NO154299B - Plastlaminat. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en kabel med en omhylling som omgir en leder.

Generelt består omhyllinger på kabler av et enkelt, vesentlig homogent materiale.

For anvendelser i grunnen benyttes i alminnelighet polyvinylklorid som omhylling for kraftinstallasjoner og polyetylen for kommunikasjonskabler. Polyvinylklorid anbefales ikke for kommunikasjonskabler fordi fuktighet kan trenge inn i polyvinylklorid ved en langt høyere hastighet enn med polyetylen. Polyvinylklorid er også ofte mottagelig for dannelse av små hull under behandling, hvilket tillater inntrengning av fuktighet. Når det gjelder kraftkabler, så overkommer varmetap fra lederne dette problem, men for kommunikasjonskabler er krafttapet minimalt, og problemer kan oppstå.

Begge typer av omhyllinger er generelt mottagelige for

skade under installasjon f.eks. ved at de trekkes inn i kanaler eller påvirkes av fyllmaterialer når de graves direkte ned i grunnen. Skade på omhyllingen kan eksponere den indre delen av kablen for omgivelsene.

For å takle disse problemer har det vært foreslått å til-veiebringe pansermetall i kabelen for å øke tykkelsen på den ytre omhylling eller å benytte et meget hardt slitasje-bestandig materiale for omhylling. Ingen av disse forslag representerer imidlertid et effektivt middel når det gjelder de ovennevnte ulemper, og dessuten resulterer de alle i en kabel som er mye mindre fleksibel. I tillegg øker bruken av pansermetall og tykkere omhyllinger størrelsen på kabelen slik at den blir vanskeligere å lede gjennom kanaler og andre avgrensede rom.

US patent 3.422.215 beskriver isolasjon for kabelledere,

og har til hensikt å dra nytte av egenskapene til polytetrafluoretylen og trifluormonokloretylen som lett lar seg skille

fra lederne, men som er mykt og kostbart, og til polyimider som er relativt sterkt og billig, men vanskelig å skille fra lederne. Isolasjonen som foreslås, har tre lag, hvor det første og det tredje laget er av polytetrafluoretylen eller trifluormonokloretylen og et mellomliggende lag av polyimid mellom det første og det tredje laget. Polyimidet er bundet til det første eller det tredje laget ved hjelp av et belegg av fluorert etylenpolymer påført på overflaten av polyimidlaget.

En lignende konstruksjon er beskrevet i US patent 3.616.177, nemlig isolasjon for en kabelleder som har et ytre lag av polytetrafluoretylen bundet til en side av et kjernelag av polyimid og et indre lag av polytetrafluoretylen og eventu-elt fluoretylen-kopolymer bundet til den andre siden av kjernelaget. Disse isolasjonselementer er ikke egnet som kabelomhyllinger. Det myke, ytre lag av polytetrafluor-

etylen har meget liten motstand mot slitasje og ville bli adskilt fra de underliggende lag under installasjon, dersom anordningen skulle benyttes som en omhylling. I praksis ville isolasjonsanordningen i US patent 3.616.177 måtte dekkes med en kabelomhylling.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en kabel med en omhylling som omgir en leder, hvor omhyllingen utgjør kabelens ytterste del og omfatter tre lag bundet sammen, kjenne-tegnet ved at omhyllingen innbefatter et fleksibelt, relativt mykt indre lag av LD-polyetylen, et relativt hardt slitasje-bestandig ytre lag av polypropylen med lave friksjons-egenskaper, idet tykkelsen av det ytre laget av polypropylen ikke er slik at kabelens fleksibilitet vesentlig begrenses,

og et mellomliggende lag som intimt sammenbinder det indre og det ytre laget uten noe ytterligere bindemiddel hvor det mellomliggende lag er en blanding av nevnte polyetylen benyttet i det indre laget og nevnte polypropylen benyttet i det ytre laget.

