunstige zin beïnvloed worden door het 800 00 84 * 4 * . · PHK 134 3 gekozen mengproces van de ingrediënten van het afdichtings- mengsel. Zo is in proeven vastgesteld dat een door roeren verkregen homogeen mengsel van 20 gew.$ silikonenrubber, 40 gew.$ silikonenolie en kO gew.$ calciumstearaat een 5 viscositeit van 3000 m Pa.s en een zwichtspanning van 2 80 N/m heeft. Na een intensieve mengbewerking bleek de viscositeit te zijn afgenomen tot omstreeks 1500 m Pa.s en de zwichtspanning toegenomen tot 230 N/m .

De gunstige combinatie van betrekkelijk lage vis-10 cositeit en hoge zwichtspanning maakt het bij uitstek mogelijk het afdichtingsmengsel door middel van een spuit-techniek in de gerede kabelziel, dat is het geheel van samengeslagen geïsoleerde geleiders, blaksgewijs aan te brengen. Zo kan men op regelmatige afstanden, bij voorbeeld 15 om de 1 of 2 meter kabellengte, één afdichtingsstop aanbrengen met een lengte-afmeting van bijvoorbeeld 20 cm.

Het afdichtingsmengsel kan vanaf de omtrek van de kabelziel door een spuittechniek tot in het hart van de kabelziel worden ingebracht zonder dat daarbij het afdichtings-20 mengsel in de lengterichting (axiaal) van de kabelziel over een te grote afstand wegvloeit en zonder dat het mengsel uit de kabelziel druipt. Bedacht moet worden dat de stromingsweerstand van de kabelziel in axiale richting beduidend lager is dan die in radiale richting.

25 Een ander verrassend aspect van het voormelde af dichtingsmengsel is dat na vulkanisatie van de silikonenrubber voldoende hechting op de materialen van de om-manteling wordt verkregen. Het resultaat is een vormvaste, doch soepele stop die vanwege de juist voldoende hechting 30 een blijvende langswaterdichtheid met behoud van voldoende flexibiliteit bewerkstelligt.

De in het afdichtingsmiddel toegepaste vulstof is voldoende zacht om geen ongewenste slijtage van de inspui tappatatuur te veroorzaken. Voorts wordt ondanks de grote hoeveelheid vulstof die in het afdichtingsmiddel is J verwerkt, na vulkanisatie een soepele, zachte rubberstop verkregen die geen stoffen bevat die in storende hoeveel-4 heden kunnen uitzweten. De vulkanisatietijd van de in het I 800 0 0 84 v~ -v · PHK 13k k middel verwerkte silikonenrubber welke afhangt van het percentage van de toegepaste katalysator en vernetten wordt niet ongunstig beïnvloed door de vulstof. Ook de dielek-trische eigenschappen van de toegepaste rubber worden in 5 tegenstelling tot de meeste bekende vulstoffen, slechts in geringe mate beïnvloed door de volgens de uitvinding gebruikte vulstof.

Een verder voordeel van de toegepaste vulstof is het gunstige soortelijke gewicht dat slechts in geringe mate 10 verschilt van het soortelijk gewicht van de andere bestanddelen in het voornoemde afdichtingsmengsel waardoor bij opslag of tijdens gebruik van het afdichtingsmengsel geen ontmenging en in het bijzonder geen uitzakking van de vulstof optreedt. Het afdichtingsmengsel bevat voorts geen 15 voor de gezondheid schadelijke stoffen en tast het kunststof isolatiemateriaal van de aders en de materialen van de ommanteling niet aan.

Het afdichtingsmengsel is geschikt voor toepassing bij alle gangbare materialen voor aderisolatie,o.a. poly-20 theen en P.V.C. Het mengsel kan worden gebruikt bij symmetrische kabels met paren en stergroepen in lagen- en bundelopbouw en voor het opvullen van ruimten tussen coaxiale pijpen. De aders kunnen van isolatie voorziene elektrische geleiders zijn zoals bijvoorbeeld koperdraad, 25 maar ook optische lichtgeleiders. De ommanteling van de kabelziel kan op verschillende doch traditionele wijze zijn opgebouwd. Veelal bevat de ommanteling een om de kabelziel met overlap gewikkelde kunststoffolie in het bijzonder een polyesterfolie die op zijn beurt met één of meerdere 30 kunststofmantels van bijvoorbeeld polytheen is afgedekt.