Mengden av de to materialer i det mellomliggende lag som binder det indre og det ytre lag sammen, har fortrinnsvis likt volum, men gode resultater kan oppnås med ulike mengder .slik som i området fra 65:35 til 35:65 volumdeler, fortrinnsvis i området fra 60:40 til 40:60 volumdeler. Det mellomliggende lag kan inneholde additiver for å tilfreds-stille spesielle tekniske krav. Omhyllingen blir fortrinnsvis dannet ved suksessiv behandling av det første laget,

det mellomliggende lag og det andre laget og så videre for flere lag. Hvert lag blir fortrinnsvis avsatt på det foregående lag mens det befinner seg i plastisk tilstand og helst mens det foregående lag også befinner seg i plastisk tilstand. Lagene kan ekstruderes; de kan dannes i en enkel ekstruderingsoperasjon hvori det andre og etter-følgende lag ekstruderes på det forutgående lag i plastisk tilstand eller i en flertrinnsoperasjon der lagene ekstruderes på forutgående lag som har herdet. Vanlige former av kraft- og informasjonsførende kabler inkluderer en kombina-sjon av ledende og ikke-ledende materialer omgitt av en utvendig omhylling av ikke-ledende plast.

Gjennom oppfinnelsen oppnås en kabel med en omhylling som har et ytre lag med de ønskede utvendige egenskaper slik som god slag- og slitebestandighet. Det ytre laget er relativt tynt sammenlignet med et mykere indre lag slik at bøyelighet eller fleksibilitet bevares. De harde ytre og indre myke lag er bundet fast sammen, og dette er viktig fordi hvis de ikke er bundet på en slik måte, kan det ytre laget skilles fra det underliggende lag. Oppfinnelsen til-fører således fordelen av det fleksible indre lag med styrken til det ytre lag.

En ytterligere større fordel er at materialet for det ytre laget har lave friksjonsmotstandsegenskaper slik at kabelen kan trekkes inn i kanaler med langt mindre trekk-kraft og således mindre risiko for skade. Man kan videre trekke lengre kabellengder og dermed redusere antall sammenføyninger eller forbindelser som er nødvendig i systemet. Materialer med lav friksjonsmotstand er vanligvis meget stive, og ved bare å påføre en enkelt omhylling av materialet, oppheves hoved-fordelene på grunn av reduksjon i fleksibiliteten til den ferdige kabelen.

En passende konstruksjon oppnås når forholdet mellom den radielle tykkelse for polyetylenet, det bindende lag og propylenet er i området fra 3:1,4:1 til 2:0,4:1.

Polypropylenlaget forbedrer slitebestandighet, kjemisk bestandighet og gir en overflate med høy slippevne.

Følgende eksempel illustrerer oppfinnelsen ytterligere: Eksempelet viser en spesiell utførelse av oppfinnelsen

som er beskrevet i forbindelse med den medfølgende tegning som viser et sideriss, delvis i snitt av en kommunikasjons-kabel.

Eksempel

Under henvisning til tegningen omfatter en kommunikasjons-kabel en indre leder 10 f.eks. av kobber omgitt av dielektri-kum 12 som kan være cellulært og f.eks. fremstilt av plast slik som polyetylen. Dielektrikumet er belagt med et metall-flettverk 14 som kan være av kobber. Flettverket er dekket med et laminat ifølge oppfinnelsen bestående av et første lag 16 av polyetylen av lav densitet (LD-polyetylen) bundet til et annet ytre og hardere lag 18 av polypropylen ved hjelp av et bindende lag 20 som er en blanding av materialene i lagene 16 og. 18.

I et spesielt eksempel på utførelsen i den ovenfor beskrevne tegning er lag 16 av LD-polyetylen blitt påført over en skjermdiameter på 10,76 mm til en diameter på 13,0 mm. Det bindende lag 20 er en 50/50 volumdelblanding av LD-polyetylen/polypropylen og påføres på lag 16 til en diameter på 13,4 mm. Tilslutt påføres det ytre laget 18 av polypropylen på det bindende lag til en diameter på 14,45 mm.

Den således fremstilte kabel ble sammenlignet med en tidligere kjent kabel som ikke hadde foreliggende ytre laminatomhylling, men en vesentlig homogen ytre omhylling av polyetylen. Den totale diameter på den tidligere kjente kabel var 13 mm.