Tussen de kunststofmantels kan voorts ter verkrijging van een radiale waterdichtheid en/of verhoogde treksterkte een metaalmantel zoals een lood- of aluminiummantel zijn aangebracht, desgewenst in combinatie met andere lagen zoals 35 een laag van gewikkelde folie. Tussen de lagen van de om- \mantëling kan afdichtingsmengsel worden aangebracht.

In een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt een afdichtingsmengsel 800 0 0 84 o __________ PHK 134 5

. · - V

» * zoals bovenstaande is vermeld, toegepast ,dat 15-25 gew.$ van een bij kamertemperatuur vulkaniseerbare meercompo-nenten-silikonenrubber bevat die bij vulkanisatie een additiereactie vertoont waarbij geen laagmoleculaire 5 reactieproducten worden gevormd.

Een dergelijke rubber is als zodanig onder bijvoorbeeld de handelsnaam Siloprene bekend. De rubber bevat in het bijzonder een rubbercomponent op basis van polydime-thylsiloxaan met eindstandige vinylgroepen (Siloprene U), 10 een vernetter op basis van een polysiloxaan met reactive waterstofatomen (Siloprene SIH) in een maximaal gewichts-percentage van 1$ en een platina katalysator (Siloprene Pt) in een maximaal gewichtspercentage van 0,02$. De rubber kan voorts een kleurstof bevatten. Deze bekende rubber 15 wordt als gietrubber aanbevolen.

Het zou op zich aantrekkelijk zijn deze rubber als waterstopmateriaal in kabels toe te passen, omdat geen laagmoleculaire producten vrijkomen die de materialen van de aderisolatie en van de ommanteling kunnen aantasten.

20 Evenwel hecht de rubber als zodanig of in combinatie met de gebruikelijke vulstoffen niet op de genoemde materialen zodat geen afdoende langswaterdichtheid kan worden verkregen.

Verrassenderwijs wordt wel voldoende hechting ver-25 kregen indien de rubber wordt toegepast in het in de werkwijze volgens de uitvinding gebruikte afdichtingsmiddel dat behalve de rubber 35-45 gew.$ calciumstearaat en 35-45 gew.$ silikonenolie bevat.

Het in de werkwijze volgens de uitvinding toege-30 paste afdichtingsmiddel wordt bij opslag verdeeld in twee afzonderlijke componenten die ieder een deel van de rubber-component, het verdunningsmiddel en de vulstof bevatten waarbij de ene component de vernetter bevat en de andere component de katalysator. Beide componenten afzonderlijk 35 zijn gedurende lange tijd houdbaar. Het na menging verkregen afdichtingsmengsel is bij kamertemperatuur vulkaniseerbaar en nog gedurende één dag verwerkbaar.

\ De uitvinding wordt aan de hand van het uitvoerings- ' 800 0 0 84 PHK 134 6 . voorbeeld nader toegelicht.

Uitvoeringsvoorbeeld;

Aan 20 kg. van een silikonenrubber op basis van polydimethylsiloxaan, die onder de handelsnaam Siloprene U 5 door Bayer op de markt wordt gebracht, worden 40 kg. sili-konenolie met handelsnaam Baysilon M 25 en 40 kg. technisch calciumstearaat toegevoegd. Het geheel wordt gedurende één uur gemengd, waarbij een eerste portie van 100 kg. mengsel wordt verkregen. Op overeenkomstige wijze wordt een tweede 10 portie van 100 kg. vervaardigd. Aan de eerste portie wordt 2 kg. vernetter (polysiloxaan met handelsnaam Siloprene SIH) toegevoegd, alsmede 400 g van een blauwe phthalocyanine kleurstof. Na 1 uur mengen heeft men de zogenaamde V-com-ponent (vernetter component) verkregen. De tweede portie van 15 100 kg. wordt voorzien van 30 g van een platina katalysator met handelsnaam Siloprene Pt. Na mengen wordt de zogenaamde K-component (katalysator component) verkregen.

De V- en K-component worden vervolgens bijvoorbeeld in een kogelmolen gemengd. Het verkregen afdichtings-20 mengsel dat na ongeveer één week geheel is gevulkaniseerd heeft een viscositeit van ca. 3000 m Pa.s en een zwicht- 2 spanning van ca. 80 N/m .

Het afdichtingsmengsel wordt als volgt bloksgewijs aangebracht in een telefoniekabel.

25 De kabelziel van een telefoniekabel bestaande uit 50 stergroepen van aders die een koperdraad met een diameter van 0,5 mm bevatten alsmede een om de koperdraad aangebrachte isolatielaag van polytheen met een dikte van 0,32 mm, werd opgebouwd door om een kern bestaande uit 4 30 stergroepen, lagen van achtereenvolgens 10, 15 en 21 stergroepen met afwisselend linkse en rechtse schroefgang aan te brengen.

Het bovengenoemde afdichtingsmengsel wordt op regelmatige afstanden van 2 m over een lengte van 20 cm in de kabelziel aangebracht door het mengsel vanaf het buitenoppervlak tot in de kern van de kabelziel in te spuiten. Hierbij wordt de ruimte tussen de aders volledig gevuld.

\ Rondom de kabelziel wordt met overlap een polyesterfolie 800 00 84 PHK 134 7 * V* gewikkeld die aan de buitenzijde voorzien is van een kleefmiddel dat hecht op het binnenoppervlak van de vervolgens door extrusie aangebrachte polytheen binnemnantel.

Op de binnemnantel wordt het afdichtingsmengsel aange-5 bracht en vervolgens een met overlap gevouwen aluminiumfolie die aan het buitenoppervlak voorzien is van een kleefmiddel dat hecht op de vervolgens aangebrachte polytheen tussenmantel. Tot slot wordt om de tussenmantel een laag pantserdraden geslagen die de kabel tegen beschadigingen 10 beschermt.

15 20 25 30 35 I 800 0 0 84 ' 3i

Claims (4)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een langswater-dichte kabel welke een aantal binnen een ommanteling gelegen aders bevat, waarbij in de ruimte tussen de aders onderling en tussen de aders en de ommanteling een vloei- 5 baar afdichtingsmengsel dat een vulkaniseerbare silikonen-rubber, een verdunningsmiddel en een vulstof bevat, wordt aangebracht hetwelk na vulkanisatie van de rubber een waterdichte stop vormt met het kenmerk dat als vulstof een zout afgeleid van een twee- of driewaardig metaal en van een 10 hoger vetzuur of van een mengsel van hogere vetzuren wordt toegepast of een mengsel ervan.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat een aardalkalimetaalzout van een hoger vetzuur of een mengsel van hogere vetzuren wordt toegepast. 15 3· Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk dat als vulstof technisch calciumstearaat wordt toegepast. k. Werkwijze volgens conclusie 1 en 3 met het kenmerk dat een afdichtingsmengsel wordt toegepast dat 15-25 gew.$ vulkaniseerbare silikonenrubber, 35-^5 gew.$ silikonenolie 20 en 35-^-5 ge w.$ calciums tearaat bevat.

5· Werkwijze volgens conclusie ¾ met het kenmerk dat 15-25 gew.$ van een bij kamertemperatuur vulkaniseerbare meercomponenten-silikonenrubber wordt toegepast die bij vulkanisatie een additiereactie vertoont waarbij geen laag-25 moleculaire reactieproducten worden gevormd.

6. Langswaterdichte kabel verkregen door toepassing van de werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies 1-5· 30 35 _____' \ 800 00 84