Den maksimale lengde for den tidligere kjente kabel som kunne trekkes gjennom en kanal eller rørledning ble funnet å være ca. 70 meter. Denne lengde krevde minst to menn som trakk i kabelen og en som skjøv.

Foreliggende kabel som var av en litt større størrelse enn den tidligere kjente kabel kunne med letthet trekkes av en mann gjennom den samme kanal i lengder i overkant av 240 m. Den ytre overflaten på kabelen ifølge oppfinnelsen hadde

en meget lavere friksjonskoeffisient enn den tidligere kjente kabel. I tillegg ga den ytre laminatomhylling kabelen for-bedret strekk- og trykkfasthet sammenlignet med den tidligere kjente kabel.

Eksempelet viser klart de fordeler bruken av foreliggende oppfinnelse gir i forbindelse med kabler.

Siden lengre lengder kan trekkes gjennom rørledninger, kreves færre sammenføyninger for å forbinde lengdene . De innsparinger som resulterer er meget store fordi i kabel-installasjoner er det omkostningene ved sammenføyningene som representerer hovedutgiftene. Den letthet med hvilken kabelen lar seg trekke gjennom rørledninger betyr at store strekk-krefter ikke påføres på kabelen, men kabelen kan i alle til-feller motstå forøkede strekkbelastninger på grunn av den forøkede strekkfasthet som gis kabelen av laminatet. Øknin-gen i både strekkfasthet og trykkfasthet som oppnås ved foreliggende oppfinnelse er av størrelsesorden 50%.

Oppfinnelsen er ikke bare begrenset til bruk i forbindelse med spesielle kabler som beskrevet i eksempelet. Den kan benyttes i en rekke forskjellige anvendelser. For eksempel kan den benyttes som en omhylling for optiske fibre der høy styrke hos laminatet gir meget god beskyttelse til fibrene. Omkostningene ved sammenføyning av optiske fibre er enda større enn sammenføyning av kraftkabler eller kommunikasjonskabler slik at fordelene med å kunne trekke lange lengder gjennom rørledninger er enda større. I tillegg beskytter den høye strekkfasthet fibrene når de trekkes gjennom rørledninger og dessuten påføres mindre strekkspenninger på grunn av den lave friksjonskoeffisient til laminatoverflaten.

Claims (1)

1. Kabel med en omhylling som omgir en leder, hvor omhyllingen utgjør kabelens ytterste del og omfatter tre lag bundet sammen, karakterisert ved at omhyllingen innbefatter et fleksibelt, relativt mykt, indre lag (16) av LD-polyetylen, et relativt hardt slitasje-bestandig ytre lag (18) av polypropylen med lave friksjons-egenskaper, idet tykkelsen til det ytre lag av polypropylen er slik at kabelens fleksibilitet ikke vesentlig begrenses, og et mellomliggende lag (20) som intimt sammenbinder det indre og ytre lag uten noe ytterligere bindemiddel, hvor det mellomliggende laget er en blanding av nevnte polyetylen benyttet i det indre laget og nevnte polypropylen benyttet i det ytre laget.

2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det mellomliggende laget omfatter en blanding i området fra 65:35 til 35:65 volumdeler av materialene i det indre og det ytre laget som skal sammenbindes.

3. Kabel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det mellomliggende laget omfatter en blanding i området fra 60:40 til 40:60 volumdeler av materialet i det indre og det ytre laget som skal sammenbindes .

4 . Kabel ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at forholdet for tykkelsene til det indre laget, det mellomliggende laget og det ytre laget er i området fra 3:0,4:1 til 2:0,4:1.

5. Kabel ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lederen er tilpasset for å lede informasjon eller kraft.

6. Kabel ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lederen omfatter optiske fibere.

8. Kabel ifølge hvilket som helst av de foregående krav, karakterisert ved at lederen er omgitt av et dielektrisk lag.

9. Kabel ifølge krav 8, karakterisert ved at en skjerm er tilveiebragt mellom det dielektriske laget og omhyllingen.